CN110474383A - 充电器天线单元、充电器装置及将被充电的装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了充电器天线单元、充电器装置及将被充电的装置，其中配置成对将被无线充电的装置充电的充电器包括：用于对将被感应充电的装置充电的天线单元，所述天线单元包括由电导体制成的励磁线圈，所述电导体绕环状磁心卷绕以在所述环状磁心内激发磁场；所述环状磁心在其两个端面之间具有气隙；其中所述两个端面彼此相对；及励磁线圈沿环状磁心的环面长度的绕组密度在相应端面附近相较于环状磁心的其余部分更高；所述充电器还包括具有适于与将被感应充电的装置对准的开口的壳体，使得将被感应充电的装置的接收天线能被至少部分插入到充电器天线单元的环状磁心的气隙内，其中所述壳体的至少一部分被提供磁屏蔽件。

Description

充电器天线单元、充电器装置及将被充电的装置

技术领域

本发明涉及充电器天线单元、充电器装置及将被感应充电的装置。更具体地，本发明涉及具有可再充电电池的移动设备，其可使用外部充电装置进行充电。

背景技术

最近，移动电气设备如手持设备变得越来越流行。由于可移动，这些设备通常以电池为特征，电池用于提供移动设备运行所需的电能。在许多情形下，可再充电电池用作该电池以方便用户。

然而，可再充电电池需要根据使用、功耗和电池容量而不时进行再充电。

然而，使得能量进入移动设备以对该移动设备中的电池充电富有挑战性。有线连接很麻烦且易损坏，并需要在移动设备上具有暴露的连接器。此外，将移动设备连接到充电器需要精确的放置及连接器上的正压力，这可导致移动设备过早出现故障。

对于可再充电电池的无线充电，不同的选择可用，其中之一为感应充电。为此，移动设备被放在充电器装置的充电区域，其例如利用一个或多个励磁线圈产生延伸到充电区域内的交变磁场。当磁场进入移动设备中包括的接收器线圈时，可在接收器线圈中感生电流，其随后可被转换为用于对电池再充电的充电电流。为描述能量传递效率，可定义耦合因子k。

此外，在设计移动设备时有减小移动设备的尺寸的趋势，以使它们更紧凑因而更有吸引力。然而，移动设备的较小设计需要使用较小的线圈，这趋于降低充电过程的效率，因此需要增加充电时间以将可再充电电池再充电到满状态，这也与使移动设备更有吸引力的趋势冲突。

再者，当减小移动设备的尺寸时，在充电器装置的充电区域对移动设备充电的同时，电池及其它电气元件可能被放在强磁场中。这样的强磁场可导致移动设备中的内部元件变热，这再次可能因电阻增加、电池降级等而降低移动设备的效率。

此外，鉴于电磁发射的法规要求(电池兼容性，EMC)，目标还在于减少电气设备的电磁发射。由于充电时间随着在移动设备的接收器线圈中接收到更多能量而减少，同时，所接收的能量的增加可随着励磁线圈产生的更强磁场而实现，磁场强度的增加将与电磁发射的减少因而EMC要求相冲突。

鉴于上述原因，需要提供一种解决至少部分上面提及的问题的解决方案。

发明内容

本发明至少提供现有技术的备选方案。

根据本发明的一方面，用于对将被感应充电的装置充电的充电器天线单元包括由电导体制成的励磁线圈，电导体绕环状磁心卷绕以在环状磁心内激发磁场，环状磁心在其两个端面之间具有气隙，其中两个端面彼此相对，及励磁线圈沿环状磁心的环面长度的绕组密度在相应端面附近相较于环状磁心的其余部分更高。

环状磁心结构的使用使能在环状磁心的气隙中包围更高的磁场密度，同时在环状磁心的气隙中导致更均匀的磁场。如果磁场密度可被增加，则充电效率可被增加，这进而使能减小环状磁心结构的大小，或者导致将被感应充电的装置中包括的可再充电电池的充电时间的减少。由于励磁线圈沿环状磁心的环面长度的绕组密度在相应端面附近相较于环状磁心的其余部分更高，可在两个相应端面之间实现更高的磁场密度，因而贡献于前面提及的本发明的效果。此外，可实现绕环状磁心几乎可忽略的磁场泄漏，因而有助于满足EMC要求。

端面可彼此平行。

这使能在环状磁心的气隙中获得更均质的磁场形状。因此，这使能获得更均质的磁场密度因而使能更高效地使用该磁场用于对将被感应充电的装置充电。

环状磁心可由彼此邻接的一个或多个磁心部分组成。

这使能更高效及更灵活地制造环状磁心，并使能获得更灵活的环状磁心形状。因此，这使移动设备能更紧凑因而实现更高的充电效率。再者，通过具有彼此邻接的一个或多个磁心部分，磁场在环状磁心中可被更高效地引导，因为，除了环状磁心的两个端面之间的气隙之外，可避免一个或多个磁心部分之间的额外的气隙。

一个或多个磁心部分可相对于彼此进行布置，使得气隙的间隙宽度可被调节。一个或多个磁心部分的彼此邻接的两个磁心部分的接触表面可被形成为具有匹配的形状，优选为具有匹配半径的圆形、圆柱形或球形。

可调节的气隙使能提供充电器天线，其气隙可针对其大小进行调节，这使将被感应充电的装置能高效充电，并使具有不同形状和大小的不同的将被感应充电的装置的充电过程有效率。匹配的形状使两个磁心部分之间的接触面积大，同时仍然使两个磁心部分能相对于彼此运动，优选旋转运动。

使环状磁心由一个或多个磁心部分组成使能更高效和更灵活地制造环状磁心，并使环状磁心的形状更灵活。因此，这使移动设备能更紧凑因而实现更高的充电效率。再者，通过具有彼此邻接的一个或多个磁心部分，磁场在环状磁心中可被更高效地引导，因为，除了环状磁心的两个端面之间的气隙之外，可避免一个或多个磁心部分之间的额外的气隙。

环状磁心的气隙可被形成为使得将被感应充电的装置的接收天线可被至少部分插入于其中。

这使环状磁心激发的磁场与将被感应充电的装置的接收器线圈之间能更好地耦合，并使将被感应充电的装置能更高效地充电。

根据本发明的另一方面，可提供充电器单元，其包括根据上面提及的任一方面的充电器天线单元，及包括具有适于与将被感应充电的装置对准的开口的壳体，使得将被感应充电的装置的接收天线能被至少部分插入到充电器天线单元的环状磁心的气隙内。

这使充电器天线单元能被包括在充电单元中，其中充电器天线单元提供上面提及的效果。壳体中具有适于与将被感应充电的装置对准的开口，这使能把将被感应充电的装置至少部分插入到充电器天线单元的环状磁心的气隙内。

在环状磁心的气隙内可设置嵌入件以定位将被感应充电的装置如助听器装置，使得该装置的拾音线圈的感应场与充电器天线的感应场对准。当它们对准时，耦合效率最佳。另外，嵌入件和将被感应充电的装置可包括铁磁材料磁铁或者包括相反磁极材料的金属部分。磁铁与金属部分之间的吸引力使拾音线圈的感应场与充电器天线的感应场对准。

嵌入件可包括配置成测量可再充电电池周围的温度的温度检测装置，及充电器单元的处理器单元配置成通过包括先前测得的电池温度与先前测得的可再充电电池周围的温度之间的温度差的表值估计电池温度。

