[发明专利]一种无线供电磁芯结构

说明书

技术领域

本发明涉及无线供电技术领域，具体涉及一种无线供电磁芯结构。

背景技术

当仪器设备存在转动部件，并且转子部分有电路的时候，就需要通过滑环传送电源和信号。但是滑环存在致命的缺陷，寿命很难超过1亿转。一个普通工作在1200rpm的滑环，也就只能连续使用两个月，即使采用水银滑环也不能根本上解决这个问题。基于此，最近一两年，随着无线充电、旋转式传感器等应用需要，基于谐振耦合的无刷旋转无线供电装置也日趋成熟。这种新型的无线供电方案，不需要任何触点，无噪音，无磨损，因此可以实现十年以上超长寿命，并且跟旋转速度无关，因此它将逐渐取代滑环的使用。

为了实现无线供电通常可由两种方式来实现，其一为无铁芯耦合线圈，其二为上下型耦合磁芯结构。

无铁芯耦合线圈需要有两个线圈来耦合传送能量。线圈是无线供电中最核心的部件，可以用两个用铜线绕制的特斯拉环，但是这种环的体积和尺寸都很大，一个10W的供电环通常有直径100mm。

上下型耦合磁芯结构则类似于开关电源的变压器，初级线圈产生的磁场环路顺着磁芯结构，把次级线圈包括在内，当初级线圈中有电流变化时，就可以在次级线圈中产生感应电压，从而把能量耦合到次级。因为磁芯的作用，整个线圈的尺寸就可以小很多，这个耦合磁芯是同等功率容量的开关变压器的2-3倍。同时，这种结构通过把转子通过转动轴两端的轴承固定，因为两个轴承保持了足够的距离，就可以提供较大的侧向扭矩，因此这样的转动结构很稳定。但是上下型耦合磁芯结构也存在较为明显的短板：

1、因为上下型的磁芯结构初级和次级都需要提供内环和外环来保证磁路畅通，因此体积较大；

2、因为穿线的需要，会在靠近中间的耦合面处开口，初级和次级的开口在旋转的过程中一定会对上，这就造成磁路耦合的不稳定；

3、因为轴承的固有特性，转子在轴向的位置很难精确定位，这就会导致上下型磁环之间的缝隙不稳定，而这个缝隙相当于变压器的气隙，直接影响谐振点，并影响传送效率。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明提供了一种无线供电磁芯结构，根据本发明的实施例，该无线供电磁芯结构包括：

内环磁芯，所述内环磁芯的外周形成有第一豁口；

外环磁芯，所述外环磁芯的内周形成有第二豁口，所述外环磁芯套设在所述内环磁芯的外周，使得所述第二豁口与所述第一豁口围成一大致封闭的腔体；及

线圈，所述线圈绕制在所述腔体内。

作为所述无线供电磁芯结构的进一步可选方案，所述线圈包括内环线圈及外环线圈，所述内环线圈贴附在所述第一豁口，所述外环线圈贴附在所述第二豁口。

作为所述无线供电磁芯结构的进一步可选方案，所述内环线圈及所述外环线圈通过粘接剂分别紧贴在所述第一豁口及所述第二豁口。

作为所述无线供电磁芯结构的进一步可选方案，所述线圈采用金属导线或者漆包线制成。

作为所述无线供电磁芯结构的进一步可选方案，所述金属导线包括铜导线。

作为所述无线供电磁芯结构的进一步可选方案，所述内环磁芯与所述外环磁芯同轴设置。

作为所述无线供电磁芯结构的进一步可选方案，所述第一豁口为L形，所述第二豁口为倒L形，所述第一豁口与所述第二豁口围成一横截面大致呈长方形的腔体。

作为所述无线供电磁芯结构的进一步可选方案，所述内环磁芯及所述外环磁芯采用锰锌铁氧体制成。

作为所述无线供电磁芯结构的进一步可选方案，所述内环磁芯及所述外环磁芯一次成型。

作为所述无线供电磁芯结构的进一步可选方案，所述内环磁芯的中部具有一转轴孔，使得所述内环磁芯可随着转轴而转动。

本发明的有益效果：

依据以上实施例中的无线供电磁芯结构，由于内环磁芯的外周具有第一豁口，外环磁芯的内周具有第二豁口，且外环磁芯是套设在内环磁芯的外周的，这样会使得第一豁口与第二豁口围成一大致封闭的腔体，此时线圈绕制在腔体内即可，与传动的上下型耦合磁芯结构相比，大大降低了磁芯结构的体积。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1示出了根据本发明实施例所提供的一种无线供电磁芯结构的立体图；