CN207638413U - 一种无线充电线圈组件 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种无线充电线圈组件，包括磁板和设置在磁板上的线圈，所述线圈由至少两组相互并联的漆包线组绕制而成，所述漆包线组由多股漆包线绞合而成，每组所述漆包线组分别具有第一端和第二端，至少两组所述漆包线组的第一端连接在一起作为所述线圈的一引线端，至少两组所述漆包线组的第二端连接在一起作为所述线圈的另一引线端。本实用新型提出的无线充电线圈组件，在保持薄型尺寸的条件下，大大降低了线圈的损耗，实现了更高的传输效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及电子元器件领域，尤其涉及一种无线充电线圈组件。
背景技术
随着手机、平板电脑、数码相机等便携式电子产品的发展与普及，人们对电子产品的充电要求也越来越高了。传统的充电适配器存在接口不通用、电线过多、产生电子垃圾等缺点，人们越来越希望能够自由地为各种电子设备充电。
近年来，无线充电设备受到广泛关注。将电子产品放在充电范围内就可以充电，摆脱了电源线的束缚，具有安全可靠、方便灵活的优点，并且同时可以给多个电子产品充电，不同的电子产品可以使用相同的无线充电设备充电。
现有的无线充电方式主要包括4种：电磁感应方式、磁共振方式、电波接收方式和电场耦合方式。其中，电磁感应方式已经量产，并且通过安全与市场验证。
如图1所示，为电磁感应方式能量传输示意图，该方式通过充电设备端的发射线圈Tx与电子产品端的接收线圈Rx进行耦合来实现电磁能量的传输。Tx与Rx组成能量传输系统，二者之间的最大传输效率ηmax可由下式得到。
其中，K为Rx与Tx之间的耦合系数，Q为传输系统品质因数，即Rx的品质因数QR与Tx的品质因数QT的几何平均值。
其中，ω为系统的谐振角频率，M为Tx与Rx线圈之间的互感值，RTX与RRX分别为Tx与Rx线圈的损耗(交流电阻ACR)。
由上述分析可知，要提高传输系统的效率ηmax，可以通过降低Rx、Tx的损耗或者增大Rx与Tx之间的互感值来实现。
而在实际应用中，为了适应电子设备的薄型化需求，接收线圈Rx组件厚度要求很薄，使得接收线圈Rx的损耗RRX远大于发射线圈Tx的损耗RTX，成为现阶段无线充电系统的技术瓶颈。
以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本实用新型的构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日已经公开的情况下，上述背景技术不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。
实用新型内容
为了解决上述技术问题，本实用新型提出一种无线充电线圈组件，在保持薄型尺寸的条件下，大大降低了线圈的损耗，实现了更高的传输效率。
为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案；
本实用新型公开了一种无线充电线圈组件，包括磁板和设置在磁板上的线圈，所述线圈由至少两组相互并联的漆包线组绕制而成，所述漆包线组由多股漆包线绞合而成，每组所述漆包线组分别具有第一端和第二端，至少两组所述漆包线组的第一端连接在一起作为所述线圈的一引线端，至少两组所述漆包线组的第二端连接在一起作为所述线圈的另一引线端。
优选地，至少两组所述漆包线组沿着所述磁板径向平行排列、并绕一层地固定在所述磁板上。
优选地，至少两组所述漆包线组通过胶水或胶带粘结在所述磁板上。
优选地，每组所述漆包线组和每股所述漆包线外均包裹漆包膜。
优选地，所述漆包线组的横截面为圆形。
优选地，所述漆包线的横截面为圆形。
优选地，所述漆包线的线径为0.02～0.2mm。
优选地，所述漆包线组由7股漆包线绞合而成。
