CN112203197A - 磁势换能器及其电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种磁势换能器，包括固定部件和运动部件,固定部件包括至少一个静磁场产生装置，静磁场产生装置在磁势换能器上形成静磁场；至少一个交变磁场产生装置，交变磁场产生装置在磁势换能器上产生交变磁场，交变磁场与静磁场正交或部分正交；运动部件包括至少一个运动装置和至少一个悬挂装置；运动装置上设置有导磁材料，导磁材料在磁势换能器中整体运动；导磁材料至少一部分置于交变磁场和静磁场交叠的区域，使静磁场和交变磁场汇聚；静磁场与交变磁场相互作用产生的磁场力作用在导磁材料上，驱动运动部件运动。本发明的磁势换能器能量转化效率高，且低频性能好。

Description

磁势换能器及其电子设备

技术领域

本发明涉及一种磁势换能器，以及应用该磁势换能器的电子设备。

背景技术

以微型换能器为例，手机、平板电脑、手提电脑等各种小型便携式的消费类电子产品普遍使用各类微型换能器作为输出声辐射、实现一定位移或振动能量的主要器件。由于体积小、厚度薄的设计要求，微型换能器有着与传统大换能器完全不同的设计：

1.振动行程远小于大换能器，但为提升低频性能，振幅接近其设计尺寸的极限；2.为适应超薄化的设计，一般采用扁宽或扁长型的设计，微型换能器必须充分适应并利用该特点；3.由于上述尺寸限制，微型换能器往往不能充分发挥出各部件的性能，导致转换效率低下，功耗相应增加；4.第一阶谐振区域往往是微型换能器的主要工作区域，但由于尺寸限制，第一阶谐振频率不可能太低，严重影响了器件的低频性能。

传统的微型换能器主要有：

a.动铁换能器：原理是使用中心衔铁驱动振动系统发声或震动，衔铁是一端固定的悬臂，主要是U型或T型结构。这种设计仅适用于超小型的器件尺寸，随着尺寸增加，衔铁线度过长，磁场沿其路径衰减较大，其弯折区域(钳定区域)也将出现较大磁泄漏，从而导致驱动性能迅速下降。

b.动圈式换能器：如微型扬声器，适用于长宽尺寸较大的产品。使用通电线圈在静磁场中的作用力为主要驱动力，并使线圈驱动振动悬挂系统发声。通电线圈本身不导磁，不能有效聚集磁场，在其振动间隙中，磁泄漏较高。同时会使用导磁材料闭环连通内外磁场，但由于厚度尺寸的限制，导磁材料内饱和磁通密度较高也同时导致较高的磁泄漏，导致换能效率较低。

c.振动换能器(马达)：原理是在振动系统谐振频率处施加同频激励，利用系统低阻尼的特点，使振动系统强烈共振。其激励方式有很多种，有类似于动圈扬声器的，也有类似于转子电机的，但换能效率都比较低，致使其启停时间较长。

现有技术的换能器难以满足电子产品的对性能提出的更高要求，所以，有必要对现有技术的换能器及其电子产品做进一步改进，以解决上述问题。

发明内容

本专利所要解决的技术问题是在保持现有微型换能器轻薄化的基础上，利用磁势原理提高微型换能器的驱动力，从而进一步提高了换能效率；同时利用导磁材料在磁场中产生的逆刚度，在不改变产品尺寸的条件下，进一步降低产品的谐振频率，从而进一步提高了器件的低频性能。满足电子产品对换能器的应用要求。本发明提供的具体技术方案是：

一种磁势换能器，其中，包括固定部件和运动部件,所述固定部件包括:

至少一个静磁场产生装置，所述静磁场产生装置在所述磁势换能器上形成静磁场；

至少一个交变磁场产生装置，所述交变磁场产生装置在所述磁势换能器上产生交变磁场，与所述静磁场正交或部分正交；

所述运动部件包括:

