CN214476885U - 线圈 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种线圈，其包含多个利兹线，多个利兹线彼此并排且环绕形成线圈结构，利兹线包含多个单芯线，单芯线包含导体及绝缘层，绝缘层包覆导体；其中，相邻的利兹线的截面宽度不同。本申请的线圈由多个单芯线绞合形成一个利兹线，再由多个利兹线彼此并排且环绕形成线圈结构，以此取代了传统的单股热熔铜线。通过彼此绝缘的多个单芯线绞合形成利兹线，可以解决单股热熔线具有明显的趋肤效应的问题。进一步地，通过将截面宽度不同的多个利兹线彼此并排，还可以减少线圈的临近效应。如此一来，本申请的线圈具有优异的充电效率。

Description

线圈

技术领域

本申请涉及无线充电的技术领域，尤其涉及一种具有良好充电效率的线圈。

背景技术

传统应用于无线充电的感应线圈，是以单股热熔铜线环绕形成的线圈结构，其材质在频率升高的情况下，具有交流阻抗大与发热效率低的缺点；此外，传统以单股热熔铜线环绕形成的线圈结构，其单股单材质的规格使其线径无法微小化，容易产生趋肤效应，造成导线中的电流分布不均匀；而由单股单材质股线环绕形成的几何形状，则容易产生邻近效应，造成的导线中的磁场发生的涡流损耗；所述情况皆使得感应线圈无法达到良好的充电效率。

实用新型内容

本申请实施例提供一种线圈，可以有效解决传统应用于无线充电的感应线圈使用单股导线导致临近效应以及趋肤效应的问题。

为了解决上述技术问题，本申请是这样实现的：

第一方面，提供一种线圈，线圈包含多个利兹线，多个利兹线彼此并排且环绕形成线圈结构，利兹线包含多个单芯线，单芯线包含导体及绝缘层，绝缘层包覆导体；其中，相邻的利兹线的截面宽度不同。

在一些实施例中，多个利兹线的截面宽度由一侧至另一侧逐渐增加。

在一些实施例中，多个单芯线的截面宽度或股线数由一侧至另一侧逐渐增加。

在一些实施例中，导体是铜导体或铁镍导体。

在一些实施例中，位于利兹线的截面中心的单芯线中的导体是铜导体，位于利兹线的截面外围的单芯线中的导体是铁镍导体。

第二方面，提供一种线圈，线圈包含多个线匝，多个线匝彼此并排且环绕形成线圈结构，线匝包含多个利兹线，利兹线包含多个单芯线，单芯线包含导体及绝缘层，绝缘层包覆导体；其中，每个线匝中的多个利兹线的截面宽度相同，相邻的线匝具有不同的截面宽度；或，每个线匝中的多个利兹线的截面宽度不同，相邻的线匝具有相同的截面宽度。

在一些实施例中，每个线匝中的多个利兹线的截面宽度由一侧至另一侧逐渐增加。

在一些实施例中，多个单芯线的截面宽度或股线数由一侧至另一侧逐渐增加。

在一些实施例中，多个单芯线的导体是铜导体或铁镍导体。

在一些实施例中，位于利兹线的截面中心的单芯线中的导体是铜导体，位于利兹线的截面外围的单芯线中的导体是铁镍导体。

本申请实施例提供一种线圈，其由多个单芯线绞合形成一个利兹线，再由多个利兹线彼此并排且环绕形成线圈结构，以此取代了传统的单股热熔铜线。通过彼此绝缘的多个单芯线绞合形成利兹线，相邻的利兹线的截面宽度设为不同，可以解决单股热熔线具有明显的趋肤效应的问题。进一步地，通过将截面宽度不同的多个利兹线彼此并排，还可以减少线圈的临近效应。如此一来，本申请的线圈具有优异的充电效率。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解,构成本申请的一部分,本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请,并不构成对本申请的不当限定。在附图中:

图1是本申请第一实施例的线圈的示意图；

图2是本申请第一实施例的线圈的截面图；

图3是本申请第一实施例的利兹线的截面图；

图4是本申请第二实施例的线圈的截面图；

图5是本申请第三实施例的利兹线的截面图；

图6是本申请第四实施例的线圈的截面图；

图7是本申请第五实施例的线圈的截面图；以及

图8是本申请第六实施例的线圈的截面图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。

请参阅图1至图3，其分别是本申请第一实施例的线圈的示意图、截面图以及利兹线的示意图。如图所示，线圈1包含多个利兹线11，多个利兹线11彼此并排且环绕形成线圈结构。沿着图1的线段A-A剖开多个利兹线11，可以得到如图2以及图3所示的截面图。在截面图中，每一个利兹线11包含多个单芯线111，单芯线111包含导体1111及绝缘层1113，绝缘层1113包覆导体1111。其中，相邻的利兹线11的截面宽度不同。在本申请中，截面宽度指的是利兹线11的平均直径(利兹线可能是非正圆形)。通过质量系数(Quality Factor，Q值)来优化、调整利兹线11的截面宽度，可以使交流阻抗(R_AC)值最低。值得一提的是，截面宽度亦可以指的是利兹线11的最大直径或是最小直径(当利兹线是非正圆形时)，只要各个利兹线11的标准一致即可。在下文中，将会详细介绍本申请的各种实施例，以使本申请的技术手段与技术功效更加浅显易懂。