优选地，所述磁板为软磁材料，厚度为0.05～0.4mm。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：本实用新型提出的无线充电线圈组件，其中线圈由至少两组相互并联的漆包线组绕制而成，且该漆包线组由多股漆包线绞合而成，其中单股漆包线的直径远小于现有技术所采用的方线边长与圆线直径，使得通过多股漆包线绞合而成的漆包线组能大大降低铜线的趋肤效应与邻近效应，减小线圈的交流电阻，从而大大降低线圈的损耗，实现更高的传输效率。
附图说明
图1是电磁感应式无线充电能量的传输示意图；
图2是本实用新型优选实施例的无线充电线圈组件的结构示意图；
图3是现有技术中两根方线并绕线圈组件的结构示意图；
图4是现有技术中两根圆线并绕线圈组件的结构示意图。
具体实施方式
下面对照附图并结合优选的实施方式对本实用新型作进一步说明。
如图2所示，是本实用新型优选实施例公开的无线充电线圈组件，包括磁板2和设置在磁板2上的线圈1，线圈1由两组或多组相互并联的漆包线组3绕制而成(在本实施例中线圈1是由两组相互并联的漆包线组3绕制而成)，每组漆包线组3由多股漆包铜线4绞合而成，其中每组漆包线组3分别具有第一端和第二段，各组漆包线组3的第一端连接在一起作为线圈1的一引线端，各组漆包线组3的第二端连接在一起作为线圈1的另一引线端。
在一些实施例中，各组漆包线组3沿着磁板2径向平行排列，并绕一层，通过胶水或胶带粘结固定在磁板2上；每组漆包线组3和每股漆包铜线4外均包裹有漆包膜以实现各组漆包线组3之间以及各股漆包铜线4之间相互绝缘。
在一些实施例中，漆包铜线4的横截面为圆形；由多股漆包铜线4绞合而成的漆包线组3的横截面也为圆形；磁板2为软磁材料，厚度为0.05～0.4mm。
结合图3和图4，分别是现有技术中两根方线和两根圆线分别绕制而成的无线充电线圈组件的结构示意图，将本实用新型优选实施例的无线充电线圈与图3和图4的无线充电线圈的结构进行对比；其中为了方便对比，设定方线的边长、圆线的直径以及漆包线组的外径相等，用a表示，漆包铜线4为圆线，根据设定条件，其股数与线径的关系如表1所示，设a为单位1。
表1
从表1中可以明显看出，与现有技术采用的方线、圆线相比，本实用新型提出的由多股漆包铜线4绞合而成的漆包线组3的截面积比方线、圆线都要小，在保持线圈其他条件(如圈数)一致的情况下，采用漆包线组一方面会使得线圈直流电阻DCR增大，另一方面也在一定程度上减少了铜的用量。
而线圈的交流电阻ACR除了受直流电阻DCR的影响之外，还与铜线的趋肤效应、邻近效应有关，从表1中也可以看出，本实用新型优选实施例提出的单股漆包铜线直径远小于现有技术采用的方线边长与圆线直径，使得采用漆包线组能够大大降低铜线的趋肤效应与邻近效应，减小线圈的交流电阻，降低线圈的损耗。
综合上述两个方面，本实用新型优选实施例对漆包铜线的线径与股数进行进一步优化，来进一步降低线圈的交流阻抗ACR，从而实现更高的系统传输效率。在更优选的实施例中，漆包铜线4的线径为0.02～0.2mm，每组漆包线组3由7股漆包铜线4绞合而成，如图2所示；此时的线圈的交流阻抗ACR相比现有技术降低最多，能够实现最佳的系统传输效率。
下列结合具体实例来将本实用新型优选实施例的无线充电线圈组件与现有技术的无线充电线圈组件的交流电阻ACR进行对比。
实施例一：
如图2所示，采用两组漆包线组3并绕10圈(一层)，绕制形状为矩形，矩形四条边倒圆角处理，线圈内侧矩形尺寸为10mm*20mm，倒圆角半径为0.1mm；漆包铜线4的导体直径为0.1mm，漆包膜厚度为0.01mm(整体直径为0.11mm)，股数为7股；漆包线组3的外径为0.33mm，漆包线组3之间、匝与匝之间无间隙，磁板为铁氧体材质(相对磁导率为3300)，厚度为0.1mm；线圈1通过胶水粘结在磁板2表面，胶水厚度为0.02mm。
对比例一：
如图3所示，将实施例一中的漆包线组用方铜线替代，其他条件不变；其中，方铜线导体边长为0.3mm，漆包膜厚度为0.03mm。
对比例二：
如图4所示，将实施例一中的漆包线组用圆铜线替代，其他条件不变；其中，圆铜线导体直径为0.3mm，漆包膜厚度为0.03mm。