壳体的至少一部分或者形成在壳体内的一部分可被提供磁屏蔽件。

这使能在环状磁心中更好地引导磁场因而增加充电过程的效率，这还使能减少不同于环状磁心气隙中的、壳体外面的磁场。因此，不同于向环状磁心的气隙内发射磁场的磁场发射可被减少，因而可以更容易的方式实现电气设备的合规要求，同时充电器单元的效率可被进一步提高。这样的屏蔽件可通过将屏蔽板定位在环状磁心的一侧如顶部或底部而实现。第二屏蔽板可被定位在环状磁心的另一侧，使得环状磁心被夹在两个屏蔽板之间。此外，一个或两个这样的屏蔽板可包括开口。这样的开口可完全或实质上或部分对应于环状磁心的中心开口。内屏蔽件可被提供或设置在环状磁心的中心开口中。这可与一个或两个或更多个上面提及的屏蔽板组合。环状磁心可被封装在例如盒状结构中。封装单元一般可以是不传导塑料材料。封装单元和/或屏蔽件可由ABS材料如ABS树脂芯制成并被涂覆金属材料。涂层可由几层组成。当使用几层时，部分或所有层可以是同样的材料或不同的材料。外涂层可被施加，例如使装置钝化的层。封装单元可以注模工艺、其它模制工艺或者任何其它适当的工艺制成。封装单元之后可全部或部分或在表面被涂覆或喷镀导电材料。涂层或镀层可被形成在一个或多个表面上。涂层或镀层可通过喷镀如电镀或其它适当的工艺形成。有利地，封装单元可由两个以上部分形成。此外，可在封装单元中形成狭缝或开口。这样的狭缝例如可通过将两个部分定位成使得两个部分之间有没有接触的面积或体积而实现。两个电分开的部分可被建立在封装单元中，即屏蔽件或屏蔽单元，如在此一般描述的，通过将绝缘材料定位在两个封装或屏蔽部分之间的界面处，其可以是配置成邻接另一部分的区域或部分。

屏蔽件可配置成减少在环状磁心的不想要的部分发射的磁场和/或电场。屏蔽件可帮助限制或将磁场集中到所需区域，例如环状磁心的间隙或开口中。

有利地，相较于其它部分，在环状磁心的某些部分，绕组可更密集。这可通过绕组比实现，例如绕组的70-100％被定位成更靠近环状磁心的开口，即比绕组的其余30％或更少相对更短的距离。作为例子，绕组的75％可占用环状磁心的低于25％总长度或圆周的长度。其它比例也是可能的。绕组例如可放在对应于环状磁心的完整圆周的5-25％的长度上。放置绕组的长度可占用环状磁心中的开口两侧的两个区域，这两个区域可一起构成所提及的长度。绕组的主要部分可放在对应于环状磁心的完整圆周的5-25％的长度上，及小部分可环状磁心的圆周的其余部分处，但不包括环状磁心中的任何开口。所述长度可以是包括或不包括一个或多个开口的度量。如本说明书别处提及的，环状磁心可包括用于接收将被充电的装置或者其至少一部分的开口，例如将被充电的装置的包括接收线圈或天线的部分。环状磁心的一部分可没有绕组，或者至少仅具有一个或很少几个绕组。这可通过将绕组步骤在环状磁心的靠近开口的端部处及仅连接导线沿环状磁心的其余圆周而实现。

屏蔽件可包括延伸到环状磁心的中心内的一部分。该部分可被形成为与屏蔽件的顶部和/或底部一体。该屏蔽件可以是磁屏蔽件。

磁屏蔽件可由选自下组的至少一材料制成：铜、铜合金、铝、或者具有使能在材料中出现涡流的高电导率的材料；或者磁屏蔽件可由选自下组的至少一材料制成：镍铁高导磁合金、坡莫合金、镍铁钼超导磁合金、软铁磁合金、或者具有高导磁率和低抗磁率的材料。

线圈周围的磁场泄漏在磁屏蔽件中感生涡流。磁屏蔽件材料如铜的高电导率增加屏蔽件中涡流的强度。因而，这导致屏蔽效果改善。

根据法拉第和楞次定律，铜屏蔽件中感生的涡流对抗泄漏场。从而，该场变得更集中在环状磁心和气隙，因而导致充电过程的效率增加。

材料具有高导磁率使磁屏蔽的效率高，因而使能减少磁场的不想要的杂散发射即不同于环状磁心的气隙中的壳体外面的磁场，这进而增加充电过程的效率。材料具有低抗磁率减少因交变磁场引起的材料损耗，因而这使能增加充电过程的效率。因此，耦合因子相应地增大。

此外，这些特征使能在环状磁心中更好地引导磁场，因而增加充电过程的效率(从而增大耦合系数k)，这些特征还使能减少杂散发射。因此，不同于环状磁心气隙内的磁场发射的磁场发射可被减少，因而可以更容易的方式实现电气设备的合规要求，同时可进一步提高充电器单元的效率。

磁屏蔽件可由第一磁屏蔽部分和第二磁屏蔽部分组成，及第一磁屏蔽部分和第二磁屏蔽部分通过狭缝彼此分开，在与充电器天线单元的环状磁心的平面平行的平面具有环状形状。

这使能在磁屏蔽件中避免不想要的涡流(其可阻挡或减少环状磁心中激发的磁场)，因此增加充电过程的效率。

第一磁屏蔽部分和第二磁屏蔽部分可流电连接。

这使能避免第一和第二磁屏蔽部分之间的电压差，进一步使能增加充电过程的效率。

根据本发明的又一方面，可提供充电器装置，其包括根据前面描述的任一方面的充电器单元、配置成检测将被感应充电的装置的存在的检测装置、配置成接收与将被感应充电的装置的可再充电电池的电荷状态有关的信息的接收装置、配置成向充电器单元的充电器天线单元供电的驱动装置、配置成响应于接收装置所接收的信息控制驱动装置的控制装置，其中控制装置配置成仅在检测装置已检测到将被感应充电的装置的存在的情形下控制驱动装置向充电器天线单元供电。另外，检测装置可通过机械触头、电容性传感器、电感性传感器或类似装置实现。

这使能提供包括根据前面描述的任一方面的充电器单元的充电器装置。检测装置使能在将被感应充电的装置不存在的情形下或者在该装置被拿开的情形下避免或中断充电器天线单元的运行。接收装置使能向控制装置提供关于将被感应充电的装置的可再充电电池的电荷状态的信息。驱动装置使充电器天线单元能运行。控制装置使能基于将被感应充电的装置的可再充电电池的电荷状态及基于接收装置接收的信息控制充电过程。因此，控制装置在将被感应充电的装置存在的情形下使能可再充电电池的电荷状态提高充电过程的效率。

充电器装置可被提供发射装置，其配置成将信息传输即通信给将被感应充电的装置，及其中接收装置配置成从将被感应充电的装置接收信息。

这使能将信息传给将被感应充电的装置，如请求将可再充电电池的电荷状态传给充电器单元的请求，这还使能接收另外的关于将被感应充电的装置的信息，例如将被感应充电的装置内的温度、可再充电电池的温度等等。原则上，这使能实施一组命令，例如从将被感应充电的装置请求信息或者将信息传给将被感应充电的装置。

发射装置和接收装置可配置成使用充电器天线单元传输和接收信息。

这使能使用用于对将被感应充电的装置充电的同一充电器天线单元向将被感应充电的装置传输信息和从将被感应充电的装置接收信息。进而，这避免使用额外的传输和接收装置，从而进一步使能减小将被感应充电的装置及充电器单元的大小。因此，充电过程可被使得更有效率，及将被感应充电的装置的能耗可被降低。

充电器装置可被提供屏蔽装置以保护将被感应充电的装置的至少一部分免遭充电器天线单元发射的电磁能。

这使环状磁心的气隙内的磁场密度能适应将被感应充电的装置的形状和大小，因而磁场可被限制在放置接收器线圈的气隙中。因此，这使能增加充电过程的效率。此外，这使能避免环状磁心气隙中的磁场不想要地进入将被感应充电的装置的零件，因而使能避免损坏可能受强磁场影响的电气元件。

根据本发明的另一方面，可提供将被感应充电的装置，其包括储存用于使将被感应充电的装置运行的能量的可再充电电池、检测可再充电电池的电荷状态的电荷状态检测装置、配置成从充电器装置接收电磁能以对可再充电电池充电的接收天线、配置成从充电器装置接收信息的接收装置、配置成向充电器装置传输信息的发射装置、及配置成控制发射装置将可再充电电池电荷状态检测装置检测到的电荷状态传给充电器装置的控制装置。

另外，可在将被感应充电的装置中提供用于检测可再充电电池或者将被感应充电的装置内的另一元件的温度的温度检测装置。

可再充电电池使将被感应充电的装置能移动使用。电荷状态检测装置使能检测可再充电电池的电荷状态，而且在可再充电电池充电时检测充电速度。接收天线使能从充电器装置接收电磁能，同时其还使能通过接收装置从充电器装置接收信息，其还使能通过发射装置将信息传给充电器装置。温度检测装置使能确定将被感应充电的装置内部的温度并使控制装置能基于所确定的温度控制充电过程。

