[發(fā)明專利]用于無線充電的電磁組件

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510230987.0
• 申請(qǐng)日: 2015-05-07
• 公開（公告）號(hào): CN104868569B
• 公開（公告）日: 2017-11-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 文司華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 文司華
• 主分類號(hào): H02J50/10
• 分類號(hào): H02J50/10;H02J50/70
• 代理公司: 上海旭誠(chéng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司31220
• 代理人: 鄭立

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無線充電技術(shù)，尤其涉及一種用于無線充電的電磁組件。

背景技術(shù)

電子產(chǎn)品尤其是智能終端如3G和4G手機(jī)、平板電腦、輕薄型電腦的快速發(fā)展對(duì)大容量電池的要求迅速提高。一方面，智能終端的運(yùn)算處理能力以及高清晰度顯示技術(shù)的發(fā)展需要更多的電力支持；另一方面，智能終端的輕薄化發(fā)展限制了在有限空間內(nèi)能夠容納的電池體積。而且，由于現(xiàn)階段電池能量密度無法有顯著提升，電池的續(xù)航時(shí)間和電量快速消耗成為終端用戶體驗(yàn)的瓶頸。因此，有必要開發(fā)各種便利的充電裝置和方法。

一些充電裝置是有線充電，即需要將通用電源通過線纜和適配器連接到移動(dòng)電子產(chǎn)品的接觸端子。然而，由于接觸端子往往暴露在外，在潮濕的環(huán)境中會(huì)產(chǎn)生表面腐蝕從而影響正常的充電過程。另外，由于有線充電的用戶體驗(yàn)不夠方便，人們更傾向于無需充電線纜和充電接觸端子的無線充電方式。

常規(guī)的無線充電方法有多種，包含使用電磁感應(yīng)(或稱電感耦合)和磁共振的方法。在這兩種方法的已知示例中，使用的皆是平面式的初級(jí)線圈和次級(jí)線圈。這些線圈可以呈橢圓或圓形。這些次級(jí)平面線圈必須平行設(shè)置于電子產(chǎn)品的表面才能夠與同樣平行設(shè)置于充電板的表面的初級(jí)線圈實(shí)現(xiàn)電磁感應(yīng)，其要求是兩個(gè)表面相對(duì)、接近且初級(jí)線圈與次級(jí)線圈對(duì)準(zhǔn)。圖1、2示出了基于電磁感應(yīng)的無線充電的結(jié)構(gòu)和原理，如圖1所示，電子產(chǎn)品1上設(shè)置有平面線圈20，作為接收線圈；充電板2上設(shè)置有平面線圈10，作為發(fā)射線圈。工作時(shí)，將電子產(chǎn)品1靠近充電板2，以使平面線圈20靠近平面線圈10，平面線圈10通電，通過電磁感應(yīng)，在平面線圈20中激勵(lì)產(chǎn)生電流對(duì)電子產(chǎn)品1充電。

如上述的初級(jí)線圈10被設(shè)置在充電板2的表面，并為了保護(hù)和電絕緣，其上采用了非金屬材料外殼覆蓋。如上述的次級(jí)線圈20被設(shè)置在電子產(chǎn)品1的表面，其上也采用了非金屬材料外殼覆蓋用以保護(hù)和電絕緣。然而，這種常規(guī)線圈的問題是，在電子產(chǎn)品的外殼由于美觀等因素須為金屬材質(zhì)時(shí)，無法使用無線充電，這是因?yàn)殡姶艌?chǎng)會(huì)被金屬屏蔽。而且顯然地，將線圈元件覆蓋在產(chǎn)品外殼之上是無法令人接受的，因?yàn)檫@直接破壞了產(chǎn)品設(shè)計(jì)的外觀美感。其次，在追求超薄厚度的電子產(chǎn)品中，在原有產(chǎn)品厚度上額外增加感應(yīng)線圈的厚度也是不期望的。

另外，在電磁感應(yīng)的情形，使用這種常規(guī)線圈要求電子產(chǎn)品和充電板必須以表面相互貼近的方式才能進(jìn)行電力傳輸。否則初級(jí)和次級(jí)線圈的耦合系數(shù)會(huì)減小，無線充電效率會(huì)大為降低。簡(jiǎn)而言之，就是無線充電的空間自由度不夠。

因此，本領(lǐng)域的技術(shù)人員致力于開發(fā)一種用于無線充電的電磁組件，解決現(xiàn)有技術(shù)的無線充電的空間自由度不夠的問題。

發(fā)明內(nèi)容

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種用于無線充電的電磁組件，包括用于發(fā)射能量的第一部件和用于接收能量的第二部件，其特征在于，所述第一部件包括第一螺線管和第一磁屏蔽裝置，所述第二部件包括第二螺線管和第二磁屏蔽裝置；所述第一磁屏蔽裝置至少包覆所述第一螺線管的端部，其上具有至少一個(gè)開口；所述第二磁屏蔽裝置至少包覆所述第二螺線管的端部，其上具有至少一個(gè)開口。

進(jìn)一步地，所述第一螺線管包括第一磁芯和卷繞在所述第一磁芯上的第一線圈，所述第二螺線管包括第二磁芯和卷繞在所述第二磁芯上的第二線圈；所述第一磁屏蔽裝置至少包覆所述第一磁芯未被所述第一線圈卷繞的部分，所述第二磁屏蔽裝置至少包覆所述第二磁芯未被所述第二線圈卷繞的部分。

進(jìn)一步地，所述第一磁芯和所述第二磁芯皆為長(zhǎng)條形。

進(jìn)一步地，所述第一磁芯和所述第二磁芯皆為柱狀磁芯。

進(jìn)一步地，所述第一磁屏蔽裝置還至少包覆所述第一線圈接近所述第一磁芯的兩個(gè)端部的部分，所述第二磁屏蔽裝置還至少包覆所述第二線圈接近所述第二磁芯的兩個(gè)端部的部分。

進(jìn)一步地，所述第一磁屏蔽裝置的內(nèi)表面到所述第一磁芯的外表面之間的距離不大于5毫米；其中所述第二磁屏蔽裝置的內(nèi)表面到所述第二磁芯的外表面之間的距離不大于5毫米。

進(jìn)一步地，所述第一磁芯和所述第二磁芯的橫截面為圓形、橢圓形、三角形、正方形、矩形或多邊形。

進(jìn)一步地，在所述第一部件向所述第二部件傳輸能量時(shí)，所述第一部件和所述第二部件被布置為使所述第一螺線管的中心軸線與所述第二螺線管的中心軸線間的夾角在±15°之間，并使所述第一磁屏蔽裝置的所述開口與所述第二磁屏蔽裝置的所述開口彼此相對(duì)，較佳地為一一對(duì)應(yīng)地彼此相對(duì)。