CN109038851A - 一种无线充电线圈模组 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种无线充电线圈模组,包括磁屏蔽基片以及粘接于所述磁屏蔽基片上的线圈,所述线圈由至少两组不同规格的多根线材搭配绕制而成,其中,较细线材嵌于较粗线材之间的空隙中进行搭配绕制;所述线材均具有外部绝缘层以及裸露的第一端和第二端,所述多根线材的第一端连接在一起形成所述线圈的第一引出端,所述多根线材的第二端连接在一起形成所述线圈的第二引出端。本发明可在不增加模组占用空间的情况下增加线圈的横截面积,从而降低线圈的交流电阻,以提高无线充电效率。

Description

一种无线充电线圈模组
技术领域
本发明涉及无线充电技术领域,尤其是涉及一种无线充电线圈模组。
背景技术
随着移动便携智能终端的使用频率的增高,无线充电方式成为了大众需求。人们对于无线充电的需求已经不仅仅停留于充电方式本身的便捷性,还同时关注无线充电的电流、充电效率等。
目前主流的无线充电方式,主要有:电磁感应式、磁共振式、电场耦合式。每一种无线充电方式,其传输范围以及距离各不相同,但对于无线充电系统,充电效率的提升均是业界亟待解决的问题。
以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本发明的发明构思及技术方案,其并不必然属于本专利申请的现有技术,在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日前已经公开的情况下,上述背景技术不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。
发明内容
无线充电效率可采用下式表述
其中,η为线圈输出的最大效率,K为接收线圈Rx与发射线圈Tx之间的耦合系数(即Rx的品质因数QR与Tx的品质因数QT的几何平均值),Q为无线充电线圈的品质因数;
无线充电线圈的品质因数Q=ωL/R,ω表示无线充电传输系统的谐振角频率,L为无线充电线圈的电感,R为无线充电线圈的交流电阻;
从而
M表示Tx与Rx之间的互感值,分别表示发送线圈和接收线圈的交流电阻。
由上述分析可知,要提高无线充电传输系统的效率η,可以通过降低增大Rx与Tx之间的互感值M或者增大ω来实现。
其中
μ0为真空磁导率,μn为线材的磁导率,NT、NR分别为发射线圈与接收线圈的匝数,rT、rR分别为发射线圈与接收线圈的半径,D为发射线圈与接收线圈之间的距离。
本发明通过减小无线充电线圈(即发射线圈)的直流电阻R’来减小线圈的交流电阻。根据直流电阻的计算公式R'=ρl/S,其中ρ为线材的电阻率,l为线圈的总长度,S为线圈的横截面积,当线圈的内外尺寸以及绕制的圈数一定的时候,如果线与线之间有过多的空间没有填充,导体的截面积偏小,直流电阻大,交流电阻也会偏大。因此本发明通过使用较小线径规格的线材填充较大线径规格的线材之间的空间,搭配绕制形成线圈,来增大线圈的截面积,减少了线圈直流电阻,从而减小交流电阻,达到提高无线充电线圈效率的目的。
本发明为达上述目的提出以下技术方案:
一种无线充电线圈模组,包括磁屏蔽基片以及粘接于所述磁屏蔽基片上的线圈,所述线圈由至少两组不同规格的多根线材搭配绕制而成,其中,较细线材嵌于较粗线材之间的空隙中进行搭配绕制;所述线材均具有外部绝缘层以及裸露的第一端和第二端,所述多根线材的第一端连接在一起形成所述线圈的第一引出端,所述多根线材的第二端连接在一起形成所述线圈的第二引出端。
与现有技术相比,在无线充电线圈模组的整体外形尺寸要求不变的前提下,本发明的线圈具有更大的横截面积,从而具有更低的交流电阻,充电效率得以提升。
更进一步地,所述线圈外包覆有尼龙丝。通过尼龙丝将线圈包裹,可以进一步增加线圈内的多根线材之间的紧密度,同时有利于线圈形状的保持。
更进一步地,所述线材的外部绝缘层具备在预定条件下自粘的特性,使得所述线圈的所述多根线材之间可在所述预定条件下通过绝缘层之间的粘接而粘在一起,以保持线圈的形状。更进一步地,所述线材的外部绝缘层为尼龙层或自粘漆膜。
更进一步地,所述线材的截面为圆形或矩形。
更进一步地,所述线材的规格分别为,圆形线材的截面直径0.02~4.0mm,矩形线材的截面长0.02~4.0mm、宽0.02~4.0mm。
更进一步地,所述线圈与所述磁屏蔽基片之间的粘接物为液体胶或胶带,并通过压合或贴合的方式将所述线圈粘接到所述磁屏蔽基片上。
更进一步地,所述磁屏蔽基片的材料为铁氧体、纳米晶材料或非晶态材料。
更进一步地,所述磁屏蔽基片的厚度为0.02~4.0mm。
附图说明
图1a和图1b是本发明两种不同实施例的无线充电线圈模组示意图;
图2a和图2b是本发明两种不同实施例的无线充电线圈模组的线圈截面示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体的实施方式对本发明作进一步说明。