将被感应充电的装置可被提供屏蔽单元，其配置成屏蔽可再充电电池免遭外部电磁场影响。

这使能减少可再充电电池因可再充电电池中的交变磁场引起的电损耗而导致的发热，从而降低了损坏可再充电电池的可能性、减少了可再充电电池的损耗，因而增加充电过程的效率。

将被感应充电的装置中的屏蔽单元可被直接提供在可再充电电池上。

这使能减小将被感应充电的装置中的屏蔽单元的大小，因而使能减小将被感应充电的装置的大小，进而使能增加充电过程的效率。

屏蔽单元可至少部分被提供在将被感应充电的装置的外壳上。

这使能高效地制造将被感应充电的装置中的屏蔽单元，例如通过将金属涂层附着到将被感应充电的装置的外壳上，进而使能减小金属涂层的厚度，减小将被感应充电的装置的重量。此外，这使能保护将被感应充电的装置内的其它元件免遭与交变磁场引起的电损耗相关联的发热。

将被感应充电的装置还可包括用于发出可听信号的电声变换器，其中电声变换器用作将被感应充电的装置的接收天线。

电声变换器使能将可听信号发射到将被感应充电的装置外面，在线圈用于激发可听信号的情形下，该线圈可用作将被感应充电的装置的接收天线。这使能节省另一接收天线单元，因而使能减小将被感应充电的装置的大小。

将被感应充电的装置还可包括用于发出可听信号的电声变换器，其中将被感应充电的装置的接收天线位于电声变换器的气腔中。

这使将被感应充电的装置的电声变换器和接收天线的设计更紧凑。因而将被感应充电的装置的大小可进一步减小，充电过程的效率可进一步增加。

将被感应充电的装置还可包括用于检测电磁信号的拾音线圈，其中该拾音线圈用作将被感应充电的装置的接收天线。

在许多移动设备中，拾音线圈用于接收感应地传到将被感应充电的装置的信息。因此，这使能将拾音线圈用作接收天线，因而使能进一步减小将被感应充电的装置的大小。

将被感应充电的装置还可包括用于高频通信的线圈，其中该线圈用作将被感应充电的装置的接收天线。

在许多移动设备中，线圈可用于将信息传给耦合的装置及从耦合的装置接收信息，例如在用于同一人的左和右耳的两个听力仪器之间传输信息，在头戴式耳机和移动电话之间传输信息等。因此，将该线圈用作将被感应充电的装置的接收天线使能进一步减小将被感应充电的装置的大小，因而使能增加充电过程的效率。

根据本发明的另一方面，可提供双充电器装置，其包括第一和第二充电器装置，及还包括配置成控制第一和第二充电器装置的运行的控制装置，其中控制装置配置成控制提供给第二充电器装置的充电器天线单元的驱动信号的相位相对于提供给第一充电器装置的充电器天线单元的驱动信号移位180度。

这使能减少双充电器装置的传导和辐射电磁辐射，因而使能符合电磁杂散场发射的法规要求。而且，较低的发射也减少了充电过程中的耗能，因而使能增加充电过程的效率。

附图说明

本发明的各个方面将从下面结合附图进行的详细描述得以最佳地理解。为清晰起见，这些附图均为示意性及简化的图，它们只给出了对于理解本发明所必要的细节，而省略其他细节。在整个说明书中，同样的附图标记用于同样或对应的部分。每一方面的各个特征可与其他方面的任何或所有特征组合。这些及其他方面、特征和/或技术效果将从下面的图示明显看出并结合其阐明，其中：

图1A示出了根据本发明第一方面的具有环状磁心的充电天线单元。

图1B示出了根据一改型的具有另一环状磁心的另一充电天线单元。

图1C示出了根据一改型的具有另一环状磁心的另一充电天线单元。

图1D示出了根据一改型的具有另一环状磁心的另一充电天线单元。

图2A示出了根据本发明的使用充电天线单元的充电设置。

图2B示出了根据一改型的另一充电设置。

图3A示出了根据本发明另一方面的充电器单元。

图3B示出了根据一改型的另一充电器单元。

图3C示出了根据一改型的另一充电器单元。

图3D示出了根据一改型的另一充电器单元。

图4A示出了根据一改型的用在充电器单元中的磁屏蔽。

图4B示出了根据一改型的用在另一充电器单元中的另一磁屏蔽。

图4C示出了根据一改型的另一磁屏蔽。

图5示意性地示出了根据本发明另一方面的充电器装置。

图6示意性地示出了根据本发明另一方面的将被感应充电的装置。

图7A示意性地示出了根据一改型的将被感应充电的装置中的拾音线圈。

图7B示意性地示出了根据一改型的将被感应充电的装置中的线圈设置。

图8A示意性地示出了根据一改型的将被感应充电的装置中的屏蔽设置。

图8B示意性地示出了根据一改型的将被感应充电的装置中的屏蔽设置。

图9A示出了根据本发明另一方面的双充电器装置。

图9B示出了根据一改型的双充电器装置的驱动信号。

图10示出了展现一例子中频率与耦合因子之间的关系的曲线。

图11示出了展现一例子中频率与耦合因子之间的关系的曲线。

图12示出了展现一例子中频率与充电效率和电池温度之间的关系的曲线。

图13示出了展现一例子中某些温度和电池充电电流的时间发展的曲线。

图14示出了展现一例子中温度差的时间发展的曲线。

具体实施方式

下面结合附图给出的具体描述用作多种不同配置的描述。具体描述包括用于提供多个不同概念的彻底理解的具体细节。然而，对本领域技术人员显而易见的是，这些概念可在没有这些具体细节的情形下实施。装置和方法的几个方面通过多个不同的块、功能单元、模块、元件、电路、步骤、处理、算法等(统称为“元素”)进行描述。根据特定应用、设计限制或其他原因，这些元素可使用电子硬件、计算机程序或其任何组合实施。

电子硬件可包括微处理器、微控制器、数字信号处理器(DSP)、现场可编程门阵列(FPGA)、可编程逻辑器件(PLD)、选通逻辑、分立硬件电路、及配置成执行本说明书中描述的多个不同功能的其它适当硬件。计算机程序应广义地解释为指令、指令集、代码、代码段、程序代码、程序、子程序、软件模块、应用、软件应用、软件包、例程、子例程、对象、可执行、执行线程、程序、函数等，无论是称为软件、固件、中间件、微码、硬件描述语言还是其他名称。

将被充电的装置可以是听力装置，其可包括适于改善或增强用户的听觉能力的助听器，其通过从用户环境接收声信号、产生对应的音频信号、可能修改该音频信号、及将可能已修改的音频信号作为可听见的信号提供给用户的至少一只耳朵而实现。“听力装置”还可指适于以电子方式接收音频信号、可能修改该音频信号、及将可能已修改的音频信号作为听得见的信号提供给用户的至少一只耳朵的装置如耳麦或头戴式耳机。听得见的信号可以下述形式提供：辐射到用户外耳内的声信号、作为机械振动通过用户头部的骨结构和/或通过中耳的部分传到用户内耳的声信号、及直接或间接传到用户耳蜗神经和/或听觉皮层的电信号。

听力装置适于以任何已知的方式进行佩戴。这可包括：i)将听力装置的单元安排在耳后(具有将空传声信号导入耳道的管或者具有设置成靠近耳道或位于耳道中的接收器/扬声器)，如耳后型助听器；和/或ii)将听力装置整个或部分设置在用户的耳廓和/或耳道中，如耳内式助听器或耳道式/深耳道式助听器；或iii)将听力装置的单元设置成连接到植入到颅骨内的固定装置，如骨锚式助听器或者耳蜗植入物；或iv)将听力装置单元设置为整个或部分植入的单元，如骨锚式助听器或耳蜗植入物。

