一种电磁耦合传输装置制造方法及图纸

一种电磁耦合传输装置，其特征是，具有交流电源模块、第一软磁材料、螺旋线圈组、稳定电势涡流阻尼器；所述第一软磁材料有中心磁通传输区和边缘磁通传输区，大部分电磁耦合能量传递所用的磁通都从所述中心磁通传输区和边缘磁通传输区输出；每一块所述边缘磁通传输区的突起结构与所述中心磁通传输区的突起结构之间形成线圈单元缠绕区，所述线圈单元缠绕区分别编号为第一线圈单元缠绕区道第N线圈单元缠绕区；每一个所述线圈单元的一对引线都与所述交流电源模块电连接，在所述交流电源工作时每一个所述线圈单元上都会传输交流电流并形成交变磁场，在任意时刻，每一个所述线圈单元产生的朝向所述中心磁通传输区的磁场极性都是相同的。

【技术实现步骤摘要】
一种电磁耦合传输装置
本专利技术涉及一种电磁耦合传输装置，尤其涉及一种对外磁通传输区设置在中心与边缘两部分的软磁材料，以及缠绕在所述软磁材料上并且两个端面分别朝向中心磁通传输区与边缘磁通传输区的螺旋线圈单元的引线电连接设计方法，还包括设置在所述软磁材料旁边的磁铁结构或扇风机模块的设计方法。
技术介绍
现实中有大量的移动电子设备和它们配套的无线充电设备采用平面螺旋线圈作为电磁耦合能量传输线圈，所述平面螺旋线圈的特点是面积比较大，在某些对宽度要求很高的场合无法设置，以及内置所述平面螺旋线圈的移动电子设备或无线充电设备无法制作成特殊的形状，比如I形、V形等形状。因此，需要设计一种合适的电磁耦合能量传输线圈，实现I形、V形等形状的移动电子设备或无线充电设备，同时保持很高的电磁耦合系数实现高效率、高功率能量传输。并且还需要设计帮助所述I形、V形等形状的移动电子设备或无线充电设备与匹配的采用平面螺旋线圈的移动电子设备或无线充电设备实现准确对准与固定的辅助模块，优选的设计是采用磁铁吸附的方式。由于电磁耦合能量传输过程中，充电区域附近往往会有明显的热源，因此有必要在电磁耦合传输线圈旁设置主动散热模块，帮助降温。
技术实现思路
本专利技术揭示了一种电磁耦合传输装置，其特征是，具有交流电源模块、第一软磁材料、螺旋线圈组、稳定电势涡流阻尼器；所述第一软磁材料有中心磁通传输区和边缘磁通传输区，所述中心磁通传输区和所述边缘磁通传输区设置在所述第一软磁材料的同一侧，用于向另一个电磁耦合能量装置的电磁耦合线圈模块传递交变磁场。所述另一个电磁耦合能量装置的电磁耦合线圈模块采用固定在平面软磁材料上且中心为空心的平面螺旋线圈，所述磁通传输区基本正对所述平面螺旋线圈的中心，所述边缘磁通传输区基本正对所述平面螺旋线圈的最外圈外侧的平面软磁材料，此时两电磁耦合传输装置的磁耦合系数最高，传输效率最高。所述第一螺旋线圈组包含至少一个线圈单元，所述线圈单元按照编号环绕着所述第一软磁材料缠绕成线圈状，因此为了实现尽可能高的磁耦合系数，所述中心磁通传输区和边缘磁通传输区都需要设计不低于线圈单元线圈绕组厚度的凸起结构。所述中心磁通传输区具有中心磁通传输凸起结构，所述边缘磁通传输区包含至少一个边缘磁通传输凸起结构，所述边缘磁通传输凸起结构分别编号为第一边缘磁通传输凸起结构到第N边缘磁通传输凸起结构，每一块所述边缘磁通传输凸起结构与所述中心磁通传输凸起结构之间形成线圈单元缠绕区，所述线圈单元缠绕区分别编号为第一线圈单元缠绕区道第N线圈单元缠绕区；所述线圈单元数量不少于一个，分别编号为第一线圈单元到第M线圈单元，M≤N，每一个所述线圈单元按照编号环绕着所述第一软磁材料缠绕在对应编号的所述线圈单元缠绕区，每一个所述线圈单元都有一对引线。所述交流电源模块具有传输交流电流的能力，还具有第一稳定电平DCV。每一个所述线圈单元的一对引线都与所述交流电源模块电连接，在所述交流电源工作时每一个所述线圈单元上都会传输交流电流并形成交变磁场，而所述引线的电连接方式能够实现在任意时刻，每一个所述线圈单元产生的朝向所述中心磁通传输区的磁场极性都是相同的。所述稳定电势涡流阻尼器由至少一个稳定电势涡流阻尼单元组成，每一个所述线圈单元旁都设置对应的稳定电势涡流阻尼单元，每一个所述稳定电势涡流阻尼单元都通过相互高频低阻与另一个所述稳定电势涡流阻尼单元电连接，所述稳定电势涡流阻尼器通过高频低阻电路与所述交流电源模块的第一稳定电平DCV电连接。为了辅助本专利技术所述一种电磁耦合传输装置与另一个采用固定在平面软磁材料上且中心为空心的平面螺旋线圈且所述平面螺旋线圈外侧设计有第二磁铁结构的电磁耦合线圈模块的电磁耦合能量装置之间快速对准和保持最优电磁耦合系数，所述一种电磁耦合传输装置具有磁铁结构，所述磁铁结构包含有不少于一块磁铁单元，所述磁铁单元基本分布在同一个平面上并呈环形排布，所述环形所在的圆柱与所述螺旋线圈组相交。并且每一个所述磁铁单元朝向所述中心磁通传输区的一侧都有一对异性磁极A和B，并且磁极A更靠近所述磁铁单元分布所在环形的中心。