一种用于无线充电和无线供电中的磁芯装置[发明专利]

(12)发明专利申请

(10)申请公布号(10)申请公布号 CN 104348262 A(43)申请公布日 2015.02.11

(21)申请号 201410578120.X(22)申请日 2014.10.24

(71)申请人天津榕丰科技有限公司

地址300110 天津市西青区中北镇津静公路

北侧中北科技产业园二区13-1(72)发明人李刚 朱广峰 林凌 李斌

吕辰偲 吴霜 王洁 郑海伟(74)专利代理机构天津市北洋有限责任专利代

理事务所 12201

代理人温国林(51)Int.Cl.

H01F 27/30(2006.01)

H02J 17/00(2006.01)H01F 27/24(2006.01)H01F 38/14(2006.01)

权利要求书1页 说明书3页 附图3页权利要求书1页 说明书3页 附图3页

()发明名称

一种用于无线充电和无线供电中的磁芯装置(57)摘要

本发明公开了一种用于无线充电和无线供电中的磁芯装置，包括：发射电磁能量的激励装置，以及接收电磁能量的接收装置，所述激励装置包括：扁平状磁芯，所述扁平状磁芯上缠绕有第一线圈；所述接收装置包括：扁平十字形磁芯，所述扁平十字形磁芯上缠绕有第二线圈；所述扁平十字形磁芯包括：第一磁芯和第二磁芯，所述扁平十字形磁芯和所述扁平状磁芯采用磁芯平面相互平行的谐振电磁耦合方式。该装置中的激励装置与接收装置都采用磁芯设计，提高了相互之间的耦合效率，并且由于接收装置采用扁平十字形磁芯，使得不论激励装置与接收装置之间的相对位置如何都可以实现高效率地耦合，进而大幅度提高了无线充电和无线供电的效率，且整个装置的体积较小。

CN 104348262 A CN 104348262 A

权 利 要 求 书

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1.一种用于无线充电和无线供电中的磁芯装置，包括：发射电磁能量的激励装置，以及接收电磁能量的接收装置，其特征在于，

所述激励装置包括：扁平状磁芯，所述扁平状磁芯上缠绕有第一线圈；所述接收装置包括：扁平十字形磁芯，所述扁平十字形磁芯上缠绕有第二线圈；所述扁平十字形磁芯包括：第一磁芯和第二磁芯，所述扁平十字形磁芯和所述扁平状磁芯采用磁芯平面相互平行的谐振电磁耦合方式。

2.根据权利要求1所述的一种用于无线充电和无线供电中的磁芯装置，其特征在于，所述第二线圈由四组参数相同的线圈组成。

3.根据权利要求2所述的一种用于无线充电和无线供电中的磁芯装置，所述四组参数相同的线圈具体为：第一组线圈、第二组线圈、第三组线圈和第四组线圈，其特征在于，

所述第一组线圈和所述第三组线圈缠绕在所述第一磁芯上，所述第一组线圈和所述第三组线圈的首尾相连；所述第一组线圈的一端连接所述第三组线圈的非同名端；

所述第二组线圈和所述第四组线圈缠绕在所述第二磁芯上，所述第二组线圈和所述第四组线圈的首尾相连；所述第二组线圈的一端连接所述第四组线圈的非同名端。

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CN 104348262 A

说 明 书

一种用于无线充电和无线供电中的磁芯装置

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技术领域

[0001]

本发明涉及电磁线圈领域，尤其涉及一种用于无线充电和无线供电中的磁芯装

置。

背景技术

[0002] 为了使用方便，现有技术中越来越多的电子装置配置了无线供电或无线充电的方式。但现有的无线供电或无线充电的技术需要将激励线圈与接收线圈对准位置和方向，否则将大幅度影响无线供电或无线充电的效率，有时甚至根本不能工作。[0003] 实际应用时，在许多应用场合将激励线圈与接收线圈对准位置和方向并非易事，例如：埋藏在人体内的电子装置就难以满足这一要求。[0004] 中国发明专利申请CN103070699A，公开了一种微小型肠道机器人无线智能充电器，包括：X光负责采集机器人的图像，经图像处理设备处理后传输给单片机，单片机用于定位机器人位置即机器人的X坐标和Y坐标，并通过控制X和Y两个方向的步进电机操作二维步进滑台，带动发射端的激励线圈，使其与机器人的接收线圈保持一定的耦合面积，可见其方法的复杂和使用之麻烦。发明内容

[0005] 本发明提供了一种用于无线充电和无线供电中的磁芯装置，本发明解决了激励线圈与接收线圈需要对准位置和方向等问题，提高了无线充电和无线供电的效率，详见下文描述：

[0006] 一种用于无线充电和无线供电中的磁芯装置，包括：发射电磁能量的激励装置，以及接收电磁能量的接收装置，[0007] 所述激励装置包括：扁平状磁芯，所述扁平状磁芯上缠绕有第一线圈；[0008] 所述接收装置包括：扁平十字形磁芯，所述扁平十字形磁芯上缠绕有第二线圈；[0009] 所述扁平十字形磁芯包括：第一磁芯和第二磁芯，所述扁平十字形磁芯和所述扁平状磁芯采用磁芯平面相互平行的谐振电磁耦合方式。[0010] 进一步地，所述第二线圈由四组参数相同的线圈组成。所述四组参数相同的线圈具体为：第一组线圈、第二组线圈、第三组线圈和第四组线圈，

