薄膜线圈元件及其适用的可挠式无线充电装置与系统的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本实用新型有关于一种充电装置及其线圈元件，尤指一种可挠式无线充电装置及其薄膜线圈元件。本实用新型也包括一种利用该可挠式无线充电装置的无线充电系统。
【背景技术】
[0002]各种可携式电子装置例如手机、平板电脑已广泛应用于日常生活中，为提供可携式电子装置运作所需电能，须以充电器对其内部电池充电。由于无线充电装置可适用于各种使用环境且不会受电源线的限制，可便于使用者进行充电应用，因此无线充电装置已逐渐被发展以取代有线充电器的使用。
[0003]无线充电又称感应充电或非接触式充电，其凭借无线方式将能量从供电装置提供予受电装置。目前，无线充电技术概括分为三大阵营，无线充电联盟WPC(WirelesSPower Consortium) (QI)、电力事业联盟 PMA (Power Matters Alliance)、无线电源联盟A4WP (Alliance For Wireless Power)，其中以WPC、A4WP联盟为主流，而采用的无线充电方式则有磁感应(低频)与磁共振(高频)的技术分别。磁感应方式仅能用于短距离传输且受电装置需对位贴附于供电装置，其电能转换效率较高，却难以实现多个受电装置同时进行充电。磁共振则是让发送端与接收端达到特定共振频率，可让双方形成磁共振现象，通过这种方式达到能量传输的目的。相较于磁感应方式，磁共振方式可实现较远距离的充电。
[0004]目前，不论是采用磁感应或磁共振技术的无线充电装置，其线圈元件通常采用铜箔线圈且将铜箔线圈设置于硬质基板上并装设于壳体内，因此现有的无线充电装置无法依据使用需求及充电环境自由变形，且通常仅能于无线充电装置的单侧对受电装置进行充电，如此将使充电应用受到限制且降低其便利性。
[0005]此外，现有的无线充电装置由于采用的技术不同，其线圈元件的耦合频率以及发射端电路设计亦不同，造成产品各自规格的不兼容且无法共用元件。由于不兼容的因素，无线充电装置无法使用相同的线圈元件及电路元件，使得各种可携式电子装置需要使用搭配的各种客制化无线充电装置，如此降低了无线充电装置的优势与通用性。再则，部分现有的无线充电装置需使用多线圈对的方式才能使受电装置的无线充电接收端达到无须定位的需求。然而，多线圈对甚至多层多线圈对的设计，不但制程复杂、成本较高且线圈元件的厚度会增加，此外，多层多线圈对设计亦会衍生金属干扰的问题，造成充电效率降低。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型的目的在于提供一种可挠式无线充电装置及其薄膜线圈元件，其结构可挠且轻薄，且可依据使用需求及充电环境自由变形，可实现双面远距充电，可增加无线充电应用弹性及便利性，并可达到使受电装置的无线充电接收端无须定位充电的需求。
[0007]本实用新型的另一目的在于提供一种可挠式无线充电装置及其薄膜线圈元件，其可提升无线充电装置的通用性，降低成本，可避免多层多线圈对的金属干扰问题与降低制程复杂度，且可提升充电效率。
[0008]本实用新型的另一目的在于提供一种无线充电系统，其包括可挠式无线充电装置以及受电装置，其使用前述的薄膜线圈元件并凭借磁共振耦合方式实现无线充电，且可达到前述功效。
[0009]为达上述目的，本实用新型的一较佳实施例为提供一种薄膜线圈元件，包括:柔性基板，具有第一面与第二面，其中第一面相对于第二面；起振天线，设置于柔性基板的第一面；谐振天线，设置于柔性基板的第二面，其中谐振天线的两端连接于一个或多个电容器，且谐振天线与起振天线共振耦合，以发射或接收一特定谐振频率的电磁波；第一保护层，覆盖起振天线；以及第二保护层，覆盖谐振天线。
[0010]根据本实用新型一实施例，该起振天线接收一交流信号，该谐振天线与该起振天线共振耦合以发射该特定谐振频率的电磁波。
[0011]根据本实用新型一实施例，该谐振天线的一第一端从该柔性基板的该第二面穿过该柔性基板的一穿孔并从该柔性基板的该第一面出线。
[0012]根据本实用新型一实施例，其更包括一屏蔽元件，设置于该起振天线与该第一保护层之间，或设置于该第一保护层的一外侧，其中该屏蔽元件包括一金属网格膜、一导磁膜或其组合。
[0013]根据本实用新型一实施例，该导磁膜由铁氧体、锌镍铁氧体、锌锰铁氧体或铁硅铝合金与一粘结材料构成，以及其中该金属网格膜由铜、金、银、招、妈、络、钛、铟、锡或其至少二者以上所组成的金属复合物构成。
[0014]根据本实用新型一实施例，该柔性基板的材料选自聚对苯二甲酸乙二酯、薄玻璃、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚醚、聚酸甲酯、聚酰亚胺或聚碳酸脂，该起振天线与该谐振天线分别由一导电材料构成且选自银、铜、金、铝或石墨烯，以及该第一保护层与该第二保护层分别由一保护涂料构成且选自环氧树脂、压克力硅胶、聚氨酯胶、乙烯-醋酸乙烯酯共聚合物系胶、聚酰胺系胶、橡胶系胶、聚烯烃系胶、湿气硬化聚氨酯胶或硅胶。
[0015]根据本实用新型一实施例，该柔性基板是一粘结层，且该粘结层的材料选自光固化粘结材料、热固化粘结材料、混有一磁性材料的固化粘结材料、乙烯-醋酸乙烯酯共聚合物系胶、聚酰胺系胶、橡胶系胶、聚烯烃系胶或湿气硬化聚氨酯胶。
[0016]根据本实用新型一实施例，该柔性基板的该第一面与该第二面分别包括一粘结层，且该起振天线与该谐振天线分别凭借各该粘结层设置于该柔性基板的该第一面与该第二面，其中该粘结层的材料选自光固化粘结材料、热固化粘结材料、混有一磁性材料的固化粘结材料、乙烯-醋酸乙烯酯共聚合物系胶、聚酰胺系胶、橡胶系胶、聚烯烃系胶或湿气硬化聚氨酯胶。
[0017]为达上述目的，本实用新型的另一较佳实施例为提供一种可挠式无线充电装置，用以对一受电装置进行无线充电，该可挠式无线充电装置包括至少一组薄膜线圈元件及至少一组发射模块。薄膜线圈元件包括:柔性基板，具有第一面与第二面，其中第一面相对于第二面；起振天线，设置于柔性基板的第一面；谐振天线，设置于柔性基板的第二面，其中谐振天线的两端连接于一个或多个电容器；第一保护层，覆盖起振天线；以及第二保护层，覆盖谐振天线。发射模块电连接于薄膜线圈元件与一电源之间，以接收该电源所提供的电能并提供一交流信号至薄膜线圈元件。其中，薄膜线圈元件的起振天线接收交流信号，且起振天线与谐振天线共振耦合以发射一特定谐振频率的电磁波，以对受电装置进行无线充电。
[0018]根据本实用新型一实施例，该薄膜线圈元件更包括一屏蔽元件，设置于该起振天线与该第一保护层之间，或设置于该第一保护层的一外侧，其中该屏蔽元件包括一金属网格膜、一导磁膜或其组合。
[0019]根据本实用新型一实施例，该柔性基板的材料选自聚对苯二甲酸乙二酯、薄玻璃、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚醚、聚酸甲酯、聚酰亚胺或聚碳酸脂，该起振天线与该谐振天线分别由一导电材料构成且选自银、铜、金、铝或石墨烯，以及该第一保护层与该第二保护层分别由一保护涂料构成且选自环氧树脂、压克力硅胶、聚氨酯胶、乙烯-醋酸乙烯酯共聚合物系胶、聚酰胺系胶、橡胶系胶、聚烯烃系胶、湿气硬化聚氨酯胶或硅胶。
[0020]根据本实用新型一实施例，该柔性基板是一粘结层，且该粘结层的材料选自光固化粘结材料、热固化粘结材料、混有一磁性材料的固化粘结材料、乙烯-醋酸乙烯酯共聚合物系胶、聚酰胺系胶、橡胶系胶、聚烯烃系胶或湿气硬化聚氨酯胶。
[0021]根据本实用新型一实施例，该柔性基板的该第一面与该第二面分别包括一粘结层，且该起振天线与该谐振天线分别凭借各该粘结层设置于该柔性基板的该第一面与该第二面，其中该粘结层的材料选自光固化粘结材料、热固化粘结材料、混有一磁性材料的固化粘结材料、乙烯-醋酸乙烯酯共聚合物系胶、聚酰胺系胶、橡胶系胶、聚烯烃系胶或湿气硬化聚氨酯胶。
[0022]根据本实用新型一实施例，该薄膜线圈元件变形卷曲为一中空筒状结构或一 U型体结构。
[0023]根据本实用新型一实施例，其更包括一第一次薄膜线圈元件以及一第二次薄膜线圈元件，分别连接于该薄膜线圈元件的两边缘，其中该薄膜线圈元件卷曲为一中空筒状结构，该第一次薄膜线圈元件以及该第二次薄膜线圈元件设置于该中空筒状结构的一顶部以及一底部，且该薄膜线圈元件、该第一次薄膜线圈元件以及该第二次薄膜线圈元件形成一柱体结构。
[0024]根据本实用新型一实施例，其更包括一支架以及一底座，该支架连接于该柱体结构，且该底座连接于该支架。
[0025]根据本实用新型一实施例，该发射模块包括:
[0026]—电源转换电路，电连接于该电源且将该电源所提供的电能转换；
[0027]—振荡器，连接于该电源转换电路且可调地输出一特定频率的该交流信号；
[0028]—功率放大器，连接于该振荡器与该电源转换电路，且架构于放大该交流信号；以及
[0029]—滤波电路，连接于该功率放大器，且架构于对该交流信号滤波。
[0030]为达上述目的，本实用新型的另一较佳实施例为提供一