CN107040053A - 磁性屏蔽构件和包括该磁性屏蔽构件的无线电力接收器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种磁性屏蔽构件和包括该磁性屏蔽构件的无线电力接收器。公开了无线电力接收器。无线电力接收器包括:接收线圈,用于无线地接收AC电力;多个屏蔽构件,其布置在接收线圈上,用于阻隔磁性;以及粘合构件,用于将屏蔽构件和接收线圈彼此粘合,其中,屏蔽构件由不同材料制成。
Description
相关申请的交叉引用
本申请根据35U.S.C.§119要求于2016年2月3日在韩国提交的韩国专利申请第10-2016-0013321号的优先权,其全部内容如同在本文中完全阐述那样通过引用并入到本文中。
技术领域
实施方式涉及无线电力传送,并且更具体地涉及表现出高磁屏蔽性能和磁导率的磁性屏蔽构件以及包括该磁性屏蔽构件的无线电力接收器。
背景技术
近年来随着信息通信技术的快速发展,正朝向基于这样的信息通信技术的普遍存在的社会迈进。
为了随时随地提供对信息通信设备的访问,需要安装每个均具有能够在所有社交设施中执行通信功能的计算机芯片的传感器。因此,向这样的设备和传感器供电是一个新的问题。此外,随着各种种类的便携式设备例如移动电话、蓝牙耳机和iPod音乐播放器增加,对于用户而言电池充电是花费时间和精力的。近年来,作为解决该问题的方法,无线电力传输已经引起注意。
无线电力传送或无线能量传输是指使用磁感应原理将电能从传送器无线地传输至接收器的技术。在1800年代,使用了采用电磁感应原理的电动马达或变压器,并且从那时起对实现通过发射电磁波例如无线电波、激光、高频波和微波来传送电能的方法的尝试已被完成。在实践中,基于电磁感应原理对在日常生活中经常使用的电动牙刷或电动剃须刀进行充电。
目前所使用的无线能量传输方案可以被分类成磁感应方案、电磁谐振方案和使用短波长射频的电力传输方案。
磁感应方案是使用以下现象的技术:当两个线圈彼此相邻地被布置并且电流被供给到线圈中的一个时,生成磁通量并且因此在另一线圈中生成电动势。磁感应方案正在迅速商用化,以用于小尺寸设备例如移动电话。磁感应方案的优点在于可以以高效率传输最大为几百千瓦(kW)的功率。然而,磁感应方案的缺点在于最大传输距离为1cm或更小,因此线圈必须被布置成与充电器或移动电话的底部相邻。
电磁谐振方案的特征在于使用电场或磁场而不是利用电磁波或电流。电磁谐振方案的优点在于,电磁谐振方案不受电磁波的影响,因此对于其他电子设备和人体是安全的。然而,电磁谐振方案的缺点在于电磁谐振方案仅在有限的距离和空间内有用,并且能量传输效率稍低。
短波长无线电力传输方案(简称为RF方案)利用能够以无线电波的形式直接传送并且接收能量的原理。该技术是使用整流天线的RF无线电力传输方案。作为“天线”和“整流器”的混成词的“整流天线”是指用于将RF电力直接转换成DC电力的元件。也就是说,RF方案是用于将AC无线电波转换成DC的技术。近年来,已经对RF方案的商用化进行了积极的研究,提高了RF方案的效率。
无线电力传输可以在除移动通信工业之外的各种工业例如车辆、IT、铁路和电子家用电器工业中多方面地使用。
通常,无线电力传送器设置有用于无线电力传输的线圈(在下文中称为传送线圈),并且使用各种屏蔽构件以防止由传送线圈生成的电磁场或AC电力被传输到控制板。
使用由磁性金属粉末形成的磁性屏蔽片或铁硅铝(sandust)块作为代表性屏蔽构件。
此外,对于无线电力接收器而言,使用屏蔽构件来阻隔由接收线圈接收的电磁场。
然而,在使用单个磁性屏蔽构件的情况下,虚部的屏蔽效率低,从而损失能量。
发明内容
实施方式提供了一种用于无线电力接收器的磁性屏蔽构件。
此外,实施方式提供一种磁性屏蔽构件和包括该磁性屏蔽构件的无线电力接收器,该磁性屏蔽构件能够解决当使用单个磁性屏蔽构件时由于虚部的屏蔽效率低而损失能量的问题。
