用于無(wú)線電能傳輸?shù)母袘?yīng)線圈及制造方法、無(wú)線充電系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明適用于無(wú)線電能傳輸【技術(shù)領(lǐng)域】，提供了一種用于無(wú)線電能傳輸?shù)母袘?yīng)線圈，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中感應(yīng)線圈體積大且傳輸效率低的問(wèn)題。該感應(yīng)線圈包括絕緣膜片以及導(dǎo)體圖案，位于同一絕緣膜片上的導(dǎo)體圖案由單匝或者多匝構(gòu)成，各層絕緣膜片上的導(dǎo)體圖案在絕緣膜片的堆疊方向上相互重疊。本發(fā)明還提供了一種用于無(wú)線電能傳輸?shù)母袘?yīng)線圈的制造方法以及一種具有所述感應(yīng)線圈的無(wú)線充電系統(tǒng)。該感應(yīng)線圈通過(guò)將多個(gè)具有單匝或者多匝導(dǎo)體圖案的絕緣膜片堆疊設(shè)置且導(dǎo)體圖案在堆疊方向上重疊，各層導(dǎo)體圖案在通電后產(chǎn)生的磁場(chǎng)接近重疊，總磁場(chǎng)強(qiáng)度與絕緣膜片上的導(dǎo)體圖案層數(shù)成比例疊加，電能與磁能相互之間的轉(zhuǎn)換效率大大提升。
【專(zhuān)利說(shuō)明】用于無(wú)線電能傳輸?shù)母袘?yīng)線圈及制造方法、無(wú)線充電系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明屬于無(wú)線電能傳輸【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種用于無(wú)線電能傳輸?shù)母袘?yīng)線圈及其制造方法，還涉及一種具有所述用于無(wú)線電能傳輸?shù)母袘?yīng)線圈的無(wú)線充電系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著電子通訊技術(shù)的發(fā)展，越來(lái)越多的人使用各類(lèi)便攜式電子設(shè)備，對(duì)充電設(shè)備提出了越來(lái)越高的要求，有線充電方式存在諸多不便，隨之發(fā)展了無(wú)線電能傳輸技術(shù)。無(wú)線電能傳輸是利用一種特殊設(shè)備將電源的電能轉(zhuǎn)變?yōu)榭蔁o(wú)線傳播的能量，在接受端又將該無(wú)線傳播的能量轉(zhuǎn)變回電能，從而到達(dá)對(duì)用電設(shè)備的無(wú)線充電。
[0003]目前，根據(jù)電能傳輸原理，實(shí)現(xiàn)無(wú)線電能傳輸?shù)姆绞街饕腥N，即電磁感應(yīng)式、無(wú)線電波式和共振作用方式。電磁感應(yīng)式無(wú)線電能傳輸是通過(guò)將兩個(gè)線圈放置于鄰近位置上，當(dāng)電流在一個(gè)線圈中流動(dòng)產(chǎn)生相應(yīng)的磁場(chǎng)時(shí),磁場(chǎng)的存在導(dǎo)致另一個(gè)線圈中也產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，通過(guò)調(diào)整一個(gè)線圈中電流的變化，導(dǎo)致磁場(chǎng)發(fā)生變化，對(duì)應(yīng)地在另一個(gè)線圈中產(chǎn)生了電流；無(wú)線電波式無(wú)線電能傳輸是應(yīng)用電磁波能量可以通過(guò)天線發(fā)送和接收的原理，直接在整流導(dǎo)體中將電波的交流波形變換成直流后加以利用等；共振作用式無(wú)線電能傳輸是利用電磁場(chǎng)的諧振方法進(jìn)行無(wú)線電能傳輸。
[0004]用于無(wú)線電能傳輸?shù)母袘?yīng)線圈是無(wú)線充電系統(tǒng)的核心組成部分，利用用于無(wú)線電能傳輸?shù)母袘?yīng)線圈配合無(wú)線充電設(shè)備可以不通過(guò)導(dǎo)電體連接就能傳輸電能，實(shí)現(xiàn)為便攜式電子設(shè)備充電的目的，例如，手機(jī)、平板電腦、數(shù)碼相機(jī)、藍(lán)牙耳機(jī)，或者實(shí)現(xiàn)為其他無(wú)線設(shè)備充電的目的。作為各類(lèi)便攜式電子設(shè)備的部件，無(wú)線電能傳輸裝置必須具備小體積、高效率的特點(diǎn)；在同樣的電流強(qiáng)度下，如果產(chǎn)生的磁場(chǎng)越大，電磁轉(zhuǎn)換的效率就越高，或者同樣的體積下，允許通過(guò)的電流越高，電磁轉(zhuǎn)換的效率也越高。傳統(tǒng)的用于無(wú)線電能傳輸?shù)母袘?yīng)線圈通常采用以下兩種方式制作而成，第一種是采用金屬線繞制而成，存在體積大且安裝不便的缺點(diǎn)；第二種是采用印制線路板疊層的方式制作而成，受制作工藝方法的限制造成感應(yīng)線圈內(nèi)各匝線圈所產(chǎn)生磁場(chǎng)位置重疊較差，線圈總的磁場(chǎng)低于單匝線圈的磁場(chǎng)與匝數(shù)的乘積，各線路產(chǎn)生的磁場(chǎng)不能有效耦合，導(dǎo)致存在能量損耗大及傳輸效率低等問(wèn)題?？梢?jiàn)，這兩種方式無(wú)法做到使感應(yīng)線圈體積小且提高磁場(chǎng)到電流和電流到磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)換效率。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種用于無(wú)線電能傳輸?shù)母袘?yīng)線圈，采用具有導(dǎo)體圖案的絕緣膜片堆疊設(shè)置而成，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中用于無(wú)線電能傳輸?shù)母袘?yīng)線圈體積大且傳輸效率低的問(wèn)題。
