电子设备的充电座、电子设备及无线充电系统

技术领域

本申请涉及电子设备技术领域，特别是涉及电子设备的充电座、电子设备及无线充电系统。

背景技术

随着智能手机、平板电脑等电子设备的普及，电子设备已然成为工作生活的必备品而融入人们的日常生活中，当前，通常采取有线充电和无线充电两种方式，为电子设备进行充电。对于无线充电技术而言，其虽然有效地实现了设备外观的精简，但也存在一些问题，例如，无线充电的过程中，电子设备通常依赖自身重力或采取卡扣、磁吸等固定方式稳定地放置于充电座，这样无线充电过程中产生的热量存在局部聚集而容易损坏电子设备或充电座内的元器件，影响电子设备或充电座的使用寿命，甚至产生安全隐患，而且，这种无线充电的方式单一，随着时间的推移，越发无法给用户提供科技感、新鲜感，用户体验大打折扣。

发明内容

本申请实施例中提供一种充电座以及包括该充电座结构的显示屏和电子设备，以解决散热性能不佳以及用户体验差的问题。

一方面，本申请提供一种电子设备的充电座，包括：

座体；

发射线圈，设置于所述座体，并用于与电子设备的接收线圈电磁耦合；

第一磁阵列，包括多个第一磁体，多个所述第一磁体围绕所述发射线圈呈圆周阵列排布；

其中，所述第一磁阵列用于在所述电子设备放置于所述座体时，与所述电子设备之间产生排斥力，以使得所述电子设备与所述座体保持间隔。

在其中一个实施例中，所述座体具有放置面，所述第一磁阵列的多个所述第一磁体位于平行于所述放置面的平面上。

在其中一个实施例中，所述第一磁阵列中的多个所述第一磁体的磁极所在表面均朝所述发射线圈的中心倾斜。

在其中一个实施例中，所述发射线圈绕制成盘状，所述第一磁体的磁极所在表面的法向方向与所述发射线圈所在平面的法向方向的夹角为α，α的取值范围为5°至15°。

在其中一个实施例中，所述座体包括第一安装座、第二安装座和铰接轴，所述第一安装座和所述第二安装座通过所述铰接轴相连接。

在其中一个实施例中，所述发射线圈设置于所述第一安装座，所述第一安装座设置有传感器，所述传感器用于检测所述电子设备与所述座体之间的间隙，所述第二安装座内有驱动结构，所述驱动结构与所述传感器信号连接，并用于根据所述传感器所反馈的信号驱使所述第一安装座相对第二安装座绕所述铰接轴转动。

在其中一个实施例中，所述驱动结构包括驱动件、移动块和连杆，所述连杆的两端分别与所述第一安装座和所述移动块相铰接，所述驱动件用于驱使所述移动块在垂直于所述铰接轴的方向上往复移动。

在其中一个实施例中，所述驱动件能够驱使所述移动块运动至第一极限位置和第二极限位置，所述移动块由所述第一极限位置移动至所述第二极限位置，所述第一安装座相对所述第二安装座转动5°至30°，其中，当所述移动块位于所述第一极限位置时，所述第一安装座与所述第二安装座层叠在一起。

在其中一个实施例中，所述充电座还设置有多个磁铁，多个所述磁铁位于所述第一磁阵列的外侧，并用于对放置于所述座体的电子设备的产生吸引力，多个第二磁铁对所述电子设备的吸引力和所述电子设备自身的重力的合力与所述第一磁阵列对所述电子设备的排斥力相平衡。

另一方面，本申请提供一种电子设备，包括：

主体；

接收线圈，设置于所述主体，并用于与充电座的发射线圈电磁耦合；

第二磁阵列，包括多个第二磁体，多个所述第二磁体围绕所述接收线圈呈圆周阵列排布；

其中，所述第二磁阵列用于在所述电子设备放置于所述充电座时，与所述充电座之间产生排斥力，以使得所述电子设备与所述充电座保持间隔。

在其中一个实施例中，所述第二磁阵列中的多个所述第二磁体的磁极所在表面均朝所述接收线圈的中心倾斜。

再一方面，本申请提供一种无线充电系统，包括：

充电座，包括座体、发射线圈和第一磁阵列，所述发射线圈设置于所述座体，所述第一磁阵列包括多个第一磁体，多个所述第一磁体围绕所述发射线圈呈圆周阵列排布；以及

电子设备，包括主体、接收线圈和第二磁阵列，所述接收线圈设置于所述主体并用于与所述发射线圈电磁耦合，所述第二磁阵列包括多个第二磁体，多个所述第二磁体围绕所述接收线圈呈圆周阵列排布；

