CN107408823A - 金属背板上的多匝线圈 - Google Patents

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Abstract

公开了一种包括用于电子设备的壳体的无线电力传输装置。壳体可以具有导电面板部分和沿着面板部分的侧面限定的侧面部分。壳体还具有形成在侧面部分中的一个侧面部分处的至少一个开口。被配置为耦合到外部生成的磁场的线圈可以具有跨越壳体的面板部分的宽度的第一分段以及沿着壳体的侧面部分布置并且通过至少一个开口被暴露的第二分段。

Description

金属背板上的多匝线圈
相关申请的交叉引用
本申请要求2015年9月15日提交的美国申请No.14/854,303的优先权，其全部内容通过引用并入本文用于所有目的。本公开要求2015年2月27日提交的美国临时申请No.62/126,013的优先权，其全部内容通过引用并入本文用于所有目的。
技术领域
本公开总体上涉及无线电力传输，并且更具体地涉及用于无线电力接收的线圈设计。
背景技术
无线电力传输在诸如移动电话、计算机平板电脑等便携式电子设备中越来越受欢迎，因为这样的设备通常需要长的电池寿命和低的电池重量。在不使用导线的情况下为电子设备供电的能力向便携式电子设备的用户提供了便利的解决方案。例如，无线电力充电系统可以允许用户能够对电子设备进行充电和/或供电，而不需要物理电连接，因此减少了电子设备的操作所需要的部件数目并且简化了电子设备的使用。
无线电力传输允许制造商能够针对由于消费者电子设备中的有限的电源而导致的问题开发创造性的解决方案。无线电力传输可以降低总体成本(对于用户和制造商二者而言)，因为可以消除诸如电源适配器和充电线等常规的充电硬件。在从移动手持设备到计算机笔记本电脑的各种设备的工业设计和支持方面，使发射器和/或接收器具有不同的线圈尺寸和形状是灵活的。
发明内容
本公开描述了一种用于无线电力传输的装置。该装置可以包括用于容纳电子设备的电子部件的壳体。壳体可以具有导电面板部分和沿着面板部分的侧面限定的侧面部分。壳体可以具有形成在一个侧面部分处的至少一个开口。被配置为耦合到外部生成的磁场的线圈可以具有跨越壳体的面板部分的宽度的第一分段以及沿着壳体的侧面部分布置并且通过至少一个开口被暴露于外部生成的磁场的第二分段。
在一些示例中，该装置还可以包括谐振电路，谐振电路包括线圈。线圈可以被配置为向电子部件提供从外部生成的磁场接收的电力。
在一些示例中，该装置还可以包括布置在线圈的一部分与由线圈的该部分跨越的电子部件之间的铁氧体材料。
在一些示例中，面板部分可以包括中央开口，并且线圈可以布置在中央开口中。在一些示例中，面板部分可以包括具有中央开口的第一面板部分和布置在中央开口中的第二面板部分。线圈可以布置在第一面板部分与第二面板部分之间限定的狭槽中。
在一些示例中，线圈的第一分段可以被壳体的面板部分包围。
在一些示例中，线圈的第二分段可以通过至少一个开口被磁性地暴露。
在一些示例中，线圈可以与面板部分电分离。
在一些示例中，壳体的面板部分可以是金属。
在一些示例中，壳体还可以包括上部面板部分和下部面板部分。
在一些示例中，面板部分可以包括从面板部分的内部向面板部分的周界延伸的狭槽。
在一些示例中，线圈的第一分段可以布置在被容纳在壳体内的印刷电路板(PCB)上。
在一些示例中，壳体的侧面部分可以包括一个或多个材料条带，该材料构成壳体。一个或多个材料条带可以被布置为平行于至少一个开口。
在一些示例中，线圈可以包括导电材料的多匝绕组。
在一些示例中，线圈可以包括导电材料的多匝绕组，其具有缠绕在壳体的面板部分的周界周围的第一多个匝以及缠绕在面板部分的周界内的第二多个匝。
本公开描述了一种用于到电子设备的电子部件的无线电力传输的方法，该方法包括通过容纳电子部件的壳体来将来自外部生成的磁场的电力耦合到线圈的第一分段。该方法包括通过在壳体的侧面部分处被形成为穿过壳体的开口来将来自外部生成的磁场的电力耦合到线圈的第二分段，线圈的第二分段通过该开口被暴露于外部生成的磁场。该方法包括向电子部件提供电力。
