非接觸電連接器的磁芯及非接觸電連接器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及電連接器領(lǐng)域，特別是涉及到了一種非接觸電連接器的磁芯及非接觸電連接器。非接觸電連接器的磁芯包括內(nèi)圈、外圈和設(shè)于內(nèi)、外圈一端的基座，內(nèi)、外圈均通過(guò)其各自的相應(yīng)端固定在基座上，內(nèi)圈的遠(yuǎn)離基座的一端凸出于外圈的相應(yīng)端。由于本發(fā)明的非接觸電連接器的磁芯的內(nèi)圈的遠(yuǎn)離基座的一端凸出于外圈的相應(yīng)端。因此，可以更好的引導(dǎo)電磁場(chǎng)在更廣的范圍內(nèi)分布，從而使得非接觸電連接器的電力傳輸?shù)木嚯x更遠(yuǎn)、范圍更廣，從而可降低對(duì)磁芯形狀的要求，綜上所述，本發(fā)明的非接觸電連接器的磁芯既符合非接觸電連接器尺寸，又可以滿足其對(duì)傳輸距離的要求。
【專利說(shuō)明】非接觸電連接器的磁芯及非接觸電連接器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電連接器領(lǐng)域，特別是涉及到了一種非接觸電連接器的磁芯及非接觸電連接器。

【背景技術(shù)】
[0002]非接觸電力傳輸技術(shù)是一項(xiàng)方興未艾的新技術(shù)。其作用機(jī)理涉及將交變電磁場(chǎng)從線圈傳輸?shù)骄€圈，并在接收線圈中感應(yīng)出交流電，并供給諸如電池、手機(jī)等便攜式用電設(shè)備。該技術(shù)的主要難點(diǎn)在于:如何在保證傳輸效率的同時(shí)，提升非接觸電力傳輸?shù)木嚯x。
[0003]眾所周知，在線圈中加入磁芯，可以顯著增加線圈的電感，從而可以更少的線圈匝數(shù)達(dá)到相同的電感值，線圈匝數(shù)的減少將降低導(dǎo)線電阻損耗。磁芯也可以重塑電磁場(chǎng)的分布，通過(guò)對(duì)電磁場(chǎng)的引導(dǎo)，可以提升非接觸傳輸線圈的耦合系數(shù)，提升傳輸性能。
[0004]在手機(jī)無(wú)線充電設(shè)備上，磁芯結(jié)構(gòu)被設(shè)計(jì)成扁平狀；而另外的一些設(shè)計(jì)，線圈被纏繞到各種形狀的磁芯上。對(duì)于非接觸電連接器來(lái)說(shuō)，扁平狀的磁芯外徑過(guò)大，難以應(yīng)用；而應(yīng)用其他結(jié)構(gòu)的磁芯則傳輸距離過(guò)短。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種符合非接觸電連接器尺寸及傳輸距離要求的非接觸電連接器的磁芯。
[0006]同時(shí)，本發(fā)明的目的還在于提供使用上述磁芯的非接觸電連接器。
[0007]為了解決上述問(wèn)題，非接觸電連接器的磁芯采用以下技術(shù)方案:非接觸電連接器的磁芯，包括內(nèi)圈、外圈和設(shè)于內(nèi)、外圈一端的基座，內(nèi)、外圈均通過(guò)其各自的相應(yīng)端固定在基座上，內(nèi)圈的遠(yuǎn)離基座的一端凸出于外圈的相應(yīng)端。
[0008]所述內(nèi)圈上設(shè)有軸向貫通的、供相應(yīng)線纜穿過(guò)的內(nèi)孔。
[0009]所述基座的外緣處設(shè)有供相應(yīng)線纜通過(guò)的缺口。
[0010]所述內(nèi)圈由兩個(gè)以上節(jié)段接續(xù)而成。
[0011 ] 非接觸電連接器采用以下技術(shù)方案:非接觸電連接器，包括磁芯和線圈，磁芯包括內(nèi)圈、外圈和設(shè)于內(nèi)、外圈一端的基座，內(nèi)、外圈均通過(guò)其各自的相應(yīng)端固定在基座上，線圈纏繞在內(nèi)圈上，內(nèi)圈的遠(yuǎn)離基座的一端凸出于外圈的相應(yīng)端。