本专利技术所述一种电磁耦合传输装置为了在最小厚度与尺寸内实现能帮助电磁耦合能量传输区域与附近区域降温，还具有扇风机模块，所述扇风机模块设置在相邻所述线圈单元之间，所述扇型鼓风机模块的出风方向基本垂直于所述中心磁通传输区表面磁通方向，实现扇风时能够在电磁耦合能量传输区域与附近区域降温形成湍流更加有效带走热量。实现所述扇风机模块有两种方式，第一种是扇风机模块具有压电形变材料和叶片，还具有驱动所述压电形变材料产生振动的交变电压模块，所述压电形变材料振动带动所述叶片进行扇风；第二种是所述扇风机模块具有摇摆电磁铁和叶片，还具有驱动所述摇摆电磁铁产生摇摆的交变电流模块，所述摇摆电磁铁摇摆带动所述叶片进行扇风。本专利技术所述一种电磁耦合传输装置为了为了降低EMI，设置了靠近所述线圈的所述稳定电势涡流阻尼器，所述稳定电势涡流阻尼器的实现方法有多种，第一种是所述稳定电势涡流阻尼器包含至少一片片状导电材料，每一片所述片状导电材料之间为高频低阻电连接关系，所述片状导电材料分别编号为第一片状导电材料到第M片状导电材料，所述第b片状导电材料靠近所述第b线圈单元侧边，所述第b片状导电材料设计有多条基本平行于所述第b线圈单元轴线方向的缝隙，两条相邻所述缝隙之间间隔Dbi不大于所述交流电源模块工作频率Whz对应所述片状导电材料趋肤深度的100倍，因此两条相邻缝隙间的导体不会在所述一种电磁耦合传输装置工作时，因为所述线圈产生的交变磁场而产生严重的涡流发热；第二种所述稳定电势涡流阻尼器的实现方法是所述稳定电势涡流阻尼器包含至少一条条状导电材料，每一条所述条状导电材料之间为高频低阻电连接关系，所述条状导电材料分别编号为第一条状导电材料到第M条状导电材料，所述第b条状导电材料靠近所述第b线圈单元并缠绕在所述第b线圈单元缠绕区外，所述条状导体的最大宽度不大于不大于所述交流电源模块工作频率Whz对应所述片状导电材料趋肤深度的100倍，因此所述条状导体会在所述一种电磁耦合传输装置工作时，因为所述线圈产生的交变磁场而产生严重的涡流发热。附图说明图1是本专利技术的第一种实施例。图2是本专利技术的第一种实施例工作时的磁通路径示意图。图3是本专利技术的第一种实施例的几种结构变形。图4是本专利技术的第一种实施例的几种线圈单元引线接线方式。图5是本专利技术的第一种实施例的几种稳定电势涡流阻尼器的设计方式。图6是本专利技术的第二种实施例。图7是本专利技术的第三种实施例。具体实施方式为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，并不限定本专利技术的应用范围，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据这些附图将本专利技术应用于其他类似场景；如本说明书和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形“一”、“一个”、“一种”本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电磁耦合传输装置，其特征是，具有交流电源模块、第一软磁材料、螺旋线圈组、稳定电势涡流阻尼器；/n所述第一软磁材料有中心磁通传输区和边缘磁通传输区，所述中心磁通传输区和所述边缘磁通传输区设置在所述第一软磁材料的同一侧，所述中心磁通传输区具有中心磁通传输凸起结构，所述边缘磁通传输区包含至少一个边缘磁通传输凸起结构，所述边缘磁通传输凸起结构分别编号为第一边缘磁通传输凸起结构到第N边缘磁通传输凸起结构，每一块所述边缘磁通传输凸起结构与所述中心磁通传输凸起结构之间形成线圈单元缠绕区，所述线圈单元缠绕区分别编号为第一线圈单元缠绕区道第N线圈单元缠绕区；/n所述第一螺旋线圈组包含至少一个线圈单元，所述线圈单元分别编号为第一线圈单元到第M线圈单元，M≤N，每一个所述线圈单元按照编号环绕着所述第一软磁材料缠绕在对应编号的所述线圈单元缠绕区，每一个所述线圈单元都有一对引线；/n所述交流电源模块具有传输交流电流的能力，还具有第一稳定电平DCV；/n每一个所述线圈单元的一对引线都与所述交流电源模块电连接，在所述交流电源工作时每一个所述线圈单元上都会传输交流电流并形成交变磁场，在任意时刻，每一个所述线圈单元产生的朝向所述中心磁通传输区的磁场极性都是相同的；/n所述稳定电势涡流阻尼器由至少一个稳定电势涡流阻尼单元组成，每一个所述线圈单元旁都设置对应的稳定电势涡流阻尼单元，每一个所述稳定电势涡流阻尼单元都通过相互高频低阻与另一个所述稳定电势涡流阻尼单元电连接，所述稳定电势涡流阻尼器通过高频低阻电路与所述交流电源模块的第一稳定电平DCV电连接。/n...

