CN103151847A - 一种超薄电磁能量耦合转换器及其制作与应用方法 - Google Patents
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Abstract
一种超薄电磁能量耦合转换器及其制作与应用方法，包括高频屏蔽膜(1)、耦合接收线圈(2)、接收电路板(3)、+-电极触点(4)和接收板外罩(5)所组成，采用本发明提供的方法制作的超薄电磁能量耦合转换器，平面厚度仅0.5mm，与手机电池组合在一起放入手机电池槽内使用，其增加的0.5mm厚度恰好为手机电池高度与手机后盖之间的空隙所容纳，对手机使用和外观无任何影响，从而实现了利用高频电磁耦合方式传递能量的手机无线充电接收，且具有安装简单，使用方便的特点。
Description
技术领域
本发明涉及电磁能量耦合转换传递技术应用领域，特别是关于一种超薄电磁能量耦合转换器及其制作与应用方法。
背景技术
电磁能量耦合转换传递技术现在已广泛的应用在电力变换，无线充电等诸多技术领域，在移动终端的应用案例初步尝试就是利用高频电磁能量耦合对手机电池进行无线充电。
比如黑莓手机厂商的一款手机就是在后盖里加装了无线充电感应接收线圈和接收电路板用来实现接收发射装置耦合传递的电磁波能量，实现无线充电电力的接收给机内电池进行充电；苹果手机生产商则是专门制作了一个无线充电接收外套将手机插入后平放在充电发射平台上面进行无线充电，以上利用电磁耦合传递能量进行无线充电的方法都各有特点，但不足之处在于各厂家制作的无线充电装置仅能够与自厂的手机配套使用，社会上绝大多数手机持有者无法体验到无线充电方式给大家带来的便利与乐趣。
本发明人经过长期研究与实践，认识到利用高频电磁感应传递充电能量的基本原理和方法给所有移动终端进行无线充电是完全可行的，关键在于要能够设计与制作出一种适合于在现有各种不同类型的手机后盖内极其狭小仅0.5mm高度的空间缝隙中安装放置的电磁能量感应接收转换器，才能达到利用高频电磁感应耦合方式传递充电电流的目的，实现手机不用连接插头的无线充电。
发明内容
本发明提供了一种超薄电磁能量耦合转换器及其制作与应用方法，采用本发明提供的方法制作的超薄电磁能量耦合转换器，平面厚度仅0.5mm，与手机电池组合在一起放入手机电池槽内使用，其增加的0.5mm厚度恰好为手机电池高度与手机后盖之间的空隙所容纳，对手机使用和外观无任何影响，从而实现了利用高频电磁耦合方式传递能量的手机无线充电接收，且具有安装简单，使用方便的特点。
本发明通过以下技术方案实现上述目的，一种超薄电磁能量耦合转换器，包括高频屏蔽膜、耦合接收线圈、接收电路板、+-电极触点和接收板外罩所组成，其特征在于：耦合接收线圈粘合在高频屏蔽膜上面成为一体，线圈引出线接入接收电路板输入端，从接收电路板输出端引出的+-电极触点安装在接收板外罩的前侧。
所述的高频屏蔽膜采用日本进口无线充电专用高频电磁屏蔽膜，厚度0.1-0.2mm。
所述的耦合接收线圈采用0.1×6mm多股漆包线绕制成圆形或椭圆形空心线圈，直径10-40mm，圈数8-20圈，电感量10-20微亨，或采用单股漆包线和柔性电路板制作均可，线圈厚度不超过0.3mm，工作频率在20KC-20MC之间选择。
所述的接收电路板采用长25-40mm，宽4-5mm的印刷电路基板制作，基板厚度0.1-0.5mm，安装电子元件后整体厚度1.5-2mm，电路部分包括谐振电路、整流滤波电路和充电管理芯片电路所组成，采用MIC37102YM型号的无线充电专用管理芯片或其它型号功能相同的集成电路芯片调控充电过程，将感应的高频电磁波转换为稳定的4.2V直流电压输出，提供给手机电池充电。
所述的+-电极触点采用弯曲镀金铜片制作，前后端凸起，两面尺寸与排列方式与手机锂电池电极均相同，安装在接收板外罩的前端，用于手机电池与手机电极之间的连接。
