[发明专利]具有轴向和径向磁化电路的分布式模式扬声器电磁致动器

说明书

一种电磁致动器，包括：内磁体，该内磁体相对于轴线被布置；外磁体，该外磁体被布置在距该轴线径向距离处，该外磁体的内径向壁面对内磁体的外径向壁，该内径向壁和该外径向壁由气隙分开；音圈，该音圈被布置在将该内磁体和该外磁体分开的气隙中；以及致动器耦合板，该致动器耦合板被附接到音圈。内磁体被轴向磁化，而外磁体被径向磁化。在设备的操作期间，音圈的电激活引起致动器耦合板的轴向运动。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年4月6日提交的标题为“DISTRIBUTED MODE LOUDSPEAKERELECTROMAGNETIC ACTUATOR WITH AXIALLYRADIALLY MAGNETIZED CIRCUIT(具有轴向和径向磁化电路的分布式模式扬声器电磁致动器)”的美国申请序列号62/654,173的优先权，其全部内容通过引用整体并入本文。

技术领域

本公开总体上涉及音频换能器，尤其涉及一种轻量、微型、高功率音频换能器的设计。

背景技术

很多传统的扬声器通过在膜片中诱发类似活塞的运动来产生声音。相反，诸如分布式模式扬声器(DML)的面板音频扬声器通过经由电声致动器在面板中诱发均匀分布的振动模式来进行操作。通常，致动器是电磁致动器或者压电致动器。

常规的面板音频扬声器磁体系统可能具有性能限制，这是由于软磁性材料随频率增加而增加电感和电阻抗所致。电感的这种增加可能具有缺点，包括在高频下声输出的减小。

音圈导体的温度和电阻也随着电流的增加而趋于增加，这会引起功率压缩并限制致动器产生的最大力。因此，可能有必要使致动器产生的力的效率最大化。

当致动器的封装尺寸受到限制时，通常将薄的磁盘与铁质杯和极片结合使用，诸如在图1中的截面中所示的致动器中那样。此处，致动器100以截面示出，并且包括成形为薄盘的永磁体120和音圈140。音圈140包括音圈绕组145，该音圈绕组145缠绕在连接到致动器耦合板150的管上，在完全组装后，将该音圈140附接到面板音频扬声器的面板上。磁体120被容纳在软磁杯110(例如，铁质杯)中，并且被夹在磁杯110的基座111与软磁顶板130或极片之间。磁杯110经由弹簧元件附接到框架(未示出)，该框架可以附接到致动器耦合板150，将磁杯、磁体120和顶板130相对于音圈140悬挂。气隙160存在于磁杯110的侧壁112与磁体120和顶板130之间。音圈140位于气隙中。

磁体120被轴向磁化。换句话说，永磁体的磁极沿着轴向方向对齐。当音圈通电时，该音圈会产生一个与永磁体的磁场相互作用的磁场，从而使磁杯、磁体和顶板相对于音圈轴向位移。

由于与在由极片所产生的气隙的内表面处所经受的磁通密度相比，在气隙的外表面处所经受的磁通密度降低，因此致动器100的拓扑结构可能在其力产生时受限。这减小了气隙中存在的总通量密度，其对应于力输出的减小。

发明内容

总的来说，在一个方面，本公开的特征在于一种设备，该设备包括内磁体，该内磁体相对于轴线布置；外磁体，该外磁体被布置在距该轴线一定径向距离处，该外磁体的内径向壁面对内磁体的外径向壁，该内径向壁和该外径向壁由气隙分开；音圈，该音圈被布置在将该内磁体和该外磁体分开的气隙中；以及致动器耦合板，该致动器耦合板被附接到音圈。内磁体被轴向磁化，而外磁体被径向磁化。在设备的操作期间，音圈的电激活引起致动器耦合板的轴向运动。

设备的实施方式可以包括下述特征中的一个或者多个。例如，内磁体和外磁体可以相对于轴向旋转对称。

该设备可以包括软磁材料，该软磁材料附接到内磁体和外磁体。例如，该设备可以包括内磁体和外磁体的在轴向方向上的相对侧上的包括软磁材料的板。在一些实施例中，该设备包括由软磁材料构成的轭。

设备可以具有在轴向方向上10mm或更小(例如，8mm或更小、5mm或更小、4mm或更小、3mm或更小)的最大尺寸。