專利名稱：充電裝置及應(yīng)用該充電裝置的便攜式電子裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種充電裝置及應(yīng)用該充電裝置的便攜式電子裝置，特別涉及一種利 用電磁感應(yīng)方式進(jìn)行充電的充電裝置及應(yīng)用該充電裝置的便攜式電子裝置。
背景技術(shù)：
隨著電子技術(shù)的快速發(fā)展以及人們生活水平的提高，手機(jī)、PDA (Personal 0土81切認(rèn)％化切壯，個人數(shù)字助理)、1^3、1^4、數(shù)碼相機(jī)等便攜式電子裝置的應(yīng)用日益普 遍，給人們生活帶來了極大的便利。便攜式電子裝置使用時一般要由電池來提供電能，但使 用一段時間以后，電池電量會耗盡，這時需要使用專用的充電裝置給電池進(jìn)行充電，以供便 攜式電子裝置繼續(xù)使用?，F(xiàn)有的技術(shù)中，大多便攜式電子裝置都采用連接式充電，即通過使用充電器將市 電提供的交流電轉(zhuǎn)換為直流電，再通過電纜和連接器連接到該便攜式電子裝置上實現(xiàn)充 電。這種充電方式必須在電子裝置上預(yù)留專用的插口以便充電器的充電端子插入充電，如 此，可能會使結(jié)構(gòu)復(fù)雜化而增大上述便攜式電子裝置體積和重量，而且灰塵或水蒸氣容易 從開放的插口進(jìn)入電子裝置內(nèi)部，導(dǎo)致機(jī)身被侵蝕而影響便攜式電子裝置的使用壽命。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述問題，有必要提供一種密封性較好的充電裝置。另，還有必要提供一種密封性較好的便攜式電子裝置。一種充電裝置，其用于給一便攜式電子裝置充電。所述充電裝置包括一整流變壓 單元及一與該整流變壓單元電連接的充電單元。所述整流變壓單元將輸入的電流處理后輸 出至所述充電單元，該充電單元將輸入的電能通過電磁感應(yīng)傳輸至上述便攜式電子裝置為 其充電?！N便攜式電子裝置，其包括一本體、設(shè)于該本體內(nèi)且依次電性連接的一電能接 收單元、一電流轉(zhuǎn)換單元、電源管理單元及一電池。所述電能接收單元通過電磁感應(yīng)產(chǎn)生一 感應(yīng)電流并輸出至電流轉(zhuǎn)換單元，該電流轉(zhuǎn)換單元將所述感應(yīng)電流轉(zhuǎn)換為直流電后輸出至 所述電源管理單元，該電源管理單元將上述直流電處理后用以對所述便攜式電子裝置的電 池進(jìn)行充電。一種使用充電裝置進(jìn)行充電的便攜式電子裝置，該充電裝置通過電磁感應(yīng)方式給 所述便攜式電子裝置的電池充電。所述充電裝置包括一整流變壓單元及一與該整流變壓單 元電性連接的充電單元，所述便攜式電子裝置包括一電能接收單元、一電流轉(zhuǎn)換單元及一 與電池電性連接的電源管理單元，該充電單元包括一第一磁芯及繞設(shè)于該第一磁芯上且與 整流變壓單元電連接的一次線圈。所述整流變壓單元將輸入的電流處理后輸出至所述一 次線圈，該一次線圈將輸入的電能通過電磁感應(yīng)傳輸至上述電能接收單元，并在電能接收 單元內(nèi)產(chǎn)生一感應(yīng)電流，所述電流轉(zhuǎn)換單元將該感應(yīng)電流轉(zhuǎn)換為直流電后輸出至所述電源 管理單元，該電源管理單元將上述直流電處理后用以對所述便攜式電子裝置的電池進(jìn)行充示o與現(xiàn)有技術(shù)相比，該充電裝置以電磁感應(yīng)的方式給充電電池進(jìn)行充電，其對應(yīng)的 便攜式電子裝置200的電能接收單元60是外部形狀平整的電磁鐵芯，其上不需要設(shè)置任何 與便攜式電子裝置內(nèi)部相通的開放通道，從而減少了便攜式電子裝置上的開口，不但有利 于縮減便攜式電子裝置的體積，而且可以有效地避免了灰塵或水蒸氣等雜物從充電接口侵 蝕便攜式電子裝置。