其中，当所述电子设备放置于所述充电座时，多个所述第一磁体与多个所述第二磁体相对应并产生排斥力，以使得所述电子设备与所述充电座保持间隔。

在其中一个实施例中，所述座体具有放置面，多个所述第一磁体位于平行于所述放置面的平面上，多个所述第二磁体位于平行于所述电子设备的背面的平面上，当所述电子设备以背面朝所述放置面叠放于所述充电座时，所述放置面与所述电子设备的背面之间的间距为d，d的取值范围为0.2mm至3mm。

在其中一个实施例中，所述充电座和所述电子设备对应地设置有多组磁吸组件，多组所述磁吸组件用于在所述电子设备放置于所述充电座时产生吸引力，多组所述磁吸组件的吸引力和所述电子设备自身的重力的合力，与所述第一磁阵列和所述第二磁阵列之间的排斥力相平衡。

在其中一个实施例中，多组所述磁吸组件中的每一组磁吸组件均包括第一磁吸件和第二磁吸件，所述第一磁吸件和所述第二磁吸件其中之一设置于所述充电座，其中之另一设置于所述电子设备的角部，当所述电子设备放置于所述充电座时，所述第一磁吸件与相应的所述第二磁吸件相对并彼此之间相互吸引。

本申请的电子设备的充电座、电子设备及无线充电系统，通过在充电座和电子设备的对应发射线圈和接收线圈的周侧呈圆周阵列的设置第一磁阵列和第二磁阵列，利用第一磁阵列和第二磁阵列产生排斥力，使得电子设备能够间隔地位于充电座，以便充电座对电子设备进行充电时，两者线圈电磁耦合产生的热量能够及时的散去，同时，这种将电子设备相对充电座保持间隔的无线充电方式，具有科技感和无线充电体验。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为一实施例提供的无线充电系统中，电子设备放置于充电座时的状态示意图；

图2为一实施例提供的电子设备与充电座的内部结构示意图；

图3为一实施例提供的电子设备的结构示意图；

图4为与图3示出的电子设备的充电的内部结构图；

图5为一实施方式的充电座对电子设备充电状态时的内部结构的对应状态示意图；

图6为另一实施方式的充电座对电子设备充电状态时的内部结构的对应状态示意图；

图7为一实施方式的充电座对电子设备充电状态时的侧面结构示意图；

图8为另一实施方式的充电座对电子设备充电状态时的侧面结构示意图；

图9为图8示出的充电座呈一定倾斜时，充电座与电子设备的处于平衡状态下的相对位置示意图；

图10为另一实施方式的充电座呈一定倾斜时，充电座与电子设备的处于平衡状态下的相对位置示意图；

图11为另一实施方式的电子设备的充电座的结构示意图；

图12为图11示出的电子设备的充电座、电子设备及无线充电系统的另一结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的较佳的实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本申请的公开内容的理解更加透彻全面。

作为在此使用的“电子设备”指包括但不限于经由以下任意一种或者数种连接方式连接的能够接收和/或发送通信信号的装置：

(1)经由有线线路连接方式，如经由公共交换电话网络(Public SwitchedTelephone Networks，PSTN)、数字用户线路(Digital Subscriber Line，DSL)、数字电缆、直接电缆连接；

(2)经由无线接口方式，如蜂窝网络、无线局域网(Wireless Local AreaNetwork，WLAN)、诸如DVB-H网络的数字电视网络、卫星网络、AM-FM广播发送器。

被设置成通过无线接口通信的电子设备可以被称为“移动终端”。移动终端的示例包括但不限于以下电子装置：

(1)卫星电话或蜂窝电话；

(2)可以组合蜂窝无线电电话与数据处理、传真以及数据通信能力的个人通信系统(Personal Communications System，PCS)终端；

(3)无线电电话、寻呼机、因特网/内联网接入、Web浏览器、记事簿、日历、配备有全球定位系统(Global Positioning System，GPS)接收器的个人数字助理(PersonalDigital Assistant，PDA)；

