充电效率变化减小的无线充电器制造技术

本发明专利技术提供充电效率变化减小的无线充电器。无线充电器以无线方式即非接触或无接触方式对便携式电子装置的蓄电池充电，使得无论蓄电池处于无线充电器的任何位置，充电效率都没有严重变化。所述无线充电器具有用于产生磁场以通过与次级线圈的感应耦合来向具有所述次级线圈的对象充电的初级线圈。所述初级线圈包括：以预定绕组数和预定尺寸设置的外线圈；以及被设置为包括在所述外线圈之内的至少一个内线圈。所述外线圈和所述内线圈被设置为当向所述外线圈和所述内线圈施加初级电流时，在所述外线圈和所述内线圈中产生的磁通沿相同方向形成。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种无线充电器(例如，利用非接触或无接触方法的无 线充电器)，并且更具体地涉及具有如下结构的无线充电器所述结构能 够降低充电效率根据待充电对象所处位置而出现的变化。
技术介绍
一般而言，便携式电子装置(例如蜂窝电话、笔记本电脑、PDA等)在其中具有蓄电池，从而用户可以在移动中使用。然而，这类便携式电 子装置单独地具有用来为蓄电池充电的充电器，充电器连接到普通电源 以向便携式电子装置的蓄电池提供充电电流，由此对蓄电池充电。同时， 为了使充电器可以向便携式电子装置的蓄电池提供充电电流，充电器的 充电体应与便携式电子装置的蓄电池电连接。为了将充电体与便携式电 子装置的蓄电池电连接，在有线充电器中，分别为充电体和便携式电子 装置或蓄电池提供接触端子(例如，利用接触式方法)。因此，为了向便 携式电子装置的蓄电池充电，便携式电子装置或蓄电池的接触端子应和 充电器的接触端子彼此连接。然而，在其中为充电体和便携式电子装置或蓄电池提供接触端子利 用接触方法的充电器中，所述接触端子是突出的，因此将损害外观，并 且可能由于由外部杂质引起的接触端子的污染而造成接触不良。有时， 可能由于用户的疏忽而发生短路，这会导致蓄电池的完全放电。为了解决上述问题，开发了一种方法，其中便携式电子装置的蓄 电池以无线方式(或以无接触方法)电耦合到充电体以充入充电体的电 能。在无接触方法中，用高频工作的初级电路布置在充电体中，并且次 级电路布置在蓄电池侧，即在便携式电子装置或蓄电池中，从而通过感应耦合将充电体的电流或能量提供给便携式电子装置的蓄电池。使用感 应耦合的无接触充电方法已经在一些家电中使用(例如，电动牙刷，电 动剃须刀等)。然而，在将无接触充电方法用于便携式电子装置(例如蜂窝电话、便携式MP3播放器、CD播放器、MD播放器、盒式磁带播放器、笔记 本电脑、PDA等)的情况下，增加到蓄电池侧的体积和重量应当很小， 并且应当降低充电效率随着便携式电子装置或蓄电池所在位置的变化。 也就是说，为了与具有各种形状和尺寸的(例如，仅考虑具有恒定额定 电压的蓄电池的蜂窝电话时，就有各种形状和尺寸)便携式电子装置兼 容，充电体应被设计为具有比待充电对象略大的尺寸，并且如果其形状 和构造仅仅适用于特定对象则是不可接受的。另外，如果考虑同时为至 少两个便携式电子装置或蓄电池充电的结构，则充电体的尺寸进一步增 加，由此对作为要由该充电体充电的对象的便携式电子装置或蓄电池的 位置引起显著变化。然而，随着与线圈的距离增加，由充电体的初级电 路(或初级线圈)产生的磁场强度(或磁通密度)急剧下降。因此，根 据要由初级线圈充电的对象的位置，与要感应耦合的磁通密度成比例的 充电效率具有很大变化。此外，如果待充电的对象不在合适的位置，则 完全充电所用的时间急剧增加，并且在最差的情况下，充电基本不能进 行。具体来说，与在很短时间使用而基本上全天不用的电动牙刷或电动 剃须刀不同，应当在短时间内(如睡眠时间内)对便携式电子装置(例 如蜂窝电话、PDA、 MP3播放器等)充电，所以充电效率根据位置出现 的变化更加严重。由此，为了对诸如蜂窝电话的便携式电子装置广泛使用无线充电器， 急需降低充电效率根据待充电对象所在的位置而出现的变化。
