一種電磁屏蔽層及具有電磁屏蔽層的無線電能傳輸裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及無線充電領(lǐng)域，更具體的說，涉及一種電磁屏蔽層及具有電磁屏蔽層的無線電能傳輸裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]如圖1所示為磁共振式無線電能傳輸裝置的示意框圖，發(fā)射端包括有原邊發(fā)射線圈Ls和諧振電容Cs組成的諧振結(jié)構(gòu)，其中，Ls包括激磁電感和漏感部分。接收部分包括有副邊接收線圈Ld和諧振電容Cd組成的諧振結(jié)構(gòu)。為了保證無線功率能夠有效傳輸，通常設(shè)置原副邊諧振結(jié)構(gòu)的諧振頻率與系統(tǒng)的工作頻率一致，比如設(shè)置為無線充電聯(lián)盟(A4WP)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的6.78MHZ，此時傳輸效率最高。其中，圖1中T為純變壓器。
[0003]在另一方面，為了提高接收端的能量接收效率并且抑制發(fā)射端磁場對充電設(shè)備的干擾，通常將接收線圈放置在由磁片和銅片構(gòu)成的屏蔽層上，如圖2所示，由于磁片的磁阻比較小，會吸引磁場，這樣可以使得磁片下方空間中的磁場減弱，從而降低磁場對放置于磁片下方的被充電設(shè)備的影響，并且高頻磁場會在銅片上產(chǎn)生渦流，渦流產(chǎn)生的反向磁場進(jìn)一步抵消干擾磁場對被充電設(shè)備的影響，從而最大程度保護(hù)被充電設(shè)備的。
[0004]然而，當(dāng)接收端線圈和發(fā)射端線圈距離較近的時候，由于磁片的磁阻較低，發(fā)射線圈的磁場很容易通過接收端的磁片形成閉合回路，如圖3所示，這樣，發(fā)射端線圈周圍磁場的磁力線回路變短，從而導(dǎo)致發(fā)射線圈的電感值增大，如變?yōu)長s’，此時補(bǔ)償電容Cs和原邊線圈Ls’不能在系統(tǒng)工作頻率上諧振，將影響能量的傳輸效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于此，本發(fā)明提出了一種電磁屏蔽層及具有電磁屏蔽層的無線電能傳輸裝置。通過將第一屏蔽層設(shè)置為空心區(qū)域和實(shí)心區(qū)域兩部分，使得發(fā)射線圈的高頻磁場不容易通過空心區(qū)域，從而降低發(fā)射線圈在工作過程中的感值變化，有效的提高系統(tǒng)的傳輸效率。
[0006]依據(jù)本發(fā)明的一種電磁屏蔽層，用以屏蔽空間磁場對用電設(shè)備的干擾，包括，
[0007]第一屏蔽層，包括由空心區(qū)域和實(shí)心區(qū)域組成的磁性屏蔽層；
[0008]第二屏蔽層，放置于第一屏蔽層之下，以屏蔽穿過所述第一屏蔽層的磁場，保護(hù)用電設(shè)備；
[0009]其中，所述空心區(qū)域用以增加所述空間磁場的磁阻。
[0010]進(jìn)一步的，所述空心區(qū)域位于所述第一屏蔽層的中心位置，所述實(shí)心區(qū)域位于所述第一屏蔽層的四周，以包圍所述空心區(qū)域。
[0011]進(jìn)一步的，所述空心區(qū)域位于所述第一屏蔽層的中間位置，所述實(shí)心區(qū)域位于所述第一屏蔽層的兩側(cè)位置，以分布在所述空心區(qū)域的兩側(cè)，
[0012]并且，所述空心區(qū)域與所述實(shí)心區(qū)域的長度相等。
[0013]進(jìn)一步的，在所述空心區(qū)域的兩端位置對稱放置設(shè)定大小的磁片，以增加所述實(shí)心區(qū)域的面積。
[0014]進(jìn)一步的，所述實(shí)心區(qū)域位于所述第一屏蔽層的四個端角位置，所述空心區(qū)域位于所述第一屏蔽層的剩余位置。
[0015]進(jìn)一步的，在所述空心區(qū)域位置放置至少一個設(shè)定大小的磁片，以增加所述實(shí)心區(qū)域的面積。
[0016]依據(jù)本發(fā)明的一種具有磁場屏蔽層的無線電能傳輸裝置，包括:
