用于电子设备和附件的具有磁性保持件的感应式充电接口制造技术

本发明专利技术公开了一种具有磁性保持件的感应式充电接口，该感应式充电接口可用于对电子设备(200)进行充电。感应式充电配置的磁芯被分成两个磁性元件(230,232)，一个元件(232)可被封装在电子设备(200)的外壳的插座连接器或接收连接器(212)内，并且另一个元件(230)可被封装在插头连接器或发射连接器(202)内。磁芯的两个元件的磁极产生磁场，以将插头连接器(202)保持在与电子设备(200)的插座连接器(212)对准、配合的位置，除此之外还指导磁通量围绕磁芯的两个元件以及在它们之间以圆形路径流动，从而感应电流以用于对设备(200)的内部电池(238)进行充电。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本专利申请要求于2013年9月30日提交的美国临时专利申请61/884,476和于2014年9月29日提交的美国非临时专利申请14/500,543的优先权，这些专利申请据此以引用方式并入以用于所有目的。
技术介绍
本专利技术整体涉及感应式充电接口，并且更具体地涉及用于移动设备的感应式充电接口。许多电子设备与提供电力的电连接器配合。例如，设备诸如平板电脑、膝上形电脑、上网本、台式计算机和单体计算机；蜂窝电话、智能电话和媒体电话；存储设备、便携式媒体播放器、导航系统、监视器以及可与电连接器配合以便对其内部电池进行充电的其他设备。通常使用经由电连接器(例如，插头连接器和插座连接器)的有线充电，但是无线充电以及更具体地感应式充电正变得越来越普遍。然而，虽然感应式充电有时比有线充电更加方便，但是从历史观点上说感应式充电由于高能量损耗而非常低效，例如由于泄露磁通量、非理想的磁路径等等。这些损耗导致资源浪费以及与有线充电相比较而言更长的充电时间。此外，为了对电子设备感应式充电，一般在电子设备内实现大的接收线圈。这些接收线圈在越来越紧凑的电子设备内消耗大量的稀缺空间。对应发射线圈通常位于充电台内，以在电子设备被放置在充电台上时对这些电子设备进行感应式充电。随着电子设备继续消耗更多的电力，越来越需要方便、功率高效以及空间高效的方法来对这些电子设备进行充电。
技术实现思路
本专利技术的各种实施例涉及一种用于对包括移动电子设备的电子设备进行高效感应式充电的接口。尽管感应式充电中的一些能量损耗是固有的并且是不可避免的，但由接收感应式充电元件和发射感应式充电元件的不对准或它们之间的较大的距离所引起的其他损耗在本专利技术的实施例中可被降低。例如，感应式充电配置的磁芯可被划分成两个磁性元件；一个元件可被封装在电子设备的外壳的插座连接器或接收连接器内，并且另一个元件可被封装在插头连接器或发射连接器内。在一些实施例中，这两个元件可被成形为环形的类似U形的半环。磁芯的两个元件的磁极可产生磁场，以将插头连接器与电子设备的插座连接器保持在对准的、配合的位置，除此之外还指导磁通量围绕磁芯的两个元件以及在它们之间以圆形路径流动。磁芯的元件的对应的远侧末端在配合位置中可非常靠近，仅由窗口-磁性渗透材料的薄片隔开。与典形变压器或感应式充电器的那些元件对应的附加元件还可被包括在该感应式充电配置中。代替依赖于本专利技术的插头连接器和插座连接器将数据提供到电子设备，无线方式诸如Wi-Fi、其他无线协议和天线耦接可用于允许本专利技术的电子设备接收数据并发送数据。这样，常规电连接器常见的意外泄漏可经由磁性保持件而不是经由结构性元件诸如保持特征结构或连接器外壳的破坏而被避免。此外，如下面将进一步详细讨论的，由于本专利技术的实施例所提供的更高的充电效率，本专利技术可甚至允许更快的充电时间。