无线充电模组、无线充电装置与供电装置的制作方法

本实用新型涉及无线充电技术领域，特别涉及能够提高充电效率的无线充电装置。

背景技术：

现有的无线充电装置通常为将电磁线圈绕制在磁芯的外侧，也即是凸出在磁芯外表面，如此一来，当无线充电装置与外部供电装置通过电磁感应原理进行电能传输时，两个凸出的线圈将无线充电装置与外部供电装置的磁芯分离在两侧，如此来，两个磁芯之间的磁感应线路径至少要经过两个线圈所占用距离的空气间隙，如此结构导致磁感应线通过空气闭合的路径较长，损耗的电磁能量较多，进而使得无线充电装置的充电效率较差。

技术实现要素：

为解决前述技术问题，本实用新型提供一种充电效率较高的无线充电模组以及包括前述无线充电模组的无线充电装置，进一步提供一种供电装置。

本实用新型一实施例中公开一种无线充电模组，包括第一线圈与第一磁芯，所述第一线圈与所述第一磁芯配合将接收到的外部电能转换为感应电流存储至储能单元。所述第一磁芯包括第一容置腔，所述第一线圈收容于所述第一容置腔内。

较佳地，所述第一磁芯还包括绕线柱、基底及围绕所述基底的第一固定壁，所述绕线柱设置在所述基底上，所述第一固定壁围绕所述基底形成所述第一容置腔，所述第一线圈环绕所述绕线柱收容于所述第一容置腔内。

较佳地，所述第一固定壁上设置有用于将所述第一磁芯固定到壳体上的第一限位凸起。

较佳地，所述第一限位凸起包括多个第一子限位凸起，多个第一子限位凸起设置于所述第一固定壁上，且两相邻的第一子限位凸起之间形成有一缺口，所述第一线圈的始末两端自所述开口延伸至所述第一磁芯外。

较佳地，所述绕线柱包括柱本体及设置在所述柱本体上的第二限位凸起，所述第二限位凸起用于将所述第一磁芯固定到壳体上。

本实用新型一实施例中公开一种无线充电装置，包括前述充电模组与壳体，所述壳体包括第一通孔与第二通孔，所述第一通孔包括多个第一子通孔，所述多个第一子通孔整体呈环形设置，所述多个第一子通孔形状与所述多个第一子限位凸起的形状相对应，且所述第一限位凸起自所述第一通孔显露于所述壳体外，所述第二限位凸起自所述第二通孔显露于所述壳体外。

较佳地，所述无线充电装置还包括第一密封元件，所述第一密封元件包括第三固定壁与第一密封壁，所述第三固定壁为中空的圆环形，所述第一密封壁环绕所述第三固定壁一侧的表面并且构成具有通孔的多个第一子密封腔，所述第一密封壁对应所述第一限位凸起与所述第一子通孔对应并且用于抵接第一子通孔的内壁，所述第一密封腔用于容置所述第一限位凸起。

较佳地，所述无线充电装置还包括第二密封元件，所述第二密封元件包括第四固定壁与第二密封壁，所述第四固定壁为中空的圆环形，用于抵接壳体内表面以及所述柱本体，所述第二密封壁环绕第四固定壁一侧的表面并且与所述第二限位凸起以及所述第二通孔对应，所述第二密封壁用于抵接所述第二通孔的内壁，所述第四固定壁与所述第二密封壁配合密封并且减缓所述第二限位凸起的振动。

本实用新型一实施例中公开一种供电装置，包括电磁线圈与磁芯，所述电磁线圈用于接收在到电流时与所述磁芯配合输出感应电流，所述磁芯包括第一收纳腔，所述电磁线圈收容于所述第一收纳腔内。

较佳地，所述磁芯还包括绕线柱，所述绕线柱形成于所述第一收纳腔内，所述第一线圈环绕所述绕线柱收容于所述第一收纳腔内。

相较于现有技术，本实用新型中无线充电模组中由于第一线圈收容于第一磁芯的内凹第一收容腔中，从而使得第一线圈与供电装置之间由于磁芯材料的对接电磁线圈之间的磁感应线通过空气闭合的路径有效减小，也即是第一线圈与电磁线圈之间经过空气闭合的磁感应线路径有效缩短，从而减小漏磁有效提高了充电效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型一实施例中无线充电装置的立体结构示意图；

图2为图1所示无线充电装置中的无线充电模组的部分剖面结构示意图；

图3为图2所示壳体的立体结构示意图；

图4为图2所示第一磁芯的立体结构示意图；

图5为图4所示第一磁芯的平面结构示意图；

图6为图5所示第一磁芯沿着V-V线的剖面结构示意图；

图7为图5所示第一导线槽的放大结构示意图；

图8为图5所示位于第一容置腔的绕线柱的结构示意图；

图9为第一密封元件立体结构示意图；

图10为第二密封元件沿着两个相反方向的立体结构示意图；

图11为第一线圈与第一磁芯的组装结构示意图；

图12为无线充电装置中无线充电模组执行充电时的原理结构图；

图13为本发明一变更实施例中第一磁芯的结构示意图；

图14另一变更实施例中第一子限位凸起与壳体组合后的立体结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