“听力系统”指包括一个或两个听力装置的系统。“双耳听力系统”指包括两个听力装置的系统，其中这些听力装置适于协同地向用户的两只耳朵提供听得见的信号。听力系统或双耳听力系统还可包括与至少一听力装置通信的辅助装置，该辅助装置影响听力装置的运行和/或受益于听力装置的功能。在至少一听力装置和辅助装置之间建立有线或无线通信链路以使信息(如控制和状态信号，可能音频信号)能在其间进行交换。辅助装置可至少包括下述之一：遥控器、远程传声器、音频网关设备、移动电话、广播系统、汽车音频系统、音乐播放器或其组合。音频网关设备适于如从娱乐装置例如TV或音乐播放器，从电话装置例如移动电话，或从计算机例如PC接收多个音频信号。音频网关设备还适于选择和/或组合所接收音频信号(或信号组合)中的适当信号以传给至少一听力装置。遥控器适于控制至少一听力装置的功能和运行。遥控器的功能可实施在智能电话或另一电子设备中，该智能电话/电子设备可能运行控制至少一听力装置的功能的应用程序。

一般地，听力装置包括i)用于从用户周围接收声信号并提供对应的输入音频信号的输入单元如传声器；和/或ii)用于以电子方式接收输入音频信号的接收单元。听力装置还包括用于处理输入音频信号的信号处理单元及用于根据处理后的音频信号将听得见的信号提供给用户的输出单元。

输入单元可包括多个输入传声器，例如用于提供随方向而变的音频信号处理。前述定向传声器系统适于增强用户环境中的多个声源中的目标声源。在一方面，该定向系统适于检测(如自适应检测)传声器信号的特定部分源自哪一方向。这可使用传统已知的方法实现。信号处理单元可包括适于将随频率而变的增益施加到输入音频信号的放大器。信号处理单元还可适于提供其它适宜的功能如压缩、降噪等。输出单元可包括输出变换器如用于经皮将空传声信号提供给颅骨的扬声器/接收器，或者用于提供结构传播的或液体传播的声信号的振动器。在一些听力装置中，输出单元可包括用于提供电信号的一个或多个输出电极，如在耳蜗植入物中。

在附图及说明书中，同样的附图标记指相同或类似的元件，使得同样元件的描述在其它实施例中被省略。

图1A示出了根据本发明第一方面的具有环状磁心11的充电天线单元10。图1A示出了充电天线单元10具有环状磁心11及绕环状磁心卷绕的励磁线圈12。环状磁心11特征在于具有环状形状。励磁线圈12通过将绝缘电导体卷绕在环状磁心11上形成。通过将励磁线圈12的两个电触头(未示出)连接到电流源(未示出)，通过驱动电流流过励磁线圈12的电导体，可在环状磁心11中激发磁场。通过驱动交流电流，可在环状磁心11中激发交变磁场，其可用于对将被感应充电的装置充电，将被感应充电的装置被插入到环状磁心11的气隙13内。

电导体由高度传导的材料如铜或铜合金的丝或金属条制成，以减小励磁线圈12的电阻。电导体被绝缘以避免励磁线圈内的导体短路或与环状磁心11短接。

环状磁心11由适合引导磁场的材料制成，如层叠钢板、非传导磁性陶瓷、铁素体等等。

本说明书中使用的“环状形状”描述圆形或实质上圆形的形状。实质上圆形的形状因具有边缘或拐角、笔直部分及突出部分而可不同于圆形形状，只要实质上圆形的形状包围有界区域即可。环状形状可通过气隙中断，如开口环形状，只要环状形状实质上包围有界区域即可。

由于磁心由适当的材料制成，磁场在环状磁心中受到引导，通过环状磁心的形状，其进入环状磁心的气隙并被限制在环状磁心的气隙中。在该气隙中，可放置接收器线圈，其将在随后描述。

在此，与极向长度相反，“环面长度”为环状磁心的环面方向的长度，其描述环状磁心的截面的圆周长度。环面长度例如可沿外圆周或内圆周进行测量，或者其可被定义为外和内圆周长度的平均值或者可被定义为沿磁场的长度等等。

此外，环状磁心11具有气隙13，其为环状磁心11的实质上圆形的形状的切除部分，其范围从环状磁心11的一端面14到环状磁心11的另一端面14。

环状磁心11可具有圆形截面、矩形截面或者具有更复杂形状的截面，只要环状磁心11适合在环状磁心内实质上垂直于环状磁心的截面引导磁场即可。此外，环状磁心11的截面可沿环状磁心11的环面长度变化以使环状磁心11例如适于制造或安装。

励磁线圈12沿环状磁心11从环状磁心11的一端面14延伸到环状磁心11的另一端面14。励磁线圈12可使电导体按一层或几层卷绕在环状磁心11上。励磁线圈12的两个电触头可被设置在励磁线圈12的任一端上或者励磁线圈12的两端上(每一端各一个)或者沿该线圈的任意位置处。

在下面，考虑仅具有一个绕组层的线圈，其中线圈的一个电触头被设置在该线圈的一端上，而另一电触头被设置在该线圈的另一端上。

励磁线圈可依据其线圈长度进行定义。

藉此，励磁线圈12的绕组密度WD被定义为在励磁线圈12的具有非零长度(环面长度)L的某一部分中励磁线圈12的绕组数量N。在该情形下，绕组密度按公式I确定：

WD＝N/L (公式I)

藉此，绕组密度WD沿励磁线圈12的线圈长度变化，即沿环状磁心11的环面长度变化，使得绕组密度在励磁线圈12的任一端处相较于励磁线圈12的中间部分更高。这样，当考虑励磁线圈12的从该线圈一端到另一端的绕组密度WD时，该线圈一端处的绕组密度为第一绕组密度值WD1，而在励磁线圈12的中间部分的绕组密度为第二绕组密度值WD2，及在励磁线圈12的另一端处的绕组密度为第一绕组密度值WD1。

优选地，励磁线圈12沿环状磁心11的环面长度的绕组密度相对于励磁线圈12的中心部分对称。绕组密度WD可沿环状磁心11的环面长度突然变化或逐渐变化。在某些部分，绕组密度WD甚至可以是零或者接近零。因此，可以说，励磁线圈12沿环状磁心11的环面长度的绕组密度在环状磁心11的相应端面14附近相较于环状磁心11的其余部分更高。

在端面14附近的绕组密度WD更高提供下述优点：相较于沿环状磁心11具有均匀绕组密度的设置，气隙13中用于具有给定绕组数的充电天线单元的磁场密度增加。

由于将绕组靠近边缘集中，磁场将变得更集中在气隙13的区域，因而耦合因子k将增大。该事实导致更好的能量传递，因而更短的充电时间，及更少的电池温度上升，如上所述。

图10公开了测得和模拟的耦合系数k为交变磁场的频率即充电器天线10的谐振频率的函数。例如，在2.5MHz时，耦合系数被测得为0.21，及模拟的值为0.205。测得和模拟的耦合系数基于某一环状磁心材料。在该具体例子中，可再充电电池为锂离子电池。

图11示出了测得的能量传递效率为充电器天线的谐振频率的函数，并示出了充电器单元31的三个不同例子的情形。在2.5MHz(即谐振频率)时的耦合系数为0.19的情形，磁屏蔽部分由铜制成；在2.5MHz(即谐振频率)时的耦合系数为0.16的情形，磁屏蔽部分由铝制成；及在2.5MHz(即谐振频率)时的耦合系数为0.13的情形，磁屏蔽部分和充电器天线不是环状形状。

在优选例子中，在磁屏蔽部分由铜制成的情形下，充电器天线的谐振频率范围可用在1.7MHz到8MHz之间，如2MHz到7MHz之间，如2.5MHz到4MHz之间，或约2.5MHz。

在该具体例子中，可再充电电池为锂离子电池。

端面14中的每一个可以是平坦表面，或者可具有更复杂的形状。优选平坦表面，因为有利于环状磁心11的制造。优选地，端面14为平行表面，使得环状磁心11中的磁场在与端面14实质上直交的方向进入气隙13，及磁场密度在环状磁心11的气隙13内尽可能均质。

