一种无线充电器的高效耦合线圈结构的制作方法

本实用新型涉及无线充电器制造技术领域，特别是涉及一种无线充电器的高效耦合线圈结构。

背景技术：

随着无线充电应用日益普及，消费者对无线充电产品的充电效率要求也愈来愈高，因此设计人员须采用可靠且高效能的无线充电晶片，并改良线圈设计，提高线圈耦合效率，才能进一步加快充电速度，同时兼顾产品安全。无线充电技术并非新应用，早在2008年以前就已经有大量的产品使用类似的功能，例如电动牙刷、刮胡刀、滑鼠与phs手机等应用。不过，由于充电效能及安全性等问题，当时一直无法有效推广。时至今日，在电力电子控制晶片改良及标准联盟带领下，无线充电系统无论是高功率、高频带与异物侦测等问题，皆已获得更好的效能、安全性及通用性。

无线充电器是指不用传统的充电电源线连接到需要充电的终端设备上的充电器，采用了最新的无线充电技术，通过使用线圈之间产生的交变磁场，传输电能，电感耦合技术将会成为连接充电基站和设备的桥梁。无线充电系统主要采用电磁感应原理，通过线圈进行能量耦合实现能量的传递，变化的磁场会产生变化的电场，变化的电场会产生变化的磁场，其大小均与它们的变化率有关系，而正弦函数的变化率是另外一个正弦函数，所以电磁波能够传播出去，而感应电压的产生与磁通量的变化相关，所以线圈内部变化的磁场产生感应电压，从而完成充电过程。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本实用新型提供一种无线充电器的高效耦合线圈结构，能解决现有的无线充电器线圈耦合效率低、充电慢等问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：

一种无线充电器的高效耦合线圈结构，包括耦合线圈结构本体，所述耦合线圈结构本体上设置有基板、金属线圈层、隔离层和磁芯结构，所述基板设置在耦合线圈结构本体的底端，所述金属线圈层和隔离层设置在耦合线圈结构本体的上端，所述金属线圈层和隔离层位于基板的正端面上，所述基板的上方靠近基板正端面的一层为金属线圈层，所述金属线圈层的上方为隔离层，所述金属线圈层和隔离层均设置有若干个，若干个所述隔离层与金属线圈层在竖直方向上交替层叠设置，所述磁芯结构设置在隔离层与金属线圈层的内部，所述磁芯结构包括第一磁芯、第二磁芯和第三磁芯，所述第一磁芯设置在磁芯结构的底部，所述第三磁芯设置在磁芯结构的顶部，所述第二磁芯设置在磁芯结构的中间部位，所述第二磁芯位于第一磁芯和第三磁芯之间，所述第二磁芯设置有两个，两个所述第二磁芯互相平行设置。

作为本实用新型的一种优选的技术方案，所述磁芯结构中间为空心。

作为本实用新型的一种优选的技术方案，所述第一磁芯由铁硅铝形成，所述第二磁芯由铁硅形成，所述第三磁芯由铁硅铝形成。

作为本实用新型的一种优选的技术方案，两个所述第二磁芯垂直对称设置于第三磁芯的两侧。

作为本实用新型的一种优选的技术方案，所述耦合线圈结构本体设置有十二个，所述耦合线圈结构本体呈矩阵排列设置。

所述耦合线圈结构本体相互之间相隔距离大于0.5mm；所述金属线圈层的宽度大于1cm。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型通过线圈结构的改进设计，大大提高了无线充电器的线圈的耦合效率，通过隔离层及金属线圈层的交替层叠，减少了电磁反应中磁场强度的损失，提高了耦合稳定性，通过采用不同材质的磁芯组合来降低磁损耗，提高了耦合效率，从而加快了无线充电器的充电速度。

附图说明

图1是本实用新型的耦合线圈外形结构示意图；

图2是本实用新型的排列结构示意图；

图3是本实用新型的磁芯结构细节结构示意图；

其中：1、耦合线圈结构本体；2、基板；3、金属线圈层；4、隔离层；5、磁芯结构；6、第三磁芯；7、第二磁芯；8、第一磁芯。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实一种无线充电器的高效耦合线圈结构施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请参照图1-3所示，本实用新型提供的无线充电器的高效耦合线圈结构，包括耦合线圈结构本体1，耦合线圈结构本体1上设置有基板2、金属线圈层3、隔离层4和磁芯结构5，基板2设置在耦合线圈结构本体1的底端，金属线圈层3和隔离层4设置在耦合线圈结构本体1的上端，金属线圈层3和隔离层4位于基板2的正端面上，基板2的上方靠近基板2正端面的一层为金属线圈层3，金属线圈层3的上方为隔离层4，金属线圈层3和隔离层4均设置有若干个，若干个隔离层4与金属线圈层3在竖直方向上交替层叠设置，磁芯结构5设置在隔离层4与金属线圈层3的内部，磁芯结构5包括第一磁芯8、第二磁芯7和第三磁芯6，第一磁芯8设置在磁芯结构5的底部，第三磁芯6设置在磁芯结构5的顶部，第二磁芯7设置在磁芯结构5的中间部位，第二磁芯7位于第一磁芯8和第三磁芯6之间，第二磁芯7设置有两个，两个第二磁芯7互相平行设置。

磁芯结构5中间为空心，使得耦合线圈结构本体1体积小、重量轻，提高了线圈的额耦合效率；第一磁芯8由铁硅铝形成，第二磁芯7由铁硅形成，第三磁芯6由铁硅铝形成，采用不同材质的磁芯组合可以在金属线圈层3圈数不变的情况下得到相同的感量参数，能够有效的降低磁损耗，大程度提高线圈耦合效率；两个第二磁芯7垂直对称设置于第三磁芯6的两侧，进一步提高了线圈的耦合效率；耦合线圈结构本体1设置有十二个，耦合线圈结构本体1呈矩阵排列设置，耦合线圈结构本体1数量的增加，实现了电磁耦合过程中的磁场叠加，增强了磁场强度；耦合线圈结构本体1相互之间相隔距离大于0.5mm，保证各个耦合线圈结构本体1所构建的磁场能够叠加在一起；金属线圈层3的宽度大于1cm，以降低在制造金属线圈层3过程中的难度。

具体的，在使用时，磁芯结构5设置在隔离层4与金属线圈层3的内部，隔离层4与金属线圈层3设置在磁芯结构5的外沿，并完全包覆磁芯结构5，提高了金属线圈层3的耦合效率，并且第一磁芯8由铁硅铝形成，第二磁芯7由铁硅形成，第三磁芯6由铁硅铝形成，使得在相同的额定电流下工作时，能够有效的降低磁损耗，使得线圈耦合效率得到大幅改善，金属线圈层3和隔离层4位于基板2的正端面上，通过基板2的设置，可对隔离层4和金属线圈层3进行支撑，并提高电磁耦合过程中所构建磁场的高度，以减少附近磁场对电磁耦合过程的影响。

本实用新型大大提高了无线充电器的线圈的耦合效率，通过隔离层及金属线圈层的交替层叠，减少了电磁反应中磁场强度的损失，提高了耦合稳定性，通过采用不同材质的磁芯组合来降低磁损耗，提高了耦合效率，从而加快了无线充电器的充电速度。

本实用新型的实施方式不限于此，按照本实用新型的上述实施例内容，利用本领域的常规技术知识和惯用手段，在不脱离本实用新型上述基本技术思想前提下，以上优选实施例还可以做出其它多种形式的修改、替换或组合，所获得的其它实施例均落在本实用新型权利保护范围之内。