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申请/专利权人：深圳先进技术研究院

摘要：本申请属于无线充电技术领域，特别是涉及一种线圈模组。为了提高耦合系数，需在桌面上添加额外的屏蔽磁贴，不仅限制了应用范围，增加了成本，还会影响桌面美观。本申请提供了一种线圈模组，包括线圈组件和和隔磁组件，所述线圈组件设置于所述隔磁组件上；所述线圈组件包括第一线圈层和第二线圈层，所述第一线圈层与所述第二线圈层相互重叠放置，所述第一线圈层内侧与所述第二线圈层内侧相连接。可以减少整个产品的厚度，传输距离更远，无需在桌面上增加额外的磁贴，自感较小，对谐振电容值的精度要求较低。生产成本降低，传输效率提高。

主权项：1.一种线圈模组，其特征在于：包括线圈组件和和隔磁组件（1），所述线圈组件设置于所述隔磁组件（1）上；所述线圈组件包括第一线圈层（2）和第二线圈层（3），所述第一线圈层（2）与所述第二线圈层（3）相互重叠放置，所述第一线圈层（2）内侧与所述第二线圈层（3）内侧相连接；所述第一线圈层（2）包括第一连接部（4），所述第一连接部（4）设置于所述第一线圈层（2）内侧，所述第一线圈层（2）包括第一引线端子（5），所述第一引线端子（5）设置于所述第一线圈层（2）外侧；所述第二线圈层（3）包括第二连接部（6），所述第二连接部（6）设置于所述第二线圈层（3）内侧，所述第二连接部（6）与所述第一连接部（4）相连接，所述第二线圈层（3）包括第二引线端子（7），所述第二引线端子（7）设置于所述第二线圈层（3）外侧；所述第一线圈层（2）与所述第二线圈层（3）均采用利兹线绕制，所述第一线圈层（2）与所述第二线圈层（3）绕制方向相反；所述隔磁组件（1）包括相互连接的圆形凸起部（8）和方形支撑部（9），所述圆形凸起部（8）设置于所述方形支撑部（9）上。

全文数据：一种线圈模组技术领域本申请属于无线充电技术领域，特别是涉及一种线圈模组。背景技术Qi标准是当前应用最广泛的手机无线充电标准。典型的Qi标准发射端的输入电压经过全桥逆变后进入由发射线圈Lp、谐振电容Cp构成的谐振电路，在发射线圈上产生频率在110～205kHz之间的交流电流。根据电磁感应原理，副边线圈Ls上会产生感应电压，经过全桥整流后转换为直流电，即可为电池充电。在Qi标准发射端中，最核心的部件就是发射线圈Lp，它的设计对系统传输距离、功率、效率等因素有着重大的影响。当前最常见的发射线圈通常根据Qi标准线圈设计，其最大传输距离仅8mm。现有最远传输距离为35mm的无线充电发射装置，它的线圈设计相比标准Qi线圈大大提高了传输距离。但是为了提高耦合系数，需在桌面上添加额外的屏蔽磁贴，不仅限制了应用范围，增加了成本，还会影响桌面美观。发明内容1.要解决的技术问题基于现有最远传输距离为35mm的无线充电发射装置，它的线圈设计相比标准Qi线圈大大提高了传输距离。但是为了提高耦合系数，需在桌面上添加额外的屏蔽磁贴，不仅限制了应用范围，增加了成本，还会影响桌面美观的问题，本申请提供了一种线圈模组。2.技术方案为了达到上述的目的，本申请提供了一种线圈模组，包括线圈组件和和隔磁组件，所述线圈组件设置于所述隔磁组件上；所述线圈组件包括第一线圈层和第二线圈层，所述第一线圈层与所述第二线圈层相互重叠放置，所述第一线圈层内侧与所述第二线圈层内侧相连接。可选地，所述第一线圈层包括第一连接部，所述第一连接部设置于所述第一线圈层内侧，所述第一线圈层包括第一引线端子，所述第一引线端子设置于所述第一线圈层外侧；所述第二线圈层包括第二连接部，所述第二连接部设置于所述第二线圈层内侧，所述第二连接部与所述第一连接部相连接，所述第二线圈层包括第二引线端子，所述第二引线端子设置于所述第二线圈层外侧。