CN203504792U - 防电磁泄漏的线圈装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种防电磁泄漏的线圈装置，所述装置包括线圈支架，绕制于所述线圈支架上的线圈，导磁部件和金属屏蔽板，其中，所述线圈绕制于线圈支架的第一表面上，在所述线圈支架第一表面相对的第二表面和金属屏蔽板之间放置所述导磁部件，所述导磁部件包括磁条或者磁片。该装置使得线圈绕组产生的电磁场更加集中在工作区域，减小电磁波泄漏，增强系统稳定性，同时降低线圈绕组温升，增大了线圈绕制精度并节省线材。

Description

防电磁泄漏的线圈装置

技术领域

本实用新型涉及一种防电磁泄漏的线圈装置。

背景技术

无线电力传输系统中，线圈装置利用电磁感应原理以电磁波的形式在一定距离传递能量，工作频率一般工作在几十千赫兹到上百千赫兹，属于极低频段。在线圈装置工作时，周围会产生极低频电场和磁场，若不能对其进行有效屏蔽，会对一定范围内的环境空间造成电磁污染。

目前普遍应用的线圈装置一般是采用线圈绕组以疏绕的方式绕制在线圈支架上，在线圈绕组下方装配了若干磁条的结构。磁条用以聚合磁力线，且在一定程度上对电磁波进行了屏蔽。由于线圈绕组产生的磁场较强，磁条分布过于分散，此线圈结构并不能有效的屏蔽电磁波。当有金属物体靠近该线圈装置时，金属物体内会产生感应涡流而发热，温升较为严重。同时，采用该线圈装置的无线电力传输系统抗干扰性能差。由于无线电力传输系统对参数控制有着严格的要求，金属或磁性材料物体的靠近会改变上述线圈绕组参数，因而使系统容易受到影响甚至损坏。而且为了达到足够的电感量，上述线圈绕组和骨架较大，不利于产品轻薄化设计且成本较高。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种防电磁泄漏的线圈装置，以解决由于磁条分布过于分散导致电磁波泄漏、抗干扰能力差及成本高的问题。

为达到上述目的，本实用新型是通过以下技术方案来实现的：

一种防电磁泄漏的线圈装置，所述线圈装置包括线圈支架，绕制于所述线圈支架上的线圈，导磁部件和金属屏蔽板，

其中，所述线圈绕制于线圈支架的第一表面上，在所述线圈支架第一表面相对的第二表面和金属屏蔽板之间放置所述导磁部件，

所述导磁部件包括磁条或者磁片。

进一步地，所述线圈支架的第一表面上设置有多个环形凹槽，每个凹槽至少在一处断开，线圈沿所述凹槽绕制于线圈支架上，所述每一个凹槽是由两个相邻的设置于第一表面上的凹槽壁形成的容纳空间，所述容纳空间的宽度为至少一个线径的宽度。

进一步地，所述多个环形凹槽呈同心圆方式分布，所述凹槽中仅限直径最小的凹槽在圆心一侧的凹槽壁在圆周上呈封闭结构。

进一步地，所述线圈支架的第二表面上设置有多个呈辐射状分布的磁条卡槽，用于放置相应的磁条。

进一步地，所述线圈支架的第二表面上设置有磁片卡槽，磁片平铺于所述磁片卡槽内。

进一步地，所述线圈支架的第一表面上设置有多个卡扣，用于在凹槽断开处固定沿所述凹槽绕制的线圈。

进一步地，所述线圈支架的第二表面上设置有多个圆柱形端子，所述金属屏蔽板上设置有多个圆孔，所述圆孔与圆柱形端子对应，所述圆柱形端子用于固定金属屏蔽板。

进一步地，所述金属屏蔽板的侧边缘附加有金属屏蔽部件。

进一步地，所述线圈支架包括圆形支架和多边形支架。

进一步地，所述导磁部件采用软磁铁氧体材料的磁条或磁片；所述金属屏蔽板采用非铁磁性金属材料的金属板。

本实用新型的技术方案，使得线圈绕组产生的电磁场更加集中在工作区域，减小电磁波泄漏，增强系统稳定性，同时降低线圈绕组温升，增大了线圈绕制精度并节省线材。

附图说明

图1为本实用新型第一实施例提供的防电磁泄漏的线圈装置的示意图；

图2为本实用新型第一实施例所述的线圈支架第一表面的示意图；

图3为本实用新型第一实施例所述的线圈支架第二表面的示意图；

图4为本实用新型第一实施例所述的金属屏蔽板的示意图；

图5为本实用新型第一实施例所述的金属屏蔽板另一种形式的示意图；

图6为本实用新型第二实施例提供的防电磁泄漏的线圈装置的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

图1为本实用新型第一实施例提供的防电磁泄漏的线圈装置的示意图。如图1所示，所述线圈装置包括线圈支架1，绕制于所述线圈支架上的线圈（图中未示出），导磁部件2和金属屏蔽板3，其中，所述线圈绕制于线圈支架1的第一表面上，，在与所述线圈支架1第一表面相对的第二表面和金属屏蔽板3之间放置所述导磁部件2，本实施中所述导磁部件2包括磁条。

本实施所述的线圈装置，使得线圈绕组产生的电磁场更加集中在工作区域，减小电磁波泄漏，增强系统稳定性。

图2为本实用新型第一实施所述的线圈支架第一表面的示意图。如图2所示，本实施例中，线圈支架为圆形支架，线圈支架分成两个表面，将有线圈的面称为第一表面，将线圈所在表面相对的另一面称为第二表面。在所述第一表面上设置有多个呈同心圆方式的直径不同的凹槽5，所述每一个凹槽是由两个相邻的设置于第一表面上的凹槽壁形成的容纳空间，所述容纳空间的宽度为至少一个线径的宽度。所述凹槽中只有直径最小的凹槽在靠近圆心一侧的凹槽壁在圆周上呈封闭结构。在所述第一表面上形成的凹槽中，每一个凹槽至少存在一处断开，凹槽上断开的位置以便于线圈绕制时从一个凹槽过渡到另一凹槽。在所述凹槽断开位置，对于每个同心圆凹槽断开的长度在同一位置按照扇形向外辐射。这样在所述线圈支架第一表面上形成多个断续连接的无凹槽扇形区域。其中，对于凹槽上断开位置、形状等可以根据实际情况进行设置。

所述多个凹槽宽度可以根据实际情况进行设置，优选地，所述多个呈同心圆方式的直径不同的凹槽5等宽度设置。当需要按照不等间距绕制线圈时，只需要跳过符合要求间距的多个等宽度凹槽即可。其中，所述凹槽中的一部分凹槽至少在两处断开，这样在所述线圈支架第一表面上形成多个断续连接的无凹槽部分。

在所述凹槽上绕制线圈时，具体绕线方法如下：线圈采用一条多股漆包线，沿着直径最小的凹槽依次过渡到直径最大的凹槽，即从线圈支架上设置的最内侧的凹槽依次向直径递增的凹槽绕制。其中，每个凹槽绕制线圈的方式为：从凹槽底部开始向上沿着凹槽的轴线方向螺旋绕制直至该凹槽缠满。每个凹槽中线圈绕制方向相同。优选地，每个凹槽内只允许绕制一条线径的线圈，将一条多股漆包线以螺旋缠绕的方式在凹槽中叠置直至线圈缠满该凹槽。

这里只是以一条漆包线绕制的方式进行了说明。当所述线圈支架上需要绕制两条或两条以上的漆包线时，所述凹槽的宽度应为可以容纳至少两条漆包线线径的宽度。绕制方法与一条漆包线绕制方法相同。

这里需要说明的是，沿线圈支架上的凹槽呈立体螺旋管状紧密绕制，绕制层数及匝数根据线圈感量参数计算得出。凹槽可容纳漆包线的条数可以根据实际情况选择，如果需要容纳多条漆包线时，可以增加凹槽的宽度，或者在缠绕时将线圈叠加缠绕。

此外，在所述第一表面上还设置有多个卡扣4，所述卡扣4设置在线圈支架表面上同心圆凹槽按照扇形向外辐射的断开位置，在将线圈沿着所述凹槽进行绕制后，通过所述卡扣将线圈进行固定，线圈的引出端与线圈支架上的接线端子连接。

图3为本实用新型第一实施例所述的线圈支架第二表面的示意图。如图3所示，将与线圈所在面相对的面称为第二表面。本实施例中，所述第二表面上设置有多个呈辐射状分布的磁条卡槽6，用于放置相应的磁条。本领域技术人员容易知道，对于线圈装置中磁条的形状存在多种类型，如长条形、三角形、扇形、梯形等，因此，所述磁条卡槽的形状应该与磁条的形状相匹配，即磁条卡槽的形状根据磁条的类型进行设置。本实施例中优选高导磁材料的磁条，所述高导磁材料包括软磁铁氧体材料，例如锰锌铁氧体、锌铬铁氧体和镍锌铁氧体等，分布于线圈下方，能够封闭大部分磁力线，减少线圈装置下方电磁波的泄漏。

为了保证更好的封闭大部分磁力线，在设置磁条卡槽时尽量将磁条设置的密集些，但是也要使磁条间保持适度的间距。如图3所示出的结构，这里选择两种规格的磁条，一种是长度比较长的磁条，另一种是相较于第一种磁条短一些的磁条。第一种规格的磁条在整个第二表面上按照辐射状进行分布，优选的，两条磁条间形成的夹角相同。然后将所述第二种规格的较短点的磁条在上述两磁条形成的夹角间也按照辐射状进行分布，同时，保证第二种规格的磁条放置于两条第一种规格的磁条形成的夹角中间位置，即第二种规格的磁条与相邻两条第一种规格的磁条形成的夹角相同。依次类推，根据实际情况可以设置更多磁条。

本实施例的磁条分布结构，能够有效防止电磁波通过磁条间隙向外泄露。这里需要说明的是，对于磁条卡槽形状、大小等的设置并没有严格的限制，可根据实际需要进行设置。

此外，在所述线圈支架的第二表面上还设置有多个圆柱形端子7，所述圆柱形端子用于固定金属屏蔽板。所述圆柱形端子在线圈支架第二表面的位置可以根据实际情况进行选择。例如可以设置在磁条卡槽上，此时，设置的圆柱形端子不能影响相应磁条放入磁条卡槽。对于圆柱形端子的高度、直径等属性的设置并没有严格的要求，可根据实际情况进行选择。

这里需要说明的是，本实施例只是以圆形的线圈支架为例进行了说明，而对于线圈支架的形状并没有严格的限制，在实际使用中，根据实际需要对线圈支架形状、大小等做适当调整，都涵盖在本实用新型思想的范围内。

图4为本实用新型第一实施例所述的金属屏蔽板的示意图。如图4所示，所述金属屏蔽板8安装于磁条下方。所述金属屏蔽板主要用于进行磁场隔离和电场屏蔽。本实施例中金属屏蔽板8采用圆盘形金属板。金属屏蔽板8采用非铁磁性金属材料的金属板，例如铝板等。在所述金属屏蔽板8上设置有多个圆孔9，所述圆孔与图3线圈支架第二表面上的圆柱形端子7对应，通过线圈支架第二表面上的圆柱形端子7固定于线圈支架上。

在实际应用中，为了减小磁力线从线圈支架侧边泄漏，本实施例中还可以在所述圆盘形金属屏蔽板8的侧边缘附加金属屏蔽部件。本实施例中在圆盘形金属屏蔽板8的侧边缘附加金属屏蔽环10，所述金属屏蔽环10采用非铁磁性金属材料的金属，如铝等。所述金属屏蔽环10的在所述圆盘形金属板侧边缘圆周上呈封闭结构。当然根据实际应用需要，所述侧边缘附加的金属屏蔽部件也可能只是金属屏蔽还上的一个或多个圆弧，而且，对于所述金属屏蔽部件的厚度、高度等可根据实际情况进行设置。

图5为本实用新型第一实施例所述的金属屏蔽板另一种形式的示意图。如图5所示，本实施例中金属屏蔽板11采用多边形金属板，金属屏蔽板11采用非铁磁性金属材料的金属板，例如铝板等。所述多边形的形状可以为规则多边形或者不规则多边形，具体可根据实际情况进行设置。这里需要说明的是，本实施例所述的金属屏蔽板只是为了适应不同的产品结构做出的调整，对于整个技术方案实现的效果与图4所示结构是相同的。

为了减小磁力线从线圈支架侧边泄漏，本实施例中还可以在所述多边形金属屏蔽板11的侧边缘附加金属屏蔽部件12，所述金属屏蔽部件12采用非铁磁性金属材料的金属，如铝等。所述金属屏蔽部件12为位于整个多边形金属屏蔽板的侧边缘的封闭结构或者只是位于侧边缘上的部分金属板，所述金属屏蔽部件的厚度、高度、位置等可根据实际情况进行设置。此外，为了将金属屏蔽板与线圈支架固定，本实施例中可以在所述金属屏蔽板11上还设置有多个圆孔（图中未示出），所述圆孔与线圈支架第二表面上的圆柱形端子7对应，通过线圈支架第二表面上的圆柱形端子7固定于线圈支架上。

图4和图5只是两种具体实施例的金属屏蔽板的结构，是为了适应不同的产品结构做出的调整。在实际应用中，由于导磁部件引起的磁力线分布差异，对于金属屏蔽板的形状、结构等作出的适当调整都属于本实用新型的范围内。

本方案中所述防电磁泄漏的线圈装置，一方面能够保证漆包线规则的进行绕制，在工业化生产中提高了线圈装置的绕制精度；另一方面能够保证漆包线每匝之间留有足够的气隙，利于空气流通，有效地降低了线圈温升。

图6为本实用新型第二实施例提供的防电磁泄漏的线圈装置的示意图。如图6所示，所述线圈装置包括线圈支架13，绕制于所述线圈支架上的线圈（图中未示出），导磁部件14和金属屏蔽板15，其中，所述线圈绕制于线圈支架的第一表面上，在与所述线圈支架13第一表面相对的第二表面和金属屏蔽板15之间放置所述导磁部件14，本实施中所述导磁部件14采用磁片。

本实施例中，所述线圈支架采用多边形支架，在所述多边形支架第二表面上设置有磁片放置区域，磁片平铺在所述磁片放置区域内。这里需要说明的是，对于磁片卡槽形状、大小等的设置并没有严格的限制，可根据实际需要进行设置。优选地，磁片选择高导磁材料的磁片，所述高导磁材料包括软磁铁氧体材料，例如锰锌铁氧体、锌铬铁氧体和镍锌铁氧体等。

为了适应产品结构需要，本实施例中金属屏蔽板15选择多边形的金属板，金属屏蔽板15采用非铁磁性金属材料的金属板，例如铝板等。为了减小磁力线从线圈支架侧边泄漏，本实施例中还可以在所述多边形金属屏蔽板15的侧边缘附加金属屏蔽部件，所述金属屏蔽部件采用非铁磁性金属材料的金属，如铝等。所述金属屏蔽部件为位于整个多边形金属屏蔽板的侧边缘的封闭结构或者只是位于侧边缘上的部分金属板，所述金属屏蔽部件的厚度、高度、位置等可根据实际情况进行设置。

本实施例所述的防电磁泄漏的线圈装置，适用于对线圈散热要求不高的情况下，所述结构能够有效防止电磁波通过磁条间隙向外泄露。

图6所示线圈装置中线圈支架以多边形为例进行了说明，在实际应用中，线圈支架可根据实际需要进行设计。当然由于线圈支架本身形状上的差异，所述线圈支架第一表面上凹槽的设置及线圈的绕制方式与实施例一所述的方式相同或相似，也可以采用现有的普通线圈绕制方式绕制。

此外，图1实施例中卡扣设置、圆柱形端子设置及金属板圆孔设置的结构可根据产品结构需要进行调整。

由高导磁率磁条和高电导率金属屏蔽板组成的电磁屏蔽装置不仅能够有效地减少线圈装置向周围空间的电磁泄漏，保证无线电力传输系统产生的较强电磁场不对周围环境人体、电子产品及带有金属物体的产品造成干扰或损坏；同时也提高了线圈装置本身的抗干扰能量，增强系统稳定性，避免了因金属或磁性物体靠近线圈装置而造成的系统不稳定甚至损坏。由于高导磁性磁条能够增大线圈装置的电感量，在线圈装置设计时可以减少线圈绕组并减小线圈骨架，不仅能够降低成本，并能够使产品设计体积更小，更加轻薄化。

当线圈产生的磁场变化时，所述的防电磁泄漏的线圈装置内部感应出涡流，产生与原来磁通方向相反的磁通，使得线圈绕组产生的电磁场更加集中在工作区域，减小电磁波泄漏，增强系统稳定性，同时降低线圈绕组温升，增大了线圈绕制精度并节省线材。

上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种防电磁泄漏的线圈装置，其特征在于，所述线圈装置包括线圈支架，绕制于所述线圈支架上的线圈，导磁部件和金属屏蔽板， 

其中，所述线圈绕制于所述线圈支架的第一表面上，在所述线圈支架第一表面相对的第二表面和金属屏蔽板之间放置所述导磁部件， 

所述导磁部件包括磁条或者磁片。 

2.根据权利要求1所述的防电磁泄漏的线圈装置，其特征在于，所述线圈支架的第一表面上设置有多个环形凹槽，每个凹槽至少在一处断开，线圈沿所述凹槽绕制于线圈支架上，所述每一个凹槽是由两个相邻的设置于第一表面上的凹槽壁形成的容纳空间，所述容纳空间的宽度为至少一个线径的宽度。 

3.根据权利要求2所述的防电磁泄漏的线圈装置，其特征在于，所述多个环形凹槽呈同心圆方式分布，所述凹槽中仅限直径最小的凹槽在圆心一侧的凹槽壁在圆周上呈封闭结构。 

4.根据权利要求1至3之一所述的防电磁泄漏的线圈装置，其特征在于，所述线圈支架的第二表面上设置有多个呈辐射状分布的磁条卡槽，用于放置相应的磁条。 

5.根据权利要求1至3之一所述的防电磁泄漏的线圈装置，其特征在于，所述线圈支架的第二表面上设置有磁片卡槽，磁片平铺于所述磁片卡槽内。 

6.根据权利要求2或3所述的防电磁泄漏的线圈装置，其特征在于，所述线圈支架的第一表面上设置有多个卡扣，用于在凹槽断开处固定沿所述凹槽绕制的线圈。 

7.根据权利要求6所述的防电磁泄漏的线圈装置，其特征在于，所述线圈支架的第二表面上设置有多个圆柱形端子，所述金属屏蔽板上设置有多个圆孔，所述圆孔与圆柱形端子对应，所述圆柱形端子用于固定金属屏蔽板。 

8.根据权利要求7所述的防电磁泄漏的线圈装置，其特征在于，所述金属屏蔽板的侧边缘附加有金属屏蔽部件。 

9.根据权利要求1所述的防电磁泄漏的线圈装置，其特征在于，所述线圈支架包括圆形支架和多边形支架。 

10.根据权利要求1所述的防电磁泄漏的线圈装置，其特征在于，所述导磁部件采用软磁铁氧体材料的磁条或磁片；所述金属屏蔽板采用非铁磁性金属材料的金属板。 

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