【技术特征摘要】
1.一种电磁耦合传输装置，其特征是，具有交流电源模块、第一软磁材料、螺旋线圈组、稳定电势涡流阻尼器；
所述第一软磁材料有中心磁通传输区和边缘磁通传输区，所述中心磁通传输区和所述边缘磁通传输区设置在所述第一软磁材料的同一侧，所述中心磁通传输区具有中心磁通传输凸起结构，所述边缘磁通传输区包含至少一个边缘磁通传输凸起结构，所述边缘磁通传输凸起结构分别编号为第一边缘磁通传输凸起结构到第N边缘磁通传输凸起结构，每一块所述边缘磁通传输凸起结构与所述中心磁通传输凸起结构之间形成线圈单元缠绕区，所述线圈单元缠绕区分别编号为第一线圈单元缠绕区道第N线圈单元缠绕区；
所述第一螺旋线圈组包含至少一个线圈单元，所述线圈单元分别编号为第一线圈单元到第M线圈单元，M≤N，每一个所述线圈单元按照编号环绕着所述第一软磁材料缠绕在对应编号的所述线圈单元缠绕区，每一个所述线圈单元都有一对引线；
所述交流电源模块具有传输交流电流的能力，还具有第一稳定电平DCV；
每一个所述线圈单元的一对引线都与所述交流电源模块电连接，在所述交流电源工作时每一个所述线圈单元上都会传输交流电流并形成交变磁场，在任意时刻，每一个所述线圈单元产生的朝向所述中心磁通传输区的磁场极性都是相同的；
所述稳定电势涡流阻尼器由至少一个稳定电势涡流阻尼单元组成，每一个所述线圈单元旁都设置对应的稳定电势涡流阻尼单元，每一个所述稳定电势涡流阻尼单元都通过相互高频低阻与另一个所述稳定电势涡流阻尼单元电连接，所述稳定电势涡流阻尼器通过高频低阻电路与所述交流电源模块的第一稳定电平DCV电连接。


2.根据权利要求1所述一种电磁耦合传输装置，其特征是，所述第a线圈缠绕区的长度为La，所述中心磁通传输凸起结构最靠近所述第a边缘磁通传输凸起结构的位置的凸起高度为Ha，所述第a边缘磁通传输凸起结构的凸起高度为ha，所述第a个线圈单元的螺旋绕组厚度为Ta，Ha≥Ta、ha≥Ta、Ha≤10*La、ha≤10*La。


3.根据权利要求2所述一种电磁耦合传输装置，其特征是，不少于一对相邻所述边缘磁通传输凸起结构之间通过软磁材料进行连接。


4.根据权利要求1所述一种电磁耦合传输装置，其特征是，具有磁铁结构，所述磁铁结构包含有不少于一块磁铁单元...

【专利技术属性】
技术研发人员：邢益涛，
申请(专利权)人：邢益涛，
类型：发明
国别省市：广东;44