[0006]本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種用于無(wú)線電能傳輸?shù)母袘?yīng)線圈，包括至少兩層堆疊設(shè)置的絕緣膜片以及采用導(dǎo)電材料形成于各所述絕緣膜片表面的導(dǎo)體圖案，各層所述絕緣膜片上的所述導(dǎo)體圖案結(jié)構(gòu)相同且采用串聯(lián)方式和/或者并聯(lián)方式電連接，位于同一所述絕緣膜片上的所述導(dǎo)體圖案由單匝或者多匝構(gòu)成，各層所述絕緣膜片上的所述導(dǎo)體圖案在所述絕緣膜片的堆疊方向上相互重疊。
[0007]進(jìn)一步地，位于同一所述絕緣膜片上的各匝所述導(dǎo)體圖案為具有開(kāi)口的圓形、橢圓形、多邊形或者其他任意形狀。
[0008]進(jìn)一步地，所述導(dǎo)電材料為金屬、金屬合金、金屬化合物或者有機(jī)導(dǎo)電材料。
[0009]進(jìn)一步地，所述用于無(wú)線電能傳輸?shù)母袘?yīng)線圈還包括連接各層所述導(dǎo)體圖案的連接部，各層所述絕緣膜片設(shè)有連接孔，所述連接孔位于每匝所述導(dǎo)體圖案的起始端和末端，所述連接部穿過(guò)所述連接孔電連接各層所述絕緣膜片上的導(dǎo)體圖案。
[0010]本發(fā)明的另一目的在于提供種上述用于無(wú)線電能傳輸?shù)母袘?yīng)線圈的制造方法，包括以下步驟:
[0011]提供多塊絕緣膜片；
[0012]在各所述絕緣膜片表面分別制作結(jié)構(gòu)相同且由單匝或者多匝構(gòu)成導(dǎo)體圖案；
[0013]將各制作有所述導(dǎo)體圖案的絕緣膜片堆疊設(shè)置，各層所述絕緣膜片上的所述導(dǎo)體圖案在所述絕緣膜片的堆疊方向上相互重疊；以及
[0014]采用串聯(lián)方式和/或者并聯(lián)方式電性連接各層所述絕緣膜片上的所述導(dǎo)體圖案。
[0015]進(jìn)一步地，采用串聯(lián)方式電性連接各所述絕緣膜片上的所述導(dǎo)體圖案的步驟包括:
[0016]在第一層所述絕緣膜片表面制作第一導(dǎo)體圖案，包括:采用印刷法將導(dǎo)電材料印刷于所述絕緣膜片表面以形成由單匝或者多匝構(gòu)成的所述第一導(dǎo)體圖案；采用化學(xué)沉銅的方式在所述第一導(dǎo)體圖案表面沉積一銅層；采用鍍銅的方式在所述銅層上鍍一鍍銅層；利用絕緣油墨覆蓋所述鍍銅層且對(duì)各匝所述第一導(dǎo)體圖案的起始端或者末端開(kāi)窗處理以裸露所述鍍銅層；
[0017]在第二層所述絕緣膜片表面制作第二導(dǎo)體圖案，包括:采用印刷法將所述導(dǎo)電材料印刷于所述絕緣膜片表面以形成與所述第一導(dǎo)體圖案結(jié)構(gòu)相同的所述第二導(dǎo)體圖案；將各匝所述第二導(dǎo)體圖案上的起始端或者末端與所述第一導(dǎo)體圖案對(duì)應(yīng)匝上之起始端或者末端裸露的所述鍍銅層相連以形成第一連接部；采用化學(xué)沉銅的方式在所述第一連接部表面和所述第二導(dǎo)體圖案表面沉積一銅層；采用鍍銅的方式在所述銅層上鍍一鍍銅層；利用所述絕緣油墨覆蓋所述鍍銅層且對(duì)所述第二導(dǎo)體圖案的起始端或者末端開(kāi)窗處理以裸露所述鍍銅層；以及
[0018]按上述步驟制作多層相互串聯(lián)連接的導(dǎo)體圖案。
[0019]進(jìn)一步地，采用并聯(lián)方式電性連接各所述絕緣膜片上的所述導(dǎo)體圖案的步驟包括:
[0020]在第一層所述絕緣膜片表面制作第一導(dǎo)體圖案，包括:采用印刷法將導(dǎo)電材料印刷于所述絕緣膜片表面以形成由單匝或者多匝構(gòu)成的第一導(dǎo)體圖案；采用化學(xué)沉銅的方式在所述第一導(dǎo)體圖案表面沉積一銅層；采用電鍍銅的方式在所述銅層上鍍一鍍銅層；利用絕緣油墨覆蓋所述鍍銅層且對(duì)各匝所述第一導(dǎo)體圖案的起始端和末端開(kāi)窗處理以裸露所述鍍銅層；
[0021]在第二層所述絕緣膜片表面制作第二導(dǎo)體圖案，包括:采用印刷法將所述導(dǎo)電材料印刷于所述絕緣膜片表面以形成與所述第一導(dǎo)體圖案結(jié)構(gòu)相同的所述第二導(dǎo)體圖案；將各匝所述第二導(dǎo)體圖案的起始端與所述第一導(dǎo)體圖案對(duì)應(yīng)匝上之起始端裸露的所述鍍銅層相連以形成第三連接部以及將所述第二導(dǎo)體圖案的末端與所述第一導(dǎo)體圖案之末端裸露的所述鍍銅層相連以形成第四連接部；采用化學(xué)沉銅的方式在所述第三、第四連接部表面和所述第二導(dǎo)體圖案表面沉積一銅層；采用鍍銅的方式在所述銅層上鍍一鍍銅層；利用所述絕緣油墨覆蓋所述鍍銅層且對(duì)所述第二導(dǎo)體圖案的起始端和末端開(kāi)窗處理以裸露所述鍍銅層；以及
