CN117897879A - 增强设计的电池线圈模块 - Google Patents

Abstract

本发明描述了一种电池线圈模块(2)、特别是用于听力仪器的电池线圈模块，包括用于接触二次电池(12)的电池极的两个电池极性端子、熔断器(28)、铁氧体元件、接收器线圈(6)、谐振电容器(20)和用于感测二次电池附近的温度的温度传感器，并且还包括模块环(4)。此外，还描述了一种听力仪器(60)及其制造方法。

Description

增强设计的电池线圈模块

技术领域

本发明涉及一种电池线圈模块、特别是用于听力仪器的电池线圈模块，以及这种听力仪器和用于制造这种电池线圈模块和听力仪器的相应方法。本发明还涉及电池线圈模块的特定技术设计选择。

背景技术

听力设备通常用于向该听力设备的佩戴者的听觉输出音频信号。输出借助输出转换器进行，通常在声学上经由空气传播的声音借助扬声器(也称为“接收器”)进行。这种听力设备经常用作所谓的助听器设备(也简称为：助听器)，其用于治疗具有听力损失的人。为此目的，听力设备通常包括声输入转换器(特别是麦克风)和信号处理器，该信号处理器被配置为通过应用通常以用户特定的方式存储的至少一种信号处理算法来处理由输入转换器从环境声音生成的输入信号(也称为麦克风信号)，使得至少部分地补偿听力设备的佩戴者的听力损失。特别地，在助听器设备的情况下，除了扬声器之外，输出转换器还可以替换地是所谓的骨振动器或耳蜗植入物，其被配置为将音频信号机械地或电气地耦合到佩戴者的听觉中。如本文所使用的，术语“听力设备”还特别包括如下设备，例如所谓的耳鸣掩蔽器、头戴式耳机、头戴受话器等。

同时，可再充电蓄能器(特别是以二次电池的形式，也称为“蓄电池”)越来越多地用于向听力设备的电子部件供电。从根本上可以想到用相同型号的二次电池代替常规电池型号。然而，由于后者通常输出其他电压值，因此通常需要用于将电压转换为电子部件所需的电压值的转换器电子单元，因此通常不可能仅进行交换。此外，需要即使在不将二次电池从相应的听力设备移除的情况下也可以对二次电池进行再充电，以增加使用便利性。由于听力设备、特别是助听器设备通常佩戴在身体上并且因此经受体液、特别是汗液，因此无线充电是额外期望的。以这种方式，听力设备的壳体尤其可以被制成特别是防漏的。

无线充电通常借助感应充电线圈进行，该感应充电线圈在充电操作中无线地、特别是感应地耦合到布置在充电设备中的传输线圈。然而，在这种情况下，可能除了上述转换器电子单元之外(如果电子部件的操作电压值不适配于二次电池的输出电压)，需要充电电子单元来控制(电池侧的)充电过程。这通常与二次电池结合以形成“电池模块”。

对于感应充电，需要充电线圈相对于传输线圈的相对精确的布置。此外，两个线圈还必须布置成彼此相距相对短的距离(通常在大约3毫米的范围内)。否则，能量传输期间的可能的能量产出受损，这导致长的充电循环或甚至导致次级线圈的充电不足或最坏的不可能充电。特别地，在听力设备被佩戴在耳朵中的情况下(特别是在所谓的“耳内助听器设备”的情况下，也简称为ITE，即“in the ear(在耳朵中)”)，然而，例如由于经常单独适配的壳体，相对于彼此的这种精确或紧密布置通常是不可能的。

DE 10 2020 205 157A1公开了一种用于无线充电的电池单元模块和听力模块，该电池模块包括

具有正电位和负电位的二次电池；

两个接触元件，包括用于与所述二次电池的正电位接触的接触元件和用于与所述二次电池的负电位接触的接触元件；

熔断器，该熔断器布置在所述接触元件附近，用于与正电位接触；

铜护套，该铜护套围绕所述二次电池；

铁氧体护套，该铁氧体护套布置在所述铜护套的外侧上；

接收器线圈，该接收器线圈布置在所述铁氧体护套的外侧上，所述接收器线圈被配置为感应地接收能量；

谐振电容器，该谐振电容器在所述接收器线圈附近连接到所述接收器线圈；以及

热敏电阻，该热敏电阻用于监测电池温度，所述热敏电阻相对于所述二次电池电绝缘，但是以低热阻热耦合到所述二次电池，用于所述二次电池和所述热敏电阻之间的热传递。铁氧体护套可以是固有稳定的注射模制部件的形式，或者可以由相对柔性或柔韧的膜材料形成。