将实施例一、对比例一、对比例二中的无线充电线圈组件分别进行测试，得到测试结果如表2。
表2
如表2所示，将本实用新型实施例一的无线充电线圈组件与对比例一、二的无线充电线圈组件的电感值以及损耗值(DCR、ACR)进行对比，结论如下：
由于导体的截面积不同，三者的DCR均不同，其中方铜线绕制的线圈的DCR最小，其次为圆铜线，漆包线组最大；而ACR随着频率的增大而增大，且方铜线与圆铜线绕制的线圈ACR增加的速度比漆包线组快，这主要是由于漆包线组单股线径小，趋肤效应与邻近效应不明显。从数值上来看，在150KHz时，圆铜线绕制的线圈ACR已经超过漆包线组，在200KHz时，方铜线绕制的线圈ACR也已经超过了漆包线组；这表明，在150KHz以上频率采用本实用新型提出的漆包线组代替现有的圆铜线或者在200KHz以上频率采用本实用新型提出的漆包线组替代现有的方铜线可以获得更低损耗的线圈组件。本实用新型优选实施例的无线充电线圈组件在保持原有电感量的情况下，ACR更低，线圈Q值更高，进而可获得更高的系统传输效率。
同时，由于采用的漆包线组外径与方铜线边长以及圆铜线直径相等，上述三种线圈组件的总体厚度保持一致；因此，本实用新型优选实施例的无线充电线圈组件与现有技术相比，不仅降低了线圈的损耗，实现了更高的传输效率；而且保持了现有技术中线圈组件的薄型尺寸。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本实用新型的保护范围。
Claims (9)
1.一种无线充电线圈组件，包括磁板和设置在磁板上的线圈，其特征在于，所述线圈由至少两组相互并联的漆包线组绕制而成，所述漆包线组由多股漆包线绞合而成，每组所述漆包线组分别具有第一端和第二端，至少两组所述漆包线组的第一端连接在一起作为所述线圈的一引线端，至少两组所述漆包线组的第二端连接在一起作为所述线圈的另一引线端。
2.根据权利要求1所述的无线充电线圈组件，其特征在于，至少两组所述漆包线组沿着所述磁板径向平行排列、并绕一层地固定在所述磁板上。
3.根据权利要求1所述的无线充电线圈组件，其特征在于，至少两组所述漆包线组通过胶水或胶带粘结在所述磁板上。
4.根据权利要求1所述的无线充电线圈组件，其特征在于，每组所述漆包线组和每股所述漆包线外均包裹漆包膜。
5.根据权利要求1所述的无线充电线圈组件，其特征在于，所述漆包线组的横截面为圆形。
6.根据权利要求1所述的无线充电线圈组件，其特征在于，所述漆包线的横截面为圆形。
7.根据权利要求6所述的无线充电线圈组件，其特征在于，所述漆包线的线径为0.02～0.2mm。
8.根据权利要求1所述的无线充电线圈组件，其特征在于，所述漆包线组由7股漆包线绞合而成。
9.根据权利要求1至8任一项所述的无线充电线圈组件，其特征在于，所述磁板为软磁材料，厚度为0.05～0.4mm。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN201721593197.XU CN207638413U (zh) | 2017-11-24 | 2017-11-24 | 一种无线充电线圈组件 |
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| CN (1) | CN207638413U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107819362A (zh) * | 2017-11-24 | 2018-03-20 | 深圳顺络电子股份有限公司 | 一种无线充电线圈组件 |
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2017
- 2017-11-24 CN CN201721593197.XU patent/CN207638413U/zh active Active
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