[0022]按上述步驟制作多層相互并聯(lián)連接的導(dǎo)體圖案。
[0023]進(jìn)一步地，采用印刷法將所述導(dǎo)電材料印刷于所述絕緣膜片表面由以下方法替代:采用沉積法將導(dǎo)電材料濺射到所述絕緣膜片表面、采用噴涂法將所述導(dǎo)電材料噴涂于所述絕緣膜片表面或者采用粘結(jié)法將所述導(dǎo)電材料粘接于所述絕緣膜片表面。
[0024]進(jìn)一步地，所述導(dǎo)電材料由導(dǎo)電油墨或者沉銅催化劑替代。
[0025]本發(fā)明的另一目的在于提供一種無(wú)線充電系統(tǒng)，包括對(duì)外充電的電能傳輸設(shè)備以及需要充電的電能接收設(shè)備，其特征在于，所述電能傳輸設(shè)備包括發(fā)射線圈，所述電能接收設(shè)備包括與所述發(fā)射線圈耦合產(chǎn)生電流的接收線圈，所述發(fā)射線圈與所述接收線圈具有相同的結(jié)構(gòu)且均為上述用于無(wú)線電能傳輸?shù)母袘?yīng)線圈。
[0026]本發(fā)明提供的用于無(wú)線電能傳輸?shù)母袘?yīng)線圈通過(guò)在絕緣膜片上形成單匝或者多匝導(dǎo)體圖案，并將多個(gè)具有導(dǎo)體圖案的絕緣膜片堆疊設(shè)置以及各層絕緣膜片上的各匝導(dǎo)體圖案采用串聯(lián)方式和/或者并聯(lián)的連接方式電連接，各導(dǎo)體圖案在通過(guò)電流后，產(chǎn)生相應(yīng)磁場(chǎng)，且磁場(chǎng)分布出現(xiàn)重疊區(qū)域，在磁場(chǎng)重疊區(qū)域出現(xiàn)磁場(chǎng)強(qiáng)度與絕緣膜片上導(dǎo)體圖案層數(shù)成比例疊加的效果，電能傳輸效率大大提升，而且，采用絕緣膜片堆疊設(shè)置以獲得便于薄膜化處理的無(wú)線電能傳輸裝置，減了小無(wú)線電能傳輸裝置的體積。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0027]圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的用于無(wú)線電能傳輸?shù)母袘?yīng)線圈中同層單匝導(dǎo)體圖案串聯(lián)連接的示意圖。
[0028]圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的用于無(wú)線電能傳輸?shù)母袘?yīng)線圈中同層單匝導(dǎo)體圖案并聯(lián)連接的示意圖。
[0029]圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的用于無(wú)線電能傳輸?shù)母袘?yīng)線圈中同層多匝導(dǎo)體圖案串聯(lián)連接的示意圖。
[0030]圖4是本發(fā)明實(shí)施例提供的用于無(wú)線電能傳輸?shù)母袘?yīng)線圈中同層多匝導(dǎo)體圖案并聯(lián)連接的示意圖。
[0031]圖5是本發(fā)明實(shí)施例提供的用于無(wú)線電能傳輸?shù)母袘?yīng)線圈連接的局部放大圖。
[0032]圖6為本發(fā)明實(shí)施例提高的無(wú)線充電系統(tǒng)的框架結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0033]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0034]請(qǐng)參照?qǐng)D1至圖5，本發(fā)明【具體實(shí)施方式】中提供的用于無(wú)線電能傳輸?shù)母袘?yīng)線圈10包括至少兩層堆疊設(shè)置的絕緣膜片12以及采用導(dǎo)電材料形成于所述絕緣膜片12表面的導(dǎo)體圖案16，各層所述絕緣膜片12上的導(dǎo)體圖案16結(jié)構(gòu)相同且采用串聯(lián)方式和/或者并聯(lián)方式電連接，位于同一絕緣膜片12上的所述導(dǎo)體圖案16由單匝或者多匝構(gòu)成，各層絕緣膜片12上的所述導(dǎo)體圖案16在所述絕緣膜片12的堆疊方向上相互重疊。本發(fā)明提供的用于無(wú)線電能傳輸?shù)母袘?yīng)線圈10用于無(wú)線充電設(shè)備中，采用多層絕緣膜片12堆疊設(shè)置而成以獲得便于薄膜化處理的無(wú)線電能傳輸裝置，減小體積，并且采用形成于各層絕緣膜片12上的由單匝或者多匝構(gòu)成的導(dǎo)體圖案16通過(guò)串聯(lián)方式和/或者并聯(lián)方式電連接，各層絕緣膜片12上的各匝導(dǎo)體圖案16在堆疊方向上相互重疊，各層絕緣膜片12上的各匝導(dǎo)體圖案16相互產(chǎn)生電磁耦合現(xiàn)象，各層絕緣膜片12上相互重疊的導(dǎo)體圖案16出現(xiàn)磁場(chǎng)分布重合區(qū)域，磁場(chǎng)強(qiáng)度與絕緣膜片12上的導(dǎo)體圖案16層數(shù)成比例疊加，從而提高電能傳輸效率。優(yōu)選地，所述絕緣膜片12可以是聚酯薄膜、聚酰亞胺薄膜、聚氨酯薄膜、環(huán)氧樹(shù)脂薄膜、環(huán)氧樹(shù)脂玻璃纖維薄片、聚酯環(huán)氧玻璃纖維混合薄膜、聚四氟乙烯薄膜或者芳香聚酰胺薄膜等。
