结构的必要性。
[0036]然而，感应式充电的当前方法不是没有缺点。如上所述，为了对电子设备进行感应式充电，例如由于漏磁通、不理想的磁路等等消耗越来越紧凑的电子设备内的大量稀缺空间的接收线圈是需要的并且甚至存在高的能量损失的这种情况很可能发生。例如，在感应式充电配置中，充电台和移动设备包括通常以平面螺旋方式布置的充电线圈，该充电线圈在平面中取向成彼此平行并且隔开一定距离例如若干毫米。磁通量在充电线圈之间并且围绕与充电线圈在其中进行取向的平面垂直的平面以两个圆形图案流动。这些圆形图案可呈现为非闭合的、非理想的磁通量流动路径。
[0037]I1.具有磁性保持件的感应式充电接口
[0038]与上面简要描述的感应式充电方法相反，本发明的接收线圈和发射线圈围绕一半磁芯卷绕，该一半磁芯引导磁通量沿着基本上闭合的磁通量路径流动。一半磁芯中的一者可位于插头连接器和插座连接器的每者内并且可提供一个或多个磁通量流动路径或回路。一半磁芯还提供磁性保持件，以将设备的接收连接器或插座连接器与插头连接器保持在配合位置。下面的附图示出了以下实例:(A)单回路感应式充电接口，(B)多回路感应式充电接口以及(C)多平面回路感应式充电接口。
[0039]A.单回路感应式充电接口
[0040]图2A和2B示出了根据本发明的实施例的设备200的以及与设备200的插座连接器212对应的插头连接器202的简化透视图和内部结构视图。如图2A所示，设备200包括被定位在外壳210内的插座连接器212，使得插座连接器212的配合表面214被设置在设备外壳210的外部处。配合表面214包括两个磁性渗透窗口 216a，216b。窗口 216a，216b的功能在下面将参考图2B进行描述。为简单起见，在图2A中未示出各种内部部件，诸如控制电路、图形电路、总线、存储器、存储设备及其他部件。
[0041]如在图2A中进一步所示的，插头连接器202包括主体218，该主体218具有配合端220和附接在与配合端220相对的端部处的缆线222。配合端220的尺寸被设定成在配合事件期间与对应的插座连接器212的配合表面进行接口连接并且包括第一磁性渗透窗口 224a和第二磁性渗透窗口 224b。在插头连接器202与对应插座连接器212配合时，使配合端220与配合表面214接触，使得窗口 224a和224b分别与窗口 216a和216b对准并且分别与它们接触。
[0042]窗口 216a，216b，224a和224b可为约2mm和7mm之间高、约5mm和15mm之间宽并且约0.25mm和0.5mm之间厚，并且可由也是电绝缘的磁性渗透材料制成，例如结实聚合物、蓝宝石或磁性渗透以及电绝缘的其他结实的材料。如下面进一步描述的，这些磁性渗透材料可允许磁通量流进以及流出磁性元件(如图2B中所示的)，并且通过插头连接器202和插座连接器212的窗口。另外，这些材料的绝缘特性可使磁通量与外壳210隔绝，该外壳210可由金属导电材料制成，如果不隔绝的话在感应式充电期间可能导致损耗。下面的附图示出了磁通量在感应式充电期间如何通过窗口 216a，216b，224a和224b流动以及如何在插头连接器202和插座连接器212之间流动。
[0043]任选地，如在图2B中所示的，插头连接器202可包括变压器226。感应式发射线圈228可耦接到变压器226并且围绕第一磁性元件230卷绕。图2B还示出了包括第二磁性元件232和围绕该第二磁性元件232卷绕的感应式接收线圈234的插座连接器212。设备200还被示出为包括充电电路236、电池238以及内部部件240。
[0044]第一磁性元件230和第二磁性元件232两者包括它们的远侧末端处的永磁体以及磁性渗透材料，例如在永磁体之间延伸的铁素体材料诸如铁。更具体地，第一磁性元件230包括第一永磁体240a和第二永磁体240b以及在第一永磁体240a和第二永磁体240b之间延伸的铁素体材料元件242。类似地，第二磁性元件232包括第一永磁体244a和第二永磁体244b以及在第一永磁体244a和第二永磁体244b之间延伸的铁素体材料元件246。如在图2B中所示的，永磁体244a和244b的磁极分别与磁性吸引永磁体240a和240b对准。第一磁性元件230和第二磁性元件232可各自为如图2B中所示的U形或者以其他方式成形，例如类似于环形的一半的形状-半环形-或允许磁通量在第一磁性元件230和第二磁性元件232内以圆形方向流动的其他形状。第一磁性元件230和第二磁性元件232可以类似于传统感应式充电配置中的磁芯、铁磁体磁芯和铁氧体磁芯的方式起作用。
[0045]在插头连接器202和插座连接器212配合时，设备200可被感应式充电，如图2B中所示。在该感应式充电期间，缆线222从电源例如壁式插座向变压器226提供电力。变压器226根据需要转换从缆线222接收的电力并且将A/C电力提供到发射线圈228。另选地，如果插头连接器202不包括变压器226，则缆线222可将A/C电力直接提供到发射线圈228。发射线圈228可围绕磁芯的第一磁性元件230卷绕。随着时间变化的电流通过发射线圈228流动，变化的磁通量可被产生并且可在第一磁性元件230和第二磁性元件234内以及它们之间流动。磁通量248经由磁性渗透窗口 216a，216b，224a和224b在第一磁性元件230和第二磁性元件232之间行进。因此，第一磁性元件230和第二磁性元件232可形成用于变化的磁通量248的基本上闭合的磁通量流动路径的部分，即变化的磁通量248可基本上在第一磁性元件230和第二磁性元件232内流动，如由永磁体240a，240b，244a和244b的极性所引导的。
