非接觸式電力傳輸系統(tǒng)的制作方法
【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式電力傳輸系統(tǒng)。該非接觸式電力傳輸系統(tǒng)包括發(fā)射端和接收端，發(fā)射端和接收端各自包括磁芯和線圈，磁芯包括內(nèi)圈、外圈和基座，內(nèi)、外圈均通過其各自的相應(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。由于本發(fā)明的非接觸式電力傳輸系統(tǒng)的發(fā)射端以及接收端的磁芯的內(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)電磁場在更廣的范圍內(nèi)分布，從而使得非接觸式電力傳輸系統(tǒng)的電力傳輸?shù)木嚯x更遠(yuǎn)、范圍更廣，從而可降低對磁芯形狀的要求，綜上所述，本發(fā)明的非接觸式電力傳輸系統(tǒng)既符合非接觸式電力傳輸系統(tǒng)尺寸，又可以滿足其對傳輸距離的要求。
【專利說明】非接觸式電力傳輸系統(tǒng)

【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式電力傳輸系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]非接觸電力傳輸技術(shù)是一項方興未艾的新技術(shù)。其作用機(jī)理涉及將交變電磁場從線圈傳輸?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，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的分布，通過對電磁場的引導(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)無線充電設(shè)備上，磁芯結(jié)構(gòu)被設(shè)計成扁平狀；而另外的一些設(shè)計，線圈被纏繞到各種形狀的磁芯上。對于非接觸式電力傳輸系統(tǒng)來說，扁平狀的磁芯外徑過大，難以應(yīng)用；而應(yīng)用其他結(jié)構(gòu)的磁芯則傳輸距離過短。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種符合尺寸及傳輸距離要求的非接觸式電力傳輸系統(tǒng)。
[0006]為了解決上述問題，非接觸式電力傳輸系統(tǒng)采用以下技術(shù)方案:非接觸式電力傳輸系統(tǒng)，包括發(fā)射端和接收端，發(fā)射端和接收端各自包括磁芯和線圈，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。
[0007]發(fā)射端和接收端還各自包括信號天線，內(nèi)圈上設(shè)有軸向貫通的內(nèi)孔，發(fā)射端的信號天線通過相應(yīng)的、穿過內(nèi)圈的內(nèi)孔的線纜連接有信號發(fā)射控制模塊，接收端的信號天線通過相應(yīng)的、穿過內(nèi)圈的內(nèi)孔的線纜連接有信號接收控制模塊。
[0008]所述基座的外緣處設(shè)有供線圈的線纜通過的缺口。
[0009]所述內(nèi)圈由兩個以上節(jié)段接續(xù)而成。
[0010]由于本發(fā)明的非接觸式電力傳輸系統(tǒng)的發(fā)射端以及接收端各自的磁芯的內(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)電磁場在更廣的范圍內(nèi)分布，從而使得非接觸式電力傳輸系統(tǒng)的電力傳輸?shù)木嚯x更遠(yuǎn)、范圍更廣，從而可降低對磁芯形狀的要求，綜上所述，本發(fā)明的非接觸式電力傳輸系統(tǒng)既符合非接觸式電力傳輸系統(tǒng)尺寸，又可以滿足其對傳輸距離的要求。
[0011]更進(jìn)一步的，由兩個以上節(jié)段接續(xù)而成的內(nèi)圈首先會簡化生產(chǎn)工藝，其次是分離零件組裝時的空氣間隙，可以有效阻礙磁飽和的產(chǎn)生。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是本發(fā)明的非接觸式電力傳輸系統(tǒng)的實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是發(fā)射端的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是接收端的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4是本發(fā)明的非接觸式電力傳輸系統(tǒng)的實施例的磁芯的傳輸磁力線分布簡圖；
圖5是罐形磁芯的傳輸磁力線分布簡圖；
圖6是磁芯的結(jié)構(gòu)不意圖；
圖7是磁芯的分解圖；
圖8是磁芯的線圈繞法示意圖。

【具體實施方式】
[0013]非接觸式電力傳輸系統(tǒng)的磁芯的實施例，如圖1-8所示，該非接觸式電力傳輸系統(tǒng)包括發(fā)射端和接收端。
[0014]發(fā)射端包括磁芯21、電力線圈22、信號天線23、發(fā)射控制模塊24以及電源與信號接收處理器25。磁芯21包括內(nèi)圈11、外圈12和設(shè)于內(nèi)、外圈一端的基座13。
[0015]在本實施例中，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。
