本發(fā)明涉及NFC和無線充電技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種NFC線圈和無線充電線圈復(fù)用的物理切換裝置。

背景技術(shù)：

NFC的全稱為Near FieId Communication，即近場通信，源于射頻識別(RFID，Radio Frequency Identify Detection)技術(shù)，是一種非接觸式識別和互聯(lián)技術(shù)，由索尼和飛利浦公司共同開發(fā)的，用來實(shí)現(xiàn)各種設(shè)備之間點(diǎn)對點(diǎn)的近距離通信。NFC技術(shù)廣泛的應(yīng)用于無線支付、數(shù)據(jù)傳輸?shù)阮I(lǐng)域，近年來隨著移動支付越來越深入生活，NFC已經(jīng)逐漸成為智能手機(jī)標(biāo)配，與此同時，沉默已久的無線充電技術(shù)由于充電效率及充電功率得到明顯提升，且能夠部分復(fù)用NFC所占用的空間和資源，已開始逐漸和NFC融為一體。

然而，NFC和無線充電雖然復(fù)用了同一塊鐵氧體電磁屏蔽材料，線圈和電路卻獨(dú)立存在，這會帶來一個問題：當(dāng)所給的占用面積一定時，NFC線圈和無線充電線圈往往需要在面積和隔離度上相互妥協(xié)，導(dǎo)致NFC線圈性能和無線充電線圈性能均出現(xiàn)了惡化，同時NFC線圈和無線充電線圈不可避免地近距離接觸，相互之間干擾在狹小的空間內(nèi)無法有效消除，因此，業(yè)界有提出將NFC和無線充電共用一個線圈的構(gòu)想。

目前NFC和無線充電線圈是通過電子開關(guān)的形式實(shí)現(xiàn)NFC和無線充電線圈分時復(fù)用，但是，電子開關(guān)實(shí)現(xiàn)方式有以下幾個缺點(diǎn)：1、電子開關(guān)普遍承受不了較大功率，無線充電功率高達(dá)10W以上，必須開發(fā)額定功率較大的電子開關(guān)；2、電子開關(guān)關(guān)斷不徹底，導(dǎo)致NFC和無線充電線圈之間隔離度差，信號串?dāng)_較大；3、電子開關(guān)的引入，不可避免造成效率上的下降，這會轉(zhuǎn)換為多余的熱量，給移動終端熱處理提出了考驗(yàn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對NFC線圈和無線充電線圈復(fù)用中存在的問題，本申請?zhí)峁┮环NNFC線圈和無線充電線圈復(fù)用的物理切換裝置，包括：第一線圈、第二線圈、載體、金屬線路、NFC電路、無線充電電路、第一物理切換機(jī)構(gòu)、第二物理切換機(jī)構(gòu)和第三物理切換機(jī)構(gòu)；

第一線圈和第二線圈設(shè)置于載體的正面，金屬線路、NFC電路、無線充電電路、第一物理切換機(jī)構(gòu)、第二物理切換機(jī)構(gòu)和第三物理切換機(jī)構(gòu)設(shè)置于載體的反面；

第一物理切換機(jī)構(gòu)用于根據(jù)外部靜磁場的引入而復(fù)合第一線圈和第二線圈，并根據(jù)外部靜磁場的消失而斷開復(fù)合的第一線圈和第二線圈；

第二物理切換機(jī)構(gòu)用于根據(jù)外部靜磁場的引入而斷開NFC電路，并根據(jù)外部靜磁場的消失而連通NFC電路；

第三物理切換機(jī)構(gòu)用于根據(jù)外部靜磁場的引入而連通無線充電電路，并根據(jù)外部靜磁場的消失而斷開無線充電電路；

無線充電時，在外部充電器的靜磁場作用下，所述第一物理切換機(jī)構(gòu)將第一線圈和第二線圈復(fù)合形成一充電線圈，第三物理切換機(jī)構(gòu)將充電線圈與無線充電電路連通形成無線充電回路，同時第二物理切換機(jī)構(gòu)切斷NFC電路；NFC通訊時，靜磁場消失，第一物理切換機(jī)構(gòu)將復(fù)合的第一線圈和第二線圈斷開，第三物理切換機(jī)構(gòu)斷開無線充電電路，第二物理切換機(jī)構(gòu)將第一線圈與NFC電路連通形成NFC通訊回路。