然而，电池线圈模块的电感公差总是大规模生产的主要问题。广泛分布的电感公差值可能导致所采用的电容器对于所有大量生产的电池线圈模块具有相同的值，从而导致广泛分布的谐振频率范围。当电池线圈模块在生产中集成到设备中时，批量生产的电池线圈模块的谐振频率的较高集中可导致批量生产的设备具有较高集中的谐振频率。具有更接近目标谐振频率(其与发送器谐振频率相同)的谐振频率的设备将具有对所传输的功率的改进的接收。因此，批量生产的电池线圈模块的普遍的公差谐振频率范围可能导致许多设备具有宽范围的谐振频率。因此，可能一些设备具有超出范围的谐振频率。超出范围的谐振频率设备难以接收所传输的无线功率，这可能会破坏充电距离、设备放置到发送器的倾斜角，或者使设备不能充电。除了电感公差控制之外，电池线圈模块的品质因数是从充电器接收传输功率的另一个主要因素。品质因数确定充电效率和接收功率。因此，总是期望在设计角度上对电池线圈模块的品质因数进行任何增强。总的来说，窄的电感公差和高品质因数可以确保电池线圈模块在集成到听力仪器中时能够接收所传输的功率。

发明内容

特别地，本发明要解决的技术问题包括，提供一种改进的听力仪器和提供一种用于听力仪器的改进的电池线圈模块，以及提供用于生产该听力仪器和电池线圈模块的方法。另外的要解决的技术问题可以从以下文本中得出。

一个或多个上述技术问题通过根据权利要求中所要求保护的并且如以下文本中所描述的主题来解决。另外的解决方案和优选的实施例也在下文中进行描述。

根据本发明，电池线圈模块包括：

-两个电池极性端子，用于接触二次电池的电池极，

-熔断器，

-铁氧体元件，

-接收器线圈，

-谐振电容器，以及

温度传感器，所述温度传感器用于感测所述二次电池附近的温度。

优选地，电池线圈模块还包括二极管和平滑电容器，这两者在下面被更详细地解释。

可选地，电池线圈模块还包括以下部件中的一个或多个：

-铜护套，所述铜护套缠绕在所述二次电池周围，用于降低AC电阻和提高品质因数，

-作为整流器电路的二极管，用于从所接收的AC能量到DC能量的能量转换，以向听力设备中的充电电子电路馈电。

电池线圈模块还包括模块环。

电池线圈模块被配置用于可再充电电池或二次电池。在下文中，“电池”也用于二次电池。

根据本发明的电池模块优选地被配置和提供用于听力设备、特别是助听器设备(简称为“助听器”)、优选地为ITE助听器设备(即，佩戴在耳朵中的助听器设备，简称为“ITE”)。

具体地，根据本发明的电池线圈模块具有用于接触二次电池的极的两个电池极性端子，其可以包括在电池线圈模块中。极性端子优选地包括电池接片，所述电池接片优选地是非磁化的。非磁化电池接片的利用显著降低了电池线圈模块的总电阻。电池线圈模块电阻的减小导致提高电池线圈模块的品质因数。每个电池接片特别地经由端子连接器连接到包括在电池线圈模块中的印刷电路板。

接收器线圈是无线充电系统、特别是感应充电系统的接收器部件。温度传感器优选地是热敏电阻，因此是依赖于温度的电阻。因此，热敏电阻优选地靠近铁氧体元件和接收器线圈定位。

