專利名稱：一種無觸點(diǎn)的充電器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無觸點(diǎn)的充電器，該充電器利用電磁感應(yīng)在相互獨(dú)立的初級(jí)和次級(jí)線圈之間傳輸電能。
增加磁傳輸效率的一個(gè)傳統(tǒng)方法是將U形磁心用于初級(jí)和次級(jí)線圈。線圈是分開的并纏繞在兩端的磁性分支上。這樣就增加了在相對(duì)的磁心部分的磁性分支表面的尺寸和增加了線圈的相對(duì)表面。
考慮到磁傳輸效率，增加磁心的截面積和次級(jí)回路的線圈是有效的。然而，由于對(duì)小型化和便攜裝置的要求，對(duì)截面尺寸有限制，對(duì)磁心的尺寸和固定在次級(jí)殼體的線圈也有限制。因而限制了可以傳輸?shù)哪芰俊D4顯示了傳統(tǒng)的小型便攜式無觸點(diǎn)的充電器。
圖4中，參考標(biāo)號(hào)A代表了初級(jí)線圈，參考標(biāo)號(hào)B代表了次級(jí)線圈。參考標(biāo)號(hào)11代表初級(jí)線圈A的一部分殼體，標(biāo)號(hào)12代表用于初級(jí)線圈A的U形磁心，參考標(biāo)號(hào)13代表了圍繞初級(jí)線圈A的U形磁心12的磁性分支的繞組。參考標(biāo)號(hào)14代表了次級(jí)線圈B的一部分殼體，參考標(biāo)號(hào)15代表了用于次級(jí)線圈B的U形磁心，參考標(biāo)號(hào)16代表了圍繞次級(jí)線圈B的U形磁心15的磁性分支的繞組。初級(jí)線圈A和次級(jí)線圈B的形成是通過圍繞磁心12和15的各端的磁分支的繞組13和16。磁分支設(shè)置成互相面對(duì)，其間有殼體11和14。
圖5顯示了這種結(jié)構(gòu)的磁通量的分布，圖中使用了與圖4相同的參考標(biāo)號(hào)。
在圖5中，磁通量在初級(jí)線圈A中產(chǎn)生，沿U形磁心12各端的磁分支12a和12b和次級(jí)線圈B的U形磁心15各端的磁分支15a和15b組成封閉磁路，將能量傳輸?shù)酱渭?jí)線圈B，一種可以想到的改進(jìn)初級(jí)線圈A和次級(jí)線圈B之間磁耦合的方法是增加初級(jí)線圈A和次級(jí)線圈B的磁心12和15的磁分支12a，12b，15a，15b的截面積，以便從初級(jí)線圈A傳輸盡可能多的磁通量到次級(jí)線圈。在初級(jí)線圈A各端的磁分支12a和12b(開口側(cè))之間的距離也要增加以防止磁通量通過次級(jí)線圈B，這可減少直接返回初級(jí)線圈A的磁通量x(漏磁)。
然而，由于繞組16圍繞次級(jí)線圈B的U形磁心15各端的磁分支15a和15b，要考慮到為繞組16提供空間。由于這個(gè)原因，在必須小而薄的便攜式電子裝置中增加磁分支15a和15b的截面積和U形磁心15各端的磁分支15a和15b之間的距離是非常困難的。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種無觸點(diǎn)充電器，包含蓄電池的電池驅(qū)動(dòng)電子裝置設(shè)置在電源部分，電源部分的電能通過無觸點(diǎn)充電器提供。無觸點(diǎn)充電器包括通過電磁感應(yīng)提供能量的初級(jí)線圈和接受能量的次級(jí)線圈。初級(jí)和次級(jí)線圈設(shè)置成互相面對(duì)并有殼體位于其間；初級(jí)線圈包括在各端有磁分支的U形磁心和圍繞磁分支的繞組；次級(jí)線圈包括在各端有磁分支的U形磁心和圍繞U形磁心的共同磁心部分的繞組；初級(jí)線圈的磁分支的截面積大于次級(jí)線圈的磁分支的截面積。
在次級(jí)線圈，磁心的磁分支的開口端之間的距離大于共同磁心部分。在初級(jí)線圈，磁心的磁分支截面積的底部的寬度比頂部大。因此，初級(jí)線圈產(chǎn)生的磁通量可有效地提供給次級(jí)線圈。
另外，編織金屬絲用作初級(jí)和次級(jí)線圈中至少一個(gè)的繞組材料。