应当注意,本公开内容的目的不限于上面所提及的目的,并且本公开内容所属领域的技术人员将从下面的描述中清楚地理解本公开内容的其他未提及的目的。
在一个实施方式中,无线电力接收器包括:接收线圈,用于无线地接收AC电力;多个屏蔽构件,其被布置在接收线圈上,用于阻隔磁性;以及粘合构件,用于将屏蔽构件和接收线圈彼此粘合,其中,屏蔽构件由不同的材料制成。
屏蔽构件可以包括:第一屏蔽构件,其被布置在接收线圈上;以及第二屏蔽构件,其被布置在第一屏蔽构件上。
第一屏蔽构件可以是磁性屏蔽构件,并且第二屏蔽构件可以是软磁性屏蔽构件。
第一屏蔽构件可以是选自纳米晶体屏蔽构件和无定形屏蔽构件之中的一个。
第一屏蔽构件可以具有17μm至25μm的厚度。
第一屏蔽构件可以具有30mm或更小的直径。
第二屏蔽构件可以是通过混合并且熔化绝缘片状粉末和绝缘树脂粉末而形成的铁硅铝块。
第二屏蔽构件可以具有0.1mm或更大的厚度。
绝缘树脂粉末可以是聚酰亚胺基树脂粉末或酚基树脂粉末。
接收线圈可以是选自图案化线圈和卷绕型线圈之中的一个。
在另一实施方式中,无线电力接收器包括:接收线圈,用于无线地接收AC电力;屏蔽构件,其被布置在接收线圈上,用于阻隔磁性;以及粘合构件,用于将屏蔽构件和接收线圈彼此粘合,其中,粘合构件包括:第一屏蔽构件,其被布置在接收线圈上;以及第二屏蔽构件,其被布置在第一屏蔽构件上,并且第一屏蔽构件和第二屏蔽构件被配置成使得第一屏蔽构件的虚部的屏蔽效率与第二屏蔽构件的虚部的屏蔽效率彼此不同。
第一屏蔽构件可以是通过混合并且熔化绝缘片状粉末和绝缘树脂粉末而形成的铁硅铝块。
第一屏蔽构件可以具有0.1mm或更大的厚度。
接收线圈可以是选自图案化线圈和卷绕型线圈之中的一个。
第一屏蔽构件可以是选自纳米晶体屏蔽构件和无定形屏蔽构件之中的一种。
在另一实施方式中,无线电力接收器包括:接收线圈,用于无线地接收AC电力;第一屏蔽构件,其被布置在接收线圈上,用于阻隔磁性;第一粘合构件,其被布置在第一屏蔽构件与接收线圈之间,用于将第一屏蔽构件与接收线圈彼此粘合;第二屏蔽构件,其被布置在第一粘合构件上,用于阻隔磁性;以及第二粘合构件,其被布置在第一屏蔽构件与第二屏蔽构件之间,用于将第一屏蔽构件与第二屏蔽构件彼此粘合,其中,当第一屏蔽构件是磁性屏蔽构件或软磁性屏蔽构件时,第二屏蔽构件是软磁性屏蔽构件或磁性屏蔽构件。
当第一屏蔽构件或第二屏蔽构件是软磁性屏蔽构件时,该屏蔽构件可以具有0.1mm或更大的厚度。
当第一屏蔽构件或第二屏蔽构件是软磁性屏蔽构件时,该屏蔽构件可以是通过混合并且熔化绝缘片状粉末和绝缘树脂粉末而形成的铁硅铝块。
当第一屏蔽构件或第二屏蔽构件是磁性屏蔽构件时,该屏蔽构件可以是选自纳米晶体屏蔽构件和无定形屏蔽构件之中的一个。
当第一屏蔽构件或第二屏蔽构件是磁性屏蔽构件时,该屏蔽构件可以具有17μm至25μm的厚度。
本公开内容的上述方面仅是优选实施方式中的一些,并且本领域技术人员可以从以下详细的描述中得到并理解并入技术特征的各种实施方式。
附图说明
提供附图以帮助理解实施方式,并且提供实施方式以及详细描述。然而,实施方式的技术特征不限于特定的附图,并且相应附图所示出的特征可以彼此进行组合以配置新的实施方式。
可以参照以下附图详细地描述布置和实施方式,在附图中,相同的附图标记表示相同的元件,并且在附图中:
图1是示意性地示出根据实施方式的无线电力接收模块的结构的视图;
图2a和图2b是示出根据另一实施方式的无线电力接收模块的结构的视图;
图3是示意性地图示根据实施方式的制造非导电磁性屏蔽构件的方法的过程图;
图4是图示根据实施方式的制造导电磁性屏蔽构件的方法的过程图;
图5是图示根据另一实施方式的制造导电磁性屏蔽构件的方法的过程图;
