谐振器和无线功率发射器制造技术

本公开涉及谐振器和无线功率发射器。根据一实施例，提供第一磁芯、线圈和第二磁芯。第一磁芯包括多个第一芯部，其彼此间隔开地布置。线圈绕第一磁芯缠绕。第二磁芯包括至少第二芯部，其布置在第一芯部之间的间隙中或布置为面对间隙。第一磁芯的磁阻小于第二磁芯的磁阻。

【技术实现步骤摘要】
相关申请的交叉引用本申请基于2012年11月8日提交的在先日本专利申请No.2012-246285并主张其优先权，该在先申请的全部内容通过引用合并于此。
这里描述的实施例涉及谐振器和无线功率发射器。
技术介绍
相关技术的功率发射装置具有如下配置：主谐振器和次谐振器（其具有线圈缠绕的基本平坦的磁芯）彼此相对以耐受主侧线圈和次侧线圈沿水平方向的位置移动，水平方向是与线圈的缠绕方向平行的方向。然而，这不期望地导致芯的面积在平面视图中扩展，增大了其重量。为了解决关于重量的上述缺陷，相关技术的无线功率发射器具有如下配置：用于线圈的每个磁芯设置为间隔开布置的多个芯，以减小重量。由于磁场线从多个芯输出以填充芯之间的间隙，所以主侧的芯和次侧的芯用作尺寸扩展为包括芯之间的间隙的芯。然而，在多个芯中的水平两端的芯处的缠绕有线圈的部分上聚集最多磁通。因此，该配置的问题在于，如果芯被简单地划分，则实际上芯截面积变小，聚集度恶化，芯损耗增大。芯损耗的增大由如下原因导致。一般，芯损耗（即，在磁体用作交流磁场中的芯的情况下的损耗）被分类为磁滞损耗、涡电流损耗和其他剩余损耗。根据Steinmetz的经验方程，在磁通密度B在约0.1到1特斯拉的范围，磁滞损耗与磁通密度B的1.6次方成比例。此外，涡电流损耗与磁通密度B的平方成比例。注意，已知其他剩余损耗在MHz或更大的频率下增大。因此，例如，在使用1MHz或更小的频率的情况下，其他剩余损耗可大致估计为远小于磁滞损耗和涡电流损耗。如上所述，相关技术的无线功率发射器的问题在于，具有使用基本平坦的磁芯缠绕的线圈的谐振器变重。此外问题在于，为了减重而使用具有间隔开布置的多个芯的磁芯会导致磁通在水平两端的磁芯处的线圈缠绕部分上最集中，恶化了集中度且增大了芯损耗。此外，希望实现尺寸减小，损耗降低，厚度减小，整个装置的重量减小，简化散热机构，增大电功率，损耗减小等。
技术实现思路
一示范性实施例提供一种谐振器，包括：第一磁芯，包括彼此间隔开地布置的多个第一芯部；线圈，缠绕所述第一磁芯；以及第二磁芯，包括至少第二芯部，所述第二芯部布置在所述第一芯部之间的间隙中或者布置为面对所述间隙，其中，所述第一磁芯的磁阻小于所述第二磁芯的磁阻。附图说明图1示出根据一实施例的谐振器的第一示例；图2示意性示出图1的配置中各区域的磁通强度分布；图3示出根据一实施例的谐振器的第二示例；图4示意性示出图3的配置中各区域的磁通强度分布；图5示出其中第二磁芯配置为包括电介质衬底和铁氧体（ferrite）膜的谐振器；图6示出其中第二磁芯粘合到外壳的底表面的谐振器；图7示出图3中的第二配置示例的修改示例；图8示出根据一实施例的谐振器的第三示例；图9是根据一实施例的无线功率发射器的框图；图10示出通过绘制归因于芯损耗的损耗电阻关于输入电流的曲线而获得的模拟结果；图11示出在图10的模拟中使用的谐振器的多个示例；图12示出通过计算使用图11的每个谐振器的情况下的耦合系数得到的模拟结果；以及图13示出计算磁通密度分布的结果示例。具体实施方式根据一实施例，提供第一磁芯、线圈和第二磁芯。第一磁芯包括多个第一芯部，其彼此间隔开地布置。线圈绕第一磁芯缠绕。第二磁芯包括至少第二芯部，其布置在第一芯部之间的间隙中或布置为面对间隙。第一磁芯的磁阻（magnetic reluctance）小于第二磁芯的磁阻。下面，参照附图详细描述实施例。图1示出根据一实施例的谐振器的第一配置示例。图1的（A）是平面图，图1的（B）是从方向X观看的正视图，图1的（C）是从方向Y观看的侧视图。该谐振器特别地使用这样的磁构件，该磁构件在磁通聚集区域具有低磁阻率，在其他区域具有高磁阻率。这允许高发射效率得以维持，且重量得到减小。图1的（A）至（C）的谐振器包括磁芯块11和绕磁芯块11缠绕的线圈12。磁芯块11具有第一磁芯21和第二磁芯22（22A和22B）。第二磁芯22包括两个芯部22A和22B。第二磁芯22的芯部22A和22B沿第一方向（纸面中垂直地）布置在第一磁芯21的两侧，如图1的（A）所示。线圈12沿第一方向绕第一磁芯21的整体或部分缠绕。线圈12也可绕第二磁芯22的一部分缠绕。第一磁芯21的磁阻小于第二磁芯22的磁阻。第二磁芯22（芯部22A和22B）的横向宽度与第一磁芯21基本相同。第二磁芯22的厚度小于第一磁芯21。然而，第二磁芯22（芯部22A和22B）的横向宽度可以不同于第一磁芯21。此外，只要第一磁芯21的磁阻小于第二磁芯22的磁阻，可采用其中第二磁芯22的厚度等于或大于第一磁芯21的配置。图2示意性示出图1的（A）至（C）的配置中各区域的磁通强度分布。区域1是强磁通部分，区域2是弱磁通部分。在图1的（A）至（C）的配置中，第一磁芯主要布置在与区域1对应的区域，具有比第一磁芯更高的磁阻的第二磁芯主要布置在与区域2对应的区域。这允许高发射效率得以维持，且整体上重量得到减小。稍后将描述获得这些效果的原因。下面将描述第二磁芯22的配置示例。第二磁芯22利用与第一磁芯相同的材料配置，且可以配置为比第一磁芯更薄。第二磁芯22配置为比第一磁芯21更薄以具有比第一磁芯21更高的磁阻。结果，谐振器的重量能被减小。第二磁芯22可利用与第一磁芯21相同的材料或者利用成分不同的磁体来配置。此外，第二磁芯22可由与第一磁芯21不同的磁材料形成。例如，第二磁芯22可由比重小于第一磁芯21的磁材料形成。第二磁芯22由比重小于第一磁芯21的磁材料形成以具有比第一磁芯21更大的磁阻。结果，谐振器的重量能被减小。作为一种减小比重的技术，第二磁芯22可由磁材料和与该磁材料不同的材料的混合物形成。此时，与磁材料不同的相关材料可包括例如电介质材料，诸如树脂材料。这允许第二磁芯22的强度得到增大。此外，第二磁芯22可由电介质衬底和布置在电介质衬底的表面上的磁膜形成。这允许第二磁芯22的强度得到增大。磁膜例如可以是铁氧体膜或磁片。图3示出根据一实施例的谐振器的第二配置示例。图3的（A）是平面图，图3的（B）是从方向X看到的正视图，图3的（C）是从方向Y看到的侧视图。磁芯块41具有第一磁芯51和第二磁芯52。第一磁芯51包括两个<本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种谐振器，包括：第一磁芯，包括彼此间隔开地布置的多个第一芯部；线圈，缠绕所述第一磁芯；以及第二磁芯，包括至少第二芯部，所述第二芯部布置在所述第一芯部之间的间隙中或者布置为面对所述间隙，其中，所述第一磁芯的磁阻小于所述第二磁芯的磁阻。