至少一个运动装置和至少一个悬挂装置；

所述运动装置上设置有导磁材料，导磁材料在所述磁势换能器中整体运动，所述导磁材料至少一部分置于所述交变磁场和所述静磁场交叠的区域，使所述静磁场和所述交变磁场汇聚；静磁场与交变磁场相互作用产生的磁场力作用在导磁材料上，驱动所述运动部件运动。

作为一种改进，所述运动装置导磁材料的相对导磁率大于3000，所述悬挂装置的相对导磁率小于1000。

作为一种改进，所述静磁场产生装置为至少一个永磁铁或电流不交变的电磁铁；所述交变磁场产生装置为通有交变电流的线圈、通有涡旋电场的导体内或可翻转的永磁铁。

作为一种改进，所述交变磁场产生装置为沿水平方向设置的线圈，所述线圈与所述运动装置的导磁材料形成电磁铁，所述线圈通过交变电流时产生交变磁场，与所述静磁场正交或部分正交。

作为一种改进，所述悬挂装置上还设置有弹性回复装置，所述弹性回复装置一端固定在所述运动装置上，另一端在所述磁势换能器内部固定，所述弹性回复装置具有使所述运动装置回复到平衡位置的回复力。

作为一种改进，所述悬挂装置的弹性回复装置为膜片、弹簧、弹片中的一种或者两种以上的组合。

作为一种改进，所述换能器为磁势扬声器，所述悬挂装置包括振膜，所述导磁材料安装在所述振膜的表面，所述振膜将所述磁势扬声器的前后腔隔绝，所述振膜的边缘固定在所述磁势扬声器的内部，所述振膜形成所述弹性回复装置的一部分。

作为一种改进，所述导磁材料为平面的片状结构。

作为一种改进，所述导磁材料为软磁材料或弱硬磁材料。

本发明所提供的全新结构的磁势换能器，通过在运动部件上设置导磁材料，并且在磁势换能器上设置静磁场和交变磁场，通过静磁场和交变磁场的相互作用产生的磁场力作用在导磁材料上，驱动运动部件运动。静磁场和交变磁场的相互作用的规律符合磁势原理的表述，即磁动势平衡原理：系统总磁势在一定范围保持不变，磁场按电流和磁通定义的势能最小化原则分布。在保持现有微型换能器轻薄化的基础上，利用磁势原理设计的磁势换能器可有效提高驱动力。

本发明所提供的全新结构的磁势换能器，充分利用了导磁材料在静磁场中产生的逆刚度，即磁刚度：磁场力与运动部件位移大小成正比且方向一致，磁场力随位移的变化率称为磁刚度。在不改变产品尺寸的条件下，逆刚度可有效降低系统刚度，即与悬挂系统中的弹性回复装置提供的刚度叠加形成系统刚度。系统刚度与系统质量共同决定了系统的低频谐振频率，所以通过逆刚度降低了系统刚度将可进一步降低系统的低频谐振频率，从而进一步提高了器件的低频性能。

本发明还提供了一种电子设备，所述电子设备包括上述的磁势换能器。

作为一种改进，所述电子设备为手机、平板、电视、汽车音响或音箱。

本发明所提供的应用该磁势换能器的电子设备，满足了当前电子产品对换能器的使用要求。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。

图1为本发明实施例磁势换能器的整体结构示意图；

图2为本发明实施例磁势换能器静磁场的磁感线示意图；

图3为对应图2中静磁场的产生装置的可选结构示意图；

图4为本发明实施例磁势换能器交变磁场的磁感线示意图；

图5为对应图4中交变磁场的产生装置的可选结构示意图；

图6A为本发明实施例磁势换能器中导磁材料的可选结构示意图；

图6B为本发明实施例磁势换能器中导磁材料的另一可选结构示意图；

图7为本发明实施例一磁势扬声器的整体结构示意图；

图8为本发明实施例二磁势扬声器的固定部件和运动部件的结构示意图；

图9为本发明实施例三磁势振动换能器的整体结构示意图。

附图标记说明：

1:导磁材料，11：第一导磁材料组，12：第二导磁材料组，2：悬挂装置，21:振膜，22:弹片，3:补强部，4:线圈，41:第一线圈，42:第二线圈，5:永磁铁，51:第一永磁铁，52:第二永磁铁，6:出声口，7:支架，8:配重块；A:静磁场，a、a1、a2、a3、a4:静磁场产生装置，B:交变磁场，b、b1、b2、b3:交变磁场产生装置，C、运动部件。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

