无线电力传输装置和电气设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种通过电磁耦合来实现电力的无线传输的无线电力传输装置以及包括该无线电力传输装置的电气设备。
【背景技术】
[0002]在一些应用场合，如家电中，用户期望能方便的拆装盖子、门等部件进行清洗，同时又希望盖子、门上面能有显示屏幕、按键等人机交互装置。传统的做法是使用电线连接家电主体与盖子、门，为其上的人机交互装置提供电力。然而，这种有线的方式使得用户在对盖子、门进行拆装时不得不反复操作连接电线的连接器，在用水清洗后留下电路短路的风险。无线供电无疑是一种绝佳的替代方案。
[0003]无线供电在实际应用中，其性能主要受制于线圈组件的尺寸、线圈组件之间的距离和运动方式。对于上述盖子和门上的应用，需要接收线圈组件足够小，且接收线圈组件能够很方便的装入发射线圈组件中和方便地从发射线圈组件中移出。为了实现这些目的，在现有技术中提出了一种无线电力传输装置，如图1所示，该无线电力传输装置包括发射线圈组件10和与发射线圈组件10电磁耦合的接收线圈组件20。发射线圈组件10包括一个圆柱状的第一磁芯11和缠绕在第一磁芯11的一端上的第一线圈绕组12。接收线圈组件20包括一个圆柱状的第二磁芯21和缠绕在第二磁芯21的一端上的第二线圈绕组22。发射线圈组件10和接收线圈组件20相对且共轴，它们之间通过电磁耦合，从而实现电力在发射线圈组件10和接收线圈组件20之间的无线传输。
[0004]尽管图1所示的这种线圈结构很简单，但是，在线圈绕组外径不超过15_时，仅能在线圈绕组之间距离小于3mm时支持系统实现12V输出电压，最大5W的输出功率。原因在于发射线圈绕组与接收线圈绕组的外径小，从而导致两者之间的耦合系数在间距大于3_时变得非常小。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的一个目的旨在解决现有技术中存在的上述问题和缺陷的至少一个方面。
[0006]本实用新型提供一种无线电力传输装置，该无线电力传输装置尺寸小且具有较强的电磁耦合性能。
[0007]根据本实用新型的一个方面，提供一种无线电力传输装置，包括:发射线圈组件，具有第一磁芯和缠绕在第一磁芯上的发射线圈绕组；和接收线圈组件，具有第二磁芯和缠绕在第二磁芯上的接收线圈绕组。所述第一磁芯包括一个大致呈U字形的主体部和位于该U字形主体部的两端分别相向延伸的第一柱体部和第二柱体部；所述发射线圈绕组包括缠绕在所述第一柱体部上的第一发射线圈绕组和缠绕在所述第二柱体部上的第二发射线圈绕组，所述第一发射线圈绕组和所述第二发射线圈绕组相互电串联；所述第二磁芯上的接收线圈绕组包括缠绕在所述第二磁芯的一端上第一接收线圈绕组和缠绕在所述第二磁芯的另一端上第二接收线圈绕组，所述第一接收线圈绕组和所述第二接收线圈绕组相互电串联；所述接收线圈组件适于被置于所述发射线圈组件的第一柱体部和第二柱体部之间，以便与所述发射线圈组件电磁耦合。
[0008]根据本实用新型的一个实施例，电流在所述第一发射线圈绕组和所述第二发射线圈绕组中的流动方向一致；并且电流在所述第一接收线圈绕组和所述第二接收线圈绕组中的流动方向一致。
[0009]根据本实用新型的另一个实施例，所述第一柱体部和所述第二柱体部共轴且具有相同的直径。
[0010]根据本实用新型的另一个实施例，所述第二磁芯的直径等于所述第一磁芯的第一柱体部和所述第二柱体部的直径。
[0011]根据本实用新型的另一个实施例，所述第一磁芯的U字形主体部包括板状底部和位于板状底部的两端的一对板状侧部。
[0012]根据本实用新型的另一个实施例，所述U字形主体部的宽度等于所述第一柱体部和所述第二柱体部的直径。
[0013]根据本实用新型的另一个实施例，所述第一磁芯的U字形主体部的长度不大于48mm，宽度不大于14mm，所述发射线圈绕组的外部直径不大于14mm，所述发射线圈组件的整体高度不大于23mm ;并且所述第二磁芯的长度不大于20mm，所述接收线圈绕组的外部直径不大于14mm。
[0014]根据本实用新型的另一个实施例，所述第一发射线圈绕组和所述第二发射线圈绕组由单根导线缠绕而成。
[0015]根据本实用新型的另一个实施例，所述第一接收线圈绕组和所述第二接收线圈绕组由单根导线缠绕而成。
[0016]根据本实用新型的另一个方面，提供一种电气设备，包括:机体；和盖板/门板，转动地安装在所述机体上。所述电气设备还包括前述无线电力传输装置，所述发射线圈组件安装在所述机体和所述盖板/门板中的一个上，所述接收线圈组件安装在所述机体和所述盖板/门板中的另一个上；当所述盖板/门板相对于所述机体被转动到闭合位置时，所述接收线圈组件被置于所述发射线圈组件的第一柱状部和第二柱状部之间，以便能够与所述发射线圈组件电磁耦合；当所述盖板/门板相对于所述机体被转动到打开位置时，所述接收线圈组件被移动到所述发射线圈组件的外部，不能与所述发射线圈组件电磁耦合。
[0017]根据本实用新型的一个实施例，所述发射线圈组件和所述接收线圈组件安装在靠近所述盖板/门板的转动轴线的位置处。
[0018]根据本实用新型的另一个实施例，所述电气设备为家电设备。