电池线圈模块设置有熔断器，其特别是可复位熔断器。熔断器优选地是自复位熔断器，其在短路的情况下跳变到高电阻，并且在短路已经被移除之后的时间t之后恢复低电阻值。特别地，可复位熔断器具有当电流大于额定电流时使电阻变为极高值的特征。在短路的情况下，从电池正极端子到电池负极端子的电流非常高并且通过可复位熔断器。可复位熔断器通过将其自身改变为极高电阻而立即对高电流作出反应。仅在短持续时间t期间熔断器电阻变为极高电阻减少了电池电荷快速耗尽对电池的损坏。然后，在短路不再存在一段时间之后，可复位熔断器恢复到非常低的电阻。短路情况可能发生在用于将电池线圈模块集成到设备的组装过程期间，特别是在通过导线将电池线圈模块输出焊盘焊接到设备的主板焊盘的步骤期间。由于无意地同时接触电池正焊盘和负焊盘，短路通常仅在短的持续时间内发生。

电池线圈模块设置有接收器线圈、谐振电容器和用于感测二次电池附近的温度的温度传感器。特别地，电池线圈模块设置有两个谐振电容器。两个谐振电容器优选地都并联连接到接收器线圈。在这里提出的增强设计的电池线圈模块中，与接收器线圈并联布置的两个谐振电容器将电池线圈模块的谐振频率精确地调节到目标谐振频率。目标谐振频率优选地在符合一个或多个标准的任何范围内、例如Qi标准、诸如110kHz至205kHz或工业、科学和医疗(ISM)充电频率、诸如6.78MHz、13.56MHz和27.12MHz。

谐振电容器的定位优选地靠近接收器线圈终端，以实现精确的调谐，而在PCB迹线上没有附加的寄生电感，并且避免感应电流在具有寄生电阻的PCB迹线上产生额外的热量。建议更靠近接收器线圈端部的谐振电容器具有比更远离接收器线圈放置的谐振电容器更大的值，以实现PCB迹线上更少电流流动的结果。此外，推荐的1％谐振电容器公差有助于减小电池线圈模块谐振频率与目标谐振频率的偏差。

电池线圈模块优选地在输出端子之前设置有整流器电路，特别是包括附加电容器。附加电容器是平滑电容器。

电池线圈模块设置有铁氧体元件。铁氧体元件可以是硬铁氧体或软铁氧体。铁氧体元件优选地是模制铁氧体元件，其将是硬铁氧体或柔性铁氧体片。柔性铁氧体片优选地与印刷电路板(PCB)组合或甚至是印刷电路板(PCB)的一部分，特别是具有印刷线圈的PCB的一部分。在合适的实施例中，柔性铁氧体片和PCB是单独的实体并且也由不同的材料制成。进而，接收器线圈可以是PCB形式，而不是使用常规的铜线圈或其他导电线圈。在本实施例中，柔性铁氧体片是优选的。

如上所述，电池线圈模块包括模块环。优选地，模块环具有中空圆的形状(即是环形的)和/或由不含任何磁化成分的塑料材料制成。将塑料模块环添加到电池线圈模块具有保持柔性铁氧体片的优点。另外，由于塑料模块环，铜线圈总是保持在相同的位置。塑料模块环用作柔性铁氧体片和铜线圈的止动件。塑料模块环是位置参考，其确保柔性铁氧体片和接收器线圈对于电池线圈模块的每个单元总是保持在相同的位置。特别地，模块环设置有用于将铁氧体片和/或接收器线圈保持在适当位置的凹部和/或开口。由于塑料模块环可以将铁氧体片材和铜线圈保持在相同的位置，因此塑料模块环控制电池线圈模块的电感，并分别保持各个设备的模块到另一个模块的小的电感公差变化。此外，应用于增强设计的电池线圈模块的塑料模块环避免了当电池线圈模块掉落在地板上时整个电池线圈模块的破坏或电池线圈模块的部分的移位。

