CN217933416U

CN217933416U - 一种线圈结构及无线充电装置

Info

Publication number: CN217933416U
Application number: CN202221912684.9U
Authority: CN
Inventors: 黄康川; 胡晓磊; 庄绍鹏; 陈仕康
Original assignee: Xineng New Energy Technology Suzhou Co ltd
Current assignee: Xineng New Energy Technology Suzhou Co ltd
Priority date: 2021-07-21
Filing date: 2022-07-20
Publication date: 2022-11-29
Anticipated expiration: 2032-07-20

Abstract

本申请公开了一种线圈结构，包括线圈终端一、线圈终端二以及连接在所述线圈终端一和线圈终端二之间的绕线部分；所述绕线部分为线圈绕成的层状结构；所述线圈终端一包括至少一个第一连接件以及固定于所述第一连接件的至少一个第一终端接头；所述线圈终端二包括至少一个第二连接件以及固定于所述第二连接件的至少一个第二终端接头；其中，所述绕线部分的至少一个线圈一端与所述的至少一个第一终端接头相连，另一端与至少一个第二终端接头相连。本申请所述线圈应用在无线充电场景下，作为无线充电装置中如机器人的接收线圈或发射线圈，线路整齐紧密排列，减小整体体积，有效保证电能传输效率和效果。

Description

一种线圈结构及无线充电装置

技术领域

本申请涉及无线充电领域，更具体地，涉及一种线圈结构及无线充电装置。

背景技术

无线充电技术基于电磁感应原理，由发射端将电能无接触传输到接收端为携带的负载充电。其中，发射端的发射线圈与接收端的接收线圈通过空间磁场的谐振耦合实现电能的无线传输，产生感应电流。

为实现大功率无线充电，发射线圈和接收线圈会一根或多根缠绕，也可多层缠绕，因此，线圈总长度较长，体积较大，多层线圈缠绕方式、稳定性和紧密性也会影响电能传输效果。

实用新型内容

本申请实施例提供一种无线充电装置，为多种线圈缠绕设计提供通用装置固定，使线圈以及终端可以稳定、整齐、紧密、多样、多层缠绕；以实现最小的体积和最高效的电能传输效果。

第一方面，本申请提供一种线圈结构，包括线圈终端一、线圈终端二以及连接在所述线圈终端一和线圈终端二之间的绕线部分；

所述绕线部分为由至少一根线圈绕成的层状结构；所述线圈终端一包括至少一个第一连接件以及固定于所述第一连接件的至少一个第一终端接头；所述线圈终端二包括至少一个第二连接件以及固定于所述第二连接件的至少一个第二终端接头；其中，所述绕线部分的至少一个线圈一端与所述的至少一个第一终端接头相连，另一端与至少一个第二终端接头相连。

本申请所述线圈结构应用在无线充电场景下，作为无线充电装置中如机器人的接收线圈或发射线圈，线路整齐紧密排列，有效保证电能传输效率和效果。

可选地，所述的绕线部分在所述线圈结构所在平面的投影形状包括但不限于方形、圆环形、三角形、多边形。

可选地，所述线圈终端一与线圈终端二均位于所述绕线部分所在平面上方。

可选地，所述第一连接件与第一终端接头、所述第二连接件与第二终端接头之间的连接方式包括但不限于螺栓连接、焊接。

可选地，所述第一连接件与第一终端接头、所述第二连接件与第二终端接头均为导体材料。

第二方面，本申请还提供一种无线充电装置，包括固定机构以及线圈，所述线圈为上述第一方面及第一方面各种可选实施方式中的线圈结构；

所述固定机构包括固定板、固定件，其中，所述固定板上设置有允许所述线圈终端一与线圈终端二通过的开口一；所述固定件设置于所述开口一一侧，与所述线圈终端一和/或线圈终端二相连，以使所述线圈整齐紧密、整齐固定。

本申请所述线圈结构应用在无线充电场景下，作为无线充电装置中如无线充电桩的发射线圈、机器人的接收线圈，线路整齐紧密排列，有效保证电能传输效率和效果；且通过固定机构与线圈之间的配合，为多种线圈绕线设计提供通用装置固定，使线圈以及终端可以稳定、整齐、紧密、多样缠绕。

可选地，所述固定机构还包括至少一个第一隔板，所述第一隔板设置于所述绕线部分之间，以分离和固定每一层线圈，所述线圈终端一与线圈终端二穿过所述第一隔板与所述固定件相连。

