功率传送天线和生产方法技术

公开了一种功率传送天线(20，30)，包括柔性细长的聚合物芯(22，32a)和缠绕在细长的芯上、在细长的芯周围并沿着细长的芯的一段铜条或铜线(23，33a)以在细长的芯上、在细长的芯周围并沿着细长的芯形成导电层(24、34a)。公开了一种生产功率传送天线(20，30)的方法，包括步骤：(a)提供柔性细长的聚合物芯(22，32a)，以及(b)在细长的芯上、在细长的芯周围并沿着细长的芯缠绕一段铜条或铜线(23，33a)以在细长的芯上、在细长的芯周围并沿着细长的芯形成导电层(24，34a)。

Power transmission antenna and production method

A power transmission antenna (20, 30) is disclosed, including a flexible and elongated polymer core (22, 32a) and a copper strip or copper wire (23, 33a) twisted around a slender core around a slender core and along a slender core (23, 33a) to form a conductive layer (24, 34a) along a slender core and along a slender core. A method of producing a power transmission antenna (20, 30) is disclosed, including steps: (a) providing a flexible and elongated polymer core (22, 32a), and (b) on a slender core, around a slender core, and winding a section of copper bar or copper wire (23, 33a) along a slender core in a slender core, around a slender core and along a slender core. Form a conductive layer (24, 34a).

【技术实现步骤摘要】
功率传送天线和生产方法
本专利技术涉及适用于但不限于无线充电目的的功率传送天线。
技术介绍
高操作频率6.78MHz已经被无线充电联盟(A4WP)和电源事物联盟(PMA)(现在相互融合并称为AirFuel联盟)选择用于新的无线充电接口标准，称为Rezence，以消除或至少减少充电期间的过热问题。在这个需求下，无线充电天线仅可以使用铜棒或印刷电路板(PCB)技术通过半导体来传送电功率信号。已知存在这样的趋势：交流电流(AC)在导体内进行分配以使得电流密度最大程度上接近导体表面，并随着导体的深度变大而减小。电流主要在导体的外部表面与叫做“趋肤深度”的深度之间的“皮肤层”流动。这种“趋肤效应”使得在高频率时，导体电阻的有效电阻在趋肤深度较小之时增大，因而减小了导体的有效截面积。铜在60Hz(缩写为“铜@60Hz”)时，趋肤深度为大约8.5mm。在较高频率，趋肤深度变得小得多。电阻在减小无线充电效率中是关键因素。为了使电阻更低，应当减小趋肤效应和邻近效应二者。趋肤效应在电阻方面的高频应用中起到重要的作用。图1显示了谐振器中的典型导体10，是硬铜线12。当以6.78MHz频率操作时(缩写为“@6.78MHz”)，这种铜线12的有效截面积为：其中D为铜线12的外直径，以及δ为铜线@6.78MHz的趋肤深度。由于δ一般非常小，所以可以忽略项δ2π，从而得到铜线12@6.78MHz的有效截面积的近似值为Dδπ，这实际上是铜线12的外周长(Dπ)与趋肤深度(δ)的乘积。铜线@6.78MHz的趋肤深度为0.025mm是已知的。因而，直径1.6mm的铜线@6.78MHz的有效截面积近似为1.6mmx0.025mmxπ，即大约为0.1256mm2。因为大的导体的内部携带着如此小的电流，所以诸如导管的管状导体可以用于节约重量和成本。理想情况下，可以使用厚度如0.03mm至0.15mm的铜管。然而，制造这种小尺寸的铜管在技术上是非常困难的(即使可能的话)。电镀也不能提供一致的和可接受的结果。绞合线仅在高达3MHz的频率是有效的，并且使用绞合线的邻近效应也使抵消趋肤效应。因而，绞合线不适用于在高于3MHz的操作频率的应用中。因此本专利技术的目的是提供功率传送天线和生产这种功率传送天线的方法，其缓和了前述的缺点或者至少提供了对业界和公众的有益选择。
技术实现思路
根据本专利技术的第一方面，提供了一种功率传送天线，包括：至少一个细长的芯，由非导电材料制成，以及第一段导电材料，缠绕在所述细长的芯上、在所述细长的芯周围并沿着所述细长的芯以在所述细长的芯上、在所述细长的芯周围并沿着所述细长的芯形成第一导电层。根据本专利技术的第二方面，提供了一种生产功率传送天线的方法，包括步骤：(a)提供由非导电材料制成的至少一个细长的芯，以及(b)在所述细长的芯上、在所述细长的芯周围并沿着所述细长的芯缠绕第一段导电材料以在所述细长的芯上、在所述细长的芯周围并沿着所述细长的芯形成第一导电层。附图说明本专利技术的实施方式现在将参考附图仅通过示例的方式进行描述，其中：图1是传统导体的横向截面图示，图2是根据本专利技术实施方式的功率传送天线的横向截面图示，图3是图2的功率传送天线的纵向截面图示，以及图4是根据本专利技术的进一步实施方式的功率传送天线的横向截面图示。具体实施方式首先参考图2和图3，分别显示了根据本专利技术实施方式的功率传送天线(一般标示为20)的横向截面图示和功率传送天线20的纵向截面图示。功率传送天线20包括直径D2从0.5mm至3mm(如，0.8mm)的柔性的且细长的芯22，芯22由非导电材料制成，诸如聚合物，如合成聚合物。一段导电材料23(诸如金属(如，铜条或铜线))缠绕在聚合物芯22上、在聚合物芯22周围及沿着聚合物芯22，以在聚合物芯22上、在聚合物芯22周围及沿着聚合物芯22形成导电层24。导电层24的厚度d(等于)为从0.03mm至0.15mm，诸如0.05mm，其中D1是功率传送天线20的外直径。导电材料的长度比需要完全缠绕至芯上的更长，因此导电材料的长度至少足够长来连接至用于无线充电的电源。一段导电材料可以具有任意合适的截面，诸如如图3所示的一段材料的圆形截面。其他截面也是可以的，诸如但不限于非圆形状，诸如椭圆或卵形、扁平条或带的矩形横截面、或其组合，诸如体育场/磁盘矩形(discorectangle)/斜圆形形状。为了充分利用导电层24来传输电信号，导电层24的厚度d选为以预期频率操作的导电材料的趋肤深度的两倍。由于该段导电材料23仅在聚合物芯22上、在聚合物芯22周围并沿着聚合物芯22缠绕一层以形成导电层24，因而该段导电材料23的厚度也是以预期频率操作的导电材料的趋肤深度的两倍。例如，当其预期以频率6.78MHz操作功率传送天线20时，导电层24的厚度d被设置在0.05mm，这是铜@6.78MHz的趋肤深度0.025mm的两倍。通过这种布置方式，电流(并因而为电信号)可以流过导电层24的内表面和外表面，外表面是导电层24的接近外部环境的表面及内表面是导电层24的接近聚合物芯22的表面。因而，导电层24的整个截面区域用于传输电信号。在这种情况下，导电层24的截面积为(D1d–d2)π，其中d是导电材料(如，铜)@6.78MHz的趋肤深度的两倍。可以从图3中看到缠绕在聚合物芯22上、在聚合物芯22周围及沿着聚合物芯22的该段导电材料23上连续的圈紧紧地相互压紧(即该段导电材料23上连续的圈相互紧密接触)，并且该段导电材料23在聚合物芯22上、在聚合物芯22周围及沿着聚合物芯22仅缠绕一层以形成导电层24。导电层24的厚度d因而是该段导电材料23的厚度。根据本专利技术的功率传送天线的进一步的实施方式的横向截面图示如图4所示。图4中所示的功率传送天线(一般标示为30)包括中心柔性细长的芯32a，该芯32a由非导电材料制成，诸如聚合物。第一段导电材料33a(诸如铜)缠绕在聚合物芯32a上、在聚合物芯32a周围及沿着聚合物芯32a以形成在聚合物芯32a上、在聚合物芯32a周围及沿着聚合物芯32a的导电层34a。一层非导电材料32b形成在导电层34a上。第二段导电材料33b(诸如铜)缠绕在该层非导电材料32b上、在该层非导电材料32b周围及沿着该层非导电材料32b以形成在该层非导电材料32b上、在该层非导电材料32b周围及沿着该层非导电材料32b的导电层34b。又一层非导电材料32c形成在导电层34b上。第三层导电材料33c(诸如铜)缠绕在该层非导电材料32c上、在该层非导电材料32c周围及沿着该层非导电材料32c以形成在该层非导电材料32c上、在该层非导电材料32c周围及沿着该层非导电材料32c的导电层34c。如果认为有必要的话，更多层的非导电材料和导电层可以形成在功率传送天线30上。导电层34a、34b、34c中的每一者有效地提供了具有“趋肤深度”的导体，借此允许电信号流动并减小电阻。这种布置适用于使用作为高频功率传送谐振器的导体，以产生用于无线充电应用的磁通量。根据本专利技术的功率传送天线优化了高频应用的趋肤效应和邻近效应。本专利技术在减小了导体的大小、减少了导电材料(如，铜)的使用并且增加了最终产品的柔性的同时，维持了电性能。应当理解的是以上仅示出了本专利技术可以执行的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种功率传送天线，包括：至少一个细长的芯，由非导电材料制成，以及第一段导电材料，缠绕在所述细长的芯上、在所述细长的芯周围并沿着所述细长的芯以在所述细长的芯上、在所述细长的芯周围并沿着所述细长的芯形成第一导电层。

【技术特征摘要】
2016.10.31 US 15/338,5181.一种功率传送天线，包括：至少一个细长的芯，由非导电材料制成，以及第一段导电材料，缠绕在所述细长的芯上、在所述细长的芯周围并沿着所述细长的芯以在所述细长的芯上、在所述细长的芯周围并沿着所述细长的芯形成第一导电层。2.根据权利要求1所述的功率传送天线，其中所述细长的芯的直径大体上为0.5mm至3mm。3.根据权利要求1所述的功率传送天线，其中所述第一导电层的厚度大体上为当以预设频率操作时所述导电材料的趋肤深度的厚度的两倍。4.根据权利要求1所述的功率传送天线，其中所述第一导电层的厚度大体上为0.03mm至0.15mm。5.根据权利要求1所述的功率传送天线，其中所述细长的芯由聚合物制成。6.根据权利要求1所述的功率传送天线，其中缠绕在所述细长的芯上、在所述细长的芯周围并沿着所述细长的芯的所述第一段导电材料的连续的圈紧紧地相互压紧，并且其中所述第一导电层的厚度为所述第一段导电材料的厚度。7.根据权利要求1所述的功率传送天线，其中所述功率传送天线适用于无线充电。8.根据权利要求1所述的功率传送天线，其中所述功率传送天线适用于以大体上为6.78MHz的频率传送电信号。9.根据权利要求1所述的功率传送天线，包括至少在所述第一导电层上并围绕所述第一导电层的第一层非导电材料以及围绕在所述第一层非导电材料上、在所述第一层非导电材料周围并沿着所述第一层非导电材料的...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾一鸣，
申请(专利权)人：开联电业制造有限公司，
类型：发明
国别省市：中国香港,81