(4)常规膝上型和/或掌上型接收器；

(5)常规膝上型和/或掌上型无线电电话收发器等。

参阅图1所示，本申请提供一种无线充电系统，包括电子设备100和充电座200。电子设备100可以是平板电脑，也可以是智能手机，在此不做限定。充电座200用于为电子设备100进行无线充电。

具体地，结合图2所示，电子设备100包括主体110和设置于主体110内的接收线圈101。充电座200包括座体210和设置于座体210的发射线圈201，在电子设备100放置于充电座200时，接收线圈101与发射线圈201电磁耦合，这样发射线圈201通过电磁信号辐射电能，接收线圈101则通过电磁信号接收电能，实现充电座200给电子设备100充电。需要说明的是，电子设备100内设置有与接收线圈101电性连接的电池(图未示出)，这样，接收线圈101所接受的电能能够储存于电池。电池的类型可以是锂电池，也可以是镍镉电池或镍氢电池，在此不做限定。

结合图3至图5所示，该实施方式中，充电座200包括第一磁阵列，电子设备100包括第二磁阵列。需要说明的是，充电座200的发射线圈201可以是设置在电路板211上，以利用电路板211对发射线圈201进行控制，实现发射线圈201可控地发射电磁信号以辐射电能。

第一磁阵列包括多个第一磁体220，多个第一磁体220围绕发射线圈201呈圆周阵列排布。

第二磁阵列包括多个第二磁体120，多个第二磁体120围绕接收线圈101呈圆周阵列排布。

其中，当电子设备100放置于充电座200时，多个第一磁体220与多个第二磁体120相对应并产生排斥力，以使得电子设备100与充电座200保持间隔。

上述实施方式中，通过在充电座200和电子设备100的对应发射线圈201和接收线圈101的周侧呈圆周阵列的设置第一磁阵列和第二磁阵列，利用第一磁阵列和第二磁阵列产生排斥力，使得电子设备100能够间隔地位于充电座200，以便充电座200对电子设备100进行充电时，两者线圈电磁耦合产生的热量能够及时的散去，同时，这种将电子设备100相对充电座200保持间隔的无线充电方式，具有科技感和无线充电体验。

结合图6所示，充电座200和电子设备100对应地设置有多组磁吸组件，多组磁吸组件用于在电子设备100放置于充电座200时产生吸引力，多组磁吸组件的吸引力和电子设备100自身的重力的合力，与第一磁阵列和第二磁阵列之间的排斥力相平衡。

具体地，结合图7所示，假设第一磁阵列与第二磁阵列之间的排斥力为F1，多组磁吸组件的吸引力为F2，电子设备100的重力为G，则F1＝F2+G，电子设备100处于受力平衡的状态，相对充电座200保持间隔。

在一些实施方式中，座体210具有放置面210a，多个第一磁体220位于平行于放置面210a的平面上，多个第二磁体120位于平行于电子设备100的背面的平面上，当电子设备100以背面朝放置面210a叠放于充电座200时，放置面210a与电子设备100的背面之间的间距为d，d的取值范围为0.2mm至3mm，比如0.2mm、1mm、2mm或3mm。在d的取值范围为0.2mm至3mm时，电子设备100与座体210的间距不至于过大而导致发射线圈201与接收线圈101的电能传递效率过低，同时，电子设备100与座体210保持了足够的间距，以使得发射线圈201与接收线圈101电磁耦合产生的热量能够及时散去。

d的取值范围为0.2mm至0.6mm，比如0.2mm、0.4mm或0.6mm。具体地，通过调整配置第一磁体220和第二磁铁的位置和数量，以调整第一磁阵列和第二额磁阵列之间的排斥力，达到调整该间距d的效果。间距d过大时，则意味着电子设备100距离充电座200的放置面210a距离较远，而使得接收线圈101与发射线圈201距离较大，可能无法满足无线充电的要求或影响充电效率，间距d过小时，充电过程中产生的热量容易蓄积，影响电子设备100与充电座200之间的散热效率。

继续参阅图6所示，多组磁吸组件中的每一组磁吸组件均包括第一磁吸件130和第二磁吸件230，第一磁吸件130和第二磁吸件230其中之一设置于充电座200，其中之另一设置于电子设备100的角部，当电子设备100放置于充电座200时，第一磁吸件130与相应的第二磁吸件230相对并彼此之间相互吸引，从而提高电子设备100相对充电座200的稳定性，使得电子设备100不易从充电座200滑脱，以维持充电稳定性。