下面结合附图具体说明无线充电装置的具体结构以及工作过程。

请参阅图1，其为本实用新型一实施例中无线充电装置的立体结构示意图。如图1所示，无线充电装置10包括壳体CS与无线充电模组100，无线充电模组100设置于壳体CS内部且部分自所述壳体CS显露出。无线充电模组100采用电磁感应原理接收电能并且进行储存。

具体地，请一并参阅图2与图3，其中，图2为图1所示无线充电装置10 中的无线充电模组100的部分剖面结构示意图，图3为图2所示壳体的立体结构示意图。

如图2所示，壳体CS包括相对的内表面CS1与外表面CS2，其中外表面 CS2为显露在无线充电装置10的外部，也即是使用者能观察到暴露在空气的表面；内表面CS1为朝向无线充电装置10内部各结构配件的表面。

如图3所示，壳体CS包括间隔一定距离的第一通孔H1与第二通孔H2，第一通孔H1与第二通孔H2均贯穿内表面CS1与外表面CS2，用于部分显露无线充电模组100。

本实施例中，第一通孔H1包括多个围绕第一参考中心点O1排布整体构成圆环的多个圆弧形的第一子通孔H1a。本实施例中，第一通孔H1包括4个圆弧形的第一子通孔H1a，相邻的俩第一子通孔H1a彼此间隔相等，所述4个圆弧形通孔共圆心且半径大小相同，也即是均以第一参考中心点O1为圆心。第二通孔H2为位于第一参考中心点O1的圆形通孔。可变更地，第一通孔H1还可以为椭圆的环形通孔、矩形通孔或者其他闭合图形的通孔。

可以理解，第一通孔H1、第二通孔H2的形状对应无线充电模组100的相应元件的形状。

请再次参阅图2，无线充电模组100包括储能单元110、第一线圈120以及第一磁芯130，其中无线充电模组100中的储能单元110、第一线圈120以及第一磁芯130邻近所述内表面CS1设置。第一线圈120电性连接于储能单元110，并且第一线圈120以及第一磁芯130配合将接收的外部电能通过电磁感应原理转换为感应电流，并且将感应电流转化为能量存储至储能单元110。本实施例中，储能单元110为充电电池，例如锂电池、铅酸电池或者其他类型的充电电池。第一线圈120可以为漆包线。

请一并参阅图2与图4-6所示，其中，图4为图2所示第一磁芯130的立体结构示意图，图5为图4所示第一磁芯130的平面结构示意图，图6为图5 所示第一磁芯130沿着V-V线的剖面结构示意图。第一磁芯130包括基体BD、围绕所述基体BD的第一固定壁131以及绕线柱134。绕线柱134设置在基体 BD上。该第一磁芯130还包括第一容置腔132。该容置腔132形成于第一固定壁131与绕线柱134之间。第一容置腔132用于收容并固定第一线圈120。

具体地，第一固定壁131上设置有多个第一限位凸起133，第一固定壁131 与第一限位凸起133配合将无线充电模组100固定到与壳体CS上(图2)。第一限位凸起133自第一固定壁131沿第一方向F1部分延伸形成。另外，第一固定壁131所在平面S1平行于第二方向F2，第二方向F2垂直于第一方向F1。

本实施例中，第一限位凸起133与第一容置腔132在第一方向F1上分别位于第一固定壁131的相对两侧，也即是第一限位凸起133与第一容置腔132位于所述第一固定壁131的上下两侧，从而使得当第一限位凸起133与第一固定壁131与壳体CS固定时，位于第一容置腔132内的第一线圈120收容在第一磁芯130内，而不会凸出在第一磁芯130外。

第一限位凸起133沿着第一方向F1在第一固定壁131的投影位于第一固定壁131内，且并未与第一固定壁131的边缘重合。具体地，第一限位凸起133 位于第一固定壁131的内部的区域，第一限位凸起133与第一容置腔132间隔一定距离，第一限位凸起133与部分第一固定壁131在邻近第一容置腔132的方向构成阶梯结构，同时第一限位凸起133与第一固定壁131的外边缘间隔一定距离，第一限位凸起133与部分第一固定壁131在远离第一容置腔132的方向也构成阶梯结构。

当然，可变更地，第一限位凸起133沿着第一方向F1在第一固定壁131 的投影位于第一固定壁131内时，也可以与第一固定壁131的内边缘或者外边缘重合，只需第一限位凸起133与第一固定壁131构成一个阶梯结构用于与壳体CS固定即可。