圖1為本發(fā)明較佳實施例的充電裝置的充電單元向便攜式電子裝置的充電電池 充電時的狀態(tài)示意圖。圖2為本發(fā)明較佳實施例的充電裝置給便攜式電子裝置充電時的功能模塊示意 圖。圖3為本發(fā)明較佳實施例便攜式電子裝置的電能接收單元及充電裝置的充電單 元的部分剖面示意圖。
具體實施例方式請參閱圖1及圖2，本發(fā)明的一個較佳實施例為一種充電裝置100，其利用變壓器 線圈感應(yīng)耦合的原理向一便攜式電子裝置200的充電電池10進(jìn)行充電。該便攜式電子裝 置200可為移動電話、PDA、MP3、數(shù)碼相機(jī)等。在本實施例中，所述便攜式電子裝置200為一 移動電話。所述充電裝置100包括依次電性連接的一充電接口 20、一整流變壓單元30及一 充電單元40。所述充電接口 20可連接一現(xiàn)有的充電電源11，例如常用的110伏特或220伏特的 交流電源，用于為該充電裝置100提供電能以進(jìn)行充電。所述整流變壓單元30可為現(xiàn)有的 交流電變壓器等變壓器件，其用于將充電接口 20輸入的交流電轉(zhuǎn)換為適合充電單元40的 穩(wěn)定交流電，如將110伏特或220伏特的交流電轉(zhuǎn)換為10伏特50毫安的交流電。請同時參閱圖3，所述充電單元40包括一整體大致為半圓柱狀的殼體41、嵌設(shè)于 該殼體41內(nèi)表面的一第一屏蔽管42、設(shè)于該第一屏蔽管42內(nèi)的一第一磁芯43及一磁鐵 44，所述第一磁芯43與第一屏蔽管42之間由一隔離層45所阻隔。所述殼體41上開設(shè)有 一凹部411，該凹部411可與便攜式電子裝置200的外部形狀相配合以便于固定該充電裝置 100。所述第一屏蔽管42嵌設(shè)于該殼體41內(nèi)，用于隔離充電該充電裝置100充電時產(chǎn)生的 電磁波，使上述便攜式電子裝置200的工作免受電磁波的干擾，也可保護(hù)操作者的身體安 全。當(dāng)該第一屏蔽管42被磁化時，該充電裝置100可通過該第一屏蔽管42產(chǎn)生的磁力吸 附于便攜式電子裝置200上。所述第一磁芯43可由軟鐵、硅鋼等具有高導(dǎo)磁性的材料制成，其形狀與所述第一 屏蔽管42的形狀大致相同，并嵌設(shè)于上述隔離層45中。該第一磁芯43上繞有一次線圈 (PrimaryCoil) 46，該一次線圈46的一端穿過所述隔離層45電性連接于所述整流變壓單元 30。當(dāng)該整流變壓單元30向該一次線圈46輸入交流電時，該一次線圈46因電磁感應(yīng)而產(chǎn) 生交變磁場，并于其內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電流。所述磁鐵44可為環(huán)形磁鐵、蹄形磁鐵等，在本實施例中，該磁鐵44為一環(huán)形磁鐵。所述磁鐵44嵌設(shè)于第一屏蔽管42中部，并將該第一屏蔽管42分割為關(guān)于該磁鐵44對稱 的兩部分，該磁鐵44可將第一屏蔽管42磁化，使其具有較強(qiáng)的磁性，并使得上述對稱的兩 部分分別指向該磁鐵44的兩個環(huán)形面，即其南極和北極。所述隔離層45可由隔熱、絕緣的 材料制成，其形狀整體與上述第一屏蔽管42和嵌設(shè)其內(nèi)的第一磁芯43的形狀大致相同，該 隔離層45位于第一磁芯43和第一屏蔽管42之間，并與二者緊密配合，用于阻擋該充電裝 置100在充電時產(chǎn)生的熱量影響該便攜式電子裝置200的內(nèi)部元件。所述便攜式電子裝置200包括一本體50和設(shè)于該本體50內(nèi)且依次電性連接的一 電能接收單元60、一電流轉(zhuǎn)換單元70、一電源管理單元80及上述充電電池10。所述本體50為該便攜式電子裝置200的外殼，其上凸設(shè)有一凸部51，該凸部51與 所述充電裝置100的凹部411相配合，使該充電裝置100對準(zhǔn)并固定，而且可防止灰塵等雜 物進(jìn)入該便攜式電子裝置200與充電裝置100之間的充電界面。