在一些示例中，将来自外部生成的磁场的电力耦合到线圈的第二分段可以包括通过覆盖在壳体的侧面部分处被形成为穿过壳体的开口的盖子耦合到外部生成的磁场。在一些实例中，盖子是非金属和非铁磁材料。
在一些示例中，将来自外部生成的磁场的电力耦合到线圈的第二分段可以包括通过在壳体的侧面部分处的多个开口耦合到外部生成的磁场。
在一些示例中，线圈的第一分段和第二分段构成线圈的第一多个匝。该方法还可以包括将缠绕在被形成为穿过壳体的附加开口周围的线圈的第二多个匝耦合到外部生成的磁场。
本公开描述了一种用于无线电力传输的设备，其包括用于容纳电子设备的电子部件的装置和用于耦合到外部生成的磁场的装置。用于耦合的装置可以具有被容纳在用于容纳的装置内的至少第一分段以及通过被形成为穿过用于容纳的装置的开口而被暴露的至少第二分段。
在一些示例中，开口可以被形成为穿过用于容纳的装置的侧面部分。
在一些示例中，用于耦合的装置的第一分段可以被配置为通过构成用于容纳的装置的材料耦合到外部生成的磁场。第二分段可以被暴露于外部生成的磁场。
在一些示例中，用于容纳的装置可以包括上部面板、中间面板和下部面板。用于耦合的装置的第一分段可以被中间面板包围。
本公开描述了一种可以包括电子设备的壳体的无线电力传输装置。壳体可以具有导电面板部分。面板部分可以具有中央开口和在面板部分的外表面与中央开口之间延伸的间隙。线圈可以布置在面板部分的中央开口内并且被配置为耦合到外部生成的磁场。
在一些示例中，线圈可以与面板部分电分离。
在一些示例中，线圈可以是与面板部分相同的材料。在一些示例中，线圈可以是面板部分的部件。
在一些示例中，面板部分可以包括具有中央开口的第一面板部分和布置在中央开口中的第二面板部分。线圈可以布置在第一面板部分与第二面板部分之间限定的狭槽中。在一些示例中，第二面板部分可以连接到线圈作为线圈的一个端部。
在一些示例中，第一面板部分和第二面板部分可以电连接在一起。
附图说明
关于以下讨论以及特别是附图，强调所示出的细节代表用于说明性讨论的示例，并且被呈现用于提供本公开的原理和概念方面的描述。在这方面，除了对于本公开的基本理解所需要的内容之外，没有尝试示出实现细节。结合附图进行的以下讨论使得如何实践根据本公开的实施例对于本领域技术人员来说是显而易见的。在附图中：
图1是根据说明性实施例的无线电力传输系统的功能框图。
图2是根据说明性实施例的无线电力传输系统的功能框图。
图3是根据说明性实施例的包括发射或接收元件的图2的发射电路或接收电路的部分的示意图。
图4示出了根据本公开的电子设备的壳体。
图4A示出了根据本公开的图4所示的壳体的细节。
图4B示出了根据本公开的图4中描绘的线圈的细节。
图5示出了根据本公开的线圈的实施例。
图6、图6A、图6B、图6C和图6D描绘了根据本公开的壳体的侧面部分的配置的说明性示例。
图7A和图7B示出了根据本公开的壳体的实施例的截面图。
图8示出了具有两个线圈部分的线圈的实施例。
图9和图9A示出了被实现到金属后盖中的线圈的实施例。
图10和图11示出了被实现为金属后盖的部分的线圈的实施例。
具体实施方式
无线电力传输可以是指将与电场、磁场、电磁场等相关联的任何形式的能量从发射器传送到接收器而不使用物理电导体(例如，电力可以通过自由空间传输)。被输出到无线场(例如，磁场或电磁场)中的电力可以由“电力接收元件”接收、捕获或耦合以实现电力传输。
图1是根据说明性实施例的无线电力传输系统100的功能框图。输入电力102可以从电源(图中未示出)被提供到发射器104以生成用于执行能量传递的无线(例如，磁或电磁)场105。接收器108可以耦合到无线场105并且生成输出电力110，以用于由耦合到输出电力110的设备(图中未示出)来存储或消耗。发射器104和接收器108可以以距离112被分离。发射器104可以包括用于向接收器108传输/耦合能量的电力发射元件114。接收器108可以包括用于接收或捕获/耦合从发射器104传输的能量的电力接收元件118。
