车辆用无线电力发射装置的制作方法

本发明涉及无线电力传输技术，更具体而言，涉及一种数据通信与无线充电均可实现的车辆用无线电力发射装置。

背景技术：

最近，利用从外部供应的电力对电池进行充电的电气设备的使用正在增加。作为一个示例，所述电子设备有诸如手机或智能手机、平板电脑、笔记本电脑、数字广播用终端、pda(个人数字助理)、pmp(便携式媒体播放器)及导航仪等的便携终端等。

使用者即使在处于诸如车辆的动态空间的情况下，为了持续使用所述电子设备，也频繁地对所述电子设备的电池充电。因此，提出一种能够通过以无线送出的电力对电池进行充电的无触点方式的充电系统，以便能够在车辆内简便地对电子设备的电池充电。

另一方面，最近，电子设备可以实现无线充电以及诸如通过近距离无线通信(nfc)的数据传输的多样追加功能。因此，使用者可以利用近距离无线通信功能，将车辆的多样信息传输到作为便携设备的电子设备后，通过电子设备，简便地确认车辆的信息。

因此，车辆中应用的车辆用无线电力发射装置需要使用于对电子设备的电池充电所需的电力传输与用于数据收发所需的数据通信均可顺利实现。

即，应用于车辆的车辆用无线电力发射装置要求一种能够在在不降低充电效率的同时顺利执行数据通信的方案。

技术实现要素：

解决的技术问题

本发明正是鉴于如上所述问题而研发的，其目的在于提供一种即使全部具备用于数据通信的无线通信用天线和用于无线充电的无线电力传输用天线，也可以防止无线充电效率低下的车辆用无线电力发射装置。

技术方案

为了达成如上所述的目的，本发明提供一种车辆用无线电力发射装置，包括：磁场屏蔽片；至少一个无线电力传输用天线，其直接附着于所述磁场屏蔽片的一面；及至少一个无线通信用天线，其配置于与所述无线电力传输用天线同一面上。

作为一个示例，所述无线电力传输用天线可以包括以具有中空部的平板型线圈配备的第一无线电力传输用天线和第二无线电力传输用天线，所述第一无线电力传输用天线及第二无线电力传输用天线可以配置于同一平面上。

在这种情况下，所述无线通信用天线可以在所述无线电力传输用天线的中空部侧配置或包围所述无线电力传输用天线的外侧地配置。

另外，所述无线通信用天线可以是由导电性构件卷绕多次的平板型线圈或在电路基板的一面图案化形成的天线图案。

另外，所述磁场屏蔽片可以包括非晶带材、铁氧体片及聚合物片材中任意一种。优选地，所述磁场屏蔽片可以为ni-zn铁氧体片。

另外，所述车辆用无线电力发射装置可以还包括在所述磁场屏蔽片的一面配置的板状的散热板。

另外，所述散热板可以为板状的铜板、铝板及石墨片材中任意一种。

另外，所述车辆用无线电力发射装置可以还包括：至少一个电路基板，其与所述无线电力传输用天线及无线通信用天线电气连接；及外壳，其供所述电路基板内置，具有散热性，以便能够释放热源产生的热。

发明效果

根据本发明，无线通信用天线和无线电力传输用天线配置于屏蔽片的同一面上，从而在防止无线充电效率低下的同时，数据通信及无线充电均可顺利执行。

附图说明

图1是显示本发明一个实施例的车辆用无线电力发射装置的图，

图2是显示图1中的第三无线电力传输用天线分离的状态的图，

图3是显示图1中可应用的另一形态的无线通信用天线与无线电力传输用天线的配置关系的图，

图4是显示图3中的第三无线电力传输用天线分离的状态的图，

图5是显示图1中可应用的又一形态的无线通信用天线与无线电力传输用天线的配置关系的图，

图6是显示图1中的散热板应用的状态的图，

图7是显示在图1中应用散热板及外壳的形态的图，而且，

图8是图7的分离图。

具体实施方式

下面以附图为参考，对本发明的实施例进行详细说明，以便本发明所属技术领域的普通技术人员能够容易地实施。本发明可以以多种相异的形态体现，不限于在此说明的实施例。为了在附图中明确说明本发明，省略与说明无关的部分，在通篇说明书中，对相同或类似的构成要素赋予相同的附图标记。