图1B、1C、1D示出了根据多个改型的具有另外的环状磁心11的另外的充电天线单元10。图1B示出了根据一改型的具有实质上圆形的形状的环状磁心11。因此，该充电天线单元10类似于根据图1A的充电天线单元10。根据图1B的环状磁心11具有由笔直部分15和端部16组成的实质上圆形的形状。在该情形下，边缘部分16的数量为4，但边缘部分16的数量可以是任何数量。

图1C示出了根据一改型的具有实质上圆形的形状的环状磁心11。因此，图1C的充电天线单元10类似于根据图1A和1B的充电天线单元10。根据图1C的环状磁心11具有由几个笔直部分15组成的实质上圆形的形状。在图1C的情形下，笔直部分15的数量为5，但笔直部分15的数量可以是任何数量，只要笔直部分15一起类似于环状磁心11即可。

根据图1C的环状磁心11的优点在于，该环状磁心11容易制造，例如通过使环状磁心11由几个笔直磁心部分如杆组成，其可被胶粘在一起，使得磁心部分彼此邻接。

重要的是，环状磁心11从其制造的各部分尽可能近地邻接，因为保持从一端面14到另一端面14的磁场很重要。

如果磁心部分被另外的间隙分开，部分磁场将分散，使得效率降级及环状磁心11的电磁发射增加。因此，更少的能量将被传到接收器线圈，耦合因子k将减小。此外，一些弥散场可到达将被充电的装置的零件，这可对将被充电的装置具有不想要的影响，例如将被充电的装置21的电池可能变热。此外，在弥散场的情形下，为满足EMC要求而需要的屏蔽要求可能更高。因此，这不是优选的方案，(不同于气隙13的)额外的间隙应被避免。

图1D示出了根据一改型的具有实质上圆形的形状的环状磁心11，其使能调整气隙13的长度。因此，图1D的充电天线单元10类似于根据图1A-1C的充电天线单元10。根据图1D的环状磁心11由两个部分形成，即左部11A和右部11B，两个部分被弄在一起使得两个部分11A和11B彼此接触但并非彼此永久固定。也就是说，两个部分11A和11B可相对于彼此容易地移动预定量，例如左部11A可相对于右部11B旋转。应当理解，“左”和“右”为相对术语，并不意为限制。例如，如果从另一侧看环状磁心，这些术语可互换。

然而，额外的间隙应被避免，使得两个部分11A和11B的接触表面的形状必须具有适当的形状，使得如果两个部分11A和11B相对于彼此移动，这些表面保持彼此接触，即两个部分11A和11B在每一预定位置均彼此邻接，除了因公差等引起的微小气隙之外。

因此，优选左部11A和右部11B的接触表面具有例如圆形、圆柱形或球形形状，使得这些表面具有匹配的半径，即同样的旋转中心，就像在圆柱节或球节中一样。

对本领域技术人员显而易见的是，根据图1D的环状磁心11的励磁线圈12的电导体必须安排成使得其不限制两个部分11A和11B移动预定量。

两个部分11A和11B相对于彼此移动的可能性使气隙13的间隙宽度可调节。这使充电天线单元10能适应将被感应充电的装置21的大小。

再次强调，两个部分11A和11B彼此应尽可能靠近以避免弥散场及耦合效率降低，如上所述。

对本领域技术人员显而易见的是，如图1A-1D中所示的改型可彼此自由组合，例如根据图1A的环状磁心11可由如图1C中所示的几个部分组成，根据图1B的环状磁心11可被提供如图1D中所示的圆柱节，依此类推。

图2A示出了充电天线单元10和将被感应充电的装置21的充电布置。如图2A中所示，将被感应充电的装置可被完全插入到充电天线单元10的环状磁心11的气隙13内。这提供非常紧凑的布置的优点。

然而，将被感应充电的装置21的零件可能受强磁场负面影响或者可能受交变磁场的副作用影响，例如因在传导材料中感生的电流(涡流)而变热。

图2B示出了根据图2A的充电布置的改型。如图2B中所示，将被感应充电的装置21仅被部分引入到充电天线单元10的环状磁心11的气隙13内。其优点在于，使将被感应充电的装置21的部分零件完全在气隙13的磁场中，而将被感应充电的装置21的其余零件仅被部分插入到该磁场内因而不受环状磁心11中激发的磁场的影响。优选地，将被感应充电的装置21的一部分被引入到气隙13内，其具有接收天线。也就是说，环状磁心11的气隙被设计成使得将被感应充电的装置的接收天线可被至少部分插入于其中。

图3A示出了根据本发明另一方面的充电器单元30。根据图3A的充电器单元30提供具有开口32的壳体31，其包围根据前面描述的任一实施例的充电器天线单元10。提供壳体31以保护充电天线单元免遭灰尘影响并给予充电器单元30外观。壳体31使能把将被感应充电的装置至少部分插入到环状磁心11的气隙13内。

图3B示出了图3A中所示的充电器单元30的改型。根据图3B的充电器单元30在壳体31中提供另外的磁屏蔽件33，其包围环状磁心11以减少环状磁心11的气隙13外面的杂散磁场。磁屏蔽件具有开口，使得磁场在气隙13中不被屏蔽，这些开口设计成使得它们使能把将被感应充电的装置至少部分插入到气隙13内。

磁屏蔽件33可由选自下组的至少一材料制成：铜、铜合金、铝、具有使能在所述材料中出现涡流的高电导率的材料、镍铁高导磁合金、坡莫合金、镍铁钼超导磁合金、软铁磁合金、或者具有高导磁率和低抗磁率的材料。

如果使用由铜制成的磁屏蔽件33，为实现高电导率，优选铜层的厚度至少为70μm。根据用于磁屏蔽件的材料类型，金属层的厚度可为约40-50μm甚至更厚。所需的厚度还取决于环状磁心发射的场强度。

如果使用另一材料如铝，磁屏蔽件具有更低的性能，不同的关键参数可被降低。

优选地，仅在环状磁心11的气隙13内有磁场，在壳体31的外面没有磁场。这使能减少杂散发射以满足电气设备发射的电磁场发射的法规要求。

图3C示出了图3A中所示充电器单元的改型。然而，在根据图3C的充电器单元30中，屏蔽元件被引入到环状磁心11的气隙13内。屏蔽元件34保护将被感应充电的装置的零件免遭环状磁心11和气隙13中激发的磁场的影响。屏蔽元件34可由具有高导磁率同时具有低抗磁率的任何材料制成，或者可由具有高电导的任何材料制成。因此，磁场在环状磁心11中可被更好地引导，这增加了充电器单元30的效率。

由于与上面提及的相同的原因，屏蔽元件34可由与磁屏蔽件33相同的材料制成。

图3D示出了图3A中所示充电器单元30的改型。然而，在图3D所示的改型中，屏蔽元件34被包括在将被感应充电的装置21中。这使能减小屏蔽元件34的大小，同时其仍然使能保护将被感应充电的装置21的敏感零件免遭充电器单元30的磁场的影响。

在根据图4A的改型中，磁屏蔽件可由上磁屏蔽部分33A和下磁屏蔽部分33B组成。磁屏蔽部分33A和磁屏蔽部分33B通过狭缝分开，以避免包围环状磁心11的圆形涡流。狭缝41可通过单一狭缝建立或者可由几个狭缝组成。在图3B中所示的磁屏蔽件33中，极向圆形涡流可由环状磁心11中激发的磁场感生，因此，可减少在环状磁心11中激发的磁场。上磁屏蔽部分33A和下磁屏蔽部分33B可配置成使得上磁屏蔽部分33A邻接下磁屏蔽部分33B的一部分，及电绝缘材料可被放在其间。狭缝可被有利地形成在合成的磁屏蔽件33被分隔为两个或者可能更多个部分的地方。

因此，优选使用根据图4B的改型，其中狭缝41被提供以将磁屏蔽件33分隔为上磁屏蔽部分33A和下磁屏蔽部分33B，使得避免圆形涡流的激发。

应注意，图4A示出了环状磁心11具有截面43，其在该情形下为圆形截面43。然而，环状磁心11的截面43也可以是例如矩形、椭圆形、多边形等等。

该狭缝41在与环状磁心11同样的平面中或者在与环状磁心11的平面平行的平面中具有环状形状。然而，狭缝41可具有任何形状，只要避免包围环状磁心11的极向圆形涡流的激发即可，同时狭缝41可被设计成有利于环状磁心11的安装。例如，图4B示出了磁屏蔽件33的改型，其具有使容易将环状磁心11安装在磁屏蔽件33中的两个狭缝41。

