一種無線充電式電子手環及其無線充電方法
2023-07-30 03:58:26 3
一種無線充電式電子手環及其無線充電方法
【專利摘要】本發明公開了一種無線充電式電子手環及其無線充電方法，包括手環殼體和對其進行無線充電的無線充電基座，手環殼體內安裝有供電系統，供電系統包括聚合物鋰電池、充電保護電路、充電管理模塊和無線充電接收模塊，所述無線充電接收模塊包括接收線圈和整流濾波穩壓電路；無線充電基座包括基座盒，基座盒內安裝有發射線圈和高頻諧振電路，高頻諧振電路還與ACDC變壓器相連，ACDC變壓器與外接電源相連；本發明的一種無線充電式電子手環及其無線充電方法具有使用方便的特點，由於在電子手環上採用了無線充電技術設計，不僅使電子手環具有更好的水密特性，提高了環境適應性，而且能達到前衛美觀的外觀效果，使產品具有超現代特徵。
【專利說明】一種無線充電式電子手環及其無線充電方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種可穿戴式電子產品及其充電方法領域，具體涉及一種無線充電式電子手環及其無線充電方法。
【背景技術】
[0002]目前，穿戴式電子產品逐步興起，尤其是引入智能特點後，各種五花八門的產品已經從幻想成為了現實，如智能眼鏡、智能手環、智能戒指等，不但更加方便隨身攜帶，還為人們提供了日益豐富的功能，它們的出現將極大地改變現代人的生活方式。
[0003]其中，智能手環的作用大多與人體健康有關，如進行運動狀況記錄或生理狀態記錄，也可能具備人體生理部位刺激等功能。用戶可以將智能手環記錄的實時數據與手機同步，通過相關軟體計算而得到結論來指導健康的生活方式。這些產品內置大量的電子系統，並具有相關的供電裝置。對於可攜式產品來說儘管採用了低功耗設計方式，但智能系統的功能越複雜，維持這些功能的基礎耗電也越大，對於可穿戴式智能電子產品來說，由於其本身體積小巧，電池供電一般只能提供產品幾天的電力供應，因而必須採用充電設計。
[0004]當前的主流產品一般採用接插件形式的設計與外部供電設備連接並進行充電，主要是USB接口或是經由其他形式接插件轉換的USB接口來連接。但對於智能手環等穿戴式電子產品來說，一般需要具有水密性的要求，總體上應具有較強的環境適應性能力，因而產品上的充電接口往往成為制約穿戴式電子產品性能和外形設計的要害部位。
[0005]將無線充電技術引入穿戴式智能電子產品可以有效地解決以上問題。由於無線充電技術無需外露的接口裝置，產品可以進行更好的設計。但無線充電要引入閉合的多箍線圈，對實現設計造成了困難。
【發明內容】
[0006]本發明所要解決的技術問題是，針對上述現狀提供一種無線充電式電子手環及其無線充電方法，可應用於同類型可穿戴式電子產品的無線充電方案設計。
[0007]本發明通過如下技術方案得以實現。
[0008]本發明提供的一種無線充電式電子手環，包括手環殼體和對其進行無線充電的無線充電基座，所述手環殼體內部安裝有供電系統，所述供電系統包括聚合物鋰電池、充電保護電路、充電管理模塊和無線充電接收模塊，所述無線充電接收模塊包括接收線圈和整流濾波穩壓電路；所述聚合物鋰電池與充電保護電路通過線路相連，所述充電保護電路與充電管理模塊通過線路相連，所述充電管理模塊與整流濾波穩壓電路通過線路相連，所述整流濾波穩壓電路與接收線圈通過線路相連；所述無線充電基座包括基座盒，所述基座盒內安裝有發射線圈和高頻諧振電路，所述高頻諧振電路與發射線圈通過線路相連，所述高頻諧振電路還與A⑶C變壓器相連，所述A⑶C變壓器與外接電源相連。
[0009]所述手環殼體包括三個以上的手環腕帶和三個以上的腕帶活動關節，所述手環腕帶和腕帶活動關節通過間隔排列相連。[0010]所述接收線圈沿手環殼體的圓周纏繞安裝。
[0011]所述手環殼體上還安裝有電子功能組件，所述聚合物鋰電池和電子功能組件外分別安裝有透明保護蓋，所述電子功能組件包括顯示屏或LED燈中的一種或兩種。
[0012]所述基座盒內的底部安裝有聞頻諧振電路。
[0013]所述相鄰的兩個手環腕帶通過兩個手環腕帶之間的腕帶活動關節進行摺疊，使手環殼體直徑減小；或所述手環腕帶通過手環腕帶兩端的腕帶活動關節內凹，使手環殼體直徑減小。
[0014]所述手環殼體上還安裝有搭扣。
[0015]所述接收線圈和發射線圈達到電壓耦合。
[0016]所述接收線圈外圈和發射線圈外圈的垂直距離為0.no釐米。
[0017]所述接收線圈外圈和發射線圈外圈的垂直距離為0.3^0.5釐米。
[0018]本發明提供的一種無線充電式電子手環的無線充電方法，包括如下步驟:
I)將手環殼體放置在無線充電基座上，並將ACDC變壓器通過電線與外接電源相連；2)通過A⑶C變壓器將220V交流電轉換成12V直流電，並將12V直流電對高頻諧振電路的主控晶片進行供電，進而使發射線圈內部產生IKHflOKHz振蕩電流；3)通過發射線圈和接收線圈耦合能量，使接收線圈產生IKHz~IOKHz感應振蕩電流，並將IKHz~IOKHz感應振蕩電流對整流濾波穩壓電路進行供電；4)通過整流濾波穩壓電路將IKHflOKHz感應振蕩電流轉換成5V直流電；5)將得到的5V直流電對充電管理模塊供電後，再對充電保護電路進行供電，通過充電管理模塊和充電保護電路對聚合物鋰電池進行檢測，得到檢測結果為允許充電後，將5V直流電通過充電保護電路對聚合物鋰電池進行充電，完成無線充電過程。