可选地，所述第一线圈层与所述第二线圈层均采用利兹线绕制，所述第一线圈层与所述所述第二线圈层绕制方向相反。可选地，所述利兹线直径为1.15mm。可选地，所述第一线圈层外径为75～80mm，所述第二线圈层外径为75～80mm。可选地，所述第一线圈层包括19.5匝利兹线，所述第二线圈层包括19.5匝利兹线。可选地，所述隔磁组件包括相互连接的圆形凸起部和方形支撑部，所述圆形凸起部设置于所述方形支撑部上。可选地，所述方形支撑部呈正方形，所述正方形边长为80mm，所述圆形凸起部直径为30mm，高度为2mm。可选地，所述隔磁组件采用PC95铁氧体制成。可选地，所述线圈模组的自感为155～170uH。3.有益效果与现有技术相比，本申请提供的一种线圈模组的有益效果在于：本申请提供的线圈模组通过将内侧相互连接的第一线圈层和第二线圈层设置于隔磁组件上，无需从线圈内侧将引线连接至外侧，可以减少整个产品的厚度，传输距离更远，无需在桌面上增加额外的磁贴，自感较小，对谐振电容值的精度要求较低。生产成本降低，传输效率提高。附图说明图1是本申请的Qi标准无线充电系统基本原理示意图；图2是本申请的线圈模组结构示意图；图3是本申请的线圈模组爆炸图；图4是本申请的线圈模组叠加方式示意图；图中：1-隔磁组件、2-第一线圈层、3-第二线圈层、4-第一连接部、5-第一引线端子、6-第二连接部、7-第二引线端子、8-圆形凸起部、9-方形支撑部。具体实施方式在下文中，将参考附图对本申请的具体实施例进行详细地描述，依照这些详细的描述，所属领域技术人员能够清楚地理解本申请，并能够实施本申请。在不违背本申请原理的情况下，各个不同的实施例中的特征可以进行组合以获得新的实施方式，或者替代某些实施例中的某些特征，获得其它优选的实施方式。Qi是全球首个推动无线充电技术的标准化组织--无线充电联盟WirelessPowerConsortium，以下简称“联盟”推出的″无线充电″标准，具备便捷性和通用性两大特征。首先，不同品牌的产品，只要有一个Qi的标识，都可以用Qi无线充电器充电。其次，它攻克了无线充电″通用性″的技术瓶颈，在不久的将来，手机、相机、电脑等产品都可以用Qi无线充电器充电，为无线充电的大规模应用提供可能。苹果公司推出的iPhone系列手机采用私有的快充协议，通过判断发射线圈频率确定是否支持快充，当发射线圈频率f＝127.6kHz左右时，iPhone支持7.5W快充。因此为了支持苹果公司快充协议，需使系统工作频率保持在f＝127.6kHz左右。当工作频率f确定时，发射端谐振电路的电抗为Zp-2πfLp+12πfCp。为了使保证功率传输，通常需要保证线圈电流达到2A以上。当Lp，Cp值已知时，可以根据上述公式估算出所需的输入电压。现有技术为了提高传输距离，需要较大的自感值。当器件精度受限时，无法满足苹果快充的频率需求。如文献[2]中的线圈为例，其自感值高达360uH，当谐振频率为127.6kHz时，根据公式谐振电容Cp约为4.32nF。当谐振电容容值Cp精度偏移5％时，在127.6kHz下的电抗就高达13.6Ω，在19V输入电压下线圈电流最大只能达到1.4A，无法满足功率传输需求。若提高输入电压，则需要提高整个系统的器件耐压值，对系统成本、效率等带来不利影响。自感过大的另一个问题是谐振电压很高。线圈电压峰值可以根据以下公式计算：当线圈电流Ip＝3A，线圈自感Lp＝360uH，频率f＝127.6kHz时，谐振电压峰值高达1225V，对器件耐压、绝缘提出了更高的要求，提高了系统成本。