电场耦合式无线电能传输装置及发射装置的制作方法

本实用新型涉及无线电能传输技术领域，特别涉及电场耦合式无线电能传输装置及发射装置。

背景技术：

无线电能传输作为一种无需连接导线即可实现电能传输的技术，在生活中已经越来越常见，而在大多数应用场景中，所见的大多数为磁场式无线电能传输，而磁场式无线电能传输要求传输范围内不能存在金属及其制品，因而出现了电场耦合式无线电能传输。

在上海慕尼黑电子展期间,村田独家展示了电场耦合式无线电能传输方案，其中，功率高达10w，目前国际标准没有这么大功率的。此时，无线电能传输的效率达到了70％。

技术实现要素：

本实用新型的主要目的是提出一种电场耦合式无线电能传输装置，旨在解决电场耦合式无线电能传输装置的传输效率过低的问题。

为实现上述目的，本实用新型提出一种电场耦合式无线电能传输装置，所述电场耦合式无线电能传输装置包括无线电能发射组件和无线电能接收组件；其中，

所述无线电能发射组件包括：

第一陶瓷基板；

第一金属极板，贴设于所述第一陶瓷基板的一侧表面；

发射端，与所述第一金属极板连接，用于为所述第一金属极板供电。

优选地，所述无线电能接收组件包括第二金属极板和第二陶瓷基板，所述第二陶瓷基板与所述第二金属极板贴合设置。

优选地，所述第一陶瓷基板与所述第一金属极板之间的贴合设置方式为磁控溅射、蒸发沉积或电子印刷。

优选地，所述第一金属极板的数量可为多个，均与所述第一陶瓷基板的同一侧面贴合设置，且多个所述第一金属极板相互独立；或者，

所述第一金属极板的数量可为多个，所述第一陶瓷基板的数量也为多个，所述第一金属极板的数量小于所述第一陶瓷基板的数量，所述第一金属极板与所述第一陶瓷基板一对一设置或者一对多贴合设置，且多个所述第一金属极板相互独立。

优选地，所述第一金属极板与所述发射端的连接方式为焊接或者导电粘接。

优选地，所述第二陶瓷基板与所述第一陶瓷基板贴合设置。

优选地，所述第一陶瓷基板和所述第二陶瓷基板相对设置。

优选地，所述第一陶瓷基板和所述第二陶瓷基板的材料为氧化锆。

为实现上述目的，本实用新型还提出一种发射装置，包括壳体及如上所述的电场耦合式无线电能传输装置的无线电能发射组件。

优选地，所述壳体可拆卸安装于移动终端上的外壳，所述壳体包括等静压成型壳体、模压成型壳体、注浆成型壳体、流延成型壳体及热压铸成型壳体。

本实用新型通过在一种电场耦合式无线电能传输装置，所述电场耦合式设置无线电能发射组件和无线电能接收组件，无线电能发射组件包括第一陶瓷基板、第一金属极板以及发射端，其中，第一金属极板贴设于所述第一陶瓷基板的一侧表面，发射端，与所述第一金属极板连接为所述第一金属极板供电。当在第一金属极板表面贴设有第一陶瓷基板时，可以提高无线电能传输装置的传输效率，以解决电场耦合式无线电能传输装置的传输效率过低的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型电场耦合式无线电能传输装置一实施例的结构示意图；

图2为本实用新型电场耦合式无线电能传输装置一实施例的结构示意图；

图3为本实用新型电场耦合式无线电能传输装置一实施例的结构示意图；

图4为本实用新型电场耦合式无线电能传输装置一实施例的结构示意图；

图5为本实用新型发射装置一实施例的结构示意图。

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

为了解决电场耦合式无线电能传输装置的传输效率过低的问题，本实用新型提出一种电场耦合式无线电能传输装置。方便不同规格的供电插头电能传输使用以及电动车的电源的使用。

在一实施例中，如图1所示，一种电场耦合式无线电能传输装置，所述电场耦合式无线电能传输装置包括无线电能发射组件和无线电能接收组件，其中，所述无线电能发射组件包括第一陶瓷基板102、第一金属极板101和发射端103。第一金属极板101贴设于所述第一陶瓷基板102的一侧表面，发射端103与所述第一金属极板101连接。