在一个说明性实施例中，发射器104和接收器108可以根据相互谐振关系来配置。当接收器108的谐振频率和发射器104的谐振频率实质上相同或非常接近时，发射器104与接收器108之间的传输损耗减小。因此，可以在更大的距离上提供无线电力传输。因此，谐振电感耦合技术可以允许在各种距离上以及以各种感应电力发射和接收元件配置来实现提高的效率和电力传输。
在某些实施例中，无线场105可以对应于发射器104的“近场”。近场可以对应于如下区域：在该区域中，存在由于电力发射元件114中最小程度地将电力辐射离开电力发射元件114的电流和电荷而产生的强的反应场。近场可以对应于在电力发射元件114的约一个波长(或其部分)内的区域。
在某些实施例中，通过将无线场105中的大部分能量耦合到电力接收元件118而不是将电磁波中的大部分能量传播到远场来进行有效的能量传递。
在某些实施例中，发射器104可以输出具有与电力发射元件114的谐振频率相对应的频率的时变磁(或电磁)场。当接收器108在无线场105内时，时变磁(或电磁)场可以在电力接收元件118中感应出电流。如上所述，如果电力接收元件118被配置为在电力发射元件114的频率处谐振的谐振电路，则可以有效地传递能量。在电力接收元件118中感应的交流(AC)信号可以被整流以产生可以被提供以对负载充电或供电的直流(DC)信号。
图2是根据另一说明性实施例的无线电力传输系统200的功能框图。系统200可以包括发射器204和接收器208。发射器204(本文中也称为电力发射单元PTU)可以包括发射电路206，发射电路206可以包括振荡器222、驱动电路224和前端电路226。振荡器222可以被配置为生成可以响应于频率控制信号223来调节的期望频率的信号。振荡器222可以向驱动电路224提供振荡器信号。驱动电路224可以被配置基于输入电压信号(VD)225以例如电力发射元件214的谐振频率来驱动电力发射元件214。驱动电路224可以是被配置为从振荡器222接收方波并且输出正弦波的开关放大器。
前端电路226可以包括被配置为滤除谐波或其他不想要的频率的滤波电路。前端电路226可以包括被配置为将发射器204的阻抗与电力发射元件214的阻抗相匹配的匹配电路。如下面将更详细地解释的，前端电路226可以包括调谐电路以与电力发射元件214一起产生谐振电路。作为驱动电力发射元件214的结果，电力发射元件214可以生成无线场205，以足以对电池236充电或另外对负载供电的水平来无线地输出电力。
发射器204还可以包括可操作地耦合到发射电路206的控制器240，控制器240被配置为控制发射电路206的一个或多个方面或者完成与管理电力传输相关的其他操作。控制器240可以是微控制器或处理器。控制器240可以被实现为专用集成电路(ASIC)。控制器240可以直接或间接地可操作地连接到发射电路206的每个部件。控制器240还可以被配置为从发射电路206的每个部件接收信息，并且基于接收的信息来执行计算。控制器240可以被配置为针对每个部件生成可以调节该部件的操作的控制信号(例如，信号223)。因此，控制器240可以被配置为基于由其执行的操作的结果来调节或管理电力传输。例如，发射器204还可以包括被配置为存储数据的存储器(未示出)，该数据诸如用于引起控制器240执行特定功能的指令，该功能诸如与无线电力传输的管理相关的功能。
接收器208(本文中也称为电力接收单元PRU)可以包括接收电路210，接收电路210可以包括前端电路232和整流电路234。前端电路232可以包括被配置为将接收电路210的阻抗与电力接收元件218的阻抗相匹配的匹配电路。如下所述，前端电路232还可以包括调谐电路以与电力接收元件218一起产生谐振电路。整流电路234可以根据AC电力输入来生成DC电力输出，以对电池236充电，如图2所示。另外，接收器208和发射器204可以在单独的通信信道219(例如，蓝牙、Zigbee、蜂窝等)上通信。另外，接收器208和发射器204可以使用无线场205的特性经由带内信令来通信。
