CN107371105A - 一种扬声器以及配置有该扬声器的电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种扬声器以及配置有该扬声器的电子设备。该扬声器包括：壳体、设置在壳体内的音膜(2)，该扬声器还包括设置在壳体内、以驱动音膜(2)振动的第一线圈(3)和第二线圈(7)。

Description

一种扬声器以及配置有该扬声器的电子设备

技术领域

本发明涉及电声产品领域，具体而言，涉及一种微型扬声器以及配置有该扬声器的电子设备。

背景技术

目前终端类产品使用的扬声器均是带有磁钢或者永磁铁的扬声器，这种扬声器在无线产品上使用会对产品的无线性能产生影响。同时，目前该具有磁钢或者永磁铁的扬声器在高浓度铁粉环境中使用，即使做了很好的防尘处理，但是长时间使用仍然会出现由于铁粉被磁化导致的扬声器短路被烧坏的风险。

针对相关技术中具有磁钢或者永磁铁的扬声器在高浓度铁粉环境中使用，由于铁粉被磁化导致的扬声器短路被烧坏的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明提供了一种扬声器，该扬声器通过线圈产生的电磁场力来推动扬声器音膜的振动，从而替代磁钢等其他永磁铁使音膜振动。

根据本发明的一方面，提供了一种扬声器，包括：壳体、设置在壳体内的音膜(2)，该扬声器还包括设置在壳体内、以驱动音膜(2)振动的第一线圈(3)和第二线圈(7)。

优选地，该扬声器的壳体包括顶部盖子(1)、支架(5)，和底板(8)，其中，顶部盖子(1)将音膜(2)和第一线圈(3)固定至支架(5)的上部，第二线圈(7)和底板(8)依次固定在支架(5)的下部，以在壳体内形成一个音腔。

优选地，该扬声器还包括：第一绝缘层(4)，位于第一线圈(3)和支架(5)之间。

优选地，该扬声器还包括：第二绝缘层(6)，位于第二线圈(7)和支架(5)之间。

优选地，第一绝缘层(4)和/或第二绝缘膜层(6)为有机或无机绝缘膜。

优选地，该扬声器还包括：接线引脚(9)，接线引脚(9)设置在底板(8)上。

优选地，接线引脚(9)包括分别设置在底板(8)的四个边角上的四个引脚弹片(10、11、12、13)，其中两个引脚弹片(10、11)分别与第一线圈(3)的两接线端(15、16)相连接，另外两个引脚弹片(12、13)分别与第二线圈(7)的两接线端(17、18)相连接。

优选地，第一线圈(3)和/或第二线圈(7)由绝缘漆包线或铜线或铜箔绕成。

优选地，底板(8)上开有多个出音孔(14)。

优选地，底板(8)的材质为绝缘材质。

优选地，音膜(2)通过点胶或超声焊接固定在第一线圈(3)上，和/或，第二线圈(7)通过点胶或超声焊接固定在底板(8)上。

优选地，在工作状态下，第一线圈(3)产生的第一电磁场和第二线圈(7)产生的第二电磁场通过相吸和相斥以驱动音膜(2)振动。

优选地，第一电磁场为由第一线圈(3)中的脉冲电流产生的N/S交替变化的电磁场，第二电磁场为由第二线圈(7)中的固定流向的电流产生的N/S恒定电磁场。

优选地，第二线圈(7)由绝缘漆包线绕成，底板(8)为钢片，底板(8)上具有开孔，开孔的部分钢片与底板相连，并向内弯折以固定第二线圈(7)。

根据本发明的另一方面，提供了一种电子设备，该电子设备中设置有前文中所示描述的扬声器。

优选地，上述电子设备包括但不限于移动终端或可穿戴设备。

在本发明实施例中，由于扬声器是采用纯电式驱动的，这样在扬声器不工作的时候不会产生磁场，从而可以减少在扬声器不工作时对于无线信号的影响，同时也可以解决扬声器对高浓度铁粉环境中的铁粉磁化问题，降低或避免了在高浓度铁粉环境下扬声器短路烧坏的风险。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的四相纯电式扬声器爆炸图；