图6是示意性地图示根据实施方式的制造铁硅铝块的方法的流程图;以及
图7是示意性地图示根据另一实施方式的制造铁硅铝块的方法的流程图。
具体实施方式
现在将详细参照优选实施方式,优选实施方式的示例在附图中被图示。文中的元件的后缀“模块”和“单元”用于方便描述,并且因此可以互换使用并且不具有任何可区分的含义或功能。
应当理解,当元件被称为在另一元件“上(on)”或“下(under)”时,该元件可以直接在另一元件上/下,并且还可以存在一个或更多个中间元件。当元件被称为在“上”或“下”时,可以基于该元件包括“在该元件下”以及“在该元件上”。
在实施方式的描述中,为了方便描述,在无线电力传输系统中传送无线电力的装置也可以被称为无线电力传送器、无线电力传送装置、传送端、传送器、传送装置、传送侧或无线电力传输装置。此外,为了方便描述,从无线电力传输装置无线地接收电力的装置也可以被称为无线电力接收装置、无线电力接收器、接收端子、接收侧、接收装置或接收器。
根据实施方式的无线电力传送器可以以垫、支架、接入点(AP)、小型基站、支座或外圈(cup)的形式来配置,或者可以是天花板安装型的或壁挂式的。一个传送器可以向多个无线电力接收装置传输电力。为此,无线电力传送器可以包括至少一个无线电力传输单元。文中,无线电力传输单元可以使用基于使用电磁感应的原理的电磁感应充电方法的各种无线电力传输标准,其中,电力传送端线圈生成磁场,以便在接收端线圈受磁场的影响的情况下感应电力。文中,无线电力传输单元可以包括由作为无线充电技术标准化组织的无线充电联盟(WPC)和电力事项联盟(PMA)限定的电磁感应型无线充电技术。
根据另一实施方式的无线电力传送器可以使用基于电磁谐振方法的各种无线电力传输标准。电磁谐振型无线电力传输标准的示例可以包括由无线充电联盟(A4WP)限定的感应型无线充电技术。
根据又一实施方式的无线电力传送器可以使用电磁感应方法和电磁谐振方法。
此外,根据实施方式的无线电力接收器可以包括至少一个无线电力接收单元并且可以同时从两个或更多个传送器接收无线电力。文中,无线电力接收单元可以包括由作为无线充电技术标准化组织的无线充电联盟(WPC)和电力事项联盟(PMA)限定的电磁感应型无线充电技术以及由无线充电联盟(A4WP)限定的电磁谐振型无线充电技术。
图1是示意性地示出了根据实施方式的无线电力接收模块的结构的视图。
参照图1,无线电力接收模块100可以具有层状结构,该层状结构包括接收线圈10、粘合构件20以及磁性屏蔽构件30。
接收线圈10接收通过无线电力传送器的传送线圈传送的电力信号。例如,接收线圈10可以是具有形成在膜或薄的印刷电路板上的细线图案的图案化的线圈,或者可以是通过卷绕绝缘线圈而形成的卷绕型线圈。然而,这仅仅是一种实施方式。接收线圈的形状没有特别的限制,只要接收线圈能够接收无线电力即可。
接收线圈10可以以导线图案的形状在线圈基板的至少一个表面上形成。接收线圈10的两端可以电连接至控制电路板(未示出)。文中,线圈基板可以是绝缘性基板。线圈基板可以是印刷电路板(PCB)、陶瓷基板、预模制基板、直接键合铜(DBC)基板或绝缘金属基板(IMS)。然而,本公开内容不限于此。也可以使用具有绝缘特性的所有基板。此外,线圈基板可以是具有弹性的柔性基板。
粘合构件20将接收线圈10和屏蔽构件30彼此粘合。粘合构件20可以由双面胶带构成。然而,本公开内容不限于此。在图1中,粘合构件20被示出为附接在接收线圈10的一个表面和屏蔽构件30的一个表面上。然而,这仅仅是一种实施方式。该粘合构件20可以附接至接收线圈10的一个表面的一部分和屏蔽构件30的一个表面的一部分。例如,可以以圆环形状来形成粘合构件20。然而,本公开内容不限于此。粘合构件20的形状没有特别的限制,只要该粘合构件20能够将接收线圈10和屏蔽构件30彼此粘合即可。