根据本发明的一个方面，本发明提供一种磁势换能器，包括固定部件和运动部件,固定部件包括:至少一个静磁场产生装置，所述静磁场产生装置在所述磁势换能器上形成静磁场；至少一个交变磁场产生装置，交变磁场产生装置在所述磁势换能器上产生交变磁场，与静磁场正交或部分正交；运动部件包括:至少一个运动装置和至少一个悬挂装置；运动装置上设置有导磁材料，导磁材料在磁势换能器中整体运动，导磁材料至少一部分置于所述交变磁场和所述静磁场交叠的区域，使所述静磁场和所述交变磁场汇聚；静磁场与交变磁场相互作用产生的磁场力作用在导磁材料上，驱动所述运动部件运动。

下面结合附图进一步阐述本发明。

图1示出了本发明技术方案的磁势换能器的整体结构示意图，该磁势换能器包括固定部件和运动部件C，其中，固定部件具体包括一个静磁场产生装置a，该静磁场产生装置a能够对应在磁势换能器中产生静磁场A，另外还包括一个交变磁场产生装置b，该交变磁场产生装置b能够对应在磁势换能器中产生交变磁场B，即交变的电磁场，其中，静磁场A与交变磁场B之间相互正交。当然在一些情况下，静磁场A与交变磁场B之间也可以不是完全正交，例如部分正交也不影响本技术方案的实施。

本发明的磁势换能器进一步包括有运动部件C，该运动部件C通过悬挂装置2悬设在磁势换能器中，其中，运动部件C具体包括设置有导磁材料1的运动装置，以及与运动装置至少部分连接固定在一起的悬挂装置2。

具体地，在图1示出的结构中，其静磁场A的方向被设置为沿竖直方向，而交变磁场B的方向被设置为沿水平方向，二者正交。导磁材料1平行于交变磁场B的方向设置，即沿水平方向布置。当交变磁场产生装置b未通电时，即交变磁场还未产生时，在理想状态下，导磁材料1本身会受到静磁场A的静磁力的作用，而静磁力在导磁材料1的两侧表现为大小相等、方向相反，因此静磁力的整体表现为合力为0，导磁材料因此可保持在平衡位置。在另外的一些情况下，静磁场A施加在导磁材料1上的静磁力合力≠0，此时导磁材料1本身具有偏离平衡位置的倾向，但由于悬挂装置2的存在，可以提供弹性回复力使导磁材料1仍然保持在原来的平衡位置。

而当交变磁场B产生时，导磁材料1自身位于静磁场A和交变磁场B的交叠的区域，该导磁材料1使该区域内的磁场汇聚，而交变磁场B与静磁场A之间必然会产生相互的作用力，这部分作用力作用在导磁材料1上，使导磁材料1驱动运动部件C运动。在这个往复运动的过程中，由于运动装置与悬挂装置2连接在一起，故悬挂装置2能够为其提供弹性的回复力，即如果运动部件C向下运动，那么悬挂装置2提供向上的一个拉力，而如果运动部件C向上运动，那么悬挂装置2可以提供向下的一个拉力，即导磁材料1上在静磁场A、交变磁场B以及悬挂装置2的整体作用力下整体运动。