图2是根据本发明实施例的扬声器接线引脚示意图；

图3是根据本发明实施例的四相纯电式扬声器原理等效图与线圈接线点示意图；

图4是根据本发明实施例的音膜线圈所受合力示意图；

图5是根据本发明实施例的音膜线圈电流示意图及音膜运动方向变化示意图；

图6是根据本发明实施例的音膜构造爆炸图；

图7是根据本发明实施例的音膜线圈透视及局部放大效果图；

图8是根据本发明实施例的底板构造爆炸图；

图9是根据本发明实施例的底板构造透视及布局放大图；

图10是根据本发明实施例的扬声器底板线圈接线剖面图及局部效果放大图；

图11是根据本发明实施例的扬声器音膜线圈接线剖面图及局部效果放大图；

图12是根据本发明实施例的扬声器线圈接线剖面效果图及局部放大图；

图13是根据本发明实施例的扬声器效果示意图；

图14是根据本发明实施例的电子设备结构示意图。

具体实施方式

下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。

在本发明实施例中，主要借助电磁场力来推动扬声器音膜的振动，从而替代磁钢等其他永磁铁使音膜振动。

本发明实施例提供了一种四相纯电式扬声器，如图1所示，该四相纯电式扬声器主要包括顶部盖子1、扬声器音膜2、音膜线圈3(在本发明中也称为第一线圈)、扬声器绝缘膜4(在本发明中也称为第一绝缘层)、扬声器支架5、底板绝缘层6(在本发明中也称为第二绝缘层)、底板线圈7(在本发明中也称为第二线圈)、扬声器底板8、引脚9九个部分，其中音膜线圈3和底板线圈7是构成扬声器驱动系统的主要部分。

扬声器的顶部盖子1则用于将扬声器音膜2和扬声器绝缘膜4两部分固定在扬声器支架5上面；主要是为了保护音膜振动，避免在喇叭装箱和装配过程中被其他物体损坏，同时也可以在喇叭装配后的振动预留振动空间。

扬声器音膜部分则主要包含扬声器音膜2、音膜线圈3和扬声器绝缘膜4三部分，其中，扬声器音膜2为主要的发声部分，音膜线圈3则为扬声器振动的驱动力部分，扬声器绝缘膜4则是为了防止音膜线圈3和底板线圈7在振动时碰撞导致的短路现象发生。

扬声器支架5是扬声器整体框架的支撑者，其主要是固定扬声器音膜2和扬声器底板8、扬声器引脚9等几部分。

扬声器的底板部分则主要包括底板绝缘层6、底板线圈7、扬声器底板8等三部分，另外在扬声器的底板8上开有四个扬声器的底板出音孔14。其中底板绝缘层6主要是防止扬声器在振动的时候音膜线圈3和底板线圈7接触导致的扬声器短路，底板线圈7则是扬声器驱动力的第二部分，是保证扬声器振动的基础，扬声器底板8则是扬声器底部的重要部分，其主要作用是固定底板线圈，增强扬声器底部的结构强度。

扬声器的引脚9主要包含四个扬声器的引脚弹片，其分别为引脚弹片10、引脚弹片11、引脚弹片12、引脚弹片13，上述四个引脚弹片分别连接音膜线圈3的两根线和底板线圈7的两根线。

在本实施例所提供的扬声器中，主要对扬声器音膜2、音膜线圈3、扬声器绝缘膜4、底板绝缘层6、底板线圈7、扬声器底板8等部分组成的扬声器发声部分进行了改进，使得扬声器的发声部分可以借助于音膜线圈3和底板线圈7的电磁场力，利用同相磁极相互吸引，异相磁极相互排斥的原理使喇叭音膜进行振动，从而使扬声器发出声音。因为该扬声器主要借助于音膜线圈3和底板线圈7的磁场力使喇叭进行振动，因此，本实施例所提供的扬声器是一种纯电式扬声器。