在一些实施例中，利兹线11的数量可以是如图2所示的6个，但不限于此。在其他实施例中，利兹线11的数量也可以是2个、3个、4个、5个或是大于7个，其可以视设计需求而定。其中，利兹线11中的单芯线111的数量可以是7条、19条、37条、61条、91条或是127条中的一种，以使彼此交缠后的形状较接近圆形。然而，本申请不限于此，单芯线111的数量也可以介于前述数值任意组合的范围内，以符合不同的设计需求。

请同时参阅图2以及4，图4是本申请第二实施例的线圈的截面图。在一些实施例中，多个利兹线11的截面宽度可以由一侧至另一侧逐渐增加。以图2为例，多个利兹线11的截面宽度由邻近内圈的左侧朝向邻近外圈的右侧逐渐增加，且多个利兹线11的截面宽度与多个单芯线111的截面面积和股线数成正比。更具体地，当单芯线111的股线数量固定时，单芯线111的直径越大(例如，绝缘层1113较厚，或者是导体1111较粗)，则由多个单芯线111绞合形成的利兹线11的截面宽度就越大(如图2所示)。或者，当单芯线111的直径固定时，单芯线111的数量(亦即，股线数)越多，则由多个单芯线111绞合形成的利兹线11的截面宽度就越大(如图4所示)。

也就是说，多个利兹线11的截面宽度由一侧至另一侧逐渐增加的设置方式，可以通过多个所述单芯线111的截面宽度或股线数由一侧至另一侧逐渐增加来实现。随着逐渐增加的截面宽度，多个利兹线11彼此间的邻近效应将进一步被改善。在减少了充电过程中的发热和损耗的情况下，提升了线圈1的充电效率以及使用体验。

请同时参阅图3以及5，图5是本申请第三实施例的利兹线的截面图。在一些实施例中，导体1111可以是铜导体或铁镍导体。举例来说，一个线圈1中的所有导体1111可以全部是铜导体或是铁镍导体(如图3所示)。或者，一个线圈1中可以包含有铜导体的导体1111以及铁镍导体的导体1111。举例来说，一个利兹线11里的一些单芯线111中的导体1111是铜导体，另一些单芯线111中的导体1111是铁镍导体，且两种单芯线111的数量及位置可以任意设置。较佳地，位于利兹线11的中心区域(亦即，靠近利兹线11的截面的几何中心)的单芯线111中的导体1111可以是铜导体，位于利兹线11的外围区域(亦即，远离利兹线11的截面的几何中心)的单芯线111中的导体1111可以是铁镍导体(如图5所示)。在使用不同材质的导体1111的情况下，可以有效地改善线圈1中的趋肤效应。应当注意的是，上述的描述方式以及图式仅为示例。

请参阅图6，其是本申请第四实施例的线圈的截面图。如图所示，线圈2包含多个线匝(亦即，线匝21至线匝27)，线匝21至线匝27彼此并排且环绕形成线圈结构。具体地，线匝21至线匝27可以通过束带、粘胶等方式彼此并排，但不限于此。线匝21至线匝27分别包含多个利兹线，利兹线包含多个单芯线，单芯线包含导体及绝缘层，绝缘层包覆导体；其中，每个线匝中的多个利兹线的截面宽度相同，相邻的多个线匝具有不同的截面宽度。因此，与前述实施例相比，本实施例的导体数量更多，且形状更加复杂。通过改变导体数量以及形状，可以更加有效地改善现有技术中使用单股铜线的问题。进一步地，第一实施例至第三实施例中的变化方式亦可以应用于包含多个线匝的线圈中，且其实施方式以及原理可以如上述实施例所述，因此细节不再赘述。

请参阅图7，其是本申请第五实施例的线圈的截面图。如图所示，与第四实施例相比，本实施例的每个线匝中的多个利兹线的截面宽度不同，相邻的线匝具有相同的截面宽度。每个线匝中的多个利兹线的截面宽度由一侧至另一侧逐渐增加。相同的截面宽度是指，线匝21中的四个利兹线依序具有逐渐增大的第一直径至第四直径，线匝23中四个利兹线依序具有逐渐增大的第五直径至第八直径。其中，第一直径与第五直径相同、第二直径与第六直径相同，并依此类推。