[0019]進一步地，所述步驟2)為:通過A⑶C變壓器將220V交流電轉換成12V直流電，並將12V直流電對高頻諧振電路的主控晶片進行供電，進而使發射線圈內部產生4.3KHz振蕩電流；所述步驟3)為:通過發射線圈和接收線圈耦合能量，使接收線圈產生4.3KHz感應振蕩電流，並將4.3KHz感應振蕩電流對整流濾波穩壓電路進行供電；所述步驟4)為:通過整流濾波穩壓電路將4.3KHz感應振蕩電流轉換成5V直流電。
[0020]該無線充電式電子手環，涉及運動計步手環、電子計時手環、手機伴侶手環、電子磁療手環、人體脈搏監測手環以及同時具有多種功能的智能手環等產品。所述電子手環中的供電系統採用無線充電方式，用戶使用非常方便，並且所述電子手環上的無線充電系統與電子手環本體很好地融合，不會影響電子手環的整體外觀，便於用戶戴取。
[0021]當電子手環要進行充電時，將手環殼體從手腕上取下，並放置在無線充電基座上，此時無線充電基座中的發射線圈有一個固定頻率的振蕩電流，由於電磁感應作用，電子手環中的接收線圈也感生出相同頻率的振蕩電流，經整流濾波穩壓後固定輸出電壓，提供給充電管理模塊，實現對手環殼體內聚合物鋰電池的充電操作。
[0022]對於可穿戴式產品來說，為了方便佩戴和取出，一般手環多採用條帶形設計，並利用卡扣進行扣緊，也有利用手環自身的彈性進行戴取的。但是在無線充電式電子手環中，由於充電需要較大電流，電子線圈需要多匝纏繞並有較大的面積，而且電子線圈必須是完整連續的，所以這種電子手環無法設計成條帶形，或者利用其彈性進行佩戴。本發明利用漆包線圈的可摺疊性，結合手環殼體的相應設計，如連扣形錶帶等設計方式，使手環殼體具有連續的圓形，在佩戴時通過腕帶活動關節將手環殼體的手環腕帶進行部分摺疊，並通過搭扣固定，從而使電子手環牢固佩戴在人體手腕上。電子手環結構設計上並不限於以上這一種形式。
[0023]該電子手環的供電系統置於手環殼體內，形成良好的包裹保護效果，而在手環殼體上還設置了三個以上手環腕帶和三個以上腕帶活動關節，在腕帶活動關節的牽動作用下，接收線圈可被摺疊或伸展，從而改變電子手環的圓周大小，當電子手環被完全伸展時，所形成的圓環可允許其從人體的手部套入並移動到手腕位置，此時牽動腕帶活動關節使電子手環摺疊，並利用搭扣鎖緊，圓環周長變小，正好貼合人體手腕大小，形成良好的穿戴效果，不易脫落。
[0024]充電過程的核心是無線充電基座內的發射線圈與手環殼體內的接收線圈產生電磁感應，實現能量傳輸，通過ACDC變壓器將220V外接電源轉換成12V直流電對高頻諧振電路的主控晶片進行供電，並產生IKHflOKHz高頻振蕩電流，通過電磁感應在次級線圈即接收線圈中產生同樣頻率的感應電流，從而將能量從傳輸端轉移到接收端。接收線圈和發射線圈的能量傳輸有效距離為0.no釐米，當距離繼續增加時，傳輸效率降低，無法提供足夠的充電電流。當接收線圈中有電流產生時，手環中的無線充電接收模塊，主要是整流濾波穩壓電路將感應電流處理成5V直流電後供給充電管理模塊、充電保護電路及聚合物鋰電池，實現無線充電。
[0025]為了更好地提示充電狀態，手環殼體上設置了電子功能組件，具有顯示屏和LED燈，當手環電量不足時，LED燈開始閃爍提示用戶充電；當手環殼體被正確放置，且開始正常充電時，LED燈常亮，提示手環已處於良好的充電狀態；當聚合物鋰電池充滿時，LED燈自動熄滅，提示用戶充電結束。由於在手環殼體中設計了充電保護電路和充電管理模塊，當電池充滿且用戶並沒有將手環殼體從無線充電基座上及時取下時，不會發生損壞電池等狀況。
[0026]本發明具有的有益效果是:本發明提供的一種無線充電式電子手環及其無線充電方法具有使用方便的特點，由於在電子手環上採用了無線充電技術設計，不僅使電子手環具有更好的水密特性，提高了環境適應性，而且能達到前衛美觀的外觀效果，使產品具有超現代特徵。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0027]圖1為本發明一種無線充電式電子手環的結構示意圖；
圖2為圖1中手環殼體的俯視放大圖；
圖3為圖2中手環殼體折置時的使用效果圖；
圖4為本發明一種無線充電式電子手環進行無線充電時的原理流程圖。
【具體實施方式】
[0028]為了使本發明實現的技術手段、創作特徵、達成目的與功效易於明白了解，下面結合具體圖示，進一步闡述本發明。
[0029]實施例1
如圖1、2所示，本實施例提供的一種無線充電式電子手環，包括手環殼體I和對其進行無線充電的無線充電基座2，所述手環殼體I包括五個手環腕帶14和五個腕帶活動關節15，所述手環腕帶14和腕帶活動關節15通過間隔排列相連，所述相鄰的兩個手環腕帶14通過兩個手環腕帶14之間的腕帶活動關節15進行摺疊，使手環殼體I直徑減小(如圖3所示)，所述手環殼體I上還安裝有搭扣；所述手環殼體I內部安裝有供電系統3，所述供電系統3包括聚合物鋰電池4、充電保護電路5、充電管理模塊6和無線充電接收模塊7，所述無線充電接收模塊7包括接收線圈8和整流濾波穩壓電路9，其中所述接收線圈8沿手環殼體I的圓周纏繞安裝；所述聚合物鋰電池4與充電保護電路5通過線路相連，所述充電保護電路5與充電管理模塊6通過線路相連，所述充電管理模塊6與整流濾波穩壓電路9通過線路相連，所述整流濾波穩壓電路9與接收線圈8通過線路相連；所述手環殼體I上還安裝有電子功能組件，所述聚合物鋰電池4和電子功能組件外分別安裝有透明保護蓋，所述電子功能組件包括顯示屏16和LED燈17 ;所述無線充電基座2包括基座盒10，所述基座盒10內安裝有發射線圈11，且所述基座盒10內的底部安裝有高頻諧振電路12，所述高頻諧振電路12與發射線圈11通過線路相連，所述接收線圈8的線圈直徑和發射線圈11的線圈直徑均為0.5毫米，且所述接收線圈8的線圈匝數和發射線圈11的線圈匝數均為15匝；所述接收線圈8外圈和發射線圈11外圈的垂直距離為0.3釐米；所述高頻諧振電路12還與ACDC變壓器13相連，所述ACDC變壓器13與外接電源相連。
