技術(shù)領(lǐng)域

本公開涉及一種用于屏蔽電磁波的片材和無線充電裝置。

背景技術(shù)：

隨著各種電子裝置因尺寸的減小而使得重量變輕，使用磁耦合(或感應(yīng)耦合)而不使用電接觸對電池進(jìn)行充電的非接觸型(即，無線)充電方案已受到關(guān)注。

無線充電方案是通過使用電磁感應(yīng)來執(zhí)行充電的方案。初級線圈(發(fā)送器線圈)設(shè)置在充電器(無線電力發(fā)送裝置)中，次級線圈(接收器線圈)設(shè)置在充電對象(無線電力接收裝置)中。根據(jù)初級線圈和次級線圈之間的感應(yīng)耦合產(chǎn)生的電流傳輸用于對電池進(jìn)行充電的能量。

用于屏蔽電磁波的片材(或屏蔽片)可設(shè)置在接收器線圈與電池之間。屏蔽片用來阻擋由接收器線圈產(chǎn)生的磁場到達(dá)電池并且使得由無線電力發(fā)送裝置產(chǎn)生電磁波有效地發(fā)送至無線電力接收裝置。

在用于屏蔽電磁波的片材中，由于由磁性材料內(nèi)的磁通量的變化產(chǎn)生的電動勢會導(dǎo)致產(chǎn)生渦電流。渦電流會導(dǎo)致電力損耗并使磁性材料的溫度升高。此外，由渦電流產(chǎn)生的磁場會反向地作用在由發(fā)送器產(chǎn)生的磁場的方向上，使充電效率顯著降低。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本公開的一方面提供一種能夠執(zhí)行不同頻帶的屏蔽功能以用于多個無線充電方案的用于屏蔽電磁波的片材和無線充電裝置。

本公開的一方面還提供一種能夠通過減小渦電流的影響來提高熱特性和 充電效率的用于屏蔽電磁波的片材和無線充電裝置。

根據(jù)本公開的一方面，提供一種用于屏蔽電磁波的片材的新穎結(jié)構(gòu)，所述結(jié)構(gòu)在單個片材上實現(xiàn)不同的無線充電方案，有利于減小厚度并提高熱特性和充電效率。詳細(xì)地講，用于屏蔽電磁波的片材具有包括具有通孔的第一磁性材料和設(shè)置為填充所述通孔的第二磁性材料。

這里，第二磁性材料阻擋與被第一磁性材料阻擋的電磁波的頻帶不同的頻帶，從而實現(xiàn)上述多重?zé)o線充電(multi-wireless power charging)裝置。例如，第一磁性材料可阻擋的頻帶范圍為100KHz至300KHz，第二磁性材料可阻擋的頻帶范圍為6MHz至7MHz。詳細(xì)地講，第一磁性材料可執(zhí)行用于感應(yīng)耦合方案的屏蔽功能，第二磁性材料可使用大約6.78MHz的頻率來執(zhí)行用于磁共振耦合方案的屏蔽功能。

根據(jù)本公開的另一方面，用于屏蔽電磁波的片材包括：第一磁性材料，阻擋第一頻帶的電磁波；第二磁性材料：阻擋第二頻帶的電磁波。第一頻帶與第二頻帶不同。

第二磁性材料的導(dǎo)電率可比第一磁性材料的導(dǎo)電率低。

第一磁性材料和第二磁性材料可被布置在多個磁性層中。

所述片材還可包括置于多個磁性層中的相鄰的磁性層之間的粘合層。

一種無線充電裝置包括：線圈單元；電磁波阻擋片，設(shè)置在線圈單元與外部電池之間，所述電磁波阻擋片具有沿厚度方向形成的多個通孔的第一磁性材料以及填充所述多個通孔并阻擋與被第一磁性材料阻擋的電磁波的頻帶不同頻帶的第二磁性材料。

附圖說明

通過下面結(jié)合附圖進(jìn)行的詳細(xì)描述，將更加清楚地理解本公開的以上和其它方面、特征和優(yōu)點，在附圖中：

圖1是一般的無線充電系統(tǒng)的外部透視圖；

圖2是示出圖1的主要內(nèi)部組件的分解截面圖；

圖3和圖4是示意性地示出根據(jù)本公開的示例性實施例的用于屏蔽電磁波的片材的平面圖和截面圖；

圖5至圖7是示意性地示出根據(jù)本公開的另一示例性實施例的用于屏蔽電磁波的片材的截面圖；

圖8和圖9是示意性地示出根據(jù)本公開的另一示例性實施例的用于屏蔽電磁波的片材的平面圖。

具體實施方式

在下文中，將參照附圖如下描述本發(fā)明構(gòu)思的實施例。

然而，本發(fā)明構(gòu)思可按照多種不同的形式來舉例說明，并且不應(yīng)該被解釋為局限于在此闡述的具體實施例。更確切地說，提供這些實施例，以使本公開將是徹底的和完整的，并將本公開的范圍充分地傳達(dá)給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。