在图1中,粘合构件20被示为双面粘合片。然而,这仅仅是一种实施方式。在另一实施方式中,粘合构件20可以是施加至接收线圈10和屏蔽构件30的一个表面的粘合剂或粘合树脂。
在线圈基板上形成的接收线圈10可以具有30mm或更小的直径。在接收线圈10需要具有25mm或更小的直径的情况下,接收线圈10可通过卷绕型线圈,而不是图案化的线圈来构成。通常,卷绕型线圈具有比图案化线圈更低的电阻。因此,无线电力接收效率可以得到改进。一般来说,如果接收线圈10的电阻高,则电力损耗可能由于归因于电阻产生的热量而增加。因此,在接收线圈10的直径减小的情况下,可以使用卷绕型线圈以使损失率最小化。
在其中接收线圈10是卷绕型线圈的情况下,构成卷绕型线圈的导线可以具有1.15mm至0.25mm的直径。
通过示例而非限制的方式,屏蔽构件30可以包括至少两个磁性屏蔽构件,例如,第一磁性屏蔽构件和第二磁性屏蔽构件。基于铁氧体的非导电屏蔽构件可以被用作屏蔽构件30。例如,可以将具有高磁导率和低的电力损失率的Ni-Zn-Cu铁氧体用作基于铁氧体的磁性屏蔽构件。文中,由Ni-Zn-Cu铁氧体制成的屏蔽构件30的磁导率的特征在于:在低频带(即300KHz或更小的频带)中实部为300或更小的值并且虚部具有20或更小的值。
在另一实施方式中,Ni-Zn系或Mn-Zn系非导电屏蔽构件可以被用作屏蔽构件30。
在又一实施方式中,纳米晶体或无定形(如非晶硅(a-Si))导电屏蔽构件可以被用作屏蔽构件30。
在一般情况下,基于铁氧体的非导电屏蔽构件表现出对由接收线圈10接收的AC信号的虚部的高屏蔽效率,而纳米晶体或无定形导电屏蔽构件呈现出对由接收线圈10接收的AC信号的实部的高屏蔽效率。
如上所述,在其中仅纳米晶体或无定形导电屏蔽构件被用作屏蔽构件30的情况下,屏蔽AC信号的实部的效率高,但屏蔽AC信号的虚部的效率低,这引起效率的降低。
在无线充电系统中,磁导率直接关系到无线电力传输效率。在其中根据实施方式的铁硅铝块具有高磁场屏蔽效率的情况下,从传送线圈(即初级线圈)向接收端的接收线圈(即次级线圈)传输的电磁波的磁导率可以是高的。也就是说,该铁硅铝块被用作用于增加初级线圈和次级线圈之间的耦合系数的芯材。
在铁硅铝块的磁场屏蔽效率低的情况下,通过传送线圈所产生的磁通可被传送至无线电力传送器中的控制板,并且由于通过电磁流动产生的涡流,在无线电力传送器中可能产生热量,这可能会损坏无线电力传送器。此外,大规模电力传送被中断,其结果是充电时间增加。
因此,作为磁性屏蔽构件的铁硅铝块的性能可能极大地影响设备的安全性和充电效率。
磁导率可以与铁硅铝块的磁场屏蔽效率成比例地增加。
然而,在图1中所示的无线电力接收器使用单个屏蔽构件,其结果是电力可能会丢失。
更具体地说,在其中仅单个磁性屏蔽片被用作屏蔽构件30的情况下,磁性屏蔽片的磁导率的虚部项较高,其结果是屏蔽效率降低。
此外,该磁性屏蔽片易于被永久磁铁饱和。因此,在其中仅单个磁性屏蔽片被用作屏蔽构件30的情况下,屏蔽效率由于无线电力传送器所提供的永久磁铁而降低。
另一实施方式是为了解决上述问题而被提出的。
图2a和图2b是示出根据另一实施方式的无线电力接收模块的结构的视图。
参照图2a和图2b,根据本实施方式的屏蔽构件30可包括多个屏蔽构件31和屏蔽构件32。
无线电力接收器可以包括:用于接收由无线电力传送器供给的电力的接收线圈10;布置在接收线圈10上用于阻隔由接收线圈10产生的磁性的第一屏蔽构件31;以及布置在第一屏蔽构件31上用于阻隔由接收线圈10产生的磁性的第二屏蔽构件32。
无线电力接收器还可包括布置在接收线圈10和第一屏蔽构件31之间的粘合构件20以及布置在第一屏蔽构件31和第二屏蔽构件32之间的另一粘合构件20。