需要说明的是，本发明创造中关于导磁材料1在磁势换能器中整体运动，是指导磁材料1在悬挂装置2上自由设置，其边界并没有被钳定在其它部件上，这与前述所描述的动铁换能器的U型或T型的衔铁结构有本质区别。本发明的这种设计，由于导磁材料较小，不存在动铁结构的换能器通常存在衔铁线度过长，磁场沿其路径衰减较大，其弯折区域(钳定区域)也将出现较大磁泄漏的问题；本发明通过静磁场A和交变磁场B的相互作用力使导磁材料1驱动运动部件振动，通过磁动势平衡原理，即系统总磁势在一定范围保持不变，磁场按电流和磁通定义的势能最小原则进行分布。在保持现有微型换能器轻薄化的基础上，利用磁势原理有效提高驱动力。

另外，本发明的结构设计始于各种结构的磁势换能器，如针对消费电子产品领域的扬声器、马达、振动发声一体化的多功能等产品，也包括应用在非消费类电子产品领域的汽车电子、智能音响等产品，如可以输出声辐射、实现一定位移或振动能量的马达、扬声器等。

以上为本发明的磁势换能器的结构构成以及基本的工作原理介绍，具体实施时，构成磁势换能器的每个部分均可以根据实际需求灵活选取不同的组成形式。

例如图2，当静磁场产生装置a所产生的静磁场A内的方向如图2中所示时，图3示出了对应图2的多种不同的静磁场产生装置。其中，a1为一个永磁铁，a2为两个相对设置的永磁铁，很容易理解的是，此时，两个永磁铁的对应端的磁极相反，并且位于上侧的永磁铁的对应端的磁极为N极，位于下侧的永磁铁的对应端的磁极为S极；静磁场产生装置a还可以是a3所示出的电磁铁结构，即线圈+磁芯(导磁件)，但由于其需要产生稳定的静磁场A，因此a3应当选用电流不交变的电磁铁结构，同样地，也可以采用a4所示出的一对电磁铁的结构。也就是说，对于产生静磁场A的装置而言，其可以优选为至少一个永磁铁以及至少一个电流不交变的电磁铁结构，甚至也可以是永磁铁及电磁铁的组合，不受上述示出结构的限制。

参照图4，交变磁场产生装置b产生的交变磁场B的磁感线方向如图4所示时，图5中示出了对应的可选择的部分交变磁场产生装置的结构，例如其可以为b1所示的通有电流交变的线圈，可以是b2所示出的在导体内通过涡旋电场，还可以是b3所示出的翻转永磁铁。上述几种结构都可以产生交变磁场B，当然，并不限于上述三种，还可以是其他的产生装置。

优选的，交变磁场产生装置b为沿水平方向设置的线圈，与导磁材料1形成电磁铁，线圈通过交流电时对导磁材料1极化，静磁场A与交变磁场正交，这样在磁场的作用下可以驱动导磁材料1做往复运动。

此处需要说明的是，附图1只是示出了本发明的一种结构示意，并不代表本发明所能够覆盖的所有实现形式，其中静磁场A与交变磁场B的方向也只是作为一种可能的设计进行示例性说明，本领域技术人员很容易理解的是，当磁场的方向发生变化时，对应的静磁场产生装置a、交变磁场产生装置b的也会对应进行调整，以满足其磁场设计的要求。

参照图6A所示，其示出了本发明中磁势换能器的一种导磁材料及其对应的H-B曲线，根据该H-B曲线可知，此时选择的导磁材料为软磁材料。同样地，参照图6B所示，其示出了本发明中磁势换能器的另一种导磁材料及其对应的H-B曲线，根据该H-B曲线可知，此时选择的导磁材料为弱硬磁材料。

优选地，运动装置中导磁材料的相对导磁率大于3000，而悬挂装置2的相对导磁率小于1000。这是由于：为了有效的提高驱动力，运动装置中的导磁材料1优选为高导磁材料，而高导磁材料的相对导磁率一般都大于3000，悬挂装置2优选为选择弱/不导磁材料，这种情况下悬挂装置2对运动装置的干扰或影响较小。以上示出的仅仅是比较优选的材料，实际上还可以选择其他种类的可导磁的材料。