在一个实施例中，接收器线圈包括三匝绕组的接收器线圈，即被缠绕并由此具有三个完整绕组的接收器线圈。接收器线圈优选地由铜材料制成。接收器线圈的更多绕组匝数增加了电池线圈模块的总电感。然而，由于接收器线圈的长度更长，它也将同时增加接收器线圈上的寄生电阻。由于三匝绕组接收器线圈的电感大于两匝绕组接收器线圈的电感，因此当这些电池线圈模块浸入相同的磁场中时，三匝绕组接收器线圈电池线圈模块具有比两匝绕组接收器线圈电池线圈模块更低的电流。电流是发热源，因此较高的电流导致产生更多的热量和升高的温度。结果是，当电池线圈模块接收到所传输的功率时，用于三匝绕组接收器线圈电池线圈模块的较低电流实现了比两匝绕组接收器线圈电池线圈模块更低的温度上升。

在一个实施例中，电池线圈模块包括铜片，该铜片是优选地围绕电池周向表面的金属部件。

在一个实施例中，电池线圈模块包括柔性铁氧体片，该柔性铁氧体片是优选地包围铜片的外表面的铁氧体元件。铁氧体片优选地包括用于插入到模块环的突出部分。突出部分特别地形成为用于与模块环的凹部或开口形状配合地锁定。此外，铁氧体片优选地包括施加到柔性铁氧体片的一侧的胶带，用于将其附接到铜片的外表面。

在一个实施例中，电池线圈模块包括纽扣电池。纽扣电池是二次电池。

根据本发明，一种听力仪器、特别是助听器包括如本文通篇所述的电池线圈模块。这种听力仪器特别地包括壳体和麦克风。在优选实施例中，听力仪器是ITE听力仪器。

根据本发明的另一方面，公开了一种用于制造电池线圈模块和/或听力仪器的方法。

在本发明公开内容中描述了一种增强设计的电池线圈模块。本发明公开示出了增强设计的电池线圈模块的结构和尺寸。本发明公开内容包括增强设计的电池线圈模块中的每个部件的细节。总的来说，与前述设计的电池线圈模块相比，增强设计的电池线圈模块具有良好控制的电感公差和性能增强的特征。

附图说明

下面参考附图进一步详细描述本发明，附图示出了本发明的优选实施例：

图1a示出了增强设计的电池线圈模块的图示：等距视图，

图1b示出了增强设计的电池线圈模块的图示：等距前视图，

图1c示出了增强设计的电池线圈模块的图示：等距后视图，

图2示出了增强设计的电池线圈模块的分解图，

图3示出了塑料模块环，

图4示出了三匝绕组接收器线圈，

图5示出了柔性铁氧体片，

图6示出了铜片，

图7示出了纽扣电池，

图8示出了电池接片，

图9a示出了柔性PCB的示意图，

图9b示出了所有SMT部件布局的柔性PCB图示，

图10示出了磁化接片和非磁化接片的品质因数和电阻，

图11a示出了充电曲线和温度曲线-两匝绕组，

图11b示出了充电曲线和温度曲线-三匝绕组，

图12示出了31件增强设计的电池线圈模块的电感测量，

图13示出了31件增强设计的电池线圈模块电感分布图，

图14示出了101个增强设计的电池线圈模块采样的谐振频率测量，

图15示出了101个增强设计的电池线圈模块采样的谐振频率分布图，

图16示出了可复位熔断器测试设置，

图17示出了可复位熔断器操作的测量波形，

图18示出了听力仪器。

具体实施方式

本申请中公开的发明是一种增强设计的电池线圈模块，即具有增强设计的电池线圈模块。电池线圈模块是接收器系统的一部分，其进而优选地是设备、特别是听力仪器、优选地是助听器的一部分。电池线圈模块的两个主要功能是：1)捕获磁能，然后当其暴露于磁场时将其转换成电能，以及2)用于接收功率的能量存储和用于向设备供电的能量源。本发明集中于电池线圈模块设计，其中两个特定目标是公差控制和性能增强。“公差控制”是指批量生产的电池线圈模块的电感分布控制和谐振频率分布控制。“性能增强”是电池线圈模块品质因数的增加。