[0035]請(qǐng)同時(shí)參照?qǐng)D1和圖4，在本實(shí)施例中，同一層絕緣膜片12上的各匝導(dǎo)體圖案16的起始端160和末端165相互隔開(kāi)設(shè)置，當(dāng)采用串聯(lián)方式連接各導(dǎo)體圖案16時(shí)，即將同一堆疊方向的各匝導(dǎo)體圖案16首尾相連以及將最頂層或者最底層絕緣膜片12上的各匝導(dǎo)體圖案16的起始端160和末端165通過(guò)導(dǎo)電材料電性連接，具體地，對(duì)于同一堆疊方向上的各匝導(dǎo)體圖案16，將第一層導(dǎo)體圖案16的起始端160或者末端165與第二層導(dǎo)體圖案16的末端165或者起始端160電連接，第二層導(dǎo)體圖案16的起始端160或者末端165與第三層導(dǎo)體圖案16的末端165或者起始端160電連接，以此類(lèi)推；完成同一堆疊方向各匝導(dǎo)體圖案16連接后，連接最頂層或者最底層絕緣膜片12上各匝導(dǎo)體圖案16，將最頂層絕緣膜片12上的最外匝導(dǎo)體圖案16的末端165與同一層相鄰第二匝導(dǎo)體圖案16的起始端160連接，將最底層絕緣膜片12的第二匝導(dǎo)體圖案16的末端165與同一層相鄰第三匝導(dǎo)體圖案16的起始端160連接，以此類(lèi)推，將所有絕緣膜片12上的導(dǎo)體圖案16串聯(lián)連接；請(qǐng)同時(shí)參照?qǐng)D2和圖5，當(dāng)采用并聯(lián)方式連接各導(dǎo)體圖案16時(shí)，即將同一堆疊方向上的各匝導(dǎo)體圖案16的起始端160電連接以及末端165電連接，將最頂層絕緣膜片12上各匝導(dǎo)體圖案16的起始端160或者末端165電連接以及最底層絕緣膜片12上各匝導(dǎo)體圖案16的末端165或者起始端160電連接。
[0036]在其他實(shí)施方式中，各層絕緣膜片12上的導(dǎo)體圖案16可以采用并聯(lián)和串聯(lián)組合連接的方式實(shí)現(xiàn)電連接，例如，對(duì)于由三層絕緣膜片12堆疊而成的用于無(wú)線電能傳輸?shù)母袘?yīng)線圈10，將第一層絕緣膜片12的導(dǎo)體圖案16和第二層絕緣膜片12的導(dǎo)體圖案16首尾連接實(shí)現(xiàn)串聯(lián)，然后將該串聯(lián)的絕緣膜片12與第三層絕緣膜片12的導(dǎo)體圖案16并聯(lián)。
[0037]在本實(shí)施例中，所述絕緣膜片12堆疊的層數(shù)為2?18層，更優(yōu)選地，該層數(shù)為6-14層。在發(fā)射電路和接收電路中對(duì)線圈的電感量也有匹配要求，通常需要通過(guò)計(jì)算確定線圈的絕緣膜片12的層數(shù)和匝數(shù)16的匝數(shù)。當(dāng)絕緣膜片12堆疊層數(shù)太少時(shí)電感量會(huì)過(guò)低，當(dāng)絕緣膜片12堆疊層數(shù)太多時(shí)，對(duì)應(yīng)產(chǎn)生的電感量越多；如果線圈的電感量與發(fā)射或者接收電路的要求不相匹配，會(huì)使整個(gè)電路不能正常工作，則用于無(wú)線電能傳輸?shù)母袘?yīng)線圈10的電能傳輸效率也會(huì)降低。
[0038]請(qǐng)參照?qǐng)D1至圖5，在本實(shí)施例中，位于同一所述絕緣膜片12上的所述導(dǎo)體圖案16由單匝或者多匝構(gòu)成。具體地，請(qǐng)參照?qǐng)D1和圖2，當(dāng)每層絕緣膜片12上的導(dǎo)體圖案16為單匝時(shí)，該用于無(wú)線電能傳輸?shù)母袘?yīng)線圈10由多層絕緣膜片12堆疊而形成且各匝導(dǎo)體圖案16在絕緣膜片12的堆疊方向上相互重合，在電能傳輸過(guò)程中，不論串聯(lián)連接方式和/或者并聯(lián)連接方式，流向各導(dǎo)體圖案16中的電流均沿著相同的方向或者相同軌跡流動(dòng)，并且堆疊層間盡量扁平，從而大幅度地減少各層導(dǎo)體圖案16之間的間距，各層導(dǎo)體圖案16在通電后產(chǎn)生的磁場(chǎng)接近重疊，因而總磁場(chǎng)強(qiáng)度與絕緣膜片12上的導(dǎo)體圖案16層數(shù)成比例疊加，電能傳輸效率大大提升，即在同樣的電流下，導(dǎo)體圖案16中的電能所產(chǎn)生的磁能區(qū)域分布接近重疊，使該線圈電能到磁能的轉(zhuǎn)換效率得到提升，反之，在同樣的磁能分布情況下，該線圈也可以得到最大的磁能到電能轉(zhuǎn)換效率；該結(jié)構(gòu)的用于無(wú)線電能傳輸?shù)母袘?yīng)線圈10時(shí)的電磁感應(yīng)耦合效果最佳，減少了因?qū)w圖案16中各匝之間存在間距導(dǎo)致通電后產(chǎn)生的磁場(chǎng)不完全重合，相互抵消的現(xiàn)象。