本发明一个实施例的车辆用无线电力发射装置100可以配置或安装于车辆的室内。这种车辆用无线电力发射装置100在诸如智能手机的电子设备接近的情况下，可以向所述电子设备内置的无线电力接收模块侧发送无线电力。由此，所述电子设备的电池可以充电。其中，所述电子设备可以为诸如手机、pda、pmp、平板电脑、多媒体设备等的便携电子设备。

为此，本发明一个实施例的车辆用无线电力发射装置100如图1至图8所示，包括天线单元及磁场屏蔽片120。

所述天线单元可以利用预定的频带，以无线方式执行多样功能。为此，所述天线单元可以包括多个天线，所述多个天线可以执行互不相同的功能。即，所述多个天线可以执行诸如数据通信或无线电力传输的多样功能。

作为一个示例，所述天线单元可以包括用于向无线电力接收模块侧送出无线电力的无线电力传输用天线111、112、113、用于数据通信的无线通信用天线114、214。

在本发明中，所述天线可以是由具有既定长度的导电性构件沿顺时针方向或逆时针方向卷绕多次的平板型线圈，所述平板型线圈可以是圆形、椭圆形、四边形及他们相互组合的形状中的任意一种形状。

另外，所述天线也可以是诸如铜箔等的导电体在电路基板的一面图案化成环形形状的天线图案或通过导电性墨水而图案化成预定环形形状的天线图案。其中，所述电路基板既可以是由诸如pi(聚酰亚胺)、pet(聚对苯二甲酸乙二酯)等的材质构成的柔性电路板，也可以是由诸如fr4等的材质构成的硬性电路板。

另外，所述无线电力传输用天线111、112、113可以通过基于电磁感应现象的感应耦合方式或磁共振方式，无线送出电力。另外，所述无线电力传输用天线111、112、113既可以是在100～350khz频带以磁感应方式工作的qi规格或pma规格的天线，也可以是在6.78mhz下以磁共振方式工作的a4wp规格的天线，还可以是qi规格、pma规格及a4wp规格中至少2个以上相互组合的形态。

而且，所述无线通信用天线114可以为nfc天线，所述nfc天线可以利用13.56mhz频带实现数据的收发。

此时，所述无线电力传输用天线111、112、113可以配备多个，可以至少一部分可以相互重叠地配置。作为一个示例，所述无线电力传输用天线可以包括第一无线电力传输用天线111、第二无线电力传输用天线112及第三无线电力传输用天线113，3个无线电力传输用天线111、112、113中任意一个无线电力传输用天线可以配置得与其余2个无线电力传输用天线一部分重叠。

作为一个具体示例，所述第一无线电力传输用天线111、第二无线电力传输用天线112及第三无线电力传输用天线113可以是在中央部形成有中空部的平板型线圈，所述第三无线电力传输用天线113可以层叠得与所述第一无线电力传输用天线111及第二无线电力传输用天线112一部分重叠。

即，本发明一个实施例的车辆用无线电力发射装置100可以包括在同一面上配置有所述无线电力传输用天线的至少两个无线电力传输用天线111、112。另外，本发明一个实施例的车辆用无线电力发射装置100可以包括层叠于在同一面上配置的两个无线电力传输用天线111、112的上部侧的至少一个无线电力传输用天线113。

下面出于说明的便利，将在同一面上配置的两个无线电力传输用天线称为第一无线电力传输用天线111及第二无线电力传输用天线112，将在所述第一无线电力传输用天线111及第二无线电力传输用天线112的一面层叠的无线电力传输用天线称为第三无线电力传输用天线113。

但是，并非将所述无线电力传输用天线的配置关系限定于此，构成无线电力传输用天线的第一无线电力传输用天线111、第二无线电力传输用天线112及第三无线电力传输用天线113的上、下配置关系及全体使用个数可以根据设计条件而适当变更。