本实施例中，扬声器支架5其主要是为了扬声器的振动系统的装配固定而设计，以保证扬声器可以正常的工作。

本实施例中，扬声器引脚9共有四个引脚，其中引脚弹片10接音膜线圈3的Y1端，引脚弹片11接音膜线圈3的Y2端；引脚弹片12接扬声器底板线圈7的D+端，引脚弹片13接扬声器底板线圈7的D-端，扬声器引脚的接线方法参考图2扬声器接线引脚示意图和图3四相纯电式扬声器原理等效图，因为该扬声器共有个接线柱Y1、Y2、D+和D-四个接线端(扬声器引脚的Y1端、Y2端、D+端、D-端参考图3四相纯电式扬声器原理等效图与线圈接线点示意图左图，15代表Y1端，16代表Y2端，17代表D+端，18代表D-端)，因此，该扬声器称为四相扬声器。

在本发明实施例中，通过四相引脚实现了扬声器的纯电式振动，其主要解决了普通扬声器在高浓度铁粉环境中永磁铁对铁粉的磁化问题和永磁铁对终端产品或其他含有无线信号产品的无线信号部分的影响，另外该产品还可以解决扬声器的厚度问题，通过纯电驱动可以使扬声器本身变的更薄。扬声器的工作原理参见图3四相纯电式扬声器原理等效图与线圈接线点示意图，扬声器的具体工作原理如下：

扬声器电路通过四个扬声器引脚9分别将电信号加载在音膜线圈3和底板线圈7上。音膜线圈3有电流流入和流出，但由于线圈为环状线圈因此会形成一个电磁场。同时对于底板线圈7，其和音膜线圈3一样，也同样有电流流入和流出，同时底板线圈7和音膜线圈3一样也都同属于环状线圈因此也会形成一个电流环，从而在底板处也产生一个电磁场，因此底板线圈7可以等效为一个永磁铁，也就是普通扬声器的磁钢部分；

如图3四相纯电式扬声器原理等效图与线圈接线点示意图所示，底板线圈7加载一固定流向的电流，加载固定流向电流后底板线圈7相当于常规扬声器的永磁铁部分，假设加载电流后底板线圈形成一个类似于永磁铁一样的磁场，底板线圈7形成的该磁场靠近音膜线圈3的部分为底板线圈磁场的N极，远离音膜线圈3靠近扬声器底板的部分为底板线圈磁场的S极；音膜线圈3增加一个变换的数字脉冲电信号，其数字脉冲信号由脉冲电流形成，从而使得音膜线圈3形成N/S交替变化的情况电磁场，其音膜线圈3也将受一个交替变化的合力(交替变化的合力即音膜线圈3和底板线圈7形成的磁场力对音膜的吸引力和排斥力)，音膜线圈3增加的脉冲电流请参考图5音膜线圈脉冲电流及音膜运动方向变化示意图。当音膜线圈3增加的电流如图3四相纯电式扬声器原理等效图右图所示，线圈电流从左侧流入右侧流出，根据右手定则可以判断音膜线圈3的N极在靠近底板线圈7的方向，如图3四相纯电式扬声器原理等效图与线圈接线点示意图右图所示底板线圈7的N极向上，则根据电磁场原理的“同极相斥异极相吸”，且由于底板线圈7固定在扬声器底板8上则音膜所受的磁场力合力为音膜到底板的反方向，其所受的电磁场力合力参见图4音膜所受合力示意图右图所示合力的方向，因此音膜向上运动。当音膜线圈3增加的电流从右侧流入左侧流出时，根据右手定则可以判断音膜线圈3的S极在靠近底板线圈7的方向，如图3四相纯电式扬声器原理等效图与线圈接线点示意图右图所示底板线圈7的N极向上，则根据电磁场原理的“同极相斥异极相吸”，且由于底板线圈7固定在扬声器底板8上则音膜所受的磁场力合力为音膜到底板的方向，其所受的电磁场力合力参见图4音膜所受合力示意图左图所示合力的方向，因此音膜向下运动。

