CN113364142A - 一种线圈结构和无线电能传输装置 - Google Patents

一种线圈结构和无线电能传输装置 Download PDF

Info

Publication number
CN113364142A
CN113364142A CN202110593977.9A CN202110593977A CN113364142A CN 113364142 A CN113364142 A CN 113364142A CN 202110593977 A CN202110593977 A CN 202110593977A CN 113364142 A CN113364142 A CN 113364142A
Authority
CN
China
Prior art keywords
shielding layer
coil
magnetic
groove
receiving coil
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202110593977.9A
Other languages
English (en)
Inventor
余峰
冯维一
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ningbo Weie Electronics Technology Ltd
Original Assignee
Ningbo Weie Electronics Technology Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ningbo Weie Electronics Technology Ltd filed Critical Ningbo Weie Electronics Technology Ltd
Priority to CN202110593977.9A priority Critical patent/CN113364142A/zh
Publication of CN113364142A publication Critical patent/CN113364142A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/10—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling
    • H02J50/12—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling of the resonant type
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/70—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power involving the reduction of electric, magnetic or electromagnetic leakage fields

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Regulation Of General Use Transformers (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

本发明公开了一种线圈结构和无线电能传输装置，通过将接收线圈嵌入放置到磁屏蔽层中，并且设置接收线圈的表面与磁屏蔽层的表面齐平，可以在不影响接收线圈耦合能量的情况下最大程度减小接收端整体的厚度，有利用于将接收端集成到轻薄芯片中。