所述的电路板外罩采用塑材制作，壁厚0.2mm，罩在接收电路板外面，起到保护与支撑接收电路板的作用。
本发明同时还提供了一种超薄电磁能量耦合转换器的制作与应用方法，制作方法叙述如下，制作方法1：将高频屏蔽膜裁成长宽与所用手机锂电池长宽尺寸相对应的小方块，用双面胶在其表面粘合耦合接收线圈，线圈接头焊接在接收电路板对应输入端焊盘上面，然后把接收电路板输出端焊接+-电极触点，将+-电极触点安装在接收板外罩外面，其安装位置与手机电极触点位置相对应，扣上接收板外罩，点502快干胶封固，完成超薄电磁能量耦合转换器的制作；制作方法2：用双面胶将高频屏蔽膜粘合在锂电池表面，接收电路板放入锂电池保护电板空间内，与锂电池原有的保护电板层叠排列在一起，接收电路板+-极输出端直接与锂电池保护电板+-极输出端焊接在一起，扣上保护外罩，制作成带无线感应充电功能的锂电池。
本发明产生的有益效果：本发明提供了一种超薄电磁能量耦合转换器及其制作与应用方法，采用本发明提供的技术制作的超薄电磁能量耦合转换器，可以方便的装入手机或各种需要感应充电且空间狭小的用电装置内实现无线充电能量的耦合接收，为移动终端实现无线充电提供了简便易行的实施方式，使广大手机用户可以充分享受到无线充电带来的便利与乐趣。
结合附图可以对本发明的实施例加以详细的说明
附图说明
图1是本发明的外观结构示意图
图2是本发明的工作电原理图
图3是本发明的安装示意图
图4是本发明的使用示意图
图中1高频屏蔽膜2耦合接收线圈3接收电路板4+-电极触点5接收板外罩6锂电池
具体实施方式
参照图1，本发明一种超薄电磁能量耦合转换器，包括高频屏蔽膜1耦合接收线圈2接收电路板3+-电极触点4接收板外罩5锂电池6所组成，其制作方法过程如下，制作方法1：将高频屏蔽膜1裁成长宽与所用手机锂电池6长宽尺寸相对应的小方块，用双面胶在其表面粘合耦合接收线圈2，线圈接头焊接在接收电路板3对应输入端焊盘上面，然后把接收电路板3输出端焊接+-电极触点4，将+-电极触点4安装在接收板外罩5外面，其安装位置与手机电极触点位置相对应，扣上接收板外罩5，点502快干胶封固，完成超薄电磁能量耦合转换器的制作；制作方法2：用双面胶将高频屏蔽膜1粘合在锂电池6表面，接收电路板3放入锂电池6保护电板空间内，与锂电池6原有的保护电板层叠排列在一起，接收电路板3+-极输出端直接与锂电池6保护电板+-极输出端焊接在一起，扣上保护外罩，制作成带无线感应充电功能的锂电池。
实施例1：参照图2图3图4，本发明的工作原理过程及安装使用方法叙述如下，安装方法1：在手机内在安装本发明产品时，打开手机后盖，将配好尺寸的锂电池6+-电极接点与本发明产品的+-电极触点4和手机电极+-极接点三者对齐，耦合接收线圈2面向上共同放入手机电池槽内，扣上手机后盖，完成超薄电磁能量耦合转换器的使用安装工作；安装方法2：把按本发明提供的第二种制作方法制成的带无线感应充电功能的锂电池直接卡入手机电池槽内，扣上手机后盖，完成安装过程。把手机平放在无线充电感应发射平台上面，平台上发射的高频电磁波穿过手机塑料底盖后被超薄电磁能量耦合转换器的耦合接收线圈2所感应，产生交变电流输出至接收电路板3与电容C1产生谐振，经整流二极管D整流后输出脉动直流电压，再经滤波电容C2滤波后进入无线充电专用管理芯片MIC37102进行调控输出4.2V标准充电直流电压，经+-电极触点4传导给机内锂电池6进行充电，当电池电量充满后，锂电池6内的保护电板和无线充电专用管理芯片MIC37102先后关闭，充电过程结束。
实施例2：超薄电磁能量耦合转换器在电子防雾游泳镜电池充电方面的应用：电子防雾泳镜在镜片内表面安装了电加热除雾系统，为防止进水导致电路与电池的短路损坏，要求必须全密封防水，采用本超薄电磁能量耦合转换器，将耦合接收线圈2和高频屏蔽膜1与小型锂电池6粘合成一体化结构，感应面向外放入塑料保护罩内密封后使用。充电时，将无线感应发射装置靠近装有本发明产品的泳镜塑料保护罩外面，产生感应电磁耦合转换，给泳镜内的锂电池6进行无线充电。