一種實(shí)施例中，第二線圈螺旋式設(shè)置于載體上，第一線圈螺旋式設(shè)置于第二線圈外側(cè)，且第一線圈的尾端與第二線圈的首端不相連。

一種實(shí)施例中，金屬線路包括第一線路、第二線路、第三線路、第四線路、第五線路、第六線路、第七線路和第八線路；

第一線圈的首端通過第七線路連接于第三物理切換機(jī)構(gòu)，并通過第八線路連接于第二物理切換機(jī)構(gòu)；第三物理切換機(jī)構(gòu)通過第六線路與無線充電電路連接，無線充電電路通過第三線路連接于第二線圈的尾端，第二物理切換機(jī)構(gòu)通過第五線路與NFC電路連接，NFC電路通過第四線路與第一物理切換機(jī)構(gòu)連接，第一物理切換機(jī)構(gòu)一端通過第一線路連接于第一線圈的尾端，另一端通過第二線路連接于第二線圈的首端。

一種實(shí)施例中，第一物理切換機(jī)構(gòu)包括具有彈性的第一連接器和具有剛性的第二連接器；

第一連接器焊接于第一線路上，第二連接器焊接于第四線路上；

在外部靜磁場的作用下，第一連接器的自由端移動至第二線路，導(dǎo)通第一線路與第二線路，復(fù)合第一線圈和第二線圈；外部靜磁場消失時，第一連接器的自由端復(fù)位并與第二連接器的自由端接觸，斷開第一線圈和第二線圈的復(fù)合。

一種實(shí)施例中，第二物理切換機(jī)構(gòu)包括具有彈性的第三連接器和具有剛性的第四連接器；

第三連接器焊接于第五線路上，第四連接器焊接于第八線路上；

在外部靜磁場的作用下，第三連接器的自由端移動至載體上，斷開第五線路和第八線路的導(dǎo)通；外部靜磁場消失時，第三連接器的自由端復(fù)位并與第四連接器的自由端接觸，導(dǎo)通第五線路和第八線路。

一種實(shí)施例中，第三物理切換機(jī)構(gòu)包括具有彈性的第五連接器，第五連接器焊接于第七線路上；

在外部靜磁場的作用下，第五連接器的自由端移動至第六線路上，導(dǎo)通第七線路和第六線路；外部靜磁場消失時，第五連接器的自由端復(fù)位并斷開第七線路和第六線路的導(dǎo)通。

一種實(shí)施例中，第一連接器、第三連接器和第五連接器均為軟磁彈性材料。

一種實(shí)施例中，第二連接器和第四連接器均為非鐵磁性金屬。

一種實(shí)施例中，第一連接器、第二連接器、第三連接器、第四連接器和第五連接器的表面均鍍有銅、鎳或金。

依據(jù)上述實(shí)施例的物理切換裝置，由于通過外部充電器進(jìn)行無線充電時，根據(jù)外部充電器產(chǎn)生的靜磁場，第一物理切換機(jī)構(gòu)將第一線圈和第二線圈復(fù)合形成一充電線圈，第三物理切換機(jī)構(gòu)將充電線圈與無線充電電路連通形成無線充電回路，同時第二物理切換機(jī)構(gòu)切斷NFC電路，NFC通訊時，該靜磁場消失，第一物理切換機(jī)構(gòu)將復(fù)合的第一線圈和第二線圈斷開，第三物理切換機(jī)構(gòu)斷開無線充電電路，第二物理切換機(jī)構(gòu)將第一線圈與NFC電路連通形成NFC通訊回路，使得物理切換裝置的承受功率只與線圈本身設(shè)計(jì)有關(guān)，不存在額定功率小的問題，能實(shí)現(xiàn)徹底的物理切斷，無效率損失，而且，在無線充電時可以斷開NFC電路，及NFC通訊時可以斷開無線充電電路，在無線充電和NFC通訊之間能徹底隔離，二者之間不存在信號干擾。

附圖說明

圖1為第一線圈和第二線圈的排布結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為載體背面的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為物理切換機(jī)構(gòu)接入金屬線路的電路示意圖；

圖4為物理切換機(jī)構(gòu)接入金屬線路的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為圖4的局部放大圖。