所述電能接收單元60通過電磁感應(yīng)原理將輸入上述一次線圈46的交流電輸入便 攜式電子裝置200。該電能轉(zhuǎn)換單元60包括一第二屏蔽管61、設(shè)于該第二屏蔽管61內(nèi)的 第二磁芯62及位于該第二屏蔽管61和第二磁芯62之間的隔離層64。所述第二屏蔽管61 的形狀、口徑與所述第一屏蔽管42的形狀、口徑大致相同，二者關(guān)于充電裝置100和電子裝 置200的配合面對稱，二者對接時整體呈圓環(huán)狀。由于該第一屏蔽管42受到上述磁鐵44的 磁化而具有磁性，故，該第一屏蔽管42與第二屏蔽管61之間可形成相互吸引的磁力作用， 上述凸部51吸附于凹部411內(nèi)，使該充電裝置100吸附于便攜式電子裝置200上而便于保 持充電狀態(tài)。可以理解，所述第一屏蔽管42和第一屏蔽管61可由鐵、磁鐵等易磁化的材料 制成，當(dāng)所述充電裝置100給便攜式電子裝置200充電時，通過第一屏蔽管42和第二屏蔽 管61之間相互吸引的磁力將充電裝置100吸附于該便攜式電子裝置200即可。所述第二磁芯62可由軟鐵、硅鋼等具有高導(dǎo)磁性的材料制成，其直徑和形狀與所 述第一磁芯43的直徑和形狀大致相同，二者對接時整體呈圓環(huán)狀，且該第二磁芯62與上述 第二屏蔽管61的形狀大致相同。該第二磁芯62上繞有二次線圈(Secondary Coil)65，當(dāng) 上述凸部51吸附于凹部411內(nèi)時，第一磁芯43與第二磁芯62兩端相互對準(zhǔn)接觸而構(gòu)成一 個環(huán)形磁芯，該二次線圈65兩端位置與上述一次線圈46兩端的位置相對準(zhǔn)。因為第一磁 芯43與第二磁芯62具有高導(dǎo)磁性，大部分磁通量局限于其內(nèi)，故，一次線圈46與二次線圈 65可獲得高程度的磁耦合。當(dāng)交流電通過所述一次線圈46時，根據(jù)電磁感應(yīng)原理，該一次 線圈46中產(chǎn)生交變磁通，該交變磁通沿著所述第一磁芯43與第二磁芯62并穿過一次線圈 46和二次線圈65形成閉合的磁路，從而在二次線圈65中產(chǎn)生交流電。顯然，該第一磁芯 43及一次線圈46和第二磁芯62及二次線圈65之間實際上構(gòu)成一個變壓器，根據(jù)變壓器 原理，并考慮到一次線圈46及二次線圈65熱能損耗和第一磁芯43及第二磁芯62的磁滯 損耗，該一次線圈46和二次線圈65之間的匝數(shù)較佳設(shè)置為5 4，這樣既可以彌補(bǔ)能量損 耗，又可以獲得較好的充電電壓。此外，所述第一屏蔽管42和第二屏蔽管61配合使用時， 二者分別將一次線圈46和二次線圈65罩設(shè)其內(nèi)，隔離充電時產(chǎn)生的電磁波，為了更好地降 低充電過程中的電磁輻射對周圍電路產(chǎn)生影響，可盡量選用輻射較小的第一磁芯43和第 二磁芯62。所述電流轉(zhuǎn)換單元70可為現(xiàn)有的交流/直流(AC/DC)變換器，其與上述二次線圈 65電性連接，其可將二次線圈65產(chǎn)生的交流電轉(zhuǎn)換為直流電，并濾去高頻雜波，使之輸出相對平穩(wěn)的直流電，并傳輸至上述電源管理單元80。所述電源管理單元80可使用現(xiàn)有的電 源管理芯片等器件，其將上述電流轉(zhuǎn)換單元70輸出的直流電進(jìn)行穩(wěn)壓、限流處理，使之成 為適合為充電電池10的電流，避免該充電電池10因過壓或過流而損壞。使用該充電裝置100給所述便攜式電子裝置200的充電電池10充電時，首先，將 該電子裝置200本體50的凸部51置于充電裝置100的凹部411內(nèi)，由于上述磁鐵44磁化 作用，第一屏蔽管42被磁化而具有磁性，在第一屏蔽管42與第二屏蔽管61之間產(chǎn)生相互 吸引的磁力，使該充電裝置100固定于該便攜式電子裝置200上。此時，上述第一屏蔽管42 與第二屏蔽管61對準(zhǔn)，第一磁芯43與第二磁芯62對準(zhǔn)。