用于给便携式电子设备供应能量的充电装置的制作方法

本发明涉及一种充电装置，其用于通过无线感应能量传输来给便携式电子设备供应能量、特别是给便携式电子设备的蓄电池充电，其中，充电装置具有充电体，所述充电体具有用于在充电过程中放置电子设备的支承表面，其中，充电装置具有布置在充电体的区域中的至少一个发射线圈，所述发射线圈设置用于通过支承表面发射交变磁场以感应地将能量传输到电子设备。

背景技术：

1、原则上公开了一种用于给设备、特别是移动手机无线充电的方法。特别是在过去几年内qi标准在世界范围被实施并且确保充电发射器和接收器的不同的制造商之间的兼容性。从发射器至接收器的能量传输在此通过磁场进行，其中，发射器具有发射线圈，所述发射线圈由交流电流过并且由此产生交变磁场。接收器具有接收线圈，当由发射器线圈产生的交变磁场也穿过接收线圈时，在所述接收线圈中产生交流电压。感应电压引起电流，所述电流在整流之后给所连接的负载供应能量。负载尤其可以是能重复充电的电池(蓄电池)。

2、如果没有另外的线圈处于发射线圈附近，则由发射线圈产生的磁场在发射线圈中又感应出与驱动电压相反的电压，并且实际通过磁场输出的功率又被反馈回来。在这种情况中，发射线圈如同仅仅接收视在功率的电感那样工作。只有当第二线圈(接收线圈)由同一个磁场流过，并且当感应电压在第二线圈中引起电流，其方式是，例如负载与第二线圈连接，则第二线圈中的电流才产生磁场，该磁场与来自发射线圈的磁场相反并且减弱所述来自发射线圈的磁场。由此在发射线圈中感应出较小的反电压，这导致较小的功率被反馈回来，并且因此将有效功率通过磁场输出。所述效应也用于从接收器到发射器的通信并且称为负载调制。在此接收器以比特式传输的周期接通和关断负载，由此所述周期可以在发射器中以所输出的有效功率的比特式改变的形式被测量和评估。所述通信协议在前述的qi标准中被定义并且控制发射器和接收器之间的能量转换，由此确保不同制造商的发射器和接收器之间的兼容性。

3、为了在能量转换中尽可能多地传输能量并且尽可能少地将能量反馈回到发射器，由发射线圈产生的磁场必须尽可能完全穿过接收线圈。为此需要的是，两个线圈不仅水平地尽可能准确地重叠，而且所述两个线圈竖直地彼此具有尽可能小的间距。

4、发射器、特别是装配在汽车中的发射器的充电面具有典型地下述尺寸，以使得可以给最重要的较大的电话充电。

5、为了这个目的公开了定位辅助装置。接收器、即便携式电子设备相对于发射器、即充电装置的最优定位可以例如通过如下方式实现，即当识别出一定量的有效功率的输出时，发射器输出光学或声学信号。也可以通过发光二极管的发光强度显示有效功率量和由此耦合的质量。在接收侧所接收的功率同样可以被测量并且例如通过在要充电的电话的显示屏中的信息显示，已实现足够好的耦合。在这两种情况中，用户将设备放置到发射器的充电面上并且将该设备慢慢在不同的方向上移动，直到由发射器或接收器为该用户显示，所述耦合是足够好的。

6、一种另外的方法是，发射器具有分布在充电面下方的多个发射线圈。在这种情况中，用户将设备放置到充电面上的任意位置上，并且发射器电子装置彻底检查例如所有发射线圈，在哪个发射线圈中进行最大能量传输。该线圈则用于继续的能量传输。该方法的缺点在于发射器电子装置的更耗费的设计方案，因为必须存在和控制多个发射线圈。