根据一个实施例，提供了一种支持感应式充电的插头连接器。该插头连接器可包括磁性元件、电线、电连接件以及磁性渗透窗口，该磁性元件具有被对准以生成磁场的磁极，该磁场用于吸引电子设备的对应插座连接器并且对该插头连接器进行取向并使该插头连接器与该对应插座连接器对准；该电线围绕磁性元件卷绕以形成感应式发射线圈；该电连接件电连接件耦接到该感应式发射线圈并被配置为将电流施加到该感应式发射线圈以在对应插座连接器的感应式接收线圈中感应电流；该磁性渗透窗口与磁性元件相邻。磁性渗透窗口可形成插头连接器的外表面的一部分。磁性渗透窗口还可被配置为在对应插座连接器与插头连接器配合时允许磁通量流进以及流出对应插座连接器。根据另一个实施例，提供了一种支持感应式充电的电子设备。该电子设备可包括具有被配置为与对应插头连接器配合的配合表面的插座连接器。该插座连接器可包括磁性元件和电线，该磁性元件具有被定位以生成磁场的磁极，该磁场吸引对应插头连接器并且对该对应插头连接器进行取向并使该对应插头连接器与插座连接器对准；该电线围绕磁性元件卷绕以形成感应式接收线圈。配合表面可与磁性元件相邻定位，形成电子设备的外表面的一部分并被配置为在对应插头连接器与插座连接器配合时允许磁通量流进以及流出该对应插头连接器。该电子设备还可包括电子设备内的电池以及电子设备内的充电电路。该充电电路可被配置为使用从感应式接收线圈所接收的感应电流来对电池进行充电。根据另一个实施例，提供了一种支持感应式充电的插头连接器。该插头连接器可包括外壳，该外壳具有被配置为与对应插座连接器配合的配合端。外壳可包括磁性元件、电线和电连接件，该磁性元件具有被对准以生成磁场的磁极，该磁场用于吸引电子设备的对应插座连接器并且对该插头连接器进行取向并使该插头连接器与该对应插座连接器对准；该电线围绕磁性元件卷绕以形成感应式发射线圈；该电连接件耦接到感应式发射线圈并被配置为将电流施加到该感应式发射线圈，以在对应连接器的感应式接收线圈中感应电流。配合端可被进一步配置为在对应插座连接器与插头连接器配合时允许磁通量流进以及流出对应插座连接器。插头连接器还可包括耦接到外壳的缆线。尽管本专利技术的各方面相对于用于移动设备的插头连接器和插座连接器被描述，但是应当理解，这些方面和方法可用于各种不同的环境中诸如更大的或更小的电子设备例如电动车和/或助听器。为更好地理解本专利技术的实质和优点，应参考以下描述及附图。然而，应当理解，每个附图仅为了说明的目的而被提供，而并非旨在作为对本发明的范围的限制的定义。另外，作为一般性规则并且除非与描述明显相反，在不同附图中的元件使用相同的附图标记的情况下，元件在功能或用途方面通常是相同或者至少是相似的。附图说明图1A示出了一种特定电子设备的示例性呈现；图1B是可与设备的对应的主插座连接器配合的插头连接器的简化透视图；图2A和2B示出了根据本专利技术的实施例的设备以及与该设备的插座连接器对应的插头连接器的简化透视图和内部结构视图；图3示出了根据本专利技术的实施例的设备以及与该设备的插座连接器对应的插头连接器的简化透视图；图4示出了根据本专利技术的实施例的设备以及与该设备的插座连接器对应的插头连接器的简化透视图；图5A和5B示出了根据本专利技术的实施例的设备以及与该设备的插座连接器对应的插头连接器的简化透视图和内部结构视图；图6示出了根据本专利技术的实施例的设备以及与该设备的插座连接器对应的插头连接器的简化透视图；图7示出了根据本专利技术的实施例的设备本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种支持感应式充电的插头连接器，所述插头连接器包括：磁性元件，所述磁性元件具有被对准以生成磁场的磁极，所述磁