[發(fā)明專利]一種松耦合電磁感應(yīng)能量接收裝置的線圈模組

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• 申請日: 2020-02-25
• 公開（公告）號: CN111048293A
• 公開（公告）日: 2020-04-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 邢益濤
• 申請（專利權(quán)）人: 邢益濤
• 主分類號: H01F27/26
• 分類號: H01F27/26;H01F27/30;H01F38/14;H02J50/10
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一種松耦合電磁感應(yīng)能量接收線圈模組，具有第一層軟磁材料、線圈、第二層軟磁材料的空間結(jié)構(gòu)，線圈具有在中心的空心結(jié)構(gòu)和厚度T，第一層軟磁材料和第二層軟磁材料通過線圈中心的空心結(jié)構(gòu)的第三軟磁材料相連接，或第一層軟磁材料和第二層軟磁材料通過線圈中心的空心結(jié)構(gòu)直接相連接，第一層軟磁材料在所述松耦合電磁感應(yīng)能量接收面的投影與線圈在所述松耦合電磁感應(yīng)能量接收面的投影有重疊。

技術(shù)領(lǐng)域

為了實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，本發(fā)明提供了一種新型無線充電接收線圈模組的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。

背景技術(shù)

絕大多數(shù)無線充電技術(shù)采用的是松耦合電磁感應(yīng)原理實(shí)現(xiàn)能量傳遞，具有發(fā)射線圈與接收線圈兩部分。

在現(xiàn)實(shí)中，許多無線充電接收裝置為窄長條形，比如電子煙、電動(dòng)牙刷、電子溫度計(jì)等，其窄邊寬度比無線充電發(fā)射器的發(fā)射線圈的中間空心區(qū)域輪廓線最遠(yuǎn)兩點(diǎn)的距離還要小，因此其接收線圈的窄邊一定比無線充電發(fā)射器的發(fā)射線圈的中間空心區(qū)域的輪廓線最遠(yuǎn)兩點(diǎn)的距離也要小，造成發(fā)射線圈與接收線圈的耦合系數(shù)H vs 發(fā)射線圈的中心點(diǎn)與接收線圈的中心點(diǎn)在發(fā)射線圈的投影面上的偏移距離d的曲線非常陡峭，換而言之當(dāng)這種無線充電接收裝置與無線充電發(fā)射器的發(fā)射線圈模組偏移稍微多時(shí)將無法進(jìn)行無線充電。

還有許多無線充電接收裝置外殼主體為導(dǎo)電材料，而只是在面向無線充電發(fā)射器的表面設(shè)計(jì)一塊與無線充電發(fā)射器內(nèi)發(fā)射線圈模組尺寸接近或者小于所述發(fā)射線圈模組的絕緣窗口，用于實(shí)現(xiàn)無線充電時(shí)交變磁場的傳遞。這種情況下，也會存在接收線圈比無線充電發(fā)射器的發(fā)射線圈的中心空心區(qū)域輪廓線小的可能，而進(jìn)一步導(dǎo)致發(fā)射線圈與接收線圈的耦合系數(shù)H vs 發(fā)射線圈的中心點(diǎn)與接收線圈的中心點(diǎn)在發(fā)射線圈的投影面上的偏移距離d的曲線非常陡峭，以及導(dǎo)致無線充電接收裝置與無線充電發(fā)射器的發(fā)射線圈模組偏移稍微多時(shí)將無法進(jìn)行無線充電。

當(dāng)所述無線充電接收裝置被用戶用手放到充電區(qū)域沒有設(shè)計(jì)對應(yīng)形狀限位槽的無線充電發(fā)射器上進(jìn)行充電時(shí)，由于人手放置時(shí)必然的隨機(jī)性，因此一定會出現(xiàn)無線充電接收裝置的接收線圈中心與無線充電發(fā)射器的發(fā)射線圈中心在發(fā)射線圈的投影面上的位置偏移發(fā)射線圈的中心。

因此存在一種讓耦合系數(shù)H vs 發(fā)射線圈的中心點(diǎn)與接收線圈的中心點(diǎn)在發(fā)射線圈的投影面上的偏移距離d曲線平緩化，甚至提升耦合系數(shù)H最大值也就是提升無線充電能量傳輸效率的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。

發(fā)明內(nèi)容

松耦合電磁感應(yīng)能量接收線圈模組在無線充電接收裝置的松耦合電磁感應(yīng)能量接收面朝向松耦合電磁感應(yīng)能量接收裝置內(nèi)部的方向上具有第一層軟磁材料、線圈、第二層軟磁材料的空間結(jié)構(gòu)，線圈具有厚度T的螺旋繞線部分，螺旋繞線部分中心是空心結(jié)構(gòu)。

第一層軟磁材料和第二層軟磁材料通過安裝在線圈的螺旋繞線部分的空心結(jié)構(gòu)中的第三軟磁材料相連接，或第一層軟磁材料和第二層軟磁材料通過線圈中心的空心結(jié)構(gòu)直接相連接。

第一層軟磁材料在松耦合電磁感應(yīng)能量接收面的投影與線圈的螺旋繞線部分在松耦合電磁感應(yīng)能量接收面的投影有重疊，線圈的螺旋繞線部分在松耦合電磁感應(yīng)能量接收面的投影的外輪廓線至少有一部分在第一層軟磁材料在松耦合電磁感應(yīng)能量接收面的投影的外輪廓線的外側(cè)。

第二層軟磁材料在所述松耦合電磁感應(yīng)能量接收面的投影的外輪廓線完全包圍所述線圈的螺旋繞線部分在所述松耦合電磁感應(yīng)能量接收面的投影。

線圈的螺旋繞線部分在所述松耦合電磁感應(yīng)能量接收面的投影的外輪廓線完全包圍第一層軟磁材料在松耦合電磁感應(yīng)能量接收面的投影，或者第一層軟磁材料在所述松耦合電磁感應(yīng)能量接收面的投影的外輪廓線超出線圈的螺旋繞線部分在松耦合電磁感應(yīng)能量接收面的投影的外輪廓線的部分的任意點(diǎn)到線圈的螺旋繞線部分在松耦合電磁感應(yīng)能量接收面的投影的外輪廓線的最短距離小于等于線圈厚度T的兩倍值。