另一方面，所述天线单元如上所述，可以包括用于与所述电子设备以无线方式收发数据所需的无线通信用天线114、214。

在本发明中，所述无线通信用天线114、214通过无线数据通信，可以将车辆的多样信息传输到所述电子设备侧，可以收发控制车辆驱动的控制信号。

因此，本发明一个实施例的车辆用无线电力发射装置100可以同时实现利用所述无线电力传输用天线111、112、113的无线电力传输功能和利用所述无线通信用天线114、214的数据收发功能。

作为一个示例，本发明一个实施例的车辆用无线电力发射装置100在所述电子设备配置于与所述无线电力传输用天线111、112、113对应的位置的情况下，所述电子设备可以独立地或同时执行利用所述无线电力传输用天线111、112、113的电池充电和利用所述无线通信用天线114、214的数据通信。

此时，本发明一个实施例的车辆用无线电力发射装置100即使全部配备无线电力传输用天线和无线通信用天线，也可以防止无线充电效率低下。

即，本发明一个实施例的车辆用无线电力发射装置100防止所述无线电力传输用天线111、112、113与所述电子设备内置的无线电力接收用天线间的距离增加，从而可以防止充电效率低下。

为此，本发明一个实施例的车辆用无线电力发射装置100可以配置于与所述无线电力传输用天线同一面上，以便可以防止所述无线通信用天线114、214与无线电力传输用天线的干扰。

作为一个示例，所述无线通信用天线114、214可以配置于与所述多个无线电力传输用天线111、112、113中直接附着于所述磁场屏蔽片120一面的无线电力传输用天线111、112的同一面上。

作为一个具体示例，所述无线通信用天线114如图1及图2所示，可以配置于在所述磁场屏蔽片120同一面上配置的第一无线电力传输用天线111及第二无线电力传输用天线112的中空部侧。

即，所述无线通信用天线114可以包括第一通信用天线114a和第二通信用天线114b，所述第一通信用天线114a及第二通信用天线114b可以配置于所述无线电力传输用天线的中空部侧。

作为一个非限制性示例，第一通信用天线114a可以配置于所述第一无线电力传输用天线111的中空部侧，所述第二通信用天线114b可以配置于所述第二无线电力传输用天线112的中空部侧。

此时，所述第一通信用天线114a及第二通信用天线114b可以电气串联。

在本发明中，所谓所述第一通信用天线114a及第二通信用天线114b串联，既可以是端部彼此直接连接的物理性串联，也可以是以另外的电路部为介质的电路串联。

作为另一示例，所述无线通信用天线114如图3及图4所示，可以分别环绕在所述磁场屏蔽片120同一面上配置的第一无线电力传输用天线111及第二无线电力传输用天线112的外侧地配置。

即，所述无线通信用天线114可以包括第一通信用天线114a和第二通信用天线114b，所述第一通信用天线114a及第二通信用天线114b可以包围所述无线电力传输用天线的外侧地配置。

作为一个非限制性示例，所述第一通信用天线114a可以包围所述第一无线电力传输用天线111的外侧地配置，所述第二通信用天线114b可以包围所述第二无线电力传输用天线112的外侧地配置。在这种情况下，所述第一通信用天线114a及第二通信用天线114b可以与前述实施例一样电气串联。

作为又一示例，所述无线通信用天线214如图5所示，可以同时环绕在所述磁场屏蔽片120同一面上配置的第一无线电力传输用天线111及第二无线电力传输用天线112的外侧地配置.

即，所述无线通信用天线214可以由一个构件构成，可以同时包围彼此在同一面上配置的第一无线电力传输用天线111及第二无线电力传输用天线112的外侧地配置。

此时，所述无线通信用天线114、214可以与所述第一无线电力传输用天线111及第二无线电力传输用天线112的内侧或外侧彼此设置间隔地隔开配置。

作为一个示例，所述无线通信用天线114、214可以与所述第一无线电力传输用天线111及第二无线电力传输用天线112的内侧或外侧具有1～2mm间隔距离地配置。

具体而言，在所述无线通信用天线114配置于所述无线电力传输用天线111、112的中空部的情况下，所述无线通信用天线114可以与规定所述中空部的边缘设置间隔地隔开配置。