然而，如果两个壳体部分33A和33B被电学上分开，可在上磁屏蔽部分33A和下磁屏蔽部分33B之间建立电压差，使得优选上磁屏蔽部分33A和下磁屏蔽部分33B流电连接，例如通过有线传导连接、刚性传导连接或者通过图4C中所示的中央连接部分42。嵌入件100可在图4C中看见。

重要的是，流电连接通过环状磁心11的内部，因为如果有在极向包围环状磁心11的电流的可能性，磁场可被短路，较低的磁场强度将被接收，使得耦合因子k将减小。

因此，优选流电连接被设置在上磁屏蔽部分33A和下磁屏蔽部分33B的中心以符合EMC要求。

图5示意性地示出了根据本发明另一方面的充电器装置50。充电器装置50可包括根据前面描述的任一方面的充电器单元30、检测装置51、接收装置52、驱动装置54和控制装置55。此外，其可包括发射装置53。

检测装置51被提供来检测将被感应充电的装置21的存在，及将与存在将被感应充电的装置有关的信息传给控制装置55。检测装置51可使用机械开关、电感性传感器、电容性传感器、光学传感器等实现。一旦将被感应充电的装置21被插入到气隙13内进行充电，检测装置设计成使得检测到将被感应充电的装置21存在。

接收装置52被提供来接收与将被感应充电的装置21的可再充电电池的电荷状态有关的信息并将该信息传给控制装置55。

发射装置53可被提供来向将被感应充电的装置21传输信息。

驱动装置54被提供来使充电天线单元10运行，并向充电器单元30供电以在环状磁心11中激发磁场。

控制装置55被提供来根据通过接收装置52接收的、与将被感应充电的装置21的可再充电电池的电荷状态有关的信息控制充电天线单元10的运行，其中充电天线单元的运行由驱动装置54驱动，而控制装置55配置成使得在检测装置未检测到将被感应充电的装置21存在时使充电器单元30不工作。

此外，如果检测装置51检测到将被感应充电的装置21被从充电器单元30拿开，控制装置55配置成中断充电器单元30的工作。因此，可以实现充电器单元30仅在存在将被感应充电的装置21时工作。

进一步地，控制装置55可配置成控制发射装置53将信息传给将被感应充电的装置21，使得将被感应充电的装置21确定可再充电电池的电荷状态并发送回与可再充电电池的电荷状态有关的信息，其由接收装置52接收。仅在可再充电电池的电荷状态表明电池需要充电时，控制装置55将控制驱动装置54使充电器装置50工作。

此外，将被感应充电的装置21可传输信息以实现在其不活动时控制装置55停止进行中的充电过程或者不开始充电过程。这样的信息例如可与将被感应充电的装置的温度或者可再充电电池的温度有关。

进一步地，发射装置53和接收装置52可配置成使用充电器单元30的充电天线单元10传输和接收信息。

充电天线单元10可不仅由驱动装置54驱动以对将被感应充电的装置21充电，而且可由发射装置53驱动以将信息传给将被感应充电的装置21。此外，充电天线单元11可被连接到接收装置52，使得来自将被感应充电的装置的可使用充电天线单元10接收。然而，发射装置53和接收装置52可使用不同的天线结构或者可使用分开的天线结构。

图6示意性地示出了根据本发明另一方面的将被感应充电的装置21。根据图6的将被感应充电的装置21包括可再充电电池61、充电装置62、电荷状态检测装置63、发射装置64、接收装置65、接收天线66和控制装置67。将被感应充电的装置21适于使用根据前面描述的任一方面的充电器装置50充电。

可再充电电池61为用于储存电能并向将被感应充电的装置提供电能的电池。此外，可再充电电池61可被再充电。

充电装置62为使将被感应充电的装置21能对可再充电电池61再充电的电路。

电荷状态检测装置63为用于测量可再充电电池61的电荷状态的电路。电荷状态检测装置63可以是例如测量可再充电电池61的输出电压的电路。电荷状态检测装置63可恒定地检测可再充电电池61的电荷状态，可不时检测可再充电电池的电荷状态，或者可经请求检测可再充电电池61的电荷状态，或者控制装置67控制电荷状态检测装置63测量可再充电电池61的电荷状态。

对可再充电电池61再充电所需的能量可通过接收天线66提供。

发射装置64用于向充电器装置50传输信息。例如，可再充电电池61的电荷状态可被传给充电器装置50。此外，信息可被传输，其用于启动或停止充电操作，另外的信息也可被传输。前述另外的信息可与可再充电电池61的温度或者将被充电的装置21内部温度有关。

当可再充电电池61被充满时，充电器装置50配置成基于测量结果或者来自经受充电的装置的通信减少用于再充电的能量。该能量被减少到经受充电的装置如助听器装置保持通电但不使用可再充电电池61的能量的水平。

接收装置65用于从充电器装置50接收信息。例如，接收装置65可被提供来从充电器装置50接收触发电荷状态检测装置63测量可再充电电池61的电荷状态的信息。

此外，发射装置64和接收装置65可用于与另外的装置如智能电话等通信。前述通信可在将被感应充电的装置21被充电的同时进行，或者可与充电操作无关地进行。前述通信的目的可以是例如将可再充电电池61的电荷状态通信给智能电话及通信其它信息。

此外，信息如用于将被感应充电的装置21的新的固件、固件升级或更新、程序设置和/或配置设置可从充电器装置50传到将被感应充电的装置21。为实现此，信息可从将被感应充电的装置21接收从而识别固件状态、配置设置等等。前述信息被转发给预定服务器，其描述并非本申请的范围。然而，客户机/服务器体系结构的解决方案及用于确定设备如将被感应充电的装置21是否需要更新、固件升级、新设置和/或另外的调整的解决方案在本领域众所周知。因此，前述新的固件、程序设置等可从预定服务器下载到充电器装置50，其进而将新固件、程序设置等上传到将被感应充电的装置21。

此外，充电器装置50配置成在助听器装置位于充电器装置50中期间将来自助听器装置的数据上传到服务器。该数据可以是配置数据、设置数据、验配数据等。充电器装置50可配置成上传其配置数据或设置数据。

此外，充电器装置50可经充电器装置中的无线接口由IFTTT触发器触发或控制。无线接口可包括WIFI或蓝牙。无线充电器则可经无线接口由智能电话或建筑物内的任何物品控制。该物品可以是灯、电源开关、门等。

此外，在充电器装置50与将被感应充电的装置21之间的信息传输也可包括触发将被感应充电的装置21的功能的测试的信息。

上面描述的更新过程及测试程序也可使用另一设备执行，其可与将被感应充电的装置21通信，例如智能电话、计算机等。

从充电器装置50到将被感应充电的装置21的通信可经充电器装置50的充电天线单元10与将被感应充电的装置21的接收天线66之间的充电链路执行，用于充电过程的该充电链路也可用于传输另外的信息，其可被调制到充电链路内。因此，从将被感应充电的装置21到充电器装置50的通信可使用RF链路传输，反之亦然，但更多能量可被传到将被感应充电的装置21，及将被感应充电的装置21的收发器用于经RF链路通信的功率减少。充电时间将被减少。

接收天线66用于从充电天线单元10接收电磁能。由于充电天线单元10在环状磁心11的气隙13中提供交变磁场，在接收天线66中感生交流电流。因此，接收天线可包括整流装置以将交流电流转换为直流电流，其之后可用于向充电装置62提供能量。

控制装置67配置成控制充电装置62对可再充电电池61的充电，控制电荷状态检测装置63测量可再充电电池61的电荷状态，及控制发射装置64向充电器装置50传输信息。如果例如可再充电电池61的电荷状态表明不需要进一步充电，控制装置67向充电器装置50发送停止或中断充电过程的信息。

耦合因子k可被定义以描述从充电器装置50到将被充电的装置21的能量传递效率。耦合因子可被定义为接收到的能量相对于激发能量的比，其中激发能量为施加到励磁线圈的能量，接收到的能量可被定义为接收器线圈中相应接收的能量。