具體實(shí)施方式

下面通過具體實(shí)施方式結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。

本例提供一種NFC線圈和無線充電線圈復(fù)用的物理切換裝置，包括第一線圈1、第二線圈2、載體3、金屬線路4、NFC電路5、無線充電電路6、第一物理切換機(jī)構(gòu)7、第二物理切換機(jī)構(gòu)8和第三物理切換機(jī)構(gòu)9。

如圖1所示，第一線圈1和第二線圈2設(shè)置于載體3的正面，具體的，第二線圈2螺旋式設(shè)置于載體3上，第一線圈1螺旋式設(shè)置于第二線圈2外側(cè)，且第一線圈1的尾端12與第二線圈2的首端21不相連，其中，第一線圈1按滿足NFC功能設(shè)計(jì)制造，使得第一線圈1與NFC電路5連通形成回路后可以實(shí)現(xiàn)NFC通訊功能，載體3可以是PCB板。

如圖2所示，金屬線路4、NFC電路5、無線充電電路6、第一物理切換機(jī)構(gòu)7、第二物理切換機(jī)構(gòu)8和第三物理切換機(jī)構(gòu)9設(shè)置于載體3的反面，第一線圈1和第二線圈2經(jīng)導(dǎo)通孔與載體3背面的金屬線路4相連，進(jìn)一步，第一物理切換機(jī)構(gòu)7通過金屬線路4與第一線圈1和第二線圈2連接，用于根據(jù)引入的外部靜磁場復(fù)合第一線圈1和第二線圈2，并根據(jù)外部靜磁場的消失而斷開復(fù)合的第一線圈1和第二線圈2；第二物理切換機(jī)構(gòu)8通過金屬線路4與NFC電路5連接，用于根據(jù)外部靜磁場的引入而斷開NFC電路5，并根據(jù)外部靜磁場的消失而連通NFC電路5；第三物理切換機(jī)構(gòu)9通過金屬線路4與無線充電電路6連接，用于根據(jù)外部靜磁場的引入而連通無線充電電路6，并根據(jù)外部靜磁場的消失而斷開無線充電電路6。

進(jìn)一步，本例將載體3背面的第一線圈1和第二線圈2的整個區(qū)域使用鐵氧體電磁屏蔽膜覆蓋，達(dá)到屏蔽的效果。

本例采用第一物理切換機(jī)構(gòu)7、第二物理切換機(jī)構(gòu)8和第三物理切換機(jī)構(gòu)9實(shí)現(xiàn)無線充電和NFC通訊的切換，具體的，無線充電時，在外部充電器的靜磁場作用下，第一物理切換機(jī)構(gòu)7將第一線圈1和第二線圈2復(fù)合形成一充電線圈，第三物理切換機(jī)構(gòu)9將充電線圈與無線充電電路6連通形成無線充電回路，同時，第二物理切換機(jī)構(gòu)8切斷NFC電路5；NFC通訊時，靜磁場消失，第一物理切換機(jī)構(gòu)7將復(fù)合的第一線圈1和第二線圈2斷開，第三物理切換機(jī)構(gòu)9斷開無線充電電路6，第二物理切換機(jī)構(gòu)8將第一線圈1與NFC電路5連通形成NFC通訊回路。

進(jìn)一步，金屬線路4包括第一線路41、第二線路42、第三線路43、第四線路44、第五線路45、第六線路46、第七線路47和第八線路48；第一物理切換機(jī)構(gòu)7、第二物理切換機(jī)構(gòu)8和第三物理切換機(jī)構(gòu)9接入金屬線路4中的電路示意圖如圖3所示，結(jié)構(gòu)示意圖如圖4所示，具體的，第一線圈1的首端11通過第七線路47連接于第三物理切換機(jī)構(gòu)9，并通過第八線路48連接于第二物理切換機(jī)構(gòu)8；第三物理切換機(jī)構(gòu)9通過第六線路46與無線充電電路6連接，無線充電電路6通過第三線路43連接于第二線圈2的尾端22，第二物理切換機(jī)構(gòu)8通過第五線路45與NFC電路5連接，NFC電路5通過第四線路44與第一物理切換機(jī)構(gòu)7連接，第一物理切換機(jī)構(gòu)7一端通過第一線路41連接于第一線圈1的尾端12，另一端通過第二線路42連接于第二線圈2的首端21。