请一并参阅图7以及图8，图8是本申请第六实施例的线圈的截面图。如图所示，在一些实施例中，多个单芯线的截面宽度或股线数由一侧至另一侧逐渐增加。

在一些实施例中，多个单芯线的导体是铜导体或铁镍导体。在一些实施例中，位于单芯线的中心区域的股线是铜导体，且位于单芯线的外围区域的股线是铁镍导体。

在下文中，为了使本申请的技术功效更加明显，将示出实际产品与现有技术作比对的实验结果。首先，本申请将0.06mm x 7条的单芯线组成利兹线，并与传统的单根热熔铜线做比较。如表1所示，随着测试的电流频率增加，利兹线的交流电阻/直流电阻的比值就越小。亦即，在直流电阻相同的情况下，利兹线的交流电阻比单根热熔铜线的交流电阻更小。除此之外，由多股单芯线绞合成的利兹线进一步优化了高频的趋肤效应和邻近效应。与单根热熔铜线相比，利兹线在100K时能够减少2.5％的能量损耗，而在较高频率400K下能减少20.5％的能量损耗，从而实现了更低的发热和更高的效率。

表1

再来，本申请将0.06mm x 15条的单芯线组成利兹线，并与传统的单根热熔铜线做比较。如表2所示，随着测试的电流频率增加，利兹线的交流电阻/直流电阻的比值就越小。亦即，在直流电阻相同的情况下，利兹线的交流电阻比单根热熔铜线的交流电阻更小。除此之外，由多股单芯线绞合成的利兹线进一步优化了高频的趋肤效应和邻近效应。与单根热熔铜线相比，利兹线在100K时能够减少12.5％的能量损耗，而在较高频率400K下能减少59.2％的能量损耗，从而实现了更低的发热和更高的效率。进一步地，与表1中由7条单芯线组成的利兹线相比，由15条单芯线组成的利兹线可以省下更多的能耗。

表2

由上述比对结果可以得知，通过多个单芯线取代传统的单根热熔铜线可以大幅度地改善现有技术中能量损耗过高的问题。进一步地，多个单芯线的配置方式可以根据实际需求调整，以更加优化整个线圈。

综上所述,本申请实施例提供一种线圈，其由多个单芯线绞合形成一个利兹线，再由多个利兹线彼此并排且环绕形成线圈结构，以此取代了传统的单股热熔铜线。通过彼此绝缘的多个单芯线绞合形成利兹线，相邻的利兹线的截面宽度设为不同，可以解决单股热熔线具有明显的趋肤效应的问题。进一步地，通过将截面宽度不同的多个利兹线彼此并排，还可以减少线圈的临近效应。如此一来，本申请的线圈具有优异的充电效率。

需要说明的是,在本文中,术语“包含”、“包括”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包括,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

上面结合附图对本申请的实施例进行了描述,但是本申请并不局限于上述的具体实施方式,上述的具体实施方式仅仅是示意性的,而不是限制性的,本领域的普通技术人员在本申请的启示下,在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下,还可做出很多形式,均属于本申请的保护之内。

Claims (10)

1.一种线圈，其特征在于，包含：

多个利兹线，多个所述利兹线彼此并排且环绕形成线圈结构，所述利兹线包含多个单芯线，所述单芯线包含导体及绝缘层，所述绝缘层包覆所述导体；其中，相邻的所述利兹线的截面宽度不同。

2.如权利要求1所述的线圈，其特征在于，多个所述利兹线的截面宽度由一侧至另一侧逐渐增加。

3.如权利要求2所述的线圈，其特征在于，多个所述单芯线的截面宽度或股线数由一侧至另一侧逐渐增加。

4.如权利要求1所述的线圈，其特征在于，所述导体是铜导体或铁镍导体。

5.如权利要求1所述的线圈，其特征在于，位于所述利兹线的中心区域的所述单芯线中的所述导体是铜导体，位于所述利兹线的外围区域的所述单芯线中的所述导体是铁镍导体。

6.一种线圈，其特征在于，包含：

多个线匝，多个所述线匝彼此并排且环绕形成线圈结构，所述线匝包含多个利兹线，所述利兹线包含多个单芯线，所述单芯线包含导体及绝缘层，所述绝缘层包覆所述导体；其中，每个线匝中的多个所述利兹线的截面宽度相同，相邻的所述线匝具有不同的截面宽度；

或，

每个线匝中的多个所述利兹线的截面宽度不同，相邻的所述线匝具有相同的截面宽度。

7.如权利要求6所述的线圈，其特征在于，每个线匝中的多个所述利兹线的截面宽度由一侧至另一侧逐渐增加。

8.如权利要求7所述的线圈，其特征在于，多个所述单芯线的截面宽度或股线数由一侧至另一侧逐渐增加。

9.如权利要求6所述的线圈，其特征在于，所述导体是铜导体或铁镍导体。

10.如权利要求6所述的线圈，其特征在于，位于所述利兹线的中心区域的所述单芯线中的所述导体是铜导体，位于所述利兹线的外围区域的所述单芯线中的所述导体是铁镍导体。

Images