技术实现思路

1、本发明的任务在于，以低的耗费对于用户简化电子设备在充电装置的支承表面上的准确的定位。

2、该任务在开头所述类型的充电装置中通过以下方式来解决，即充电装置具有至少一个能运动地被支承的、能从支承表面朝向电子设备伸出的止挡，当止挡从支承表面伸出时，通过所述止挡将被放置在支承表面上的电子设备的能移动性在至少一个方向上限制。用户能够以所述方式快速地并且直观地将电子设备这样在支承表面上定向，以确保好的感应能量传输。能伸出的至少一个止挡可以在此以简单的并且价格便宜的机械部件实现。具有多个发射线圈的充电装置的耗费的设计方案是不需要的。

3、通过本发明由此提出一种定位方法，其中，需要仅仅一个发射线圈，其中，不同尺寸的电子设备可以这样被放置，以使得发射线圈和电子设备的接收线圈分别如此程度地重叠，从而能实现高效地充电。充电装置由此实现可容易地操作的附加的定位辅助装置和用于电子设备的固定可能性，由此使所述电子设备对于充电最优地定位。

4、便携式电子设备可以例如计算机设备、例如移动终端设备例如智能手机或者其他移动电话或平板电脑。

5、在伸出位态中，至少一个止挡可以至少如此程度地从支承表面突出，以使得由此形成用于电子设备在支承表面上的能移动性、即用于平行于支承表面的移动的阻挡。至少一个止挡可以在缩回位态中完全缩回，从而所述止挡不再从支承表面突出，或者部分地缩回，从而所述止挡与在伸出位态中相比更少距离地突出。在本发明的一个有利的构型中，至少一个止挡在完全或部分地缩回的位态中未提供足够的阻挡，通过所述阻挡来限制电子设备在支承表面上的能移动性。

6、充电体可以为了在充电过程中放置电子设备具有完全平滑的、平坦的充电面。在这种情况中，所述平滑的平坦的充电面同时形成所述的支承表面。充电体也可以具有表面结构化的充电面，例如其方式是，在那里布置凸起，棱边或类似的结构化元件。所述表面结构化的充电面则还是提供一种用于放置电子设备的平面、例如通过结构化元件的顶端限定的平面，该平面则形成所述的支承表面。

7、被放置在支承表面上的电子设备在此不必直接放置在支承表面上，而是也能以与所述支承表面一定间距布置，该间距对于蓄电池的高效感应充电或电子设备的另外的能量供应是无问题的。相应地大地构造的电子设备可以例如放置到已存在的止挡上。如果所述止挡在缩回状态中不是恰好在支承表面的高度水平上，而是还微小地突出于所述支承表面，则被放置在所述支承表面上的电子设备在本发明的意义中还是布置在支承表面上。

8、能在缩回位态和伸出位态之间运动的止挡由此至少基本上在垂直于支承表面延伸的方向上能运动地被支承。能伸出的止挡例如可以借助于线性运动或者借助于轻微的摆动运动在缩回位态和伸出位态之间来回运动，在所述摆动运动中摆动轴基本上平行于支承表面延伸。

9、根据一个有利的构型设置，能伸出的至少一个止挡借助于至少一个弹簧元件朝向伸出位态的方向被预加载。这具有的优点是，至少只要未放置相应地大的电子设备，所述相应地大的电子设备会抵抗弹簧力将止挡压进去，则能伸出的至少一个止挡就始终自动地处于伸出位态中。用户可以直观地通过能伸出的至少一个止挡被指导以将电子设备准确地定位在支承表面上。例如当弹簧力通过转向装置转向时，弹簧元件可以例如构造为压力弹簧或拉力弹簧。弹簧元件可以例如构造为螺旋弹簧、蝶形弹簧或者其他能弹性弹动的物体。

10、根据一个有利的构型设置，能伸出的至少一个止挡能够通过将电子设备放置到能伸出的止挡上而完全或至少部分地缩回。这具有的优点是，用户可以容易地将其电子设备放置在支承表面上并且不必实施特别的操作措施，以便放置相应地大的覆盖能伸出的止挡的电子设备。止挡的缩回则自动地通过电子设备的重力实现。如果能伸出的止挡借助于至少一个弹簧元件朝向伸出位态的方向被预加载，则弹簧元件有利地设计为使得其可以通过商业通用的电子设备的重力容易地被缩回。