[0011] 所述第一组线圈和所述第三组线圈缠绕在所述第一磁芯上，所述第一组线圈和所述第三组线圈的首尾相连；所述第一组线圈的一端连接所述第三组线圈的非同名端；[0012] 所述第二组线圈和所述第四组线圈缠绕在所述第二磁芯上，所述第二组线圈和所述第四组线圈的首尾相连；所述第二组线圈的一端连接所述第四组线圈的非同名端。[0013] 本发明提供的技术方案的有益效果是：该装置中的激励装置与接收装置都采用磁芯设计，提高了相互之间的耦合效率，并且由于接收装置采用扁平十字形磁芯，使得不论激励装置与接收装置之间的相对位置如何都可以实现高效率地耦合，进而大幅度提高了无线充电和无线供电的效率，且整个装置的体积较小。

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CN 104348262 A

说 明 书

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附图说明

[0014] [0015] [0016] [0017] [0018] [0019] [0020] [0021] [0022] [0023] [0024]

图1为激励装置的结构示意图；

图2为接收装置的结构示意图；图3为四组线圈的示意图；

图4为一种用于无线充电和无线供电中的磁芯装置的组合图。附图中，各标号所代表的部件列表如下：1：激励装置； 2：接收装置；11：扁平状磁芯； 12：第一线圈；21：扁平十字形磁芯； 22：第二线圈；211：第一磁芯； 212：第二磁芯；L1：第一组线圈； L2：第二组线圈；L3：第三组线圈； L4：第四组线圈。

具体实施方式

[0025] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明实施方式作进一步地详细描述。

[0026] 为了解决激励线圈与接收线圈需要对准位置和方向等问题，提高无线充电和无线供电的效率，本发明实施例提供了一种用于无线充电和无线供电中的磁芯装置，参见图1和图2，包括：激励装置1，激励装置1包括：扁平状磁芯11和第一线圈12，第一线圈12缠绕在扁平状磁芯11上。该磁芯装置还包括：与激励装置1配合的接收装置2，接收装置2包括：扁平十字形磁芯21以及第二线圈22。[0027] 参见图3和图4，扁平十字形磁芯21包括：第一磁芯211和第二磁芯212，扁平十字形磁芯21和扁平状磁芯11采用磁芯平面相互平行的谐振电磁耦合方式。[0028] 其中，第二线圈22由四组参数相同的线圈L1、L2、L3和L4组成，在第一磁芯211上分别缠绕有第一组线圈L1和第三组线圈L3，第一组线圈L1和第三组线圈L3的首尾相连，即第一组线圈L1的一端连接第三组线圈L3的非同名端上，另外未连接的两端(即第一组线圈L1的另一端与第三组线圈L3的同名端)作为串联后构成一个线圈的引出端。[0029] 同理，在第二磁芯212上分别缠绕有第二组线圈L2和第四组线圈L4，第二组线圈L2和第四组线圈L4的首尾相连，即第二组线圈L2的一端连接第四组线圈L4的非同名端上，另外未连接的两端(即第二组线圈L2的另一端与第四组线圈L4的同名端)作为串联后构成一个线圈的引出端。

[0030] 本发明实施例是以图2中的扁平十字形磁芯21为例进行说明，此时第一磁芯211处于竖直方向，第二磁芯212处于水平方向。则在第一磁芯211的上部和下部分别缠绕有第一组线圈L1和第三组线圈L3；在第二磁芯212的左部和右部分别缠绕有第二组线圈L2和第四组线圈L4。[0031] 另，若第一磁芯211处于水平方向，第二磁芯212处于竖直方向。则在第一磁芯211的左部和右部分别缠绕有第一组线圈L1和第三组线圈L3；在第二磁芯212的上部和下部分别缠绕有第二组线圈L2和第四组线圈L4。

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说 明 书

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实际应用时，只需满足第一磁芯211和第二磁芯212呈十字形设计即可，对第一磁芯211和第二磁芯212的具体的方位不做。

[0033] 由于扁平十字形磁芯21可以使得在二维平面内任何方向的磁场都可以高效接收，因而只要接收装置2在激励装置1的覆盖范围以内，不论激励装置1与接收装置2之间的相对位置如何都可以实现高效率地耦合，并且由于激励装置1与接收装置2都具有磁芯，故相互之间的耦合效率可以做到最高，大幅度提高了无线充电和无线供电的效率；并且，由于接收装置2的磁芯为扁平十字形，因而并不会由于磁芯而导致整个装置的体积增加。[0034] 具体实现时，本发明实施例对第一线圈12、第二线圈22的具体缠绕圈数、缠绕方向不做，只需满足上述条件即可。

[0035] 本发明实施例对各器件的型号除做特殊说明的以外，其他器件的型号不做，只要能完成上述功能的器件均可。

[0036] 本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施例的示意图，上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。[0037] 以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

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说 明 书 附 图

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图1

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CN 104348262 A

说 明 书 附 图

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图2

图3

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CN 104348262 A

说 明 书 附 图

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图4

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