对于悬挂装置2，悬挂装置2的一个主要功能是为运动部件C的运动提供弹性回复力。基于悬挂装置2所要发挥的功能，其一端需要固定在运动部件C上，另一端则固定在该磁势换能器上，当运动部件C做往复运动时，该悬挂装置2可以提供将其拉向平衡位置的力。具体实施时，该悬挂装置可以是振动膜片，可以是弹簧，还可以是弹片等的任意一种或者两种以上的任意组合。

本发明提供的磁势换能器与现有技术中常规的几种换能器相比，存在明显的优势，具体介绍如下：

1)与动铁换能器(扬声器)的相比而言，本发明主要使用中心导磁材料驱动运动部件发声或振动，导磁材料整体运动。可以适用于长宽尺寸较大的产品并保持较高驱动性能，且更有利于与机械悬挂系统相结合。

2)与动圈换能器(扬声器)相比而言，本专发明主要使用磁势原理利用相互正交或部分正交的静磁场和交变磁场的相互作用产生驱动力，其换能效率显著高于动圈换能器。

3)与振动换能器(马达)相比而言，本发明可以利用共振原理令系统产生强烈共振，由于自身较高的换能效率，可有效缩短启停时间。

以上从基础的结构构成和工作原理及各个模块的可变形结构简单阐述了本发明的磁势换能器，下面结合三个具体的实施例进一步阐述。

实施例一：

参照图7所示，示出了一种本发明构思下的磁势扬声器结构。该实施方式中，磁势扬声器的固定部件包括静磁场产生装置、交变磁场产生装置，其中，静磁场产生装置为两个永磁铁(第一永磁铁51、第二永磁铁52)，交变磁场产生装置为一个固定在磁势扬声器上并且沿水平方向设置的线圈4。该扬声器的运动部件C包括运动装置，该运动装置上包括导磁材料1，该导磁材料1具有聚磁效应。运动部件C还包括悬挂装置2。悬挂装置2上设置有弹性回复装置，具体包括振膜21以及弹片22，其中振膜21准确的说是其边缘部分提供弹性回复力，因此构成弹性回复装置的一部分。

具体地，如图所示，当线圈4中通过交变的电流信号时，位于线圈中的导磁材料1可以在交变磁场的作用下发生极化，即一端为N极，一端为S极，而与之平行排布的两个永磁铁5也可以被配置为两个相对端的磁极相反，即相对的两端一个为N极，一个为S极，而导磁材料1的一个末端同时位于永磁铁5产生的静磁场中，这样导磁材料1在永磁铁5以及交变磁场的共同作用下作用下发生往复运动。

另一方面，导磁材料1直接与振膜21连接固定在一起，很容易理解的是当导磁材料1往复运动时，自然可以带动柔性的振膜21也发生往复运动，振膜21振动产生的声波可以通过出声口6向外界辐射出去。振膜21还可以起到隔绝扬声器前后腔的作用。

此外，如前所述，在运动部件C中，悬挂装置2还包括了弹片22，弹片22的一端连接固定在振膜21上，另一端则固定在支架7上，这样可以为运动部件的往复运动提供使其回复到平衡位置的弹性回复力。

具体的，在本实施方式中，弹片22即作为逆刚度平衡装置而工作逆刚度是指磁刚度，即导磁材料(包括软磁和硬磁材料)在靠近磁通量密度较高的区域时出现对其作用力逐渐增大，并与其移动的方向一致。该作用力对其位移的变化率称为该导磁材料的逆刚度。具体设计时可以参照以下因素；