由于底板线圈7固定在扬声器底板8上，且扬声器底板8固定在扬声器支架5上，所以扬声器底板线圈7固定不动，因此当扬声器音膜线圈3加载图5音膜线圈脉冲电流及音膜运动方向变化示意图左图所示的脉冲电流的时候则音膜的运动方向如图5音膜线圈脉冲电流及音膜运动方向变化示意图右图所示的周期性运动，从而使扬声器发出声音。1表示扬声器音膜受磁场的排斥力，扬声器音膜向上振动，即扬声器音膜从底板向音膜方向运动；-1表示扬声器音膜受磁场的吸引力，扬声器音膜向下振动，即扬声器音膜从音膜向底板方向运动。

需要说明的是由于该扬声器的振动原理部分是两个环形线圈形成的，因此在增大扬声器振动幅度的时候只要同时增加底板线圈7和音膜线圈3的电流使两个的磁场力同时增大即可以使振幅增大，这样与目前现有的普通扬声器相比，要使声音大小(扬声器响度)增大1个单位值时只需要把扬声器的功率增大0.5个单位值，这样既可以保护扬声器不会因为功率增大使喇叭烧坏。

下面详细描述本实施例的四相纯电式扬声器的接线方法：

四相式扬声器音膜线圈3和底板线圈7共有四根导线，且分别接在扬声器的四个引脚之上，其中引脚弹片10接音膜线圈3的Y1端，引脚弹片11接音膜线圈3的Y2端；引脚弹片12接扬声器底板线圈7的D+端，引脚弹片13扬声器底板线圈7的D-端(扬声器引脚的Y1端、Y2端、D+端、D-端参考图3四相纯电式扬声器原理等效图与线圈接线点示意图左图，15代表Y1端，16代表Y2端，17代表D+端，18代表D-端)，具体的接线方法参考图2扬声器接线方法示意图和图3四相纯电式扬声器原理等效图。

在本发明的另一优选实施例中，扬声器音膜线圈3或底板线圈7均采用绝缘特性的漆包线绕成，而后将音膜线圈3通过点胶或超声焊接或其他粘合的方法固定在扬声器音膜2上，将底板线圈7通过点胶或超声焊接或者其他粘合的方法固定在扬声器底板8上。这样采用绝缘特性的漆包线绕制音膜线圈可以省去扬声器绝缘膜4和底板绝缘层6两部分。

在本发明的再一优选实施例中，仅设置有扬声器绝缘膜4和底板绝缘层6中的任一个，也就是说，采用扬声器绝缘膜4和底板绝缘层6中的任意一个作为绝缘层，来避免扬声器振膜在震动时造成喇叭内部短路。

在本发明的又一优选实施例中，音膜线圈3和底板线圈7同时采用铜箔代替，当然也可以对音膜线圈3或者底板线圈7两者中的其中一个采用铜箔代替，另外一个采用铜线、绝缘漆包线或者其他导电材质代替。

在本发明的又一优选实施例中，底板线圈7采用绝缘性的漆包线，并对底板9采用钢片，同时在钢片上做一些固定的措施用以固定底板线圈，如直接在钢片上开方形孔，同时在开方形孔的时候让方形孔的一边不与底板分离，而是将方形孔的，那部分向内弯折已固定底板线圈7，或直接通过点胶或超声焊接将底板线圈7固定在底板的钢片上。

本发明实施例还提供了一种电子设备，如图14所示，该电子设备100中设置有前文中所描述的扬声器200，该电子设备100可以是终端类产品或各种智能家居产品，例如，移动终端、可穿戴设备等。由于该电子设备100配置的扬声器200是采用纯电式驱动，这样在扬声器200不工作的时候不会产生磁场，从而可以减少在扬声器200不工作时对于电子设备100的无线信号的影响，同时也可以解决扬声器200对高浓度铁粉环境中的铁粉磁化问题，降低或避免了在高浓度铁粉环境下扬声器200短路烧坏的风险。

从以上的描述中，可以看出，本发明的上述实施例实现了如下技术效果：

第一、该发明扬声器采用纯电式驱动，在扬声器非工作期间不会对无线信号造成任何的干扰，可使配置有该扬声器产品的无线接收效果更好，且对于天线和射频等相关指标有更好的提高。