然后，將充電裝置100的充電接 口 20接入外界的充電電源11，經(jīng)由整流變壓單元30將充電電源11輸入的交流電轉(zhuǎn)換為 適合充電單元40使用的交流電。之后，所述充電單元40的一次線圈46接收該交流電后產(chǎn) 生電磁感應(yīng)，根據(jù)電磁感應(yīng)原理，上述二次線圈65中可以產(chǎn)生與該一次線圈46相同頻率的 交流電壓。該交流電壓從二次線圈46傳輸?shù)蕉尉€圈65時的損耗可通過調(diào)整該二次線圈 46和二次線圈65的匝數(shù)比例來加以補(bǔ)償，從而在二次線圈65中獲得理想的電壓。最后，所 述電路轉(zhuǎn)換單元70將二次線圈65中產(chǎn)生的交流電轉(zhuǎn)換為直流電，并將該直流電傳輸至上 述電源管理單元80進(jìn)行穩(wěn)壓、限流處理，使其成為適合充電電池10充電的電流。如此，即 可實現(xiàn)該充電裝置100利用變壓器線圈感應(yīng)耦合的原理給所述便攜式電子裝置200進(jìn)行充
^^ o可以理解，可在該充電裝置100的殼體41內(nèi)部可增設(shè)一充電保護(hù)電路，當(dāng)上述充 電電池10滿充之后，通過該充電保護(hù)電路即可停止給電池10充電。所述充電裝置100提供有上述的充電單元40和第一屏蔽管42，所述便攜式電子裝 置200設(shè)有所述電能接收單元60和第二屏蔽管61，該第一屏蔽管42與第二屏蔽管61之間 存在相互吸引的磁力，使得該充電單元40固設(shè)于該便攜式電子裝置200上。所述充電單元 40利用電磁感應(yīng)的原理將充電單元40的電能傳輸至該電能接收單元60，進(jìn)而實現(xiàn)給該便 攜式電子裝置200的充電電池10充電的目的。故，該充電裝置100以電磁感應(yīng)的方式給充 電電池10進(jìn)行充電，其對應(yīng)的便攜式電子裝置200的電能接收單元60是外部形狀平整的 電磁鐵芯，無需設(shè)置任何與該便攜式電子裝置200內(nèi)部相通的開放通道，從而減少了便攜 式電子裝置200上的開口，不但有利于縮減便攜式電子裝置200的體積，而且可以有效地避 免了灰塵或水蒸氣等雜物從充電接口侵蝕該便攜式電裝置200。
權(quán)利要求
一種充電裝置，用于給一便攜式電子裝置充電，其特征在于所述充電裝置包括一整流變壓單元及一與該整流變壓單元電連接的充電單元，所述整流變壓單元將輸入的電流處理后輸出至所述充電單元，該充電單元將輸入的電能通過電磁感應(yīng)傳輸至上述便攜式電子裝置為其充電。
2.如權(quán)利要求1所述的充電裝置，其特征在于所述充電單元設(shè)有一第一磁芯及繞設(shè) 于該第一磁芯上的一次線圈，該一次線圈與上述整流變壓單元電性連接，并將該整流變壓 單元輸入的電能通過電磁感應(yīng)傳輸至所述便攜式電子裝置。
3.如權(quán)利要求2所述的充電裝置，其特征在于所述充電單元包括一第一屏蔽管，所述 第一屏蔽管通過吸引的磁力作用將充電裝置固定于該便攜式電子裝置上。
4.如權(quán)利要求3所述的充電裝置，其特征在于所述第一磁芯位于第一屏蔽管內(nèi)，第一 磁芯及第一屏蔽管之間設(shè)有用于絕緣及隔熱的隔離層，所述第一屏蔽管用于隔離所述一次 線圈產(chǎn)生的電磁波。
5.如權(quán)利要求1所述的充電裝置，其特征在于所述充電單元包括一殼體，所述殼體上 設(shè)有一凹部，該凹部與上述便攜式充電裝置外部形狀相配合。
6.一種便攜式電子裝置，其包括一本體及設(shè)于該本體內(nèi)的一電池，其特征在于所述 便攜式電子裝置包括設(shè)置于上述本體內(nèi)的一電能接收單元、一電流轉(zhuǎn)換單元及一電源管理 單元，所述電能接收單元通過電磁感應(yīng)產(chǎn)生一感應(yīng)電流并輸出至電流轉(zhuǎn)換單元，該電流轉(zhuǎn) 換單元將所述感應(yīng)電流轉(zhuǎn)換為直流電后輸出至所述電源管理單元，該電源管理單元將上述 直流電處理后用以對所述便攜式電子裝置的電池進(jìn)行充電。