[0030]如圖4所示，本實施例提供的一種無線充電式電子手環的無線充電方法，包括如下步驟:
I)將手環殼體I放置在無線充電基座2上，並將A⑶C變壓器13通過電線與外接電源相連；2)通過A⑶C變壓器13將220V交流電轉換成12V直流電，並將12V直流電對高頻諧振電路12的主控晶片進行供電，進而使發射線圈11內部產生4.3KHz振蕩電流；3)通過發射線圈11和接收線圈8耦合能量，使接收線圈8產生4.3KHz感應振蕩電流，並將4.3KHz感應振蕩電流對整流濾波穩壓電路9進行供電；4)通過整流濾波穩壓電路9將4.3KHz感應振蕩電流轉換成5V直流電；5 )將得到的5V直流電對充電管理模塊6供電後，再對充電保護電路5進行供電，通過充電管理模塊6和充電保護電路5對聚合物鋰電池4進行檢測，得到檢測結果為允許充電後，將5V直流電通過充電保護電路5對聚合物鋰電池4進行充電，完成無線充電過程。
[0031]該無線充電式電子手環，涉及運動計步手環、電子計時手環、手機伴侶手環、電子磁療手環、人體脈搏監測手環以及同時具有多種功能的智能手環等產品。所述電子手環中的供電系統採用無線充電方式，用戶使用非常方便，並且所述電子手環上的無線充電系統與電子手環本體很好地融合，不會影響電子手環的整體外觀，便於用戶戴取。
[0032]當電子手環要進行充電時，將手環殼體I從手腕上取下，並放置在無線充電基座2上，此時無線充電基座2中的發射線圈11有一個固定頻率的振蕩電流，由於電磁感應作用，電子手環中的接收線圈8也感生出相同頻率的振蕩電流，經整流濾波穩壓後固定輸出電壓，提供給充電管理模塊6，實現對手環殼體I內聚合物鋰電池4的充電操作。
[0033]對於可穿戴式產品來說，為了方便佩戴和取出，一般手環多採用條帶形設計，並利用卡扣進行扣緊，也有利用手環自身的彈性進行戴取的。但是在無線充電式電子手環中，由於充電需要較大電流，電子線圈需要多匝纏繞並有較大的面積，而且電子線圈必須是完整連續的，所以這種電子手環無法設計成條帶形，或者利用其彈性進行佩戴。本實施例利用漆包線圈的可摺疊性，結合手環殼體I的相應設計，如連扣形錶帶等設計方式，使手環殼體I具有連續的圓形，在佩戴時通過腕帶活動關節15將手環殼體I的手環腕帶14進行部分摺疊，並通過搭扣固定，從而使電子手環牢固佩戴在人體手腕上。電子手環結構設計上並不限於以上這一種形式。
[0034]該電子手環的供電系統3置於手環殼體I內，形成良好的包裹保護效果，而在手環殼體I上還設置了五個手環腕帶14和五個腕帶活動關節15，在腕帶活動關節15的牽動作用下，接收線圈8可被摺疊或伸展，從而改變電子手環的圓周大小，當電子手環被完全伸展時，所形成的圓環可允許其從人體的手部套入並移動到手腕位置，此時牽動腕帶活動關節15使電子手環摺疊，並利用搭扣鎖緊，圓環周長變小，正好貼合人體手腕大小，形成良好的穿戴效果，不易脫落。
[0035]充電過程的核心是無線充電基座2內的發射線圈11與手環殼體I內的接收線圈8產生電磁感應，實現能量傳輸，通過ACDC變壓器13將220V外接轉換成12V直流電對高頻諧振電路12的主控晶片進行供電,並產生4.3KHz高頻振蕩電流，通過電磁感應在次級線圈即接收線圈8中產生同樣頻率的感應電流，從而將能量從傳輸端轉移到接收端。接收線圈8和發射線圈Ii的能量傳輸有效距離為0.no釐米，當距離繼續增加時，傳輸效率降低，無法提供足夠的充電電流。當接收線圈8中有電流產生時，手環中的無線充電接收模塊，主要是整流濾波穩壓電路9將感應電流處理成5V直流電後供給充電管理模塊6、充電保護電路5及聚合物鋰電池4，實現無線充電。
[0036]為了更好地提示充電狀態，手環殼體I上設置了電子功能組件，具有顯示屏16和LED燈17，當手環電量不足時，LED燈17開始閃爍提示用戶充電；當手環殼體I被正確放置，且開始正常充電時，LED燈17常亮，提示手環已處於良好的充電狀態；當聚合物鋰電池4充滿時，LED燈17自動熄滅，提示用戶充電結束。由於在手環殼體I中設計了充電保護電路5和充電管理模塊6，當電池充滿且用戶並沒有將手環殼體I從無線充電基座2上及時取下時，不會發生損壞電池等狀況。
[0037]本實施例提供的一種無線充電式電子手環及其無線充電方法具有使用方便的特點，由於在電子手環上採用了無線充電技術設計，不僅使電子手環具有更好的水密特性，提高了環境適應性，而且能達到前衛美觀的外觀效果，使產品具有超現代特徵。
[0038]實施例2