接收器208可以被配置为确定由发射器204发射并且由接收器208接收的电力的量是否适合于对电池236充电。在某些实施例中，发射器204可以被配置为生成具有直接场耦合系数(k)的主要是非辐射的场以用于提供能量传递。接收器208可以直接耦合到无线场205，并且可以生成输出电力以用于由耦合到输出或接收电路210的电池(或负载)236来存储或消耗。
接收器208还可以包括控制器250，控制器250类似于如上所述的发射控制器240被配置用于管理无线电力接收器208的一个或多个方面。例如，接收器208还可以包括被配置为存储数据的存储器(未示出)，该数据诸如用于引起控制器250执行特定功能的指令，该功能诸如与无线电力传输的管理相关的功能。
如上所述，发射器204和接收器208可以以一定的距离分离，并且可以根据相互谐振关系来配置，以最小化发射器204与接收器208之间的传输损耗。
图3是根据说明性实施例的图2的发射电路206或接收电路210的部分的示意图。如图3所示，发射或接收电路350可以包括电力发射或接收元件352和调谐电路360。电力发射或接收元件352也可以被称为或被配置为天线或“环路”天线。术语“天线”通常是指可以无线地输出或接收能量以耦合到另一“天线”的部件。电力发射或接收元件352在本文中也可以被称为或被配置为“磁性”天线、或感应线圈、谐振器、或谐振器的一部分。电力发射或接收元件352也可以被称为被配置为无线地输出或接收电力的类型的线圈或谐振器。如本文中使用的，电力发射或接收元件352是被配置为无线地输出和/或接收电力的类型的“电力传输部件”的示例。电力发射或接收元件352可以包括空气芯或物理磁芯，诸如铁氧体磁芯(图中未示出)。
当电力发射或接收元件352被配置为具有调谐电路360的谐振电路或谐振器时，电力发射或接收元件352的谐振频率可以基于电感和电容。电感可以简单地是由形成电力发射或接收元件352的线圈或其他电感器产生的电感。电容(例如，电容器)可以由调谐电路360来提供，以产生期望的谐振频率的谐振结构。作为非限制性示例，调谐电路360可以包括电容器354，并且电容器356可以被添加到发射和/或接收电路350以产生谐振电路。
调谐电路360可以包括其他部件以与电力发射或接收元件352一起形成谐振电路。作为另一非限制性示例，调谐电路360可以包括平行放置在电路350的两个端子之间的电容器(未示出)。其他设计也是可能的。在一些实施例中，前端电路226中的调谐电路可以具有与前端电路232中的调谐电路相同的设计(例如360)。在其他实施例中，前端电路226可以使用不同于前端电路232中的调谐电路设计。
对于电力发射元件，具有实质上与电力发射或接收元件352的谐振频率相对应的频率的信号358可以是去往电力发射或接收元件352的输入。对于电力接收元件，具有实质上与电力发射或接收元件352的谐振频率相对应的频率的信号358可以是来自电力发射或接收元件352的输出。
通常，根据本公开，无线充电系统的电力接收单元(PRU)中的电力接收元件(例如，图2中的218)可以包括分布在整个PRU中并且连接在一起以产生电力的一个或多个谐振器(或任何电力接收元件)。使用金属材料来容纳电子设备是一种受欢迎的设计选择。然而，当试图将无线充电系统包含到这样的电子设备中时，使用这样的材料是一个挑战。
图4示出了根据本公开的一些实施例的壳体400。壳体400可以用作用于容纳诸如智能电话、计算机平板电脑或其他电子设备等设备40的电子部件的装置。壳体400可以包括上部面板部分402、中间面板部分404和下部面板部分406。在一些实施例中，面板部分402、404、406可以是金属或其他导电材料的。在其他实施例中，面板部分402、404、406中的一个或多个可以包含非金属材料。壳体400可以包括侧面部分408。根据本公开，壳体400可以具有在侧面部分408处被形成为穿过壳体400的开口。下面将更详细地讨论本公开的这个方面。
