專利名稱：屏蔽設(shè)備和無線電力傳輸設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開涉及一種屏蔽設(shè)備和無線電力傳輸設(shè)備。本公開涉及一種能夠提高電力傳輸效率并且最小化向外泄露的磁場的量的無線電力傳輸技術(shù)。
背景技術(shù)：
無線電力傳輸或者無線能量傳遞涉及向所期望的裝置無線地傳遞電能的技術(shù)。在19世紀(jì)，已經(jīng)廣泛地使用了使用電磁感應(yīng)原理的電動機(jī)或者變壓器并且然后已經(jīng)提出了用于通過輻射諸如無線電波或者激光的電磁波而傳送電能的方法。實(shí)際上，頻繁地在日常生活中使用的電動牙刷或者電動剃須刀是基于電磁感應(yīng)原理而被充電的。直至現(xiàn)在，使用磁感應(yīng)、諧振和短波長射頻的長距離傳輸已經(jīng)被用作無線能量傳遞方法。近來，在無線電力傳輸技術(shù)中，已經(jīng)廣泛地使用了使用諧振的能量傳輸方案。因?yàn)榛谥C振的無線電力傳輸系統(tǒng)通過線圈無線地傳輸被形成在傳送器和接收器側(cè)處的電信號，所以使用者能夠容易地對諸如便攜式裝置的電子設(shè)備充電。然而，根據(jù)采用諧振的能量傳遞方法，由于從傳送器產(chǎn)生的電磁波而導(dǎo)致另一裝置可能錯(cuò)誤地操作。向人類身體暴露的電磁波可能對人類身體的健康產(chǎn)生有害的影響。

發(fā)明內(nèi)容
本公開提供一種屏蔽設(shè)備，其能夠提高無線電力傳輸設(shè)備和無線電力接收設(shè)備之間的電力傳輸效率，以及一種無線電力傳輸設(shè)備。本公開提供一種屏蔽設(shè)備，其能夠防止另一設(shè)備錯(cuò)誤地操作，并且最小化要向外泄露的磁場的量從而能夠防止泄露對人類身體有害的磁場的情況，以及一種無線電力傳輸設(shè)備。根據(jù)實(shí)施例，提供一種屏蔽設(shè)備，其被包括在用于將電力無線地傳送到無線電力接收設(shè)備的無線電力傳輸設(shè)備中，該屏蔽設(shè)備包括第一屏蔽單元，該第一屏蔽單元改變從無線電力傳輸設(shè)備的傳輸線圈產(chǎn)生的磁場的一部分的傳輸路徑，并且屏蔽已經(jīng)穿過第一屏蔽單元的磁場的部分。第二屏蔽單元被放置在第一屏蔽單元上。第一屏蔽單元的磁導(dǎo)率的實(shí)分量值大于第一屏蔽單元的磁導(dǎo)率的虛分量值，并且第二屏蔽單元的磁導(dǎo)率的虛分量值大于第二屏蔽單元的磁導(dǎo)率的實(shí)分量值。根據(jù)實(shí)施例，提供一種無線電力傳輸設(shè)備，該無線電力傳輸設(shè)備用于將電力無線地傳送到無線電力接收設(shè)備。無線電力傳輸設(shè)備包括傳輸單元，該傳輸單元從電源接收電力并且通過非輻射方法將從傳輸線圈產(chǎn)生的磁場傳遞到無線電力接收設(shè)備的接收線圈；以及屏蔽裝置，該屏蔽裝置包括第一屏蔽單元，該第一屏蔽單元改變從傳輸線圈產(chǎn)生的磁場的一部分的傳輸路徑；以及第二屏蔽單元，該第二屏蔽單元被放置在第一屏蔽單元上并且屏蔽已經(jīng)穿過第一屏蔽單元的磁場的部分。第一屏蔽單元的磁導(dǎo)率的實(shí)分量值大于第一屏蔽單元的磁導(dǎo)率的虛分量值，并且第二屏蔽單元的磁導(dǎo)率的虛分量值大于第二屏蔽單元的磁導(dǎo)率的實(shí)分量值。
