[实用新型]一种磁集成线圈及其无线能量传输系统

说明书

本实用新型涉及一种磁集成线圈及其无线能量传输系统，包括：一组以上的线圈和磁芯；所述的磁芯，包括至少一个线圈用臂，其中至少一组线圈缠绕所述线圈用臂形成磁通环扼流电感，另外至少一组的线圈，分布于磁芯表面，形成感应线圈,应用于电磁感应加热和无线充电，能节省成本和减少产品体积。

技术领域

本实用新型涉及无线能量传输技术领域，尤其涉及一种磁集成线圈以及使用该线圈的无线能量传输系统。

背景技术

目前无线能量传输技术广泛应用在电磁感应加热和无线充电，以磁耦合谐振技术的传输效率较高，得到了广泛的应用，其电路拓扑大至有采用扼流线圈加单管驱动感应线圈、扼流线圈加半桥驱动感应线圈、扼流线圈加全桥驱动感应线圈等，交变电流通过感应线圈时产生交变磁场，当交变磁场的负载为金属锅具时，金属对象会产生感应电流（即涡流），可实现感应加热，而当交变磁场的负载为接收线圈时，接收线圈会产生感应电流，可实现无线输电，其中扼流电感和感应线圈是常用的功率器件，这两种器件的磁芯都是由软磁材料构成。软磁材料目前主要使用的有铁氧体、金属粉芯、铁硅铝、非晶叠片等，这几种材质有各自的特点，铁氧体的导磁率高损耗低，屏蔽效果较好，用其绕制一定感量的线圈需要的匝数少，但在一样条件下，铁氧体比铁硅铝、金属粉芯等材料更容易磁饱和，一定功率下可以增加磁芯截面积克服，而铁硅铝、金属粉等导磁率较低，用其绕制一定感量的线圈需要的更多的匝数，相应的磁芯截面积也可以比铁氧体少，所以根据系统实际应用选择合理的软磁材料也显得尤为重要。

感应线圈在系统应用中充当输送能量的功率器件，一般需要在感应线圈做功的背面设置隔磁片，以提高感应线圈的效率，和避免电磁辐射，隔磁片通常是用软磁材料成形为薄壁的结构，其外形根据感应线圈外形，一般做得比感应线圈大。

扼流电感一般采用软磁磁环来制作，在电路中扼流电感起到阻交流通直流和储存电能的作用，在一定的功率要求和体积要求下，磁环电感的体积缩小后会造成磁路截面积变少，容易产生磁饱和，在系统应用条件允许的情况下，应该尽量增加磁路截面积以加大扼流电感的磁饱和参数，从而提高系统的允许功率。

磁集成技术是将变换器中的两个或多个分立器件比如电感、变压器等，绕制在一副磁芯上，从结构上集中在一起，能够减小磁性器件的体积、重量，有时还能减小电流纹波、降低磁件损耗、改善电源动态性能等，对提高变换器的性能及功率密度有重要意义。本申请所述磁集成线圈及其无线能量传输系统中，感应线圈相当于一个磁耦合变换器，其中至少一组线圈缠绕线圈用臂形成的磁通环电感，则构成系统应用所需要的扼流电感。

相关技术中，通常采用分立器件的扼流电感和感应线圈。这种设计方案会存在功率密度低，成本高，不利于小型化等缺点，难以满足有些应用对产品的体积、厚度、功率等比较苛刻的要求。

实用新型内容

本实用新型的目的旨在至少在一定程度上解决上述的技术问题之一。

为此，本实用新型的一个目的在于提出一种具有体积小、低成本等特点的磁集成线圈。

为达到上述目的，本实用新型一实施例提出的磁集成线圈，包括：

一组以上的线圈；

磁芯，包括至少一个线圈用臂，至少一组线圈缠绕所述线圈用臂形成磁通环电感，另外至少

一组的线圈，分布于磁芯表面，形成感应线圈。

在本实用新型上述实施例中，所述的线圈用臂为磁芯一体成型，具有闭合磁路，设置在磁芯的任意位置。

所述的磁芯可根据感应线圈的外观形状设置为不同的外观形状，并构成所述感应线圈的隔磁功能。

所述的磁芯材料为软磁材料。

本实用新型同时提供一种无线能量传输系统，其特征在于，所述无线能量传输系统的感应线圈采用本实用新型所述的磁集成线圈。