無線傳輸電能的設備的制造方法
【專利說明】
[0001] 相關申請的交叉引用
[0002] 本申請要求于2014年6月3日申請的韓國專利申請號為10-的在 先申請數據及其優先權的權益，其內容通過引用全文并入本文。
技術領域
[0003] 本發明涉及無線傳輸電能的設備。
【背景技術】
[0004] 隨著當前通信和信息處理技術的發展，例如智能電話的智能終端的使用逐漸增 加。一種普遍用于智能終端充電的方法是將連接到電源的適配器直接連接到智能終端并且 使用外部電源給智能終端充電的方法，或者是一種通過主機的USB終端將適配器連接到智 能終端并且使用主機的USB電源對智能終端充電的方法。
[0005] 為了減少智能終端必須通過連接線直接連接到適配器或者連接到主機的不便，近 來，一種使用磁耦合而不使用電接觸給電池無線充電的無線充電方法被逐漸應用于智能終 端。
[0006] 有一些無線提供或者接收電能的方法。代表性的方法包括基于電磁電感現象的電 感耦合方法以及根據特定頻率的無線電能信號的基于電磁共振現象的電磁共振耦合方法。
[0007] 以上方法通過在無線充電裝置和電子裝置，例如智能終端，之間形成通信信道并 且交換數據，能夠確保電能傳輸的可靠性以及改善傳輸效率。該電感耦合方法的問題在于 當無線傳輸電能時，電能接收設備移動而造成的傳輸效率的惡化，而電磁共振耦合方法的 問題在于通信信道中產生的噪聲使得電能的傳輸停止。
[0008] 電磁共振耦合方法的商業化需要一些時間，并且因此其標準化的推進很慢。相反， 電感耦合方法的標準化以及商業化都推進的很迅速。
[0009] 在電感耦合方法中，當要給一個裝置即接收設備充電時，與充電器的中心即傳輸 設備匹配得非常好時，充電可以流暢地進行。由于這一原因，在一些產品中，傳輸設備和接 收設備的中心通過輔助磁鐵匹配。因此，雖然用于無線傳輸電能的設備的中心以及接收設 備沒有很好匹配，仍然需要傳輸設備能夠充電或者不惡化效率。

【發明內容】

[0010] 本發明的目的是為了改善用于無線傳輸電能的設備的傳輸效率。
[0011] 本發明的另一個目的是為了改善在使用電感耦合方法無線傳輸電能的設備中的 傳輸線圈的特性。
[0012] 本發明的又另一個目的是提出一種在使用電感耦合方法無線傳輸電能的設備中 的Tx線圈的有效的形狀和大小。
[0013] 根據本發明的實施例，提供了一種無線傳輸電能的設備，包括傳輸線圈，被配置為 響應AC電流而改變磁場，屏蔽單元，被配置為限制從傳輸線圈產生的磁場的傳播，以及外 殼，被配置為包圍該傳輸線圈和該屏蔽單元。該傳輸線圈通過在同一個平面上沿著等腰三 角形各邊纏繞導線而以單層形式形成，該等腰三角形的高大于底邊，并且該傳輸線圈外圍 高度為52±0. 5mm，內部高度為34±0. 5mm，外圍寬度為46±0. 5mm，內部寬度為28±0. 5mm， 厚度為 I. l±〇. 3mm。
[0014] 在一個實施例中，可通過沿著等腰三角形的各邊纏繞八圈導線形成傳輸線圈。
[0015] 在一個實施例中，屏蔽單元的至少一部分可被配置為超出傳輸線圈的外圍。
[0016] 在一個實施例中，該屏蔽單元可形成在傳輸線圈和外殼之間。
[0017] 根據本發明的另一個實施例，傳輸線圈被配置為響應AC電流而改變磁場并且無 線發送電能。該傳輸線圈通過在同一個平面上沿著等腰三角形各邊纏繞導線而以單層形 式形成，該等腰三角形的高大于底邊，該傳輸線圈的外圍高度為52±0. 5mm，內部高度為 34±0. 5mm，外圍寬度為46±0. 5mm，內部寬度為28±0. 5mm，厚度為I. 1±0. 3mm，并且該導 線可沿等腰三角形各邊纏繞八圈。
【附圖說明】
[0018] 圖1是一個示出了從無線傳輸電能的設備向電子裝置無線傳輸電能的例子的概 念圖；
[0019] 圖2是一個示出了在使用了電磁電感方法的無線傳輸電能的設備的電能轉換單 元中的電路的構造的概念圖；
[0020] 圖3示出了用于在無線傳輸電能的設備和接收設備之間交換電能和消息的結構；
[0021] 圖4是一個示出了一個用于控制在無線傳輸電能的設備和接收設備之間的電能 傳輸的回路的框圖；
[0022] 圖5示出了應用了本發明的實施例的傳輸線圈；以及
[0023] 圖6是一個包括圖5的Tx線圈的充電器的分解透視圖。
【具體實施方式】
[0024] 下面，將參考附圖詳細描述根據本發明實施例的用于無線傳輸電能的設備。
[0025] 圖1是一個示出了從無線傳輸電能的設備向電子裝置無線傳輸電能的例子的概 念圖。
[0026] 用于無線傳輸電能的設備100可以是用于把電能無線傳輸到無線電能接收設備 或者電子裝置200的電能傳輸裝置，或者可以是用于無線傳輸電能從而給電子裝置200的 電池充電的無線充電裝置。在一些實施例中，設備100可以被實現為以非接觸方式把電能 提供給需要電源的電子裝置200的各類型的設備。
[0027] 該電子裝置200是能夠使用從無線傳輸電能的設備100無線接收到的電能來運行 的裝置，并且其可以使用該無線接收的電能對其電池充電。該用于無線接收電能的電子裝 置200可以包括可攜帶的所有類型的電子裝置，例如，智能電話、智能終端、平板電腦、多媒 體終端、鍵盤、鼠標以及輸入/輸出裝置，例如視頻或者音頻助理裝置。
[0028] 用于無線傳輸電能的設備100可以根據無線電能信號使用基于電磁感應現象的 電感耦合方法無線發送電能。也就是說，響應于無線傳輸電能的設備100傳輸的無線電能 信號，在電子裝置200中產生共振，并且根據共振現象以非接觸的方式將該電能從用于無 線傳輸電能的設備100傳輸到電子裝置200。根據電磁感應現象，初級線圈的磁場被AC電 流改變，向次級線圈感生電流，并因此傳輸電能。
[0029] 如果流入到無線傳輸電能的設備100的初級線圈中的電流強度發生改變，該電流 改變通過初級線圈（或者傳輸（Tx)線圈）的磁場。該改變的磁場在電子裝置200中的次 級線圈（或者接收（Tx)線圈）中產生感生電動勢。
[0030] 如果用于無線傳輸電能的設備100和電子裝置200被布置為使得無線傳輸電能的 設備100的Tx線圈以及電子裝置200的Rx線圈彼此相鄰，并且無線傳輸電能的設備100 控制Tx線圈的電流使其改變，則電子裝置200使用感生到Rx線圈中的電動勢給例如電池 的負載提供電源。
[0031] 使用電感耦合方法的無線電能傳輸的效率受到無線傳輸電能的設備100和電子 裝置200的布置以及他們之間距離的影響。因此，無線傳輸電能的設備100可被構造為包 括平的接口面，Tx線圈可被布置在接口面以下，一個或者多個電子裝置可位于接口面以上。 如果布置在接口面以下的Tx線圈和布置在接口面以上的Rx線圈之間的間隔被充分減小， 就能夠改善使用電感耦合方法的無線電能傳輸的效率。
[0032] 指示電子裝置將被安置的位置的標記可被指示在接口面上。該標記可指示電子裝 置的位置使得位于接口面以下的Tx線圈和位于接口面以上的Rx線圈被合適地布置。用于 引導電子裝置位置的突出形狀的結構可形成于接口面上。磁性材料，例如磁鐵，可形成在接 口面以下使得Tx線圈和Rx線圈通過在磁性材料和提供在電子裝置內的另一極的磁性材料 之間的引力被很好地設置。
[0033] 圖2是一個示出了在使用電磁電感方法的無線傳輸電能的設備的電能轉換單元 中的電路的構造的概念圖。
[0034] 用于無線傳輸電能的設備可基礎地包括電源和包含有轉換器和共振電路的電能 轉換單元。該電源可以是電壓源或者電流源。電能轉換單元將電源提供的電能轉換為無線 電能信號并且將轉換的能量傳輸到接收設備。該無線電能信號形成為具有共振特性的磁場 或者電磁場形式，并且共振電路包括產生無線電能信號的線圈。
[0035] 該轉換器通過切換元件和控制電路將DC輸入轉換為具有所需電壓和頻率的AC波 形。圖2中，示出了全橋轉換器，但是也可以使用例如半橋轉換器的其他類型的轉換器。
[0036] 該共振電路包括使用磁電感方法發送電能的Tx線圈Lp以及電容器Cp。該傳輸線 圈Lp和電容器Cp確定電能傳輸的基本共振頻率。該Tx線圈根據電流的改變形成對應于 電能信號的磁場，并且其被實現為平面或者螺旋線形式。
[0037] 當通過轉換器轉換的AC電流驅動共振電路時，在Tx線圈中形成磁場。該轉換器 產生接近于共振電路共振頻率的頻率的AC，因此能夠增加傳輸設備的傳輸效率。傳輸設備 的傳輸效率可以通過控制轉換器來改變。
[0038] 圖3示出了用于在無線傳輸電能和接收設備之間交換電能和消息的結構。
[0039] 電