[发明专利]谐振器和无线功率发射器

说明书

相关申请的交叉引用

本申请基于2012年11月8日提交的在先日本专利申请No.2012-246285并主张其优先权，该在先申请的全部内容通过引用合并于此。

技术领域

这里描述的实施例涉及谐振器和无线功率发射器。

背景技术

相关技术的功率发射装置具有如下配置：主谐振器和次谐振器（其具有线圈缠绕的基本平坦的磁芯）彼此相对以耐受主侧线圈和次侧线圈沿水平方向的位置移动，水平方向是与线圈的缠绕方向平行的方向。然而，这不期望地导致芯的面积在平面视图中扩展，增大了其重量。

为了解决关于重量的上述缺陷，相关技术的无线功率发射器具有如下配置：用于线圈的每个磁芯设置为间隔开布置的多个芯，以减小重量。由于磁场线从多个芯输出以填充芯之间的间隙，所以主侧的芯和次侧的芯用作尺寸扩展为包括芯之间的间隙的芯。

然而，在多个芯中的水平两端的芯处的缠绕有线圈的部分上聚集最多磁通。因此，该配置的问题在于，如果芯被简单地划分，则实际上芯截面积变小，聚集度恶化，芯损耗增大。芯损耗的增大由如下原因导致。

一般，芯损耗（即，在磁体用作交流磁场中的芯的情况下的损耗）被分类为磁滞损耗、涡电流损耗和其他剩余损耗。根据Steinmetz的经验方程，在磁通密度B在约0.1到1特斯拉的范围，磁滞损耗与磁通密度B的1.6次方成比例。此外，涡电流损耗与磁通密度B的平方成比例。注意，已知其他剩余损耗在MHz或更大的频率下增大。因此，例如，在使用1MHz或更小的频率的情况下，其他剩余损耗可大致估计为远小于磁滞损耗和涡电流损耗。

如上所述，相关技术的无线功率发射器的问题在于，具有使用基本平坦的磁芯缠绕的线圈的谐振器变重。此外问题在于，为了减重而使用具有间隔开布置的多个芯的磁芯会导致磁通在水平两端的磁芯处的线圈缠绕部分上最集中，恶化了集中度且增大了芯损耗。

此外，希望实现尺寸减小，损耗降低，厚度减小，整个装置的重量减小，简化散热机构，增大电功率，损耗减小等。

发明内容

一示范性实施例提供一种谐振器，包括：第一磁芯，包括彼此间隔开地布置的多个第一芯部；线圈，缠绕所述第一磁芯；以及第二磁芯，包括至少第二芯部，所述第二芯部布置在所述第一芯部之间的间隙中或者布置为面对所述间隙，其中，所述第一磁芯的磁阻小于所述第二磁芯的磁阻。

附图说明

图1示出根据一实施例的谐振器的第一示例；

图2示意性示出图1的配置中各区域的磁通强度分布；

图3示出根据一实施例的谐振器的第二示例；

图4示意性示出图3的配置中各区域的磁通强度分布；

图5示出其中第二磁芯配置为包括电介质衬底和铁氧体（ferrite）膜的谐振器；

图6示出其中第二磁芯粘合到外壳的底表面的谐振器；

图7示出图3中的第二配置示例的修改示例；

图8示出根据一实施例的谐振器的第三示例；

图9是根据一实施例的无线功率发射器的框图；

图10示出通过绘制归因于芯损耗的损耗电阻关于输入电流的曲线而获得的模拟结果；

图11示出在图10的模拟中使用的谐振器的多个示例；

图12示出通过计算使用图11的每个谐振器的情况下的耦合系数得到的模拟结果；以及

图13示出计算磁通密度分布的结果示例。

具体实施方式

根据一实施例，提供第一磁芯、线圈和第二磁芯。

第一磁芯包括多个第一芯部，其彼此间隔开地布置。

线圈绕第一磁芯缠绕。

第二磁芯包括至少第二芯部，其布置在第一芯部之间的间隙中或布置为面对间隙。

第一磁芯的磁阻（magnetic reluctance）小于第二磁芯的磁阻。

下面，参照附图详细描述实施例。

图1示出根据一实施例的谐振器的第一配置示例。图1的（A）是平面图，图1的（B）是从方向X观看的正视图，图1的（C）是从方向Y观看的侧视图。

该谐振器特别地使用这样的磁构件，该磁构件在磁通聚集区域具有低磁阻率，在其他区域具有高磁阻率。这允许高发射效率得以维持，且重量得到减小。

图1的（A）至（C）的谐振器包括磁芯块11和绕磁芯块11缠绕的线圈12。

磁芯块11具有第一磁芯21和第二磁芯22（22A和22B）。第二磁芯22包括两个芯部22A和22B。