壳体400可以包括用于支撑面板部分402、404、406中的一个或多个的框架410。框架410可以包括非金属材料。框架410可以在上部面板部分402与中间面板部分404之间提供间隙，以允许设备40能够进行射频(RF)信号的发射和接收，例如以提供蜂窝通信、GPS、蓝牙、WiFi等(例如，经由从间隙形成的缝隙天线)。类似地，框架410可以在中间面板部分404与下部面板部分406之间提供间隙，以允许设备40能够进行RF信号的发射和接收。根据本公开，框架410可以允许间隙被形成在中间面板部分404与壳体400的侧面部分408之间。下面将更详细地讨论本公开的这个方面。
壳体400可以包括线圈412。线圈412可以用作用于耦合到外部生成的磁场的装置。在一些实施例中，线圈412可以包括导电材料的多匝绕组。图4中描绘的线圈412例如示出了3匝绕组。应当理解，术语“多匝”在一些实施例中可以是指缠绕有一匝的线圈，或者在其他实施例中可以是指缠绕有多于一匝的线圈。
根据本公开的一些实施例，线圈412可以围绕中间面板部分404的周边缠绕。线圈412的第一分段412a可以被中间面板部分404包围。线圈412的第二分段412b可以沿着壳体400的侧面部分408布置。根据本公开，第二分段412b可以延伸超过中间面板部分404的周界。
图4A示出了根据本公开的壳体400的一方面。在一些实施例中，壳体400的中间面板部分404可以从壳体400的侧面部分408缩回以限定间隙410a、410b。例如，中间面板部分404的宽度Wpanel可以小于壳体400的宽度Wcase。非金属框架410可以被配置为支撑中间面板部分404。在中间面板部分404与壳体400的侧面部分408之间的间隙410a、410b可以具有相应的间隙宽度Wgap1、Wgap2。间隙宽度Wgap1、Wgap2可以相同或可以不同。在特定实施例中，例如并且仅为了说明的目的，间隙宽度Wgap1、Wgap2可以为约2mm。
根据本公开，中间面板部分404可以包括被形成为穿过中间面板部分404的材料的厚度的狭槽414。狭槽414可以从被形成为穿过中间面板部分404的相机镜头开口422向中间面板部分404的上边缘延伸。在一些实施例中，可以在狭槽414附近定位或形成天线以用于近场通信(NFC)。
图4A还示出了可以定位或形成设备40的天线(未示出)的天线区域424、426。如图所示，上部面板部分402与中间面板部分404之间的间隙410c可以与天线区域424对准。类似地，中间面板部分404与下部面板部分406之间的间隙410d可以与天线区域426对准。在一些实施例中，在上部面板部分402、中间面板部分404和下部面板部分406是金属的情况下，间隙410c、410d允许能够利用在天线区域424、426中的天线(未示出)来实现电磁(EM)辐射的发射和接收。由于框架410可以是非金属材料的，所以框架410将不会干扰EM辐射。
图4A还示出了电分离的面板部分402、404、406可以例如使用一个或多个连接器416电连接在一起。连接器416可以是任何合适的导电材料，诸如导线、金属带等。在一些实施例中，单个连接器416可以仅将上部面板部分402连接到中间面板部分404。在其他实施例中，单个连接器416可以仅将中间面板部分404连接到下部面板部分406。在其他实施例中，例如，连接器416可以将上部面板部分402、中间面板部分404和下部面板部分406连接在一起，如图4A所示。连接器416可以在壳体400下方在其内表面上(例如，通过焊接或其他合适的附接)制成。出于美学原因，框架410可以隐藏跨越间隙410c、410d的连接器416。