1)通过仿真或试验测量微型换能器内逆刚度的大小，如果存在非线性，必须仿真或测量得到运动装置受到的静磁场力随其位移变化的曲线；

2)根据第一阶谐振频率的设计要求并结合逆刚度的测量结果，得到力平衡装置的刚度要求。根据该要求并结合微型换能器内部空间结构，设计至少一个逆刚度平衡装置，该结构可以有多种形式，如前述的弹片22、弹簧、磁弹簧等；

除上述因素以外，该逆刚度平衡装置的设计应遵循其自身的设计准则：如弹片或弹簧结构，就必须满足拉伸或压缩至极限位移时产生的应力小于该构件的屈服强度；如磁弹簧结构，就必须满足拉伸或压缩至极限位移时没有超出其磁场力的作用域等。

由此可见，本实施方式中，除振膜21能够兼顾弹性回复功能外，通过额外添加逆刚度平衡装置平衡逆刚度。这样设计能够带来以下几点优势：

a)单独设计力平衡装置的刚度和逆刚度平衡，那么驱动力也就可以不考虑逆刚度的大小进行单独设计；对比动圈式扬声器而言，本发明的磁势换能器除转换效率高外，还可以利用逆刚度有效降低系统第一阶谐振频率，提高系统的低频性能。

b)力平衡装置的刚度仅受其自身结构影响，这样就可以通过调节该刚度来调整系统总刚度，从而间接调整系统的第一阶谐振频率。

实施例二：

如图8所示，实施例二示出的也是本发明构思下的一种磁势扬声器，与实施例一的不同之处在于，包括两组导磁材料1，每组导磁材料分别有两个片状的导磁材料，标记为第一导磁材料组11和第二导磁材料组12。

具体的，在本实施方式中，线圈4设置有两个，分别为第一线圈41和第二线圈42。永磁铁5也对应设置有两个，即第一永磁铁51和第二永磁铁52，并且第一永磁铁51和第二永磁铁52相对设置在导磁材料1的两侧，即第一永磁铁51可设置在导磁材料1的上侧位置，而第二永磁铁52则对应设置在导磁材料1的下侧位置。

其中，交变磁场B是线圈4通过交流电形成的交变磁场，交变磁场B的方向沿水平方向。交变磁场A为永磁铁5形成的静磁场，静磁场的方向沿竖直方向。

为了能够使得导磁材料1作为驱动源驱动振动装置振动，本实施方式中，从各个部件的分布上看，第一导磁材料组11的端部位于第一线圈41产生的交变磁场B中，并且第一导磁材料组11的至少一部分同时位于第一永磁铁51和第二永磁铁52所产生的静磁场A中，具体的说是位于静磁场A与交变磁场B相互交叠的区域，导磁材料1在该区域内聚磁。同样的，第二导磁材料组12的端部位于第二线圈42产生的交变磁场B中，并且第二导磁材料组12的至少一部分同时位于第一永磁铁51和第二永磁铁52产生的静磁场A中。

第一永磁铁51与第二永磁铁52的相对端的磁极相反，在本实施方式中，可以假设第一永磁铁51与第二永磁铁52的相对端的磁极分别为S极和N极，相远离的两端的磁极分别为N极和S极。同样的，第一线圈41和第二线圈42中通入方向相反的交流电信号，其中，“⊕”表示电流方向垂直纸面向里，用“⊙”表示电流方向垂直纸面向外，第一导磁材料组11在第一线圈41产生的交变磁场中被极化，第二导磁材料组12在第二线圈42产生的交变磁场B中被极化，根据右手定则可以判定，第一导磁材料组11、第二导磁材料组12相临的端部均为N极，且第一导磁材料组11、第二导磁材料组12相远离的一端均为S极。图6中的箭头分别示出了导磁材料1极化后内部的磁感线方向以及静磁场A的磁感线方向。以第一导磁材料组11为例，其一端为N极，而第一永磁铁51的一端为S极并且靠近第一导磁材料组11的N极，第二永磁铁52的一端为N极也靠近第一导磁材料组的N极，因此第一导磁材料组11会分别受到第一永磁铁51、第二永磁铁52之间静磁场的吸引力和排斥力，两个力的方向相同。同样的，第二导磁材料组12也同样会受到相同的第一永磁铁51、第二永磁铁52之间静磁场的吸引力和排斥力，同时在悬挂装置2的共同作用下，导磁材料1在静磁场A和交变磁场B的相互作用下可做往复运动。