11、根据一个有利的构型设置，能伸出的至少一个止挡布置在充电装置的能摆动的保持元件上，所述能摆动的保持元件借助于第一摆动轴承与充电体连接。以所述方式可以提供能容易实现的并且稳定的用于使能伸出的止挡缩回和伸出的机构。能摆动的保持元件可以例如构造为下文还阐述的跷板或者一种能摆动的翻板，在所述跷板或翻板的自由端上布置能伸出的止挡。能伸出的止挡可以根据能摆动的保持元件的构型与所述能摆动的保持元件一体地构造，例如构造为塑料注射成型构件或者单独的固定在其上的构件。

12、根据一个有利的构型设置，能摆动的保持元件在一侧与第一摆动轴承连接并且在背离该侧的一侧具有能伸出的止挡。这允许特别容易地并且成本低廉地实现具有能伸出的止挡的能摆动的保持元件。能伸出的止挡可以例如刚性地、即不能运动地与能摆动的保持元件连接。

13、根据一个有利的构型设置，能伸出的止挡从发射线圈出发观察布置在第一摆动轴承之后。也由此促进在由用户使用不同的尺寸的电子设备时容易地并且直观地使用能伸出的止挡。

14、根据一个有利的构型设置，能摆动的保持元件根据跷板的类型构造，所述跷板具有从第一摆动轴承出发沿着第一方向突出的第一跷板臂和从第一摆动轴承出发沿着第二方向突出的第二跷板臂，其中，第二方向与第一方向不同，其中，能伸出的止挡布置在第一跷板臂上。由此能伸出的止挡或能摆动的保持元件的功能性还可以进一步被优化。伸出的止挡特别是也可以在无开头所述的弹簧元件的情况下实现，例如其方式是，将电子设备在第二跷板臂的区域中放置在支承表面上。通过电子设备的重力则使跷板摆动并且使能伸出的止挡运动到伸出位态中。

15、第一跷板臂可以与第二跷板臂同样长。第一跷板臂也可以构造为比第二跷板臂长。

16、根据一个有利的构型设置，在第二跷板臂上布置凸出部，当能伸出的止挡在缩回位态中时，则所述凸出部至少从支承表面突出。由此还可以进一步改善跷板的功能性。凸出部可以例如在造型方面类似于能伸出的止挡地构造。

17、至少一个凸出部可以通过第二摆动轴承能摆动地与第二跷板臂连接。至少一个止挡可以通过第三摆动轴承能摆动地与第一跷板臂连接。

18、根据一个有利的构型设置，在第二跷板臂上布置彼此以一定间距布置的至少两个凸出部、特别是彼此平行地延伸的两个凸出部。由此可以进一步优化用于电子设备的附加的、更小的实施方式的充电装置定位辅助装置。特别是在相对小地构造的电子设备的情况中可以通过该电子设备始终还相应地使跷板偏转，从而使能伸出的止挡伸出。

19、跷板可以借助于至少一个弹簧元件这样被预加载，以使得当未将电子设备放置到能伸出的止挡上时，通过弹簧元件的弹簧力使能伸出的至少一个止挡伸出。

20、跷板也可以借助于至少一个弹簧元件这样被预加载，以使得通过弹簧元件的弹簧力使能伸出的至少一个止挡缩回。这基于跷板功能导致，通过弹簧力使第二跷板臂上的至少一个凸出部伸出并且以所述方式可以形成在支承面的另外的位置上的另外的能伸出的止挡。以所述方式可以通过具有在一侧上的能伸出的止挡和在另一侧上的凸出部的所述跷板的设计方案提供用于不同尺寸的电子设备的相应的止挡，所述止挡可以由用户根据需要使用。如果相应地大的电子设备被放置到伸出的凸出部上，则通过电子设备的重量抵抗弹簧元件的力使缩回，由此基于跷板功能自动地使第一跷板臂上的能伸出的止挡运动到伸出位态中。