图4B示出了壳体400，其去除了中间面板部分404，以暴露在中间面板部分404下面的线圈412的部分。线圈412可以具有端子412c，其用于与由壳体400容纳的设备40的电子电路42的连接。在一些实施例中，例如，线圈412可以用作无线电力传输元件。线圈412可以被配置为耦合到外部生成的磁场(未示出)。作为耦合到外部生成的磁场的结果而接收的电力(例如，在线圈412中感应的电流)可以通过端子412c被提供给电子电路42。在一些实施例中，线圈412可以连接到一个或多个电容器Cx(更一般地，连接到任何无功网络)以限定谐振电路从而改善与外部生成的磁场的耦合。例如，外部生成的磁场可以以给定的振荡频率振荡。谐振电路可以具有等于振荡频率的谐振频率，这可以最大化与外部生成的场的耦合。
如上所述，在一些实施例中，线圈412可以围绕壳体400的中间面板部分404(由虚线表示)的周边缠绕。在一些实施例中，线圈412的第一分段412a可以被中间面板部分404包围。第一分段412a可以在中间面板部分404的上部和下部部分处跨越中间面板部分404的宽度。
线圈412的第二分段412b可以沿着壳体400的侧面部分408布置。在一些实施例中，线圈412的第二分段412b可以延伸超过中间面板部分404的周界，并且可以通过在侧面部分408处被形成为穿过壳体400的开口被暴露。根据本公开，可以通过间隙410a、410b提供线圈412的第二分段412b的进一步暴露。本公开的这一方面将在下面更详细地讨论。
图4B示出了在一些实施例中，铁氧体材料432、434可以设置在线圈412的第一分段412a与由第一分段412a跨越的设备40的电子电路42之间。铁氧体材料432、434可以屏蔽电子电路42免受当线圈412被暴露于外部生成的磁场时由于在线圈412中感应的电流而可能在第一分段412a中出现的磁场的影响。可以沿着线圈412的第二分段412b设置附加铁氧体材料(未示出)，以屏蔽电子电路42免受当线圈412被暴露于外部生成的磁场时可能出现的类似的磁场的影响。图7A和图7B示出了下面进一步详细描述的附加铁氧体材料732的示例。
如上所述，在一些实施例中，线圈412可以是电导体材料的连续的多匝绕组。在其他实施例中，线圈412可以是包括连接在一起的单独的导电分段的多匝绕组。例如，图5示出了根据本公开的一些实施例的包括线圈512的设备40(图4)。与图4所示的元件共同的图5所示的元件可以用相同的标识符来标识。线圈512可以包括第一分段512a。在一些实施例中，例如，第一分段512a可以是形成在设备40的印刷电路板(PCB)502上的导电迹线。线圈512可以包括可以连接到第一分段512a的第二分段512b。在一些实施例中，第二分段512b可以是导线或其他合适的导电材料。第二分段512b可以通过在壳体400的侧面部分408处被形成为穿过壳体400的开口被暴露。PCB 502可以包括焊盘504或其他合适的连接装置，以将第一分段512a和第二分段512B电连接在一起。第一分段512a和第二分段512b可以包括不同的导电材料。然而，线圈512可以被认为构成单个多匝绕组。
再次参考图4片刻，回忆壳体400可以具有在其侧面部分408处被形成为穿过壳体400的开口。侧面部分可以以多种布置中的任何一种来配置。现在参考图6，例如，以透视图示出设备60以示出壳体600的侧面部分608。壳体600可以包括上部面板部分602、中间面板部分604和下部面板部分606。中间面板部分604包括剖切部分，以露出设备60的下面的设备电子器件62(例如，PCB)的部分。下面将结合图7A讨论视线A-A。
根据本公开，可以在侧面部分608处穿过壳体600形成开口642。例如，中间面板部分604的部分可以被切回以产生开口642。线圈612可以包括由壳体600包围的分段612a和通过开口642被暴露的分段612b。在一些实施例中，开口642可以用非金属(例如，非传导)非铁磁材料或“盖子”覆盖，例如，以保护设备60的内部免受诸如灰尘、湿气等外部元素的影响。然而，在非金属非铁磁盖子不阻挡分段612b与外部生成的磁场耦合的范围内，线圈612的分段612b仍然“暴露”。
如上所述，根据本公开，中间面板部分604可以被定尺寸以在中间面板部分604的侧面与壳体600的侧面部分608之间提供间隙(例如，图4的410a)。该间隙进一步暴露线圈612的分段612b以增加耦合到外部生成的磁场的能力。
