CN1346137A - 用于手提装置充电的电池装置 - Google Patents

Abstract

一种为手提装置充电的电池装置,它包括:第一线圈,它被提供电流,第一线圈安装在第一壳体内;第二线圈,从所述第一线圈向其转换电能,第二线圈安装在第二壳体内;第二线圈包括空心线圈,空心线圈的绕组内径大于第一线圈的绕组内径,将第一线圈和第二线圈设置得使它们的绕组面彼此相对。

Description

用于手提装置充电的电池装置

                      发明领域

本发明涉及一种手提装置中使用的为非触式手提装置充电的电池装置，所述手提装置例如无线电话、移动电话和PHS。

                      背景技术

用于非触式手提装置充电的电池装置包括充电端的初级电路和被充电端的次级电路，这些电路彼此完全隔离地安装在壳体内。由电源提供电流，所述电流在初级端电路的线圈中产生磁通量；初级端电路的线圈磁通量在被充电端的次级端电路中产生感应电动势。对感应电动势进行整流，将其用于对移动电话等装置中的次级电池(用于充电的电池)进行再充电。在该类为非触式手提装置进行充电的电池装置中，为了有效地将电能从充电端转换到被充电端，重要的是初级电路的线圈和次级电路的线圈紧密耦合，以便不会漏泄磁通量。减少磁通量漏泄的传统方法将初级端和次级端电路的线圈设置得使它们的绕组面在其铁心轴上彼此相对，并将其外壳制得非常薄，以减小它们之间的间隙尺寸。

近来为非触式手提装置充电的电池装置的一个例子已经作得小、薄而轻，它们用于较小容量的充电，将依照图4A对此进行描述。参考标记50代表容纳充电端初级电路的树脂外壳，参考标记55代表容纳次级端电路的树脂外壳，所述次级端电路包括了手提装置的主要部分。

初级端电路的线圈L11包括绕组53，该绕组缠绕在包含树脂绕线管52的线圈架(coil form)周围，所述树脂绕线管52中插有T形磁芯51。绕组53的引线与端子54连接，端子54设置在绕线管52底面上并与外部电路相接。

次级端电路的线圈L12包括绕组57，该绕组缠绕在包含树脂绕线管56的线圈架周围。

初级端电路线圈L11的绕线管52和次级端电路线圈L12的绕线管56的绕组线圈架的外部尺寸相同，两个线圈的绕组面彼此相对，壳体位于两个绕组之间。

为了减轻手提装置机身的重量并降低成本，上述用于手提装置充电的电池装置在次级端电路的线圈L12中没有磁芯。为缩短初级端电路线圈L11与次级端电路线圈L12之间的距离，绕组面直接接触外壳表面。由于绕线管用作线圈架，因此两个线圈的绕组直径通常作得大体相同。

然而，正如图4B中的虚线所示，由初级端电路线圈L11发出的磁通量的分布不是线性的，而是形成了围绕绕组53从磁芯51的突起部分到磁芯51下端面的闭合线。在由初级端电路线圈L11发出的磁通量内，次级端电路线圈L12位于初级端电路外壳50与次级端电路外壳55之间的区域(间隙G)中，初级端电路线圈L11的绕组内径X与次级端电路线圈L12的绕组内径大体相同的事实使次级端电路线圈L12难于有效地收集从初级端电路线圈L11发出的磁通量。结果，为了有效地将所需能量转换到次级端电路的线圈L12中，必需采取诸如提高初级端和次级端电路线圈中绕组数量或增加其对置部分面积的措施。这些措施具有使电路变得更大的缺点。

本发明已经认识到要解决上面提到的这些问题。在考虑到对置线圈之间的距离与线圈内径之间的关系后，发明人已经发现，通过保证预定关系可使初级端电路线圈产生的磁通量有效地转换到次级端电路线圈中。本发明的一个目的是提供一种薄、质轻而且不贵的电池装置，用于有效地利用该发明为手提装置充电。

                      发明内容

为了达到上述目的，根据本发明为手提装置充电的电池装置包括：第一线圈，该线圈被供应电流，第一线圈安装在第一壳体中；第二线圈，来自第一线圈的电能被转换到该线圈中，第二线圈安装在第二壳体中。第二线圈包括包括空心线圈，空心线圈绕组的内径要大于第一线圈绕组的内径。第一线圈和第二线圈设置得使它们的绕组面彼此相对。

