[发明专利]用于感应电能传输系统的发射器

说明书

一种感应电能传输发射器，其包括用于容纳待通电的设备的壳体。壳体具有一个或更多个侧壁以及用于在壳体内产生交变磁场的一个或更多个线圈。一个或更多个线圈的密度随着离一个或更多个侧壁的端部的距离而变化。

技术领域

本发明属于感应电能传输(IPT)系统的领域。更具体地，本发明涉及一种用在这种系统中的具有新颖配置的电能发射器。

背景技术

IPT系统是已有技术(例如，电动牙刷的无线充电)和正开发技术(例如，在“充电垫”上的手持设备的无线充电)的公知领域。通常，初级侧从发射线圈或多个发射线圈产生时变磁场。这个磁场在合适的接收线圈中感应出交流电，然后该交流电可以用于对电池充电，或者为设备或其他负载供电。在某些情况下，发射器线圈或接收器线圈可以与电容器连接以创建谐振电路，该谐振电路可以以相对应的谐振频率来增加电能吞吐量或效率。

在IPT系统设计中必须克服的基本问题是确保有效的电能传输。改善性能的一种方法是要求发射器线圈和接收器线圈的精确对准，诸如使用专用充电座的电动牙刷的无线充电的情况。然而，需要精确对准破坏了某些IPT系统的关键目标之一，即，对设备的简单充电和供电(用户参与最少)。

另一种类型的IPT系统是充电(或供电)板。通常，这些系统提供被配置为产生磁场的表面，使得当合适的设备被放置在表面上时，通过在设备内部合适的接收器线圈布置来获取电能。存在已知的各种发射线圈配置。在一个示例中，单个线圈被放置在表面之下，并且与表面共面。线圈可以很小，因此接收器线圈仍然必须相当好地对准以实现电能传输。可选地，线圈可以很大，覆盖表面的整个区域。在这种情况下，一个或更多个接收器可以放置在表面上的任何地方。这对于给设备充电或供电来讲给予了更多的自由度(即，用户只需将设备放在垫上的任何位置)。然而，由这种配置产生的磁场不均匀，并且磁场朝向线圈的中心会尤其更弱。因此，接收器线圈根据它们在表面上的位置而获得不同量的电能。

第三种类型的IPT系统是充电(或供电)壳体。通常，这些系统提供具有发射器线圈的盒体，发射器线圈被包含在盒体的侧壁和/或基底中。线圈在盒体内产生磁场，使得当设备被放置在盒体内时，通过在设备内的合适的接收器线圈布置来获取电能。线圈可以是线圈阵列，或大线圈，或两者的组合。然而，会出现与充电板相同的缺点。即，场在整个体积中是不均匀的，朝向中心尤其更弱。因此，即使在设备被放置在壳体的中心时，为了确保足够的电能传输，初级侧上的电能也必须更高，这导致损耗增加和效率降低。

在所有上述情形中，已知的是，由高磁导率材料(诸如铁氧体)制成的层/芯可以包括在发射器或接收器中，以改善在磁场之上的能量的传输。

本发明的目的是提供一种产生电能传输特性得到改善的磁场的发射器，或者至少为公众提供有用的选择。

发明内容

根据一个示例性实施例，提供一种感应电能传输发射器，其包括：壳体，用于容纳待通电的设备，具有一个或更多个侧壁；一个或更多个线圈，用于在壳体内产生交变磁场，一个或更多个线圈的密度随着离一个或更多个侧壁的端部的距离而变化；以及驱动电路，用于驱动一个或更多个线圈。

根据另一个示例性实施例，提供一种感应电能传输发射器，其包括：壳体，用于容纳待通电的设备，具有基底部分和从基底部分凸出的一个或更多个侧壁；一个或更多个线圈，用于在壳体内产生交变磁场，一个或更多个线圈的密度最初随着离基底部分的距离的增加而减小，然后随着离基底部分的距离的进一步增加而增加；以及驱动电路，用于驱动一个或更多个线圈。

根据另一个示例性实施例，提供一种感应电能发射器，其包括：一个或更多个线圈，用于产生交变磁场；驱动电路，用于驱动一个或更多个线圈；以及一个或更多个导磁层，与一个或更多个线圈相关联，其中一个或更多个导磁层的组合厚度变化。

根据又一个示例性实施例，提供一种感应电能发射器，其包括：一个或更多个线圈，用于产生交变磁场；驱动电路，用于驱动一个或更多个线圈；以及一个或更多个导磁层，与一个或更多个线圈相关联，其中一个或更多个导磁层的磁导率变化。