布置在接收线圈10和第一屏蔽构件31之间的粘合构件20可以将接收线圈10和第一屏蔽构件31彼此粘合,并且布置在第一屏蔽构件31和第二屏蔽构件32之间的粘合构件20可以将第一屏蔽构件31和第二屏蔽构件32彼此粘合。
第一屏蔽构件31与第二屏蔽构件32可以在材料方面彼此不同。
例如,第一屏蔽构件31可以是磁性屏蔽构件,并且第二屏蔽构件32可以是例如铁硅铝块的软磁性屏蔽构件。
作为软磁性屏蔽构件的第二屏蔽构件32可以具有0.1mm或更大的厚度。
这样做的理由是,如果第二屏蔽构件32的厚度小于0.1mm,则该第二屏蔽构件32不能够阻隔磁性。
下面的表1示出了无线电力接收器在第一屏蔽构件31和第二屏蔽构件32中的一个是磁性屏蔽构件而另一个是软磁性屏蔽构件的情况下的充电效率以及无线电力接收器在仅使用单个导电屏蔽构件的情况下的充电效率。
表1
参照上述表1,可以看出,在如图2所示的第一屏蔽构件31和第二屏蔽构件32中的一个是导电屏蔽元件,而另一个是软磁性屏蔽构件的情况下,无线电力接收器的充电效率高于在如图1所示的仅单个导电屏蔽构件被使用情况下的充电效率。
也就是说,在其中由不同材料制成的多个屏蔽构件被使用特别是在第一屏蔽构件31与第二屏蔽构件32被使用的情况下,能够更有效地阻隔由接收线圈10产生的磁性。
替选地,第一屏蔽构件31和第二屏蔽构件32可以由相同的材料制成。
例如,第一屏蔽构件31可以是导电屏蔽构件,并且第二屏蔽构件32也可以是导电屏蔽件。
然而,出于方便描述的目的而示出了上述实施方式。可以根据需要设置三个或更多个屏蔽元件,但不限制本公开内容的权利的范围。
图3是示意性地图示了根据实施方式的制造非导电磁性屏蔽构件的方法的过程图。
参照图3,该非导电磁性屏蔽构件可以包括:非导电磁性屏蔽片213;布置在非导电磁性屏蔽片213的一个表面上的第一盖带211;以及布置在非导电磁性屏蔽片213的另一表面上的第二盖带212。文中,第一盖带211和第二盖带212中的每一个可以是基于PET的双面粘合带,并且可以固定脆弱的非导电磁性屏蔽片213。
如由附图标记200b中所指示的,第一盖带211和第二盖带212附接至非导电磁性屏蔽片213。随后,如由附图标记200c所指示的,将切割区214标在层叠体的一个表面上,并且切割切割区214以获得如由附图标记200d所指示的非导电磁性屏蔽构件。如由附图标记200c所指出的,切割区214是圆形的。然而,这仅仅是一种实施方式。切割区214的形状和尺寸可以取决于接收线圈的形状和尺寸而改变。
在一般情况下,铁氧体屏蔽构件是脆弱的,并且磁导率可以取决于屏蔽构件的破碎图案和程度而改变。非导电磁性屏蔽片213可以以预定的图案被打破,使得非导电磁性屏蔽片213具有所需的磁导率。第一盖带211和第二盖带212用于维持非导电磁性屏蔽片213的图案。第一盖带211和第二盖带212可以表现出绝缘性。在下文中,为了方便描述,用于制造导电磁性屏蔽构件的盖带可以与术语“绝缘盖带”互换地使用。
此外,第一盖带211和第二盖带212用于使得非导电磁性屏蔽构件能够是柔性的,因此,该非导电磁性屏蔽构件可以表现出抵抗外部冲击的耐久性。
图4是图示根据实施方式的制造导电磁性屏蔽构件的制造方法的过程图。
如由图4的附图标记300a和附图标记300b所指示的,n个导电磁性屏蔽片301可以在n-1个粘合构件302分别布置在其间的状态下彼此附接,由此导电磁性屏蔽片301可以被层叠。文中,n可以是2或更大的自然数。导电磁性屏蔽片301中的每一个可以是纳米晶体或无定形屏蔽片,并且可以具有17μm至25μm的厚度。因此,为了获得所需的磁导率而被包括在导电磁性屏蔽构件中的导电磁性屏蔽片的数目可以取决于由无线充电系统或无线电力接收模块所需的磁导率而改变。
随后,如由附图标记300b和附图标记300c所指示的,可以将切割区303标记在层叠体的一个表面上,并且可以切割切割区303。文中,对切割区303的标记和切割可以手动地或使用经编程的机器人来执行。切割区303的形状和尺寸可以取决于无线电力接收模块中的接收线圈的形状和尺寸来确定。