[0012]還包括信號(hào)天線，內(nèi)圈上設(shè)有軸向貫通的內(nèi)孔，信號(hào)天線通過(guò)相應(yīng)的、穿過(guò)內(nèi)圈的內(nèi)孔的線纜連接有信號(hào)控制模塊，信號(hào)控制模塊為發(fā)射控制模塊或者接收控制模塊。
[0013]所述信號(hào)控制模塊為發(fā)射控制模塊，信號(hào)控制模塊連接有電源與信號(hào)接收處理器。
[0014]所述信號(hào)控制模塊為接收控制模塊，信號(hào)控制模塊連接有負(fù)載與信號(hào)發(fā)射處理器。
[0015]所述基座的外緣處設(shè)有供線圈的線纜通過(guò)的缺口。
[0016]所述內(nèi)圈由兩個(gè)以上節(jié)段接續(xù)而成。
[0017]由于本發(fā)明的非接觸電連接器的磁芯的內(nèi)圈的遠(yuǎn)離基座的一端凸出于外圈的相應(yīng)端。因此，可以更好的引導(dǎo)電磁場(chǎng)在更廣的范圍內(nèi)分布，從而使得非接觸電連接器的電力傳輸?shù)木嚯x更遠(yuǎn)、范圍更廣，從而可降低對(duì)磁芯形狀的要求，綜上所述，本發(fā)明的非接觸電連接器的磁芯既符合非接觸電連接器尺寸，又可以滿足其對(duì)傳輸距離的要求。
[0018]更進(jìn)一步的，由兩個(gè)以上節(jié)段接續(xù)而成的內(nèi)圈首先會(huì)簡(jiǎn)化生產(chǎn)工藝，其次是分離零件組裝時(shí)的空氣間隙，可以有效阻礙磁飽和的產(chǎn)生。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1是本發(fā)明的非接觸電連接器的磁芯的實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明的非接觸電連接器的磁芯的實(shí)施例的分解圖；
圖3是本發(fā)明的非接觸電連接器的磁芯的實(shí)施例的傳輸磁力線分布簡(jiǎn)圖；
圖4是罐形磁芯的傳輸磁力線分布簡(jiǎn)圖；
圖5是本發(fā)明的非接觸電連接器的實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖6是本發(fā)明的非接觸電連接器的實(shí)施例1的線圈繞法示意圖；
圖7是本發(fā)明的非接觸電連接器的實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖8是本發(fā)明的非接觸電連接器的實(shí)施例1、2配套使用的示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0020]非接觸電連接器的磁芯的實(shí)施例，如圖1-4所示，該非接觸電連接器的磁芯包括內(nèi)圈11、外圈12和設(shè)于內(nèi)、夕卜圈一端的基座13。
[0021]在本實(shí)施例中，內(nèi)、外圈均為圓形的套筒且各自為一體式結(jié)構(gòu)，其中內(nèi)圈11與外圈12同軸的位于外圈12中，內(nèi)圈11的內(nèi)孔軸向貫通，其用于供相應(yīng)的線纜穿過(guò)。
[0022]內(nèi)、外圈均固定在基座13上，基座13上設(shè)有與內(nèi)圈的內(nèi)孔對(duì)應(yīng)的通孔，其同樣是為了供相應(yīng)的線纜穿過(guò)，另外，底座的外緣處設(shè)有缺口 14，缺口 14的設(shè)置是為了供相應(yīng)的線纜穿過(guò)以纏繞在內(nèi)圈11上。當(dāng)內(nèi)、外圈均與基座固定后，內(nèi)圈11的遠(yuǎn)離基座13的一端凸出于外圈12的相應(yīng)端，在本實(shí)施例中，內(nèi)圈凸出外圈20%，當(dāng)然，在其它實(shí)施例中，內(nèi)圈凸出外圈20%皆可。使內(nèi)圈凸出于外圈的好處在于:磁芯的結(jié)構(gòu)能夠更好的引導(dǎo)電磁場(chǎng)在更廣的范圍內(nèi)分布，使得非接觸電力傳輸?shù)木嚯x更遠(yuǎn)，范圍更廣。如圖3所示，當(dāng)發(fā)射端和接收端都是磁芯時(shí)，電磁耦合的距離遠(yuǎn),范圍廣,對(duì)比圖4所示的罐形磁芯的情況，電磁耦合的范圍小，耦合電磁少。圖3、圖4僅是對(duì)電磁耦合一種簡(jiǎn)單描述，實(shí)際電磁場(chǎng)分布更為復(fù)雜。罐形磁芯結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是:內(nèi)圈與外圈齊平。
