接收天线和包括该接收天线的无线电力接收设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及无线充电，以及更具体地涉及用于无线充电的接收天线和包括该接收天线的无线电力接收设备。
【背景技术】
[0002]根据无线通信技术的发展，对于向电子设备无线地提供电力的无线电力收发技术的兴趣正在增加。无线电力收发技术可以多样化地应用于家用电子产品和电动汽车或地铁列车的供电，以及便携式终端的电池充电。
[0003]一般的无线电力收发技术使用磁感应或磁共振原理。例如，在将电能施加于无线电力发送设备的发送天线时，发送天线可以将电能转换成电磁能并且向周围发射电磁能。以及，无线电力接收设备的接收天线可以接收从发送天线发射的电磁能并且将其转换成电會泛。
[0004]在该情况下，有必要使无线电力发送设备与无线电力接收设备之间的能量损失最小化以提高电力收发效率。为此，发送天线和接收天线可能需要互相布置在有效距离内。此夕卜，可以将软磁材料布置在发送天线和接收天线的周围以使聚焦从发送天线朝向接收天线发射的电磁能。
[0005]为此，在软磁层上形成接收线圈。在该情况下，在接收线圈与软磁层之间形成空气层，并且因此会存在软磁层的磁场的导向效果减小的问题。
【发明内容】
[0006]技术问题
[0007]本发明旨在提供能够提高无线电力接收设备的无线电力接收效率的接收天线的结构。
[0008]技术方案
[0009]根据本发明的一种实施方式，一种无线充电的无线电力接收设备的接收天线包括:基底；软磁层，该软磁层堆叠在基底上；以及接收线圈，该接收线圈平行于软磁层的平面绕制并且形成于软磁层的内部。在软磁层与接收线圈之间形成有绝缘层。
[0010]接收线圈还可以包括形成于软磁层与绝缘层之间的第一粘合层以及形成于绝缘层与接收线圈之间的第二粘合层。
[0011]绝缘层可以包括聚对苯二甲酸乙二酯(PET)材料。
[0012]软磁层可以包括多个堆叠片，多个堆叠片包括软磁金属粉末和聚合物树脂。
[0013]软磁层可以包括凹槽部分。
[0014]接收天线还可以包括堆叠在接收线圈上的支持装置。
[0015]根据本发明的另一种实施方式，一种制作接收天线的方法包括:堆叠包括软磁金属粉末和聚合物树脂的多个片；在多个片的上平面上形成绝缘层；在绝缘层上布置接收线圈；以及紧压多个片、绝缘层和接收线圈，以将接收线圈形成于多个片的内部。
[0016]根据本发明的又一种实施方式，一种无线充电的无线电力接收设备包括:基底；软磁层，该软磁层堆叠在基底上；接收线圈，该接收线圈平行于软磁层的平面绕制并且形成于软磁层的内部；电路单元，该电路单元连接至接收线圈并且将电磁能转换成电能；以及存储单元，用于存储电能。在软磁层与接收线圈之间形成有绝缘层。
[0017]有益效果
[0018]根据本发明的实施方式，可以提高无线电力接收设备中的接收天线的电磁能聚焦的性能，从而可以使无线电力收发效率最大化。具体地，移除了接收线圈与软磁层之间的空气层，从而软磁层的磁场的导向效果变高，并且可以通过减小接收天线的厚度以及减小发送天线与接收天线之间的距离来获得提高的电力发送效率。
[0019]相应地，即使用薄的厚度也可以获得所需标准的电磁能聚焦效果，以及因此本发明可以应用于薄化趋势的各种电子设备比如电视机(TV)、便携式终端、笔记本和平板电脑等。
[0020]此外，根据本发明的实施方式的无线电力接收设备具有极佳的电磁能聚焦性能并且可以使用便宜的材料，因此可以应用于大的应用领域比如电动汽车和地铁列车等。
[0021]此外，降低了软磁层与接收线圈之间的电短路的概率，因此可以提高接收天线的可靠性。
【附图说明】
[0022]图1是示出根据本发明的实施方式的无线电力收发器系统的框图。
[0023]图2是示出无线电力发送设备的一部分的图，以及图3是示出无线电力接收设备的一部分的图。
[0024]图4是示出软磁层和接收线圈的横截面图。
[0025]图5是示出根据本发明的实施方式的软磁层和接收线圈的横截面图。
[0026]图6是示出根据本发明的实施方式的粘合层的横截面图。
[0027]图7是示出根据本发明的实施方式的将接收线圈嵌入软磁层中的方法的流程图。
[0028]图8是示出将接收线圈布置在多个片的上平面上并且在高温下紧压多个片之后紧压接收线圈的示例的横截面图。
[0029]图9是示出根据比较示例和本发明的示例的软磁层和接收线圈的横截面图，以及图10是示出根据比较示例和本发明的示例的发送效率的测量结果的曲线图。
【具体实施方式】
[0030]虽然本发明的构思能容许各种修改和替选形式，但是其【具体实施方式】通过附图中的示例示出并且将在本文中详细描述。然而，应当理解，并不意在将本发明构思限于所公开的具体形式，而是相反地，本发明构思意在覆盖落在本发明构思的精神和范围内的所有修改、等价物和替选方案。
[0031]应该理解，虽然术语“第一”和“第二”等在本文中可以用于描述各种部件，但是这些部件不应被这些术语所限制。这些术语仅用于将一个部件与其他部件相区分。因而，在不偏离本发明构思的教导的情况下，可以将以下所讨论的第一部件称为第二部件并且可以将以下所讨论的第二部件称为第一部件。“和/或”包括所提及的项目中的一个或更多个项目中的每一个以及所有组合。
[0032]应该理解，当元件被提及为“连接”或“耦接”至其他元件时，该元件可以直接连接或耦接至其他元件或者可以存在介于中间的元件。与此相反，当元件被提及为“直接连接”或“直接耦接”至其他元件时，则不存在任何介于中间的元件。用于描述元件之间的关系的其他词语应当以同样的方式进行解释(即，“在……之间”相对于“直接在……之间”，“相邻”相对于“直接相邻”，等等)。
[0033]本文中用于描述本发明构思的实施方式的术语不意在限制本发明构思的范围。除非上下文另外清楚指出，否则本发明构思的以单数提及的元件可以计有一个或更多个。还应理解，在本文中使用术语“包括”和“具有”等时，术语“包括”和“具有”等指定所述特征、数目、步骤、操作、元件、部件和/或其组合的存在，但是不排除一个或更多个其他特征、数目、步骤、操作、元件、部件和/或其组合的存在或附加。
[0034]除非另外限定，否则本文中所使用的所有术语(包括技术和科学术语)要按照该发明构思所属的技术领域中惯常的方式进行解释。除非本文清楚地限定，否则还应理解，常用的术语同样应当按照相关技术领域中惯常的方式进行解释而不应以理想化或过度的形式意义进行解释。
[0035]在下文中，将参照附图来描述示例实施方式，不管附图符号如何将给予相同或相对应的元件相同的附图标记，并且将省略重叠的描述。
[0036]图1为示出根据本发明的实施方式的无线电力收发器系统的框图。
[0037]参照图1，无线电力收发器系统可以包括无线电力发送设备100和无线电力接收设备200。连接至电源的无线电力发送设备100将电能施加于发送天线，以及发送天线将电能转换成电磁能并且向周围发射电磁能。无线电力接收设备200使用接收天线来接收从发送天线发射的电磁能，将电磁能转换成电能，并且执行充电。
[0038]在此，无线电力发送设备100例如可以为发送垫(pad)。此外，无线电力接收设备200可以是应用了无线电力收发技术的便携式终端、家用/个人电子产品、运输装置等的结构的一部分。应用了无线电力收发技术的便携式终端、家用/个人电子产品、运输装置等可以被设置成仅包括无线电力接收设备200或者被设置成包括无线电力发送设备100和无线电力接收设备200 二者。
[0039]在此，无线电力发送设备100可以使用电磁感应方法或共振方法来发送电力。类似地，无线电力接收设备200可以使用电磁感应方法或共振方法来接收电力。
[0040]同时，无线电力接收设备200可以包括同时具有无线电力转换(WPC)功能和近场通信(NFC)功能的模块。在此，无线电力接收设备200可以执行与包括NFC模块的外部设备 300 的 NFCo
[0041]图2是示出无线电力发送设备的一部分的图，以及图3是示出无线电力接收设备的一部分的图。
[0042]参照图2，无线电力发送设备100可以包括发送电路(未示出)、软磁芯110、发送天线120和永磁体130。
[0043]软磁芯110可以包括具有数毫米厚度的软磁材料。此外，发送天线120包括发送线圈，并且发送天线120可以环绕永磁体130。在此，永磁体130不是必需元件而是可以根据规范被省略。
[0044]参照图3，无线电力接收设备200可以包括接收电路(未示出)、软磁层210和接收线圈220。软磁层210可以形成于基底(未示出)上。基底可以包括许多层固定片，并且可以连接至软磁层210以对软磁层210进行固定。
[0045]软磁层210对从无线电力发送设备100的发送天线120发射的电磁能进行聚焦。
[0046]软磁层210可以包括金属材料或铁氧体材料，并且可以以小球、板、带、箔和膜等各种形式实现。在示例实施方式中，软磁层210可以为以下的形式:在该形式中，堆叠包括具有软磁性的单一金属或合金粉末(在下文中被称为软磁金属粉末)和聚合物树脂的多个片。在另一示例实施方式中，软磁层210可以为包括铁、钴和镍中的至少一种的合金带、堆叠带、箔或膜。在又一示例实施方式中，软磁层210可以为包括90重量％或更多的FeSiCr薄片以及10重量％或更少的聚合物树脂的合成物。在又一示例实施方式中，软磁层210可以是包括镍锌(N1-Zn)铁氧体的片、带、箔或膜。
[0047]接收线圈220可以堆叠于软磁层210上。接收线圈220可以在平行于软磁层210的平面的方向上绕制在软磁层210上。例如，应用于智能电话的接收天线可以具有螺旋线圈的形式，其中，螺旋线圈具有至多50mm的外直径以及20mm或更大的内直径。接收电路将通过接收线圈220接收的电磁能转换成电能，并且用所转换的电能对电池(未示出)进行充电。
[0048]虽然未示出，但是在软磁层210与接收线圈220之间还可以包括散热层。在本说明书中，可以将软磁层210和接收线圈220 —起称为接收天线。
[0049]当无线电力接收设备200同时具有WPC功能和NFC功能时，还可以在软磁层210上堆叠NFC线圈230。NFC线圈230可以被形成以围绕接收线圈220的外部。
[0050]此外，接收线圈220和NFC线圈230可以通过端子240彼此电连接。
[0051]图4为示出软磁层和接收线圈的横截面图。
[0052]参照图4，在软磁层400上形成粘合层410，在粘合层