本實用新型涉及一種電子器件，尤其是一種集成無線充電接收線圈和天線功能的器件，屬于無線充電技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

無線充電技術(shù)已經(jīng)大量應(yīng)用與便攜式的消費電子設(shè)備中，在電動交通工具里也可以看到無線充電技術(shù)的廣泛使用?；陔姶鸥袘?yīng)原理，能量可以通過兩個相互靠近的線圈傳輸?shù)娇沙潆姷碾姵乩?。充電線纜的去除可以讓設(shè)備變得更加移動便攜。另一方面，如今的電子設(shè)備功能越來越多，尺寸也越來越輕薄，設(shè)備內(nèi)部空間越來越小。在如此狹小的空間放入越來越多的器件是一個很大的挑戰(zhàn)。多功能器件的發(fā)展是解決這個問題的好辦法。將不同功能的器件集成在一種結(jié)構(gòu)上可以節(jié)省空間和器件成本。

據(jù)調(diào)查與了解，已經(jīng)公開的現(xiàn)有技術(shù)如下：

1)2001年，Chang-Gyun Kim等人在IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS上發(fā)表題為“Design of a contactless battery charger for cellular phone”的文章中，作者提出了一種用于手機的無線充電器，文中主要分析了提高兩個線圈耦合系數(shù)的方法。

2)2013年，Yuan Chun Li等人在IEEE TRANSACTIONS ON MICROWAVE THEORY AND TECHNIQUES上發(fā)表題為“Single-and Dual-Band Power Dividers Integrated With Bandpass Filters”的文章中提出了單頻和雙頻的帶有功分功能的帶通濾波器。濾波器的相移位90°，當(dāng)它匹配的70.7Ω時可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的四分之一波長阻抗變換線。

3)2015年，Chao-Tang Chuang等人在IEEE TRANSACTIONS ON ANTENNAS AND PROPAGATION上發(fā)表題為“Synthesis and Design of a New Printed Filtering Antenna”的文章中提出了一種濾波天線的綜合設(shè)計方法。作者將天線饋電端口的參數(shù)提取出來，然后和濾波器一起進行綜合設(shè)計。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供了一種集成無線充電接收線圈和天線功能的器件，該器件結(jié)構(gòu)合理、使用方便，可以切換無線充電接收線圈和天線兩種工作狀態(tài)，從而減少電子器件的使用，為電子設(shè)備的設(shè)計提供更多的自由度，同時減少了器件的數(shù)量，降低了生產(chǎn)成本。

本實用新型的目的可以通過采取如下技術(shù)方案達(dá)到：

一種集成無線充電接收線圈和天線功能的器件，包括介質(zhì)基板、第一螺旋線圈、第二螺旋線圈和切換電路，所述介質(zhì)基板上開有金屬過孔，所述第一螺旋線圈和第二螺旋線圈分別設(shè)置在介質(zhì)基板的頂層和底層，并通過金屬過孔連接；

所述切換電路設(shè)置在介質(zhì)基板上，并設(shè)有一個開關(guān)芯片，所述開關(guān)芯片的中間設(shè)有六個管腳，左邊設(shè)有兩個無線充電信號管腳，右邊設(shè)有六個電源/控制信號管腳；開關(guān)芯片中間的六個管腳中，一個管腳通過第一微帶線分別與第一螺旋線圈和第二螺旋線圈連接，兩個管腳分別與六個電源/控制信號管腳中的兩個管腳連接，一個管腳與兩個無線充電信號管腳中的一個管腳連接，一個管腳通過第二微帶線連接射頻/微波電路。

作為一種優(yōu)選方案，所述第一螺旋線圈由第一內(nèi)部線圈和第一外層線圈組成，所述第二螺旋線圈由第二內(nèi)部線圈和第二外層線圈組成。

作為一種優(yōu)選方案，所述第一內(nèi)部線圈的每一匝都保持緊密，每一匝之間的距離與第一螺旋線圈的線寬相接近，所述第一外層線圈與第一內(nèi)部線圈的距離大于第一螺旋線圈線寬的十倍；所述第二內(nèi)部線圈的每一匝都保持緊密，每一匝之間的距離與第二螺旋線圈的線寬相接近，所述第二外層線圈與第二內(nèi)部線圈的距離大于第二螺旋線圈線寬的十倍。

作為一種優(yōu)選方案，所述金屬過孔位于第一內(nèi)部線圈和第二內(nèi)部線圈的中心處。

作為一種優(yōu)選方案，所述開關(guān)芯片中間的六個管腳分別為第一管腳、第二管腳、第三管腳、第四管腳、第五管腳和第六管腳，所述第一管腳、第二管腳和第三管腳位于同一側(cè)，所述第四管腳、第五管腳和第六管腳位于同一側(cè)，所述第二管腳通過第一微帶線分別與第一螺旋線圈和第二螺旋線圈連接，所述第一管腳和第三管腳分別與六個電源/控制信號管腳中的兩個管腳連接，所述第四管腳與兩個無線充電信號管腳中的一個管腳連接，所述第六管腳通過第二微帶線連接射頻/微波電路。