在整個說明書中，將理解的是，當(dāng)諸如層、區(qū)域或晶圓(基板)的元件被稱為“位于”另一元件“上”、“連接到”或者“結(jié)合到”另一元件時，所述元件可直接“位于”另一元件“上”、直接“連接到”或者直接“結(jié)合到”另一元件，或者可存在介于它們之間的其它元件。相比之下，當(dāng)元件被稱為“直接位于”另一元件“上”、“直接連接到”或者“直接結(jié)合到”另一元件時，不存在介于它們之間的元件或?qū)?。相同的?biāo)號始終指示相同的元件。如在此使用的，術(shù)語“和/或”包括一個或更多個相關(guān)聯(lián)的所列項目中的任何以及全部組合。

將明顯的是，雖然可在此使用術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”等來描述各種構(gòu)件、組件、區(qū)域、層和/或部分，但是這些構(gòu)件、組件、區(qū)域、層和/或部分不應(yīng)受這些術(shù)語限制。這些術(shù)語僅用于將一個構(gòu)件、組件、區(qū)域、層或部分與另一構(gòu)件、組件、區(qū)域、層或部分區(qū)分開。因此，在不脫離示例性實施例的教導(dǎo)的情況下，下面描述的第一構(gòu)件、組件、區(qū)域、層或部分可稱作第二構(gòu)件、組件、區(qū)域、層或部分。

為了描述的方便，可在此使用空間相關(guān)的術(shù)語(例如，“在…之上”、“在…上方”、“在…之下”和“在…下方”等)，以描述如圖中示出的一個元件與另一元件的關(guān)系。將理解的是，除了圖中示出的方位之外，與空間相關(guān)的術(shù)語意于包括裝置在使用或操作中的不同方位。例如，如果圖中的裝置翻轉(zhuǎn)，則被描述為“在”其它元件或特征“上方”或“之上”的元件將被定位為“在”所述其它元件或特征“下方”或“之下”。因此，術(shù)語“在…之上”可根據(jù)附圖的特定方向而包含“在…之上”和“在…之下”的兩種方位。裝置可被另外定位(旋轉(zhuǎn)90度或處于其它方位)，并可對在此使用的與 空間相關(guān)的描述符做出相應(yīng)解釋。

在此使用的術(shù)語僅用于描述特定實施例，并且無意限制本發(fā)明構(gòu)思。如在此使用的，除非上下文中另外清楚地指明，否則單數(shù)形式也將包括復(fù)數(shù)形式。還將理解的是，在本說明書中使用的術(shù)語“包括”和/或“包含”列舉存在所述的特征、整體、步驟、操作、構(gòu)件、元件和/或它們的組合，但不排除存在或增加一個或更多個其它特征、整體、步驟、操作、構(gòu)件、元件和/或它們的組合。

在下文中，將參照示出本發(fā)明構(gòu)思的實施例的示意圖描述本發(fā)明構(gòu)思的實施例。在附圖中，例如，由于制造技術(shù)和/或公差，所示出的形狀的修改是可預(yù)計的。因此，本發(fā)明構(gòu)思的實施例不應(yīng)被理解為受限于在此示出的區(qū)域的特定形狀，例如，不受限于包括由于制造導(dǎo)致的形狀的改變。以下的實施例也可由一個或其組合而構(gòu)成。

下面描述的本發(fā)明構(gòu)思的內(nèi)容可具有多種構(gòu)造，并且雖然在此僅提出所需的構(gòu)造，但不限于此。

圖1是一般的無線充電系統(tǒng)的外部透視圖，圖2是示出圖1的主要內(nèi)部組件的分解截面圖。

參照圖1和圖2，一般的無線充電系統(tǒng)可包括無線電力發(fā)送裝置10和無線電力接收裝置20。無線電力接收裝置20可被包括在電子裝置30(諸如移動電話、膝上型計算機(jī)或平板電腦)中。