根據(jù)本發(fā)明的無觸點(diǎn)充電器，包含蓄電池的電池驅(qū)動(dòng)電子裝置設(shè)置在電源部分，電源部分的電能通過無觸點(diǎn)充電器提供。無觸點(diǎn)充電器包括初級(jí)線圈和次級(jí)線圈。初級(jí)線圈通過電磁感應(yīng)向次級(jí)線圈提供能量，初級(jí)和次級(jí)線圈設(shè)置成互相面對(duì)并有殼體位于其間。初級(jí)線圈包括在各端有磁分支的U形磁心和圍繞磁分支的繞組；次級(jí)線圈包括在各端有磁分支的U形磁心和圍繞U形磁心的共同磁心部分的繞組；初級(jí)線圈的磁分支的截面積大于次級(jí)線圈的磁分支的截面積。
在次級(jí)線圈，磁心的磁分支的開口端之間的距離大于共同磁心部分。在初級(jí)線圈，磁心的磁分支截面積底部的寬度比頂部大。因此，次級(jí)線圈可以做的小、輕、薄并可得到所要的能量。
另外，通過編織一束金屬絲得到的編織金屬絲包括多個(gè)絕緣的單絲，故金屬絲的位置在內(nèi)側(cè)和外側(cè)交替變化。編織金屬絲被用作初級(jí)和次級(jí)線圈中的至少一個(gè)的繞組材料。這樣，當(dāng)一個(gè)線圈產(chǎn)生的磁通量與另一個(gè)線圈的繞組相交并且沒有通過線圈的磁心時(shí)，另一線圈的渦流造成的損耗可以減少，有助于減少次級(jí)線圈的損耗和提供所要求的能量。


圖1是本發(fā)明的無觸點(diǎn)充電器的實(shí)施例的截面圖。
在圖1，參考標(biāo)號(hào)A代表初級(jí)線圈。參考標(biāo)號(hào)B代表次級(jí)線圈。在初級(jí)線圈A，參考標(biāo)號(hào)1代表殼體，標(biāo)號(hào)2代表U形磁心，標(biāo)號(hào)2a和2b代表在U形磁心各端的磁分支，標(biāo)號(hào)3代表圍繞各端的磁分支的繞組。在次級(jí)線圈B，標(biāo)號(hào)4代表殼體，標(biāo)號(hào)5代表U形磁心。標(biāo)號(hào)5a和5b代表在U性磁心各端的磁分支，標(biāo)號(hào)6代表圍繞各端的磁分支5a和5b的共同部分的繞組。
由于初級(jí)線圈A設(shè)置在臺(tái)子或類似結(jié)構(gòu)上，可以大于次級(jí)線圈B。U形磁心2的截面積H1在圍繞各端的磁分支2a和2b的繞組3之前是增大的。便攜的次級(jí)線圈B可以由人攜帶。為了使其盡可能的小，U形磁心5的截面積H2減小，繞組6圍繞共同磁心部分。磁分支5a和5b之間的距離與初級(jí)線圈A各端的磁分支2a和2b之間的距離相配合。這樣磁軸是平齊的。將繞組6纏繞在磁分支之間有較寬距離的薄U形磁心5的共同磁心上，充電器可以做的小而薄。
初級(jí)線圈A各端的磁分支2a和2b和次級(jí)線圈B各端的磁分支5a和5b設(shè)置成互相面對(duì)，殼體1和4位于其間。
因此，通過在次級(jí)線圈中使用小、輕、薄的U形磁心2，整個(gè)結(jié)構(gòu)更加輕，并可以用于便攜電子裝置。
圖2顯示了本發(fā)明的無觸點(diǎn)充電器的另一實(shí)施例的截面圖。在圖2中，次級(jí)線圈B使用了U形磁心7，磁分支7a和7b的開口端之間的距離L2大于共同磁心基部之間的距離L1。為了減少直接返回初級(jí)線圈A的磁心2的磁通量(漏磁通)，又不允許初級(jí)線圈A產(chǎn)生的磁通量進(jìn)入次級(jí)線圈B的磁心7，初級(jí)線圈A的磁分支2a和2b之間的距離增大且磁軸是對(duì)齊的。這樣可增加磁傳輸效率和使充電器變的小、輕、薄。
圖3是本發(fā)明的無觸點(diǎn)充電器的又一實(shí)施例的截面圖。
在圖3，初級(jí)線圈A使用了U形磁心8，其兩端的磁分支8a和8b的截面積經(jīng)過調(diào)整使頂部S2窄于基部S1。纏繞繞組9以便固定磁心8，磁通量的流向限制在朝向開口端，因此減少了直接流向初級(jí)線圈A的磁通量(漏磁通)并使初級(jí)線圈A產(chǎn)生的磁通不能進(jìn)入次級(jí)線圈B的磁心5，通過縮小流向磁心8的開口端的磁通量增加了磁傳輸效率。