作為一種優(yōu)選方案，所述開關(guān)芯片還設(shè)有三個接地管腳，三個接地管腳分別為第一接地管腳、第二接地管腳和第三接地管腳，第一接地管腳和第三接地管腳分別通過電容與第一管腳連接，所述第二接地管腳與第五管腳連接。

作為一種優(yōu)選方案，所述介質(zhì)基板上還開有三個接地過孔，所述第一接地管腳、第二接地管腳和第三接地管腳通過三個接地過孔接到地面。

作為一種優(yōu)選方案，所述第一螺旋線圈和第二螺旋線圈的形狀為方形或圓形。

作為一種優(yōu)選方案，所述第一微帶線和第二微帶線均為50歐姆微帶線。

作為一種優(yōu)選方案，所述介質(zhì)基板為PCB板。

本實用新型相對于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的有益效果：

1、本實用新型在一塊介質(zhì)基板上設(shè)計螺旋線圈和切換電路，切換電路可以切換無線充電接收線圈和天線兩種工作狀態(tài)，其設(shè)有一個開關(guān)芯片，該開關(guān)芯片的中間設(shè)有六個管腳，左邊設(shè)有兩個無線充電信號管腳，右邊設(shè)有六個電源/控制信號管腳，芯片中間的六個管腳中，兩個管腳分別與六個電源/控制信號管腳中的兩個管腳連接，以接通電源和控制信號；一個管腳作為輸入管腳，通過微帶線與螺旋線圈連接，一個管腳作為輸出管腳，與兩個無線充電信號管腳中的一個管腳連接，其接通時，作為無線充電接收線圈使用，主要應(yīng)用于便攜式電子設(shè)備，如手機、無線藍(lán)牙耳機、電動牙刷等；一個管腳作為輸出管腳，通過第二微帶線連接射頻/微波電路，其接通時，作為天線使用，工作頻率為2.4GHz，可以做藍(lán)牙或WIFI等設(shè)備的天線。

2、本實用新型將無線充電接收線圈和天線功能集成在一個結(jié)構(gòu)中，從而減少電子器件的使用，為電子設(shè)備的設(shè)計提供更多的自由度，同時減少了器件的數(shù)量，降低了生產(chǎn)成本，將低頻交流器件和射頻微波器件融合在一起，為電子器件的設(shè)計提供了一種新的思路。

附圖說明

圖1為本實用新型器件中介質(zhì)基板的頂層結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本實用新型器件中介質(zhì)基板的底層結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本實用新型器件作為天線時的|S₁₁|參數(shù)仿真與測試結(jié)果曲線圖。

圖4a為本實用新型器件作為天線時在2.4G YOZ面的輻射圖。

圖4b為本實用新型器件作為天線時在2.4G XOZ面的輻射圖。

圖5為本實用新型器件作為無線充電接收線圈工作時的充電效率與標(biāo)準(zhǔn)線圈的充電效率對比曲線圖。

其中，1-介質(zhì)基板，2-金屬過孔，3-第一內(nèi)部線圈，4-第一外層線圈，5-第二內(nèi)部線圈，6-第二外層線圈，7-無線充電信號管腳，8-電源/控制信號管腳，9-第一管腳，10-第二管腳，11-第三管腳，12-第四管腳，13-第五管腳，14-第六管腳，15-第一微帶線，16-第二微帶線，17-第一接地管腳，18-第二接地管腳，19-第三接地管腳。

具體實施方式

下面結(jié)合實施例及附圖對本實用新型作進一步詳細(xì)的描述，但本實用新型的實施方式不限于此。

實施例1：

如圖1和圖2所示，本實施例提供了一種集成無線充電接收線圈和天線功能的器件，該器件包括介質(zhì)基板1、第一螺旋線圈、第二螺旋線圈和切換電路，所述介質(zhì)基板1采用PCB板(Printed Circuit Board，印制電路板)，該介質(zhì)基板1上開有一個金屬過孔2和三個接地過孔(圖中未示出)。

所述第一螺旋線圈和第二螺旋線圈分別設(shè)置在介質(zhì)基板1的頂層和底層，并通過金屬過孔2連接；所述第一螺旋線圈和第二螺旋線圈的形狀為方形，所述第一螺旋線圈由第一內(nèi)部線圈3和第一外層線圈4組成，所述第二螺旋線圈由第二內(nèi)部線圈5和第二外層線圈6組成，第一內(nèi)部線圈的每一匝都保持緊密，每一匝之間的距離與第一螺旋線圈的線寬相接近，所述第一外層線圈4與第一內(nèi)部線圈3的距離大于第一螺旋線圈線寬的十倍，第二內(nèi)部線圈5的每一匝都保持緊密，每一匝之間的距離與第二螺旋線圈的線寬相接近，所述第二外層線圈6與第二內(nèi)部線圈5的距離大于第二螺旋線圈線寬的十倍，金屬過孔2位于第一內(nèi)部線圈3和第二內(nèi)部線圈5的中心處。