第二、该扬声器采用四相纯电式使驱动，其在工作期间只要将上下扬声器线圈的电流增大一个单位，即可使扬声器音膜的振幅增大2个单位，从而在扬声器功率增大较小的情况下增大扬声器的响度。也可以避免因为普通扬声器增大功率导致的烧坏扬声器线圈，同时也可以减缓普通扬声器增大功率的老化风险。

第三、该扬声器设计时的扬声器底板采用绝缘材质，减去了普通扬声器的磁钢底部钢片设计，这样可以解决普通喇叭的底部磁钢与PCB板的触点接触导致喇叭被烧坏的风险。

第四、该扬声器的设计可以对于音膜线圈3和底板线圈7采用铜箔替代，这样可以使扬声器的厚度更薄，从而为超薄机创造良好的实现条件。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (16)

1.一种扬声器，包括：壳体、设置在壳体内的音膜(2)，其特征在于，还包括设置在壳体内、以驱动所述音膜(2)振动的第一线圈(3)和第二线圈(7)。

2.根据权利要求1所述的扬声器，其特征在于，所述壳体包括顶部盖子(1)、支架(5)、和底板(8)，其中，所述顶部盖子(1)将所述音膜(2)和所述第一线圈(3)固定至所述支架(5)的上部，所述第二线圈(7)和底板(8)依次固定在所述支架(5)的下部，以在所述壳体内形成一个音腔。

3.根据权利要求1所述的扬声器，其特征在于，还包括：第一绝缘层(4)，位于所述第一线圈(3)和所述支架(5)之间。

4.根据权利要求2或3所述的扬声器，其特征在于，还包括：第二绝缘层(6)，位于所述第二线圈(7)和所述支架(5)之间。

5.根据权利要求4所述的扬声器，其特征在于，所述第一绝缘层(4)和/或第二绝缘膜层(6)为有机或无机绝缘膜。

6.根据权利要求2所述的扬声器，其特征在于，还包括：接线引脚(9)，所述接线引脚(9)设置在所述底板(8)上。

7.根据权利要求6所述的扬声器，其特征在于，所述接线引脚(9)包括分别设置在所述底板(8)的四个边角上的四个引脚弹片(10、11、12、13)，其中所述两个引脚弹片(10、11)分别与所述第一线圈(3)的两接线端(15、16)相连接，另外所述两个引脚弹片(12、13)分别与所述第二线圈(7)的两接线端(17、18)相连接。

8.根据权利要求1所述的扬声器，其特征在于，所述第一线圈(3)和/或第二线圈(7)由绝缘漆包线或铜线或铜箔绕成。

9.根据权利要求2所述的扬声器，其特征在于，所述底板(8)上开有多个出音孔(14)。

10.根据权利要求2所述的扬声器，其特征在于，所述底板(8)的材质为绝缘材质。

11.根据权利要求2所述的扬声器，其特征在于，所述音膜(2)通过点胶或超声焊接固定在所述第一线圈(3)上，和/或，所述第二线圈(7)通过点胶或超声焊接固定在所述底板(8)上。

12.根据权利要求11所述的扬声器，其特征在于，在工作状态下，所述第一线圈(3)产生的第一电磁场和所述第二线圈(7)产生的第二电磁场通过相吸和相斥以驱动所述音膜(2)振动。

13.根据权利要求12所述的扬声器，其特征在于，所述第一电磁场为由所述第一线圈(3)中的脉冲电流产生的N/S交替变化的电磁场，所述第二电磁场为由所述第二线圈(7)中的固定流向的电流产生的N/S恒定电磁场。

14.根据权利要求8所述的扬声器，其特征在于，所述第二线圈(7)由绝缘漆包线绕成，所述底板(8)为钢片，所述底板(8)上具有开孔，所述开孔的部分钢片与底板相连，并向内弯折以固定所述第二线圈(7)。

15.一种电子设备，包括权利要求1-14中任意一项所述的扬声器。

16.根据权利要求15所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备为移动终端或可穿戴设备。