[發明專利]用于感應電能傳輸系統的發射器

有效

• 申請號: 201710890905.4
• 申請日: 2012-09-10
• 公開（公告）號: CN107658116B
• 公開（公告）日: 2021-05-25
• 發明（設計）人: 李昊
• 申請（專利權）人: 蘋果公司
• 主分類號: H01F38/14
• 分類號: H01F38/14;H01F27/02;H01F27/24;H02J50/10;H02J5/00;H02J7/02
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 王茂華

一種感應電能傳輸發射器，包括用于容納要被供能的設備的殼體。殼體具有一個或多個側壁，和用于在殼體內產生交變磁場的一個或多個線圈。一個或多個線圈的密度隨著離一個或多個側壁的端部的距離而變化。也公開了一種感應電能發射器，包括一個或多個透磁層，其中，一個或多個透磁層的組合厚度或磁導率變化。

技術領域

本申請是申請日為2012年9月10日、申請號為CN 201280049498.X、發明名稱為“用于感應電能傳輸系統的發射器”的中國發明專利申請的分案申請。

本發明是感應電能傳輸(inductive power transfer，IPT)系統的領域。更具體地，本發明涉及用于這種系統的具有新穎配置的電能發射器。

背景技術

IPT系統是已建立的技術(例如，電動牙刷的無線充電)和正發展的技術(例如，在‘充電墊’上的手持設備的無線充電)的已知領域。典型地，原邊產生來自一個發射線圈或多個發射線圈的隨著時間變化的磁場。這種磁場在合適的接收線圈中感應交流電，然后可以用于對電池充電、或者對設備或其他的負載供電。在一些情況下，對于與電容器連接的發射線圈或接收線圈可以產生諧振電路，由此可以在相應的諧振頻率下增加功率吞吐量和效率。

在IPT系統設計中要克服的基本問題是保證有效的電能傳輸。改善性能的一種方法曾經需要發射線圈和接收線圈精確對準，諸如在對使用專用的充電底座的電動牙刷充電的情況下。然而，對精確對準的需求會破壞一些IPT系統的主要目標之一，即利用最少的用戶參與，簡單的設備充電和供電。

另一種類型的IPT系統是充電(或供電)墊。典型地，這些系統提供被配置成產生磁場的表面，使得當合適的設備被布置在表面上時，通過設備內的合適的接收線圈布置來產生電能。存在已知的各種發射線圈配置。在一個實例中，單個線圈被布置在表面之下且與表面共面。線圈可以是小的，且因而接收線圈仍必須相當好地對準以實現電能傳送。可替選地，線圈可以是大的，覆蓋表面的整個區域。在這種情況下，一個或多個接收器可以被布置在表面的任何地方。就設備充電或供電而言這會允許更加自由(即，用戶只需將設備設定在底座上的任意位置)。然而，通過這種配置產生的磁場不均勻，并且朝向線圈的中心會特定弱。因此，接收線圈根據他們在表面上的位置不同得到不同量的電能。

第三種類型的IPT系統是充電或(供電)殼體。典型地，這些系統提供一種盒子，該盒子具有合并在盒子的壁和或底座中的發射線圈。線圈在盒子內產生磁場，使得當設備位于盒子內時，通過設備內適合的接收線圈布置來產生電能。線圈可以是線圈陣列、或者大線圈、或者二者組合。然而，會出現與充電墊的相同的缺點。即，整個體積內場不均勻，朝向中心特別弱。因而，為了即使設備位于殼的中心也能保證充足的電能傳輸，原邊上的電能必須較高，這導致損耗增加和效率降低。

在所有以上情況中，已知由高磁導率的材料(諸如，鐵氧體)組成的層/核可以被包括在發射器或接收器中，以改善磁場中電能的傳輸。

本發明的一個目標是提供產生具有改善的電能傳輸特性的磁場的發射器，或者至少向公眾提供一種有用的選擇。

發明內容

根據一個示例性實施例，提供了一種感應電能傳輸發射器，包括：殼體，用于容納要供能的殼體，具有一個或多個側壁；一個或多個線圈，用于在殼體內產生交變的磁場，一個或多個線圈的密度隨著離一個或多個側壁的端部的距離而變化；以及驅動電路，用于驅動一個或多個線圈。

根據另一個示例性實施例，提供了一種感應電能發射器，包括：一個或多個線圈；用于產生交變的磁場；驅動電路，用于驅動一個或多個線圈；以及一個或多個透磁層，與一個或多個線圈相關聯，其中，一個或多個透磁層的組合厚度變化。

根據另一個示例性實施例，提供了一種感應電能發射器，包括：一個或多個線圈，用于產生交變的磁場；驅動電路，用于驅動一個或多個線圈；以及一個或多個透磁層，與一個或多個線圈關聯，其中，一個或多個透磁層的磁導率變化。