7.如權(quán)利要求6所述的便攜式電子裝置，其特征在于所述電能接收單元包括一第二 磁芯及繞設(shè)于該第二磁芯上且與所述電流轉(zhuǎn)換單元電性連接的二次線圈，該二次線圈將輸 入的交流電轉(zhuǎn)換為上述的感應(yīng)電流。
8.如權(quán)利要求7所述的便攜式電子裝置，其特征在于所述電能接收單元進(jìn)一步包括 一容置上述第二磁芯且位于該第二屏蔽管和第二磁芯之間的隔離層，該第二屏蔽管用于隔 離所述二次線圈充電時產(chǎn)生的電磁波。
9.如權(quán)利要求6所述的便攜式電子裝置，其特征在于所述本體一端設(shè)有一凸部，該凸 部用于配合一通過電磁感應(yīng)方式應(yīng)給上述電池進(jìn)行充電的充電裝置。
10.一種使用充電裝置進(jìn)行充電的便攜式電子裝置，該充電裝置通過電磁感應(yīng)方式給 所述便攜式電子裝置的電池充電，其特征在于所述充電裝置包括一整流變壓單元及一與 該整流變壓單元電性連接的充電單元，所述便攜式電子裝置包括一電能接收單元、一電流 轉(zhuǎn)換單元及一與電池電性連接的電源管理單元，該充電單元包括一第一磁芯及繞設(shè)于該第 一磁芯上且與整流變壓單元電連接的一次線圈；所述整流變壓單元將輸入的電流處理后輸 出至所述一次線圈，該一次線圈將輸入的電能通過電磁感應(yīng)傳輸至上述電能接收單元，并 在電能接收單元內(nèi)產(chǎn)生一感應(yīng)電流，所述電流轉(zhuǎn)換單元將該感應(yīng)電流轉(zhuǎn)換為直流電后輸出 至所述電源管理單元，該電源管理單元將上述直流電處理后用以對所述便攜式電子裝置的 電池進(jìn)行充電。
11.如權(quán)利要求10所述的使用充電裝置進(jìn)行充電的便攜式電子裝置，其特征在于所 述充電單元包括一第一屏蔽管，所述第一屏蔽管通過吸引的磁力作用將充電裝置固定于該 便攜式電子裝置上。
12.如權(quán)利要求11所述的使用充電裝置進(jìn)行充電的便攜式電子裝置，其特征在于所 述第一磁芯及一次線圈位于第一屏蔽管內(nèi)，第一磁芯及第一屏蔽管之間設(shè)有用于絕緣及隔 熱的隔離層，所述第一屏蔽管用于隔離所述一次線圈產(chǎn)生的電磁波。
13.如權(quán)利要求10所述的使用充電裝置進(jìn)行充電的便攜式電子裝置，其特征在于所 述電能接收單元包括一與第一磁芯相對應(yīng)的第二磁芯及繞設(shè)于該第二磁芯上且與所述電 流轉(zhuǎn)換單元電性連接的二次線圈，該二次線圈與上述一次線圈通過電磁感應(yīng)將輸入一次線 圈的交流電轉(zhuǎn)換為上述的感應(yīng)電流。
14.如權(quán)利要求13所述的使用充電裝置進(jìn)行充電的便攜式電子裝置，其特征在于所 述電能接收單元進(jìn)一步包括一容置上述第二磁芯且位于該第二屏蔽管和第二磁芯之間的 隔離層，該第二屏蔽管用于隔離所述二次線圈充電時產(chǎn)生的電磁波。
15.如權(quán)利要求10所述的使用充電裝置進(jìn)行充電的便攜式電子裝置，其特征在于所 述充電單元包括一殼體，所述便攜式電子裝置包括一本體，該殼體上設(shè)有一凹部，該本體該 一端設(shè)有一凸部，該凹部與凸部相配合將所述充電裝置裝設(shè)于便攜式電子裝置。
全文摘要
本發(fā)明提供一種充電裝置，其用于給一便攜式電子裝置充電。所述充電裝置包括一整流變壓單元及一與該整流變壓單元電連接的充電單元。所述整流變壓單元將輸入的電流處理后輸出至所述充電單元，該充電單元將輸入的電能以電磁感應(yīng)的形式傳輸至上述便攜式電子裝置為其充電。
文檔編號H02J17/00GK101867200SQ20091030160
公開日2010年10月20日 申請日期2009年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月16日
發(fā)明者鄺甫林 申請人:深圳富泰宏精密工業(yè)有限公司;奇美通訊股份有限公司