可选地，所述固定机构还包括软磁体隔板，所述软磁体隔板设置于所述线圈与所述固定板之间，所述线圈终端一与线圈终端二穿过所述软磁体隔板与所述固定件相连。

可选地，所述固定机构还包括至少一个第二隔板，所述第二隔板设置于所述线圈与所述软磁体隔板之间，和/或软磁体与固定板之间。

可选地，所述无线充电装置还包括外壳、PCB板；

其中，所述外壳用于安装固定机构，所述PCB板设置于所述固定机构顶部，且所述PCB板与所述线圈结构电性连接。

可选地，所述无线充电装置还包括散热板，所述散热板设置于所述PCB顶部。

可选地，所述外壳上还设置有盖板，所述盖板用于封装。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本申请线圈结构示意图；

图2为本申请线圈结构局部示意图；

图3为本申请无线充电装置的固定机构的一种结构示意图；

图4为本申请无线充电装置的固定机构的另一种结构示意图

图5为本申请无线充电装置的一种结构示意图。

本申请目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

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，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，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。

需要说明，本申请实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本申请中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中的“和/或”包括三个方案，以A和/或B为例，包括A技术方案、B技术方案，以及A和B同时满足的技术方案；另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本申请要求的保护范围之内。

应理解，本发明实施例的可以应用于各种无线充电场景中，不限于智能手机、平板电脑及可穿戴设备，也不限于机器人、电动汽车等各种设备，本发明实施例对此不作限定。

本申请中，一方面，一些实施例中的一种无线充电装置，可为无线充电发射装置，所述无线充电发射装置设置于充电桩处。另一方面，一些实施例中的一种无线充电装置，可为一种无线充电接收装置，所述无线充电接收装置设置于设备内部或外部，如设置于移动机器人外部。所述无线充电接收装置用于接收无线充电发射装置传输的能量。

所述无线充电装置包括线圈、固定机构，所述线圈至少包括图1所示的线圈结构，所述线圈结构包括线圈终端一、线圈终端二以及连接在所述线圈终端一和线圈终端二之间的绕线部分；所述绕线部分为由至少一根线圈绕成的层状结构；所述线圈终端一包括至少一个第一连接件以及固定于所述第一连接件的至少一个第一终端接头；所述线圈终端二包括至少一个第二连接件以及固定于所述第二连接件的至少一个第二终端接头；其中，所述绕线部分的至少一个线圈一端与所述的至少一个第一终端接头相连，另一端与至少一个第二终端接头相连。其中所述绕线部分的线圈101为至少一根，可以是利兹线等多种线圈材料，图1中示例是两根线圈；线圈101第一终端从中间位置开始绕线，可以逐渐扩大半径至外围形成第一层线圈，再逐渐缩小半径至中间位置，即可在第一层线圈上形成第二层线圈。其中，所述绕线部分为螺旋状绕制而成的金属导体；所述线圈终端一与线圈终端二，用于将所述绕线部分与外部电路如PCB板相连接。

进一步的，如图4所示，所述所述无线充电装置的固定机构还包括线圈槽301、至少一个第一隔板302，所述线圈槽301用于放置所述线圈，所述第一隔板302设置于所述绕线部分之间，以分离和固定每一层线圈，所述线圈终端一与线圈终端二穿过所述第一隔板302与所述固定件202相连。第一隔板302上有至少一个开口二供线圈终端一与线圈终端二通过，所述第一隔板302有至少一个开口三，第一层线圈绕线至最大半径后，经所述至少一个开口三通过，在所述至少一个隔板302上继续绕线形成第二层线圈。所述第一隔板302起到分离和固定第一层和第二层线圈的作用。第一隔板302可根据绕线方式，设计绕线轨道，帮助固定线圈。

本申请所述线圈结构应用在无线充电场景下，作为无线充电发射或接收装置中，如充电桩的发射线圈或机器人的接收线圈，线路整齐紧密排列，减小总体积，有效保证电能传输效率和效果。为多种线圈缠绕设计提供通用装置固定，使线圈可以稳定、整齐、紧密、多样、多层缠绕；以实现最小的体积和最高效的电能传输效果。

如图1所示，为本申请一实施例的一种线圈示意图，所述线圈包括线圈终端一、线圈终端二以及连接在所述线圈终端一和线圈终端二之间的绕线部分；所述绕线部分为由至少一根线圈绕成的层状结构；所述线圈终端一包括至少一个第一连接件以及固定于所述第一连接件的至少一个第一终端接头；所述线圈终端二包括至少一个第二连接件以及固定于所述第二连接件的至少一个第二终端接头；其中，所述绕线部分的至少一个线圈一端与所述的至少一个第一终端接头相连，另一端与至少一个第二终端接头相连。