在本实施例中，发射端103为所述第一金属极板101板供电，此时，发射端103供给第一金属极板101的为高频高压的电流，当电流经过第一金属极板101时，由于第一金属极板101贴设于所述第一陶瓷基板102的一侧表面，发射端103与所述第一金属极板101连接，所以经电场耦合后，第一金属极板101发射的电场由于第一陶瓷基板102的存在，会比原来的电场强度更大，能传输的电能更多。无线电能发射组件中的第一金属极板101与发射端103可以单独构成一个导通回路，实现无线电能发射。当存在接收端时，无线电能发射组件与无线电能接收组件构成一个完整发射接收回路，第一金属极板101将电能经过第一陶瓷基板102发送至无线电能接收组件，此时由于第一陶瓷基板102的存在，可以提高电场耦合式无线电能传输装置的传输效率，从而实现提升电场耦合式无线电能传输装置的传输效率的目的。另外，将第一金属极板101与所述第一陶瓷基板102贴合设置，可以增强无线电能发射组件的稳定性。值得注意的是，此时第一陶瓷基板102的设置能使无线电能发射组件传输至无线电能接收组件的传输效率由70％提升至90％，

可选地，在又一实施例中，如图2所示，所述电场耦合式无线电能传输装置还包括第二金属极板104和第二陶瓷基板105，所述第二陶瓷基板105与所述第二金属极板104贴合设置。

其中，无线电能接收组件包括第二金属极板104和所述第二陶瓷基板105，将第二金属极板104与所述第二陶瓷基板105贴合设置，可以增强无线电能接收组件的稳定性，接收端106与第二金属极板104连接。

可选地，所述第一陶瓷基板102与所述第一金属极板101之间的贴合设置方式为磁控溅射、蒸发沉积或电子印刷。

其中，当采用磁控溅射的方式生产无线电能发射组件时，将第一金属极板101以磁控溅射的方式设置于第一陶瓷基板102上，此时，可以使得第一金属极板101与第一陶瓷基板102的贴合更紧密，具有更高的稳定性，贴合均匀，轻易不会发生脱落的情况，此时磁控溅射可以在较低的溅射电压和气压下工作，从而降低生产过程对环境造成的污染，节约能源，此时生产的设备简单，便于大批量生产，生产过程易于控制，重复性高，可以实现大面积第一金属极板101的生产。而且，经由磁控溅射而贴合的第一金属极板101，具有更长的使用寿命，具有极高的实用价值。

进一步地，当采用蒸发沉积的方式生产无线电能发射组件时，将第一陶瓷基板102以蒸发沉积的方式设置于第一金属极板101上，使得成膜均匀致密，第一陶瓷基板102与第一金属极板101的结合力强，具有更高的稳定性以及电学性能稳定性，可以更好的发射无线电能，提高无线电能发射效率。另外，在生产过程中，对环境污染少，避免了因先生产再贴合造成的耗材浪费过多，节约了耗材。

更进一步地，还可以采用电子印刷的方式生产无线电能发射组件，将第一金属极板101以磁控溅射的方式设置于第一陶瓷基板102上，从而可以改变第一金属极板101的形状和结构，按照多种方式设置第一金属极板101，从而提高无线电能发射组件适用于各种场合的能力，另外，将第一金属极板101以磁控溅射的方式设置于第一陶瓷基板102上，使得成膜均匀致密，第一陶瓷基板102与第一金属极板101的结合力强，具有更高的稳定性以及电学性能稳定性，可以更好的发射无线电能，提高无线电能发射效率。另外，在生产过程中，对环境污染少，避免了因先生产再贴合造成的耗材浪费过多，节约了耗材。

可选地，在另一实施例中，如图3所示，所述第一金属极板101的数量可为多个，均与所述第一陶瓷基板102的同一侧面贴合设置，且多个所述第一金属极板101相互独立。

其中，当第一陶瓷基板102的同一侧贴合设置有多个第一金属极板101时，多个第一金属极板101的电场发射可以由发射端103接出多根导线或者一根导线控制，多个第一金属极板101的设置可以增强叠加电场的强度，从而实现发射功率的提升。可选地，当多根导线控制时，可以分开控制，当接收端较小的时候，可以控制对应设置的面积内的某些第一金属极板101工作，另外的停止工作，从而可以同时实现提升传输效率以及节约电能的效果，并增加无线传输电能的距离。

可选地，如图4所示，所述第一金属极板101的数量可为多个，所述第一陶瓷基板102的数量也为多个，所述第一金属极板101的数量小于所述第一陶瓷基板102的数量，此时，第一金属极板101与所述第一陶瓷基板102一对一贴合设置或者一对多贴合设置，且多个所述第一金属极板101相互独立。其中，多个第一金属极板101的设置可以增强叠加电场的强度，从而实现发射功率的提升。当第一金属极板101与所述第一陶瓷基板102一对一贴合设置或者一对多贴合设置时，可以方便更改任意第一金属极板101的位置，从而可以使得某一方向上的磁场叠加，提高传输效率，另外，多个第一金属极板101的电场发射可以由发射端103接出多根导线或者一根导线控制，可选地，当多根导线控制时，可以分开控制，当接收端较小的时候，可以控制对应设置的面积内的某些第一金属极板101工作，另外一部分的第一金属极板101停止工作，从而可以同时实现提升传输效率以及节约电能的效果，并增加无线传输电能的距离。

可选地，所述第一金属极板101与所述发射端103的连接方式为焊接或者导电粘接。

其中，当第一金属极板101与发射端103的连接方式为焊接时，可以保证第一金属极板101与发射端103的连接的可靠性，使得后续两者之间出现脱落的可能性减少。另外，若设置为导电粘接，可以在不影响导电性能的基础上更进一步地提升连接的可靠性。

可选地，所述第二陶瓷基板105与所述第一陶瓷基板102贴合设置。

其中，第二陶瓷基板105与第一陶瓷基板102贴合设置可以较大程度的节约电场耦合式无线电能传输装置所占用的体积。

可选地，所述第一陶瓷基板102和所述第二陶瓷基板105相对设置。

其中，第一陶瓷基板102和第二陶瓷基板105相对设置可以使得相对位置清楚，传输电能的效率达到最高。

可选地，所述第一陶瓷基板102和所述第二陶瓷基板105的材料为氧化锆(zro2)。

其中，当第一陶瓷基板102和所述第二陶瓷基板105为氧化锆(zro2)时，可以扩大电场耦合式无线电能传输装置的电容量，使得电能在第一金属极板101和第二金属极板104之间的电场传输过程中进一步减少电能损耗，从而提高传输效率。

可选地，所述第一陶瓷基板102和所述第二陶瓷基板105为baco3∶tio2∶ceo2以及聚乙烯醇造粒。

其中，将第一陶瓷基板102和所述第二陶瓷基板均采用baco3∶tio2∶ceo2以及聚乙烯醇造粒，可以更好的实现上述记载的各种工艺的制作，使得电能在第一金属极板101和第二金属极板104之间的电场传输过程中减少电能损耗，从而提高传输效率。

为实现上述目的，如图5所示，本实用新型提出一种发射装置，包括壳体及电场耦合式无线电能传输装置的无线电能发射组件。

可以理解的是，由于在本实用新型发射装置中使用了上述电场耦合式无线电能传输装置的无线电能发射组件，因此，本实用新型壳体的实施例包括上述电场耦合式无线电能传输装置的无线电能发射组件全部实施例的全部技术方案，所达到的技术效果也完全相同，在此不再赘述。如图5所示，所述无线电能发射组件可以贴合设置在壳体表面的任一位置，或者设置在壳体内部(内嵌)。此处不做限制。

可选地，所述壳体可拆卸安装于移动终端上的外壳，所述壳体包括等静压成型壳体、模压成型壳体、注浆成型壳体、流延成型壳体及热压铸成型壳体。

其中，移动终端可以为手机、电脑、平板以及工业机械等现在通用的各种移动设备。壳体可以为手机壳，平板壳以及各种移动设备的外壳或者内壳。无线电能接收组件设置于手机、平板以及各种移动设备的内部，与电池相连。实现无线充电。

值得注意的是，等静压成型壳体为是通过液体介质施加压力给陶瓷材料粉体得到成型体。等静压成型壳体成型体密度均匀、致密度高、外观良好，而且等静压成型体表面光滑，不会出现掉角或裂纹等缺陷。

模压成型壳体为将陶瓷材料粉体倒入精密钢模中，依靠外部压力实现成型。模压成型壳体的生产方法操作简单，生产效率高，适合大规模工业化生产。

注浆成型壳体为将具有一定流动性的陶瓷材料料浆注入多孔石膏模具中，通过石膏模具将料浆中的水分排出，石膏模具内表面的形状即为成型体的形状。注浆成型的方法方便生产特定形状的壳体。

流延成型壳体是把陶瓷粉料与大量的有机粘结剂、增塑剂、分散剂等充分混合，得到可以流动的粘稠浆料，把浆料加入流延机的料斗，用刮刀控制厚度，经加料嘴向传送带流出，烘干后得到膜坯。流延成型的方法可以制备较为薄的流延成型壳体，甚至是薄膜状的流延成型壳体。

热压铸成型壳体是在较高温度下(60～100℃)使陶瓷粉体与粘结剂(石蜡)混合，获得热压铸用的料浆，浆料在压缩空气的作用下注入金属模具，保压冷却，脱模得到蜡坯，蜡坯在惰性粉料保护下脱蜡后得到素坯，素坯再经高温烧结成瓷。热压铸成型壳体的生坯尺寸精确，内部结构均匀，模具磨损较小，生产效率高。

以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。