也就是说，在这种运动部件C中，导磁材料1基于本身的聚磁效应以及对应设置的两个外部磁场的相互作用力，使其本身就作为一个整体参与了振动，可以视为运动装置的一部分。

当然，本实施方式示出的仅仅是一种可能的实现形式，其中，静磁场A和交变磁场B的磁感线方向并不限于图示中的方向，例如，第一永磁铁51和第二永磁铁52的相对端的磁极可以设置为与图示中相反，另外，第一线圈41和第二线圈42的电流通入方向也可以与图示中相反，对应的，其中导磁材料1极化后的相邻和相远离的端部的极性也会相反，在悬挂装置2的共同作用下能够在交变磁场和静磁场的作用下往复运动。

需要说明的是，悬挂装置2除上述可以在导磁材料1的带动下往复运动以外，由于其自身是具有弹性的材料，在往复运动的过程中，其边缘部分本身也构成了弹性回复装置的一部分。当导磁材料1振动时，悬挂装置2可以提供使该运动部件回复的弹性回复力。此处的悬挂装置2实际上为振动膜片，该振动膜片本身作为运动装置的一部分参与运动，另外如上所述，其边缘部分也作为弹性回复装置机构而工作，因此发挥悬挂装置的作用。

另外优选的，当悬挂装置2振动时，为了改善分割振动的现象，可以在悬挂装置2的表面上设置补强部3，补强部3一般为刚性较大的材料部件。

具体实施时，支架7的具体结构不限，其可以是一体成型且设置有开口的环状壳体，也可以是由多个独立的壳体部件相互连接固定在一起形成的壳体组件。

申请人进一步从换能器装配的角度对本发明实施方式的换能器进行阐述。如图7和图8共同所示，支架7提供外围框架，其中，永磁铁5、第一线圈41、第二线圈42均可以在支架7提供的框架中进行定位，具体的，第一线圈41、永磁铁5以及第二线圈42沿水平方向自左向右顺序装配，即第一线圈41和第二线圈42分别固定在永磁铁5的两侧，并与永磁铁5保持一定间隙。两个永磁铁对应安装后，在换能器的振动方向上形成了振动空间，在该振动空间内，装配有悬挂装置2以及驱动悬挂装置2振动的导磁材料1，其中，导磁材料1连接固定在悬挂装置2的表面上，并且与第一永磁铁51、第二永磁铁52的第二端之间均存在一定距离，这样可以保证其具有在静磁场A和交变磁场B的作用下往复运动的空间。逆刚度平衡装置的第一固定部装配在支架7的壁上，并且第二固定部连接到运动部件上额外提供独立的弹性回复力。

实施例三：

如图9所示，示出了本发明构思下的一种磁势振动换能器，其与实施例一、实施例二的不同之处在于：

作为一种马达结构，运动部件C由导磁材料1、配重块8以及弹片22组成。其中弹片22构成悬挂装置。其驱动原理与前述两个实施例相同，在此不再赘述。需要说明的是，本实施方式中，导磁材料1带动配重块8往复振动，而弹片22为此提供弹性回复力。本发明创造应用的马达形式的磁势换能器，导磁材料1、配重块8以及弹片22组成的运动部件C形成马达的振动部分，会使马达自身产生强烈共振，由于自身较高的换能效率，可有效缩短启停时间。同时利用逆刚度有效降低谐振频率，使系统不需要使用较大的质量就可以得到充分低频的振动，提高振感的舒适度。