[0023]最后需要特別指出的是，本實(shí)施例中的磁芯是由高磁導(dǎo)率的材料制成，該材料可以是錳鋅鐵氧體，或者其他適宜材料。
[0024]在非接觸電連接器的磁芯的其它實(shí)施例中，內(nèi)圈還可以采用多節(jié)段接續(xù)的結(jié)構(gòu)，當(dāng)然，外圈也可以采用多節(jié)段接續(xù)的結(jié)構(gòu)，基座還可以采用分體式結(jié)構(gòu)。為本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員所知的是:磁芯如果是一個(gè)單個(gè)的整體，其電感值比較高。而如果磁芯是由多個(gè)分離的零件組合而成，首先會(huì)簡(jiǎn)化生產(chǎn)工藝，其次是分離零件組裝時(shí)的空氣間隙，可以有效阻礙磁飽和的產(chǎn)生。因此，將各個(gè)零件分離，再度分離成多個(gè)部分，是為了更大限度的阻礙磁飽和的產(chǎn)生。磁芯的外形還可以是其它形狀，內(nèi)圈、外圈、基座的外形可以是圓形以外的其他形狀，比如正六邊形等；外圈也可以是一個(gè)帶有開(kāi)槽的不完整的圓柱形。磁芯的內(nèi)圈、外圈及基座還可以采用一體式的結(jié)構(gòu)。
[0025]非接觸電連接器的實(shí)施例1，如圖5-6所示，包括磁芯21、電力線圈22、信號(hào)天線23、發(fā)射控制模塊24以及電源與信號(hào)接收處理器25。磁芯21的結(jié)構(gòu)與上述非接觸電連接器的磁芯的實(shí)施例的結(jié)構(gòu)相同，除電力線圈22以外的其余各部件的工作原理及結(jié)構(gòu)為現(xiàn)有技術(shù)，此處不予贅述。電力線圈22的繞法如圖6所示，其按照?qǐng)D示中的編號(hào)依次繞設(shè)。
[0026]非接觸電連接器的實(shí)施例2，如圖7所示，其與非接觸電連接器的實(shí)施例1的區(qū)別僅在于，將電源與信號(hào)接收處理器替換為了負(fù)載信號(hào)發(fā)射處理器31，將發(fā)射控制模塊替換為了接收控制模塊32。
[0027]非接觸電連接器的實(shí)施例1、2 —起可組成一個(gè)非接觸電連接器系統(tǒng)，以實(shí)施例1的非接觸電連接器作為發(fā)射端，以實(shí)施例2的非接觸電連接器作為接收端，下面介紹該系統(tǒng)的工作原理:電源與信號(hào)接收處理提供電力給發(fā)射控制模塊，發(fā)射控制模塊將電力轉(zhuǎn)化成預(yù)定頻率的交流電，根據(jù)現(xiàn)有的技術(shù)文獻(xiàn)，預(yù)定頻率的范圍為20kHf 10MHz。高頻交流電通過(guò)導(dǎo)線傳輸給電力線圈，電力線圈以螺旋的方式纏繞在磁芯上，高頻交流電通過(guò)電力線圈，在磁芯與電力線圈周圍產(chǎn)生高頻電磁場(chǎng)。上述高頻電磁場(chǎng)在非接觸電連接器的實(shí)施例2的電力線圈中感應(yīng)出高頻交流電，該感應(yīng)高頻交流電通過(guò)導(dǎo)線傳輸給接收控制模塊。接收控制模塊將高頻交流電整流為直流或工頻交流電，為負(fù)載及信號(hào)發(fā)射處理供電。負(fù)載及信號(hào)發(fā)射處理得到電源后，將檢測(cè)到或需要傳輸?shù)男盘?hào)(比如溫度傳感器的溫度值)傳輸給接收控制模塊；接收控制模塊將上述信號(hào)調(diào)制到高頻電磁載波上(比如常用的無(wú)需經(jīng)過(guò)注冊(cè)申請(qǐng)的2.4GHz載波段)，并通過(guò)非接觸電連接器的實(shí)施例2的信號(hào)天線發(fā)射出去。發(fā)射端的信號(hào)天線接收到上述高頻電磁載波后，將電磁載波傳輸給發(fā)射控制模塊。發(fā)射控制模塊把所需傳輸信號(hào)從高頻電磁載波解調(diào)出來(lái)，并最終傳輸給信號(hào)最終處理設(shè)備。