图1a至图1c示出了增强设计的电池线圈模块2的优选实施例的不同视图。图2示出了增强设计的电池线圈模块2的分解图。增强设计的电池线圈模块2具有塑料模块环4、三匝绕组铜线圈6、柔性铁氧体片8、铜片10、带有两个非磁化电池接片14、16的二次电池12以及柔性印刷电路板18。电池线圈模块2的柔性印刷电路板(PCB)18包含两个谐振电容器20、22、平滑电容器24、二极管26、可复位熔断器28和热敏电阻30。电池线圈模块2中的每个部件在接收器系统中具有其功能。

模块环4呈中空圆形形状或环形形状，如图3所示。模块环4优选地由不含任何磁化成分的塑料材料制成。塑料模块环4用作电池线圈模块2的保持结构，定位PCB 18并定位柔性铁氧体片8。特别地，模块环可以在前侧上具有凸缘部分，该凸缘部分具有用于PCB和柔性铁氧体片8的专用开口以形成形状配合锁定连接。

接收器线圈6是无线充电的接收器部件。接收器线圈6优选地由铜材料制成。增强设计的电池线圈模块2优选地具有三匝绕组接收器线圈6，如图4所示。接收器线圈6在外表面上包围柔性铁氧体片8。接收器线圈6的端子连接特别地接合到柔性PCB 18的两个边缘焊盘32、34。

如图5所示的柔性铁氧体片8是包围铜片10的外表面的铁氧体部件。因此，铁氧体片8形成铜片10的封套。铁氧体片8用于提高电池线圈模块2的电感和品质因数。柔性铁氧体片8的突出部分36优选地用作模块环4的插入和品质因数增强。铁氧体片8的突出部分插入到模块环4将铁氧体片8固定为对于每个电池线圈模块2总是保持在相同的位置。此外，铁氧体片8相对于电池线圈模块的突出部分36可以提高整体品质因数。胶带38被施加到柔性铁氧体片8的一侧，以使其附接到铜片10的外表面，如图2的分解图所示。

如图6所示的优选铜片10是围绕电池周向表面的金属部件。当电池线圈模块2浸入磁场中时，铜片10的利用有助于减少集肤效应并减少电池表面上的涡流流动。如果电池主体由具有高相对磁导率的不锈钢材料制成，则在电池主体处产生高涡流。在具有高相对磁导率的电池表面上的感应涡流流动具有高耗散功率，这导致温度升高。作为护套环绕式电池主体的具有低相对磁导率的铜材料可以吸收磁场并抵抗磁场朝向电池主体的穿透。优选将防腐蚀层夹套到铜片上，以防止当电池线圈模块暴露于高湿度环境或浸入水中而不干燥时对铜表面的腐蚀。优选将第二胶带施加到铜片10的一侧，以将其附接到电池的圆周表面。

如图7中所示的优选的电池或二次电池12是接收器系统的能量存储部件和能量供应部件。用于此处所示的增强设计的电池线圈模块的实施例的所选电池类型是纽扣电池。纽扣电池具有圆柱形形状，该圆柱形形状具有两个相对的平坦表面，即第一平坦表面40和第二平坦表面42，以及弯曲的周向表面44。由于弯曲的周向表面44的大周长，接收器线圈6具有相对高的电感。纽扣电池具有如下结构：正极端子是第一平坦表面40和周向表面44，而负极端子是第二平坦表面42。

如图8所示的电池接片14、16是电池极性端子，其通常用于外部连接到电池。在电池线圈模块中存在两个电池接片14、16，一个被称为正极接片14，另一个被称为负极接片16。正极接片14连接到作为第一平坦表面40或弯曲的圆周表面44的正极表面和电池的正电极。负极接片16连接到负极表面和电池的负电极。对于增强设计的电池线圈模块，两个接片优选地安装在每个电池极性平坦表面40、42上。负极接片16优选地延伸到与正极接片相同的平面，以便于柔性PCB设计的焊盘连接并实现电池线圈模块设计的较小形状因子。正极接片14经由端子连接器48连接到PCB 18，如图1a所示，并且负极接片16经由端子连接器50连接到PCB 18。因此，负极接片16必须跨越电池周向表面44以到达电池的第二平坦表面42。诸如聚酰亚胺(例如，Kapton)带的绝缘带46被施加在负极接片和圆周表面44的一部分之间，以避免在电池正极端子和负极端子之间发生短路。当用作此处提出的增强设计的电池线圈模块的正极接片和负极接片时，接片14、16优选是非磁化的。