[0019]根据本实用新型的另一个实施例，所述发射线圈组件安装在所述机体上，所述接收线圈组件安装在所述盖板/门板上，以便向安装在所述盖板/门板上的电子产品供电。
[0020]根据本实用新型的另一个实施例，安装在所述盖板/门板上的电子产品包括显示屏、灯或按键。
[0021]根据本实用新型的另一个实施例，所述无线电力传输装置的额定供电电压不小于12V，额定供电功率不小于5W。
[0022]在根据本实用新型的各个实施例的无线电力传输装置中，无线电力传输装置的尺寸较小且具有较强的电磁耦合性能，在接收线圈绕组与发射线圈绕组之间的间距增大到5mm时，仍然能够得到足够的电磁耦合系数，从而能够实现12V输出电压和最大5W的输出功率。
[0023]通过下文中参照附图对本实用新型所作的描述，本实用新型的其它目的和优点将显而易见，并可帮助对本实用新型有全面的理解。
【附图说明】
[0024]图1显示现有技术中的无线电力传输装置的示意图；
[0025]图2显示根据本实用新型的一个实例性的实施例的无线电力传输装置的示意图。
【具体实施方式】
[0026]下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。在说明书中，相同或相似的附图标号指示相同或相似的部件。下述参照附图对本实用新型实施方式的说明旨在对本实用新型的总体实用新型构思进行解释，而不应当理解为对本实用新型的一种限制。
[0027]另外，在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本披露实施例的全面理解。然而明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。在其他情况下，公知的结构和装置以图示的方式体现以简化附图。
[0028]根据本实用新型的一个总体构思，提供一种无线电力传输装置，包括:发射线圈组件，具有第一磁芯和缠绕在第一磁芯上的发射线圈绕组；和接收线圈组件，具有第二磁芯和缠绕在第二磁芯上的接收线圈绕组。所述第一磁芯包括一个大致呈U字形的主体部和位于该U字形主体部的两端分别相向延伸的第一柱体部和第二柱体部；所述发射线圈绕组包括缠绕在所述第一柱体部上的第一发射线圈绕组和缠绕在所述第二柱体部上的第二发射线圈绕组，所述第一发射线圈绕组和所述第二发射线圈绕组相互电串联；所述第二磁芯上的接收线圈绕组包括缠绕在所述第二磁芯的一端上第一接收线圈绕组和缠绕在所述第二磁芯的另一端上第二接收线圈绕组，所述第一接收线圈绕组和所述第二接收线圈绕组相互电串联；所述接收线圈组件适于被置于所述发射线圈组件的第一柱体部和第二柱体部之间，以便与所述发射线圈组件电磁耦合。
[0029]图2显示根据本实用新型的一个实例性的实施例的无线电力传输装置的示意图。
[0030]在本实用新型的一个实施例中，公开了一种无线电力传输装置。如图2所示，该无线电力传输装置主要包括发射线圈组件100和接收线圈组件200。接收线圈组件200适于与发射线圈组件100以非接触的方式电磁耦合，以便向耗电产品，例如，电子产品，供电。
[0031]如图2所示，在图示的实施例中，发射线圈组件100具有第一磁芯110和缠绕在第一磁芯110上的发射线圈绕组120。接收线圈组件200具有第二磁芯210和缠绕在第二磁芯210上的接收线圈绕组220。
[0032]请继续参见图2，在图示的实施例中，第一磁芯110包括一个大致呈U字形的主体部113和位于U字形主体部113的两端分别相向延伸的第一柱体部111和第二柱体部112。在图示的实施例中，如图2所示，第一柱体部111和第二柱体部112分别从U字形主体部113的开口的内侧凸出且相互面对。发射线圈绕组120包括缠绕在第一柱体部111上的第一发射线圈绕组121和缠绕在第二柱体部112上的第二发射线圈绕组122。第一发射线圈绕组121和第二发射线圈绕组122相互电串联且电流在第一发射线圈绕组121和第二发射线圈绕组122中的流动方向一致。
[0033]请继续参见图2，在图示的实施例中，第二磁芯210呈圆柱状。接收线圈绕组220包括缠绕在第二磁芯210的一端上第一接收线圈绕组221和缠绕在第二磁芯210的另一端上第二接收线圈绕组222。第一接收线圈绕组221和第二接收线圈绕组222相互电串联且电流在第一接收线圈绕组221和第二接收线圈绕组222中的流动方向一致。
[0034]在图示的实施例中，如图2所示，第二磁芯210的长度小于第一柱体部111与第二柱体部112之间的间距，使得接收线圈组件200适于被置于发射线圈组件100的第一柱体部101和第二柱体部102之间，以便能够与发射线圈组件100电磁耦合。
[0035]在本实用新型的一个实施例中，如图2所示，第一柱体部111和第二柱体部112共轴且具有相同的直径。
[0036]在本实用新型的一个实施例中，如图2所示，第二磁芯210的直径等于第一磁芯110的第一柱体部111和第二柱体部112的直径。
[0037]在本实用新型的一个实施例中，如图2所示，第一磁芯110的U字形主体部113包括板状底部和位于板状底部的两端的一对板状侧部。
[0038]在本实用新型的一个实施例中，如图2所示，U字形主体部113的宽度等于第一柱体部111和第二柱体部112的直径。