场用于吸引电子设备的对应插座连接器并且对所述插头连接器进行取向并使所述插头连接器与所述对应插座连接器对准；电线，所述电线围绕所述磁性元件卷绕以形成感应式发射线圈；电连接件，所述电连接件耦接到所述感应式发射线圈并被配置为将电流施加到所述感应式发射线圈，以在所述对应插座连接器的感应式接收线圈中感应电流；和磁性渗透窗口，所述磁性渗透窗口与所述磁性元件相邻，所述磁性渗透窗口形成所述插头连接器的外表面的一部分，所述磁性渗透窗口被配置为在所述对应插座连接器与所述插头连接器配合时允许磁通量流进以及流出所述对应插座连接器。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.09.30 US 61/884,476;2014.09.29 US 14/500,5431.一种支持感应式充电的插头连接器，所述插头连接器包括：
磁性元件，所述磁性元件具有被对准以生成磁场的磁极，所述
磁场用于吸引电子设备的对应插座连接器并且对所述插头连接器进
行取向并使所述插头连接器与所述对应插座连接器对准；
电线，所述电线围绕所述磁性元件卷绕以形成感应式发射线圈；
电连接件，所述电连接件耦接到所述感应式发射线圈并被配置
为将电流施加到所述感应式发射线圈，以在所述对应插座连接器的
感应式接收线圈中感应电流；和
磁性渗透窗口，所述磁性渗透窗口与所述磁性元件相邻，所述
磁性渗透窗口形成所述插头连接器的外表面的一部分，所述磁性渗
透窗口被配置为在所述对应插座连接器与所述插头连接器配合时允
许磁通量流进以及流出所述对应插座连接器。
2.根据权利要求1所述的插头连接器，其中所述磁性元件包括第一永
磁体和第二永磁体以及磁性渗透材料，所述第一永磁体被定位在所
述磁性元件的第一远侧末端处，所述第二永磁体被定位在所述磁性
元件的第二远侧末端处，所述磁性渗透材料在所述第一永磁体和所
述第二永磁体之间延伸。
3.根据权利要求2所述的插头连接器，其中在所述插头连接器与所述
对应插座连接器配合时，所述磁性元件形成圆形磁通量流动路径的
一部分。
4.根据权利要求1所述的插头连接器，其中所述磁性元件包括第一永
磁体、第二永磁体和第三永磁体以及磁性渗透材料，所述第一永磁
体被定位在所述磁性元件的第一远侧末端处，所述第二永磁体被定
位在所述磁性元件的第二远侧末端处，所述第三永磁体被定位在所
述磁性元件的第三远侧末端处，所述磁性渗透材料在所述第一永磁
体、所述第二永磁体和所述第三永磁体之间延伸。
5.根据权利要求4所述的插头连接器，其中在与所述对应插座连接器
配合时，所述磁性元件形成第一圆形磁通量流动路径和第二圆形磁
通量流动路径的一部分。
6.根据权利要求1所述的插头连接器，其中所述插头连接器进一步包
括与所述磁性元件相邻定位的多个永磁体。
7.根据权利要求1所述的插头连接器，其中所述磁性渗透窗口的厚度
介于约0.2mm和1.2mm之间。
8.一种支持感应式充电的电子设备，所述电子设备包括：
插座连接器，所述插座连接器具有被配置为与对应插头连接器
配合的配合表面，所述插座连接器包括：
磁性元件，所述磁性元件具有被定位以生成磁场的磁极，所述
磁场吸引对应插头连接器并且对所述对应插头连接器进行取向并使
所述对应插头连接器与所述插座连接器对准；和
电线，所述电线围绕所述磁性元件卷绕以形成感应式接收线圈；
其中所述配合表面与所述磁性元件相邻定位，形成所述电子设
备的外表面...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·J·戈克，E·S·乔尔，N·P·鲍思彻，T·K·默耶，
申请(专利权)人：苹果公司，
类型：发明
国别省市：美国;US