[0028]在非接觸電連接器的實(shí)施例1、2中，信號(hào)天線被置于磁芯的前端，通過(guò)磁芯的內(nèi)圈與基座形成的空腔與發(fā)射控制模塊、接收控制模塊相連接。這樣做的有益效果是:信號(hào)傳輸不易受電力傳輸電磁場(chǎng)的干擾，信號(hào)傳輸?shù)亩ㄏ蛐愿摺?br> 【權(quán)利要求】
1.非接觸電連接器的磁芯，包括內(nèi)圈、外圈和設(shè)于內(nèi)、外圈一端的基座，內(nèi)、外圈均通過(guò)其各自的相應(yīng)端固定在基座上，其特征在于，內(nèi)圈的遠(yuǎn)離基座的一端凸出于外圈的相應(yīng)端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非接觸電連接器的磁芯，其特征在于，所述內(nèi)圈上設(shè)有軸向貫通的、供相應(yīng)線纜穿過(guò)的內(nèi)孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非接觸電連接器的磁芯，其特征在于，所述基座的外緣處設(shè)有供相應(yīng)線纜通過(guò)的缺口。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的非接觸電連接器的磁芯，其特征在于，所述內(nèi)圈由兩個(gè)以上節(jié)段接續(xù)而成。
5.非接觸電連接器，包括磁芯和線圈，磁芯包括內(nèi)圈、外圈和設(shè)于內(nèi)、外圈一端的基座，內(nèi)、外圈均通過(guò)其各自的相應(yīng)端固定在基座上，線圈纏繞在內(nèi)圈上，其特征在于，內(nèi)圈的遠(yuǎn)離基座的一端凸出于外圈的相應(yīng)端。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的非接觸電連接器，其特征在于，還包括信號(hào)天線，內(nèi)圈上設(shè)有軸向貫通的內(nèi)孔，信號(hào)天線通過(guò)相應(yīng)的、穿過(guò)內(nèi)圈的內(nèi)孔的線纜連接有信號(hào)控制模塊，信號(hào)控制模塊為發(fā)射控制模塊或者接收控制模塊。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的非接觸電連接器，其特征在于，所述信號(hào)控制模塊為發(fā)射控制模塊，信號(hào)控制模塊連接有電源與信號(hào)接收處理器。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的非接觸電連接器，其特征在于，所述信號(hào)控制模塊為接收控制模塊，信號(hào)控制模塊連接有負(fù)載與信號(hào)發(fā)射處理器。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的非接觸電連接器，其特征在于，所述基座的外緣處設(shè)有供線圈的線纜通過(guò)的缺口。
10.根據(jù)權(quán)利要求5-9任一項(xiàng)所述的非接觸電連接器，其特征在于，所述內(nèi)圈由兩個(gè)以上節(jié)段接續(xù)而成。
【文檔編號(hào)】H01F27/24GK104347237SQ201410574161
【公開(kāi)日】2015年2月11日 申請(qǐng)日期:2014年10月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月24日
【發(fā)明者】王穎輝, 張曉光, 李強(qiáng) 申請(qǐng)人:中航光電科技股份有限公司