對于無線電力發(fā)送裝置10的內(nèi)部，發(fā)送器線圈11形成在基板12上，當(dāng)交流(AC)電壓施加到無線電力發(fā)送裝置10時，在發(fā)送器線圈11周圍形成磁場。因此，從發(fā)送器線圈11中感應(yīng)的電動勢產(chǎn)生在安裝在無線電力接收裝置20中的接收器線圈21中，以對電池22進(jìn)行充電。

電池22可以是可充電或放電的鎳氫電池或者是鋰離子電池，但不限于此。此外，電池22可被構(gòu)造為與無線電力接收裝置20分開并且可拆卸地附著到無線電力接收裝置20，或者可與無線電力接收裝置20一體地構(gòu)造。

發(fā)送器線圈11和接收器線圈21可電磁耦合，并且可通過纏繞諸如銅的金屬線來形成。在這種情況下，金屬線可纏繞成圓形、橢圓形、四邊形或菱形，并且可根據(jù)所需的特性被適當(dāng)?shù)乜刂苼碓O(shè)置繞組的整體尺寸或數(shù)量。

用于屏蔽電磁波的片100(下文中被稱作“電磁波阻擋片100”)可設(shè)置在接收器線圈21和電池22之間。設(shè)置在接收器線圈21與電池22之間的電磁波阻擋片100可使磁通量集中，以被接收器線圈21有效地接收。此外，電磁波阻擋片100用來阻擋磁通量中的至少一部分到達(dá)電池22。下文中，將詳細(xì)描述電磁波阻擋片100。

圖3和圖4是示意性地示出根據(jù)示例性實施例的用于屏蔽電磁波的片材的平面圖和截面圖。電磁波阻擋片100包括第一磁性材料101和第二磁性材料102。如圖3和圖4所示，第一磁性材料101具有沿厚度方向形成的多個通孔，并且多個通孔填充有第二磁性材料102。這里，第一磁性材料101和第二磁性材料102阻擋不同頻帶的電磁波。這里，不同的頻帶是指將要集中或阻擋的主要頻率區(qū)域不同，而不是指聚集和阻擋的電磁波的頻率完全不同。

詳細(xì)地講，第一磁性材料101可阻擋的頻帶范圍為100KHz至300KHz，第二磁性材料102可阻擋的頻帶范圍為6MHz至7MHz。具體地講，第一磁性材料101可執(zhí)行用于電磁耦合方案的阻擋功能，第二磁性材料102可執(zhí)行用于磁共振耦合的阻擋功能。以這種方式，本示例性實施例中提出的電磁波阻擋片100針對不同的頻帶來執(zhí)行集中和阻擋功能，從而在單個片材中實現(xiàn)不同的無線充電方案，因此，有利于減小無線充電裝置或電子裝置的厚度。

為了執(zhí)行上述功能，可使用由非晶態(tài)合金或納米晶合金形成的薄板金屬帶(thin plate metal ribbon)作為第一磁性材料101。這里，可使用Fe基或Co基磁性合金作為非晶態(tài)合金。Fe基磁性合金可以是，例如，F(xiàn)e-Si-B合金。隨著包含F(xiàn)e的金屬的含量增加，飽和磁通密度可增大，但Fe的含量過多使得Fe基磁性合金難以成為非晶態(tài)。因此，F(xiàn)e的原子百分比含量的變化范圍可以是70％至90％，當(dāng)硅(Si)和硼(B)的總和的原子百分比的變化范圍為10％至30％時，可獲得合金的最佳的非晶態(tài)形成能力。相對于基本成分，可添加原子百分比為20％的量的諸如鉻(Cr)或鈷(Co)的耐腐蝕元素以防止腐蝕，或者可根據(jù)需要添加少量的其他金屬元素以提供其他特性。

在使用納米晶合金的情況下，可使用Fe基納米晶磁性合金。作為Fe基納米晶磁性合金，可使用Fe-Si-B-Cu-Nb合金。

第二磁性材料102可由軟磁性材料形成。例如，第二磁性材料102可由Mn-Zn基、Mn-Ni基、Ba以及Sr基鐵氧體材料形成，此外，這些材料可形成為納米晶粉末。

為了在第一磁性材料101中形成通孔，可使用本領(lǐng)域中已知的工藝。例如，通孔可通過機(jī)械地加工金屬帶來形成。此外，在本示例性實施例中，提出了可在兩個頻帶中起作用的片材；然而，不限于此，可根據(jù)期望的頻帶使用三種或更多種磁性材料。