施加到励磁线圈的交流激发电压的振幅越高，激发能量越高。激发能量较高使得励磁线圈的电阻较低，因而在励磁线圈中的激发电流较大。交流激发电压的激发频率越高，激发能量越高。

接收到的能量可在接收器线圈的类似术语中考虑，例如可考虑感生的交流电压或电流的振幅或者二者的积。

此外，用于检测可再充电电池61的温度的温度检测装置68可被提供在将被感应充电的装置21中。

如上面提及的，电池61的温度需要关注。优选地，将被感应充电的装置21的电池61的温度在接收电荷及在充电结束时必须保持在45摄氏度以下。

图12示出了测得的能量传递效率和电池温度为充电器天线的谐振频率的函数。保持电池温度尽可能地低很重要，因此，谐振频率不可低于1.7MHz，要不然电池温度将太高。

在该具体例子中，可再充电电池为锂离子电池。

当然，对强交变磁场敏感的其它元件的温度也同样受到关注，因此，可提供多个温度检测装置68。

如果电池61在充电期间位于磁场中或者磁场附近，电池温度可增加。例如，在比较例子中，已测得多于12℃的温度增加。因此，由于感应加热，电池或其它元件可能损坏。

因此，观察电池61和/或其它元件的温度很重要，其可通过测量电池61和/或其他元件的温度的温度检测装置68提供。温度检测装置68可以是随温度而变的电阻器、二极管等，或者可以是多个单一温度检测装置68。与电池61和其它元件的温度有关的信息可被传给控制装置67，控制装置67因而可基于温度检测装置68提供的温度控制充电过程，例如在电池61的温度变得太高时中断充电。

因此，将被感应充电的装置21的控制装置67可调节进入电池61的充电电流，但其在任何情形下均不能禁止从充电器装置50传送能量。

因此，控制装置67也可经发射装置64向充电器装置50传输信息以停止或中断运行中的充电过程，或者向充电器装置50发送信息以在充电过程未运行的情形下阻止其启动。

此外，另外的温度传感器可靠近充电器装置50的励磁线圈11的气隙13集成，将被感应充电的装置21在充电期间被放在气隙13中。温度传感器与电池61的温度之间的相关被表征，监测到的温度用于调节传到将被感应充电的装置21的功率或者完全禁用它。

图13示出了两个温度测量结果，分别为记为“电池”的电池温度及记为“嵌入件”的电池周围的温度，其中电池周围的温度通过设置在位于环状磁心的气隙中的嵌入件中的温度检测装置进行测量。图14示出了将被感应充电的电池温度与电池周围的温度之间的温度差。

此外，在图13中，可以看出，当电池温度开始增加时，通过降低“电池电流”，传给可再充电电池的能量被减少。

在太多能量被接收装置65接收的情形下，或者在电池61处于满状态或不能接受能量的情形下，消耗任何过多的能量很重要。然而，由于移动设备趋于变得更小，使用加热电阻器或者分流电阻器消耗能量并非首选。这样的电阻器占用空间，如上面提及的，这是缺点，同时其可能进一步加热电池61或其它元件因而降低电池或其它元件的寿命，因为该电阻器必须靠近电池，这是因为将被感应充电的装置21必须紧凑。

移动设备通常包括扬声器，即用于发出可听信号的电声变换器。因此，可能通过使直流电流通过扬声器而消耗能量。这样的扬声器通常具有欧姆电阻，其可用于消耗能量。此外，接收器线圈的感应电阻可用于使AC电流通过它以发出声能。

为避免能量的前述消耗在充电期间产生可听见的噪声，频率可被选择为在人耳的可听频谱即约20Hz到20kHz的范围之外。只要最佳，可使用一个或多个频率。

然而，也可能通过选择一个或多个可听频率向将被感应充电的装置21的用户发出可再充电电池61的充电状态的信号。这可通过在电池61越满时由接收器产生越大声或越高的音实现。可听频率具有在用于使扬声器运行的放大器被优化运行的范围中的优点。

根据一改型，将被感应充电的装置21还可包括用于发出可听信号的电声变换器，其中将被感应充电的装置的接收天线位于电声变换器的气腔中。

然而，在另一改型中，扬声器可被反向使用，即电声变换器可用于接收用于充电的能量。在扬声器具有感应线圈的情形下，该线圈可用于将机械运动转换为电压。

该解决方案尤其适合具有小容量电池61的装置21，因为在该情形下，也可使用低效率充电方法。

也就是说，扬声器的接收器线圈用作反向变换器，因此将机械能(运动)转换为电能。将能量“向后”馈送到扬声器内用于充电目的可以几种方式实现：

扬声器可用作传声器。充电器装置50不是发出磁场，而是制造大声声音并将其发送给接收器。通过大声的声音，扬声器的膜片移动，这在扬声器的线圈中感生电压。该电压可被整流并用于对电池61充电。因此，装置21可被感应充电。

此外，通过来回机械移动扬声器的膜片，扬声器可用作线性发电机。因此，充电器装置50被提供使扬声器的膜片振动的活塞。装置21可被感应充电。

此外，如之前提及的，扬声器线圈可用于拾取充电器装置50产生的变化的磁场。这在扬声器的线圈中感生电流，装置21因而可被感应充电。

由于移动设备需要变得更小以具有吸引力，任何可用空间均可用于放置将被感应充电的装置21内的元件。这样的空间同样可在扬声器的声音通道中找到，其使将被感应充电的装置21的电声变换器和接收天线的设计更紧凑。因此，将被感应充电的装置21的大小可被进一步减小，因而充电过程的效率可被进一步增加。另外，这具有使能修改发出的声音的好处。

另外，在将被感应充电的装置21中可存在其它线圈如拾音线圈71或线圈72。

图7A示意性地示出了根据本发明实施例的将被感应充电的装置21中的拾音线圈71，图7B示意性地示出了根据本发明另一实施例的将被感应充电的装置21中的线圈72。

拾音线圈71(也称为T线圈或电话线圈)为例如安装在助听器或耳蜗植入件中的线圈。由固定不动的感应线圈例如在房间中产生的外部磁场因而可被助听器中的拾音线圈71检测到，使能将音频信号直接传给助听器。然而，也可能将拾音线圈71用作接收天线66。

此外，线圈72可被安装在装置21中，例如用于不同装置21之间的通信或者到其它装置如智能电话的通信。与上面提及的拾音线圈71一样，线圈72也可用作接收天线66。由于在该情形下不需要另外的元件，可实现较小的装置21。当然，交变磁场的频率必须相应调整以使能高效的能量传递。

如上面提及的，可再充电电池61受到保护以免遭用于充电的磁场的影响很重要，使得电池61的温度在充电过程期间的增加必须最小化。

图8A示意性地示出了将被感应充电的装置21中的磁屏蔽件81的布置。磁屏蔽件81可被直接提供在电池61上。

例如，前述磁屏蔽件81可被提供为电池连接的一部分，其包括例如柔性印刷电路板，柔性印刷电路板具有设置成不同形状的铜区域。此外，前述磁屏蔽件81可通过将被感应充电的装置21的外或内壳实现，如图8B中所示。进一步地，磁屏蔽件81可通过如图3D中所示及结合其描述的磁屏蔽件33实现。

磁屏蔽件81可由高度传导的材料制成，如同磁屏蔽件33一样，并可被提供成尽可能多地覆盖电池61的表面。磁屏蔽件81的厚度可从低于5um到100um变化，取决于需要实现的屏蔽性能。

根据本发明的另一方面，可提供根据图9A的双充电器91。双充电器91可包括两个分开的、根据前面描述的任一方面的充电器装置50A和50B。除两个分开的充电器装置50A和50B之外，双充电器91还可包括控制装置92，其可控制两个充电器装置50A和50B的控制装置55以协调两个充电器装置50A和50B的充电过程。

在双充电器装置91中，根据两个充电器天线单元10的定位，当第一充电器装置50A的充电器天线单元10开始对将被感应充电的装置21充电时，可在第二充电器装置50B的第二充电器天线单元10中感生磁场。这可对第二充电器装置50B的充电器天线单元10具有影响使得第二充电器装置50B的充电器天线单元的谐振频率可被影响因而失调。考虑一个充电器天线单元10对另一充电器天线单元10的影响并按照使得这些影响最小化的方式设计双充电器装置91很重要。