21、根据一个有利的构型设置，充电装置具有至少一对彼此配置的能伸出的止挡，在所述至少一对彼此配置的能伸出的止挡之间布置发射线圈，其中，当该止挡伸出时，将在彼此配置的能伸出的止挡之间放置在支承表面上的电子设备的能移动性在相反方向上限制。成对地彼此配置的能伸出的止挡的止挡之间的间距可以与此相应地大于能摆动的保持元件的第一摆动轴承之间的间距。通过所述成对地彼此配置的能伸出的止挡可以为用户更进一步优化电子设备在支承表面上的定位，因为由此将能移动性例如在支承表面的纵向方向上和/或在支承表面的横向方向上在相反方向上限制。

22、根据一个有利的构型设置，成对地彼此配置的能伸出的止挡的能摆动的保持元件彼此镜像对称地布置。

23、根据一个有利的构型设置，充电装置具有至少一个第一对彼此配置的能伸出的止挡，当该止挡伸出时，通过该止挡将在彼此配置的能伸出的止挡之间被放置在支承表面上的电子设备的能移动性在支承表面的纵向方向上在相反方向上限制。在此，支承表面的长度和宽度中的较大尺寸的方向视为支承表面的纵向方向。

24、根据一个有利的构型设置，充电装置具有至少一个第二对彼此配置的能伸出的止挡，当该止挡伸出时，通过该止挡将在彼此配置的能伸出的止挡之间被放置在支承表面上的电子设备的能移动性在支承表面的横向方向上在相反方向上限制。在此，支承表面的长度和宽度中的较小尺寸的方向视为支承表面的横向方向。

25、根据一个有利的构型设置，在支承表面上存在固定地布置的至少一个止挡，该止挡突出于支承表面并且从发射线圈出发观察布置在能伸出的至少一个止挡之后。所述固定地布置的止挡可以例如构造为支承表面的外边缘，所述外边缘无中断部地或者有一个或多个中断部地围绕支承表面延伸。由此可以提供用于相对大的电子设备的定位辅助装置，所述电子设备由于其尺寸覆盖支承表面的存在能伸出的止挡的区域。

26、至少一个固定地布置的止挡可以与在伸出位态中能伸出的至少一个止挡相比更远地、例如至少1.5倍远地或至少两倍远地突出于支承表面。

27、对于具有能伸出的止挡和必要时固定地布置的止挡的充电面的设计方案可以例如如下地实现。

28、首先将不同的电子设备在市场上分成例如两个尺寸等级。在较大的等级中，电子设备是如此长的，以使得该电子设备位于在固定地布置的在支承表面的上边缘和下边缘上的止挡边缘之间并且通过固定地布置的止挡边缘对在支承表面上的可运动性限制，其中，在电子设备的每个方位位置中则实现至少部分地覆盖发射线圈收线圈。在此的前提是，发射线圈位于支承表面的中心处，并且接收线圈位于电子设备的中心处，这通常始终是这种情况。然而在较小级别的电子设备的情况中可以电子设备如此程度地运动到固定地布置的上止挡边缘或下止挡边缘上，以使得不再实现充分地覆盖线圈，并且由此中断充电过程。根据本发明可以此时实施呈能伸出的至少一个止挡形式的另外的上止挡边缘和/或下止挡边缘，从而由所述上止挡边缘和/或下止挡边缘限制较小等级的电子设备并且由此也对于较小的电子设备有效的是，在电子设备在此时较小的充电面上运动时两个线圈在每个位置中充分地重叠。当较小等级的电子设备被放到支承表面上时，自动地激活或伸出附加的止挡边缘。