如圖1、2所示，本實施例提供的一種無線充電式電子手環，包括手環殼體I和對其進行無線充電的無線充電基座2，所述手環殼體I包括三個手環腕帶14和三個腕帶活動關節15，所述手環腕帶14和腕帶活動關節15通過間隔排列相連，所述手環腕帶14通過手環腕帶14兩端的腕帶活動關節15內凹，使手環殼體I直徑減小；所述手環殼體I內部安裝有供電系統3，所述供電系統3包括聚合物鋰電池4、充電保護電路5、充電管理模塊6和無線充電接收模塊7，所述無線充電接收模塊7包括接收線圈8和整流濾波穩壓電路9，其中所述接收線圈8沿手環殼體I的圓周纏繞安裝；所述聚合物鋰電池4與充電保護電路5通過線路相連，所述充電保護電路5與充電管理模塊6通過線路相連，所述充電管理模塊6與整流濾波穩壓電路9通過線路相連，所述整流濾波穩壓電路9與接收線圈8通過線路相連；所述手環殼體I上還安裝有電子功能組件，所述聚合物鋰電池4和電子功能組件外分別安裝有透明保護蓋，所述電子功能組件包括顯示屏16 ;所述無線充電基座2包括基座盒10，所述基座盒10內安裝有發射線圈11，且所述基座盒10內的底部安裝有高頻諧振電路12，所述高頻諧振電路12與發射線圈11通過線路相連；所述接收線圈8的線圈直徑大於發射線圈11的線圈直徑，且所述接收線圈8的線圈匝數小於發射線圈11的線圈匝數，使接收線圈8和發射線圈11達到電壓耦合；所述接收線圈8外圈和發射線圈11外圈的垂直距離為0.5釐米；所述高頻諧振電路12還與A⑶C變壓器13相連，所述A⑶C變壓器13與外接電源相連。
[0039]如圖4所示，本實施例提供的一種無線充電式電子手環的無線充電方法，包括如下步驟:
I)將手環殼體I放置在無線充電基座2上，並將A⑶C變壓器13通過電線與外接電源相連；2)通過A⑶C變壓器13將220V交流電轉換成12V直流電，並將12V直流電對高頻諧振電路12的主控晶片進行供電，進而使發射線圈11內部產生IOKHz振蕩電流；3)通過發射線圈11和接收線圈8耦合能量，使接收線圈8產生IOKHz感應振蕩電流，並將IOKHz感應振蕩電流對整流濾波穩壓電路9進行供電；4)通過整流濾波穩壓電路9將IOKHz感應振蕩電流轉換成5V直流電；5)將得到的5V直流電對充電管理模塊6供電後，再對充電保護電路5進行供電，通過充電管理模塊6和充電保護電路5對聚合物鋰電池4進行檢測，得到檢測結果為允許充電後，將5V直流電通過充電保護電路5對聚合物鋰電池4進行充電，完成無線充電過程。
[0040]該無線充電式電子手環，涉及運動計步手環、電子計時手環、手機伴侶手環、電子磁療手環、人體脈搏監測手環以及同時具有多種功能的智能手環等產品。所述電子手環中的供電系統採用無線充電方式，用戶使用非常方便，並且所述電子手環上的無線充電系統與電子手環本體很好地融合，不會影響電子手環的整體外觀，便於用戶戴取。
[0041]當電子手環要進行充電時，將手環殼體I從手腕上取下，並放置在無線充電基座2上，此時無線充電基座2中的發射線圈11有一個固定頻率的振蕩電流，由於電磁感應作用，電子手環中的接收線圈8也感生出相同頻率的振蕩電流，經整流濾波穩壓後固定輸出電壓，提供給充電管理模塊6，實現對手環殼體I內聚合物鋰電池4的充電操作。
[0042]對於可穿戴式產品來說，為了方便佩戴和取出，一般手環多採用條帶形設計，並利用卡扣進行扣緊，也有利用手環自身的彈性進行戴取的。但是在無線充電式電子手環中，由於充電需要較大電流，電子線圈需要多匝纏繞並有較大的面積，而且電子線圈必須是完整連續的，所以這種電子手環無法設計成條帶形，或者利用其彈性進行佩戴。本實施例利用漆包線圈的可摺疊性，結合手環殼體I的相應設計，使手環殼體I具有連續的圓形，在佩戴時通過腕帶活動關節15將手環殼體I的手環腕帶14進行內凹，從而使電子手環牢固佩戴在人體手腕上。電子手環結構設計上並不限於以上這一種形式。
[0043]該電子手環的供電系統3置於手環殼體I內，形成良好的包裹保護效果，而在手環殼體I上還設置了三個手環腕帶14和三個腕帶活動關節15，在腕帶活動關節15的牽動作用下，接收線圈8可被摺疊或伸展，從而改變電子手環的圓周大小，當電子手環被完全伸展時，所形成的圓環可允許其從人體的手部套入並移動到手腕位置，此時牽動腕帶活動關節15使電子手環的手環腕帶14內凹，圓環周長變小，正好貼合人體手腕大小，形成良好的穿戴效果，不易脫落。
[0044]充電過程的核心是無線充電基座2內的發射線圈11與手環殼體I內的接收線圈8產生電磁感應，實現能量傳輸，通過A⑶C變壓器13將220V外接電源轉換成12V直流電對高頻諧振電路12的主控晶片進行供電,並產生IOKHz高頻振蕩電流，通過電磁感應在次級線圈即接收線圈8中產生同樣頻率的感應電流，從而將能量從傳輸端轉移到接收端。接收線圈8和發射線圈Ii的能量傳輸有效距離為0.no釐米，當距離繼續增加時，傳輸效率降低，無法提供足夠的充電電流。當接收線圈8中有電流產生時，手環中的無線充電接收模塊，主要是整流濾波穩壓電路9將感應電流處理成5V直流電後供給充電管理模塊6、充電保護電路5及聚合物鋰電池4，實現無線充電。
[0045]為了更好地提示充電狀態，手環殼體I上設置了電子功能組件，具有顯示屏16和LED燈17，當手環電量不足時，LED燈17開始閃爍提示用戶充電；當手環殼體I被正確放置，且開始正常充電時，LED燈17常亮，提示手環已處於良好的充電狀態；當聚合物鋰電池4充滿時，LED燈17自動熄滅，提示用戶充電結束。由於在手環殼體I中設計了充電保護電路5和充電管理模塊6，當電池充滿且用戶並沒有將手環殼體I從無線充電基座2上及時取下時，不會發生損壞電池等狀況。
[0046]本實施例提供的一種無線充電式電子手環及其無線充電方法具有使用方便的特點，由於在電子手環上採用了無線充電技術設計，不僅使電子手環具有更好的水密特性，提高了環境適應性，而且能達到前衛美觀的外觀效果，使產品具有超現代特徵。
[0047]實施例3