技术实现思路
技术问题本专利技术是考虑到上述问题而设计的，因此本专利技术的目的是提供一种无线充电器，其中降低了充电效率根据待充电对象相对于无线充电器的 位置而出现的变化。 技术方案为了达到上述目的，本专利技术提供一种无线充电器，该无线充电器具 有用于产生磁场以通过与次级线圈的感应耦合来向具有所述次级线圈的 对象充电的初级线圈，其中，所述初级线圈包括以预定绕组数和预定尺寸设置的外线圈、以及被设置为包括在所述外线圈之内的至少一个内线 圈，其中，所述外线圈和所述内线圈被设置为当向外线圈和内线圈施加初级电流时，在外线圈和内线圈产生的磁通沿相同方向形成。 在此，所述外线圈和内线圈可以被设置为其中心相同。 另外，可以按如下方式设置至少两个内线圈使得这些内线圈彼此相继设置。在本专利技术的另一方面，还提供了一种无线充电器，该无线充电器具 有用于产生磁场以通过与次级线圈的感应耦合来向具有所述次级线圈的 对象充电的初级线圈，其中，所述初级线圈设置有预定绕组数和预定尺 寸，并且其中，当将初级电流施加到初级线圈时形成的磁通密度曲线(profde)在所述初级线圈内沿所述初级线圈横穿线具有至少三个局部最大值点。在本专利技术的另一方面，还提供了一种无线充电器，该无线充电器具 有用于产生磁场以通过与次级线圈的感应耦合来向具有所述次级线圈的 对象充电的初级线圈，其中，所述初级线圈设置有预定绕组数和预定尺 寸，并且其中，当将初级电流施加到初级线圈时形成的磁通密度在所述初级线圈内的任何点处是磁通密度最大值的至少50°/0。附图说明本专利技术的优选实施方式的这些以及其他特征、方面和优点将在随后的详细描述中参考附图更全面地进行描述。在附图中图1是示出了利用根据本专利技术实施方式的无线充电器对便携式电子装置的蓄电池进行充电的立体图；图2是示出了根据本专利技术实施方式的无线充电器的初级线圈的平面示意图；图3是示出了根据现有技术和本专利技术的无线充电器的初级线圈产生 的磁场的磁通密度曲线的示意图；图4是示出了根据本专利技术的无线充电器的初级线圈的变型例的平面 示意图；图5是示出了如下实验的图其中，初级线圈被构造为根据本专利技术 实施方式的蜂窝电话蓄电池的无线充电器，接着在改变蜂窝电话蓄电池 的次级线圈的位置的情况下测量感应功率；以及图6是感应功率曲线的曲线图，其示出了根据图5的结构的实验结果。具体实施方式此后，将参考附图详细描述本专利技术的优选实施方式。在说明之前，应当理解的是，在说明书和所附的权利要求中使用的 术语不应被认为限于通常的以及字典的意义，而是基于允许专利技术人合理 定义术语以进行最佳说明这一原则，根据与本专利技术的技术特征对应的意 义和概念来理解。因此，这里提供的说明仅仅是出于示例目的的优选实 例，而不应当认为是限制本专利技术的范围，所以应当理解的是，可以对其 做出其他等同物和修改而不脱离本专利技术的精神和范围。图1是示出了利用根据本专利技术实施方式的无线充电器对便携式电子 装置的蓄电池进行充电的立体图。如图1所示，本实施方式的无线充电器IO包括基座(pad) 11，作为待充电对象的便携式电子装置20或其蓄电池放置在其上；电路单元12，其安装在无线充电器10中并且具有集成在基板上的用于无线充电器 的各种初级电路；以及用于指示充电状态的状态指示器13。