本实施例中，第一固定壁131与第一限位凸起133包围第一容置腔132且整体呈环形结构。

第一限位凸起133包括多个第一子限位凸起133a，多个第一子限位凸起 133a分散地环绕第一容置腔132设置于第一固定壁131的表面。其中，多个第一子限位凸起133a为共圆心且具有相同半径与弧长的圆弧。当然，可变更地，多个第一子限位凸起133a的弧长也可以不完全相同。

第一容置腔132包括侧壁1321、第一连接部1322与底壁1323，其中，侧壁1321沿着第一方向F1延伸的圆筒形，底壁1323基本为平面并且其所在平面 S2平行于第一固定壁131所在平面S1，也即是侧壁1321垂直于底壁1323。侧壁1323连接第一固定壁131与底壁1321，也即是侧壁1321位于第一固定壁131 与底壁1323之间。

第一连接部1322位于侧壁1321与底壁1323之间并且分别连接侧壁1321 与底壁1323，较佳地，第一连接部1322至少部分为弧形，也即是底壁1323与侧壁1321连接处至少部分为弧形的倒角。弧形的倒角能够增加第一磁芯130 的体积，便于磁感线的路径的优化。当然，可变更地，第一连接部1322也可以呈90°直角或者其他角度，第一容置腔132也可以为矩形或者其他形状，那么对应地，第一固定壁131与第一容置腔132的形状匹配，也可为矩形或者其他形状。

较佳地，请一并参阅图5与图7，其中，图7为图5所示第一导线槽1311 的放大结构示意图，第一固定壁131对应相邻的两个第一子限位凸起133a之间设置第一导线槽1311，以便于设置于第一容置腔132中的第一线圈120的始末两端自所述第一导线槽1311延伸至第一磁芯130外并且与设置于第一磁芯130 外部的控制电路(图未示)以及储能单元110(图未示)电性连接。其中，第一导线槽1311为相邻的两个第一子限位凸起133之间的位置在第一固定壁131、侧壁1321形成的缺口，第一导线槽1311由两个相对的导线槽侧壁1312 与导线槽底壁1313构成，其中，底壁1313与第一容置腔132的底壁1323所在平面S2共面，两个导线侧壁1312位于导线底壁1313的相对两侧，每个导线槽侧壁1312均连接于第一固定壁131与侧壁1321。

较佳地，请一并参阅图5、图6与图8，其中，图8为图5所示位于第一容置腔132的绕线柱的结构示意图。如图6、8所示，底壁1323中第二参考中心点O2的位置设置有绕线柱134，以用于固定第一线圈120(图2)。本实施例中，绕线柱134位于所述底壁1323的几何中心，也即是圆心的位置。

绕线柱134包括柱本体1341与第二限位凸起1342，柱本体1341与第二限位凸起1342配合用于与壳体CS相互固定。其中，柱本体1341与第一固定壁 131位于同一平面且均平行于第二方向F2，第二限位凸起1342自所述柱本体 1341沿远离底壁1323的第一方向F1延伸。

较佳地，请参阅图9-10，其中，图9-10分别为第一密封元件101与第二密封元件104的立体结构示意图。无线充电模组100还包括第一密封元件101与第二密封元件104。第一密封元件101用于对应第一通孔H1设置，第二密封元件104对应第二通孔H2设置，二者均用于密封第一次磁芯130与壳体CS之间的间隙，达到防尘的功效，同时为第一磁芯130提供缓冲空间，以增加第一磁芯130的抗震能力。

具体地，如图9所示，第一密封元件101包括第三固定壁1011与第一密封壁1012。第三固定壁1011为中空的圆环形。第一密封壁1012位于所述第三固定壁1011一侧的表面并且围绕构成具有通孔的多个圆弧形的第一子密封腔 1013，多个第一子密封腔1313环绕所述第一固定壁1011设置。第一密封壁对应第一限位凸起133与第一子通孔H1a对应，第一密封壁1011用于抵接第一子通孔H1a的内壁，多个第一子密封腔1013用于容置所述第一限位凸起133。

如图10所示，图10为第二密封元件104沿着两个相反方向的立体结构示意图，第二密封元件104包括第四固定壁1041与第二密封壁1042。第四固定壁1041为中空的圆环形，用于抵接壳体CS内表面以及柱本体1341。第二密封壁1042环绕第四固定壁1041内缘处，第二密封壁1042与第二限位凸起1342 与第二通孔H2对应，并且第二密封壁1042用于抵接第二通孔H2的内壁。第四固定壁1041与第二密封壁1042配合用于密封并且减缓第二限位凸起1342 的振动。