如圖1、2所示，本實施例提供的一種無線充電式電子手環，包括手環殼體I和對其進行無線充電的無線充電基座2，所述手環殼體I包括四個手環腕帶14和四個腕帶活動關節15，所述手環腕帶14和腕帶活動關節15通過間隔排列相連，所述相鄰的兩個手環腕帶14通過兩個手環腕帶14之間的腕帶活動關節15進行摺疊，使手環殼體I直徑減小(如圖3所示)，所述手環殼體I上還安裝有搭扣；所述手環殼體I內部安裝有供電系統3，所述供電系統3包括聚合物鋰電池4、充電保護電路5、充電管理模塊6和無線充電接收模塊7，所述無線充電接收模塊7包括接收線圈8和整流濾波穩壓電路9，其中所述接收線圈8沿手環殼體I的圓周纏繞安裝；所述聚合物鋰電池4與充電保護電路5通過線路相連，所述充電保護電路5與充電管理模塊6通過線路相連，所述充電管理模塊6與整流濾波穩壓電路9通過線路相連，所述整流濾波穩壓電路9與接收線圈8通過線路相連；所述手環殼體I上還安裝有電子功能組件，所述聚合物鋰電池4和電子功能組件外分別安裝有透明保護蓋，所述電子功能組件包括LED燈17 ;所述無線充電基座2包括基座盒10，所述基座盒10內安裝有發射線圈11，且所述基座盒10內的底部安裝有高頻諧振電路12，所述高頻諧振電路12與發射線圈11通過線路相連；所述接收線圈8的線圈直徑小於發射線圈11的線圈直徑，且所述接收線圈8的線圈匝數大於發射線圈11的線圈匝數，使接收線圈8和發射線圈11達到電壓耦合；所述接收線圈8外圈和發射線圈11外圈的垂直距離為0.1釐米；所述高頻諧振電路12還與A⑶C變壓器13相連，所述A⑶C變壓器13與外接電源相連。
[0048]如圖4所示，本實施例提供的一種無線充電式電子手環的無線充電方法，包括如下步驟:
I)將手環殼體I放置在無線充電基座2上，並將A⑶C變壓器13通過電線與外接電源相連；2)通過A⑶C變壓器13將220V交流電轉換成12V直流電，並將12V直流電對高頻諧振電路12的主控晶片進行供電，進而發射線圈11內部產生IKHz振蕩電流；3)通過發射線圈11和接收線圈8耦合能量，使接收線圈8產生IKHz感應振蕩電流，並將IKHz感應振蕩電流對整流濾波穩壓電路9進行供電；4)通過整流濾波穩壓電路9將IKHz感應振蕩電流轉換成5V直流電；5)將得到的5V直流電對充電管理模塊6供電後，再對充電保護電路5進行供電，通過充電管理模塊6和充電保護電路5對聚合物鋰電池4進行檢測，得到檢測結果為允許充電後，將5V直流電通過充電保護電路5對聚合物鋰電池4進行充電，完成無線充電過程。
[0049]該無線充電式電子手環，涉及運動計步手環、電子計時手環、手機伴侶手環、電子磁療手環、人體脈搏監測手環以及同時具有多種功能的智能手環等產品。所述電子手環中的供電系統採用無線充電方式，用戶使用非常方便，並且所述電子手環上的無線充電系統與電子手環本體很好地融合，不會影響電子手環的整體外觀，便於用戶戴取。
[0050]當電子手環要進行充電時，將手環殼體I從手腕上取下，並放置在無線充電基座2上，此時無線充電基座2中的發射線圈11有一個固定頻率的振蕩電流，由於電磁感應作用，電子手環中的接收線圈8也感生出相同頻率的振蕩電流，經整流濾波穩壓後固定輸出電壓，提供給充電管理模塊6，實現對手環殼體I內聚合物鋰電池4的充電操作。
[0051]對於可穿戴式產品來說，為了方便佩戴和取出，一般手環多採用條帶形設計，並利用卡扣進行扣緊，也有利用手環自身的彈性進行戴取的。但是在無線充電式電子手環中，由於充電需要較大電流，電子線圈需要多匝纏繞並有較大的面積，而且電子線圈必須是完整連續的，所以這種電子手環無法設計成條帶形，或者利用其彈性進行佩戴。本實施例利用漆包線圈的可摺疊性，結合手環殼體I的相應設計，如連扣形錶帶等設計方式，使手環殼體I具有連續的圓形，在佩戴時通過腕帶活動關節15將手環殼體I的手環腕帶14進行部分摺疊，並通過搭扣固定，從而使電子手環牢固佩戴在人體手腕上。電子手環結構設計上並不限於以上這一種形式。
[0052]該電子手環的供電系統3置於手環殼體I內，形成良好的包裹保護效果，而在手環殼體I上還設置了四個手環腕帶14和四個腕帶活動關節15，在腕帶活動關節15的牽動作用下，接收線圈8可被摺疊或伸展，從而改變電子手環的圓周大小，當電子手環被完全伸展時，所形成的圓環可允許其從人體的手部套入並移動到手腕位置，此時牽動腕帶活動關節15使電子手環摺疊，並利用搭扣鎖緊，圓環周長變小，正好貼合人體手腕大小，形成良好的穿戴效果，不易脫落。
[0053]充電過程的核心是無線充電基座2內的發射線圈11與手環殼體I內的接收線圈8產生電磁感應，實現能量傳輸，通過ACDC變壓器13將220V外接電源轉換成12V直流電對高頻諧振電路12的主控晶片進行供電，並產生IKHz高頻振蕩電流，通過電磁感應在次級線圈即接收線圈8中產生同樣頻率的感應電流，從而將能量從傳輸端轉移到接收端。接收線圈8和發射線圈Ii的能量傳輸有效距離為0.no釐米，當距離繼續增加時，傳輸效率降低，無法提供足夠的充電電流。當接收線圈8中有電流產生時，手環中的無線充電接收模塊，主要是整流濾波穩壓電路9將感應電流處理成5V直流電後供給充電管理模塊6、充電保護電路5及聚合物鋰電池4，實現無線充電。
[0054]為了更好地提示充電狀態，手環殼體I上設置了電子功能組件，具有顯示屏16和LED燈17，當手環電量不足時，LED燈17開始閃爍提示用戶充電；當手環殼體I被正確放置，且開始正常充電時，LED燈17常亮，提示手環已處於良好的充電狀態；當聚合物鋰電池4充滿時，LED燈17自動熄滅，提示用戶充電結束。由於在手環殼體I中設計了充電保護電路5和充電管理模塊6，當電池充滿且用戶並沒有將手環殼體I從無線充電基座2上及時取下時，不會發生損壞電池等狀況。
[0055]本實施例提供的一種無線充電式電子手環及其無線充電方法具有使用方便的特點，由於在電子手環上採用了無線充電技術設計，不僅使電子手環具有更好的水密特性，提高了環境適應性，而且能達到前衛美觀的外觀效果，使產品具有超現代特徵。