另外，在所述无线通信用天线114包围所述无线电力传输用天线111、112的外侧地配置的情况下，所述无线通信用天线114可以与所述无线电力传输用天线111、112的边缘设置间隔地隔开配置。

因此，本发明一个实施例的车辆用无线电力发射装置100即使所述无线电力传输用天线111、112与无线通信用天线114、214彼此配置于同一面上，也可以配置得不相互重叠。

因此，就本发明一个实施例的车辆用无线电力发射装置100而言，如果所述电子设备接近与无线电力传输用天线111、112、113对应的区域地配置，那么，即使不变更电子设备的位置，在相同的位置，也可以全部执行利用无线电力传输用天线111、112、113的无线充电和利用无线通信用天线114、214的数据通信。

而且，即使所述无线电力传输用天线111、112、113和无线通信用天线114、214配置于同一面上也不相互重叠，从而可以防止所述天线单元的整体厚度增加。由此，就本发明一个实施例的车辆用无线电力发射装置100而言，即使包括用于数据通信的无线通信用天线114、214，在无线充电时使用的无线电力传输用天线111、112、113与电子设备的无线电力接收用天线之间的距离也不变更，从而可以保持与以往同等水平的电力传输效率。

这可以在下述表1中确认。

在表1中，就以往技术的车辆用无线电力发射装置而言，无线电力传输用天线与本发明一样，由3个平板型线圈构成，任意一个平板型线圈(以下称为“第三无线电力传输用天线”)与在同一面配置的其他两个平板型线圈(以下分别称为“第一无线电力传输用天线”、“第二无线电力传输用天线”)一部分重叠地配置，构成得使无线通信用天线配置于第三无线电力传输用天线的上部。

在下表1中，各栏中记载的充电效率是第一无线电力传输用天线、第二无线电力传输用天线及第三无线电力传输用天线的各供应电力下的充电效率。

【表1】

正如在上表1中可以确认的，与无线通信用天线配置于第三无线电力传输用天线的上部侧的以往车辆用无线电力发射装置相比，可以确认本发明一个实施例的车辆用无线电力发射装置100与无线电力传输用天线位置无关，无线电力传输用天线的充电效率均比以往上升。

另一方面，在本发明中，所述无线通信用天线114、214既可以是由具有预定线径的导电性构件卷绕多次的形态，也可以是在电路基板的一面图案化形成的天线图案。

不过，在所述无线通信用天线114、214由在电路基板的一面图案化的天线图案形成的情况下，所述电路基板可以适当地构成得不与同在同一面配置的第一无线电力传输用天线111及第二无线电力传输用天线112对应的区域重叠。作为一个示例，所述电路基板既可以是在与所述第一无线电力传输用天线111及第二无线电力传输用天线112对应的区域形成有贯通口的形态，也可以以环形状形成。

由此，即使所述无线通信用天线114、214以天线图案形成，也可以防止整体厚度按与电路基板相应的厚度增加。

所述磁场屏蔽片120可以由具有预定面积的板状的构件构成。这种磁场屏蔽片120可以在一面配置有所述无线电力传输用天线111、112、113。

此时，所述磁场屏蔽片120由具有磁性的材质构成，从而可以在屏蔽所述天线单元产生的磁场的同时，提高向所需方向的磁场的聚集度。由此，可以提高在预定频带下工作的各个天线性能。

作为一个示例，所述磁场屏蔽片120可以使用非晶带材、铁氧体片或聚合物片材等。其中，所述非晶带材可以是包含非晶合金及纳米晶粒合金中至少1种以上的带材，所述非晶合金可以使用fe类或co类磁性合金，所述铁氧体片可以由诸如mn-zn铁氧体或ni-zn铁氧体的烧结铁氧体片构成。

另外，所述磁场屏蔽片120可以分离形成为多个微小碎片，以便能够提高整体阻抗，抑制涡电流的发生或提高柔软性，所述多个微小碎片可以以不定形状构成。

而且，所述磁场屏蔽片120可以是由多个磁性片以粘合层为介质层叠的多层片材。此时，所述多个磁性片可以是经碎片化处理并分离成多个微细碎片的形态，彼此相邻的微细碎片也可以全体绝缘或部分绝缘。