此外，在上述各個(gè)實(shí)施例中，通過編織一束金屬絲得到的編織金屬絲包括多根絕緣的單根金屬絲，所以金屬絲的位置在內(nèi)側(cè)和外側(cè)交替地變化。編織金屬絲被用作初級(jí)和次級(jí)線圈中的至少一個(gè)的繞組材料。因此當(dāng)一個(gè)線圈產(chǎn)生的磁通量相交另一個(gè)線圈的繞組且不通過另一線圈的磁心時(shí)，可減少另一線圈的渦流產(chǎn)生的損耗，并幫助減少次級(jí)線圈的損耗和提供所要求的能量。
本發(fā)明的無觸點(diǎn)充電器并不限于上面介紹的實(shí)施例。例如，U形磁心的截面形狀可制成圓的、正方的、多邊形的等等。另外，通過編織一束金屬絲制得的編織金屬絲包括多根絕緣的單個(gè)金屬絲，故金屬絲的位置在內(nèi)側(cè)和外側(cè)交替變化。編織金屬絲被用作初級(jí)和次級(jí)線圈中的一個(gè)的繞組材料。由單根金屬絲構(gòu)成的成束金屬絲(辮編線、絞合線等)編織出的復(fù)雜的成束金屬絲是可接受的替代物。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的無觸點(diǎn)充電器包括初級(jí)線圈和次級(jí)線圈。初級(jí)和次級(jí)線圈帶有U形磁心，磁心的各端有磁分支。圍繞初級(jí)線圈的磁分支設(shè)有繞組，圍繞次級(jí)線圈的共同磁心部分設(shè)有繞組，因此使得次級(jí)線圈小、薄、輕。這樣使整體結(jié)構(gòu)變輕和便于用于便攜電子裝置。通過改變初級(jí)和次級(jí)線圈的互相面對(duì)的U形磁心的磁分支的形狀，可以在提供初級(jí)線圈產(chǎn)生的磁通的同時(shí)減少到達(dá)次級(jí)線圈的漏磁通并增加磁傳輸效率。
權(quán)利要求
1.一種無觸點(diǎn)的充電器，包含蓄電池的電池驅(qū)動(dòng)電子裝置放置在電源部分，所述電源部分的電能通過所述無觸點(diǎn)的充電器提供，所述無觸點(diǎn)的充電器包括初級(jí)線圈和次級(jí)線圈，所述初級(jí)線圈通過電磁感應(yīng)提供能量給所述次級(jí)線圈，所述初級(jí)和次級(jí)線圈設(shè)置成互相面對(duì)，其間有一殼體；所述初級(jí)線圈包括兩端各有一分支部分的U形磁心和圍繞所述U形磁心的所述分支部分的繞組；所述次級(jí)線圈包括兩端各有一分支部分的U形磁心和圍繞所述U形磁心共同部分的繞組；所述初級(jí)線圈的磁性分支的截面積大于所述次級(jí)線圈的磁性分支的截面積。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無觸點(diǎn)的充電器，其特征在于，在所述次級(jí)線圈，所述磁心的磁性分支開口端之間的距離大于磁心的共同部分。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無觸點(diǎn)的充電器，其特征在于，在所述初級(jí)線圈，所述磁心的磁性分支的截面積的底部要比頂部寬。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無觸點(diǎn)的充電器，其特征在于，所述初級(jí)和次級(jí)的線圈中至少一個(gè)的繞組材料是編織金屬絲。
全文摘要
一種無觸點(diǎn)的充電器。包含蓄電池的電池驅(qū)動(dòng)電子裝置放置在電源部分,電源部分的電能通過無觸點(diǎn)的充電器提供。無觸點(diǎn)的充電器包括初級(jí)線圈和次級(jí)線圈,初級(jí)線圈通過電磁感應(yīng)提供能量給次級(jí)線圈,初級(jí)和次級(jí)線圈設(shè)置成互相面對(duì),其間有一殼體。初級(jí)線圈包括兩端各有一分支部分的U形磁心和圍繞U形磁心的分支部分的繞組。次級(jí)線圈包括兩端各有一分支部分的U形磁心和圍繞U形磁心的共同部分的繞組。U初級(jí)線圈的磁性分支的截面積大于次級(jí)線圈的磁性分支的截面積。
文檔編號(hào)H02J17/00GK1362770SQ01145418
公開日2002年8月7日 申請(qǐng)日期2001年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2000年12月27日
發(fā)明者阿部重夫, 小島秀樹 申請(qǐng)人:東光株式會(huì)社