第一磁吸件130和第二磁吸件230其中一个为磁铁或电磁铁，另一个为磁铁或电磁铁，这样，第一磁吸件130和第二磁吸件230能够相互吸引。

需要说明的是，在其他实施方式中，第一磁吸件130和第二磁吸件230其中一个为磁铁或电磁铁，另一个为磁性金属件，磁性金属件可以是铁片、钴片或镍片，也可以是铁片、钴片、镍片的组合，对于磁性金属件的材料类型在此不做限定，只要能够被磁铁或电磁铁磁性吸引即可。

以设置于充电座200的结构为磁铁为例，充电座200设置有多个磁铁，多个磁铁位于第一磁阵列的外侧，并用于对放置于座体210的电子设备100的产生吸引力，多个第二磁铁对电子设备100的吸引力和电子设备100自身的重力的合力与第一磁阵列对电子设备100的排斥力相平衡。这里需要说明的是，电子设备100内可以设置与磁铁对应的磁性件，也可以是设置有能够被磁铁吸附的元器件，在此不做限定。

需要说明的是，上述实施方式中，充电座200和电子设备100之间无需对应设置多组磁吸组件，也就是说，磁吸组件的设置对于电子设备100相对充电座200处于间隔并不是必要的。结合图8所示，电子设备100和充电座200可以通过第一磁阵列的多个第一磁体220和第二磁阵列的多个第二磁体120之间的排斥力实现平衡。具体地，第一磁阵列与第二磁阵列之间的排斥力F1与电子设备100自身的重力G相等时，则电子设备100相对充电座200处于间隔设置的位置，此时充电座200与电子设备100具有良好的散热效率。

继续参阅图8所示，第一磁阵列中的多个第一磁体220的磁极所在表面均朝发射线圈201的中心倾斜，这样各第一磁体220对电子设备100的第二磁体120的磁力具有向发射线圈201的中心汇聚的效果，从而电子设备100在放置到座体210的放置面210a时，利用第一磁阵列和第二磁阵列的排斥力具有良好的自动校正效果，使得发射线圈201与接收线圈101能够自行的对准，以提高电磁能量传递效率。此外，这种设置方式下，在平行于放置面210a的平面上，电子设备100在相应的排斥力下具有相应的保持效果，而使得电子设备100不容易沿平行于放置面210a的方向上脱离充电座200，提高充电稳定性。

如图8所示，发射线圈201绕制成盘状，第一磁体220的磁极所在表面的法向方向与发射线圈201所在平面的法向方向的夹角为α，α的取值范围为5°至15°，比如5°、10°或15°。α的取值范围为5°至15°，即可以确保第一磁阵列与第二磁阵列对电子设备100和充电座200的磁对位效果，提高发射线圈201与接收线圈101的对位效率，同时，也避免倾斜角度过大而导致在垂直于发射线圈201所在平面的方向上的磁力分量过小，难以保持电子设备100与充电座200间隔。

进一步地，结合图9所示，由于第一磁阵列中的多个第一磁体220的磁极所在表面均朝发射线圈201的中心倾斜，这样，即使充电座200连同电子设备100呈一定程度的倾斜，第一磁阵列的多个第一磁体220，也能够重新与相应的第二磁阵列的多个第二磁体120调整至合适位置，使得电子设备100和充电座200维持平衡。具体地，充电座200处于倾斜状态下，电子设备100将具有沿箭头P相对充电座200滑移的运动驱使，此时，多个第一磁体220和多个第二磁体120的相对位置也会相对移动，这样，第一磁阵列和第二磁阵列的排斥力变化为F1＇，当F1＇＝G时，则电子设备100重新达到平衡而与充电座200保持间距d＇。

需要说明的是，在一些实施方式中，第二磁阵列中的多个第二磁体120的磁极所在表面均朝接收线圈101的中心倾斜，使得各第二磁体120受到的排斥力向接收线圈101的中心汇聚，对电子设备100和充电座200的能够起到自行校正的效果，使得发射线圈201与接收线圈101快捷对位，同时提高电子设备100与充电座200的稳定性，降低电子设备100相对充电座200水平滑脱几率。相应地，这种结构设置也能够适应电子设备100连同充电座200呈一定倾斜时的稳定充电。