[0046]磁通量248可产生随时间变化的磁场，该随时间变化的磁场行进通过插座连接器212的接收线圈234，从而在接收线圈234中产生随时间变化的电流。如图2B中所示，充电电路236耦接到接收线圈234。这样，感应电流可被提供给充电电路236并被充电电路236使用以对电池238进行充电，该电池238为设备200的内部部件240供电，该内部部件240例如控制电路、图形电路、总线、存储器、存储设备和其他部件。这样，电连接件例如缆线222或变压器226可将电流施加到感应式发射线圈228，以便在感应式接收线圈234中感应电流并对设备200进行充电。
[0047]如上所述，永磁体244a和244b的磁极分别与磁性吸引永磁体240a和240b对准。这样，在插头连接器202充分地接近插座连接器212时，磁力将使插头连接器202与插座连接器212接触，如图2B中所示。例如，磁力可使插头连接器202围绕其纵轴旋转并在竖直方向和/或水平方向上平移插头连接器202，直到相对于图2B中所示的插座连接器212进行取向并对准。另外，一旦配合，磁力可提供保持力，以在配合位置中将插头连接器202保持或维持与插座连接器212接触。永磁体244a，244b，240a和240b的尺寸和/或强度可被改变以调整保持力以及插头连接器202和插座连接器212之间的接近度，该接近度为插头连接器202被取向、对准并与插座连接器212接触所需要的。因此，插座连接器212和插头连接器之间的过盈配合可不被需要，并且上面参考图1A-1B概述的保持特征结构也可不被需要。
[0048]附加磁体可被包括在插头连接器202和/或插座连接器212中，以提供增大的磁性保持力。例如，如图2B中所示，插头连接器202可包括永磁体250a，250b，250c，并且插座连接器212可包括永磁体 252a，252b，252c。永磁体 250a，250b，250c，252a，252b 和 252c 的磁极可如图2B对准或以其他方式对准，使得在插头连接器202和插座连接器212之间产生附加磁力以提供磁性保持力。附加磁体可被电绝缘，例如被绝缘材料诸如聚合物围绕，以使磁通量248所经历的干扰最小化。附加磁体的数量可改变，例如更多或更少的永磁体可在插头连接器202和插座连接器212中实现。
[0049]仍然如上所述，第一磁性元件230和第二磁性元件232可形成基本上闭合的磁通量流动路径的部分。第一磁性元件230和第二磁性元件232之间的磁通量流动路径可基本上闭合而不是完全闭合，因为窗口 216a，216b，224a和224b的厚度在第一磁性元件230和第二磁性元件232之间产生小的间隙。第一磁性元件230和第二磁性元件232的对应远侧末端之间的这些间隙可例如在约0.5mm和1.0mm之间或在约0.2mm和1.2mm之间。在这些间隙处损耗可发生，因为在横越间隙时磁通量不围绕闭合路径行进，从而允许一些磁通量远离第一磁性元件230和第二磁性元件232流动。减小该间隙可增加本发明的感应式充电效率，并且可通过减小窗口 216a，216b，224a和224b的厚度来实现。
[0050]然而，减小该厚度或完全消除这些窗口可造成其他挑战，因为永磁体以及其他类型的磁体如果被插头连接器和插座连接器暴露于外面则易于腐蚀和/或划伤。因此，窗口216a，216b，224a和224b可被提供以保护第一磁性元件230和第二磁性元件232的远侧末端，而不论它们是否是永磁体。合适的材料诸如结实聚合物、蓝宝石、为磁性渗透的或其组合的可用于形成窗口 216a，216b，224a和224b的其他结实材料。窗口 216a，216b，224a和224b可为具有上面所概述的尺寸的分立元件或者它们可是一个或多个较大元件的暴露部分，例如它们可与插座连接器212的外壳一体形成。
[0051]与上面概述的具有磁性保持件的感应式充电接口相比，传统有线和无线充电接口拥有多个优点。例如，许多传统有线充电接口包括具有可收集碎片的开口的插座连接器。碎片可对插头连接器和插座连接器之间的电力和数据传输产生妨碍。相反地，插座连接器212可包括平坦配合表面214，该平坦配合表面214与插头连接器202的配合端220进行接口连接，从而消除连接器开口以及连接器开口内的碎片建立的可能性。另外，由插头连接器202生成的磁场可根据需要旋转以及平移插头连接器202，以正确地将其与插座连接器212连接、取向并对准，从而预防损耗并提供更加有效的磁通流。与被设置在第一磁性元件230和第二磁性元件232之间的最小化间隙结合的磁场可允许本发明实现可超过传统感应式充电方法的感应式充电效率。
[0052]尽管设备200被示出以及被描述为一个特定电子媒体设备，但是本发明的实施例适合与多种电子设备一起使用。例如，用于接收或发射音频信号、视频信号或数据信号的任何设备可包括本发明。这些设备可为作为输入部件的多用途按钮、作为输入部件和输出部件两者的触摸屏显示器以及作为输出部件的扬声器，所有这些设备被封装在可由金属材料形成的设备外壳内。
[0053]如本文所用，术语“电子设备”或“设备”可包括具有可用于呈现人类可感知的媒体的至少一个电子部件的任何设备。在一些情况下，本发明的实施例特别适合与电子媒体设备一起使用，因为它们通常包括可充