在大致为盘形的基座11上设置有当向其施加高频初级电流时产生磁 场的初级线圈30 (参见图2)。在电路单元12中安装有用于从普通AC 电源产生所希望的高频初级电流的整流器；SMPS (开关型电源)，用于与二次电池通信的通信电路；以及用于控制上述部件的控制电路。状态 指示器13用于指示是否连接了电源，是否正在充电，是否完全充电等，其由适当数量和颜色的LED组成。随后描述的初级线圈的形状和设置对于本专利技术是至关重要的，但是 基座ll、电路单元12以及状态指示器13的构造、设置和形状可以按照 需要做出改变。例如，包括基座11和电路单元12的无线充电器10的整体形状可以 是诸如矩形或六边形的多边本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无线充电器，该无线充电器具有用于产生磁场以通过与次级线圈的感应耦合来向具有所述次级线圈的对象充电的初级线圈，其中，所述初级线圈包括：以预定绕组数和预定尺寸设置的外线圈；以及被设置为包括在所述外线圈之内的至少一个内线圈，其中，所述外线圈和所述内线圈被设置为当向所述外线圈和所述内线圈施加初级电流时，在所述外线圈和所述内线圈中产生的磁通沿相同方向形成。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】KR 2005-7-27 10-2005-0068638;KR 2006-5-2 10-2006-01.一种无线充电器，该无线充电器具有用于产生磁场以通过与次级线圈的感应耦合来向具有所述次级线圈的对象充电的初级线圈，其中，所述初级线圈包括以预定绕组数和预定尺寸设置的外线圈；以及被设置为包括在所述外线圈之内的至少一个内线圈，其中，所述外线圈和所述内线圈被设置为当向所述外线圈和所述内线圈施加初级电流时，在所述外线圈和所述内线圈中产生的磁通沿相同方向形成。2. 如权利要求1所述的无线充电器，其中，所述外线圈和所述内线圈的中心是相同的。3. 如权利要求1所述的无线充电器，其中，设置有至少两个内线圈，并且所述至少两个内线圈彼此相继 设置。4. 如权利要求1至3中的任一项所述的无线充电器， 其中，所述外线圈和/或所述内线圈巻绕为大致平面圆形。5. 如权利要求1至3中的任一项所述的无线充电器， 其中，所述外线圈和/或所述内线圈巻绕为大致平面多边形。6. 如权利要求1至3中的任一项所述的无线充电器，其中，所述外线圈和/或所述内线圈是通过巻绕至少一种导线而构成 的，所述至少一种导线由选自包括金、银、铜和铝的组的材料制成。7. 如权利要求6所述的无线充电器，其中，所述外线圈和/或所述内线圈由绞合线组成。8. 如权利要求1至3中的任一项所述的无线充电器，其中，所述外线圈和/或所述内线圈由通过在基板膜上进行构图而形 成的导体图案构成。9. 如权利要求1至3中的任一项所述的无线充电器， 其中，所述外线圈和所述内线圈彼此串联连接。10. 如权利要求1至3中的任一项所述的无线充电器，其中，所述外线圈和所述内线圈彼此间接连接。11. 如权利要求1至3中的任一项所述的无线充电器，其中，沿着所述初级线圈的横穿线看去，在向所述初级线圈施加初 级电流时形成的磁通密度曲线在所述初级线圈内具有至少三个局部最大 值点。12. 如权利要求1至3中的任一项...

【专利技术属性】
技术研发人员：权光熙，朴东荣，崔星旭，韩燮，文盛煜，
申请(专利权)人：LS电线有限公司，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]