李兹线，″Litz″一词源于德语″Litzendraht″，意指一根导体是由多根独立绝缘的导体绞合或编织而成。参见图1～4，本申请提供一种线圈模组，包括线圈组件和和隔磁组件1，所述线圈组件设置于所述隔磁组件1上；所述线圈组件包括第一线圈层2和第二线圈层3，所述第一线圈层2与所述第二线圈层3相互重叠放置，所述第一线圈层2内侧与所述第二线圈层3内侧相连接。可选地，所述第一线圈层2包括第一连接部4，所述第一连接部4设置于所述第一线圈层2内侧，所述第一线圈层2包括第一引线端子5，所述第一引线端子5设置于所述第一线圈层2外侧；所述第二线圈层3包括第二连接部6，所述第二连接部6设置于所述第二线圈层3内侧，所述第二连接部6与所述第一连接部4相连接，所述第二线圈层3包括第二引线端子7，所述第二引线端子7设置于所述第二线圈层3外侧。第一引线端子5和第二引线端子7用于连接至电路。可选地，所述第一线圈层2与所述第二线圈层3均采用利兹线绕制，所述第一线圈层2与所述所述第二线圈层3绕制方向相反。采用线径1.15mm105股的李兹线绕制本线圈模组，线圈电流3A时温升约30摄氏度，符合一般产品设计需求。仅改变绕线方式而不修改尺寸，则线圈参数不会变化，能够实现类似的效果。可选地，所述利兹线直径为1.15mm。可选地，所述第一线圈层2外径为75～80mm，所述第二线圈层3外径为75～80mm。对于30mm左右的传输距离，当发射线圈外径在75～80mm间时，发射线圈与接收线圈间的耦合系数最高，能量传输效果最好。采用相同或类似线径但股数不同的李兹线绕制线圈，则线圈参数变化很小，能够实现类似的效果。可选地，所述第一线圈层2包括19.5匝利兹线，所述第二线圈层3包括19.5匝利兹线。当第一线圈层2和第二线圈层3各19.5匝，合计39匝时，线圈模组自感恰好在155～165uH之间，配合10nF的谐振电容一起组成谐振电路可满足苹果快充对频率的需求。可选地，所述隔磁组件1包括相互连接的圆形凸起部8和方形支撑部9，所述圆形凸起部8设置于所述方形支撑部9上。这里的圆形凸起部8和方形支撑部9可以整体开模定制，也可以分别开模定制后再通过胶水粘连。增大隔磁组件1方形支撑部9尺寸，同时略微减少线圈匝数，如将方形支撑部9尺寸增加到100mm*100mm的同时将线圈匝数减少到38匝。此时线圈模组自感同样约为155～170uH，能够实现类似的效果。改变方形支撑部9厚度，如将方形支撑部9厚度从1mm提高到2mm，对线圈模组参数影响不大，能够实现类似的效果。取消中心圆形凸起部8会略微降低耦合系数，虽然会略微降低效率，但是能量传输效果依然好于现有线圈模组，且能够降低一定的成本。更改方形支撑部9形状，从方形改为圆形对线圈参数影响不大，能够实现类似的效果，有助于减小产品体积，但会增加一定成本。可选地，所述方形支撑部9呈正方形，所述正方形边长为80mm，所述圆形凸起部8直径为30mm，高度为2mm。为了保证能量传输效果，底部方形支撑部9需大于线圈组件外径尺寸，选择80mm方形支撑部9兼顾了产品体积、成本与能量传输效果。如果采用直径80mm左右的圆形支撑部可以实现类似的效果，但会增加一定的开模成本。底部方形支撑部9中间额外增加的30mm直径，2mm厚度圆形凸起部8能够进一步提高耦合系数。可选地，所述隔磁组件1采用PC95铁氧体制成。可选地，所述线圈模组的自感为155～170uH。1相比标准Qi线圈，本申请涉及的线圈模组传输距离更远。2相比于现有能实现同样传输距离的线圈模组，本申请提出的线圈模组面积缩小了约40％，可以降低产品尺寸与成本。3本申请无需在桌面上增加额外的磁贴，就能达到与线圈增加磁贴后相同的传输效率。