所述切換電路設(shè)置在介質(zhì)基板1上，并設(shè)有一個開關(guān)芯片，所述開關(guān)芯片的中間設(shè)有六個管腳，左邊設(shè)有兩個無線充電信號管腳7，右邊設(shè)有六個電源/控制信號管腳8，中間的六個管腳分別為第一管腳9、第二管腳10、第三管腳11、第四管腳12、第五管腳13和第六管腳14，所述第一管腳9、第二管腳10和第三管腳11位于同一側(cè)(從圖中看位于上側(cè))，并從左到右依次排列，所述第四管腳12、第五管腳13和第六管腳14位于同一側(cè)(從圖中看位于下側(cè))，并從左到右依次排列；所述第二管腳10通過第一微帶線15分別與第一螺旋線圈和第二螺旋線圈連接，第一微帶線15采用50歐姆微帶線，其作為連接線圈的輸入端口；所述第一管腳9和第三管腳11分別與六個電源/控制信號管腳8中的兩個管腳連接，六個電源/控制信號管腳8作為連接電源/控制電路的輸入端口；所述第四管腳12與兩個無線充電信號管腳7中的一個管腳連接，兩個無線充電信號管腳7作為連接無線充電電路的輸出端口；所述第六管腳14通過第二微帶線16連接射頻/微波電路，第二微帶線16采用50歐姆微帶線，其作為連接射頻/微波電路的輸出端口；開關(guān)芯片還設(shè)有三個接地管腳，三個接地管腳分別為第一接地管腳17、第二接地管腳18和第三接地管腳19，第一接地管腳17和第三接地管腳19分別通過電容與第一管腳9連接，所述第二接地管腳18與第五管腳13連接，第一接地管腳17、第二接地管腳18和第三接地管腳19通過三個接地過孔接到地面。

本實施例的工作原理是：電源/控制電路接通后：用開關(guān)芯片的第三管腳11的高低電平來控制線圈與哪一路接通，低電平控制線圈(第一螺旋線圈和第二螺旋線圈)、第一微帶線15、第二管腳10、第六管腳14、第二微帶線16這一路接通，高電平控制線圈、第一微帶線15、第二管腳10和兩個無線充電信號管腳7中的一個管腳這一路接通；當(dāng)線圈、第一微帶線15、第二管腳10、第六管腳14、第二微帶線16這一路接通時，器件作為天線使用，工作頻率為2.4GHz，可以做藍(lán)牙或WIFI等設(shè)備的天線，天線的輸入端口回波損耗|S₁₁|如圖3所示，在2.3GHz-2.5GHz的頻率范圍內(nèi)，|S₁₁|的值都小于-10dB，天線在2.4G YOZ面的輻射圖如圖4a所示，在2.4G XOZ面的輻射圖如圖4b所示；當(dāng)線圈、第一微帶線15、第二管腳10和兩個無線充電信號管腳7中的一個管腳這一路接通時，器件作為無線充電接收線圈使用，主要應(yīng)用于便攜式電子設(shè)備，如手機、無線藍(lán)牙耳機、電動牙刷等，如圖5所示，與標(biāo)準(zhǔn)線圈相比，雖然在輸出相同電流的情況下，充電效率有所降低，但基本能夠完成充電的功能。

實施例2：

本實施例的主要特點是：所述第一螺旋線圈和第二螺旋線圈的形狀為圓形。其余同實施例1。

綜上所述，本實用新型在一塊介質(zhì)基板上設(shè)計螺旋線圈和切換電路，切換電路可以切換無線充電接收線圈和天線兩種工作狀態(tài)，其設(shè)有一個開關(guān)芯片，該開關(guān)芯片的中間設(shè)有六個管腳，左邊設(shè)有兩個無線充電信號管腳，右邊設(shè)有六個電源/控制信號管腳，芯片中間的六個管腳中，兩個管腳分別與六個電源/控制信號管腳中的兩個管腳連接，以接通電源和控制信號；一個管腳作為輸入管腳，通過微帶線與螺旋線圈連接，一個管腳作為輸出管腳，與兩個無線充電信號管腳中的一個管腳連接，其接通時，作為無線充電接收線圈使用，主要應(yīng)用于便攜式電子設(shè)備，如手機、無線藍(lán)牙耳機、電動牙刷等；一個管腳作為輸出管腳，通過第二微帶線連接射頻/微波電路，其接通時，作為天線使用，工作頻率為2.4GHz，可以做藍(lán)牙或WIFI等設(shè)備的天線。

以上所述，僅為本實用新型專利較佳的實施例，但本實用新型專利的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實用新型專利所公開的范圍內(nèi)，根據(jù)本實用新型專利的技術(shù)方案及其實用新型構(gòu)思加以等同替換或改變，都屬于本實用新型專利的保護范圍。