圖4的局部放大圖如圖5所示，根據(jù)圖5可以清楚的看出本例的物理切換裝置的具體結(jié)構(gòu)，具體的，第一物理切換機(jī)構(gòu)7包括具有彈性的第一連接器71和具有剛性的第二連接器72；第一連接器71焊接于第一線路41上，第二連接器72焊接于第四線路44上；本例中，第一連接器71采用軟磁彈性材料制成，第二連接器72為非鐵磁性金屬，在外部靜磁場的作用下第一連接器71的自由端可以移動，而第二連接器72的自由端不能移動。在外部靜磁場的作用下，第一連接器71的自由端移動至第二線路42，導(dǎo)通第一線路41與第二線路42，復(fù)合第一線圈1和第二線圈1；外部靜磁場消失時，第一連接器71在自身彈力的作用下，其自由端自動彈回復(fù)位并與第二連接器72的自由端接觸，此時，斷開第一線圈1和第二線圈2的復(fù)合。

進(jìn)一步，第二物理切換機(jī)構(gòu)8包括具有彈性的第三連接器81和具有剛性的第四連接器82；第三連接器81焊接于第五線路45上，第四連接器82焊接于第八線路48上；同樣的，第三連接器81也采用軟磁彈性材料制成，第四連接器82為非鐵磁性金屬，在外部靜磁場的作用下第一連接器81的自由端可以移動，而第二連接器82的自由端不能移動。在外部靜磁場的作用下，第三連接器81的自由端移動至載體3上，斷開第五線路45和第八線路48的導(dǎo)通；外部靜磁場消失時，第三連接器81的自由端復(fù)位并與第四連接器82的自由端接觸，導(dǎo)通第五線路45和第八線路48。

進(jìn)一步，第三物理切換機(jī)構(gòu)9包括具有彈性的第五連接器91，第五連接器91焊接于第七線路47上；同樣的，第五連接器91也采用軟磁彈性材料制成，在外部靜磁場的作用下，第五連接器91的自由端移動至第六線路46上，導(dǎo)通第七線路47和第六線路46；外部靜磁場消失時，第五連接器91的自由端復(fù)位并斷開第七線路47和第六線路46的導(dǎo)通。

進(jìn)一步，第一連接器71、第二連接器72、第三連接器81、第四連接器82和第五連接器91的表面均鍍有銅、鎳或金等金屬，以抵抗環(huán)境影響，提供低的接觸電阻和利于焊接等效果。

本例的物理切換裝置具體工作的原理是：當(dāng)需要無線充電時，物理切換裝置接近外部充電器，在外部充電器產(chǎn)生的靜磁場的作用下，第一連接器71和第三連接器81受到外部充電器靜磁場的吸引而移動，第一連接器71脫離第二連接器72，直至第一連接器71的自由端接觸至第二線路42，同時，第三連接器81脫離第四連接器82，第三連接器81的自由端接觸至載體3，此時，第一線圈1和第二線圈2復(fù)合成一充電線圈，第五連接器91也在靜磁場的作用下移動至第六線路46上，該充電線圈與無線充電電路6形成充電回路，即可進(jìn)行充電。

由于NFC通訊時并不需要充電，所以，NFC通訊時，外部充電器未接近物理切換裝置，相應(yīng)的，物理切換裝置附近沒有相應(yīng)的靜磁場，或相應(yīng)的靜磁場消失，此時，第一連接器71的自由端在自身彈性的作用下復(fù)位并接觸至第二連接器72的自由端，該復(fù)合的第一線圈1和第二線圈2被斷開，同樣的，第三連接器81的自由端也在自身彈性的作用下復(fù)位并接觸至第四連接器82，導(dǎo)通第五線路45和第八線路48，及第五連接器91在自身彈性的作用下復(fù)位，斷開第七線路47和第六線路46的導(dǎo)通，這時，第一線圈1經(jīng)第一線路41、第一連接器71、第二連接器72、第四線路44、NFC電路5、第五線路45、第四連接器82、第三連接器81、及第八線路48線形成回路，實(shí)現(xiàn)NFC通訊功能。

本例的物理切換裝置應(yīng)用于同時具有無線充電和NFC功能的移動終端時，能實(shí)現(xiàn)移動終端中無線充電和NFC的徹底切換，提高了移動終端的無線充電和NFC通訊的性能。

以上應(yīng)用了具體個例對本發(fā)明進(jìn)行闡述，只是用于幫助理解本發(fā)明，并不用以限制本發(fā)明。對于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，還可以做出若干簡單推演、變形或替換。