請(qǐng)參照?qǐng)D4和圖5，當(dāng)每層絕緣膜片12上的導(dǎo)體圖案16由多匝構(gòu)成時(shí)，該用于無(wú)線電能傳輸?shù)母袘?yīng)線圈10由多層絕緣膜片12堆疊而形成且各層絕緣膜片12上導(dǎo)體圖案16的對(duì)應(yīng)匝在絕緣膜片12的堆疊方向上重合，也就是說(shuō)，各層絕緣膜片12上導(dǎo)體圖案16的最外匝導(dǎo)體圖案相互重合、最內(nèi)匝導(dǎo)體圖案相互重合以及位于最外匝與最內(nèi)匝之間的各匝導(dǎo)體圖案對(duì)應(yīng)重合，在電能傳輸過(guò)程中，對(duì)于各層絕緣膜片12中的同一匝導(dǎo)體圖案16，不論是串聯(lián)方式還是并聯(lián)方式，相鄰兩匝導(dǎo)體圖案16，電流方向相同，各匝導(dǎo)體圖案16產(chǎn)生的磁場(chǎng)分布各不相同，其中，磁場(chǎng)分布重合區(qū)域，磁場(chǎng)強(qiáng)度與導(dǎo)體圖案16的層數(shù)成比例疊加，可以獲得較高的電能傳輸效率，優(yōu)選地，各層絕緣膜片12上的導(dǎo)體圖案16的匝數(shù)為2?20匝，更優(yōu)選的，環(huán)繞匝數(shù)為2?16匝。各層絕緣膜片12上的導(dǎo)體圖案16的尺寸大小為20?150毫米，以圓形導(dǎo)體圖案16為例，其尺寸大小是指導(dǎo)體圖案16的最大直徑，更優(yōu)選地，該尺寸大小為80?120毫米。
[0039]請(qǐng)參照?qǐng)D1至圖5，進(jìn)一步地，位于同一所述絕緣膜片12上的各匝所述導(dǎo)體圖案16為具有開(kāi)口的圓形、橢圓形、多邊形或者其他任意形狀。各匝導(dǎo)體圖案16可以是根據(jù)需要設(shè)計(jì)的任意具有開(kāi)口的形狀，即每匝導(dǎo)體圖案16均具有起始端160和末端165，于起始端160和末端165之間形成開(kāi)口，該開(kāi)口的尺寸遠(yuǎn)小于各匝導(dǎo)體圖案16的尺寸大小。
[0040]請(qǐng)參照?qǐng)D1至圖5，進(jìn)一步地，所述導(dǎo)電材料為金屬、金屬合金、金屬化合物或者有機(jī)導(dǎo)電材料。更優(yōu)選地，所述金屬為銅、鋁、鋅、銀、金、白金、錫、鐵、鎳，所有機(jī)導(dǎo)電材料為導(dǎo)電聚合物。將導(dǎo)電材料形成于所述絕緣膜片12表面以獲得具有一定厚度的導(dǎo)體圖案，該厚度依實(shí)際需求而定。各層絕緣膜片12堆疊時(shí)采用絕緣粘合劑接合或者物理堆疊方式實(shí)現(xiàn)。
[0041]請(qǐng)參照?qǐng)D1至圖5，進(jìn)一步地，所述用于無(wú)線電能傳輸?shù)母袘?yīng)線圈還包括連接各層所述導(dǎo)體圖案16的連接部18，各層所述柔性絕緣膜片12設(shè)有連接孔121，所述連接孔121位于每匝所述導(dǎo)體圖案16的起始端160和末端165，所述連接部18穿過(guò)所述連接孔121按照上述連接方式電連接各層所述絕緣膜片12上的導(dǎo)體圖案16。通過(guò)設(shè)置連接孔121以便于各層導(dǎo)體圖案16之間的電性連接。
[0042]請(qǐng)參照?qǐng)D1至5，本發(fā)明具體實(shí)施例提供的用于無(wú)線電能傳輸?shù)母袘?yīng)線圈10的制造方法包括以下步驟:
[0043]提供多塊絕緣膜片12 ；
[0044]在各所述絕緣膜片12表面分別制作結(jié)構(gòu)相同且由單匝或者多匝構(gòu)成的導(dǎo)體圖案16 ；
[0045]將各制作有所述導(dǎo)體圖案16的絕緣膜片12堆疊設(shè)置，各層所述絕緣膜片12上的所述導(dǎo)體圖案16在所述絕緣膜片12的堆疊方向上相互重疊；以及采用串聯(lián)和/或者并聯(lián)方式電性連接各層所述絕緣膜片12上的所述導(dǎo)體圖案16。
[0046]該用于無(wú)線電能傳輸?shù)母袘?yīng)線圈10的制造方法通過(guò)在絕緣膜片12表面制作由單匝或者多匝構(gòu)成的導(dǎo)體圖案16，將設(shè)有導(dǎo)體圖案16的絕緣膜片12進(jìn)行堆疊設(shè)置并將各層絕緣膜片12上的導(dǎo)體圖案16進(jìn)行串聯(lián)和/或者并聯(lián)連接，以獲得上述結(jié)構(gòu)的用于無(wú)線電能傳輸?shù)母袘?yīng)線圈10，該制造方法簡(jiǎn)單，而且通過(guò)堆疊設(shè)置所述導(dǎo)體圖案16以提高電能傳輸效率，電能傳輸效率會(huì)隨著絕緣膜片12上導(dǎo)體圖案16的層數(shù)成比例疊加。優(yōu)選地，所述柔性絕緣膜片12可以是聚酯薄膜、聚酰亞胺薄膜、聚氨酯薄膜、環(huán)氧樹(shù)脂薄膜、環(huán)氧樹(shù)脂玻璃纖維薄片、聚酯環(huán)氧玻璃纖維混合薄膜、聚四氟乙烯薄膜或者芳香聚酰胺薄膜等，以有效減小用于無(wú)線電能傳輸?shù)母袘?yīng)線圈10的體積。
[0047]請(qǐng)參照?qǐng)D1、圖3和圖5，進(jìn)一步地，采用串聯(lián)方式電性連接各所述絕緣膜片12上的所述導(dǎo)體圖案16的步驟包括:
[0048]在第一層所述絕緣膜片12表面制作第一導(dǎo)體圖案16a，包括:采用印刷法將導(dǎo)電材料印刷于所述絕緣膜片12表面以形成由單匝或者多匝構(gòu)成的第一導(dǎo)體圖案16a ;采用化學(xué)沉銅的方式在所述第一導(dǎo)體圖案16a表面沉積一銅層；采用鍍銅的方式在所述銅層上鍍一鍍銅層以加厚所述銅層；利用絕緣油墨覆蓋所述鍍銅層且對(duì)各匝所述第一導(dǎo)體圖案16a的起始端160a或者末端165a開(kāi)窗處理以裸露所述鍍銅層；