[0056]實施例4
如圖1、2所示，本實施例提供的一種無線充電式電子手環，包括手環殼體I和對其進行無線充電的無線充電基座2，所述手環殼體I包括四個手環腕帶14和四個腕帶活動關節15，所述手環腕帶14和腕帶活動關節15通過間隔排列相連，所述手環腕帶14通過手環腕帶14兩端的腕帶活動關節15內凹，使手環殼體I直徑減小；所述手環殼體I內部安裝有供電系統3，所述供電系統3包括聚合物鋰電池4、充電保護電路5、充電管理模塊6和無線充電接收模塊7，所述無線充電接收模塊7包括接收線圈8和整流濾波穩壓電路9，其中所述接收線圈8沿手環殼體I的圓周纏繞安裝；所述聚合物鋰電池4與充電保護電路5通過線路相連，所述充電保護電路5與充電管理模塊6通過線路相連，所述充電管理模塊6與整流濾波穩壓電路9通過線路相連，所述整流濾波穩壓電路9與接收線圈8通過線路相連；所述手環殼體I上還安裝有電子功能組件，所述聚合物鋰電池4和電子功能組件外分別安裝有透明保護蓋，所述電子功能組件包括顯示屏16和LED燈17 ;所述無線充電基座2包括基座盒10，所述基座盒10內安裝有發射線圈11，且所述基座盒10內的底部安裝有高頻諧振電路12，所述高頻諧振電路12與發射線圈11通過線路相連；所述接收線圈8的線圈直徑和發射線圈11的線圈直徑均為0.5毫米，且所述接收線圈8的線圈匝數和發射線圈11的線圈匝數均為10匝；所述接收線圈8外圈和發射線圈11外圈的垂直距離為10釐米；所述高頻諧振電路12還與A⑶C變壓器13相連，所述A⑶C變壓器13與外接電源相連。
[0057]如圖4所示，本實施例提供的一種無線充電式電子手環的無線充電方法，包括如下步驟:
I)將手環殼體I放置在無線充電基座2上，並將A⑶C變壓器13通過電線與外接電源相連；2)通過A⑶C變壓器13將220V交流電轉換成12V直流電，並將12V直流電對高頻諧振電路12的主控晶片進行供電，進而使發射線圈11內部產生2KHz振蕩電流；3)通過發射線圈11和接收線圈8耦合能量，使接收線圈8產生2KHz感應振蕩電流，並將2KHz感應振蕩電流對整流濾波穩壓電路9進行供電；4)通過整流濾波穩壓電路9將2KHz感應振蕩電流轉換成5V直流電；5)將得到的5V直流電對充電管理模塊6供電後，再對充電保護電路5進行供電，通過充電管理模塊6和充電保護電路5對聚合物鋰電池4進行檢測，得到檢測結果為允許充電後，將5V直流電通過充電保護電路5對聚合物鋰電池4進行充電，完成無線充電過程。
[0058]該無線充電式電子手環，涉及運動計步手環、電子計時手環、手機伴侶手環、電子磁療手環、人體脈搏監測手環以及同時具有多種功能的智能手環等產品。所述電子手環中的供電系統採用無線充電方式，用戶使用非常方便，並且所述電子手環上的無線充電系統與電子手環本體很好地融合，不會影響電子手環的整體外觀，便於用戶戴取。
[0059]當電子手環要進行充電時，將手環殼體I從手腕上取下，並放置在無線充電基座2上，此時無線充電基座2中的發射線圈11有一個固定頻率的振蕩電流，由於電磁感應作用，電子手環中的接收線圈8也感生出相同頻率的振蕩電流，經整流濾波穩壓後固定輸出電壓，提供給充電管理模塊6，實現對手環殼體I內聚合物鋰電池4的充電操作。
[0060]對於可穿戴式產品來說，為了方便佩戴和取出，一般手環多採用條帶形設計，並利用卡扣進行扣緊，也有利用手環自身的彈性進行戴取的。但是在無線充電式電子手環中，由於充電需要較大電流，電子線圈需要多匝纏繞並有較大的面積，而且電子線圈必須是完整連續的，所以這種電子手環無法設計成條帶形，或者利用其彈性進行佩戴。本實施例利用漆包線圈的可摺疊性，結合手環殼體I的相應設計，使手環殼體I具有連續的圓形，在佩戴時通過腕帶活動關節15將手環殼體I的手環腕帶14進行內凹，從而使電子手環牢固佩戴在人體手腕上。電子手環結構設計上並不限於以上這一種形式。
[0061 ] 該電子手環的供電系統3置於手環殼體I內，形成良好的包裹保護效果，而在手環殼體I上還設置了四個手環腕帶14和四個腕帶活動關節15，在腕帶活動關節15的牽動作用下，接收線圈8可被摺疊或伸展，從而改變電子手環的圓周大小，當電子手環被完全伸展時，所形成的圓環可允許其從人體的手部套入並移動到手腕位置，此時牽動腕帶活動關節15使電子手環的手環腕帶14內凹，圓環周長變小，正好貼合人體手腕大小，形成良好的穿戴效果，不易脫落。
[0062]充電過程的核心是無線充電基座2內的發射線圈11與手環殼體I內的接收線圈8產生電磁感應，實現能量傳輸，通過ACDC變壓器13將220V外接電源轉換成12V直流電對高頻諧振電路12的主控晶片進行供電，並產生2KHz高頻振蕩電流，通過電磁感應在次級線圈即接收線圈8中產生同樣頻率的感應電流，從而將能量從傳輸端轉移到接收端。接收線圈8和發射線圈Ii的能量傳輸有效距離為0.no釐米，當距離繼續增加時，傳輸效率降低，無法提供足夠的充電電流。當接收線圈8中有電流產生時，手環中的無線充電接收模塊，主要是整流濾波穩壓電路9將感應電流處理成5V直流電後供給充電管理模塊6、充電保護電路5及聚合物鋰電池4，實現無線充電。
[0063]為了更好地提示充電狀態，手環殼體I上設置了電子功能組件，具有顯示屏16和LED燈17，當手環電量不足時，LED燈17開始閃爍提示用戶充電；當手環殼體I被正確放置，且開始正常充電時，LED燈17常亮，提示手環已處於良好的充電狀態；當聚合物鋰電池4充滿時，LED燈17自動熄滅，提示用戶充電結束。由於在手環殼體I中設計了充電保護電路5和充電管理模塊6，當電池充滿且用戶並沒有將手環殼體I從無線充電基座2上及時取下時，不會發生損壞電池等狀況。