例如，两个环状磁心11的气隙13中的磁场定向可被设置成使得磁场的方向彼此直交，以减少这些充电器天线单元10之间的交叉耦合。

此外，另一磁屏蔽件81可被设置在两个充电器天线单元10之间，以减少一个充电器天线单元10对另一充电器天线单元10的影响。

另外，控制装置92可控制两个充电器装置50A和50B使得充电器天线单元10中的交流电流的相位移相180°。图9B示出了显示第一充电器装置50A和第二充电器装置50B的充电器天线单元10中的交流电流的振幅的相应曲线。在每一曲线中，纵坐标93表示交流电流的振幅A，横坐标94表示时间。

在非优选的情形下，如图9B的左部所示，充电器天线单元10中的信号同步，因此具有0度的相移或者没有相移。应注意，横坐标94对于上和下曲线均一样。

在优选情形下，如图9B的右部所示，信号的相位被移相180度，使得双充电器91作为整体的共模噪声可被减少。应注意，横坐标94对于上和下曲线均一样。

由于大电压和电流在充电器天线单元10的励磁线圈中传送，双充电器可产生传导和辐射发射形式的副作用。在两个励磁线圈接收电流的情形下，如图9B的左部所示这些电流同相，可产生大的共模噪声。由于主要现象为共模发射及由于这些发射的振幅很大程度上取决于在充电器天线单元的励磁线圈中流动的同相峰值电流的量值，在充电器天线单元10的励磁线圈之一中使相位倒相180度有明显的好处，使得两个励磁线圈被180度异相驱动。因而，在双充电器91中流动的合成电流变得平衡，一定程度上彼此抵消。在使充电天线单元10之一倒相之后，如图9B的右部所示，在双充电器91上已测得传导发射减少15dB。

当由对应的过程适当代替时，上面描述的、“具体实施方式”中详细描述的和/或权利要求中限定的装置的结构特征可与本发明方法的步骤结合。

除非明确指出，在此所用的单数形式“一”、“该”的含义均包括复数形式(即具有“至少一”的意思)。应当进一步理解，说明书中使用的术语“具有”、“包括”和/或“包含”表明存在所述的特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件，但不排除存在或增加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其组合。应当理解，除非明确指出，当元件被称为“连接”或“耦合”到另一元件时，可以是直接连接或耦合到其他元件，也可以存在中间插入元件。如在此所用的术语“和/或”包括一个或多个列举的相关项目的任何及所有组合。除非明确指出，在此公开的任何方法的步骤不必须精确按所公开的顺序执行。

应意识到，本说明书中提及“一实施例”或“实施例”或“方面”或者“可”包括的特征意为结合该实施例描述的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一实施方式中。此外，特定特征、结构或特性可在本发明的一个或多个实施方式中适当组合。提供前面的描述是为了使本领域技术人员能够实施在此描述的各个方面。各种修改对本领域技术人员将显而易见，及在此定义的一般原理可应用于其他方面。

权利要求不限于在此所示的各个方面，而是包含与权利要求语言一致的全部范围，其中除非明确指出，以单数形式提及的元件不意指“一个及只有一个”，而是指“一个或多个”。除非明确指出，术语“一些”指一个或多个。

因而，本发明的范围应依据权利要求进行判断。

附图标记列表

10 充电天线单元

11 环状磁心

11A 裂开环状磁心的左部

11B 裂开环状磁心的右部

12 励磁线圈

13 气隙

14 端面

15 笔直部分

16 边缘部分

21 将被感应充电的装置

30 充电器单元

31 壳体

32 开口

33 磁屏蔽件

34 屏蔽元件

41 狭缝

42 中央连接部分

43 截面

50 充电器装置

50A、50B 充电器装置

51 检测装置

52 接收装置

53 发射装置

54 驱动装置

55 控制装置

61 可再充电电池

62 充电装置

63 电荷状态检测装置

64 发射装置

65 接收装置

66 接收天线

67 控制装置

68 温度检测装置

71 拾音线圈

72 线圈

81 磁屏蔽件

91 双充电器

92 控制装置

93 纵坐标

94 横坐标

Claims (15)

1.配置成对将被无线充电的装置充电的充电器，所述充电器包括：

用于对将被感应充电的装置充电的天线单元，所述天线单元包括

由电导体制成的励磁线圈，所述电导体绕环状磁心卷绕以在所述环状磁心内激发磁场；

所述环状磁心在其两个端面之间具有气隙；

其中所述两个端面彼此相对；及

励磁线圈沿环状磁心的环面长度的绕组密度在相应端面附近相较于环状磁心的其余部分更高；

及

具有适于与将被感应充电的装置对准的开口的壳体，使得将被感应充电的装置的接收天线能被至少部分插入到充电器天线单元的环状磁心的气隙内，其中所述壳体的至少一部分被提供磁屏蔽件。

2.根据权利要求1所述的充电器，其中所述天线单元的所述端面配置成彼此平行。

3.根据权利要求1或2所述的充电器，其中所述天线单元的环状磁心由彼此邻接的一个或多个磁心部分组成。

4.根据权利要求3所述的充电器，其中一个或多个磁心部分相对于彼此进行布置，使得所述气隙的间隙宽度可被调节。

5.根据权利要求1-4任一所述的充电器，其中环状磁心的气隙被设计成使得将被感应充电的装置的接收天线可被至少部分插入于其中。

6.根据权利要求1-5任一所述的充电器，其中

磁屏蔽件由选自下组的至少一材料制成：铜、铜合金、铝、或者具有使能在所述材料中出现涡流的高电导率的材料；或者

磁屏蔽件由选自下组的至少一材料制成：镍铁高导磁合金、坡莫合金、镍铁钼超导磁合金、软铁磁合金、或者具有高导磁率和低抗磁率的材料。

7.根据权利要求6所述的充电器，其中

磁屏蔽件由第一磁屏蔽部分和第二磁屏蔽部分组成，及

第一磁屏蔽部分和第二磁屏蔽部分通过狭缝彼此分开，在与充电器天线单元的环状磁心的平面平行的平面具有环状形状。

8.根据权利要求7所述的充电器，其中第一磁屏蔽部分和第二磁屏蔽部分流电连接。

9.根据权利要求1-8任一所述的充电器，还包括：

配置成检测将被感应充电的装置的存在和/或不存在的检测器；

配置成接收与将被感应充电的装置的可再充电电池的电荷状态有关的信息的接收器；

配置成向充电器单元的充电器天线单元供电的驱动器；

配置成响应于接收器所接收的信息控制驱动器的控制器；

其中控制器配置成仅在检测器已检测到将被感应充电的装置的存在的情形下控制驱动器向充电器天线单元供电。

10.根据权利要求9所述的充电器，还包括：

发射器，其配置成将信息传给将被感应充电的装置，及

其中所述接收器配置成从将被感应充电的装置接收信息。

11.根据权利要求10所述的充电器，其中发射器和接收器配置成使用充电器天线单元传输和接收信息。

12.一种系统，包括根据权利要求1所述的充电器及包括将被感应充电的装置，其中所述将被感应充电的装置包括：

储存用于使将被感应充电的装置运行的能量的可再充电电池；

检测可再充电电池的电荷状态的电荷状态检测器；

配置成从充电器装置接收电磁能以对可再充电电池充电的接收天线；

配置成从充电器装置接收信息的接收器；

配置成向充电器装置传输信息的发射器；及

配置成控制发射器将可再充电电池电荷状态检测器检测到的电荷状态传给充电器装置的控制器。

13.根据权利要求12所述的系统，其中所述将被感应充电的装置还包括：

屏蔽单元，其配置成磁屏蔽可再充电电池在充电过程期间免遭来自所述充电器的外部电磁场影响。

14.根据权利要求13所述的系统，其中所述将被感应充电的装置中的屏蔽单元被直接提供在可再充电电池上。

15.根据权利要求12-14任一所述的系统，其中所述将被感应充电的装置还包括用于高频通信的线圈，其中该线圈用作将被感应充电的装置的接收天线。