[0049]在第二層所述絕緣膜片12表面制作所述第二導(dǎo)體圖案16b，包括:采用印刷法將所述導(dǎo)電材料印刷于所述絕緣膜片12表面以形成由單匝或者多匝構(gòu)成的第二導(dǎo)體圖案16b ;將各阻所述第二導(dǎo)體圖案16b的起始端160b或者末端165b與所述第一導(dǎo)體圖案16a對(duì)應(yīng)匝上之起始端160a或者末端165a裸露的所述鍍銅層相連以形成第一連接部18a (如圖5所示);采用化學(xué)沉銅的方式在所述第一連接部18a表面和所述第二導(dǎo)體圖案16b表面沉積一銅層；采用鍍銅的方式在所述銅層上鍍一鍍銅層以加厚所述銅層；利用所述絕緣油墨覆蓋所述鍍銅層且對(duì)所述第二導(dǎo)體圖案16b的起始端160b或者末端165b開(kāi)窗處理以裸露所述鍍銅層；以及
[0050]按上述步驟制作多層相互串聯(lián)連接的導(dǎo)體圖案16。
[0051]將各層絕緣膜片12上的各匝導(dǎo)體圖案16的起始端或者末端開(kāi)窗處理以得到裸露的鍍銅層，并將該裸露的鍍銅層與相鄰絕緣膜片12上同一匝導(dǎo)體圖案16的末端或者起始端搭接，以及將最頂層或者最底層絕緣膜片12上的各匝導(dǎo)體圖案16的起始端和末端電性連接。以三層絕緣膜片12堆疊設(shè)置且各層絕緣膜片12上具有三匝導(dǎo)體圖案16的線圈為例，將最頂層絕緣膜片12a上的各匝導(dǎo)體圖案16a的起始端160a和末端165a開(kāi)窗處理以得到裸露的鍍銅層，將中間層絕緣膜片12b上各匝導(dǎo)體圖案16b的末端165b疊放于最頂層絕緣膜片12a上相應(yīng)匝導(dǎo)體圖案16a之起始端160a的裸露鍍銅層上，并通過(guò)后續(xù)的化學(xué)沉銅、電鍍銅以及覆蓋絕緣油墨等處理，使最頂層的各匝導(dǎo)體圖案16a的銅層與中間層各匝導(dǎo)體圖案16b的銅層緊密地結(jié)合在一起；同樣地，將中間層絕緣膜片12b上的各匝導(dǎo)體圖案16b的起始端160b開(kāi)窗處理以得到裸露的鍍銅層，將最底層絕緣膜片12c上各匝導(dǎo)體圖案16c的末端165c疊放于中間層絕緣膜片12b上相應(yīng)匝導(dǎo)體圖案16b的起始端160b的裸露鍍銅層上，并通過(guò)后續(xù)的化學(xué)沉銅、電鍍銅以及覆蓋絕緣油墨等處理，使中間層的各匝導(dǎo)體圖案16b的銅層與最底層各匝導(dǎo)體圖案16c的銅層緊密地結(jié)合在一起；采用化學(xué)沉銅、電鍍銅及覆蓋絕緣油墨等工藝將最頂層絕緣膜片12a上的最外匝導(dǎo)體圖案16a的末端165a與中間匝導(dǎo)體圖案16a的起始端160a電性連接，同樣地，采用化學(xué)沉銅、電鍍銅及覆蓋絕緣油墨等工藝將最底層中間阻導(dǎo)體圖案16c的末端165c與最內(nèi)阻導(dǎo)體圖案16c的起始端160c電性連接；這樣，形成整體式導(dǎo)體圖案16，保證該導(dǎo)體圖案16充分電性連接。
[0052]請(qǐng)參照?qǐng)D2、圖4和圖5，進(jìn)一步地，采用并聯(lián)方式電性連接各所述絕緣膜片上的所述導(dǎo)體圖案16的步驟包括:
[0053]在第一層所述絕緣膜片12表面制作第一導(dǎo)體圖案16a，包括:采用印刷法將導(dǎo)電材料印刷于所述絕緣膜片12表面以形成由單匝或者多匝構(gòu)成的第一導(dǎo)體圖案16a ;采用化學(xué)沉銅的方式在所述第一導(dǎo)體圖案16a表面沉積一銅層；采用鍍銅的方式在所述銅層上鍍一鍍銅層以加厚所述銅層；利用絕緣油墨覆蓋所述鍍銅層且對(duì)各匝所述第一導(dǎo)體圖案16a的起始端160a和末端165a開(kāi)窗處理以裸露所述鍍銅層；
[0054]在第二層所述絕緣膜片12表面制作第二導(dǎo)體圖案16b，包括:采用印刷法將所述導(dǎo)電材料印刷于所述絕緣膜片12表面以形成與所述第一導(dǎo)體圖案16a結(jié)構(gòu)相同的第二導(dǎo)體圖案16b ;將各匝所述第二導(dǎo)體圖案16b的起始端160b與所述第一導(dǎo)體圖案16a對(duì)應(yīng)匝上之起始端160a裸露的所述鍍銅層相連以形成第三連接部18b以及將所述第二導(dǎo)體圖案16b的末端165b與所述第一導(dǎo)體圖案16a之末端165a裸露的所述鍍銅層相連以形成第四連接部18c ;采用化學(xué)沉銅的方式在所述第三連接部18b、第四連接部18c表面和所述第二導(dǎo)體圖案16b表面沉積一銅層(如圖5所示);采用鍍銅的方式在所述銅層上鍍一鍍銅層；利用所述絕緣油墨覆蓋所述鍍銅層且對(duì)所述第二導(dǎo)體圖案16b的起始端160b和末端165b開(kāi)窗處理以裸露所述鍍銅層；以及
[0055]按上述步驟制作多層相互并聯(lián)連接的導(dǎo)體圖案16。
[0056]將各層絕緣膜片12的各匝導(dǎo)體圖案16的起始端160和末端165開(kāi)窗處理以得到裸露的鍍銅層，并將各層絕緣膜片12上對(duì)應(yīng)匝的導(dǎo)體圖案16的起始端160疊放連接以及末端165疊放連接，并通過(guò)后續(xù)的化學(xué)沉銅、電鍍銅以及覆蓋絕緣油墨等處理，將最頂層絕緣膜片12上各匝導(dǎo)體圖案16的起始端160或者末端165電連接以及最底層絕緣膜片12上各匝導(dǎo)體圖案16的末端160或者起始端165電連接。形成整體式導(dǎo)體圖案16，保證該導(dǎo)體圖案16充分電性連接。