另外，第一线圈和第二线圈包括通过自粘合制得的空心线圈，例如cement导线(商标名)。这会使装置作得薄而轻。

                      附图说明

图1A和1B表示依照本发明第一实施例为手提装置充电的电池装置的剖面图和磁通量分布图；

图2A和2B表示依照本发明第二实施例为手提装置充电的电池装置的剖面图和磁通量分布图；

图3是表示为手提装置充电的电池装置和为手提装置充电的传统电池装置的输出特性的曲线图；

图4A和4B表示一个为非触式手提装置充电的传统电池装置示例的剖面图和磁通量分布图。

                      具体实施方式

参照图1到3描述依照本发明的为手提装置充电的电池装置的优选实施例。

图1A是依照本发明第一实施例的为手提装置充电的电池装置的剖视图，图1B表示该同一装置的磁通量分布图。

参考标记L1表示初级端电路的线圈，L2表示次级端电路的线圈。初级端电路线圈L1包括T形磁芯12、绕组13和树脂绕线管11。绕线管11具有位于中空圆柱部分上的底部，用以设置绕组槽。在绕线管11的圆柱部分的底部作为边界的情况下，其底部大于顶部。在绕线管11的绕组槽中缠绕绕组13。T形磁芯12包括铁氧体或类似物，在其板状部分的上定点处具有一突起部分，从而在剖视图上表现为T形。随着突起部分进入顶部，T形磁芯12就从底面插入了绕线管11的圆柱部分。板状部分紧固在底端的底面上，以便使绕组13设置在突起部分周围。绕线管11直接与未示出的线路板连接。

次级端电路线圈L12包括空心线圈17，在其周围缠绕并紧固了cement导线或类似物，通过粘接或类似方式将空心线圈17连接到基板16的预定位置上。

空心线圈17的内径Y1要大于初级端电路中线圈L1的绕线管11的绕线槽直径X1，提前根据初级端电路线圈L1与次级端电路线圈L2的绕组面之间的距离确定Y1的值。

通过以下方式分别将初级端电路的线圈L1和次级端电路的线圈L2安装到充电器壳体和手提装置机身的外壳内：包含了T形磁芯11突起部分的线圈绕组面13面向着空心线圈17的绕组面。

在图1B中，通过虚线示出了由初级端电路线圈L1产生的磁通量的分布。参考标记X1代表绕线管线圈架的外部尺寸(即绕组13的内径)，在初级端电路线圈L1的绕线管11周围缠绕了绕组13，Y1代表次级端电路线圈L2的空心线圈17的内径，G1代表在并入了充电侧外壳厚度和被充电侧外壳厚度后初级端电路线圈L1与次级端电路线圈L2之间的间隙。在初级端电路线圈L1产生的穿过间隙G1的磁通量的分布范围内，当次级端电路线圈L2的绕组面设置在与初级端电路线圈L1的绕组面相对的位置时，通过使空心线圈17的内径Y1大于绕组13的内径X1，次级端电路线圈L2比在内径相同时能连接到更多的磁通量，这使电能转换得比传统装置更有效。

图2A表示根据本发明第二实施例的为手提装置充电的电池装置的剖视图，图2B表示其磁通量分布图，该装置适合低功率，它能制造得薄、轻而且便宜。

参考标记L3代表初级端电路的线圈，L4代表次级端电路的线圈。初级端电路的线圈L1包括空心线圈22，在该空心线圈周围缠绕并紧固了预定匝数的cement导线或类似物，通过粘接或类似方式将空心线圈22粘接连接到电路板21上。次级端电路的线圈L4包括空心线圈27，在该空心线圈周围缠绕并紧固了预定匝数的cement导线或类似物，通过粘接或类似方式将空心线圈27连接到电路板26上。

空心线圈27的内径Y2要大于初级端电路中空心线圈22的绕线槽直径X2，Y2值要根据初级端电路空心线圈22与次级端电路空心线圈27的绕组面之间的距离而定。

通过以下方式将初级端电路线圈L3与次级端电路线圈L4分布安装到充电器的外壳和小型手提装置的机身外壳内：空心线圈22和27的绕组面要彼此相对。

在图2B中用虚线示出了由初级端电路线圈L3产生的磁通量的分布。参考标记X2代表初级端电路线圈L3的空心线圈22的内径，Y2代表次级端电路线圈L4的空心线圈27的内径，G2代表在并入了充电侧外壳厚度和被充电侧外壳厚度后初级端电路线圈L3与次级端电路线圈L4之间的距离。在开口间隙G2内由线圈L3产生的磁通量的分布范围内，当次级端电路线圈L4的绕组面设置在与初级端电路线圈L3的绕组面相对的位置时，通过使空心线圈27的内径Y2大于初级端电路空心线圈22的内径，次级端电路的线圈L4能比在内径相同时连接到更多的磁通量，由此它比传统装置更有效地转换了电能。由于初级端电路线圈L3与次级端电路线圈L4之间的间隔(G2)增大，从而通过增加次级端电路空心线圈27的内径(用Yg表示)可更有效地接收由初级端电路线圈L3产生的磁通量，于是就提高了效率。

顺便提及，在上述实施例中，由于被充电装置的尺寸因素，次级端电路中线圈的绕组外径基本上等于初级端电路中线圈的绕组外径。

下面，依照图3描述为手提装置充电的电池装置的输出特性，所述电池装置利用了第二实施例的空心线圈。

在图3中，竖轴表示从次级端电路的线圈向负载输出的电压，水平轴表示从次级端电路的线圈向负载提供的电流，参考标记31表示根据本发明的为手提装置充电的电池装置的输出特性，其中增大了次级端电路线圈的内径(在该实施例中为18mm)，参考标记32代表为手提装置充电的传统电池装置的输出特性，其中次级端电路线圈的内径(在该实施例中为16mm)与初级端电路的线圈内径相同。在这两种情况下，初级端电路线圈的内径为16mm，初级端电路的线圈与次级端电路的线圈之间的间隙为4mm。

当整流器和负载连接到次级端线圈上时获得的测量值证实，根据本发明的为手提装置充电的电池装置从次级端负载获得的负载电流和输出电压比传统为手提装置充电的电池装置获得的负载电流和输出电压大，其转换效率大约增加了12％。

根据本发明的为手提装置充电的电池装置并不限于上面所描述的实施例。例如，初级端电路的线圈中使用的磁芯横截面不需要为T形，其横截面可以是I形或E形；另外，当考虑绕组面时，不需要空心线圈为环形，空心线圈的形状可以是多边形或任何各类型的形状。

如上所述，根据本发明的为手提装置充电的电池装置包括空心线圈作为第二线圈，第二线圈的绕组内径要大于第一线圈的绕组内径，将第一和第二线圈设置得使它们的绕组面彼此相对。由此，由第一线圈绕组产生的磁通量有效地与第二线圈的绕组连接。

因此，在根据本发明的为手提装置充电的电池装置中，在对置的第一和第二线圈之间的空间内由第一线圈绕组产生的磁通量能有效地与第二线圈连接，从而提高了初级端电路到次级端电路的能量转换率。

此外，由于根据本发明的为手提装置充电的电池装置的第一和第二线圈包括空心线圈而不使用磁体，因此就可以提供一种小型手提装置使用的为手提装置充电的电池装置，能以较低的成本将该装置作得薄而轻。

Claims (4)

1.一种为手提装置充电的电池装置，它包括：第一线圈，它被提供电流，所述第一线圈安装在第一壳体内；第二线圈，从所述第一线圈向其转换电能，第二线圈安装在第二壳体内；所述第二线圈包括空心线圈，所述空心线圈的绕组内径大于所述第一线圈的绕组内径，将所述第一线圈和第二线圈设置得使它们的绕组面彼此相对。

2.根据权利要求1所述的为手提装置充电的电池装置，其中所述第二线圈的绕组内径大于所述第一线圈的绕组内径，所述第二线圈的绕组外径基本上等于所述第一线圈的绕组外径。

3.根据权利要求1或2所述的为手提装置充电的电池装置，其中所述第二线圈的绕组内径是相对于所述第一线圈考虑到充电侧与被充电侧外壳的厚度以及磁通量分布确定的。

4.根据权利要求1到3中任一项所述的为手提装置充电的电池装置，所述第一线圈和所述第二线圈包括由自粘合线制成的空心线圈。

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