具有上述結(jié)構(gòu)，電磁波阻擋片100可減小渦電流的影響并且可執(zhí)行多個頻帶的阻擋功能。在諸如無線充電的過程中，由于在電磁波阻擋片100內(nèi)根據(jù)磁通量的變化的電動勢會導(dǎo)致產(chǎn)生渦電流。在本示例性實施例中，為了減小渦電流的影響，第二磁性材料102由具有比第一磁性材料101的電阻率高的電阻率的材料形成，即，具有更低的導(dǎo)電率的材料。當(dāng)使用前述材料時(例如，在金屬帶被用作第一磁性材料并且鐵氧體被作用第二磁性材料的情況下)，也可獲得這種構(gòu)造。在這種情況下，由于具有相對低的導(dǎo)電率的第二磁性材料102布置在第一磁性材料101中，因此可減小第一磁性材料101中產(chǎn)生的渦電流。這里，為了進(jìn)一步提高渦電流減小功能，第二磁性材料102可由具有電絕緣性質(zhì)的材料形成。

為了執(zhí)行上述功能，第二磁性材料102可如圖3中所示在第一磁性材料101中被布置為規(guī)則的圖案。相對于圖3，所述圖案也可變型為鋸齒狀(zigzag form)。此外，第二磁性材料102可在第一磁性材料101中被布置為不規(guī)則形式，而且，在這種情況下，可表現(xiàn)出集中和阻擋電磁波和減小渦電流的功能。

電磁波阻擋片100可具有包括多個層的堆疊的結(jié)構(gòu)，而不是由單個層構(gòu)成。在這種情況下，可根據(jù)預(yù)期的阻擋功能或電子裝置的尺寸來適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)堆疊的層的數(shù)量。參照圖5至圖7，在這些示例性實施例中示出的電磁波阻擋片中，第一磁性層104可被設(shè)置為多個，以具有堆疊的結(jié)構(gòu)，第一磁性層104中的每個可通過粘合層103結(jié)合。如圖5所示，第一磁性層104可通過粘合層103結(jié)合到第二磁性層105。此外，如圖6所示，第一磁性層104可通過粘合層103結(jié)合到第二磁性層105的第一表面，第二磁性層105可通過另一粘合層103結(jié)合到另一第一磁性層104?？蛇x擇地，如在圖7的示例中，第一磁性層104可在不使用粘合層的情況下結(jié)合到第 二磁性層105。第一磁性層104和第二磁性材料105可分別包括第一磁性材料101和第二磁性材料102。

在不使用粘合層的情況下，第一磁性層104可以以膏或未固化的狀態(tài)堆疊在第二磁性層105上，可將壓力或熱施加到第一磁性層104上以獲得上述的堆疊的結(jié)構(gòu)。

在使用堆疊多個第一磁性層104和第二磁性層105的結(jié)構(gòu)的情況下，可調(diào)節(jié)第二磁性材料102的位置，以提高電磁波阻擋功能。詳細(xì)地講，如圖5至圖7所示，多個第一磁性層104和第二磁性層105中第二磁性材料102和設(shè)置在其上或其下的其他第二磁性材料102可以是交錯的(即，可設(shè)置在交錯的位置)，通過這種設(shè)置，可更有效地實現(xiàn)阻擋電磁波。

將參照圖8和圖9描述根據(jù)另一示例性實施例的電磁波阻擋片。在圖8中示出的示例性實施例中，第一磁性材料101'碎裂成多個碎片，通過該碎裂處理，可進(jìn)一步減小第一磁性材料101'的渦電流。除了第一磁性材料101'之外，如在圖9示出的示例性實施例中，第二磁性材料102'可根據(jù)需要碎裂分成多個碎片。

如上所述，在示例性實施例中提出的用于屏蔽電磁波的片材和無線充電裝置執(zhí)行阻擋多個頻帶的功能。因此，電磁波阻擋片和無線充電裝置可被用在多個無線充電方案中。

此外，使用電磁波屏阻擋片和無線充電裝置可減小渦電流的影響，提高熱特性(heating characteristics)并提高充電效率。

雖然已經(jīng)在上面示出和描述了示例性實施例，但本領(lǐng)域技術(shù)人員將明顯的是，在不脫離由權(quán)利要求限定的本發(fā)明的范圍的情況下，可以做出修改和變型。