柔性印刷电路板(PCB)18特别是保持器，并且优选地定位所有电子部件，包括任何表面安装技术(surface mounted technology,SMT)部件。图9a示出了PCB电路的示意图，图9b示出了柔性PCB 18，其中所有SMD部件都在适当位置。除了安装部件之外，PCB具有一对焊盘，特别是端子48、50、52、53、54、56、58以及焊盘32和34，焊盘32和34用作连接端子，允许外部接线接头连接到电池线圈模块并且还允许电池接片连接。胶带或胶水适当地施加到柔性PCB的底表面，以将PCB紧密地附接到电池线圈模块。电池线圈模块2的柔性印刷电路板18包含两个谐振电容器20、22、平滑电容器24、二极管26、可复位熔断器28和热敏电阻30。特别地，PCB 18包括两个主要分支，一个连接到接收器线圈6，另一个连接到二次电池12。焊盘32和34允许将接收器线圈6连接到PCB。端子48、50用于连接二次电池12。

谐振电容器20、22在图9a中的PCB电路图中标记为Cr1和Cr2。两个谐振电容器优选地并联连接到接收器线圈6，在接线图中用Rx标记。谐振电容器用于将感应接收器线圈6调谐到目标谐振频率。优选地，存在具有较大容量的谐振电容器和具有较小容量的谐振电容器。如图9b所示，具有较大容量值的谐振电容器20优选地更靠近接收器线圈6放置，而具有较小容量的谐振电容器22更远离接收器线圈6放置。具有适当的1％电容公差的谐振电容器用于增强设计的电池线圈模块。二极管26和平滑电容器24(也用Cs标记)形成整流器电路。整流器电路用于将接收到的交流(AC)能量转换为直流(DC)能量。整流器电路连接到端子52和54。

二极管26的阳极端子连接到谐振电容器20、22和接收器线圈端子焊盘32。然而，二极管26的阳极端子不直接连接到焊盘34，因为它是接地焊盘。二极管的阴极端子连接到平滑电容器24和输出端子焊盘。二极管的额定功率优选地比最大接收功率大至少两倍，以避免在过度接收功率的情况下损坏。

平滑电容器24的额定电压优选地大于负载的额定电压。与输出端子焊盘52、54并联连接的平滑电容器用于将波动的单极能量平滑为平滑的DC能量。因此，平滑电容器24的电容优选地被选择为在1nF或几百nF的范围内。

热敏电阻30用于在设备充电时感测电池12的温度。电池线圈模块的主要发热源是分布在铁氧体片8上的接收器线圈6。因此，热敏电阻30优选地位于铁氧体片8和接收器线圈6附近。它还优选地面向电池12放置，以准确地感测充电状态下的电池温度。端子53位于热敏电阻附近并与热敏电阻串联。

可复位熔断器28用于防止在大电流流过的情况下发生突然短路，并且用于在短路在一定时间段之后解决之后恢复到正常状态。可复位熔断器28优选地串联连接到电池正极端子连接器48的输出端。端子56和58分别是二次电池12的分支中的输出和输入焊盘。

如上所述，柔性PCB中的所有焊盘都用作外部连接端子。除了焊盘连接器之外，整个增强设计的电池线圈模块表面优选地涂覆有绝缘层，例如聚对二甲苯涂层，以防止电池正极表面和负极表面发生短路。

已经进行了一些测试以验证上述假设。进行第一测试，以比较非磁化负极接片和磁化负极接片的品质因数。进行第二测试，以比较两匝绕组和三匝绕组增强设计的电池线圈模块在充电状态下的电池温度差。进行第三测试，以检查增强设计的电池线圈模块的电感分布。进行第四次测试，以检查增强设计的电池线圈模块的谐振频率分布。执行第五测试，以测试电池线圈模块中的可复位熔断器保护特征。第六测试使用模拟图进行，以相比于DE 10 2020 205 157 A1中所示的先前电池线圈模块设计检查本发明的增强设计的电池线圈模块的尺寸。