在下文中,为了方便描述,将如由附图标记300a至附图标记300c所指示的通过层压和切割而获得的导电屏蔽构件称作为第一块304。此时,第一块304可以具有直径a。
如由附图标记300d和附图标记300e所指示的,可以切割第一盖片305和第二盖片306,以获得各自具有直径b的第一盖带307和第二盖带308。
此时,切割盖带307和切割盖带308的直径b比第一块304的直径a大。例如,切割盖带307和切割盖带308的直径b可以取决于第一块304的直径a和导电磁性屏蔽构件中所包括的导电磁性屏蔽片的数目n来确定。也就是说,切割盖带307和切割盖带308的直径b可以随着导电磁性屏蔽片的数目增大而增大。
如由附图标记300f所示,可以将切割第一盖带307和切割第二盖带308分别附接至该第一块304的上表面和下表面,然后可以朝向第一块304的切割表面推动第一盖带307和第二盖带308的边缘。作为结果,如由附图标记300g所指示的,第一块304的所有表面可以由盖带包裹,由此,可以得到绝缘性磁性屏蔽构件310。
图5是图示根据另一实施方式的制造导电磁性屏蔽构件的方法的过程图。
如由图5的附图标记400a所指示的,n个导电磁性屏蔽片402可以在n-1个粘合构件403分别布置在其之间的状态下彼此附接,并且绝缘盖带401可以附接至导电磁性屏蔽片中的最外的导电磁性屏蔽片。
在如由附图标记400a所指示的层压n个导电磁性屏蔽片402之后,切割如由附图标记400b所指示的切割区404,由此可以获得如由附图标记400c所指示的第一块404。在此时,为了使第一块404的切割表面绝缘,可以向第一块404的切割表面施加绝缘涂层剂,由此如由附图标记400d所指示的,可以获得其所有表面都已经绝缘的导电屏蔽块405。
图6是示意性地图示根据实施方式的制造铁硅铝块的方法的流程图。
用于制造铁硅铝块的软磁性金属合金粉末可以通过使用作为常规快速凝固处理(RSP)的单个轧制过程或者使用高压水雾化对在高速冷却下制造的带状物进行机械粉碎来获得。在另一示例中,软磁性金属合金粉末可以通过使在炉中熔化的合金原料通过设置在炉的下端的一侧的喷嘴自然下落并且在熔化的材料下落的同时向熔化的材料喷射高压惰性冷却气体如氮气N2、氦气He、氖气Ne或氩气Ar,使得熔化的材料迅速冷却。然而,这仅仅是一种实施方式。可以使用各种其他方法获得软磁性金属合金粉末。
参照图6,可以使用高压水雾化或高压气体雾化来获得具有均匀的球形颗粒的软磁性金属合金粉末(S101)。
可以压缩具有球形颗粒的软磁性金属合金粉末,以获得板片状粉末(S103)。片状金属粉末适于提高铁硅铝块的金属颗粒的密度。此外,在片状金属粉末在水平方向上被均匀地布置在铁硅铝块中的情况下,在水平方向上引发流动或磁场,由此使磁特性在水平方向上最大化。
可以使用氧气对所获得的板片状粉末的表面进行热处理以形成氧化膜(S105)。在一般情况下,软磁性金属合金粉末的电阻低。如果金属粉末颗粒彼此未绝缘,并且因此,金属合金颗粒彼此接触,则可能会由于电流的流动发生短路。
为了解决上述问题,可以向氧化片状粉末施加用于表面绝缘的化学添加剂(S107)。在一般情况下,金属合金粉末的表面通过金属结合而物理或化学稳定,其结果是不容易进行金属合金粉末和其他添加剂之间的结合。因此,为了诱导金属合金粉末与化学添加剂之间的结合,可以在步骤S105中氧化金属合金颗粒的表面。也可以对片状粉末的表面进行微氧热处理,由此在片状粉末的表面上形成薄氧化膜。该氧化膜可以表现出绝缘性。当在片状粉末的表面上形成氧化膜时,位于片状粉末的最外表面上的离子与氧离子之间进行结合,由此,片状粉末的表面是不稳定的。因此,用于表面绝缘的化学添加剂可容易地结合至片状粉末。硅(Si)基、钙(Ca)基和锌(Zn)基化学添加剂,如磷酸、高岭土、滑石、氢氧化镁、三氧化二铝(Al2o3)、硬脂酸锌、硬脂酸镁和水玻璃,可以用作用于使片状粉末的表面绝缘的化学添加剂。然而,本公开内容不限于此。