具体应用中，如图1所示，线圈结构100至少为双层缠绕，也可以根据需求增加层数，线圈101为至少一根，可以是利兹线等多种线圈材料，图1中实施例是两根线圈。线圈101第一终端从中间位置开始绕线，可以逐渐扩大半径至外围形成第一层线圈，再逐渐缩小半径至中间位置，即可在第一层线圈上形成第二层线圈。

可以理解的是，每一层的绕线不限于半径逐渐扩大或缩小，每一层的绕线都可以多样化，比如先顺时针缠绕再逆时针等等。也可以第一层绕线至少一圈后在第二层绕线一周，依次进行。绕线层数不限，可根据需要增加层数。

每层线圈可以方形缠绕也可以圆形、方形、三角形、多边形等多种形状，且每层的多根线圈水平排列。每根线圈的终端都与终端接头102相连，线圈一端固定于至少一个第一连接件103，线圈另一端固定于至少一个第二连接件104。

如图2所示，线圈的终端在线圈平面上方，与线圈平面可为垂直角度，但不必须为90度。终端接头与连接件可以多种方式固定，如螺栓连接、焊接等等，所述终端接头和连接件形状不限。所述第一连接件与第一终端接头、所述第二连接件与第二终端接头均为导体材料。

本申请所述线圈结构应用在无线充电场景下，作为无线充电的发射或接收装置中，无线充电的发射线圈或机器人的接收线圈，线路整齐紧密排列，有效保证电能传输效率和效果。

进一步的，所述的绕线部分在所述线圈结构所在平面的投影形状包括但不限于方形、圆环形、三角形、多边形。

进一步的，所述线圈终端一与线圈终端二均位于所述绕线部分所在平面上方。

进一步的，所述第一连接件与第一终端接头、所述第二连接件与第二终端接头之间的连接方式包括但不限于螺栓连接、焊接。

进一步的，所述第一连接件与第一终端接头、所述第二连接件与第二终端接头均为导体材料。

图3-图5所示，为本申请一些实施例中一种无线充电发射或接收装置，包括固定机构、线圈，所述线圈为第一方面及第一方面各种可选实施方式中的所述的线圈结构；线圈至少包括图1中所示的线圈结构；

所述固定机构包括固定板、固定件，其中，所述固定板上设置有允许所述线圈终端一与线圈终端二通过的开口一；所述固定件设置于所述开口一一侧，与所述线圈终端一和/或线圈终端二相连，以使所述线圈整齐紧密排列。

具体应用中，固定板201在线圈终端位置处有至少一个使线圈终端可以通过的开口一，固定件202与固定板201可以通过螺栓、焊接、黏合等多种方式固定在开口处旁边，固定件202与连接件103可以通过螺丝、焊接、黏合等多种方式固定，从而使线圈终端可以整齐紧密排列，从而保证电能传输效果，而且固定于线圈平面上方，便于与外部电路链接，例如PCB电路板，减少整体装置的体积。固定板201由金属制成，例如铁、铝等材料，也可以为非导体和非磁性材料。固定件202由塑料、尼龙等非导体材料组成。

本申请所述线圈结构应用在无线充电场景下，作为无线充电的发射或接收装置中，无线充电的发射线圈或机器人的接收线圈，线路整齐紧密排列，有效保证电能传输效率和效果；且通过固定机构与线圈之间的配合，为多种线圈缠绕设计提供通用装置固定，使线圈可以稳定、整齐、紧密、多样缠绕。

进一步的，所述固定板由金属或非导体材料组成，包括铝，所述固定件由非导体和非磁性材料组成，包括塑料。

进一步的，所述固定机构还包括至少一个第一隔板，所述第一隔板设置于所述绕线部分之间，以分离和固定每一层线圈，所述线圈终端一与线圈终端二穿过所述第一隔板与所述固定件相连。