[0057]上述用于無(wú)線電能傳輸?shù)母袘?yīng)線圈10的制造方法還包括在各層絕緣膜片12的導(dǎo)體圖案16的起始端160和/或者末端165加工通孔的步驟，以使連接部18穿過(guò)相應(yīng)連接孔121將各層導(dǎo)體圖案16的起始端160和/或者末端165充分電連接。
[0058]請(qǐng)參照?qǐng)D1至圖5，進(jìn)一步地，采用印刷法將所述導(dǎo)電材料印刷于所述絕緣膜片12表面可以由以下方法替代:采用沉積法將導(dǎo)電材料濺射到所述絕緣膜片12表面、采用噴涂法將所述導(dǎo)電材料噴涂于所述絕緣膜片12表面或者采用粘結(jié)法將所述導(dǎo)電材料粘接于所述絕緣膜片12表面。
[0059]進(jìn)一步地，所述導(dǎo)電材料可以由導(dǎo)電油墨或者沉銅催化劑替代。上述絕緣油墨可以由保護(hù)膜替代，上述化學(xué)沉銅和電鍍銅步驟中的銅可以由鋅、鋁、銀等金屬替代。
[0060]請(qǐng)參照?qǐng)D6，本發(fā)明【具體實(shí)施方式】中提供的無(wú)線充電系統(tǒng)包括對(duì)外充電的電能傳輸設(shè)備20以及需要充電的電能接收設(shè)備30，所述電能傳輸設(shè)備20包括發(fā)射線圈240，所述電能接收設(shè)備30包括與所述發(fā)射線圈240耦合產(chǎn)生電流的接收線圈320，所述發(fā)射線圈240與所述接收線圈320具有相同的結(jié)構(gòu)且均為上述用于無(wú)線電能傳輸?shù)母袘?yīng)線圈。具體地，所述電能傳輸設(shè)備20包括供電單元22和電能發(fā)射單元24，所述供電單元22連接外部電源40并用于向所述電能發(fā)射單元24提供電流，所述電能發(fā)射單元24與所述供電單元22電連接并包括在所述供電單元22的電流驅(qū)動(dòng)下工作的發(fā)射線圈240 ;所述電能接收設(shè)備30包括電能接收單元32、電流轉(zhuǎn)換單元34以及電能存儲(chǔ)單元36，所述電能接收單元32與電能發(fā)射單元24無(wú)線連接并包括與所述發(fā)射線圈240耦合產(chǎn)生交流電流的接收線圈320，所述電流轉(zhuǎn)換單元34與電能接收單元32相連接并用于實(shí)時(shí)將所述發(fā)射線圈240與所述接收線圈320耦合產(chǎn)生的所述交流電流轉(zhuǎn)換為直流電流，所述電能存儲(chǔ)單元36與所述電能轉(zhuǎn)化單元相連接并用于實(shí)時(shí)存儲(chǔ)所述直流電流；所述發(fā)射線圈240與所述接收線圈320具有相同的結(jié)構(gòu)且均為上述的用于無(wú)線電能傳輸?shù)母袘?yīng)線圈10。該無(wú)線充電系統(tǒng)中的電能傳輸設(shè)備20與所述電能接收設(shè)備30之間采用非接觸的方式(例如，隔空或者遠(yuǎn)距離)進(jìn)行充電，或者采用接觸式(墊板式)進(jìn)行充電，并通過(guò)電能傳輸設(shè)備20中的發(fā)射線圈240與所述電能接收設(shè)備30中的接收線圈320之間因?yàn)殡娏鲗?dǎo)通產(chǎn)生電磁感應(yīng)耦合，將外部電源40傳輸至電能接收設(shè)置中以進(jìn)行充電。
[0061]優(yōu)選地，該電能接收設(shè)備30可以是移動(dòng)電話(huà)、音頻播放器(例如，MP3、MP4、MP5)、掌上電腦(Personal Digital Assistant, PDA)、筆記本電能、平板電能、數(shù)碼相機(jī)、攝像機(jī)、移動(dòng)電子游戲機(jī)、便攜式醫(yī)療器械、機(jī)器人、遙控清潔器、小型電動(dòng)車(chē)輛、無(wú)線鍵盤(pán)和鼠標(biāo)、自動(dòng)剃須刀等用電設(shè)備，但不限于此。
[0062]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于無(wú)線電能傳輸?shù)母袘?yīng)線圈，其特征在于，包括至少兩層堆疊設(shè)置的絕緣膜片以及采用導(dǎo)電材料形成于各所述絕緣膜片表面的導(dǎo)體圖案，各層所述絕緣膜片上的所述導(dǎo)體圖案結(jié)構(gòu)相同且采用串聯(lián)方式和/或者并聯(lián)方式電連接，位于同一所述絕緣膜片上的所述導(dǎo)體圖案由單匝或者多匝構(gòu)成，各層所述絕緣膜片上的所述導(dǎo)體圖案在所述絕緣膜片的堆疊方向上相互重疊。
2.如權(quán)利要求1所述的用于無(wú)線電能傳輸?shù)母袘?yīng)線圈，其特征在于，位于同一所述絕緣膜片上的各匝所述導(dǎo)體圖案為具有開(kāi)口的圓形、橢圓形、多邊形或者其他任意形狀。
3.如權(quán)利要求1所述的用于無(wú)線電能傳輸?shù)母袘?yīng)線圈，其特征在于，所述導(dǎo)電材料為金屬、金屬合金、金屬化合物或者有機(jī)導(dǎo)電材料。
4.如權(quán)利要求1至3任意一項(xiàng)所述的用于無(wú)線電能傳輸?shù)母袘?yīng)線圈，其特征在于，還包括連接各層所述導(dǎo)體圖案的連接部，各層所述絕緣膜片設(shè)有連接孔，所述連接孔位于每匝所述導(dǎo)體圖案的起始端和末端，所述連接部穿過(guò)所述連接孔電連接各層所述絕緣膜片上的導(dǎo)體圖案。