实施例3：超薄电磁能量耦合转换器在自动变光电子眼镜及3D电子眼镜电池充电过程中的应用：在电子变光眼镜和3D电子眼镜的一侧镜腿里预留的凹槽内放入小型锂电池和本发明产品超薄电磁能量耦合转换器，当镜腿靠近无线发射耦合装置时，安装在镜腿内的超薄电磁能量耦合转换器感应到高频电磁能量后转换成4.2V直流电压，给镜腿内的小型锂电池进行充电。
实施例4：超薄电磁能量耦合转换器在盛水容器中的应用：将密封的本发明产品放置在盛水的玻璃缸或塑料器皿中，耦合接收线圈2粘附在容器内壁上，将无线发射装置靠近容器外壁，超薄电磁能量耦合转换器感应到耦合电能，输出工作电压，驱动LEO水下照明或给其它水下小功率用电器具提供电源。
Claims (7)
1.一种超薄电磁能量耦合转换器，包括高频屏蔽膜(1)、耦合接收线圈(2)、接收电路板(3)、+-电极触点(4)和接收板外罩(5)所组成，其特征在于：耦合接收线圈(2)粘合在高频屏蔽膜(1)上面成为一体，线圈引出线接入接收电路板(3)输入端，从接收电路板输出端引出的+-电极触点(4)安装在接收板外罩的前侧。
2.根据权利要求1所述的一种超薄电磁能量耦合转换器，其特征在于：高频屏蔽膜(1)采用日本进口无线充电专用高频电磁屏蔽膜，厚度0.1-0.2mm。
3.根据权利要求1所述的一种超薄电磁能量耦合转换器，其特征在于：耦合接收线圈(2)采用0.1×6mm多股漆包线绕制成圆形或椭圆形空心线圈，直径10-40mm，圈数8-20圈，电感量10-20微亨，或采用单股漆包线和柔性电路板制作均可，线圈厚度不超过0.3mm，工作频率在20KC-20MC之间选择。
4.根据权利要求1所述的一种超薄电磁能量耦合转换器，其特征在于：接收电路板(3)采用长25-40mm，宽4-5mm的印刷电路基板制作，基板厚度0.1-0.5mm，安装电子元件后整体厚度1.5-2mm，电路部分包括谐振电路、整流滤波电路和充电管理芯片电路所组成，采用MIC37102YM型号的无线充电专用管理芯片或其它型号功能相同的集成电路芯片调控充电过程，将感应的高频电磁波转换为稳定的4.2V直流电压输出，提供给手机电池充电。
5.根据权利要求1所述的一种超薄电磁能量耦合转换器，其特征在于：+-电极触点(4)采用弯曲镀金铜片制作，前后端凸起，两面尺寸与排列方式与手机锂电池电极均相同，安装在接收板外罩(5)的前端，用于手机电池与手机电极之间的连接。
6.根据权利要求1所述的一种超薄电磁能量耦合转换器，其特征在于：电路板外罩(5)采用塑材制作，壁厚0.2mm，罩在接收电路板外面，起到保护与支撑接收电路板(3)的作用。
7.根据权利要求1所述的一种超薄电磁能量耦合转换器，其特征在于：本发明同时还提供了一种超薄电磁能量耦合转换器的制作方法，制作方法1：将高频屏蔽膜(1)裁成长宽与所用手机锂电池长宽尺寸相对应的小方块，用双面胶在其表面粘合耦合接收线圈(2)，线圈接头焊接在接收电路板(3)对应输入端焊盘上面，然后把接收电路板(3)输出端焊接+-电极触点(4)，将+-电极触点(4)安装在接收板外罩(5)外面，其安装位置与手机电极触点位置相对应，扣上接收板外罩，点502快干胶封固，完成超薄电磁能量耦合转换器的制作；制作方法2：用双面胶将高频屏蔽膜(1)粘合在锂电池(6)表面，接收电路板(3)放入锂电池(6)保护电板空间内，与锂电池(6)原有的保护电板层叠排列在一起，接收电路板(3)+-极输出端直接与锂电池(6)保护电板+-极输出端焊接在一起，扣上保护外罩，制作成带无线感应充电功能的锂电池。
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