[0064]本實施例提供的一種無線充電式電子手環及其無線充電方法具有使用方便的特點，由於在電子手環上採用了無線充電技術設計，不僅使電子手環具有更好的水密特性，提高了環境適應性，而且能達到前衛美觀的外觀效果，使產品具有超現代特徵。
[0065]實施例5
如圖1、2所示，本實施例提供的一種無線充電式電子手環，包括手環殼體I和對其進行無線充電的無線充電基座2，所述手環殼體I包括三個手環腕帶14和三個腕帶活動關節15，所述手環腕帶14和腕帶活動關節15通過間隔排列相連，所述相鄰的兩個手環腕帶14通過兩個手環腕帶14之間的腕帶活動關節15進行摺疊，使手環殼體I直徑減小(如圖3所示)，所述手環殼體I上還安裝有搭扣；所述手環殼體I內部安裝有供電系統3，所述供電系統3包括聚合物鋰電池4、充電保護電路5、充電管理模塊6和無線充電接收模塊7，所述無線充電接收模塊7包括接收線圈8和整流濾波穩壓電路9，其中所述接收線圈8沿手環殼體I的圓周纏繞安裝；所述聚合物鋰電池4與充電保護電路5通過線路相連，所述充電保護電路5與充電管理模塊6通過線路相連，所述充電管理模塊6與整流濾波穩壓電路9通過線路相連，所述整流濾波穩壓電路9與接收線圈8通過線路相連；所述手環殼體I上還安裝有電子功能組件，所述聚合物鋰電池4和電子功能組件外分別安裝有透明保護蓋，所述電子功能組件包括顯示屏16和LED燈17 ;所述無線充電基座2包括基座盒10，所述基座盒10內安裝有發射線圈11，且所述基座盒10內的底部安裝有高頻諧振電路12，所述高頻諧振電路12與發射線圈11通過線路相連；所述接收線圈8的線圈直徑和發射線圈11的線圈直徑均為0.5毫米，且所述接收線圈8的線圈匝數和發射線圈11的線圈匝數均為20匝；所述接收線圈8外圈和發射線圈11外圈的垂直距離為0.4釐米；所述高頻諧振電路12還與ACDC變壓器13相連，所述ACDC變壓器13與外接電源相連。
[0066]如圖4所示，本實施例提供的一種無線充電式電子手環的無線充電方法，包括如下步驟:
I)將手環殼體I放置在無線充電基座2上，並將A⑶C變壓器13通過電線與外接電源相連；2)通過A⑶C變壓器13將220V交流電轉換成12V直流電，並將12V直流電對高頻諧振電路12的主控晶片進行供電，進而使發射線圈11內部產生4.3KHz振蕩電流；3)通過發射線圈11和接收線圈8耦合能量，使接收線圈8產生4.3KHz感應振蕩電流，並將4.3KHz感應振蕩電流對整流濾波穩壓電路9進行供電；4)通過整流濾波穩壓電路9將4.3KHz感應振蕩電流轉換成5V直流電；5)將得到的5V直流電對充電管理模塊6供電後，再對充電保護電路5進行供電，通過充電管理模塊6和充電保護電路5對聚合物鋰電池4進行檢測，得到檢測結果為允許充電後，將5V直流電通過充電保護電路5對聚合物鋰電池4進行充電，完成無線充電過程。
[0067]該無線充電式電子手環，涉及運動計步手環、電子計時手環、手機伴侶手環、電子磁療手環、人體脈搏監測手環以及同時具有多種功能的智能手環等產品。所述電子手環中的供電系統採用無線充電方式，用戶使用非常方便，並且所述電子手環上的無線充電系統與電子手環本體很好地融合，不會影響電子手環的整體外觀，便於用戶戴取。
[0068]當電子手環要進行充電時，將手環殼體I從手腕上取下，並放置在無線充電基座2上，此時無線充電基座2中的發射線圈11有一個固定頻率的振蕩電流，由於電磁感應作用，電子手環中的接收線圈8也感生出相同頻率的振蕩電流，經整流濾波穩壓後固定輸出電壓，提供給充電管理模塊6，實現對手環殼體I內聚合物鋰電池4的充電操作。
[0069]對於可穿戴式產品來說，為了方便佩戴和取出，一般手環多採用條帶形設計，並利用卡扣進行扣緊，也有利用手環自身的彈性進行戴取的。但是在無線充電式電子手環中，由於充電需要較大電流，電子線圈需要多匝纏繞並有較大的面積，而且電子線圈必須是完整連續的，所以這種電子手環無法設計成條帶形，或者利用其彈性進行佩戴。本實施例利用漆包線圈的可摺疊性，結合手環殼體I的相應設計，如連扣形錶帶等設計方式，使手環殼體I具有連續的圓形，在佩戴時通過腕帶活動關節15將手環殼體I的手環腕帶14進行部分摺疊，並通過搭扣固定，從而使電子手環牢固佩戴在人體手腕上。電子手環結構設計上並不限於以上這一種形式。
[0070]該電子手環的供電系統3置於手環殼體I內，形成良好的包裹保護效果，而在手環殼體I上還設置了三個手環腕帶14和三個腕帶活動關節15，在腕帶活動關節15的牽動作用下，接收線圈8可被摺疊或伸展，從而改變電子手環的圓周大小，當電子手環被完全伸展時，所形成的圓環可允許其從人體的手部套入並移動到手腕位置，此時牽動腕帶活動關節15使電子手環摺疊，並利用搭扣鎖緊，圓環周長變小，正好貼合人體手腕大小，形成良好的穿戴效果，不易脫落。
[0071]充電過程的核心是無線充電基座2內的發射線圈11與手環殼體I內的接收線圈8產生電磁感應，實現能量傳輸，通過ACDC變壓器13將220V外接轉換成12V直流電對高頻諧振電路12的主控晶片進行供電,並產生4.3KHz高頻振蕩電流，通過電磁感應在次級線圈即接收線圈8中產生同樣頻率的感應電流，從而將能量從傳輸端轉移到接收端。接收線圈8和發射線圈Ii的能量傳輸有效距離為0.no釐米，當距離繼續增加時，傳輸效率降低，無法提供足夠的充電電流。當接收線圈8中有電流產生時，手環中的無線充電接收模塊，主要是整流濾波穩壓電路9將感應電流處理成5V直流電後供給充電管理模塊6、充電保護電路5及聚合物鋰電池4，實現無線充電。