在本发明中，需要说明的是：第一、导磁材料1可以是平面的片状结构，可以设置一片，也可以也可以是两片或者以组合的形式，且每一组导磁材料所能设置的导磁体的个数也不受限制。并且，导磁材料的构成也不一定必须由独立的导磁体形成，例如，当导磁材料连接振膜时，也可以采用在振膜的表面通过涂覆等方式覆盖一部分振膜表面的导磁性的材料所构成。第二、为了使运动装置振动更趋于平衡，导磁材料优选为在振膜的表面对称分布，当然，在设置为多组时，也可以采用交错分布的方式等。第三、本发明具体实施时，既可以应用到方形的换能器中，也可以应用到圆形或者其他形状的换能器结构中，对应的，振膜可以设置为方形或者圆形等。第四、磁势换能器中的静磁场产生装置、交变磁场产生装置以及运动装置、悬挂装置的数量可以是一个，也可以是多个。

根据本发明的另一个方面，还提供一种电子设备，该电子设备包括上述的磁势换能器，这种电子设备的能量转化效率高，且低频性能好。

本发明的磁势换能器由于对不同尺寸产品的适应性较强，因此其应用场景也更为广泛，具体可以应用在手机、平板、电视、汽车音响或者音箱等电子设备中。

虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。

Claims (11)

1.一种磁势换能器，其特征在于,包括固定部件和运动部件,所述固定部件包括:

至少一个静磁场产生装置，所述静磁场产生装置在所述磁势换能器上形成静磁场；

至少一个交变磁场产生装置，所述交变磁场产生装置在所述磁势换能器上产生交变磁场，所述交变磁场与静磁场正交或部分正交；

所述运动部件包括:

至少一个运动装置和至少一个悬挂装置；

所述运动装置上设置有导磁材料，所述导磁材料在所述磁势换能器中整体运动，所述导磁材料的至少一部分置于所述交变磁场和所述静磁场交叠的区域，使所述静磁场和所述交变磁场汇聚；静磁场与交变磁场相互作用产生的磁场力作用在导磁材料上，驱动所述运动部件运动。

2.根据权利要求1所述的磁势换能器，其特征在于，所述运动装置的导磁材料的相对导磁率大于3000，所述悬挂装置的相对导磁率小于1000。

3.根据权利要求1所述的磁势换能器，其特征在于：所述静磁场产生装置为至少一个永磁铁或电流不交变的电磁铁；所述交变磁场产生装置为通有交变电流的线圈、通有涡旋电场的导体内或可翻转的永磁铁。

4.根据权利要求3所述的磁势换能器，其特征在于：所述交变磁场产生装置为沿水平方向设置的线圈，所述线圈与所述运动装置的导磁材料形成电磁铁，所述线圈通过交变电流时产生交变磁场，与所述静磁场正交或部分正交。

5.根据权利要求1所述的磁势换能器，其特征在于：所述悬挂装置上还设置有弹性回复装置，所述弹性回复装置一端固定在所述运动装置上，另一端在所述磁势换能器内部固定，所述弹性回复装置具有使所述运动装置回复到平衡位置的回复力。

6.根据权利要求4所述的磁势换能器，其特征在于，所述悬挂装置的弹性回复装置为膜片、弹簧、弹片中的一种或者两种以上的组合。

7.根据权利要求5所述的磁势换能器，其特征在于：所述换能器为磁势扬声器，所述悬挂装置包括振膜，所述导磁材料安装在所述振膜的表面，所述振膜将所述磁势扬声器的前后腔隔绝，所述振膜的边缘固定在所述磁势扬声器的内部，所述振膜形成所述弹性回复装置的一部分。

8.根据权利要求4所述的磁势换能器，其特征在于:所述导磁材料为平面的片状结构。

9.根据权利要求1所述的磁势换能器，其特征在于：所述导磁材料为软磁材料或弱硬磁材料。

10.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括如权利要求1-9任一项所述的磁势换能器。

11.根据权利要求10所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备为手机、平板、电视、汽车音响或音箱。

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