根據(jù)實(shí)施例，提供一種屏蔽設(shè)備，該屏蔽設(shè)備被包括在通過使用磁場與接收設(shè)備通信的傳輸設(shè)備中。屏蔽設(shè)備包括第一屏蔽單元，該第一屏蔽單元改變從傳輸設(shè)備產(chǎn)生的磁場的一部分的傳輸路徑；以及第二屏蔽單元，該第二屏蔽單元被放置在第一屏蔽單元上并且屏蔽已經(jīng)穿過第一屏蔽單元的磁場的部分。第一屏蔽單元的磁導(dǎo)率的實(shí)分量值大于第一屏蔽單元的磁導(dǎo)率的虛分量值，并且第二屏蔽單元的磁導(dǎo)率的虛分量值大于第二屏蔽單兀的磁導(dǎo)率的實(shí)分量值。如上所述，本公開的實(shí)施例具有下述效果。首先，能夠減少在無線電力傳輸過程中要向外泄露的磁場的輻射量，從而防止另一設(shè)備錯(cuò)誤地操作并且最小化對人類身體造成的有害的影響。第二，能夠通過經(jīng)由屏蔽設(shè)備改變磁場的傳輸路徑來最大化電力效率。


圖1是示出根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施例的無線電力傳輸系統(tǒng)的視圖；圖2是示出根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施例的傳輸感應(yīng)線圈的等效電路的電路圖；圖3是示出根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施例的電源和傳輸單元的等效電路的電路圖；圖4是示出根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施例的接收諧振線圈、接收感應(yīng)線圈、平滑電路、以及負(fù)載的等效電路的電路圖；圖5是示出根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施例的屏蔽設(shè)備的框圖；圖6是示出根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施例的采用無線電力傳輸設(shè)備的無線電力傳輸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的視圖；以及圖7是示出根據(jù)用于無線電力傳輸?shù)氖褂妙l率的屏蔽構(gòu)件的磁導(dǎo)率的實(shí)分量值和虛分量值的變化的曲線圖。
具體實(shí)施例方式在說明書和權(quán)利要求中使用的術(shù)語和單詞不應(yīng)該被解釋成通常使用的字典含義，而是應(yīng)該基于本發(fā)明人可以正確地定義術(shù)語概念從而以最佳方式解釋本發(fā)明的事實(shí)被解釋為與本發(fā)明的技術(shù)范圍有關(guān)。因此，在附圖中描繪的實(shí)施例和配置僅僅是為了示意性的意圖而不代表實(shí)施例的全部技術(shù)范圍，從而應(yīng)該理解，在提交該申請時(shí)，可以存在各種等效形式和修改。圖1是示出根據(jù)本公開的實(shí)施例的無線電力傳輸系統(tǒng)的視圖。從電源10產(chǎn)生的電力被提供給電力傳送單元20，從而電力傳送單元20使用諧振將電力傳送到與電力傳送單元20諧振并且具有與電力傳送單元20的相同的諧振頻率值的電力接收單元30。被傳遞到電力接收單元30的電力經(jīng)由整流電路40而被傳遞到負(fù)載50。負(fù)載50可以是電池或者需要電力的預(yù)定設(shè)備。詳細(xì)地，電源10是用于供應(yīng)預(yù)定頻率的AC電的AC電源。電力傳送單兀20包括傳輸感應(yīng)線圈21和傳輸諧振線圈22。傳輸感應(yīng)線圈21被連接到電源10，從而AC電流流過傳輸感應(yīng)線圈21。當(dāng)AC電流流過傳輸感應(yīng)線圈21時(shí)，由于電磁感應(yīng)，AC電流被感應(yīng)到與傳輸感應(yīng)線圈21物理地隔開的傳輸諧振線圈22。使用諧振將被傳遞到傳輸諧振線圈22的電力傳送到與電力傳送單元20形成諧振電路的電力接收單元30。由于諧振，能夠在彼此阻抗匹配的兩個(gè)LC電路之間傳送電力。