5.一種如權(quán)利要求1所述的用于無(wú)線電能傳輸?shù)母袘?yīng)線圈的制造方法，其特征在于，包括以下步驟: 提供多塊絕緣膜片； 在各所述絕緣膜片表面分別制作結(jié)構(gòu)相同且由單匝或者多匝構(gòu)成導(dǎo)體圖案； 將各制作有所述導(dǎo)體圖案的絕緣膜片堆疊設(shè)置，各層所述絕緣膜片上的所述導(dǎo)體圖案在所述絕緣膜片的堆疊方向上相互重疊；以及 采用串聯(lián)方式和/或者并聯(lián)方式電性連接各層所述絕緣膜片上的所述導(dǎo)體圖案。
6.如權(quán)利要求5所述的用于無(wú)線電能傳輸?shù)母袘?yīng)線圈的制造方法，其特征在于，采用串聯(lián)方式電性連接各所述絕緣膜片上的所述導(dǎo)體圖案的步驟包括: 在第一層所述絕緣膜片表面制作第一導(dǎo)體圖案，包括:采用印刷法將導(dǎo)電材料印刷于所述絕緣膜片表面以形成由單匝或者多匝構(gòu)成的所述第一導(dǎo)體圖案；采用化學(xué)沉銅的方式在所述第一導(dǎo)體圖案表面沉積一銅層；采用鍍銅的方式在所述銅層上鍍一鍍銅層；利用絕緣油墨覆蓋所述鍍銅層且對(duì)各匝所述第一導(dǎo)體圖案的起始端或者末端開(kāi)窗處理以裸露所述鍍銅層； 在第二層所述絕緣膜片表面制作第二導(dǎo)體圖案，包括:采用印刷法將所述導(dǎo)電材料印刷于所述絕緣膜片表面以形成與所述第一導(dǎo)體圖案結(jié)構(gòu)相同的所述第二導(dǎo)體圖案；將各匝所述第二導(dǎo)體圖案上的起始端或者末端與所述第一導(dǎo)體圖案對(duì)應(yīng)匝上之起始端或者末端裸露的所述鍍銅層相連以形成第一連接部；采用化學(xué)沉銅的方式在所述第一連接部表面和所述第二導(dǎo)體圖案表面沉積一銅層；采用鍍銅的方式在所述銅層上鍍一鍍銅層；利用所述絕緣油墨覆蓋所述鍍銅層且對(duì)所述第二導(dǎo)體圖案的起始端或者末端開(kāi)窗處理以裸露所述鍍銅層；以及 按上述步驟制作多層相互串聯(lián)連接的導(dǎo)體圖案。
7.如權(quán)利要求5所述的用于無(wú)線電能傳輸?shù)母袘?yīng)線圈的制造方法，其特征在于，采用并聯(lián)方式電性連接各所述絕緣膜片上的所述導(dǎo)體圖案的步驟包括: 在第一層所述絕緣膜片表面制作第一導(dǎo)體圖案，包括:采用印刷法將導(dǎo)電材料印刷于所述絕緣膜片表面以形成由單匝或者多匝構(gòu)成的第一導(dǎo)體圖案；采用化學(xué)沉銅的方式在所述第一導(dǎo)體圖案表面沉積一銅層；采用電鍍銅的方式在所述銅層上鍍一鍍銅層；利用絕緣油墨覆蓋所述鍍銅層且對(duì)各匝所述第一導(dǎo)體圖案的起始端和末端開(kāi)窗處理以裸露所述鍍銅層； 在第二層所述絕緣膜片表面制作第二導(dǎo)體圖案，包括:采用印刷法將所述導(dǎo)電材料印刷于所述絕緣膜片表面以形成與所述第一導(dǎo)體圖案結(jié)構(gòu)相同的所述第二導(dǎo)體圖案；將各匝所述第二導(dǎo)體圖案的起始端與所述第一導(dǎo)體圖案對(duì)應(yīng)匝上之起始端裸露的所述鍍銅層相連以形成第三連接部以及將所述第二導(dǎo)體圖案的末端與所述第一導(dǎo)體圖案之末端裸露的所述鍍銅層相連以形成第四連接部；采用化學(xué)沉銅的方式在所述第三、第四連接部表面和所述第二導(dǎo)體圖案表面沉積一銅層；采用鍍銅的方式在所述銅層上鍍一鍍銅層；利用所述絕緣油墨覆蓋所述鍍銅層且對(duì)所述第二導(dǎo)體圖案的起始端和末端開(kāi)窗處理以裸露所述鍍銅層；以及 按上述步驟制作多層相互并聯(lián)連接的導(dǎo)體圖案。
8.如權(quán)利要求6或者7所述的用于無(wú)線電能傳輸?shù)母袘?yīng)線圈的制造方法，其特征在于，采用印刷法將所述導(dǎo)電材料印刷于所述絕緣膜片表面由以下方法替代:采用沉積法將導(dǎo)電材料濺射到所述絕緣膜片表面、采用噴涂法將所述導(dǎo)電材料噴涂于所述絕緣膜片表面或者采用粘結(jié)法將所述導(dǎo)電材料粘接于所述絕緣膜片表面。
9.如權(quán)利要求8所述的用于無(wú)線電能傳輸?shù)母袘?yīng)線圈的制造方法，其特征在于，所述導(dǎo)電材料由導(dǎo)電油墨或者沉銅催化劑替代。
10.一種無(wú)線充電系統(tǒng)，包括對(duì)外充電的電能傳輸設(shè)備以及需要充電的電能接收設(shè)備，其特征在于，所述電能傳輸設(shè)備包括發(fā)射線圈，所述電能接收設(shè)備包括與所述發(fā)射線圈耦合產(chǎn)生電流的接收線圈，所述發(fā)射線圈與所述接收線圈具有相同的結(jié)構(gòu)且均為如權(quán)利要求1至4任意一項(xiàng)所述的用于無(wú)線電能傳輸?shù)母袘?yīng)線圈。
【文檔編號(hào)】H02J7/00GK104184217SQ201310367677
【公開(kāi)日】2014年12月3日 申請(qǐng)日期:2013年8月21日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月21日
【發(fā)明者】甘廷文, 顧軍 申請(qǐng)人:深圳市安普盛科技有限公司