其表面已被绝缘的片状粉末和绝缘树脂粉末可堆叠在模具中,使得片状粉末由绝缘树脂粉末物理地分离开(S109)。文中,绝缘树脂粉末用来改善片状粉末之间的绝缘和在形成铁硅铝块时的结合。聚酰亚胺基或酚基树脂粉末可以用作绝缘树脂粉末,然而,本公开内容不限于此。
特别地,可以将表现出高结合性的材料用作用于使片状粉末的表面绝缘的化学添加剂和绝缘树脂粉末。
随后,可以对层叠绝缘树脂粉末进行热处理,以便使其熔化,由此可以形成铁硅铝块(S111)。
然而,为了方便描述而图示了上述实施方式。可以根据需要使用各种其他方法来制造铁硅铝块,而不限制本公开内容的权利范围。
图7是示意性地图示根据另一实施方式的制造铁硅铝块的方法的流程图。
参照图7,可使用高压水雾化或高压气体雾化获得具有均匀的球形颗粒的软磁性金属合金粉末(S201)。
可以压缩具有球形颗粒的软磁性金属合金粉末,以获得板片状粉末(S203)。
可以使用氧气对所获得的板片状粉末的表面进行热处理以形成氧化膜(S205)。
可以向氧化片状粉末施加用于表面绝缘的化学添加剂(S207)。
可以将其表面已被绝缘的片状粉末和绝缘树脂粉末混合,并且可以在炉中对该混合物进行热处理,使得混合物熔化(S209和S211)。
接着,可以将熔化的混合物沿基于通过熔化分析仿真的预测结果设置的方向注入注塑模具中,以形成铁硅铝块(S213)。文中,可以以铁硅铝块(其用来构成无线电力传送器)的形状来形成注塑模具。用于将传送线圈和安装在无线电力传送器中的感测电路连接至控制电路板的终端可以一体地形成在注塑模具铁硅铝块处。传送线圈和感测电路可以连接到终端的一个侧面,并且控制电路板可以连接到该终端的另一侧。因此,可以通过控制电路板控制通过传送线圈的电力传送。此外,可以将通过包括温度感测电路和电压/电流感测电路的感测电路感测到的信息传送至控制电路板。
特别地,在注射成形时,可以将熔化的混合物通过侧栅极沿水平方向注入注塑模具中。熔化分析仿真是用于取决于在将熔化的混合物注入注塑模具中时的注入方向来预测片状粉末在注塑模具中的布置的工具。
熔化分析仿真的结果表明,与将熔化混合物沿垂直方向注入注塑模具相比,当将包括片状金属粉末的熔化混合物沿水平方向注入注塑模具时,片状粉末更均匀地堆叠。成品铁硅铝块的实际测试还表明,在水平注入即通过侧栅极注入时,AC绝缘性和磁导率比在垂直注入即针点注入时更好。
如从上面的描述清楚的是,实施方式具有以下效果。
实施方式提供了一种用于无线电力接收器的磁性屏蔽构件及其制造的方法。
此外,实施方式提供表现出高AC绝缘性和磁导率的磁性屏蔽构件。
此外,实施方式提供用于制造具有70%或更高的无线电力接收效率的无线电力接收器的磁性屏蔽构件。
此外,实施方式提供以下无线电力接收器:其包括多个屏蔽构件从而防止当使用常规的单个屏蔽构件时发生的能量损失,因此提供较高的充电效率。
从实施方式中得到的效果不限于上述效果,并且本公开内容所属技术领域的普通技术人员从下面的描述中可以清楚地理解其他未提及的效果。
虽然已参照实施方式的若干说明性实施方式描述了本发明的实施方式,但是应该理解的是,可以由本领域的技术人员设计出的许多其他的修改和实施方式也将落入本公开内容的原理的精神和范围内。更具体地,在本公开内容、附图和所附权利要求的范围内的对象组合布置的组成部件和/或布置中的各种变型和修改也是可能的。除了在组成部件和/或布置中的变型和修改之外,对于本领域的技术人员明显的是可以使用替代方案。
Claims (20)
1.一种无线电力接收器,包括:
接收线圈,用于无线地接收AC电力;
