无源磁能电源、能源补充装置、手持式电子设备、电动助力车及电动汽车的制作方法

本实用新型涉及电源系统技术领域，特别涉及无源磁能电源、能源补充装置、手持式电子设备、电动助力车及电动汽车。

背景技术：

当今，手持式电子设备，如智能手机、笔记本电脑及数码相机等，正在朝向微型化、轻质量、柔性甚至可以卷曲等方面发展。对于手持式电子设备来说，电池是影响其使用的关键因素，目前，手持式电子设备使用的电池主要是锂电池，密度有限，必须时常充电，使用非常不方便。对于近些年来，使用较广的电动车，电动助力车以及电动汽车等，都面临电池昂贵，充电不方便以及电池容量小等问题。

以智能手机为例，传统的电源系统包括蓄电池组、控制IC(集成电路)、输入接口和输出接口，输入接口可以接外部充电器或充电宝等充电设备，输出接口为手机内部供电。由于蓄电池组的容量有限，所以智能手机必须定期充电来保证使用，电动助力车和电动汽车的电源系统与智能手机的电源系统类似，主要区别在于电源系统电压和容量。如何开发出一种较大的容量电源系统以保证更长时间的使用需求成了亟待解决的问题。

技术实现要素：

为了解决以上问题，本实用新型实施例提供了一种无源磁能电源，能够保证更长时间的使用需求。

本实用新型实施例提出的无源磁能电源，包括：

一个或多个磁能芯片，其中一个或多个磁能芯片串联、并联或串并联连接，磁能芯片包括经过激活后储存有电能的磁电容，磁电容包括：基板和顺序设置在基板上的第二导电区、第二磁性区、介电区、第一磁性区和第一导电区，第二磁性区和第一磁性区磁性相反；

电源管理芯片，与一个或多个磁能芯片相连接，用于管理磁能芯片的电流和/ 或电压输出。

在一个实施例中，第一导电区包括第一金属层和第一组引脚，第一金属层和第一组引脚相连接，第二导电区包括第二金属层和第二组引脚，第二金属层和第二组引脚相连接，一个或多个磁能芯片通过各自的第一组引脚和第二组引脚串联、并联或串并联连接。

在一个实施例中，其中磁能芯片由3.6V至400V的直流电激活，第一组引脚和第二组引脚之间的电压是3.6V至400V。

本实用新型还提出了一种能源补充装置，包括上述无源磁能电源和输出接口，输出接口与无源磁能电源的电源管理芯片相连接，用于为电子设备提供电源。

在一个实施例中，能源补充装置进一步包括壳体，无源磁能电源置于壳体中，且固定在壳体上。

在一个实施例中，输出接口包括迷你通用串行总线接口、第二代串行总线接口、闪电接口、C-型接口和电源适配器接口中的一种。

在一个实施例中，能源补充装置的壳体进一步包括指示灯，指示灯用于指示能源补充装置存储电量的状态。

在一个实施例中，输出接口为单向的电压输出接口，且输出接口的输出电压被设置在4.5V至20V之间。

本实用新型还提出了一种手持式电子设备，包括上述无源磁能电源，在一个实施中，无源磁能电源的输出电压为4.5V至20V。

在一个实施例中，无源磁能电源的容量为3Kwh至10Kwh。

本实用新型还提出了一种电动助力车，包括上述无源磁能电源，在一个实施例中，无源磁能电源的输出电压为12V至48V。

在一个实施例中，无源磁能电源的容量为50Kwh至100Kwh。

本实用新型还提出了一种电动汽车，包括上述无源磁能电源，在一个实施例中，无源磁能电源的输出电压为250V至350V。

在一个实施例中，无源磁能电源的容量为1200Kwh至1800Kwh。

本实用新型实施例提出的无源磁能电源储能高，且无源磁能电源可以不设输入接口，可以满足用户在一定时间内的能源需求，使用方便。

附图说明

图1所示为本实用新型一个实施例提供的无源磁能电源的示意图。

图2所示为本实用新型另一实施例提供的磁能芯片的截面示意图。

图3所示为本实用新型实施例提供的能源补充装置的内部结构示意图。

图4所示为本实用新型实施例提供的能源补充装置的外形示意图。

图5所示为本实用新型实施例提供的手持式电子设备的无源磁能电源的示意图。

图6所示为本实用新型实施例提供的电动助力车的无源磁能电源的示意图。

图7所示为本实用新型实施例提供的电动汽车的无源磁能电源的示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

图1所示为本实用新型一个实施例提供的无源磁能电源的示意图。

如图1所示，无源磁能电源包括磁能芯片组件5和与其相连接的电源管理芯片 4，其中磁能芯片组件5可以是一个或多个磁能芯片51，多个磁能芯片51串联、并联或串并联连接。磁能芯片51包括经过激活操作后储存有电能的磁电容。电源管理芯片4内部布置有集成电路，用于管理磁能芯片组件5的电流和/或电压输出。

本实用新型实施例提出的无源磁能电源储能高，且无源磁能电源可以不设输入接口，可以满足用户在一定时间内的能源需求，使用方便。

图2所示为本实用新型另一实施例提供的磁能芯片的截面示意图。

如图2所示，磁能芯片51包括基板8和顺序设置在基板8上的第二导电区7、第二磁性区9、介电区10、第一磁性区11和第一导电区12。第一导电区12包括第一金属层61和第一组引脚21，其中第一金属层61和第一组引脚21相连接。第二导电区7包括第二金属层71和第二组引脚22，其中第二金属层71和第二组引脚 22相连接。

本实用新型实施例中，第一组引脚21包括至少一个第一引脚，第二组引脚22 包括至少一个第二引脚。优选的，第一引脚的数量和第二引脚的数量相同。

上述磁能芯片51为磁电容经过直流电源激活生成，直流电源的激活电压为 3.6V至400V，优选的激活电压有12V、48V、72V、100V、150V等，磁电容经过直流电源的激活操作，磁电容内部的第二磁性区9和第一磁性区11发生磁电转化可产生电能，上述电能的主要来源是磁电转化而并未外部直流电源的能量补充。

介电区10具有存储电能的作用。介电区10采用厚度不超过250nm的一层薄膜，介电材料构成，如钛酸钡或二氧化钛。第一磁性区11和第二磁性区9均为磁性薄膜，并且都具有两个磁极，“→”和“←”表示磁能芯片51的第一磁性区11 和第二磁性区9的磁极方向相反。

试验表明，上述磁能芯片51若采用传统的工艺封装，第一引脚或第二引脚采用铝质或铜质，单个第一引脚或第二引脚可以承受的最大电流为1A，若改变磁能芯片51的封装方式，将第一引脚或第二引脚采用黄金，单个第一引脚或第二引脚可以承受的最大电流可提高至为2.5A，在一个实施例中，第一组引脚21包括十四组第一引脚，第二组引脚22也包括十四组第二引脚，那么采单个的磁能芯片51的过流量可达35A，磁能芯片51的过流量提高，在相同的激活电压下，磁能芯片51 可输出的功率也相应提高。

图3所示为本实用新型实施例提供的能源补充装置的内部结构示意图，图4所示为本实用新型实施例提供的能源补充装置的外形示意图。

参考图3和图4，能源补充装置1包括壳体6以及安装在壳体6内部的磁能芯片组件5和电源管理芯片4，磁能芯片组件5和电源管理芯片4电连接，磁能芯片组件5包括至少一个磁能芯片51。多个磁能芯片51串联、并联或串并联连接。多个磁能芯片51通过各自的第一组引脚21和第二组引脚22串联、并联或串并联连接。

磁能芯片组件5为能源芯片组件，用于存储电能,用于为电子设备提供电源；电源管理芯片4内部布置有集成电路，用于控制磁能芯片组件5的电流和/或电压输出。输出接口2至少部分地伸出到壳体6的外部，输出接口2与电源管理芯片4电连接，输出接口2可以固定在壳体6上，也可以伸出到壳体6的外部。磁能芯片组件5通过电源管理芯片4设定的输出电压，经输出接口2输出。

能源补充装置1的壳体6上安装有指示灯3，指示灯3用于指示能源补充装置存储电量的状态，指示灯3的不同颜色代表能源补充装置内存储的不同状态的电量，例如：指示灯3为绿色时，能源补充装置存储的电量充足；指示灯3为黄色时，能源补充装置存储的电量小于10％；指示灯3暗时，能源补充装置存储的电量耗完。

输出接口2与能源补充装置1电连接，输出接口2可以是 Mini-USB(Mini-Universal Serial BUS：迷你通用串行总线)接口、micro-USB (Micro-USB是Mini-USB的下一代规格)接口、Lighting接口(闪电接口)、Type-C (C-型)接口或电源适配器接口。本实用新型实施例中的能源补充装置使用 Mini-USB接口、micro-USB接口、Lighting接口或Type-C接口可以方便为手机或 PAD补充能源，使用电源适配器接口可以方便为笔记本电脑补充能源。

图5所示为本实用新型实施例提供的手持式电子设备的无源磁能电源的示意图。

如图5所示，手持式电子设备的无源磁能电源包括磁能芯片组件5a和电源管理芯片4a，磁能芯片组件5a的第一组引脚和第二组引脚与电源管理芯片4a电连接。磁能芯片组件5a包括至少一个磁能芯片51a，多个磁能芯片51a可以通过串联、并联或串并联的方式连接，可以分布在一个平面内，也可以层叠连接。多个磁能芯片 51a通过各自的第一组引脚和第二组引脚串联、并联或串并联连接。磁能芯片组件 5a为能源芯片组件，用于存储电能；电源管理芯片4a为电源管理芯片，内部布置有集成电路，用于控制磁能芯片组件5a的电流和/或电压输出。磁能芯片组件5a通过电源管理芯片4a设定的输出电压，经输出接口2a输出。

在本实用新型实施例中，以使用8mm×10mm见方、GMC(巨磁因子)为10 的11次方的磁能芯片51a为例，磁能芯片51a的引脚间的电压为12V，储存40Wh 的电能，若引脚间的电压提高到72V，则单个磁能芯片51a可以存储的电能为：40 Wh×(72/12)²＝1.44KWh，使用2至8片此种规格的磁能芯片51a，就可以满足手持式电子设备的一至三年的用电需求，本实用新型实施例中的手持式电子设备的无源磁能电源的容量为3Kwh至10Kwh。

图6所示为本实用新型实施例提供的电动助力车的无源磁能电源的示意图。

如图6所示，电动助力车的无源磁能电源包括磁能芯片组件5b和电源管理芯片4b，磁能芯片组件5b的第一组引脚和第二组引脚与电源管理芯片4b电连接，磁能芯片组件5b包括至少一个磁能芯片51b，多个磁能芯片51b可以通过串联、并联或串并联的方式连接，可以分布在一个平面内，也可以层叠连接。多个磁能芯片51b 通过各自的第一组引脚和第二组引脚串联、并联或串并联连接。磁能芯片组件5b 为能源芯片组件，用于存储电能；电源管理芯片4b为电源管理芯片，内部布置有集成电路，用于控制磁能芯片组件5b的电流和/或电压输出。磁能芯片组件5b通过电源管理芯片4b设定的输出电压，经输出接口2b输出。

在本实用新型实施例中，以使用8mm×10mm见方、GMC(巨磁因子)为10 的11次方的磁能芯片51b为例，磁能芯片51b的引脚间的电压为12V，储存40Wh 的电能，若引脚间的电压提高到72V，则单个磁能芯片51b可以存储的电能为：40 Wh×(72/12)²＝1.44KWh，使用50至200片此种规格的磁能芯片51b，就可以满足电动助力车的一年的用电需求，本实用新型实施例中的电动助力车的无源磁能电源的容量为50Kwh至100Kwh，当无源磁能电源的容量耗尽或即将耗尽时，可以及时更换新的无源磁能电源。

图7所示为本实用新型实施例提供的电动汽车的无源磁能电源的示意图。

如图7所示，电动汽车的无源磁能电源包括磁能芯片组件5c和电源管理芯片4c，磁能芯片组件5c的第一组引脚和第二组引脚与电源管理芯片4c电连接，磁能芯片组件5c包括至少一个磁能芯片51c，多个磁能芯片51c可以通过串联、并联或串并联的方式连接，可以分布在一个平面内，也可以层叠连接。多个磁能芯片51c 通过各自的第一组引脚和第二组引脚串联、并联或串并联连接。磁能芯片组件5c 为能源芯片组件，用于存储电能；电源管理芯片4c为电源管理芯片，内部布置有集成电路，用于控制磁能芯片组件5c的电流和/或电压输出。磁能芯片组件5c通过电源管理芯片4c设定的输出电压，经输出接口2c输出。

在本实用新型实施例中，以使用8mm×10mm见方、GMC(巨磁因子)为10 的11次方的磁能芯片51c为例，磁能芯片51c的引脚间的电压为12V，储存40Wh 的电能，若引脚间的电压提高到150V，则单个磁能芯片51c可以存储的电能为： 40Wh×(150/12)²＝6.25Kwh，使用200片至300片此种耐高压150V规格的磁能芯片51c，就可以满足一般电动汽车的一年的用电需求，本实用新型实施例中的电动汽车的无源磁能电源的容量为1200Kwh至1800Kwh，当无源磁能电源的容量即将耗尽时，可以及时更换新的无源磁能电源或者在电动汽车保养的4S店对无源磁能电源进行保养如重新激活等具体操作可以是在电动汽车保养的4S店设置可以对无源磁能电源进行激活的包括直流电压源激活设备将激活设备和无源磁能电源相匹配在直流电压源的作用下无源磁能电源内部的磁能芯片51c可以通过自身内部的磁电转换产生电能无源磁能电源重新获得能量。

本实用新型实施例提出的无源磁能电源储能高，且无源磁能电源不设输入接口，无需充电，可以满足用户在一定时间内的能源需求，无需充电，使用方便。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。