磁化接片与非磁化接片的品质因数

两匝绕组的增强电池线圈模块采样的多个采样用于比较非磁化接片和磁化接片。下面的表1示出了非磁化负极接片和磁化负极接片的测量结果。图10示出了磁化接片和非磁化接片的品质因数和电阻。磁化负极接片的总电感略高于非磁化负极接片。然而，在10mΩ范围内，磁化接片的总电阻高于非磁化接片。因此，非磁化负极接片的总品质因数高于磁化负极接片。该测量验证了非磁化接片通过显著降低电阻来有效地提高品质因数。

表1：非磁化负极接片和磁化负极接片的测量结果

两匝绕组线圈和三匝绕组线圈的温度测量

执行使用两匝电池线圈模块的设备和使用三匝电池线圈的设备以比较电感和品质因数。两匝绕组电池线圈模块的电感为120.94nH，并且三匝绕组电池线圈模块的电感为238.20nH。对于两匝绕组的接收器线圈和三匝绕组的接收器线圈的电池线圈模块，品质因数几乎相同，品质因数约为48至50。该结果是由于三匝绕组接收器线圈的电阻较大，而不管其具有较高的线圈电感。还进行测试，以比较两匝绕组和三匝绕组的接收器线圈电池线圈模块的充电温度。下面的表2示出了电感测量结果和听力仪器充电温度。三匝电池线圈模块的电感几乎比两匝电池线圈模块大两倍。两匝绕组和三匝绕组增强电池线圈模块的最高充电温度分别为48.2℃和44.8℃。充电曲线结果示出了三匝绕组电池模块具有比两匝电池模块低3-5℃的总充电温度。

表2：电感测量和HI充电温度

增强设计的电池线圈模块的电感分布

电感测量是针对本文提出的增强设计的电池线圈模块的31个手工制作件(或采样)进行的。图12示出了这31件增强设计的电池线圈模块的电感测量。在这31个电池线圈模块中，最大电感为241.47nH，最小电感为236.13nH。图13示出了31个增强设计的电池线圈模块采样的电感分布图。分布图示出了电池线圈模块的中心电感值为288.80nH，并且电感公差值为±2.67nH。该小的电感公差结果验证了所引入的塑料环模块有效地控制了电池线圈模块的电感公差。

电池线圈模块的谐振频率分布

对101件(或采样)的增强设计的电池线圈模块进行谐振频率测量。该增强设计的电池线圈模块示例的目标谐振频率为13.17MHz。图14示出了101个增强设计的电池线圈模块的谐振频率测量。图15示出了101个增强设计的电池线圈模块采样的谐振频率分布图。谐振频率测量示出了101个电池线圈模块在13.064MHz至13.280MHz的范围内。电池线圈模块的公差谐振频率约为110kHz。该小的谐振频率公差结果验证了两个谐振电容器和1％电容公差准确地调谐电池线圈模块的谐振频率并将谐振频率保持在小的公差范围内。

可复位熔断器特征

该可复位熔断器具有当大电流流过它而发生短路时变成高电阻的特征。图16示出了可复位熔断器测试设置，其中3.7V电池作为源，并且电池正极端子连接到可复位熔断器。通过按压手动轻触开关触发正极端子和负极端子的短路来进行测试。然后，当手动轻触开关被释放时，短路被移除。选定的可复位熔断器具有200mA的额定电流。图17示出了可复位熔断器操作的测量波形。实线曲线(蓝色)是电池电压，虚线曲线(红色)是熔断器电压，并且点线曲线(黄色)是电池电流。短路前，电池电压为3.7V，可复位熔断器电压为0V。短路前的可复位熔断器电阻约为0.7Ω。在按下手动轻触开关的瞬间，电池电流立即上升到约2A。在同一时刻，电池电压降至一半，并且可复位熔断器的电压降变为显著更高的电压，特别是几乎等于电池电压。然后，电池电流缓慢下降到小值，这意味着可复位熔断器的反应将其电阻改变到极高值以限制电流流动。在一小时并去除短路之后，可复位熔断器的电阻变为0.8Ω。该测量结果验证了可复位熔断器在短时间内有效地对下游电路的短路做出反应。