图6所示的配置表示线圈612的最大暴露分段612b。开口642跨越中间面板部分604的长度L。在一些实施例中，开口642可以不是完全敞开的。仅为了说明的目的，例如，图6A示出了具有稍微较小的暴露开口642a的设备60的壳体600a。开口642a可以由行进通过中间面板部分604的长度的条带652来限定。条带652可以包括与中间面板部分604相同材料的材料分段。开口642a仍然允许线圈612的部分能够从壳体600a的侧面部分608被暴露于外部生成的磁场。下面将结合图7B来讨论视线B-B。
作为用于说明目的的另一示例，图6B示出了具有限定开口642b的条带654的设备60的壳体600b。条带654可以包括用于中间面板部分604的材料的交替分段654a和非金属材料的分段654b。在一些实施例中，分段654b可以是塑料或铁氧体等的。取决于用于分段654b的材料，可以有效地扩大开口642b，以将更多的线圈612从壳体600a的侧面部分608暴露于外部生成的磁场。例如，如果分段654b是塑料材料，则外部生成的磁场将不被那些分段654b阻挡，并且可以更有效地耦合到线圈612。
作为用于说明目的的另一示例，图6C示出了用于设备60的壳体600c，包括限定分段开口642c的沿着侧面部分608的条带656。条带656可以包括将分段656a连接到中间面板部分604的带656b。带656b可以限定分段开口642c。线圈612的部分可以通过分段开口642c被暴露。
作为用于说明目的的另一示例，图6D示出了用于设备60的壳体600d，包括限定开口642d的沿着侧面部分608的条带658。条带658可以包括用于中间面板部分604的材料的交替分段658a和非金属材料的分段658b。条带658可以包括将分段658a连接到中间面板部分604的带658c。带658c可以限定分段开口642d。线圈612的部分可以通过分段开口642d被暴露。
普通技术人员将理解，可以实现条带的其他配置。图6A至图6D中分别示出的条带652至658的实施例示出了条带652至658的设计可以通过美学来驱动，同时提供电力在线圈612与外部生成的磁场之间的耦合以用于无线电力传输。
图7A示出了图6所示的设备60的沿着视线A-A截取的截面图。在一些实施例中，被形成为穿过壳体600的每个侧面的开口642可以用盖子708封闭，例如以保护内部部件免受外部元素的影响。盖子708可以是非金属非铁磁材料，例如塑料。图7A突出了可以增强无线电力传输的本公开的各方面。在一方面，被形成为穿过壳体600的每个侧面的开口642增加了线圈612的分段612b到外部生成的磁场的暴露。增加的暴露可以增加线圈612与外部生成的磁场之间的相互耦合，并且因此增加了电力传输效率。
在另一方面，中间面板部分604可以在其侧面被缩回或切回，以在中间面板部分604的侧面与壳体600之间限定间隙。间隙可以扩大开口642以将线圈612的分段612b进一步暴露于外部生成的磁场，并且因此可以进一步增加相互耦合。
在一些实施例中，铁氧体材料732(例如，铁氧体带)可以布置在线圈612的分段612b与设备电子器件62之间。在无线电力传输操作期间，铁氧体材料732可以屏蔽设备电子器件62免受由于线圈612中的感应电流而可能出现的磁场的影响。
图7B示出了图6A所示的设备60的沿着视线B-B截取的截面图。与图7A所示的配置中的相比，条带652产生被形成为穿过壳体600a的每个侧面的较小的开口642a。在一些实施例中，开口642a可以用盖子708a封闭。盖子708a可以是非金属非铁磁材料，例如塑料。在一些实施例中，铁氧体材料732(例如，铁氧体带)可以布置在线圈612的分段612b与设备电子器件62之间，以在无线电力传输操作期间屏蔽设备电子器件62免受由于线圈612中的感应电流而可能出现在分段612b中的磁场的影响。