[0017]電能發(fā)射端，包括電能發(fā)射線圈，所述電能發(fā)射線圈接收交流電壓以轉(zhuǎn)換為高頻發(fā)射磁場；
[0018]電能接收端，包括電能接收線圈和電磁屏蔽層，所述電能接收線圈感應(yīng)所述高頻發(fā)射磁場以獲得相應(yīng)的高頻電壓，所述高頻電壓經(jīng)整流濾波處理后獲得合適的輸出電壓供給用電設(shè)備；
[0019]所述電磁屏蔽層放置于所述電能接收線圈和用電設(shè)備之間，所述電磁屏蔽層包括第一屏蔽層和第二屏蔽層，
[0020]所述第一屏蔽層包括由空心區(qū)域和實(shí)心區(qū)域組成的磁性屏蔽層，所述空心區(qū)域用以增加所述高頻發(fā)射磁場的磁阻，以降低所述電能發(fā)射線圈在發(fā)射磁場過程中的感值變化；
[0021]所述第二屏蔽層放置于第一屏蔽層之下，以屏蔽穿過所述第一屏蔽層的磁場，保護(hù)用電設(shè)備。
[0022]進(jìn)一步的，所述第一屏蔽層的空心區(qū)域位于所述第一屏蔽層的中心位置，所述實(shí)心區(qū)域位于所述第一屏蔽層的四周，以包圍所述空心區(qū)域。
[0023]進(jìn)一步的，所述電能接收線圈位于所述第一屏蔽層的實(shí)心區(qū)域之上。
[0024]進(jìn)一步的，所述空心區(qū)域位于所述第一屏蔽層的中間位置，所述實(shí)心區(qū)域位于所述第一屏蔽層的兩側(cè)位置，以分布在所述空心區(qū)域的兩側(cè)，
[0025]并且，所述空心區(qū)域與所述實(shí)心區(qū)域的長度相等。
[0026]進(jìn)一步的，在所述空心區(qū)域的兩端位置對稱放置設(shè)定大小的磁片，以增加所述實(shí)心區(qū)域的面積。
[0027]進(jìn)一步的，所述實(shí)心區(qū)域位于所述第一屏蔽層的四個端角位置，所述空心區(qū)域位于所述第一屏蔽層的剩余位置。
[0028]進(jìn)一步的，在所述空心區(qū)域位置放置至少一個設(shè)定大小的磁片，以增加所述實(shí)心區(qū)域的面積。
[0029]進(jìn)一步的，所述第一屏蔽層為鐵氧體磁片層，所述第二屏蔽層為銅片層。
[0030]進(jìn)一步的，所述第一屏蔽層和所述第二屏蔽層通過粘附的方式相結(jié)合。
[0031]從上所述，依據(jù)本發(fā)明一種電磁屏蔽層及具有電磁屏蔽層的無線電能傳輸裝置，通過將第一屏蔽層(即磁片層)設(shè)置為空心區(qū)域和實(shí)心區(qū)域相結(jié)合，由于空心區(qū)域中空氣的磁阻大于磁片的磁阻，這樣，原邊發(fā)射線圈激發(fā)的高頻磁場磁力線不容易通過空心區(qū)域，可以使得在工作過程中原邊的發(fā)射線圈的感值不容易受到磁阻的變化影響，感值保持穩(wěn)定；同時，在接收線圈的下方區(qū)域盡量設(shè)置磁片，以保證接收線圈和發(fā)射線圈的有效耦合，提高傳輸效率。本發(fā)明的電磁屏蔽層通過單層和雙層相結(jié)合的屏蔽方式，可有效降低磁片對發(fā)射線圈感值的影響，提高系統(tǒng)傳輸效率。
【附圖說明】
[0032]圖1所述為磁共振式無線電能傳輸裝置的示意框圖；
[0033]圖2所示為現(xiàn)有技術(shù)中電磁屏蔽結(jié)構(gòu)的示意圖；
[0034]圖3所示為依據(jù)圖2中結(jié)構(gòu)的磁場回路示意圖；
[0035]圖4所示為依據(jù)本發(fā)明的電磁屏蔽結(jié)構(gòu)的第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖；
[0036]圖5所示為依據(jù)圖4所示結(jié)構(gòu)的磁場回路示意圖；
[0037]圖6所示為依據(jù)本發(fā)明的電磁屏蔽結(jié)構(gòu)的第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖；
[0038]圖7所示為依據(jù)本發(fā)明的電磁屏蔽結(jié)構(gòu)的第三實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖；