Description

一种线圈结构和无线电能传输装置
本申请是申请日为2016年08月22日，申请号为201610704220.1，发明名称为“一种线圈结构和无线电能传输装置”的中国专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及无线电能传输领域，更具体地说，涉及一种线圈结构和无线电能传输装置。
背景技术
如图1所示为磁共振式无线电能传输装置的示意框图，电能发射端包括有原边发射线圈Ls和谐振电容Cs组成的谐振结构。电能接收端包括有副边接收线圈Ld和谐振电容Cd组成的谐振结构。为了保证无线功率能够有效传输，通常设置原副边谐振结构的谐振频率与系统的工作频率一致，比如设置为无线充电联盟(A4WP)标准中规定的6.78MHZ，此时传输效率最高。其中，图1中T为纯变压器。
为了提高电能接收端对发射线圈的磁场的耦合能力，接收端一般采用接收线圈和屏蔽层叠加的方式，如图2A和图3A所示，通常将接收线圈放置在由磁片或者是由磁片和铜片共同构成的屏蔽层上，线圈和磁片叠加可以提高接收线圈的感值Ld，以及对发射线圈磁场的耦合系数k，从而提高接收端感生电Ud的能力：
Figure BDA0003090508040000011
此外，屏蔽层还可以抑制发射端磁场对充电设备的干扰。
图2B和图3B为图2A和图3A的电能接收端的侧视图，可以看出依照上述的放置方式，接收线圈完全叠加在磁片上方，则接收端整体的厚度会较大，不利于集成到一些轻薄的电子设备中。
发明内容
有鉴于此,本发明出了一种线圈结构和无线电能传输装置，将接收线圈嵌入式放入到磁屏蔽层中，可以降低整体的厚度，方便将接收端集成到轻薄的电子设备内部。
依据本发明的一种线圈结构，包括线圈和屏蔽层，所述线圈嵌入放置在所述屏蔽层中，且所述线圈的内表面贴合于所述屏蔽层放置，所述线圈的外表面裸露于所述屏蔽层的第一表面。
优选地，所述线圈的外表面与所述屏蔽层的第一表面齐平。
优选地，所述线圈放置于所述屏蔽层的内部，所述线圈的外侧沿不超出所述屏蔽层的外侧沿。
优选地，所述屏蔽层包括磁屏蔽层。
优选地，所述屏蔽层包括磁屏蔽层和铜屏蔽层，所述线圈嵌入放置于所述磁屏蔽层中，且所述线圈、磁屏蔽层和铜屏蔽层依次放置。
优选地，所述磁屏蔽层包括空心区域和实心区域，所述线圈嵌入放置于所述磁屏蔽层的实心区域。
依据本发明的一种无线电能传输装置，包括电能发射端和电能接收端，所述电能发射端接收高频交流电以在一定的范围内产生空间磁场；
所述电能接收端包括接收线圈和屏蔽层，所述接收线圈感应所述空间磁场以获得相应的高频电压，所述高频电压经整流滤波处理后获得输出电压供给电子设备；
所述接收线圈嵌入放置在所述屏蔽层中，且所述接收线圈的内表面贴合于所述屏蔽层放置，所述接收线圈的外表面裸露于所述屏蔽层的第一表面；
所述屏蔽层的第二表面贴合放置所述电子设备。
优选地，所述接收线圈的外表面与所述屏蔽层的第一表面齐平。
优选地，所述接收线圈放置于所述屏蔽层的内部，所述接收线圈的外侧沿不超出所述屏蔽层的外侧沿。
优选地，所述屏蔽层包括磁屏蔽层。
优选地，所述屏蔽层包括磁屏蔽层和铜屏蔽层，所述接收线圈嵌入放置于所述磁屏蔽层中，且所述接收线圈、磁屏蔽层和铜屏蔽层依次放置。
优选地，所述磁屏蔽层包括空心区域和实心区域，所述接收线圈嵌入放置于所述磁屏蔽层的实心区域。
优选地，所述电能接收端还包括整流电路和直流-直流电压转换电路，
所述整流电路和直流-直流电压转换电路的电子设备器件放置于所述磁屏蔽层的空心区域。
综上所述，依据本发明一种线圈结构和无线电能传输装置，通过将接收线圈嵌入放置到磁屏蔽层，并且设置线圈的表面与磁屏蔽等的表面齐平，可以在不影响接收线圈耦合能量的情况下最大程度减小接收端整体的厚度，有利用于芯片的集成。
附图说明
图1为磁共振式无线电能传输装置的示意框图；
图2A为现有技术中电能接收端的线圈的一种结构示意图；
图2B为图2A的侧视图；
图3A为现有技术中电能接收端的线圈的另一种结构示意图；
图3B为图3A的侧视图；
图4A所示为依据本发明的接收线圈的一种结构示意图；
图4B为图4A所示的侧视图；
图4C为图4A所示的剖视图；
图5所示为依据本发明的电能接收端的一种接收示意图。
具体实施方式
以下将结合附图详细说明本发明的一些优选实施例，但本发明不限于此。
参考图4所示为依据本发明的接收线圈的一种结构示意图，在发明实施例中，所述接收线圈应用于无线电能传输装置中，所述无线电能传输装置包括电能发射端和电能接收端，所述电能发射端接收高频交流电以在一定的范围内产生空间磁场；所述电能接收端包括接收线圈和屏蔽层，所述接收线圈感应所述空间磁场以获得相应的高频电压，所述高频电压经整流滤波处理后获得输出电压供给电子设备。这里，所述屏蔽层以磁屏蔽层为例，如图4中的磁片作为磁屏蔽层。
如图4所示，本实施方式中，所述接收线圈嵌入放置在所述屏蔽层中，且所述接收线圈的内表面贴合于所述磁屏蔽层放置，所述接收线圈的外表面裸露于所述磁屏蔽层的第一表面(如图4中的上表面)，所磁屏蔽层的第二表面(如下表面)贴合放置所述电子设备。
根据上述的放置方式，一方面不会影响接收线圈耦合空间磁场的能力，另一方面由于接收线圈和磁屏蔽层部分重合，可以降低整体的厚度，有利于将接收端集成到轻薄的电子设备中。
优选地，本实施例中，所述接收线圈的外表面与所述磁屏蔽层的第一表面齐平。如图4B所示的侧视图，接收线圈和磁屏蔽的表面齐平，即接收线圈和磁屏蔽的厚度H跟现有技术中的单个磁屏蔽的厚度是一样的，这样可以最大程度利用磁片的厚度，从而减小整体体积。
优选地，本实施例中，所述接收线圈放置于所述屏蔽层的内侧，所述接收线圈的外沿不超出所述屏蔽层的边界，即接收线圈完全置于带凹槽的磁片中。如图4C所示的剖视图，在降低整体厚度的同时，将接收线圈置于磁片内侧，这样，线圈的两侧都有磁片，相对于空气，磁力线更容易穿过磁片，因此，在接收线圈耦合能量的过程中，有利于保持磁路的通畅，更有利于磁场的耦合，从而提高能量传输效率。
再次参考图4，在本实施例中，所述磁屏蔽层包括空心区域和实心区域，所述接收线圈嵌入放置于所述磁屏蔽层的实心区域。电能接收端的磁片采用局部镂空的方式，由于空心区域中空气的磁阻大于磁片的磁阻，这样，在电能传输过程中，原边发射线圈激发的高频磁场磁力线不容易通过空心区域，可以使得在工作过程中原边的发射线圈的感值不容易受到磁阻的变化影响，感值保持稳定；此外，在接收线圈的下方区域尽量设置磁屏蔽层，以保证接收线圈和发射线圈的有效耦合，提高传输效率；并且，采用镂空的磁片作为磁屏蔽层，可以减轻接收端的重量。本领域技术人员可知，所述磁屏蔽的空心区域和实心区域的划分不限于上述图4中的结构图，还可以为其他合适的划分结构。依照本发明的思想所作的替换和修改都在本发明的保护范围之内。
需要说明的是，本领域技术人员可知，所述屏蔽层还可以为包括磁屏蔽层和铜屏蔽层，所述接收线圈嵌入放置于所述磁屏蔽层中，且所述接收线圈、磁屏蔽层和铜屏蔽层依次放置。
进一步地，参考图5为依据本发明的电能接收端的一种接收示意图。本实施例在图4所示实施例的基础上，所述电能接收端还包括整流电路和直流-直流电压转换电路，所述整流电路和直流-直流电压转换电路的电子设备器件放置于所述磁屏蔽层的空心区域。显然，将实现电能转换功能的电子元器件或部分电子元器件置于磁片的镂空区域内的电路板上，可以节省空间，更有利于集成到电子设备内部。
本发明还公开了一种线圈结构，包括线圈和屏蔽层，所述线圈嵌入放置在所述屏蔽层中，且所述线圈的内表面贴合于所述屏蔽层放置，所述线圈的外表面裸露于所述屏蔽层的第一表面。
优选地，所述线圈的外表面与所述屏蔽层的第一表面齐平。
优选地，所述线圈放置于所述屏蔽层的内侧，所述线圈的外沿不超出所述屏蔽层的边界。
优选地，所述屏蔽层包括磁屏蔽层。
优选地，所述屏蔽层包括磁屏蔽层和铜屏蔽层，所述线圈嵌入放置于所述磁屏蔽层中，且所述线圈、磁屏蔽层和铜屏蔽层依次放置。
优选地，所述磁屏蔽层包括空心区域和实心区域，所述线圈嵌入放置于所述磁屏蔽层的实心区域。
上述的线圈结构可以适用于任何需要集成的电路结构中，可以减小整体的厚度，有利于芯片的继承。
以上对依据本发明的优选实施例的一种线圈结构和无线电能传输装置进行了详尽描述，但关于该专利的电路和有益效果不应该被认为仅仅局限于上述所述的，公开的实施例和附图可以更好的理解本发明，因此，上述公开的实施例及说明书附图内容是为了更好的理解本发明，本发明保护并不限于限定本公开的范围，本领域普通技术人员对本发明实施例的替换、修改均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电能接收端，其特征在于，所述电能接收端包括：
屏蔽层，包括空心区域和实心区域，并且所述实心区域形成有凹槽；
接收线圈，嵌置于所述凹槽中，并且所述接收线圈的内表面贴合于所述凹槽的槽底放置，所述接收线圈的外表面裸露于所述屏蔽层的第一表面。
2.根据权利要求1所述的电能接收端，其特征在于，所述凹槽设置为由所述屏蔽层的第一表面向第二表面延伸形成的矩形槽；
所述空心区域设置为由所述凹槽的槽底向所述屏蔽层的第二表面延伸形成的矩形通孔，并且所述空心区域位于所述屏蔽层的中央位置处；
所述接收线圈环绕所述空心区域设置在凹槽中；
其中，所述第一表面与所述第二表面为所述屏蔽层上相对的两个面。
3.根据权利要求1所述的电能接收端，其特征在于，所述接收线圈的外表面与所述屏蔽层的第一表面齐平。
4.根据权利要求1所述的电能接收端，其特征在于，所述接收线圈放置于所述凹槽的两侧壁之间；
所述接收线圈的外侧沿不超出所述屏蔽层的外侧沿。
5.根据权利要求1所述的电能接收端，其特征在于，所述屏蔽层包括磁屏蔽层；
所述凹槽设置在所述磁屏蔽层上。
6.根据权利要求1所述的电能接收端，其特征在于，所述屏蔽层包括磁屏蔽层和铜屏蔽层；
所述凹槽设置在所述磁屏蔽层上；
所述接收线圈、磁屏蔽层和铜屏蔽层依次放置。
7.根据权利要求1所述的电能接收端，其特征在于，所述电能接收端还包括整流电路和直流-直流电压转换电路；
所述整流电路和直流-直流电压转换电路的电子设备器件放置于所述屏蔽层的空心区域中。
8.根据权利要求7所述的电能接收端，其特征在于，所述电能接收端还包括电路板；
所述电路板设置在所述空心区域中；
所述电子设备器件设置在所述电路板上。
9.一种无线电能传输系统，其特征在于，所述系统包括：
电能发射端，被配置为接收高频交流电以在一定的范围内产生空间磁场；以及
如权利要求1-8任一项所述的电能接收端；
其中，所述电能接收端被配置为感应所述空间磁场以获得相应的高频电压，并将对所述高频电压进行整流滤波处理后获得的输出电压供给电子设备。
10.根据权利要求9所述的无线电能传输系统，其特征在于，所述电能接收端还包括整流电路和直流-直流电压转换电路；
所述整流电路和直流-直流电压转换电路的电子设备器件放置于所述屏蔽层的空心区域中；
其中，所述接收线圈被配置为感应所述空间磁场以获得相应的高频电压；
所述整流电路和直流-直流电压转换电路被配置为将对所述高频电压进行整流滤波处理后获得的输出电压供给所述电子设备；
所述屏蔽层的第二表面被配置为贴合放置所述电子设备。
CN202110593977.9A 2016-08-22 2016-08-22 一种线圈结构和无线电能传输装置 Pending CN113364142A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110593977.9A CN113364142A (zh) 2016-08-22 2016-08-22 一种线圈结构和无线电能传输装置

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610704220.1A CN107768121A (zh) 2016-08-22 2016-08-22 一种线圈结构和无线电能传输装置
CN202110593977.9A CN113364142A (zh) 2016-08-22 2016-08-22 一种线圈结构和无线电能传输装置

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610704220.1A Division CN107768121A (zh) 2016-08-22 2016-08-22 一种线圈结构和无线电能传输装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN113364142A true CN113364142A (zh) 2021-09-07

Family

ID=61264634

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610704220.1A Pending CN107768121A (zh) 2016-08-22 2016-08-22 一种线圈结构和无线电能传输装置
CN202110593977.9A Pending CN113364142A (zh) 2016-08-22 2016-08-22 一种线圈结构和无线电能传输装置

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610704220.1A Pending CN107768121A (zh) 2016-08-22 2016-08-22 一种线圈结构和无线电能传输装置

Country Status (1)

Country Link
CN (2) CN107768121A (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108511174A (zh) 2017-12-25 2018-09-07 宁波微鹅电子科技有限公司 一种线圈模组、无线电能发射电路及接收电路
CN108447674A (zh) * 2018-04-28 2018-08-24 深圳市信维通信股份有限公司 一种无线充电收发模组制备工艺及无线充电收发模组
CN111009383B (zh) * 2018-10-08 2020-12-29 台达电子工业股份有限公司 无线电能传输模组及其安装方法
CN109215992B (zh) 2018-10-08 2020-04-28 台达电子工业股份有限公司 磁性组件及包含该磁性组件的无线电能传输装置
CN114171293B (zh) * 2020-09-10 2024-04-23 北京小米移动软件有限公司 线圈组件及终端

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101681719A (zh) * 2007-06-20 2010-03-24 松下电工株式会社 非接触电力传输设备和制造其二次侧的方法
CN102789950A (zh) * 2011-05-17 2012-11-21 因特瓦克公司 用于等离子体应用的大面积icp源
US20130038278A1 (en) * 2011-08-08 2013-02-14 Samsung Electronics Co., Ltd. Portable terminal having a wireless charger coil and an antenna element on the same plane
WO2014178645A1 (ko) * 2013-04-30 2014-11-06 (주)씨제이텍 무선충전기용 수신부 안테나 제조방법 및 이를 이용해 제조된 무선충전기용 수신부 안테나
CN104518552A (zh) * 2013-09-27 2015-04-15 西门子公司 用于感应式无线输出能量的充电装置
CN105050372A (zh) * 2015-09-09 2015-11-11 宁波微鹅电子科技有限公司 一种电磁屏蔽层及具有电磁屏蔽层的无线电能传输装置
CN105101767A (zh) * 2015-07-02 2015-11-25 宁波微鹅电子科技有限公司 电磁屏蔽结构及具有电磁屏蔽结构的电能传输装置
US20150364938A1 (en) * 2014-06-13 2015-12-17 Google Inc. Three-Dimensional Wireless Charging Coil
CN105375649A (zh) * 2015-12-13 2016-03-02 宁波微鹅电子科技有限公司 一种具有无线电能接收结构的集成电路及集成方法
CN105406609A (zh) * 2015-12-09 2016-03-16 宁波微鹅电子科技有限公司 一种电能接收结构及无线电能接收模块

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5425539B2 (ja) * 2009-01-27 2014-02-26 パナソニック株式会社 非接触電力伝送システム

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101681719A (zh) * 2007-06-20 2010-03-24 松下电工株式会社 非接触电力传输设备和制造其二次侧的方法
CN102789950A (zh) * 2011-05-17 2012-11-21 因特瓦克公司 用于等离子体应用的大面积icp源
US20130038278A1 (en) * 2011-08-08 2013-02-14 Samsung Electronics Co., Ltd. Portable terminal having a wireless charger coil and an antenna element on the same plane
WO2014178645A1 (ko) * 2013-04-30 2014-11-06 (주)씨제이텍 무선충전기용 수신부 안테나 제조방법 및 이를 이용해 제조된 무선충전기용 수신부 안테나
CN104518552A (zh) * 2013-09-27 2015-04-15 西门子公司 用于感应式无线输出能量的充电装置
US20150364938A1 (en) * 2014-06-13 2015-12-17 Google Inc. Three-Dimensional Wireless Charging Coil
CN105101767A (zh) * 2015-07-02 2015-11-25 宁波微鹅电子科技有限公司 电磁屏蔽结构及具有电磁屏蔽结构的电能传输装置
CN105050372A (zh) * 2015-09-09 2015-11-11 宁波微鹅电子科技有限公司 一种电磁屏蔽层及具有电磁屏蔽层的无线电能传输装置
CN105406609A (zh) * 2015-12-09 2016-03-16 宁波微鹅电子科技有限公司 一种电能接收结构及无线电能接收模块
CN105375649A (zh) * 2015-12-13 2016-03-02 宁波微鹅电子科技有限公司 一种具有无线电能接收结构的集成电路及集成方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN107768121A (zh) 2018-03-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN113364142A (zh) 一种线圈结构和无线电能传输装置
EP2546999B1 (en) Wireless power transmitting device for wireless power communication system
US10103581B2 (en) Wireless power transmission system
US9805862B2 (en) Electronic component, power feeding apparatus, power receiving apparatus, and wireless power feeding system
CN207925287U (zh) 一种线圈模组、无线电能发射电路及接收电路
DK2867976T3 (en) Remote miniature battery charging systems with low power consumption and methods
US9948202B2 (en) Transformer module, power reception device and power transmission device
JP6938911B2 (ja) 装置
JP6063719B2 (ja) 無線電力伝送装置
US20170324281A1 (en) Wireless power trnsfer device
JP2002353050A (ja) Ａｃアダプター
JP2011211859A (ja) 電源装置
CN112688439A (zh) 一种无线电能传输装置
CN110323837B (zh) 线圈单元、无线供电装置、无线受电装置、无线电力传输系统
CN103617879A (zh) 变压器结构及其适用的整流电路
US9742307B2 (en) Rectifying circuit for high-frequency power supply
WO2020189351A1 (ja) 非接触給電装置
KR20120135737A (ko) 공진 코일 및 이를 이용한 무선 전력 전송 장치
WO2008156489A1 (en) Wireless electrical charging system
KR101294581B1 (ko) 무선전력 전달장치 및 단말기
KR100522914B1 (ko) 전자기파 수신용 고효율 유도코일 및 이를 이용한 전력 변환 장치
KR101810869B1 (ko) 무선 전력 전송용 코일 및 무선 전력 송수신 시스템
KR101327024B1 (ko) 무선전력 송신장치 및 무선전력 전송 시스템
WO2020195587A1 (ja) 電力伝送装置
KR20130068646A (ko) 무선전력 송신장치 및 무선전력 전송 시스템

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination