本發(fā)明屬于無(wú)線充電技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種新型無(wú)線充電接收系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

將無(wú)線充電方案集成到移動(dòng)設(shè)備(比如超極本，平板等)挑戰(zhàn)非常大，特別是對(duì)于基于A4WP的諧振式無(wú)線充電方案。設(shè)備上為了減小EMI/ESD的金屬外殼或?qū)щ娡繉訒?huì)阻隔或吸收掉磁場(chǎng)，并在系統(tǒng)外殼內(nèi)部，阻止電源發(fā)射端單元(PTU,比如一個(gè)充電板)將能量通過磁場(chǎng)的方式傳遞給電源接收單元(PRU)。

根據(jù)移動(dòng)設(shè)備的不同構(gòu)造，同一個(gè)PTU與不同PRU之間的耦合隨著設(shè)備的不同差異會(huì)很大。這種差異使得不可能使用統(tǒng)一的無(wú)線充電PRU模塊集成到不同的移動(dòng)系統(tǒng)中去。

綜上所述，為了使得無(wú)線充電方案更利于推廣和大規(guī)模使用，急切需要一種創(chuàng)新的無(wú)線充電集成方案能夠使得PRU方案與金屬外殼和系統(tǒng)的EMI/ESD方案能夠很好的兼容和集成。同時(shí)，也需要實(shí)現(xiàn)一種在PTU和PRU間能夠自調(diào)整的耦合方案，而不需要根據(jù)不同的設(shè)備改動(dòng)PRU模塊的設(shè)計(jì)方案。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種新型無(wú)線充電接收系統(tǒng)，旨在解決電源接收單元不能與金屬外殼和系統(tǒng)的EMI/ESD方案能夠很好的兼容和集成，而且不能根據(jù)不同的設(shè)備進(jìn)行電源接收單元PRU與電源發(fā)射端單元PTU自調(diào)整耦合的問題。

本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種新型無(wú)線充電接收系統(tǒng)，所述新型無(wú)線充電接收系統(tǒng)包括圖案化的導(dǎo)電材料層；所述導(dǎo)電材料層位于PRU線圈和移動(dòng)設(shè)備的非導(dǎo)電的底殼之間；所述導(dǎo)電材料層中間位置具有調(diào)整PTU和PRU耦合的長(zhǎng)條環(huán)狀開窗；所述長(zhǎng)條環(huán)狀開窗上開有用于阻隔在長(zhǎng)條環(huán)狀開口周圍產(chǎn)生渦電流的開槽；遠(yuǎn)離開槽口的末端連接接地點(diǎn)。

進(jìn)一步，所述長(zhǎng)條環(huán)狀開口的截面積根據(jù)新型無(wú)線充電接收系統(tǒng)內(nèi)置的PRU線圈的最內(nèi)層圈面積進(jìn)行調(diào)整大小。

進(jìn)一步，導(dǎo)電材料層包覆新型無(wú)線充電接收系統(tǒng)內(nèi)置的PRU線圈。

進(jìn)一步，通過大面積導(dǎo)電材料將ESD噪聲引入到導(dǎo)電材料中設(shè)計(jì)的接地點(diǎn)上。一個(gè)大面積導(dǎo)體材料覆蓋設(shè)備的頂層和底層，從而保留了系統(tǒng)大部分的EMI/ESD完整性，并且與設(shè)備在多處進(jìn)行接地，這種結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了一個(gè)半法拉第籠或全法拉第籠，從而屏蔽了設(shè)備板子上的產(chǎn)生射噪聲元件，保證了EMI性能。

同時(shí)，此發(fā)明中大面積的金屬材料給系統(tǒng)提供了低阻抗的接地，從而降低了系統(tǒng)ESD的風(fēng)險(xiǎn)。

本發(fā)明不會(huì)對(duì)無(wú)線充電性能及系統(tǒng)的EMI/ESD完整性產(chǎn)生很大影響；在移動(dòng)設(shè)備端將PRU設(shè)計(jì)為模塊化成為可能。

本發(fā)明高導(dǎo)電率的材料覆蓋了移動(dòng)設(shè)備的大部分元器件，使得PRU線圈的損耗降低并提供線圈之間的耦合效率。同樣高導(dǎo)電率的材料與系統(tǒng)的特定位置與系統(tǒng)外殼接地，使系統(tǒng)的EMI具有屏蔽和ESD保護(hù)結(jié)構(gòu)。本發(fā)明在高導(dǎo)電率材料表面開窗，從而可以控制PTU與PRU之間的磁場(chǎng)耦合。并可以根據(jù)設(shè)備設(shè)計(jì)的不同可以調(diào)整。這樣可以允許無(wú)線充電接收端PRU模塊在不同設(shè)備系統(tǒng)里位于同樣的位置。這個(gè)特性使得無(wú)線充電接收模塊能夠進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)，并且獨(dú)立于系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和主設(shè)備的集成環(huán)境。

傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中，使用不導(dǎo)電的表面材料(阻燃塑料)來(lái)用作允許磁場(chǎng)穿透的，但這樣會(huì)將設(shè)備中其他元件暴露于磁場(chǎng)當(dāng)中，由于這些元件本身的材料屬性，會(huì)導(dǎo)致?lián)p耗。更重要的是，這些不導(dǎo)電材料作為外殼會(huì)破壞系統(tǒng)的EMI/ESD完整性。

本發(fā)明使用了一種圖案化的導(dǎo)電材料層作為設(shè)備元件的磁場(chǎng)屏蔽層。大部分與無(wú)線充電無(wú)關(guān)的元件被金屬材料覆蓋，從而避免了對(duì)于系統(tǒng)元件的耦合，損耗和干擾。

本發(fā)明提供一個(gè)大面積導(dǎo)體材料覆蓋設(shè)備的頂層和底層，從而保留了系統(tǒng)大部分的EMI/ESD完整性，并且與設(shè)備在多處進(jìn)行接地，這種結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了一個(gè)半法拉第籠或全法拉第籠，從而屏蔽了設(shè)備板子上的產(chǎn)生輻射噪聲元件，保證了EMI性能。

同時(shí)，本發(fā)明中大面積的金屬材料給系統(tǒng)提供了低阻抗的接地，從而降低了系統(tǒng)ESD的風(fēng)險(xiǎn)。

傳統(tǒng)不導(dǎo)電底殼會(huì)迫使ESD產(chǎn)生的噪聲穿過主板，從而導(dǎo)致嚴(yán)重的ESD風(fēng)險(xiǎn)。但在本發(fā)明中，通過大面積導(dǎo)電材料將ESD噪聲引入到導(dǎo)電材料中設(shè)計(jì)的接地點(diǎn)上，從而大大降低了ESD風(fēng)險(xiǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的導(dǎo)電層和它相對(duì)于PRU線圈在系統(tǒng)中的位置圖。

圖中：(a)為設(shè)備堆疊圖顯示外殼，線圈和導(dǎo)電材料相對(duì)位置圖，導(dǎo)電層位于PRU線圈和移動(dòng)設(shè)備的非導(dǎo)電(如塑料)的底殼之間；(b)導(dǎo)電層形狀和PRU線圈的相對(duì)位置的結(jié)構(gòu)俯視圖。

圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的傳統(tǒng)不導(dǎo)電底殼會(huì)迫使ESD產(chǎn)生的噪聲穿過主板圖和本發(fā)明通過大面積導(dǎo)電材料將ESD噪聲引入到導(dǎo)電材料中設(shè)計(jì)的接地點(diǎn)上示意圖。

圖中：(a)傳統(tǒng)塑料底殼；(b)本發(fā)明中無(wú)線充電集成圖。

圖中：1、主板；2、塑料底座；3、導(dǎo)電層；4、底殼；5、充電板；6、線圈；7、開窗；8、接地點(diǎn)；9、開槽；10、底層。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的應(yīng)用原理作詳細(xì)的描述。

如圖1所示，首先，在導(dǎo)電材料的中間位置具有長(zhǎng)條環(huán)狀開窗，這使得PRU線圈6的磁場(chǎng)可以穿越。這個(gè)開窗需要比PRU線圈6最內(nèi)層圈小，并且可以根據(jù)PTU和PRU耦合的需求進(jìn)行大小調(diào)整。其次，需要一個(gè)開槽9，它將上述長(zhǎng)條環(huán)狀開口切斷，它的作用是阻隔在長(zhǎng)條環(huán)狀開窗周圍產(chǎn)生渦電流。這樣做不僅不會(huì)降低PTU和PRU之間的耦合效應(yīng)，而且對(duì)于設(shè)備的大部分區(qū)域起到了屏蔽作用。最后，導(dǎo)電層3可以在某些遠(yuǎn)離開槽9的特定位置進(jìn)行接地，保證了ESD保護(hù)和外殼的EMI屏蔽效果。

此結(jié)構(gòu)也可以通過改變?cè)O(shè)備金屬外殼來(lái)實(shí)現(xiàn)，例如通過將金屬和塑料共模成型的方式實(shí)現(xiàn)。在這種情況下，導(dǎo)電材料邊緣開槽9處不能與金屬底殼3和系統(tǒng)地連接。

傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中，為了達(dá)到降低系統(tǒng)EMI和ESD保護(hù)的目的，完整無(wú)開口的EMI涂層或金屬外殼在移動(dòng)設(shè)備中被普遍使用。但是，對(duì)于集成無(wú)線充電模塊和線圈6的系統(tǒng)而言，磁場(chǎng)是無(wú)法穿透完整的金屬和EMI涂層的。一旦位于完整的導(dǎo)電層3下面的PTU在正常工作時(shí)，產(chǎn)生間隔性磁場(chǎng)，渦電流就會(huì)產(chǎn)生并且會(huì)抵消掉間隔性磁場(chǎng)的作用。

本發(fā)明通過在金屬表面進(jìn)行開窗7和開槽9的方式，使得無(wú)法在金屬表面形成渦電流，這樣磁場(chǎng)就可以穿透導(dǎo)體。在導(dǎo)電層3中間位置的開窗7使得磁場(chǎng)能夠穿透金屬表面，但僅有開窗7是不夠的，因?yàn)闇u電流在開窗7周圍依然會(huì)產(chǎn)生，它產(chǎn)生的磁場(chǎng)與發(fā)射磁場(chǎng)方向相反并且幅度接近，從而會(huì)抵消掉發(fā)射磁場(chǎng)，結(jié)果使得耦合變得很低。一個(gè)或多個(gè)開槽9可以完全切斷渦電流形成的路徑。所示通過在開窗7路徑上增加的開槽9，渦電流無(wú)法形成回路。電流被迫在導(dǎo)電材料邊緣流動(dòng)，且流動(dòng)的方向與線圈6電流的方向一致，這樣提高了由位于導(dǎo)電材料下面線圈6產(chǎn)生的磁場(chǎng)強(qiáng)度。

導(dǎo)電材料上開窗7大小控制了有多少磁場(chǎng)會(huì)穿透線圈6，同時(shí)控制著渦電流的幅度，最終改變了PTU和PRU線圈6的耦合效果。

本發(fā)明中所述導(dǎo)電層3用于測(cè)試對(duì)于耦合效果的影響中，PTU和PRU線圈6之間的耦合阻抗(Z21)會(huì)隨著開窗7尺寸的變大而變大。假設(shè)不通過這種特定的導(dǎo)電材料方案，就很難實(shí)現(xiàn)耦合效果的優(yōu)化，除非直接改變PRU線圈6，但這對(duì)于模塊化PRU設(shè)計(jì)不利。

傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中，使用不導(dǎo)電的表面材料(阻燃塑料)來(lái)用作允許磁場(chǎng)穿透的，但這樣會(huì)將設(shè)備中其他元件暴露于磁場(chǎng)當(dāng)中，由于這些元件本身的材料屬性，會(huì)導(dǎo)致?lián)p耗。更重要的是，這些不導(dǎo)電材料作為外殼會(huì)破壞系統(tǒng)的EMI/ESD完整性。

本發(fā)明使用了一種圖案化的導(dǎo)電材料層作為設(shè)備元件的磁場(chǎng)屏蔽層。大部分與無(wú)線充電無(wú)關(guān)的元件被金屬材料覆蓋，從而避免了對(duì)于系統(tǒng)元件的耦合，損耗和干擾。

本發(fā)明提供一個(gè)大面積導(dǎo)體材料覆蓋設(shè)備的頂層和底層10，從而保留了系統(tǒng)大部分的EMI/ESD完整性，并且與設(shè)備在多處進(jìn)行接地，這種結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了一個(gè)半法拉第籠或全法拉第籠，從而屏蔽了設(shè)備板子上的產(chǎn)生輻射噪聲元件，保證了EMI性能。

同時(shí)，本發(fā)明中大面積的金屬材料給系統(tǒng)提供了低阻抗的接地，從而降低了系統(tǒng)ESD的風(fēng)險(xiǎn)。

如圖2所示，傳統(tǒng)不導(dǎo)的塑料底座2會(huì)迫使ESD產(chǎn)生的噪聲穿過主板1，從而導(dǎo)致嚴(yán)重的ESD風(fēng)險(xiǎn)。但在本發(fā)明中，通過大面積導(dǎo)電材料將ESD噪聲引入到導(dǎo)電材料中設(shè)計(jì)的接地點(diǎn)8上，從而大大降低了ESD風(fēng)險(xiǎn)。

下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的應(yīng)用原理做進(jìn)一步描述。

本發(fā)明提供的圖案化的導(dǎo)電材料(銅箔)作為設(shè)備的底殼3。PRU線圈6的尺寸大約150x75mm，但在相應(yīng)導(dǎo)電層3上的開窗7大小只有35x56mm，這樣可以保證PTU和在設(shè)備中的PRU模塊的感應(yīng)阻抗在24～34Ohms范圍內(nèi)。圖案化的導(dǎo)電材料與設(shè)備的地在頂部螺絲附近進(jìn)行連接，以降低EMI/ESD風(fēng)險(xiǎn)。

本發(fā)明與PTU充電板5間的測(cè)試，測(cè)量得到的耦合效率及線圈6效率可知，通過本發(fā)明中圖案化的導(dǎo)電材料方案，設(shè)備中無(wú)線充電的性能非常好。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。