[0016]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)孔對應(yīng)的通孔，其同樣是為了供相應(yīng)的線纜穿過，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，在本實施例中，內(nèi)圈凸出外圈20%，當(dāng)然，在其它實施例中，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4所示，當(dāng)發(fā)射端和接收端都是磁芯時，電磁耦合的距離遠(yuǎn)，范圍廣，對比圖5所示的罐形磁芯的情況，電磁耦合的范圍小，稱合電磁少。圖4、圖5僅是對電磁稱合一種簡單描述,實際電磁場分布更為復(fù)雜。罐形磁芯結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是:內(nèi)圈與外圈齊平。最后需要特別指出的是，發(fā)射端的磁芯是由高磁導(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；電力線圈22的繞法如圖8所示，其按照圖示中的編號依次繞設(shè)。
[0017]接收端與發(fā)射端的區(qū)別僅在于，將電源與信號接收處理器替換為了負(fù)載信號發(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。
[0018]信號天線被置于磁芯的前端，通過磁芯的內(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:信號傳輸不易受電力傳輸電磁場的干擾，信號傳輸?shù)亩ㄏ蛐愿摺?br> [0019]在非接觸式電力傳輸系統(tǒng)的磁芯的其它實施例中，磁芯的內(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:磁芯如果是一個單個的整體，其電感值比較高。而如果磁芯是由多個分離的零件組合而成，首先會簡化生產(chǎn)工藝，其次是分離零件組裝時的空氣間隙，可以有效阻礙磁飽和的產(chǎn)生。因此，將各個零件分離，再度分離成多個部分，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；外圈也可以是一個帶有開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)。
[0020]下面介紹該系統(tǒng)的工作原理:電源與信號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 100MHz。高頻交流電通過導(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，高頻交流電通過電力線圈，在磁芯與電力線圈周圍產(chǎn)生高頻電磁場。上述高頻電磁場在接收端的電力線圈中感應(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)載及信號發(fā)射處理供電。負(fù)載及信號發(fā)射處理得到電源后，將檢測到或需要傳輸?shù)男盘?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調(diào)制到高頻電磁載波上(比如常用的無需經(jīng)過注冊申請的2.4GHz載波段)，并通過接收端的信號天線發(fā)射出去。發(fā)射端的信號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從高頻電磁載波解調(diào)出來，并最終傳輸給信號最終處理設(shè)備。
【權(quán)利要求】
1.非接觸式電力傳輸系統(tǒng)，包括發(fā)射端和接收端，發(fā)射端和接收端各自包括磁芯和線圈，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。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非接觸式電力傳輸系統(tǒng)，其特征在于，發(fā)射端和接收端還各自包括信號天線，內(nèi)圈上設(shè)有軸向貫通的內(nèi)孔，發(fā)射端的信號天線通過相應(yīng)的、穿過內(nèi)圈的內(nèi)孔的線纜連接有信號發(fā)射控制模塊，接收端的信號天線通過相應(yīng)的、穿過內(nèi)圈的內(nèi)孔的線纜連接有信號接收控制模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非接觸式電力傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述基座的外緣處設(shè)有供線圈的線纜通過的缺口。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項所述的非接觸式電力傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述內(nèi)圈由兩個以上節(jié)段接續(xù)而成。
【文檔編號】H01F38/14GK104269945SQ201410574236
【公開日】2015年1月7日 申請日期: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) 申請人:中航光電科技股份有限公司