[0072]為了更好地提示充電狀態，手環殼體I上設置了電子功能組件，具有顯示屏16和LED燈17，當手環電量不足時，LED燈17開始閃爍提示用戶充電；當手環殼體I被正確放置，且開始正常充電時，LED燈17常亮，提示手環已處於良好的充電狀態；當聚合物鋰電池4充滿時，LED燈17自動熄滅，提示用戶充電結束。由於在手環殼體I中設計了充電保護電路5和充電管理模塊6，當電池充滿且用戶並沒有將手環殼體I從無線充電基座2上及時取下時，不會發生損壞電池等狀況。
[0073]本實施例提供的一種無線充電式電子手環及其無線充電方法具有使用方便的特點，由於在電子手環上採用了無線充電技術設計，不僅使電子手環具有更好的水密特性，提高了環境適應性，而且能達到前衛美觀的外觀效果，使產品具有超現代特徵。
[0074]最後應說明的是，本發明所描述的無線充電式電子手環結構圖樣並不限於圖示中所展示的樣式，應該了解此描述只是說明本發明的原理，在不脫離本發明精神和範圍的前提下本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發明範圍內，本發明要求保護範圍由所附的權利要求書及其等同物界定。
【權利要求】
1.一種無線充電式電子手環，其特徵在於:包括手環殼體(1)和對其進行無線充電的無線充電基座(2)，所述手環殼體(1)內部安裝有供電系統(3)，所述供電系統(3)包括聚合物鋰電池(4)、充電保護電路(5)、充電管理模塊(6)和無線充電接收模塊(7)，所述無線充電接收模塊(7)包括接收線圈(8)和整流濾波穩壓電路(9);所述聚合物鋰電池(4)與充電保護電路(5)通過線路相連，所述充電保護電路(5)與充電管理模塊(6)通過線路相連，所述充電管理模塊(6)與整流濾波穩壓電路(9)通過線路相連，所述整流濾波穩壓電路(9)與接收線圈(8)通過線路相連；所述無線充電基座(2)包括基座盒(10)，所述基座盒(10)內安裝有發射線圈(11)和高頻諧振電路(12)，所述高頻諧振電路(12)與發射線圈(11)通過線路相連，所述高頻諧振電路(12)還與A⑶C變壓器(13)相連，所述A⑶C變壓器(13)與外接電源相連。
2.根據權利要求1所述的一種無線充電式電子手環，其特徵在於:所述手環殼體(1)包括三個以上的手環腕帶(14)和三個以上的腕帶活動關節(15)，所述手環腕帶(14)和腕帶活動關節(15)通過間隔排列相連；所述接收線圈(8)沿手環殼體(1)的圓周纏繞安裝；所述手環殼體(1)上還安裝有電子功能組件，所述聚合物鋰電池(4)和電子功能組件外分別安裝有透明保護蓋，所述電子功能組件包括顯示屏(16)或LED燈(17)中的一種或兩種，所述基座盒(10)內的底部安裝有高頻諧振電路(12)。
3.根據權利要求2所述的一種無線充電式電子手環，其特徵在於:所述相鄰的兩個手環腕帶(14)通過兩個手環腕帶(14)之間的腕帶活動關節(15)進行摺疊，使手環殼體(1)直徑減小。
4.根據權利要求2所述的一種無線充電式電子手環，其特徵在於:所述手環殼體(1)上還安裝有搭扣。
5.根據權利要求1所述的一種無線充電式電子手環，其特徵在於:所述接收線圈(8)外圈和發射線 圈(Ii)外圈的垂直距離為0.no釐米。
6.根據權利要求5所述的一種無線充電式電子手環，其特徵在於:所述接收線圈(8)外圈和發射線圈(11)外圈的垂直距離為0.3^0.5釐米。
7.—種如權利要求1所述的無線充電式電子手環的無線充電方法，其特徵在於:包括如下步驟: I)將手環殼體(1)放置在無線充電基座(2)上，並將ACDC變壓器(13)通過電線與外接電源相連；2)通過A⑶C變壓器(13)將220V交流電轉換成12V直流電，並將12V直流電對高頻諧振電路(12)的主控晶片進行供電，進而使發射線圈(11)內部產生IKHflOKHz振蕩電流；3)通過發射線圈(11)和接收線圈⑶耦合能量，使接收線圈⑶產生IKHflOKHz感應振蕩電流，並將IKHflOKHz感應振蕩電流對整流濾波穩壓電路(9)進行供電；4)通過整流濾波穩壓電路(9)將IKHflOKHz感應振蕩電流轉換成5V直流電；5)將得到的5V直流電對充電管理模塊(6)供電後，再對充電保護電路(5)進行供電，通過充電管理模塊(6)和充電保護電路(5)對聚合物鋰電池(4)進行檢測，得到檢測結果為允許充電後，將5V直流電通過充電保護電路(5)對聚合物鋰電池(4)進行充電，完成無線充電過程。
8.根據權利要求7所述的一種無線充電式電子手環的無線充電方法，其特徵在於: 所述步驟2)為:通過A⑶C變壓器(13)將220V交流電轉換成12V直流電，並將12V直流電對高頻諧振電路(12)的主控晶片進行供電，進而使發射線圈(11)內部產生4.3KHZ振蕩電流；所述步驟3)為:通過發射線圈(11)和接收線圈(8)耦合能量，使接收線圈(8)產生.4.3KHz感應振蕩電流，並將4.3KHz感應振蕩電流對整流濾波穩壓電路(9)進行供電；所述步驟4)為:通過整流濾波穩壓電路(9)將4.3KHz感應振蕩電流轉換成5V直流電。
【文檔編號】H02J7/00GK103633706SQ201310665220
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年12月11日 優先權日:2013年12月11日
【發明者】黃添添 申請人:黃添添