使用諧振的電力傳輸方法能夠使用電磁感應(yīng)以較高的電力傳輸效率比電力傳輸方法更遠(yuǎn)地傳送電力。電力接收單元30包括接收諧振線圈31和接收感應(yīng)線圈32。在接收諧振線圈31處接收從傳輸諧振線圈單元22傳送的電力，從而AC電流流過接收諧振線圈31。被傳送到接收諧振線圈31的電力通過電磁感應(yīng)而被傳遞到接收感應(yīng)線圈32。被傳遞到接收感應(yīng)線圈32的電力通過整流電路40而被整流并且然后被傳遞到負(fù)載50。圖2是根據(jù)本公開的實(shí)施例的傳輸感應(yīng)線圈21的等效電路圖。如在圖2中所示，傳輸感應(yīng)線圈21可以包括電感器LI和電容器Cl，并且形成具有適當(dāng)?shù)碾姼兄岛瓦m當(dāng)?shù)碾娙葜档碾娐?。電容器Cl可以是可變電容器。能夠通過調(diào)整可變電容器來執(zhí)行阻抗匹配。同時(shí)，傳輸諧振線圈22、接收諧振線圈31和接收感應(yīng)線圈32的等效電路可以等同于在圖2中示出的電路。圖3是根據(jù)本公開的實(shí)施例的電源10和電力傳送單元20的等效電路圖。如在圖3中所示，傳輸感應(yīng)線圈21和傳輸諧振線圈22中的每一個(gè)可以包括分別具有預(yù)定的電感值和預(yù)定的電容值的電感器LI或者L2和電容器Cl或者C2。圖4是根據(jù)本公開的實(shí)施例的接收諧振線圈31、接收感應(yīng)線圈32、平滑電路40和負(fù)載50的等效電路圖。如在圖4中所示，接收諧振線圈31和接收感應(yīng)線圈32中的每一個(gè)可以包括分別具有預(yù)定電感值和預(yù)定電容值的電感器L3或者L4和電容器C3或者C4。平滑電路40可以包括二極管Dl和整流電容器C5以將AC電轉(zhuǎn)換成要被輸出的DC電。雖然負(fù)載50被示出為1.3V DC電源，但是負(fù)載50可以是電池或者需要DC電的其它裝置。圖5是示出根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施例的屏蔽設(shè)備60的框圖。參考圖5，屏蔽設(shè)備60包括第一屏蔽單元和第二屏蔽單元61和62。根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施例的屏蔽設(shè)備60可應(yīng)用于使用電磁感應(yīng)和諧振的無線電力傳輸方法。屏蔽設(shè)備60能夠改變從無線電力傳輸設(shè)備100傳送到無線電力接收設(shè)備200的磁場的一部分的傳輸路徑，或者能夠屏蔽向外泄露的磁場的一部分。第一屏蔽單兀61能夠改變從無線電力傳輸設(shè)備100的傳輸諧振線圈22產(chǎn)生的磁場的一部分的傳輸路徑。第一屏蔽單元61改變從傳輸諧振線圈22產(chǎn)生的磁場的部分到無線電力接收設(shè)備200的傳輸路徑,從而大量的磁場能夠被傳送到無線電力接收設(shè)備200。換言之，由于第一屏蔽單元61，無線電力傳輸設(shè)備100和無線接收設(shè)備200之間的電力傳輸效率能夠被增加。第二屏蔽單元62能夠屏蔽已經(jīng)從傳輸諧振線圈22產(chǎn)生并且已經(jīng)穿過第一屏蔽單元61的磁場使得其不向外泄露。換言之，第二屏蔽單元62吸收已經(jīng)穿過第一屏蔽單元61的磁場的一部分，并且將磁場轉(zhuǎn)換成熱能，從而防止磁場被泄露到外面。如果被泄露到外面的磁場的量被減少，則沒有向人類身體暴露對人類身體有害的磁場。第一和第二屏蔽單元61和62包括不同類型的磁性物質(zhì)。第一和第二屏蔽單元61和62可以包括尖晶石(spinel)、六亞甲基四胺(hexa)、磁粉(sandust)、以及透磁合金磁性(permalloy magneticsubstances)物質(zhì)。例如，第一屏蔽單元61可以包括尖晶石磁性物質(zhì)，并且第二屏蔽單元62可以包括六亞甲基四胺磁性物質(zhì)。然而，第一屏蔽單元61不限于尖晶石磁性物質(zhì)，但是第一屏蔽單元61可以包括六亞甲基四胺磁性物質(zhì)或者石榴石磁性物質(zhì)。在這樣的情況下，第二屏蔽單元62可以包括尖晶石磁性物質(zhì)。表I示出尖晶石、石榴石、以及六亞甲基四胺磁性物質(zhì)的組成式。表I
