CN1362770A - 一种无触点的充电器 - Google Patents
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Abstract
一种无触点的充电器。包含蓄电池的电池驱动电子装置放置在电源部分,电源部分的电能通过无触点的充电器提供。无触点的充电器包括初级线圈和次级线圈,初级线圈通过电磁感应提供能量给次级线圈,初级和次级线圈设置成互相面对,其间有一壳体。初级线圈包括两端各有一分支部分的U形磁心和围绕U形磁心的分支部分的绕组。次级线圈包括两端各有一分支部分的U形磁心和围绕U形磁心的共同部分的绕组。U初级线圈的磁性分支的截面积大于次级线圈的磁性分支的截面积。
Description
技术领域
本发明涉及一种无触点的充电器，该充电器利用电磁感应在相互独立的初级和次级线圈之间传输电能。
背景技术
无触点的充电器包括独立地固定在壳体内的初级回路和次级回路，能够从初级回路向次级回路有效地传输大量的电能。实现电能传输的一个重要因素是增加磁传输效率。
增加磁传输效率的一个传统方法是将U形磁心用于初级和次级线圈。线圈是分开的并缠绕在两端的磁性分支上。这样就增加了在相对的磁心部分的磁性分支表面的尺寸和增加了线圈的相对表面。
考虑到磁传输效率，增加磁心的截面积和次级回路的线圈是有效的。然而，由于对小型化和便携装置的要求，对截面尺寸有限制，对磁心的尺寸和固定在次级壳体的线圈也有限制。因而限制了可以传输的能量。图4显示了传统的小型便携式无触点的充电器。
图4中，参考标号A代表了初级线圈，参考标号B代表了次级线圈。参考标号11代表初级线圈A的一部分壳体，标号12代表用于初级线圈A的U形磁心，参考标号13代表了围绕初级线圈A的U形磁心12的磁性分支的绕组。参考标号14代表了次级线圈B的一部分壳体，参考标号15代表了用于次级线圈B的U形磁心，参考标号16代表了围绕次级线圈B的U形磁心15的磁性分支的绕组。初级线圈A和次级线圈B的形成是通过围绕磁心12和15的各端的磁分支的绕组13和16。磁分支设置成互相面对，其间有壳体11和14。
图5显示了这种结构的磁通量的分布，图中使用了与图4相同的参考标号。
在图5中，磁通量在初级线圈A中产生，沿U形磁心12各端的磁分支12a和12b和次级线圈B的U形磁心15各端的磁分支15a和15b组成封闭磁路，将能量传输到次级线圈B，
一种可以想到的改进初级线圈A和次级线圈B之间磁耦合的方法是增加初级线圈A和次级线圈B的磁心12和15的磁分支12a，12b，15a，15b的截面积，以便从初级线圈A传输尽可能多的磁通量到次级线圈。在初级线圈A各端的磁分支12a和12b(开口侧)之间的距离也要增加以防止磁通量通过次级线圈B，这可减少直接返回初级线圈A的磁通量x(漏磁)。
然而，由于绕组16围绕次级线圈B的U形磁心15各端的磁分支15a和15b，要考虑到为绕组16提供空间。由于这个原因，在必须小而薄的便携式电子装置中增加磁分支15a和15b的截面积和U形磁心15各端的磁分支15a和15b之间的距离是非常困难的。
发明内容
本发明的目的是提供一种无触点充电器，其中次级线圈可以制作的小而薄，并增加了磁传输效率。
为了实现上述目的，本发明提供了一种无触点充电器，包含蓄电池的电池驱动电子装置设置在电源部分，电源部分的电能通过无触点充电器提供。无触点充电器包括通过电磁感应提供能量的初级线圈和接受能量的次级线圈。初级和次级线圈设置成互相面对并有壳体位于其间；初级线圈包括在各端有磁分支的U形磁心和围绕磁分支的绕组；次级线圈包括在各端有磁分支的U形磁心和围绕U形磁心的共同磁心部分的绕组；初级线圈的磁分支的截面积大于次级线圈的磁分支的截面积。
在次级线圈，磁心的磁分支的开口端之间的距离大于共同磁心部分。在初级线圈，磁心的磁分支截面积的底部的宽度比顶部大。因此，初级线圈产生的磁通量可有效地提供给次级线圈。
另外，编织金属丝用作初级和次级线圈中至少一个的绕组材料。
根据本发明的无触点充电器，包含蓄电池的电池驱动电子装置设置在电源部分，电源部分的电能通过无触点充电器提供。无触点充电器包括初级线圈和次级线圈。初级线圈通过电磁感应向次级线圈提供能量，初级和次级线圈设置成互相面对并有壳体位于其间。初级线圈包括在各端有磁分支的U形磁心和围绕磁分支的绕组；次级线圈包括在各端有磁分支的U形磁心和围绕U形磁心的共同磁心部分的绕组；初级线圈的磁分支的截面积大于次级线圈的磁分支的截面积。
在次级线圈，磁心的磁分支的开口端之间的距离大于共同磁心部分。在初级线圈，磁心的磁分支截面积底部的宽度比顶部大。因此，次级线圈可以做的小、轻、薄并可得到所要的能量。
另外，通过编织一束金属丝得到的编织金属丝包括多个绝缘的单丝，故金属丝的位置在内侧和外侧交替变化。编织金属丝被用作初级和次级线圈中的至少一个的绕组材料。这样，当一个线圈产生的磁通量与另一个线圈的绕组相交并且没有通过线圈的磁心时，另一线圈的涡流造成的损耗可以减少，有助于减少次级线圈的损耗和提供所要求的能量。
附图说明
图1是本发明的无触点充电器的实施例的截面图；
图2是本发明的无触点充电器的另一实施例的截面图；
图3是本发明的无触点充电器的又一实施例的截面图；
图4是传统的无触点充电器的截面图；和
图5显示传统的无触点充电器的磁通量分布。
具体实施方式
参考图1-3对本发明的无触点充电器进行说明，图1-3中相同的部件用相同的参考标号代表。
图1是本发明的无触点充电器的实施例的截面图。
在图1，参考标号A代表初级线圈。参考标号B代表次级线圈。在初级线圈A，参考标号1代表壳体，标号2代表U形磁心，标号2a和2b代表在U形磁心各端的磁分支，标号3代表围绕各端的磁分支的绕组。在次级线圈B，标号4代表壳体，标号5代表U形磁心。标号5a和5b代表在U性磁心各端的磁分支，标号6代表围绕各端的磁分支5a和5b的共同部分的绕组。
由于初级线圈A设置在台子或类似结构上，可以大于次级线圈B。U形磁心2的截面积H1在围绕各端的磁分支2a和2b的绕组3之前是增大的。便携的次级线圈B可以由人携带。为了使其尽可能的小，U形磁心5的截面积H2减小，绕组6围绕共同磁心部分。磁分支5a和5b之间的距离与初级线圈A各端的磁分支2a和2b之间的距离相配合。这样磁轴是平齐的。将绕组6缠绕在磁分支之间有较宽距离的薄U形磁心5的共同磁心上，充电器可以做的小而薄。
初级线圈A各端的磁分支2a和2b和次级线圈B各端的磁分支5a和5b设置成互相面对，壳体1和4位于其间。
因此，通过在次级线圈中使用小、轻、薄的U形磁心2，整个结构更加轻，并可以用于便携电子装置。
图2显示了本发明的无触点充电器的另一实施例的截面图。在图2中，次级线圈B使用了U形磁心7，磁分支7a和7b的开口端之间的距离L2大于共同磁心基部之间的距离L1。为了减少直接返回初级线圈A的磁心2的磁通量(漏磁通)，又不允许初级线圈A产生的磁通量进入次级线圈B的磁心7，初级线圈A的磁分支2a和2b之间的距离增大且磁轴是对齐的。这样可增加磁传输效率和使充电器变的小、轻、薄。
图3是本发明的无触点充电器的又一实施例的截面图。
在图3，初级线圈A使用了U形磁心8，其两端的磁分支8a和8b的截面积经过调整使顶部S2窄于基部S1。缠绕绕组9以便固定磁心8，磁通量的流向限制在朝向开口端，因此减少了直接流向初级线圈A的磁通量(漏磁通)并使初级线圈A产生的磁通不能进入次级线圈B的磁心5，通过缩小流向磁心8的开口端的磁通量增加了磁传输效率。
此外，在上述各个实施例中，通过编织一束金属丝得到的编织金属丝包括多根绝缘的单根金属丝，所以金属丝的位置在内侧和外侧交替地变化。编织金属丝被用作初级和次级线圈中的至少一个的绕组材料。因此当一个线圈产生的磁通量相交另一个线圈的绕组且不通过另一线圈的磁心时，可减少另一线圈的涡流产生的损耗，并帮助减少次级线圈的损耗和提供所要求的能量。
本发明的无触点充电器并不限于上面介绍的实施例。例如，U形磁心的截面形状可制成圆的、正方的、多边形的等等。另外，通过编织一束金属丝制得的编织金属丝包括多根绝缘的单个金属丝，故金属丝的位置在内侧和外侧交替变化。编织金属丝被用作初级和次级线圈中的一个的绕组材料。由单根金属丝构成的成束金属丝(辫编线、绞合线等)编织出的复杂的成束金属丝是可接受的替代物。
如上所述，根据本发明的无触点充电器包括初级线圈和次级线圈。初级和次级线圈带有U形磁心，磁心的各端有磁分支。围绕初级线圈的磁分支设有绕组，围绕次级线圈的共同磁心部分设有绕组，因此使得次级线圈小、薄、轻。这样使整体结构变轻和便于用于便携电子装置。通过改变初级和次级线圈的互相面对的U形磁心的磁分支的形状，可以在提供初级线圈产生的磁通的同时减少到达次级线圈的漏磁通并增加磁传输效率。
Claims (4)
1.一种无触点的充电器，包含蓄电池的电池驱动电子装置放置在电源部分，所述电源部分的电能通过所述无触点的充电器提供，所述无触点的充电器包括：
初级线圈和次级线圈，所述初级线圈通过电磁感应提供能量给所述次级线圈，所述初级和次级线圈设置成互相面对，其间有一壳体；所述初级线圈包括两端各有一分支部分的U形磁心和围绕所述U形磁心的所述分支部分的绕组；所述次级线圈包括两端各有一分支部分的U形磁心和围绕所述U形磁心共同部分的绕组；所述初级线圈的磁性分支的截面积大于所述次级线圈的磁性分支的截面积。
2.根据权利要求1所述的无触点的充电器，其特征在于，在所述次级线圈，所述磁心的磁性分支开口端之间的距离大于磁心的共同部分。
3.根据权利要求1所述的无触点的充电器，其特征在于，在所述初级线圈，所述磁心的磁性分支的截面积的底部要比顶部宽。
4.根据权利要求1所述的无触点的充电器，其特征在于，所述初级和次级的线圈中至少一个的绕组材料是编织金属丝。
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