JP5755620B2 - Wireless charging stand - Google Patents
Wireless charging stand Download PDFInfo
- Publication number
- JP5755620B2 JP5755620B2 JP2012202404A JP2012202404A JP5755620B2 JP 5755620 B2 JP5755620 B2 JP 5755620B2 JP 2012202404 A JP2012202404 A JP 2012202404A JP 2012202404 A JP2012202404 A JP 2012202404A JP 5755620 B2 JP5755620 B2 JP 5755620B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wireless charging
- power transmission
- ferrite plate
- case
- transmission coil
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
Description
本発明は、電磁誘導を用いて受電器に電力を伝送するワイヤレス充電台に関する。 The present invention relates to a wireless charging stand that transmits electric power to a power receiver using electromagnetic induction.
近年、携帯電話などの電子機器端末に対して非接触で充電台から電力を伝送するワイヤレス充電台が普及してきている。ワイヤレス充電台に内蔵された送電コイルと、電子機器端末などの受電器に内蔵された受電コイルとの間に電磁誘導を生じさせることにより、受電器に非接触で電力伝送を行う。受電コイルに伝送された電力は、整流回路を介して受電器に内蔵された二次電池などの負荷に供給される。
この様なワイヤレス充電台は、ワイヤレス充電台上に受電器を載置するだけで充電することができ、電源コネクタを抜き差しする必要がないため便利性に優れ、受電器に充電するための電源コネクタを設ける必要がないため防水、防塵などを得やすいメリットがある。
In recent years, wireless charging stands that transmit power from a charging stand in a contactless manner to electronic device terminals such as mobile phones have become widespread. By generating electromagnetic induction between a power transmission coil built in the wireless charging base and a power reception coil built in a power receiver such as an electronic device terminal, power is transmitted to the power receiver in a non-contact manner. The power transmitted to the power receiving coil is supplied to a load such as a secondary battery built in the power receiver via the rectifier circuit.
Such a wireless charging base can be charged simply by placing the power receiver on the wireless charging base, and it is not necessary to connect or disconnect the power connector, so it is convenient and the power connector for charging the power receiver. There is an advantage that it is easy to obtain waterproofing and dustproofing.
ワイヤレス充電台の送電コイルには、電力伝送効率やコスト面のメリットが求められており、絶縁被覆された導線を渦巻き状に1層巻きした送電コイルが良く用いられている。この様な送電コイルは、外側の巻線端末は送電コイルの外周から直接引き出されているが、内側の巻線端末は送電コイルから送電コイルを横切って送電コイルの外周に引き出されるため、送電コイルの厚み方向には導線の直径による局所的な突起が生じている。 The power transmission coil of the wireless charging base is required to have a power transmission efficiency and a merit in terms of cost, and a power transmission coil in which a conductive wire with an insulation coating is wound in one layer in a spiral shape is often used. In such a power transmission coil, the outer winding terminal is drawn directly from the outer periphery of the power transmission coil, but the inner winding terminal is drawn from the power transmission coil across the power transmission coil to the outer periphery of the power transmission coil. In the thickness direction, local protrusions are generated due to the diameter of the conducting wire.
ワイヤレス充電台は、電力伝送効率の向上や磁束漏れの防止のため、送電コイルの受電器とは逆側にフェライト板を配置するが、送電コイルのインダクタンス値は、送電コイルとフェライト板との間の距離により変化する。送電コイルとフェライト板との間の距離がばらつくと、ワイヤレス充電台の共振周波数がばらつき、電力伝送効率が低下する虞がある。
従って、ワイヤレス充電台の共振周波数を所定の値とするためには、この距離を一定としなければならない。
In the wireless charging stand, a ferrite plate is placed on the side opposite to the power receiver of the power transmission coil to improve power transmission efficiency and prevent magnetic flux leakage. However, the inductance value of the power transmission coil is between the power transmission coil and the ferrite plate. Varies with distance. If the distance between the power transmission coil and the ferrite plate varies, the resonance frequency of the wireless charging base may vary, and power transmission efficiency may be reduced.
Therefore, in order to set the resonance frequency of the wireless charging base to a predetermined value, this distance must be constant.
図5は、従来のワイヤレス充電台を示す分解斜視図である。
図5に示すように、従来のワイヤレス充電台は、送電コイル30と回路基板21との間にフェライト板42が配置されている。
送電コイル30は、絶縁被覆された導線を渦巻き状に1層巻きした平面状のコイルであり、内側の巻線端末31aが送電コイル30の平面部を横切って送電コイルの外周に引き出されている。
フェライト板42には、巻線端末31aによる突起を収納するためのスリット91が設けられており、送電コイル30とフェライト板42は、このスリット91に巻線端末31aが収納されるように密着して固定されている。従って、従来のワイヤレス充電台は送電コイル30とフェライト板42の距離を一定にすることができ、ワイヤレス充電台の共振周波数のばらつきを抑えることができる。
FIG. 5 is an exploded perspective view showing a conventional wireless charging stand.
As shown in FIG. 5, in the conventional wireless charging stand, a
The
The
しかし、図5に示した従来のワイヤレス充電台は、スリット91から漏洩した僅かな磁束により、渦電流が発生したり、ノイズ発生の要因となったり、衝撃でフェライト板が破損する虞があるなどの問題がある。フェライト板42の厚みを厚くして、スリット91を窪みにする方法も考えられるが、巻線の直径より厚いフェライト板が必要となるため、ワイヤレス充電台の厚さが厚くなってしまう。
However, the conventional wireless charging stand shown in FIG. 5 may cause eddy currents due to a slight magnetic flux leaking from the
本発明のワイヤレス充電台は、回路基板と、該回路基板の下面に配置された送電コイルと、該送電コイルの下方に配置されたフェライト板とを具え、該回路基板と該送電コイルと該フェライト板がケース内部に収納され、該送電コイルが該回路基板に固定され、
該フェライト板がケースの内部の底面に固定されている。
The wireless charging stand of the present invention includes a circuit board, a power transmission coil disposed on the lower surface of the circuit board, and a ferrite plate disposed below the power transmission coil, and the circuit board, the power transmission coil, and the ferrite. A plate is housed inside the case, the power transmission coil is fixed to the circuit board,
The ferrite plate is fixed to the bottom surface inside the case.
本発明のワイヤレス充電台は、回路基板と送電コイルとフェライト板がケース内部に収納され、送電コイルが回路基板に固定され、フェライト板がケース内部の底面に固定されることにより送電コイルの下方に配置されるので、ワイヤレス充電台の共振周波数のばらつきによる電力伝送効率の低下を抑えるとともに、磁束漏れや、衝撃によるフェライト板の破損をなくすことができる。 In the wireless charging stand of the present invention, the circuit board, the power transmission coil, and the ferrite plate are housed inside the case, the power transmission coil is fixed to the circuit board, and the ferrite plate is fixed to the bottom surface inside the case, so that it is below the power transmission coil. Since it is arranged, it is possible to suppress a decrease in power transmission efficiency due to variations in the resonance frequency of the wireless charging stand, and to eliminate magnetic flux leakage and damage to the ferrite plate due to impact.
以下、図1乃至図4を参照して本発明のワイヤレス充電台の実施例を説明する。
図1は本発明のワイヤレス充電台の実施例を示す分解斜視図であり、図2は図1の断面図である。
ワイヤレス充電台10は、回路基板20と、回路基板20の下面に配置された送電コイル30と、送電コイル30の下に配置された磁性体からなるフェライト板40とが、下ケース50aと上ケース50bからなるケース50の内部に収納されている。下ケース50aと上ケース50bとは、支持柱50cにより接続されている。
Hereinafter, an embodiment of the wireless charging stand according to the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 is an exploded perspective view showing an embodiment of the wireless charging stand of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view of FIG.
The
送電コイル30は、絶縁被覆された導線を渦巻き状に1層巻きした平面状のコイルであり、巻線端末31a、31bのうち、内側の巻線端末31aは送電コイル30の平面部を横切って送電コイル30の外周に引き出されている。送電コイルに用いる導線には、表皮効果による抵抗値の増加を抑制するために、絶縁被膜された複数の導線が寄り合わされているリッツ線を用いてもよい。
The
送電コイル30は、回路基板20の下面に固定され、フェライト板40は下ケース50aの上面に固定される。送電コイル30は、耐衝撃性を高めるために、弾性を有する接着剤や可撓性を有する両面テープなどで固定されることが望ましい。
The
このような構造とすることにより、送電コイル30の下側に突起があったとしても、送電コイル30とフェライト板40の距離を一定に保つことができ、ワイヤレス充電台10の共振周波数のばらつきを小さくすることができる。
By adopting such a structure, even if there is a protrusion on the lower side of the
なお、ワイヤレス充電台において、送電コイルから受電コイルへの電力伝送効率を向上させるために、送電コイルと受電コイルとの位置を正確に合わせる必要があり、例えば、ワイヤレス充電台に受電コイルの位置を検出するための位置検出コイルを配置することによって、送電コイルと受電コイルの相対位置を検出し、ワイヤレス充電台に設けられたLEDなどの位置表示手段で、受電器を適切な位置に配置するようにユーザを誘導するワイヤレス充電台がある。このようなワイヤレス充電台の場合には、回路基板に導体パターンを形成して位置検出コイルを設けてもよい。 In the wireless charging stand, in order to improve the power transmission efficiency from the power transmission coil to the power receiving coil, it is necessary to accurately align the power transmission coil and the power receiving coil, for example, the position of the power receiving coil on the wireless charging stand. By arranging the position detection coil for detection, the relative position of the power transmission coil and the power reception coil is detected, and the power receiver is arranged at an appropriate position by the position display means such as LED provided on the wireless charging stand. There is a wireless charging stand that guides the user. In the case of such a wireless charging base, a position detection coil may be provided by forming a conductor pattern on the circuit board.
図3は、回路基板に位置検出コイルを配置した場合の例である。
回路基板20の表面の略中央部には、導体パターンで扇状の位置検出コイル81が形成され、位置検出コイル81のさらに外側には、ワイヤレス充電台の回路や、位置検出コイル81で検出した受電器の位置をユーザに知らせるための位置表示手段や、充電の状態を知らせる状態表示手段が配置される。
このように、位置検出コイルと回路基板を一体化することによって、ワイヤレス充電台の薄型化が可能となる。
FIG. 3 shows an example in which a position detection coil is arranged on a circuit board.
A fan-shaped
Thus, by integrating the position detection coil and the circuit board, the wireless charging base can be thinned.
また、フェライト板は、製造時の焼結により、比較的大きな厚みのばらつきや反りが生じている。このようなフェライト板を使用した場合、フェライト板と送電コイルとの距離が一定にならないため、送電コイルのインダクタンス値が大きくばらつき、ワイヤレス充電台の共振周波数が著しくずれてしまう。そのため、フェライト板のばらつきを考慮してケースを設計しなければならない。そこで、フェライト板を研磨して厚みのばらつきや反りを矯正することが一般的だが、フェライト板が高価になってしまうという問題がある。 In addition, the ferrite plate has relatively large thickness variations and warping due to sintering during manufacture. When such a ferrite plate is used, since the distance between the ferrite plate and the power transmission coil is not constant, the inductance value of the power transmission coil varies greatly, and the resonance frequency of the wireless charging base is significantly shifted. Therefore, the case must be designed in consideration of the variation of the ferrite plate. Therefore, it is common to correct the thickness variation and warpage by polishing the ferrite plate, but there is a problem that the ferrite plate becomes expensive.