4由于本申请无需在接收端部分增加额外磁贴，因此可以通过多个线圈层叠加的方式扩展无线充电发射器的有效充电面积。5本申请中的线圈模组自感约为155～170uH，只需一颗自感为10nF电容，即可使系统的工作在127.6kHz左右，在满足苹果快充要求的前提下，大大降低了成本。6由于本申请的自感较小，对谐振电容值的精度要求较低。当谐振电容的容量误差5％时，依然能够满足苹果快充的频率要求。7由于本申请自感较小，谐振电压较低，线圈模组自感仅为44％，当电流与频率相同时，谐振电压从1225V降低到539V。8本申请中线圈模组采用双层反向绕制结构，第一线圈层2的第一引线端子5和第二线圈层3的第二引线端子7都在线圈组件外侧，无需从线圈组件内侧将引线连接至外侧，可以减少整个产品的厚度。本申请提供的线圈模组通过将内侧相互连接的第一线圈层2和第二线圈层3设置于隔磁组件1上，无需从线圈内侧将引线连接至外侧，可以减少整个产品的厚度，传输距离更远，无需在桌面上增加额外的磁贴，自感较小，对谐振电容值的精度要求较低。生产成本降低，传输效率提高。本申请拟在扩展Qi标准手机无线充电发射端的传输距离，现有的Qi标准充电线圈模组仅支持最大8mm的传输距离，而支持更远传输距离的无线充电线圈体积庞大，且需要在接收端部分添加额外的隔磁贴。本申请可以支持最大35mm的传输距离。尽管在上文中参考特定的实施例对本申请进行了描述，但是所属领域技术人员应当理解，在本申请公开的原理和范围内，可以针对本申请公开的配置和细节做出许多修改。本申请的保护范围由所附的权利要求来确定，并且权利要求意在涵盖权利要求中技术特征的等同物文字意义或范围所包含的全部修改。

权利要求：1.一种线圈模组，其特征在于：包括线圈组件和和隔磁组件1，所述线圈组件设置于所述隔磁组件1上；所述线圈组件包括第一线圈层2和第二线圈层3，所述第一线圈层2与所述第二线圈层3相互重叠放置，所述第一线圈层2内侧与所述第二线圈层3内侧相连接。2.如权利要求1所述的线圈模组，其特征在于：所述第一线圈层2包括第一连接部4，所述第一连接部4设置于所述第一线圈层2内侧，所述第一线圈层2包括第一引线端子5，所述第一引线端子5设置于所述第一线圈层2外侧；所述第二线圈层3包括第二连接部6，所述第二连接部6设置于所述第二线圈层3内侧，所述第二连接部6与所述第一连接部4相连接，所述第二线圈层3包括第二引线端子7，所述第二引线端子7设置于所述第二线圈层3外侧。3.如权利要求1所述的线圈模组，其特征在于：所述第一线圈层2与所述第二线圈层3均采用利兹线绕制，所述第一线圈层2与所述所述第二线圈层3绕制方向相反。4.如权利要求3所述的线圈模组，其特征在于：所述利兹线直径为1.15mm。5.如权利要求1所述的线圈模组，其特征在于：所述第一线圈层2外径为75～80mm，所述第二线圈层3外径为75～80mm。6.如权利要求2所述的线圈模组，其特征在于：所述第一线圈层2包括19.5匝利兹线，所述第二线圈层3包括19.5匝利兹线。7.如权利要求1所述的线圈模组，其特征在于：所述隔磁组件1包括相互连接的圆形凸起部8和方形支撑部9，所述圆形凸起部8设置于所述方形支撑部9上。8.如权利要求7所述的线圈模组，其特征在于：所述方形支撑部9呈正方形，所述正方形边长为80mm，所述圆形凸起部8直径为30mm，高度为2mm。9.如权利要求8所述的线圈模组，其特征在于：所述隔磁组件1采用PC95铁氧体制成。10.如权利要求1～9中任一项所述的线圈模组，其特征在于：所述线圈模组的自感为155～170uH。

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