当无线充电模组100与壳体CS组装时，也即是将第一线圈120、第一磁芯 130、第一密封元件101、第二密封元件104以及壳体CS组装具体过程为：

请参阅图11，其为第一线圈120与第一磁芯130的组装结构示意图。如图 11所示，第一线圈120围绕绕线柱134绕制完成并且容置于第一容置空间132 后，自第一导线槽1311引出至少两个引线端(未标示)，用以至少与储能单元 110电性连接。

对应地，将第一密封元件101对应壳体CS的内表面CS1的方向并且对应第一通孔H1的多个子通孔H1a的位置，将第一密封壁1012对应塞入子通孔 H1a内，并且第一密封壁1012抵接子通孔H1a的内壁，同时，第三固定壁1011 抵接于对应子通孔H1a边缘的壳体CS内表面CS1。

将第二密封元件104对应壳体CS的内表面CS1的方向并且对应第二通孔 H2的位置，将第二密封壁1042对应塞入第二通孔H2内，并且第二密封壁1042 抵接第二通孔H2的内壁，同时，第四固定壁1041抵接于对应第二通孔H2边缘的壳体CS内表面CS1。

将固定有第一线圈120的第一磁芯130与固定有第一密封元件101、第二密封元件104的壳体进行组装。

具体地，第一固定壁131与第一限位凸起133对应第一通孔H1中多个第一子通孔H1a的位置，同时柱本体1341对应第二通孔H2的位置与第一密封元件101的第一密封壁1012内表面进行固定。

其中，第一固定壁131用于抵接于第三固定壁1011远离壳体CS内表面 CS1一侧，第一限位凸起133自内表面CS1一侧延伸入第一通孔H1的第一子通孔H1a内，并且抵接第一密封壁1012；第二限位凸起1342自内表面CS1延伸入第二通孔H1内，并且抵接第二密封壁1042。由此，第一限位凸起133自壳体CS的第一子通孔H1a显露出来，第二限位凸起1342自壳体CS的第二通孔显露出来。较佳地，第一限位凸起133、第二限位凸起1342的高度与壳体 CS的厚度相同，由此，当无线充电模组11与壳体CS固定时，第一限位凸起 133与第二限位凸起1342与外表面CS1平齐。由此，第一线圈120则收容在第一磁芯130的第一收容腔132与壳体CS之间。

请参阅图12，其为无线充电装置10中无线充电模组100执行充电时的原理结构图。无线充电模组100通过与位于壳体CS外侧的供电装置利用电磁感应原理的方式进行充电，也即是供电装置中的电磁线圈流过电流并产磁感应线，所述磁感应线通过第一线圈120形成闭合磁感应线，由于电磁感应原理，电磁线圈与第一线圈120形成磁感应回路从而在第一线圈120中产生感应电流，第一线圈120将供电装置中的电磁激励信号转换为感应电流，经过对应的处理电路处理后传输至存储储能单元110(图2)中。

其中需要说明的是，供电装置与无线充电装置10结构相同，也即是供电装置中磁芯包括第一收纳腔与绕线柱，所述绕线柱位于所述第一收纳腔内，电磁线圈围绕所述绕线柱设置并收容于第一收纳腔内，区别仅在于供电装置中电磁线圈作为电能输出方，而无线充电装置10的第一线圈120作为电能的接收方，也即是供电装置中电磁线圈接收到电流时与磁芯配合输出感应电流。由此，针对供电装置的具体结构特征不在赘述。

相较于现有技术，如图12所示，无线充电模组100中由于第一线圈120 收容于第一磁芯130的内凹第一收容腔132中，从而使得第一线圈与供电装置之间由于磁芯材料直接接触，电磁线圈之间的磁感应线通过空气闭合的路径有效减小，也即是第一线圈120与电磁线圈之间的闭合磁感应线经过的空气路径有效缩短，从而减小漏磁有效提高了充电效率。

请参阅图13，其为本发明一变更实施例中第一磁芯230的结构示意图，本实例中，第一磁芯230与第一磁性130的结构基本相同，区别仅在于第一子限位凸起233a的形状。第一子限位凸起233a和相对应的通孔不限于前述实施例中的弧形形状，也可以为三角形、矩形、五角形、圆形、心形或者不规则形状。如图13所示，第一子限位凸起233a为相互之间形状不完全相同的三角形、矩形、五角形、圆形、心形或者不规则形状对应地，壳体CS对应的第一通孔第一子通孔H1a的形状与之相适应，例如为对应的三角形、矩形、五角形、圆形、心形或者不规则形状的通孔。当然，可以如图14所示，其为另一变更实施例中第一子限位凸起与壳体组合后的立体结构示意图，多个第一子限位凸起233a 的形状也可以全部均为五角星，并且相邻两个第一子限位凸起233a间隔的距离不完全相同，对应地，壳体CS对应的第一通孔第一子通孔H1a的形状与之相适应，例如均五角星形状的通孔。

本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。