図4は、フェライト板41を下ケース51aに固定する方法の一例を説明する図である。
下ケース51aには、フェライト板41を収納するための凹部110が形成されている。
凹部110の底面には貫通孔120が設けられる。この凹部110の貫通孔120にピン70を配置し、フェライト板41の中央と外周に接着剤60を塗布する。凹部110内にフェライト板41を収納した下ケース51aの上面に圧着板100を配置し、ピン70でフェライト板41を圧着板100に押し付けて接着剤60を硬化したのちに、ピン70と圧着板100を取り去る。このようにした場合、たとえフェライト板41の厚みがばらついたとしても、フェライト板41の上面を下ケース51aの上面の高さと同じにすることができる。
FIG. 4 is a diagram for explaining an example of a method for fixing the
The lower case 51a is formed with a
A through
ピン70は、フェライト板41に均等に支持力を印加するために、3個以上使用することが望ましい。また、ピンの代わりにゴムやウールなどの弾性材を敷き詰めても良い。この場合、凹部110の底面の貫通孔120が不要となる。下ケース51aに形成された凹部110の深さは、フェライト板41に厚みやばらつきや反りが生じた場合でも収納できることが望ましい。
It is desirable to use three or
10 ワイヤレス充電台
20、21 回路基板
30 送電コイル
31a、31b 巻線端末
40、41、42 フェライト板
50 ケース
50a、51a 下ケース
50b 上ケース
50c 支持柱
60 接着剤
70 ピン
81 位置検出コイル
91 スリット
100 圧着板
110 凹部
120 貫通孔
DESCRIPTION OF
Claims (4)
該ワイヤレス充電台は、
板状の上ケースと、
該上ケースの下面に配置された回路基板と、
該回路基板の下面に配置された送電コイルと、
該送電コイルの下方に配置されたフェライト板と、
該フェライト板の下面に配置された板状の下ケースと、
該下ケースの上面に備えられた、該フェライト板の高さ方向の高さよりも深い凹部と、
該下ケースと該上ケースとを接続する支持柱と、を具え、
該上ケースと該下ケースは、該上ケースの下面と該下ケースの上面との間の距離が一定となるよう、該支持柱によって固定されるとともに、
該回路基板と該送電コイルと該フェライト板が該上ケースと該下ケースの内部に収納され、該送電コイルが該回路基板に固定され、
該回路基板は該上ケースの下面に固定され、
該フェライト板が、該フェライト板の上面と該下ケースの上面とが略同じ高さとなるように、該下ケースの該凹部の中に固定されていることを特徴とするワイヤレス充電台。 In the wireless charging stand that supplies power to the power receiver by electromagnetic induction,
The wireless charging stand
A plate-like upper case;
A circuit board disposed on the lower surface of the upper case ;
A power transmission coil disposed on the lower surface of the circuit board;
A ferrite plate disposed below the power transmission coil ;
A plate-like lower case disposed on the lower surface of the ferrite plate;
A recess provided on the upper surface of the lower case, deeper than the height of the ferrite plate in the height direction;
A support column connecting the lower case and the upper case ;
The upper case and the lower case are fixed by the support columns so that the distance between the lower surface of the upper case and the upper surface of the lower case is constant,
The circuit board, the power transmission coil, and the ferrite plate are housed in the upper case and the lower case, and the power transmission coil is fixed to the circuit board,
The circuit board is fixed to the lower surface of the upper case,
A wireless charging stand , wherein the ferrite plate is fixed in the recess of the lower case so that the upper surface of the ferrite plate and the upper surface of the lower case are substantially at the same height .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012202404A JP5755620B2 (en) | 2012-09-14 | 2012-09-14 | Wireless charging stand |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012202404A JP5755620B2 (en) | 2012-09-14 | 2012-09-14 | Wireless charging stand |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014057023A JP2014057023A (en) | 2014-03-27 |
JP5755620B2 true JP5755620B2 (en) | 2015-07-29 |
Family
ID=50614077
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012202404A Active JP5755620B2 (en) | 2012-09-14 | 2012-09-14 | Wireless charging stand |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5755620B2 (en) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6302757B2 (en) * | 2014-06-09 | 2018-03-28 | 株式会社トーキン | Non-contact power transmission device |
KR101594744B1 (en) * | 2015-10-21 | 2016-02-16 | 장근대 | Wireless charging device |
CN109217432A (en) * | 2018-11-06 | 2019-01-15 | 深圳市红度工业产品策划有限公司 | A kind of power cord accommodation formula wireless charger |
KR102206468B1 (en) * | 2019-08-06 | 2021-01-21 | 엘지전자 주식회사 | Wireless power transfer apparatus and method thereof |
