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_3

文档序号:9166539阅读:来源:国知局
前述的粘结层所取代。
[0097]于一些实施例中,如图2B所示,薄膜线圈元件21更包括一屏蔽元件217,设置于起振天线212与第一保护层214之间,以架构于阻挡至少部分的电磁波向远离谐振天线213的方向(亦即第一保护层214的外侧)发散,以提升电磁波增益。可变换地,如图2C所示,薄膜线圈元件21的屏蔽元件217亦可设置于第一保护层214的外侧,以架构于阻挡至少部分的电磁波向远离谐振天线213的方向发散,以提升电磁波增益。于一些实施例中,如图4所示,屏蔽元件217是金属网格(Metal mesh)膜,可适用于阻挡较高频率的电磁波向外发散,例如阻挡具第一特定频率以上(例如6MHz以上)的电磁波向外发散。该金属网格膜是由金属或金属复合材料制成,其中该金属或金属复合材料是选自铜、金、银、铝、钨、铬、钛、铟、锡或其至少二者以上所组成的金属复合物,但不以此为限。金属网格膜具有网格图案,该网格图案包括多个网格单元218,其中每一个网格单元218的两相邻但不相接的金属微线218a、218b具有一间距d,该间距d是小于薄膜线圈元件21所发出电磁波的波长。于另一些实施例中,屏蔽元件217是导磁膜,该导磁膜可由铁氧体(ferrite)、锌镍铁氧体(NiZn)、锌锰铁氧体(MgZn)或铁硅铝合金与前述的粘结材料构成,可适用于阻挡较低频率的电磁波向外发散以及提升电磁波增益,例如阻挡介于第一特定频率与第二特定频率之间(例如介于60Hz至20MHz之间)的电磁波向外发散。于另一些实施例中,屏蔽元件217是一种结合金属网格膜与导磁膜的复合薄膜,可阻挡所有频率范围的电磁波向外发散以及提升电磁波增益。于一些实施例中,起振天线212与谐振天线213可为但不限于单环路或多环路天线,且其环路的形状包括且不限于圆形、椭圆形或矩形。
[0098]于一些实施例中,柔性基板211的材料可选自聚对苯二甲酸乙二酯(Polyethylene terephthalate,PET)、薄玻璃、聚萘二甲酸乙二醇酯(Polyethylennaphthalat, PEN)、聚酿(Polyethersulfone, PES)、聚酸甲酯(Polymethylmethacrylat,PMMA)、聚酰亚胺(Polyimide,PI)或聚碳酸脂(Polycarbonate,PC),且不以此为限。起振天线212与谐振天线213的导电材料可选自银(Ag)、铜(Cu)、金(Au)、铝(Al)或石墨烯,且不以此为限。于一些实施例中,第一保护层214与第二保护层215可由保护涂料构成,其可选自环氧树脂、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等,且不以此为限。
[0099]请再参阅图1、2A及3,于一些实施例中,可挠式无线充电装置2包括一组或多组发射模块22,其中每一组发射模块22包括电源转换电路221、振荡器222、功率放大器223及滤波电路224。电源转换电路221是电连接于电源5且连接于振荡器222及功率放大器223,电源转换电路221是将电源5所提供的电能转换并供电予振荡器222与功率放大器223。于一些实施例中,电源转换电路222包括直流-直流转换器、交流-交流转换器及/或直流-交流转换器。振荡器222是可调地输出一特定频率的交流信号,功率放大器223是架构于放大该特定频率的交流信号,以及滤波电路224是架构于滤除该交流信号的谐波与不需的频率部分,借此以输出至薄膜线圈元件21的起振天线212。
[0100]于本实施例中,受电装置3包括一无线充电接收器3a以及一负载3b,其中该无线充电接收器3a与负载3b可为结构上可分离的两器件或可整合为单一器件。举例而言,受电装置3的无线充电接收器3a可为一无线充电接收垫,且负载3b可为不具无线充电功能的手机,凭借将无线充电接收垫与该手机电连接,可使不具无线充电功能的手机可以实现无线充电。于另一实施例中,无线充电接收器3a亦可整合安装于负载3b (例如手机)的壳体内部。
[0101]图5A是图1所示的受电装置的薄膜线圈元件的结构分解图。如图1及5A所示,于一些实施例中,受电装置3的无线充电接收器3a包括接收薄膜线圈元件31以及接收模块32。接收薄膜线圈元件31包括柔性基板311、起振天线312、谐振天线313、第一保护层314以及第二保护层315,其中谐振天线313的两端是连接一个或多个电容器316。接收薄膜线圈元件31的柔性基板311、起振天线312、谐振天线313、第一保护层314以及第二保护层315的结构、材料与功能分别与图2A所示的薄膜线圈元件21的柔性基板211、起振天线212、谐振天线213、第一保护层214以及第二保护层215的结构、材料与功能相同,于此不再赘述。于一些实施例中,如图5B及5C所示,接收薄膜线圈元件31更包括一屏蔽元件317,其中屏蔽元件317的结构、材料与功能与第2B及2C图所示的薄膜线圈元件21的屏蔽元件217的结构、材料与功能相同,于此不再赘述。
[0102]于此实施例中,接收薄膜线圈元件31是架构于与薄膜线圈元件21产生磁共振耦合,借此以接收可挠式无线充电装置2的薄膜线圈元件21所发射的特定谐振频率的电磁波。换言之,当薄膜线圈元件21的特定谐振频率F与接收薄膜线圈元件31的谐振频率相同,且无线充电接收器3a位于可挠式无线充电装置2的一可充电距离D内时,可将能量由可挠式无线充电装置2的薄膜线圈元件21传送至无线充电接收器3a的接收薄膜线圈元件31。举例而言,当该特定谐振频率F为900MHz时,可充电距离D可达约15米(m)。当该特定谐振频率F为6MHz时,可充电距离D可达约3米至5米。当该特定谐振频率F为10kHz时,可充电距离D可达约I公分(cm)。应注意的是,前述谐振频率F及其可充电距离D是仅用于例示说明,本实用新型技术并不限于前述数值与范围。
[0103]图6是图1所示的受电装置的接收模块的电路方块图。于一些实施例中,如图1及6所示,无线充电接收器3a包括一组或多组接收模块32,其中每一组接收模块32包括滤波电路321、整流电路322、稳压电路323以及直流电压调节电路324。滤波电路321是电连接于接收薄膜线圈元件31的起振天线312且将接收薄膜线圈元件31的起振天线312所输出的交流信号的谐波滤除。整流电路322是电连接于滤波电路321与稳压电路323,以架构于将交流信号转换为一直流电源。稳压电路323是电性连接于整流电路322与直流电压调节电路324,以架构于将该直流电源稳定于一额定电压值。直流电压调节电路324是电连接于稳压电路323以及负载3b,以将该直流电源进行电压调节(例如升压)至负载3b所需的电压,以对负载3b供电,例如对手机的电池充电。
[0104]图7是显示本实用新型的可挠式无线充电装置的第一应用例的结构示意图。如图7所示,于一些实施例中,本实用新型的可挠式无线充电装置2可变形卷曲为一中空筒状结构,且该中空筒状结构具有一容置空间20。换言之,本实用新型的可挠式无线充电装置2的薄膜线圈元件21是可依据使用需求变形卷曲为一中空筒状结构,且由于薄膜线圈元件21可进行双面充电,因此受电装置3无论放置于容置空间20内或放置于邻近无线充电装置2的位置皆可进行无线充电。
[0105]图8是显示本实用新型的可挠式无线充电装置的第二应用例的结构示意图。如图8所示,于另一些实施例中,本实用新型的可挠式无线充电装置可变形卷曲为一 U型体结构,且该U型体结构可贴附于一壁面6。换言之,本实用新型的可挠式无线充电装置2的薄膜线圈元件21是可依据使用需求变形卷曲为一 U型体结构,且由于薄膜线圈元件21可进行双面充电,因此受电装置3无论放置于U型体结构内或放置于邻近无线充电装置2的位置皆可进行无线充电。
[0106]图9是显示本实用新型的可挠式无线充电装置的第三应用例的结构示意图。如图9所示,于一些实施例中,可挠式无线充电装置2更包括第一次薄膜线圈元件21a及第二次薄膜线圈元件21b,分别连接于薄膜线圈元件21的两边缘,其中第一次薄膜线圈元件21a与第二次薄膜线圈元件21b的结构与原理与薄膜线圈元件21相同或相似,于此不再赘述。薄膜线圈元件21是可变形卷曲为一中空筒状结构,且第一次薄膜线圈元件21a及第二次薄膜线圈元件21b是分连接设置于该中空筒状结构的顶部与底部,以分别覆盖顶部与底部的开口,借此可架构形成一柱体结构。可挠式无线充电装置2更包括支架24以及底座25,其中支架24是连接于柱体结构与底座25之间,以支撑柱体结构。底座25则连接于支架24,以架构于使可挠式无线充电装置2可放置于一平面。于本实施例中,可挠式无线充电装置2是使电磁波呈3D辐射状放射,借此可提供例如但不限于I米以上范围的多受电装置3同时进行无线充电。
[0107]图10是显示图1的受电装置的一示范例的结构示意图。如图1及10所示,受电装置3包括无线充电接收器3a以及负载3b,其中受电装置3的无线充电接收器3a可为无线充电接收垫,且负载3b可为不具无线充电功能的手机。当无线充电接收器3a(即无线充电接收垫)的连接器33与负载3b (即手机)的
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