而且，所述磁场屏蔽片120可以由包括具有互不相同特性的第一磁性片和第二磁性片的混合形态构成。此时，所述第一磁性片可以执行提高所述无线电力传输用天线性能的作用，所述第二磁性片可以执行提高无线通信用天线性能的作用。

不同于此，所述磁场屏蔽片120也可以通过一个磁性片，同时提高无线电力传输用天线和无线通信用天线的性能。

在这种情况下，所述磁场屏蔽片120可以使用ni-zn铁氧体片，以便不仅在500khz以下频带，在数mhz以上，也可以保持磁特性不急剧下降的特性。

由此，可以在保持使用500khz以下频带的无线电力传输用天线性能的同时，防止使用高频带的无线通信用天线性能下降。

但是需要指出的是，并非将所述磁场屏蔽片120限定于此，通常用作屏蔽片的公知的材料均可使用。

另一方面，本发明一个实施例的车辆用无线电力发射装置100如图6至图8所示，可以还包括具有预定面积的板状的散热板130，以便能够提高散热性能。

这种所述散热板130可以与所述磁场屏蔽片120的一面相接地配置。由此，所述散热板130可以使从热源传递的热分散或使从所述热源传递的热迅速释放到外部。

为此，所述散热板130可以由导热性优秀的材质构成。作为一个示例，所述散热板130可以由铜、铝及石墨中任意一种构成，也可以以两种以上混合的形态构成。而且，所述散热板130不限定于上面列举的内容，可以由导热系数200w/m·k以上的材质构成。

此时，所述散热板130可以为具有预定面积的板状构件构成，以便可以增大与热源的接触面积，迅速分散所述热源产生的热。

优选地，所述散热板130可以为诸如铜或铝的板状的金属板，以便能够同时执行分散或释放诸如所述天线单元的热源产生的热的散热功能和作为支撑磁场屏蔽片120的支撑体的作用。

因此，即使所述磁场屏蔽片120是诸如铁氧体片或聚合物片材那样强度弱或柔性的片材，所述磁场屏蔽片120也可以通过由具有预定强度的金属材质构成的散热板130进行支撑，从而提高与诸如箱或外壳等其他部件组装时的组装性及紧固性。

这种散热板130可以以包含导热性成分的粘合层(图上未示出)为介质附着于所述磁场屏蔽片120的一面。

因此，所述天线单元产生的热通过所述磁场屏蔽片120传递到散热板130侧后分散，从而在所述天线单元的上部侧存在的空气的温度会下降。

虽然图中未示出，但所述散热板130也可以同样地应用于图3至图5所示的实施例。

另一方面，上述实施例的车辆用无线电力发射装置100如图7及图8所示，可以还包括外壳140、能拆装地结合于所述外壳140的罩150。在这种情况下，所述车辆用无线电力发射装置可以包括上述散热板130，所述车辆用无线电力发射装置可以使所述罩150的一面露出于外部地埋设安装于车辆内。

具体而言，所述外壳140可以以具有上部开放的容纳空间的箱体形状配备。另外，与所述天线单元电气连接并用于控制车辆用无线电力发射装置100全面驱动的至少一个电路基板161、162可以容纳于所述容纳空间。

其中，所述电路基板161、162可以贴装有用于控制车辆用无线电力发射装置全面驱动的各种电路元件，可以贴装有用于驱动所述天线单元的驱动芯片。

另外，所述电路元件既可以配备多个，也可以为统合成一个的形态。而且，所述电路基板161、162中至少任意一个，可以包括用于与外部电源连接的连接器163，所述连接器163可以通过在外壳140的一侧形成的开口部142露出于外部。

这种外壳140既可以以通常的塑料材质构成，也可以由导热系数优秀的材质构成，以便能够将驱动时热源发生的热释放到外部。作为一个示例，所述外壳140可以由诸如铜或铝的金属材质构成，也可以由散热塑料材质构成。

以上对本发明的一个实施例进行了说明，但本发明的思想不限定于本说明中提示的实施例，理解本发明思想的从业人员可以在相同的思想范围内，借助于构成要素的附加、变更、删除、追加等，容易地提出其他实施例，这也属于本发明的思想范围内。