机械尺寸比较

进行机械模拟图，以比较本文提出的增强设计的电池线圈模块和先前设计的电池线圈模块的尺寸。软铁氧体柔性PCB线圈模块和硬铁氧体模制铜线圈模块的尺寸在DE 102020 205 157 A1中示出。下面的表3示出了增强设计的电池线圈模块与先前设计的电池线圈模块的比较表。对于前部尺寸，所有种类的电池线圈模块设计具有几乎相似的直径和从边缘到边缘几乎相同的长度。然而，当从侧面尺寸观察时，本申请中提出的增强的电池线圈模块具有较短的侧边对边和略小的厚度。该尺寸测量验证了本文提出的增强设计的电池线圈模块小于先前设计的电池线圈模块。

表3：增强设计的电池线圈模块与先前设计的电池线圈模块的比较表

图18示出了具有电池线圈模块2的听力仪器60。听力仪器60设置有壳体62。在该实施例中，壳体专用于插入耳朵中。为了封闭壳体62，壳体62设置有面板64。面板包括用于麦克风66的开口或插入件。电池线圈模块2集成到听力仪器60。

在本申请中并且结合附图描述的特征和实施例不限于如其中描述和示出的特定组合和值。相反，从省略了一些特征和/或从所提到的特征的不同组合和/或通过选择不同的值产生本发明的其他有利实施例。

附图标记列表

2 电池线圈模块

4 模块环

6 线圈

8 铁氧体片

10 铜片

12 二次电池

14 电池接片

16 电池接片

18 印刷电路板

20 谐振电容器

22 谐振电容器

24 平滑电容器

26 二极管

28 熔断器

30 热敏电阻

32 焊盘

34 焊盘

36 突出部分

38 胶带

40 第一平坦表面

42 第二平坦表面

44 周向表面

46 绝缘带

48…58 端子

60 听力仪器

62 壳体

64 面板

66 麦克风开口

Claims (12)

1.一种电池线圈模块(2)、特别是用于听力仪器的电池线圈模块，包括：

-两个电池极性端子，用于接触二次电池(12)的电池极，

-熔断器(28)，

-铁氧体元件，

-接收器线圈(6)，

-谐振电容器(20)，以及

-温度传感器，用于感测所述二次电池附近的温度，以及

还包括模块环(4)。

2.根据权利要求1所述的电池线圈模块(2)，其中，所述模块环(4)具有中空圆的形状和/或由不含任何磁化成分的塑料材料制成。

3.根据权利要求1或2所述的电池线圈模块(2)，所述接收器线圈(6)包括三匝绕组接收器线圈，所述三匝绕组接收器线圈优选地由铜材料制成。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的电池线圈模块(2)，包括铜片(10)，所述铜片(10)是优选地围绕电池周向表面的金属部件。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的电池线圈模块(2)，包括作为铁氧体元件的柔性铁氧体片(8)。

6.根据权利要求2所述的电池线圈模块，其中，所述铁氧体元件是柔性铁氧体片(8)，所述柔性铁氧体片(8)包括突出部分(36)，所述突出部分(36)用于特别是与所述模块环(4)的凹部或开口形状配合地锁定所述模块环(4)。

7.根据权利要求4和5所述的电池线圈模块，其中，所述铁氧体片(8)包围所述铜片的外表面，和/或所述铁氧体片(8)包括胶带，所述胶带施加到所述柔性铁氧体片(8)以用于附接到所述铜片的外表面。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的电池线圈模块(2)，包括纽扣电池和/或电池接片。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的电池线圈模块(2)，其中，所述熔断器(28)是可复位熔断器。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的电池线圈模块(2)，包括第一和第二谐振电容器(20，22)。

11.一种听力仪器(60)、特别是助听器，具有根据权利要求1至10中任一项所述的电池线圈模块(2)。

12.一种用于制造电池线圈模块(2)和/或听力仪器(52)的方法，特别是用于制造根据权利要求1至11中任一项所述的电池线圈模块(2)和/或听力仪器(52)的方法。