JP7372286B2 (en) | 2021-06-24 | 2023-10-31 | プライムプラネットエナジー&ソリューションズ株式会社 | charging stand |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08148359A (en) * | 1994-11-18 | 1996-06-07 | Tdk Corp | Connector for lan |
JP3734977B2 (en) * | 1999-03-17 | 2006-01-11 | 古河電気工業株式会社 | Separation transformer |
JP2005110409A (en) * | 2003-09-30 | 2005-04-21 | Sharp Corp | Power supply system |
JP4412402B2 (en) * | 2007-02-20 | 2010-02-10 | セイコーエプソン株式会社 | Coil unit and electronic equipment |
JP4572953B2 (en) * | 2008-05-14 | 2010-11-04 | セイコーエプソン株式会社 | Coil unit and electronic device using the same |
KR20120081195A (en) * | 2009-12-07 | 2012-07-18 | 후지쯔 가부시끼가이샤 | Magnetic-field resonance power transmission device and magnetic-field resonance power receiving device |
JP5476211B2 (en) * | 2010-05-19 | 2014-04-23 | Necトーキン株式会社 | Power transmission device, power receiving device, non-contact power transmission and communication system |
JP2012110135A (en) * | 2010-11-17 | 2012-06-07 | Sanyo Electric Co Ltd | Charging cradle, charging system, and charging method |
JP5847484B2 (en) * | 2011-08-08 | 2016-01-20 | キヤノン株式会社 | Imaging apparatus, control method thereof, and program |
-
2012
- 2012-09-14 JP JP2012202404A patent/JP5755620B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2014057023A (en) | 2014-03-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11953646B2 (en) | Detecting apparatus, power receiving apparatus, power transmitting apparatus, and contactless power supply system | |
JP5755620B2 (en) | Wireless charging stand | |
KR102017621B1 (en) | Coil substrate for cordless charging and electric device using the same | |
US9812256B2 (en) | Coil assembly | |
CN108184333B (en) | Combined antenna module | |
KR101179398B1 (en) | Contactless power transmission device and electronic device having the same | |
US20150054457A1 (en) | Secondary coil of receiver for non-contact charging system | |
US20120206090A1 (en) | Charging device using magnets | |
EP3525220A1 (en) | Coil block for wireless charging and method for manufacturing same | |
CN108511398B (en) | Near field communication loop and forming method thereof | |
TW201401708A (en) | Antenna sheet for contactless charging device and charging device using said sheet | |
WO2017038797A1 (en) | Flexible printed wiring board and non-contact charge system | |
KR20140112322A (en) | Thin film coil, shield part including the same, and contactless power transmission device having the shield part | |
JP2010284059A (en) | Noncontact power transmission apparatus | |
US20190214180A1 (en) | Magnetic sheet and wireless power receiving device comprising same | |
KR101378118B1 (en) | Circuit board formed on both sides of the charge coil | |
CN108429352B (en) | Induction module | |
KR20130076067A (en) | Mobile capable of operating wireless charge and near field communication | |
CN106169785B (en) | Wireless charging system | |
US20140056462A1 (en) | Electro-acoustic transducer | |
KR101694407B1 (en) | Wireless Charging System Having Function for Guiding Charging Position | |
JP5045858B1 (en) | Non-contact charging module manufacturing method and non-contact charging module | |
CN117292926A (en) | coil module | |
WO2017047498A1 (en) | Flexible printed wiring board and contactless charging system | |
KR20140121549A (en) | Circuit board formed on both sides of the charge coil |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20131220 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20140829 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140909 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20141110 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20150512 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20150527 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5755620 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |