CN206516463U - 用于使非整数数目的绕组能够在电感器上提供的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种用于使非整数数目的绕组能够在电感器上提供的装置。所述装置包括适于于邻近电感器的磁性或可磁化芯定位的一般平面元件。所述元件具有优选为槽形式的线引导器，所述线引导器包括从所述元件的周边边缘朝向其中心轴延伸，但不到达所述中心轴的第一线引导部分，并且包括第二线引导部分，其从所述第一线引导部分延伸以至少部分地围绕所述中心轴延伸。所述线引导器使电感器线圈线的末端能够结合在一起以离开电感器，并且还使非整数数目的绕组能够缠绕在电感器的磁性或可磁化芯上。

Description

用于使非整数数目的绕组能够在电感器上提供的装置

技术领域

本实用新型涉及一种用于使非整数数目的绕组能够在电感器上形成的装置。

背景技术

电感器(也称为线圈或电抗器)通常是无源的两端电气组件，其抵抗通过其的电流变化。它由例如线的导体构成，所述线通常缠绕成多个匝，包括围绕磁性或可磁化芯(例如铁氧体芯)的线圈。只要电流流过线，能量就存储在线圈中的磁场中。

在无线或感应(IPT)功率传输系统中，作为实例，无线功率传输装置包括作为功率发射器(Tx)和/或接收器(Rx)设备的一部分的磁性线圈。Tx/Rx线圈形成谐振电路的一部分。需要Tx/Rx线圈具有低预定值的线圈电感，该低预定值的线圈电感落入通常预定所需电感值±1％的紧密公差内。

通常，通过添加或去除完整匝，即绕组来将电感器调谐。但是，无线功率传输装置Tx/Rx线圈通常具有少于20匝和少至16匝。因此，每匝表示总线圈电感值的约5％至6％之间，因此，通常不可能通过调整完整匝数，即调整整数匝数来调整电感值，以在期望的±1％公差水平内。

调整线圈电感值的一种方法包括手动地添加或移除匝的一部分。这可以通过调整在匝完整之前或之后导线的外端离开线圈绕组的位置来完成。

图1A和1B示出了作为线圈12缠绕在铁氧体芯元件14周围的导线10，其中实线所示的导线10的内端10a和外端10b一起延伸离开芯元件14。铁氧体芯元件14包括具有中心突出部16的圆盘，导线10缠绕在该中心突出部16周围。导线10的内端10a开始靠近中心芯突出部16，并且可以看到导线10的外端10b，将线圈12留在与内端10a的位置对齐的位置。因此，实线所示的导线10绕芯突出部16缠绕整数倍，即，导线10围绕芯突出部16形成完整数目的匝。铁氧体芯元件14具有用于接收导线10的内端10a的槽18。然而，槽18旨在仅支撑导线10的整数匝数，即，当所述外端10b到达槽18以形成完整的匝时，在槽18中接受的导线10的内端10a与导线10的外端10b对齐。但是，如所讨论的，改变完整匝数是一种太粗糙的方法，以至于不能将线圈电感调节到预定所需电感值的±1％内。

再次参考图1A和1B，以虚线通过对比示出的是导线10的外端10b，其在槽18的位置之前离开线圈绕组，使得导线10的虚线路径延伸穿过芯元件14的背侧，与其上线圈绕组围绕突出部16形成的一侧相对。这种布置使得导线10的外端10b可然后离开电感器外壳(未示出)，如之前那样，在槽18处，在导线10的内端10a旁边。然而，导线的外端10b沿着穿过铁氧体芯元件14的背面的路径，朝向导线10的内端10b的位置。以这种方式，可以在布置导线10的内端10a和外端10b的同时，在铁氧体芯元件14上提供非整数数目的匝的导线10，以仍然一起离开电感器外壳，但是该方法存在几个缺点，尤其是以下事实：沿着虚线路径的导线10的外端10b容易被拉出，从而损害线圈12的电感值。

本实用新型的一个目的是提供一种用于使非整数数目的绕组能够在电感器上提供的装置。

本实用新型的另一个目的是在一定程度上减轻或消除与在电感器或线圈上提供非整数数目的绕组的已知方法相关的一个或多个问题。

实用新型内容

为了允许非整数数目的匝，在磁性或可磁化芯元件的背面上使用的一种装置，该装置包括一般平面的元件，优选以修整盘的形式，以将线的外端引回到该线的内端。这允许线的外端相对于芯绕组在任何旋转位置出现，而不必完成全部匝数。改变在线的外端可能离开线圈绕组的匝内位置足以精细地调整线圈的电感，以达到在所需的±1％的公差水平内的所需电感水平。尽管表面上线仍然完成整数匝数，但是最后一匝的最后部分出现在本实用新型装置中的芯元件后面，其中其对总线圈电感的贡献显著降低，并且甚至可能可忽略不计。

因此，在一个主要方面，本实用新型提供了一种用于使非整数数目的绕组能够在电感器上提供的装置，所述装置包括适于于邻近电感器的磁性或可磁化芯定位的元件，所述元件具有线引导器，所述线引导器包括从所述元件的周边边缘朝向其中心轴延伸，但未到达所述中心轴的第一线引导部分，并且包括从所述第一线引导部分延伸以至少部分地围绕所述中心轴延伸的第二线引导部分。还提供了一种用于感应功率传输(IPT)接收器、发射器或收发器的线圈模块，其包括：邻近线圈模块的电感器芯元件安装的本实用新型的修整盘元件，其中电感器线圈缠绕在芯元件上，其中形成线圈的线的内端和外端被接纳在修整盘元件的线引导器中。

附图说明

从仅通过实例提供的优选实施例的以下描述中，并结合附图，本实用新型的前述和其它特征将是显而易见的，其中：

图1A是电感器的铁氧体芯元件的平面图；

图1B是图1A的铁氧体芯元件的侧视图；

图2是根据本实用新型的修整盘元件的一个实施例的平面图；

图3是根据本实用新型的修整盘元件的另一实施例的平面图；

图4是图3的修整盘元件的另一视图；

图5A和5B是图3的修整盘元件在使用中的平面图；

图6是组件的视图，这些组件包括形成根据本实用新型的无线功率装置的图3的修整盘元件；和

图7是由图3的修整盘装置结合在一起的导线内端和外端的视图。

具体实施方式

以下描述是优选实施例的，这些优选实施例仅作为实例提供，并且不限于实现本实用新型所必需特征的组合。

在本说明书中提及“一个实施例”或“一实施例”意思是结合该实施例描述的特定特征、结构或特性包括在本实用新型的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现的短语“在一个实施例中”不一定全部指相同的实施例，也不一定是与其它实施例相互排斥的单独或替代的实施例。此外，描述了可以由一些实施例而不是由其他实施例展现的各种特征。类似地，描述了可能是对于一些实施例的要求而不是其他实施例的要求的各种要求。

参考图2，示出了用于使非整数数目的绕组能够在电感器上提供的装置100。所述装置100包括元件102，优选为修整盘的形式，其适于在电感器的磁性或可磁化芯元件的背面上使用。当线的外端在匝(即绕组)内的任何点离开电感器线圈，而没有要求使线完成一整匝时，所述元件102适于将电感器导线的外端引导回线内端的位置。这允许线的外端相对于电感器芯元件中的槽出现在不同的旋转位置，在所述电感器芯元件中，这样的槽存在，或者在任何情况下，相对于芯绕组处于任何位置。

修整盘元件102包括线引导器104。所述线引导器104包括从元件102的周边边缘102a朝向其中心轴X延伸，但未到达所述中心轴X的第一线引导部分104a。所述线引导器104还包括第二线引导部分104b，其从所述第一线引导部分104a延伸以至少部分地围绕所述中心轴X延伸。第一线引导部分104a可以从元件102的所述外围边缘102a朝向所述中心轴X直接向内延伸，且第二线引导部分104b可以从所述第一线引导部分104a以至少部分地围绕所述中心轴X的曲线延伸。优选地，所述第二线引导部分104b从第一线引导部分104a的内端延伸。优选地，所述第二线引导部分104b围绕元件102的所述中心轴X延伸180度或更多。

在如图3和4所示的另一个实施例中，第二线引导部分104b包括初级和次级线引导部分104b1和104b2，它们各自从所述第一线引导部分104a以至少部分地围绕元件102的所述中心轴X的曲线延伸，但是在相反的方向。优选地，所述初级和次级线引导部分104b1、104b2围绕元件102的所述中心轴X在它们之间延伸180度或更多。

优选地，在所有实施例中，元件102由非磁性材料形成。优选地，在所有实施例中，线引导器104包括元件102中的槽106。优选地，在所有实施例中，元件102一般是平面的。优选地，在所有实施例中，元件102是盘形的。优选地，在所有实施例中，元件102具有围绕其外围边缘102a的多个凹口或凹部108。

参考图5A和5B，示出了用于感应功率传输(IPT)接收器、发射器或收发器的线圈模块，其包括邻近电感器芯元件114安装的根据本实用新型任一实施例的修整盘元件102。如前所述，电感器线圈缠绕在芯元件114上，其中形成线圈的线的内端和外端被接纳在修整盘元件102的线引导器104中。在图5A和5B所示IPT模块的实施例中，线引导器104，包括其初级和次级线引导部分104b1和104b2(在它们之间包括修整盘元件102中的槽106的弯曲部分)，首先接受导线的内端110a。槽106的弯曲部分优选为半圆形。槽106的弯曲部分允许修整盘元件102相对于被缠绕在电感器芯元件114上的电感器线圈沿着箭头A的方向旋转。因此，线的内端110a、电感器芯元件114和形成在线圈元件114上的线圈各自相对于修整盘元件102沿箭头B的方向一起移动。相对运动使得修整盘元件102可旋转到槽106的第一线引导器部分104a与来自线圈的线110的外端110b径向对齐的位置。线110的外端110b然后沿着槽106的径向部分104a运行，并且如果必要，围绕槽106的半圆形部分朝向线的内端110a运行。这使得能够在电感器芯元件114上形成非整数数目的匝，同时提供用于在所述端110a、110b离开电感器的外壳之前使导线110的内端110a和外端110b在一起的导轨。

使线圈的两端110a、110b离开外壳120靠近在一起，优选地缠绕或扭转在一起，还减少了由于一旦它们经过外壳外部时线的不受约束的路径而导致的电感变化，如图7所示。

在修整盘元件102的一些实施例中，全圆形槽形式的全圆形线引导器104可用于允许更大程度的修整盘元件旋转，但是这将需要两部分盘。

一旦使用如所公开的修整盘元件102修整匝数，电感器线圈和芯元件114被封闭在图6和7的线圈外壳120中，其中导线的两端110a、110b通过合适的孔口离开外壳120。

然后，可以通过注入聚合物密封剂材料来密封外壳组件。密封剂材料用于固定内部线和芯元件。这防止了否则由于线和/或芯元件的移动而可能发生的对电感的任何改变。

密封剂材料还可以包含填充材料以增强其导热性。这有助于处理由于操作期间的欧姆损耗引起的内部温度上升。

密封剂材料混合物通过外壳120中的中心小圆形孔口引入，并且允许围绕线圈和芯径向流动。另一个小圆形孔口包括排气孔，以允许空气在被密封剂材料混合物替换时逸出。修整盘元件102上的凹口或凹部108有助于密封剂材料混合物在整个外壳中的移动，以用线圈完全封装修整盘元件和电感器芯。

本说明书阐明了本实用新型的原理。因此，应当理解，本领域技术人员将能够设计出各种布置，这些布置尽管本文中没有明确描述或示出，但是体现本实用新型的原理，并且包括在其精神和范围内。

Claims (10)

1.一种用于使非整数数目的绕组能够在电感器上提供的装置，所述装置包括：

适于于邻近电感器的磁性或可磁化芯定位的元件，所述元件具有线引导器，所述线引导器包括从所述元件的周边边缘朝向其中心轴延伸，但不到达所述中心轴的第一线引导部分，并且包括从所述第一线引导部分延伸以至少部分地围绕所述中心轴延伸的第二线引导部分。

2.根据权利要求1所述的装置，其中所述第一线引导部分从所述元件的所述周边边缘朝向所述中心轴直接向内延伸，并且所述第二线引导部分从所述第一线引导部分以至少部分地围绕所述元件的所述中心轴的曲线延伸。

3.根据权利要求2所述的装置，其中所述第二线引导部分围绕所述元件的所述中心轴延伸180度或更多。

4.根据权利要求1所述的装置，其中所述第一线引导部分从所述元件的所述外围边缘朝向所述中心轴直接向内延伸，并且所述第二线引导部分包括初级和次级线引导部分，它们各自从所述第一线引导部分以至少部分地围绕所述元件的所述中心轴的曲线，但是以相反方向延伸。

5.根据权利要求4所述的装置，其中所述初级和次级线引导部分围绕所述元件的所述中心轴在它们之间延伸180度或更多。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的装置，其中所述元件由非磁性材料形成。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的装置，其中所述线引导器包括所述元件中的槽。

8.根据权利要求1至5中任一项所述的装置，其中所述元件是一般平面和盘形的一个或多个。

9.根据权利要求1至5中任一项所述的装置，其中所述元件在其外围边缘中具有多个凹口或凹部。

10.一种线圈模块，所述线圈模块包括根据权利要求1至5中任一项所述的装置，其中所述线圈模块适用于感应功率传输(IPT)接收器、发射器或收发器，并且所述装置邻近所述线圈模块的电感器芯元件安装，其中电感器线圈缠绕在芯元件上，其中形成线圈的线的内端和外端被接纳在所述装置的线引导器中。