權(quán)利要求
1.一種屏蔽設(shè)備，所述屏蔽設(shè)備被包括在用于將電力無線地傳送到無線電力接收設(shè)備的無線電力傳輸設(shè)備中，所述屏蔽設(shè)備包括 第一屏蔽單元，所述第一屏蔽單元改變從所述無線電力傳輸設(shè)備的傳輸線圈產(chǎn)生的磁場的一部分的傳輸路徑；以及 第二屏蔽單元，所述第二屏蔽單元屏蔽已經(jīng)穿過所述第一屏蔽單元的磁場的部分， 其中所述第二屏蔽單元被放置在所述第一屏蔽單元上， 其中所述第一屏蔽單元的磁導(dǎo)率的實(shí)分量值大于所述第一屏蔽單元的磁導(dǎo)率的虛分量值，并且所述第二屏蔽單元的磁導(dǎo)率的虛分量值大于所述第二屏蔽單元的磁導(dǎo)率的實(shí)分量值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的屏蔽設(shè)備，其中所述第一屏蔽單元通過改變磁場的部分的傳輸路徑將磁場的部分傳送到所述無線電力接收設(shè)備，其中所述第二屏蔽單元吸收已經(jīng)穿過所述第一屏蔽單元的磁場的部分以將磁場釋放為熱。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的屏蔽設(shè)備，其中各個(gè)磁導(dǎo)率的實(shí)分量值表不改變磁場的傳輸路徑的程度，并且各個(gè)磁導(dǎo)率的虛分量值表示吸收已經(jīng)穿過所述第一屏蔽單元的磁場的部分以將磁場釋放為熱的程度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的屏蔽設(shè)備，其中所述第一屏蔽單元的磁導(dǎo)率的實(shí)分量值在大于所述第一屏蔽單元的磁導(dǎo)率的虛分量值的10倍至1000倍的范圍內(nèi)，并且所述第二屏蔽單元的磁導(dǎo)率的虛分量值在大于所述第二屏蔽單元的磁導(dǎo)率的實(shí)分量值的一倍至10倍的范圍內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的屏蔽設(shè)備，其中所述第一屏蔽單元和所述第二屏蔽單元包括不同類型的磁性物質(zhì)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的屏蔽設(shè)備，其中所述第一屏蔽單元和所述第二屏蔽單元包括尖晶石、六亞甲基四胺、磁粉、以及透磁合金磁性物質(zhì)中的一個(gè)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的屏蔽設(shè)備，其中所述第一屏蔽單元和所述第二屏蔽單元通過壓縮方法或者粘附方法相互結(jié)合。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的屏蔽設(shè)備，其中所述第一屏蔽單元和所述第二屏蔽單元通過薄膜沉積方法相互結(jié)合。
9.一種無線電力傳輸設(shè)備，所述無線電力傳輸設(shè)備用于將電力無線地傳送到無線電力接收設(shè)備，所述無線電力傳輸設(shè)備包括 傳輸單元，所述傳輸單元從電源接收電力，并且通過非輻射方法將從傳輸線圈產(chǎn)生的磁場傳遞到所述無線電力接收設(shè)備的接收線圈；以及 屏蔽裝置，所述屏蔽裝置包括第一屏蔽單元，所述第一屏蔽單元改變從所述傳輸線圈產(chǎn)生的磁場的一部分的傳輸路徑；以及第二屏蔽單元，所述第二屏蔽單元被放置在所述第一屏蔽單元上并且屏蔽已經(jīng)穿過所述第一屏蔽單元的磁場的部分， 其中所述第一屏蔽單元的磁導(dǎo)率的實(shí)分量值大于所述第一屏蔽單元的磁導(dǎo)率的虛分量值，并且所述第二屏蔽單元的磁導(dǎo)率的虛分量值大于所述第二屏蔽單元的磁導(dǎo)率的實(shí)分量值。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的無線電力傳輸設(shè)備，其中所述第一屏蔽單元通過改變磁場的部分的傳輸路徑將磁場的部分傳送到所述無線電力接收設(shè)備，其中所述第二屏蔽單元吸收已經(jīng)穿過所述第一屏蔽單元的磁場的部分以將磁場釋放為熱。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的無線電力傳輸設(shè)備，其中各個(gè)磁導(dǎo)率的實(shí)分量值表示改變從所述傳輸線圈產(chǎn)生的磁場的傳輸路徑的程度，并且各個(gè)磁導(dǎo)率的虛分量值表示吸收已經(jīng)穿過所述第一屏蔽單元的磁場的部分以將磁場釋放為熱的程度。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的無線電力傳輸設(shè)備，其中所述傳輸單元通過使用電磁感應(yīng)將電力傳送到所述無線電力接收設(shè)備。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的無線電力傳輸設(shè)備，其中所述傳輸單元通過使用電抗將電力傳送到所述無線電力接收設(shè)備。
14.一種屏蔽設(shè)備，所述屏蔽設(shè)備被包括在通過使用磁場與接收設(shè)備通信的傳輸設(shè)備中，所述屏蔽設(shè)備包括 第一屏蔽單元，所述第一屏蔽單元改變從所述傳輸設(shè)備產(chǎn)生的磁場的一部分的傳輸路徑；以及 第二屏蔽單元，所述第二屏蔽單元被放置在所述第一屏蔽單元上并且屏蔽已經(jīng)穿過所述第一屏蔽單元的磁場的部分， 其中所述第一屏蔽單元的磁導(dǎo)率的實(shí)分量值大于所述第一屏蔽單元的磁導(dǎo)率的虛分量值，并且所述第二屏蔽單元的磁導(dǎo)率的虛分量值大于所述第二屏蔽單元的磁導(dǎo)率的實(shí)分量值。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的屏蔽設(shè)備，其中所述傳輸設(shè)備通過使用射頻識別方法、近場通信方法、以及無鑰匙進(jìn)入方法中的至少一種與所述接收設(shè)備通信。
全文摘要
公開一種屏蔽設(shè)備和無線電力傳輸設(shè)備。該屏蔽設(shè)備被包括在用于將電力無線地傳輸?shù)綗o線電力接收設(shè)備的無線電力傳輸設(shè)備中，包括第一屏蔽單元，該第一屏蔽單元改變從無線電力傳輸設(shè)備的傳輸線圈產(chǎn)生的磁場的一部分的傳輸路徑；以及第二屏蔽單元，該第二屏蔽單元屏蔽已經(jīng)穿過第一屏蔽單元的磁場的部分。第二屏蔽單元被放置在第一屏蔽單元上。第一屏蔽單元的磁導(dǎo)率的實(shí)分量值大于第一屏蔽單元的磁導(dǎo)率的虛分量值，并且第二屏蔽單元的磁導(dǎo)率的虛分量值大于第二屏蔽單元的磁導(dǎo)率的實(shí)分量值。
文檔編號H05K9/00GK103068212SQ20121040884
公開日2013年4月24日 申請日期2012年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月24日
發(fā)明者安正旭 申請人:Lg伊諾特有限公司