进一步的，所述固定机构还包括软磁体隔板，所述软磁体隔板设置于所述线圈与所述固定板之间，所述线圈终端一与线圈终端二穿过所述软磁体隔板与所述固定件相连。

进一步的，所述固定机构还包括至少一个第二隔板，所述第二隔板设置于所述线圈与所述软磁体隔板之间，和/或软磁体与固定板之间。

进一步的，所述软磁体隔板由软磁材料制成；所述第二隔板由非导体材料和无磁性材料制成。

具体的，线圈结构100放置于线圈槽301中，线圈槽301底面可根据线圈根数和缠绕方式定制凹槽轨道，用来固定线圈。固定机构和线圈结构之间可以有多种结构。第一隔板302上在线圈终端位置有至少一个开口二供线圈终端通过，所述第一隔板302有至少一个开口三，第一次线圈绕线至最大半径后，经所述至少一个开口三通过，在所述第一隔板302上继续绕线形成第二次线圈。第一隔板302起到分离和固定第一层和第二层线圈的作用，根据绕线方式不同，第一隔板302上开口二与开口三位置和数量可相应调整；软磁体隔板303上至少有一个开口四供线圈终端通过，软磁体隔板303使用软磁材料例如：铁氧体、纯铁、低碳钢、铁硅系合金、铁铝系合金、镍铁系合金、非晶态软磁合金等。第一隔板302、软磁体隔板303和固定板201之间，可以根据需要放置散热板、非导体隔板等，所述非导体隔板包括塑料、尼龙等材料，帮助分隔。散热板包括非导体和非磁性材料。线圈和各层板之间可以用黏合剂固定，粘合剂包括树脂、环氧树脂等聚合物。

进一步的，所述无线充电装置还包括外壳、PCB板；

其中，所述外壳用于安装固定机构，所述PCB板依次设置于所述固定机构顶部，且所述所述PCB板与所述线圈结构电性连接。

进一步的，还包括散热板，所述散热板设置于所述PCB顶部。

进一步的，所述外壳上还设置有盖板，所述盖板用于封装。

具体的，无线充电装置是无线充电的发射端或接收端，用于发射或接收电能。外壳401侧面可有通风口、风扇和线路接口等，线圈单元300放置于外壳401中，PCB板402放置于由线圈结构100与固定机构200组成的线圈单元300上，通过至少一个支撑件403与固定板201相连，支撑件403可通过黏合剂、螺栓、焊接、滑道等固定于线圈单元300上表面。PCB板402与线圈终端连接件电性相连。盖板404与外壳401相连，封装装置，盖板404包括非导体和非磁性材料、金属等，例如铝。PCB板402和盖板404之间可根据需求放置其他隔板、散热板等。

本申请提供一种无线充电系统，包括无线充电接收装置与无线充电发射装置，所述无线充电发射装置用于向所述无线充电接收装置传输电能；进而为负载充电。

所述无线充电系统中的发射线圈或接收线圈至少包括图1中所示的线圈结构。

以上所述仅为本申请的优选实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是在本申请的申请构思下，利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本申请的专利保护范围内。

Claims

1.一种线圈结构，其特征在于，包括：线圈终端一、线圈终端二以及连接在所述线圈终端一和线圈终端二之间的绕线部分；

2.如权利要求1所述的线圈结构，其特征在于，所述的绕线部分在所述线圈结构所在平面的投影形状包括但不限于方形、圆环形、三角形、多边形。

3.如权利要求1或2所述的线圈结构，其特征在于，所述线圈终端一与线圈终端二均位于所述绕线部分所在平面上方。

4.如权利要求3所述的线圈结构，其特征在于：所述第一连接件与第一终端接头、所述第二连接件与第二终端接头之间的连接方式包括但不限于螺栓连接、焊接。

5.如权利要求4所述的线圈结构，其特征在于，所述第一连接件与第一终端接头、所述第二连接件与第二终端接头均为导体材料。

6.一种无线充电装置，其特征在于，包括固定机构以及线圈，所述线圈为权利要求1-5任意一项所述的线圈结构；

所述固定机构包括固定板、固定件，其中，所述固定板上设置有允许所述线圈终端一与线圈终端二通过的至少一个开口一；所述固定件设置于所述开口一一侧，与所述线圈终端一和/或线圈终端二相连，以使所述线圈紧密、整齐固定。

7.如权利要求6所述的无线充电装置，其特征在于，所述固定机构还包括至少一个第一隔板，所述第一隔板设置于所述绕线部分之间，以分离和固定每一层线圈，所述线圈终端一与线圈终端二穿过所述第一隔板与所述固定件相连。

8.如权利要求6或7所述的无线充电装置，其特征在于，所述固定机构还包括软磁体隔板，所述软磁体隔板设置于所述线圈与所述固定板之间，所述线圈终端一与线圈终端二穿过所述软磁体隔板与所述固定件相连。

9.如权利要求8所述的无线充电装置，其特征在于，所述固定机构还包括至少一个第二隔板，所述第二隔板设置于所述线圈与所述软磁体隔板之间，和/或软磁体与固定板之间。

10.如权利要求9所述的无线充电装置，其特征在于，还包括外壳、PCB板；

11.如权利要求10所述的无线充电装置，其特征在于，还包括散热板，所述散热板设置于所述PCB顶部。

12.如权利要求10或11所述的无线充电装置，其特征在于，所述外壳上还设置有盖板，所述盖板用于封装。