多个屏蔽构件,其布置在所述接收线圈上,用于阻隔磁性;以及
粘合构件,用于将所述屏蔽构件和所述接收线圈彼此粘合,其中,
所述屏蔽构件由不同的材料制成。
2.根据权利要求1所述的无线电力接收器,其中,所述屏蔽构件包括:
第一屏蔽构件,其布置在所述接收线圈上;以及
第二屏蔽构件,其布置在所述第一屏蔽构件上。
3.根据权利要求2所述的无线电力接收器,其中,
所述第一屏蔽构件是磁性屏蔽构件,并且
所述第二屏蔽构件是软磁性屏蔽构件。
4.根据权利要求3所述的无线电力接收器,其中,所述第一屏蔽构件是选自纳米晶体屏蔽构件和无定形屏蔽构件之中的一个。
5.根据权利要求4所述的无线电力接收器,其中,所述第一屏蔽构件具有17μm至25μm的厚度。
6.根据权利要求4所述的无线电力接收器,其中,所述第一屏蔽构件具有30mm或更小的直径。
7.根据权利要求3所述的无线电力接收器,其中,所述第二屏蔽构件是通过混合并且熔化绝缘片状粉末和绝缘树脂粉末而形成的铁硅铝块。
8.根据权利要求7所述的无线电力接收器,其中,所述第二屏蔽构件具有0.1mm或更大的厚度。
9.根据权利要求7所述的无线电力接收器,其中,所述绝缘树脂粉末是聚酰亚胺基树脂粉末或酚基树脂粉末。
10.根据权利要求1所述的无线电力接收器,其中,所述接收线圈是选自图案化线圈和卷绕型线圈之中的一个。
11.一种无线电力接收器,包括:
接收线圈,用于无线地接收AC电力;
屏蔽构件,其布置在所述接收线圈上,用于阻隔磁性;以及
粘合构件,用于将所述屏蔽构件和所述接收线圈彼此粘合,其中,
所述粘合构件包括:
第一屏蔽构件,其布置在所述接收线圈上;以及
第二屏蔽构件,其布置在所述第一屏蔽构件上,并且
所述第一屏蔽构件和所述第二屏蔽构件被配置成使得所述第一屏蔽构件的虚部的屏蔽效率与所述第二屏蔽构件的虚部的屏蔽效率彼此不同。
12.根据权利要求11所述的无线电力接收器,其中,
所述第一屏蔽构件是通过混合并且熔化绝缘片状粉末和绝缘树脂粉末而形成的铁硅铝块。
13.根据权利要求12所述的无线电力接收器,其中,所述第一屏蔽构件具有0.1mm或更大的厚度。
14.根据权利要求11所述的无线电力接收器,其中,所述接收线圈是选自图案化线圈和卷绕型线圈之中的一个。
15.根据权利要求11所述的无线电力接收器,其中,所述第一屏蔽构件是选自纳米晶体屏蔽构件和无定形屏蔽构件之中的一个。
16.一种无线电力接收器,包括:
接收线圈,用于无线地接收AC电力;
第一屏蔽构件,其布置在所述接收线圈上,用于阻隔磁性;
第一粘合构件,其布置在所述第一屏蔽构件与所述接收线圈之间,用于将所述第一屏蔽构件与所述接收线圈彼此粘合;
第二屏蔽构件,其布置在所述第一粘合构件上,用于阻隔磁性;以及
第二粘合构件,其布置在所述第一屏蔽构件与所述第二屏蔽构件之间,用于将所述第一屏蔽构件与所述第二屏蔽构件彼此粘合,其中,
当所述第一屏蔽构件是磁性屏蔽构件或软磁性屏蔽构件时,所述第二屏蔽构件是软磁性屏蔽构件或磁性屏蔽构件。
17.根据权利要求16所述的无线电力接收器,其中,当所述第一屏蔽构件或所述第二屏蔽构件是软磁性屏蔽构件时,屏蔽构件具有0.1mm或更大的厚度。
18.根据权利要求16所述的无线电力接收器,其中,当所述第一屏蔽构件或所述第二屏蔽构件是软磁性屏蔽构件时,屏蔽构件是通过混合并且熔化绝缘片状粉末和绝缘树脂粉末而形成的铁硅铝块。
19.根据权利要求16所述的无线电力接收器,其中,当所述第一屏蔽构件或所述第二屏蔽构件是磁性屏蔽构件时,屏蔽构件是选自纳米晶体屏蔽构件和无定形屏蔽构件之中的一个。
20.根据权利要求16所述的无线电力接收器,其中,当所述第一屏蔽构件或所述第二屏蔽构件是磁性屏蔽构件时,屏蔽构件具有17μm至25μm的厚度。
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