【技术特征摘要】
2012.11.08 JP 2012-2462851.一种谐振器，包括：
第一磁芯，包括彼此间隔开地布置的多个第一芯部；
线圈，缠绕所述第一磁芯；以及
第二磁芯，包括至少第二芯部，所述第二芯部布置在所述第一芯
部之间的间隙中或者布置为面对所述间隙，
其中，所述第一磁芯的磁阻小于所述第二磁芯的磁阻。
2.如权利要求1所述的谐振器，其中，所述第一磁芯还包括布置
在所述第一芯部之间的间隙的一部分中的第三芯部，以及
所述第一芯部和所述第三芯部一体形成为一个整体，
所述第三芯部和所述第一芯部缠绕有线圈，且
所述第二芯部布置在所述第一芯部之间的间隙的一部分中，该部
分不同于布置所述第三芯部的部分，或者所述第二芯部布置为面对所
述不同的部分。
3.如权利要求1所述的谐振器，其中，所述第二磁芯由比重小于
所述第一磁芯的磁材料形成。
4.如权利要求1所述的谐振器，其中，所述第二磁芯包括电介质
衬底和布置在该电介质衬底的表面上的磁膜。
5.如权利要求1所述的谐振器，其中，所述第二磁芯布置在外壳
的内表面上。
6.如权利要求1所述的谐振器，其中，所述第二磁芯...

【专利技术属性】
技术研发人员：山田亚希子，司城徹，尾林秀一，
申请(专利权)人：株式会社东芝，
类型：发明
国别省市：日本;JP