[0039]圖8所示為依據(jù)本發(fā)明的電磁屏蔽結(jié)構(gòu)的第四實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖；
[0040]圖9所示為依據(jù)本發(fā)明的電磁屏蔽結(jié)構(gòu)的第五實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖；
【具體實(shí)施方式】
[0041]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的幾個優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述，但本發(fā)明并不僅僅限于這些實(shí)施例。本發(fā)明涵蓋任何在本發(fā)明的精髓和范圍上做的替代、修改、等效方法以及方案。為了使公眾對本發(fā)明有徹底的了解，在以下本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中詳細(xì)說明了具體的細(xì)節(jié)，而對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說沒有這些細(xì)節(jié)的描述也可以完全理解本發(fā)明。
[0042]本發(fā)明實(shí)施例中，所述電磁屏蔽結(jié)構(gòu)應(yīng)用于無線電能傳輸裝置中，所述無線電能傳輸裝置包括有電能發(fā)射端和電能接收端，所述電能發(fā)射端包括電能發(fā)射線圈，所述電能發(fā)射線圈接收交流電壓以轉(zhuǎn)換為高頻發(fā)射磁場；所述電能接收端括電能接收線圈和電磁屏蔽層，所述電能接收線圈感應(yīng)所述高頻發(fā)射磁場以獲得相應(yīng)的高頻電壓，所述高頻電壓經(jīng)整流濾波處理后獲得合適的輸出電壓供給用電設(shè)備；所述電磁屏蔽層放置于所述電能接收線圈和用電設(shè)備之間，以屏蔽高頻發(fā)射磁場對用電設(shè)備的干擾。
[0043]為保證能量傳輸?shù)淖顑?yōu)化，原邊發(fā)射線圈Ls和諧振電容Cs的諧振頻率設(shè)置為與系統(tǒng)的工作頻率一致，在原邊發(fā)射線圈與副邊接收線圈距離較遠(yuǎn)的情況下，發(fā)射線圈的感值不會因為電磁屏蔽層的干擾而發(fā)生變化，而當(dāng)原邊發(fā)射線圈與副邊接收線圈距離較近，由于磁片的磁阻較低，高頻磁場的磁力線回路變短，使得原邊發(fā)射線圈的感值增大，原邊發(fā)射線圈和諧振電容諧振頻率偏離系統(tǒng)工作頻率，影響系統(tǒng)傳輸效率。
[0044]本發(fā)明實(shí)施例中的電磁屏蔽層包括第一屏蔽層和第二屏蔽層，所述第一屏蔽層放置于所述接收線圈之下，所述第二屏蔽層放置于所述第一屏蔽層和用電設(shè)備之間，以屏蔽穿過所述第一屏蔽層的磁場，進(jìn)一步保護(hù)用電設(shè)備；這里，所述第一屏蔽層以鐵氧體磁片層為例，第二屏蔽層以銅片層為例，所述第一屏蔽層和第二屏蔽層以粘附的方式相結(jié)合。
[0045]如圖4所示為依據(jù)本發(fā)明的電磁屏蔽結(jié)構(gòu)的第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖，所述磁片層包括由空心區(qū)域I和實(shí)心區(qū)域2，并且，所述空心區(qū)域I位于所述磁片層的中心位置，所述實(shí)心區(qū)域2位于所述磁片的四周，以包圍所述空心區(qū)域I。在本實(shí)施例中，所述接收線圈放置于所述磁片層的實(shí)心區(qū)域2之上。
[0046]參考圖5所示為圖4所示結(jié)構(gòu)的磁場回路示意圖，在空心區(qū)域位置，由于空氣磁阻大于磁片的磁阻，因此，發(fā)射線圈的高頻磁場不容易通過空心區(qū)域形成低阻回路，因而減少了發(fā)射線圈磁場出現(xiàn)磁力線回路較短的的情況，原邊發(fā)射線圈的感值不會因為磁力線回路