專利名稱：給電池再充電的裝置的制作方法
給電池再充電的裝置本發(fā)明涉及給電池再充電的裝置，該裝置具有一電路，其包括至 少一個在第一層內(nèi)的第一線圏和至少一個在第二層內(nèi)的第二線圈，以及一個包括帶有電池的電路的可再充電單元。從GB 2389720可知該種給電池再充電的裝置。通過將螺旋形的線 圏布置在多個層內(nèi)的方式來刻蝕印刷電路板。就此而言，線圈的臣 (turn)位于一個層內(nèi)。如果至少兩個層按照具有相同繞向的線圈的 匝互相偏移的方式放置在彼此之上，將會獲得高的磁通密度。缺點是 這些磁場被散射到廣大的區(qū)域，從而無意間影響了電機械和生物系統(tǒng)。 因此，不能通過該種方式傳遞較大的功率輸出。筌于此點，本發(fā)明的目的在于改進為電池以及具有可再充電電池 的單元再充電的裝置。具體地，雜散磁場被限制并且使得較大的功耗 成為可能。該目的是根據(jù)從屬權(quán)利要求的特征要素來實現(xiàn)的。根據(jù)本發(fā)明， 線圈在相反方向上具有磁場。該相反的磁場在遠距離內(nèi)相互抵消。以一種簡單的方式，線圈具有相同的電感。利用線圏相同的電感 可以實現(xiàn)簡單的線圏幾何形狀以及簡單的線圏幾何排布。有利地，線圏并聯(lián)連接。如果可再充電單元被放置在線圈上，并 聯(lián)的電流按照在再充電期間流經(jīng)上部線圈的電流比流經(jīng)下部線圈的 電流多的方式變化。該單元^皮再充電。電流^皮均勻地分配到不帶任何 負載的并聯(lián)支路中。有利地，在相反方向上具有磁場的線圈被放置在彼此之上。再充 電過程由在彼此之上的線圈的直接布置保證。有利地，該疊置的線圈被隔開線圈外徑的二十分之一到所述外徑 的一倍，有利地:陂隔開該外徑的四分之一。等于外部線圏繞組的四分 之一的直徑距離已經(jīng)被證明對再充電過程和抵消遠距離的磁場均是 有利的。在距離直徑四分之一的位置存在著與上部線圈較強的耦合。有利地，線圈與其直接相鄰者之間是磁去耦的。相互偏移的線圈 通過此種方式重疊并且具有將直接相鄰者去耦的這種幾何形狀。有利地，在線圈之間放置至少一個磁傳導(dǎo)芯子。如果在線圏之間 設(shè)置有一個芯子，優(yōu)選有兩個芯子，磁通線在兩個芯子內(nèi)通過，因而 疊置的線圏幾乎不能相互影響。從而，在相同的效果下可以減少線圏 間的距離并且使得單元被造得更平。線圏間的距離從而可以從線圈外 徑的四十分之 一 減少到四百分之 一 。該芯子也指的是鐵芯或鐵氧體磁芯0有利地，線圈的匝螺旋地排列在一個平面內(nèi)。由于此幾何形狀制 造得以簡化。有利地，該裝置具有平坦表面。從而使得單元能夠更方便地放置 在該裝置上。有利地，該電路具有開啟-關(guān)閉開關(guān)。利用該開啟-關(guān)閉開關(guān)能 夠減少電流并且使得該裝置僅在再充電過程中被開啟。該開啟-關(guān)閉開關(guān)簡單地是一個二極管。該二極管在運行期間被加偏壓，即在再充電過程;陂加偏壓。有利地，該電路具有測試電路。通過該測試電路可以檢驗將^皮再 充電的單元是否被放置在該裝置上。該測試電路在毫秒或秒的周期內(nèi):故開啟和關(guān)閉。根據(jù)本發(fā)明的可再充電單元具有諧振電路。因此，可以實現(xiàn)較大 的功耗以及較短的再充電時間。見，并且將結(jié)合下文所述的實施方案得以闡明。在圖中

圖1A是裝置的示意性平面視圖，該裝置包括具有控制單元和線圈 的電路；圖1B示出了具有線圏的裝置的截面?zhèn)?現(xiàn)圖； 圖2示出了兩個在相反方向上具有磁場的疊置并聯(lián)線圈的等效電 路圖；圖3又示出了兩個在相反方向上具有磁場的疊置并聯(lián)線圈以及兩個在線圈間的f茲芯的等效電路圖；圖4示出了具有用于切換線圏布置開啟和關(guān)閉的二極管的等效電 ;洛圖；以及圖5示出了具有諧振電路的再充電單元的電路的等效電路圖；在不同的圖中，用相同的參考符合表示相似或相同的元件。圖1A和1B示出了給電池再充電的裝置1，該裝置包括電路2。 電路2具有功率控制單元3，其帶有變頻器以及用于選擇開啟和關(guān)閉 的控制器。此外，電路2具有用于電感耦合的線圈4-16。裝置l是 一個具有彈性的多層印刷電路板17的彈性墊，該電路板具有四個層 18-21。裝置1在英語中也被稱作電感式充電墊(inductive power pad)，簡稱為IPP。線圈4-16彼此重疊并且相互偏移。線圈4-16 的重疊以及幾何形狀以這種方式進行選擇相鄰線圈4-16沒有磁性 相互作用。線圈4-7;故并聯(lián)連接并且由功率控制單元3供電。線圈8 -12的第二并聯(lián)連接和線圏12 - 16的第三并聯(lián)連接同樣地由功率控 制單元3供電。在其他的層20和21內(nèi)，其他線圏22-"被放置在 并聯(lián)線圈8 - 12之下，該并聯(lián)線圏8 - 12被放置在18和19兩個層之 內(nèi)。在每個情況下，兩個線圈8和22， 9和23， 10和24, 11和25, 12和26;故準確地放置在彼此之上并且并聯(lián)連接。該線圈具有外徑27 并且疊置的線圏彼此間隔距離28。該距離28是外部線圏直徑27的四 分之一；外部線圏匝的直徑被作為基準。圖2示出了并聯(lián)連接的兩個疊置的線圈8和22，它們具有相同的 電感(Ll-L2)。線圈8和22是螺旋形的并且按照在相反方向上形成 磁場29和30的方式連接。流經(jīng)線圈的總電流Ig在中性位置分成兩 個相等的大的并聯(lián)電流II和12。如果被放置在裝置1的線圈8之上 的單元被再充電，那么由于電感耦合，上部的線圈8比下部的線圈22 -陂加載更多。電流I1因此大于電流I2。圖3示出了放置在線圏8和22之間的兩個鐵氧體磁芯31和32, 從而削弱了兩個線圈8和22的電感耦合。線圈8和22之間的距離28 ,支再次減小。圖4示出了一個線圈布置40,其被標記為Lg，并且代表一個或多個疊置的、并聯(lián)連接的線圈對8和22, 9和23, 10和24, 11和25, U和26。如杲施加被標記為UDC的二極管電壓41, 二極管42被加偏 壓并且開啟。通過施加^^標記為UAC的交流電壓43，電流可以流經(jīng)線 圈布置Lg并且將單元再充電。當施加交流電壓UAC時，可以檢驗線 圈布置Lg的阻抗是否已經(jīng)變化。當可再充電單元放置在墊1上時阻 抗發(fā)生變化。在數(shù)毫秒內(nèi)或者是數(shù)秒內(nèi)完成檢驗是可能的。線圈44 和電容器45組成并聯(lián)電路，該并聯(lián)電路與電容器46相串聯(lián)。線圏44 和電容器45及46也^皮標記為L2、 C2和C1。電子元件44、 45、 46 的串聯(lián)布置防止了交流電壓43和直流電壓41之間的耦合。圖5示出了可再充電單元50，其具有也^皮標記為R3的電池51， 也^皮標記為C3的電容器52,以及也^:標記為L3的線圏53。該線圈 53能夠與線圏4-16中的至少一個電感耦合，使得電池51可^L再充 電。線圈53和電感器52組成諧振電路，使得電池51能夠被有效地 再充電。
權(quán)利要求
1.一種給電池再充電的裝置(1)，該裝置具有一電路(2)，其包括至少一個在第一層(18，19)內(nèi)的第一線圈(4-16)和至少一個在第二層(20，21)內(nèi)的第二線圈(26)，其特征在于線圈(4-16，22-26)在相反的方向上具有磁場(29，30)。
2. 如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于線圏(4 - 16, 22 - 26 ) 具有相同的電感(L1，L2)。
3. 如權(quán)利要求1和/或2所述的裝置，其特征在于線圏(4-16, 22 - 26 )是并聯(lián)連接的。
4. 如前述權(quán)利要求1至3中任意一項所述的裝置，其特征在于在 相反方向上具有磁場(29， 30)的線圈(8-12， 22 - 26 )被放置在彼 此之上。
5. 如權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于疊置的線圏(4-16， 22- 26 )被隔開(28 )線圈(4 - 16, 22 - 26 )外徑(27 )的二十分之一 到所述外徑(27)的一倍，有利地;波隔開該外徑(217)的四分之一。
6. 如前述權(quán)利要求1至5中任意一項所述的裝置，其特征在于線 圈(9, 23)與其直接相鄰者(8， 22， 10， 24)之間是磁去耦的。
7. 如前述權(quán)利要求1至6中任意一項所述的裝置，其特征在于在 線圈(8， 22)之間放置至少一個磁傳導(dǎo)芯子(31, 32)。
8. 如前述權(quán)利要求1至7中任意一項所述的裝置，其特征在于線 圈(4-16， 22 - 26 )的匪螺旋地排列在一個平面內(nèi)。
9. 如前述權(quán)利要求1至8中任意一項所述的裝置，其特征在于該 裝置(1 )具有平坦的表面。
10，如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于電路(2 )具有開啟-關(guān)閉開關(guān)(42)。
11. 如權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于該開啟_關(guān)閉開關(guān)(42) 是一個二極管。
12. 如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于電路(2)包括測試電路。
13. —種可再充電單元(50)，其包括帶有電池(51)的電路(" -53),其特征在于該電路(51-53)具有諧振電路(52, 53 )。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種給電池再充電的裝置(1)，該裝置具有一電路，其包括至少一個在第一層(17)內(nèi)的第一線圈(8)和至少一個在第二層(21)內(nèi)的第二線圈(19)。根據(jù)本發(fā)明的線圈(4-16，21-25)在相反方向上具有磁場(28，29)。該相反方向的磁場在遠距離內(nèi)相互抵消。從而避免了對生物和電機械系統(tǒng)無意地影響。
文檔編號H02J7/02GK101263636SQ200680033364
公開日2008年9月10日 申請日期2006年9月1日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月12日
發(fā)明者V·舒爾茨 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司