本发明的具体实施方式提供一种无线充电线圈模组,参考图1a和图1b,所述无线充电线圈模组包括磁屏蔽基片1以及粘接于所述磁屏蔽基片1上的线圈2,所述线圈2由至少两组不同规格的多根线材搭配绕制而成,其中,较细线材嵌于较粗线材之间的空隙中进行搭配绕制;所述线材均具有外部绝缘层以及裸露的第一端和第二端,所述多根线材的第一端连接在一起形成所述线圈2的第一引出端21,所述多根线材的第二端连接在一起形成所述线圈2的第二引出端22。需要说明的是,图1a和图1b仅仅是示例性的,磁屏蔽基片1的形状和尺寸不应受到附图的限制,线圈绕制的外形轮廓也不限于图1a中所示的圆角矩形和图1b中所示的圆形,还可以绕制成其它形状例如其它正多边形、椭圆形等。
图2a和图2b是单独的一圈线圈沿AA方向的截面图,其中图2a中所用的线材是圆形截面的线材,图2b中所用的线材是矩形截面的线材,粗细不一的线材搭配绕制线圈,用较细的线材20填充于较粗线材10之间的空隙中进行搭配绕制,这样一来,在占用空间不变的情况下,可以获得更大的线圈横截面积。需要说明的是,所用的线材不限于附图2a或2b中所示的圆形截面或矩形截面线材,还可以是其它形状截面的线材,本发明对此不作限制,只要是采用不同规格的线材如本发明中的搭配方式绕制线圈并获得更小的线圈交流电阻的方案,均属于本发明的保护范围。
同时,在线材的搭配上,也并非只能不同粗细的圆形线材之间搭配,或者矩形线材之间搭配,还可以是不同形状的、截面大小不一的线材进行搭配绕制。
在更优选的实施例中,圆形线材的截面直径0.02~4.0mm,矩形线材的截面长0.02~4.0mm、宽0.02~4.0mm。线材的导体为铜、铝或铁等易导电的常用金属材料,导体外包覆绝缘层。线材的绝缘层在预定的条件下具有自粘特性,例如在微热或特定溶剂条件下,线材的绝缘层之间可以相互粘接,使得所述线圈的多根线材之间粘接(但仍绝缘),从而有利于保持线圈的形状。该绝缘层可以是尼龙层或自粘漆膜。
在一些优选的实施例中,如图2a所示,线圈外还可包覆有尼龙丝100,形成丝包线。
在本发明的具体实施例中,所述线圈2与所述磁屏蔽基片1之间的粘接物为液体胶或胶带或其它类型的粘接物,在将线圈与磁屏蔽基片进行粘接时,可以通过压合或贴合的方式将绕制好的线圈2粘接到所述磁屏蔽基片1上。
另外,本发明具体实施例所用的磁屏蔽基片1的材料可以为铁氧体材料,也可以是纳米晶材料或者非晶态材料等等。本发明对于磁屏蔽基片1的外形尺寸也不作限制,可根据具体的使用需求进行定制。在前述优选的线材规格限制下,磁屏蔽基片1的厚度也可优选地采用0.02~4.0mm。
在一些实施例中,所述无线充电线圈模组还可以包括其他固定模组的胶带、导热材料等辅助材料。
总之,本发明前述提供的无线充电线圈模组,可以在保持模组占用空间不变的情况下,降低无线充电线圈的交流电阻,达到提高无线充电效率的目的。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明,不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干等同替代或明显变型,而且性能或用途相同,都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种无线充电线圈模组,其特征在于:包括磁屏蔽基片以及粘接于所述磁屏蔽基片上的线圈,所述线圈由至少两组不同规格的多根线材搭配绕制而成,其中,较细线材嵌于较粗线材之间的空隙中进行搭配绕制;
所述线材均具有外部绝缘层以及裸露的第一端和第二端,所述多根线材的第一端连接在一起形成所述线圈的第一引出端,所述多根线材的第二端连接在一起形成所述线圈的第二引出端。
2.如权利要求1所述的无线充电线圈模组,其特征在于:所述线圈外包覆有尼龙丝。
3.如权利要求1所述的无线充电线圈模组,其特征在于:所述线材的外部绝缘层具备在预定条件下自粘的特性,使得所述线圈的所述多根线材之间可在所述预定条件下通过绝缘层之间的粘接而粘在一起,以保持线圈的形状。
4.如权利要求3所述的无线充电线圈模组,其特征在于:所述线材的外部绝缘层为尼龙层或自粘漆膜。
5.如权利要求1所述的无线充电线圈模组,其特征在于:所述线材的截面为圆形或矩形。
6.如权利要求5所述的无线充电线圈模组,其特征在于:所述线材的规格分别为,圆形线材的截面直径0.02~4.0mm,矩形线材的截面长0.02~4.0mm、宽0.02~4.0mm。
7.如权利要求1所述的无线充电线圈模组,其特征在于:所述线圈与所述磁屏蔽基片之间的粘接物为液体胶或胶带,并通过压合或贴合的方式将所述线圈粘接到所述磁屏蔽基片上。
8.如权利要求1所述的无线充电线圈模组,其特征在于:所述磁屏蔽基片的材料为铁氧体、纳米晶材料或非晶态材料。
9.如权利要求1所述的无线充电线圈模组,其特征在于:所述磁屏蔽基片的厚度为0.02~4.0mm。
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