[實用新型]屏蔽型電磁線圈磁芯結構

有效

• 申請號: 201420045077.6
• 申請日: 2014-01-24
• 公開（公告）號: CN203706820U
• 公開（公告）日: 2014-07-09
• 發明（設計）人: 高立克;王智慧;祝文姬;吳智丁;吳劍豪;李珊;梁朔;周楊珺;歐世鋒;吳麗芳;俞小勇;李克文;孫躍;蘇玉剛;戴欣;唐春森;葉兆虹
• 申請（專利權）人: 廣西電網公司電力科學研究院;重慶大學
• 主分類號: H01F27/30
• 分類號: H01F27/30;H01F27/24
• 代理公司: 重慶為信知識產權代理事務所(普通合伙) 50216
• 代理人: 余錦曦

技術領域

本實用新型涉及電磁耦合技術，具體涉及一種屏蔽型電磁線圈磁芯結構。

背景技術

鐵氧體材料是一種非金屬磁芯材料，它是由三價鐵離子作為主要正離子成分的若干種氧化物組成，并呈現亞鐵磁性或反鐵磁性的材料。

鐵氧體磁芯，是一種高頻導磁材料（原理同矽鋼片，只不過用在高頻環境），主要做高頻變壓器（像開關電源，行輸出變壓器等）、高頻磁環（抗干擾用）以及高頻電磁耦合機構等等。常見的磁芯結構通常為棒式或者矩形塊式，通過在磁芯上繞制高頻線圈從而實現電磁耦合功能。

然而針對無線充電系統而言，為了更好的實現無線電能傳輸，對磁芯結構的要求較高，既要保證具有較大的充電區域，又要保證足夠的傳輸功率，而且還要防止漏磁現象，現有的各種磁芯結構均還存在困難。

實用新型內容

針對上述缺陷，本實用新型提供了一種屏蔽型電磁線圈磁芯結構，在這種磁芯結構上繞制線圈，可以增大無線電能傳輸功率，減小了耦合機構的漏磁，同時擴大無線能量的傳輸區域。

為了達到上述目的，本實用新型所采用的具體技術方案如下：

一種屏蔽型電磁線圈磁芯結構，其關鍵在于：設有一環形繞線盤，所述環形繞線盤上均勻分布有N條支撐臂，所述N條支撐臂的一端匯聚在環形繞線盤的圓心處，另一端朝環形繞線盤的徑向延伸形成N個自由端，在所述N條支撐臂匯聚處的中心開設有穿線孔，在每條支撐臂的自由端開設有向下凹陷的繞線槽。

通過上述設計可以發現，磁芯結構整體呈盤面狀，其邊緣具有繞線槽，在繞制線圈時，線圈主體采用螺旋圓盤式繞制，在邊緣處再向下按照螺旋集中式繞制，從而可以形成組合式的線圈，電磁耦合時，磁力線可以集中的朝上面分布，磁芯底部可以起到屏蔽作用，從而保證了無線能量傳輸的效率和功率。

作為進一步描述，所述環形繞線盤和N條支撐臂由鐵氧體材料一體成型。

結合具體的應用場景，所述環形繞線盤的內徑為26cm，外徑為32cm，每條支撐臂的寬度為3cm。

進一步的，所述支撐臂的自由端到匯聚處的中心距離為21cm。

為了繞線方便，防止線圈散亂，所述繞線槽的外槽堤高于內槽堤。

結合具體的線圈尺寸，所述繞線槽的槽口寬度為1cm,支撐臂的厚度為1cm,繞線槽的底壁與支撐臂底壁的垂直距離為3cm。

本實用新型的顯著效果是：

利用本方案所設計的屏蔽型電磁線圈磁芯結構，可以繞制成組合式線圈，綜合了集中式與圓盤式線圈的優勢，該磁芯結構增大了傳輸功率等級、減小了機構之間的漏磁、在保證功率傳輸等級的前提下，擴大了電磁耦合機構的充電區域，同時還能減小電磁曝露。

附圖說明

圖1為本實用新型的結構示意圖；

圖2為圖1的A-A剖視圖；

圖3為利用本實用新型所設計的電磁耦合機構的磁力線分布圖；

圖4為各種電磁耦合機構互感系數的對比分析圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步詳細說明。

如圖1，圖2所示，一種屏蔽型電磁線圈磁芯結構，設有一環形繞線盤1，所述環形繞線盤1上均勻分布有N條支撐臂2，所述N條支撐臂2的一端匯聚在環形繞線盤1的圓心處，另一端朝環形繞線盤1的徑向延伸形成N個自由端，在所述N條支撐臂2匯聚處的中心開設有穿線孔3，在每條支撐臂2的自由端開設有向下凹陷的繞線槽4。

從圖1中可以看出，本實施例中支撐臂2設計了8條，環形繞線盤1和8條支撐臂2由鐵氧體材料一體成型,8條支撐臂2組成一個“米”字形。

結合汽車無線充電的需要，本例中每條支撐臂2的寬度為3cm，圖中標注為d1，環形繞線盤1的內徑為26cm，圖中標注為d4，外徑為32cm，相當于圖中環面寬度d2為3cm，支撐臂2的自由端到匯聚處的中心距離為21cm，相當于圖中標注d3為42cm。

從圖2還可以看出，本實施例中，繞線槽4的外槽堤高于內槽堤1cm，圖中標注為h1，并且繞線槽4的槽口寬度為1cm,圖中標注為d5，支撐臂2的厚度為1cm,圖中標注為h2，繞線槽4的底壁與支撐臂2底壁的垂直距離為3cm，圖中標注為h3。

下面結合圖3，圖4來進一步理解本實用新型的顯著效果：