在充电座200和电子设备100对应位置设置有多组磁吸组件的实施方式中，也可以将充电座200连同电子设备100呈一定程度的倾斜。结合图10所示，假设在该倾斜状态下，电子设备100相对充电座200保持稳定时，第一磁阵列和第二磁阵列的排斥力为F1＇＇，多组磁吸组件的磁吸力为F2＇＇，充电座200相对水平面的倾斜角度为θ，则沿竖直方向和水平方向上对电子设备100的受力分析可知，当F11＇＇＝G+F21＇＇时，电子设备100在竖直方向达到平衡，F12＇＇＝F22＇＇时，电子设备100在水平方向达到平衡而不会从充电座200脱离。该状态下，由于第一磁阵列和第二磁阵列的排斥力和多组磁吸组件的磁吸力的大小和方向发生变化，因此，重新处于平衡状态的电子设备100与充电座200之间的间距也发生了变化，换言之，正是在调整充电座200的倾斜角度时，电子设备100相对充电座200出现位移使得磁力产生变化而重新达到平衡。利用这种结构设置，可以通过调整充电座200的倾斜角度的方式，来达到调整电子设备100和充电座200之间的间距，以此适应发射线圈201与接收线圈101的位置调整，使得电磁能量传递效率得到优化。

需要说明的是，这种重新达到平衡的原理可以参考毕奥-萨伐尔定律。具体地，对于结构不变的磁体而言，磁力与距离的3次方成反比，即距离变大导致磁力下降。当使得充电座200相对水平面呈θ角度时，在垂直于放置面210a方向上，电子设备100自身重力G的分量G*cosθ在减小，从而电子设备100原来的受力平衡状态F1＝G+F2被破坏，电子设备100将向远离充电座200的放置面210a方向移动，电子设备100相对充电座200移动到某一个位置时，各个合力将重新达到平衡即：F1＇＇＝G+F2＇＇，电子设备100重新进入静止状态。这样，当倾斜一个角度时，电子设备100仍然保持与充电座200间隔设置，以确保散热效率。

在一些实施方式中，结合图11所示，座体210包括第一安装座210a、第二安装座210b和铰接轴210c。第一安装座210a和第二安装座210b通过铰接轴210c相连接，使得第一安装座210a能够相对第二安装座210b调整角度，以适应电子设备100放置于座体210充电时的姿态的调整需要，且随着这种电子设备100的倾斜角度的调整，也能够对电子设备100与充电座200之间的间距进行调整。

发射线圈201设置于第一安装座210a，第一安装座210a设置有传感器202，传感器202用于检测电子设备100与座体210之间的间隙，第二安装座210b内有驱动结构240，驱动结构240与传感器202信号连接，并用于根据传感器202所反馈的信号驱使第一安装座210a相对第二安装座210b绕铰接轴210c转动。利用这种结构形式，可以使得第一安装座210a相对第二安装座210b调整至合适的倾斜角度，相应地，电子设备100和充电座200的放置面210a之间保持合适的间距，在维持良好的电磁能量传递效率的同时，提高散热效果。

结合图12所示，驱动结构240包括连杆241、移动块242和驱动件243。连杆241的两端分别与第一安装座210a和移动块242相铰接，驱动件243用于驱使移动块242在垂直于铰接轴210c的方向上往复移动，以利用移动块242经连杆241带动第一安装座210a相对第二安装座210b转动，达到调整电子设备100在充电座200充电时的倾斜角度的目的，使得充电姿态多样化，且同时能够调整电子设备100相对充电座200的放置面210a的间距。

驱动件243能够驱使移动块242运动至第一极限位置和第二极限位置，移动块242由第一极限位置移动至第二极限位置，第一安装座210a相对第二安装座210b转动5°至30°，比如5°、10°、15°、20°、25°或30°。在该角度范围内，电子设备100能够稳定地保持与充电座200间隔设置，不容易脱落，且电子设备100的接收线圈101与充电座200的发射线圈201之间电磁能量传递效率比较高，维持在70％以上，例如，发射线圈201输出100焦耳的能量时，接收线圈101能够接收到70焦耳。

其中，当移动块242位于第一极限位置时，第一安装座210a与第二安装座210b层叠在一起，这样，充电座200便于收纳，提高便携性。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。