电感供电或充电的电子设备（10，40）具有接收线圈（12），金属物体（24，42）可以放置在该接收线圈上而不导致线圈的磁场的劣化并且不在金属物体内生成热量。厚度为50μm或更小的超薄柔性高磁导率金属箔（14）被提供作为线圈和物体之间的屏蔽层。放射状狭缝（22）被提供在屏蔽层中，该狭缝抑制该层内不希望的涡电流以减小功率转移损耗和热量生成。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术实施例大体上涉及电子设备，并且更具体地涉及。
技术介绍
移动设备包括消费电子器件和医疗设备。移动消费电子设备的若干实例包括但不限于移动电话、便携式音乐播放器和数码相机。医疗设备的实例包括但不限于便携式传感器。通常，移动设备含有某种形式的电源，该电源周期性地需要再充电从而使移动设备仍可操作用于其预期目的，其中该电源可以经由接收线圈被电感充电。该电源可以也包括用于生成功率以操作移动设备的电感电源。对于电感供电或充电的移动设备，移动设备放置在发射线圈的电感耦合区域内，其中响应于由发射线圈产生的交变磁场，来自交变磁场的能量被接收线圈接收。使用接收线圈对诸如电池的电源电感充电的一个问题在于，电池通常包括金属物体。然而，将金属物体放置在接收线圈顶部上是有害的。也就是说，由于金属物体内的感应涡电流的原因，金属物体存在于接收线圈顶部上不期望地使到接收线圈的电感功率转移劣化，该感应涡电流不利地减小在接收线圈中接收的磁场。此外，金属物体内的感应涡电流会在金属物体内生成过多的和/或不期望的热量，这引起有关移动设备使用的安全问题。另一个可替换方案可以是将金属物体放置在接收线圈旁边；然而，这种方案不期望地耗费相应设备的更大面积或者不期望地增加设备布局的尺寸。解决上述问题的一种已知方法是在接收线圈和金属物体之间添加软磁铁素体层。 然而，这种软磁铁素体层相当厚。固态铁素体材料具有脆性并且需要至少一毫米(Imm)或更大的量级的厚度而具有机械稳定性。脆性较低的软磁铁素体层的实例包括铁素体高分子化合物(FPC)。然而FPC具有低的磁导率。为了实现合理的屏蔽功能，FPC材料必须至少Imm 厚。这么大的厚度对于在需要减小尺度的移动设备应用中使用是不利的，在这种移动设备应用中接收线圈和金属物体之间的距离应尽可能小以节约移动设备内的空间。因此，用于克服现有技术中的问题的改进的系统和方法是期望的。附图说明图1为根据本公开内容的实施例的含有具有超薄屏蔽层的电感接收线圈的电子设备的分解图解视图2为根据本公开内容的实施例的含有具有超薄屏蔽层的电感接收线圈的电子设备的若干部件的自顶向下视图3为根据本公开内容的实施例的呈堆叠布置的图2的含有具有超薄屏蔽层的电感接收线圈的电子设备的若干部件的自顶向下视图4-8为根据本公开内容的实施例的含有具有超薄屏蔽层的电感接收线圈的电子设备的一部分在各个制作阶段的截面视图；以及图9为根据本公开内容的另一实施例的呈堆叠布置的含有具有超薄屏蔽层的电感接收线圈的电子设备的若干部件的自顶向下视图。在各图中，相同附图标记是指相同元件。此外注意，各图可以不按比例绘制。 具体实施例方式根据本公开内容的一个实施例，电感供电或充电的移动设备包括接收线圈，金属物体(例如可再充电电池等)，以及布置在接收线圈和金属物体之间的超薄软磁金属箔，其中超薄软磁金属箔有利地提供磁性屏蔽层。在一个实施例中，超薄软磁金属箔包括厚度为五十微米或更小(即厚度< 50 μ m)的量级的镍铁铜铬合金(Mumetal )。有利地，超薄软磁金属箔比现有已知方案的软磁铁素体层(即厚度> Imm)薄超过一个数量级。此外，超薄软磁金属箔包括导电材料。为了驱散在屏蔽层中任何不期望涡电流的形成，屏蔽层还设有涡电流驱散特征。在一个实施例中，接收线圈包括圆形线圈并且屏蔽层包括在接收线圈的单一侧上足以覆盖接收线圈的形状，其中屏蔽层的涡电流驱散特征包括在屏蔽层内形成的放射状狭缝。在一个实施例中，放射状狭缝在放射状方向上从中心在圆形接收线圈上的位置放射。图1为根据本公开内容的实施例的含有具有超薄屏蔽层14的电感接收线圈12的电子设备10的分解图解视图。电子设备10可以包括例如便携式音乐播放器。特别地，移动设备10包括外壳，该外壳包括顶部部分16和底部部分18，顶部和底部部分均由不导电材料制成。在邻近设备10的底部处，同心地放置螺旋电感线圈20作为电感功率接收器。放置在螺旋线圈20顶部上的软磁层14提供磁性屏蔽。根据此处进一步讨论的各种实施例， 磁性屏蔽层14包括规定数量的涡电流驱散特征22，例如设于屏蔽层中的放射状狭缝。例如电池或可再充电电源的导电元件M放置在屏蔽层14顶部上。在一个实施例中，尽管没有具体说明，电学绝缘层或表面被提供在导电元件M和屏蔽层14之间，从而防止导电元件和屏蔽层在彼此接触地组装时的电学短路。移动设备10还包括印刷电路板26，除了移动设备的功能电路之外，该印刷电路板含有用于功率接收器的附加电子器件，例如整流二极管、谐振和平滑电容器以及可选地电压或充电控制电路。印刷电路板26经由通常用附图标记观表示的合适传导元件而耦合到接收线圈。例如响应于移动设备被放置在配置成用于产生交变磁场的发射线圈(未示出) 上，移动设备10中的电池M被在接收线圈12接收的电感功率充电。图2为根据本公开内容的实施例的含有具有超薄屏蔽层的电感接收线圈的电子设备10的若干部件的自顶向下视图。特别地，图2说明具有其关联螺旋导体20的接收线圈12、具有涡电流驱散特征22的屏蔽层14以及导电元件M的一个实例。在图2的实施例中，接收线圈12还包括用于功率接收器的放置到接收线圈一侧的附加电子器件，例如整流二极管、谐振和平滑电容器以及可选地电压或充电控制电路，该附加电子器件通常用附图标记21表示。该附加电子器件可以补充或者替代图1的电路板沈的电子器件。螺旋线圈 20的规格是根据电子设备10的具体要求来选择，例如，给定电池负载、充电参数等。屏蔽层 14就其布局而言通常在尺度上大于功率接收器12的螺旋线圈20的相应布局尺度。此外， 屏蔽层14的厚度尺度在厚度上相似于和/或薄于功率接收器12的螺旋线圈22的厚度，如此处所进一步讨论。继续参考图2，线圈12由此处下文给出的如表1中列出的各种参数来表征。接收线圈12的绕组20可以形成为柔性衬底(例如，聚酰亚胺，Flexfoil)上的铜蚀刻印刷电路板线圈。在图2的中部示出包括屏蔽箔的屏蔽层14。屏蔽箔包括具有与镍铁铜铬合金相似属性的无定形铁类型的50μπι薄箔。例如，屏蔽层材料可以包括由德国哈瑙的 Vakuumschmelze提供的VitroVac。此外，图2的屏蔽层14包括通过激光切割形成的360 条狭缝(如此处下文进一步讨论)。在图2的顶部，导电元件M包括具有金属外壳的锂离子电池。图3为根据本公开内容的实施例的呈堆叠布置的图2的部件的自顶向下视图。特别地，图3说明具有其关联螺旋导体20的接收线圈12 (图2)、具有涡电流驱散特征22的屏蔽层14 (图1)以及导电元件对。此外，导电元件M包括经由通常用附图标记25表示的合适电学导体而电学耦合到功率接收器12的电子器件21的电池。另外，图3示出组装的接收器的一个实例。利用该组装的接收器，可以演示仅仅具有略微增加的损耗的良好功率转移，而没有屏蔽或者利用没有狭缝的屏蔽时，损耗显著。图4-8为根据本公开内容的实施例的含有具有超薄屏蔽层14的电感接收线圈12 的电子设备10的一部分(图1和3)在各个制作阶段的截面视图。现在参考图4，该图示出电感接收线圈12的截面视图，并且其由柔性衬底30形成，优选地厚度为IOOym或更小的量级。衬底30包括例如聚酰亚胺箔(也称为Flexfoil)。给定匝数的导电材料本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.05.20 US 61/1797581.一种配置成用于电感供电或充电的电子设备(10，40)，其包括电感接收线圈(12)，其配置成用于响应于暴露到基本上在该接收线圈的第一侧上生成的交变磁场而生成电流，以及软磁屏蔽层(14)，其布置在该接收线圈的与生成磁场处的第一侧相对的第二侧上，配置成(i)屏蔽来自覆盖物体(24，42)的磁场，其中该覆盖物体(i) (a)受该磁场不期望地影响，或者(i) (b)造成对该磁场的不期望影响，以及配置成(ii)减轻在该软磁屏蔽层和该覆盖物体内涡电流的形成。2.权利要求1的设备，其中所述软磁屏蔽层(14)包括厚度小于或等于一百微米 (IOOym)的超薄层。3.权利要求1的设备，其中该软磁屏蔽层(14)包括至少一个涡电流减轻特征(22)，该涡电流减轻特征包括一些在该软磁屏蔽层中形成的狭缝，其中该狭缝基本上平行于磁通线并且与涡电流流正交以用于对涡电流形成施加高阻抗。4.权利要求1的设备，其中该电感接收线圈(12)和该软磁屏蔽层(14)的总厚度(34) 为小于300 μ m的量级。5.权利要求1的设备，其中该软磁屏蔽层(14)包括选自由下述组成的群组的材料镍铁铜铬合金、纳米晶金属和无定形金属。6.权利要求5的设备，其中该软磁屏蔽层(14)厚度为五十微米或更小的量级。7.权利要求1的设备，其中该软磁屏蔽层(14)包括在该接收线圈的单一侧上尺寸足以覆盖该接收线圈的形状。8.权利要求1的设备，其中该电感接收线圈(12)包括圆形线圈，以及另外其中该软磁屏蔽层(14)包括涡电流减轻特征(22)，该涡电流减轻特征包括在放射状方向上从中心在该圆形接收线圈上的位置放射的狭缝。9.权利要求1的设备，其中该电感接收线圈(12)包括柔性衬底(30，32)，该柔性衬底具有集成在该柔性衬底内的导电材料的线圈(20)，以及其中该软磁屏蔽层(14)包括柔性层。10.权利要求1的设备，其中该覆盖物体(24)包括选自由下述组成的群组的其中之一 具有导电外壳的可再充电电池以及电子电路。11.权利要求1的设备，其中该覆盖物体(42)包括具有金属底板的灯，另外其中该灯的金属底板配置成用于覆盖该屏蔽层布置，该灯响应于生成的电流被供电。12.权利要求3的设备，其中该软磁屏蔽层(14)中形成的狭缝(22)经由激光切割而产生，其中一层软磁屏蔽材料附连到透明粘合箔，激光能量被引导在期望部位朝向该软磁屏蔽材料层，从而蒸发相应软磁屏蔽材料以形成该狭缝，其中该透明粘合箔保持完好。13.权利要求3的设备，其中一层软磁屏蔽材料(14)层叠到选自由下述组成的群组的其中之一电感接收线圈(12)和印刷电路板，另外其中这层材料被蚀刻以形成具有狭缝 (22)的软磁屏蔽层。14.一种配置成用于电感供电或充电的电子设备(10，40)，其包括电感接收线圈(12)，...
【专利技术属性】
技术研发人员：E瓦芬施密特，
申请(专利权)人：E瓦芬施密特，
类型：发明
国别省市：
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