参考图8，在一些实施例中，线圈中的匝可以被分离以限定第一组匝和第二组匝。与图4所示的元件共同的图8所示的元件可以用相同的标识符来标识。图8示出了设备40，其可以包括具有导电材料的两个多匝绕组822、824的线圈812。线圈812可以包括第一多匝绕组822和第二多匝绕组824。第一多匝绕组822可以包括多个分段822a、822b。分段822a、822b可以被布置为使得第一分段822a跨越壳体400的中间面板部分404的宽度。线圈812的第二分段822b可以通过在壳体400的侧面部分408处被形成为穿过壳体400的开口被暴露。
在一些实施例中，第二多匝绕组824可以缠绕在相机镜头开口422周围。第二多匝绕组824可以进一步增加与外部生成的磁场(未示出)的互感。例如，外部生成的磁场可以在中间面板部分404中感应涡流。作为这些涡流的结果，在开口422处可能出现磁场。线圈824可以耦合到那些磁场，从而改善与外部生成的磁场的整体互感。
如图8所示，在一些实施例中，除了相机镜头开口422之外，中间面板部分404大体上是闭合的配置。参考图9，根据本公开的一些实施例的壳体900可以基于图4所示的实施例，但是包括具有开口配置的中间面板部分904。壳体900可以用作用于容纳诸如智能电话、计算机平板电脑或其他电子设备等设备90的电子部件的装置。壳体900可以包括上部面板部分902、中间面板部分904和下部面板部分906。在一些实施例中，面板部分902、904、906可以是金属。在其他实施例中，面板部分902、904、906中的一个或多个可以包含非金属材料。
中间面板部分904可以包括第一面板部分904a和第二面板部分(岛部)904b。第一面板部分904a可以具有被形成为穿过第一面板部分904a的中央开口922。第二面板部分904b可以布置在中央开口922中。第二面板部分904b可以具有比开口922更小的周界，以便在第一面板部分904a与第二面板部分904b之间限定狭槽914。
壳体900可以包括用于耦合到外部生成的磁场的装置，例如线圈912。在一些实施例中，线圈912可以包括导电材料的多匝绕组。根据本公开的一些实施例，线圈912可以缠绕在第二面板部分904b的周边周围并且布置在狭槽914中。线圈912可以与第一面板部分904a和第二面板部分904b电分离。
根据本公开，第一面板部分904a可以具有在第一面板部分904a的外表面926与狭槽914之间延伸的间隙924。图9中的壳体900的透视图更清楚地示出了间隙924。间隙924可以用作间断以防止或至少妨碍涡流围绕第一面板部分904a中的中央开口922流动。参考图9A，在一些实施例中，可以形成多个间隙924a、924b。例如，图9A示出了形成在第一面板部分904a的外表面926与狭槽914之间的间隙924a、924b。在其他实施例中，可以形成附加间隙(未示出)。间隙(例如，图9的924和图9A的924a、924b)可以允许能够放置用于电子设备90的按钮或放置连接器(例如，USB、HDMI等)。
回到图9，在一些实施例中，第二面板部分904b可以用于建立参考电位(例如，接地)。例如，第二面板部分904b可以连接到设备90的电路板(未示出)上的接地线。跳线904c或其他合适的电连接可以将第一面板部分904a和第二面板部分904b电连接在一起，以便在第一面板部分904a中建立接地参考。例如，电连接可以经由到设备90的下面的印刷电路板的连接来进行。在一些实施例中，例如，布置在间隙910a、910b附近的通信天线(未示出)可以使用由第一面板部分904a提供的接地参考。
图10示出了根据本公开的一些实施例的壳体1000的另一示例，其可以基于图4所示的实施例，但是包括具有开口配置的中间面板部分1004。壳体1000可以用作用于容纳诸如智能电话、计算机平板电脑或其他电子设备等设备10的电子部件的装置。壳体1000可以包括上部面板部分1002、中间面板部分1004和下部面板部分1006。在一些实施例中，面板部分1002、1004、1006可以是金属，或者由一些其他导电材料形成。在其他实施例中，面板部分1002、1004、1006中的一个或多个可以包含非金属材料。
中间面板部分1004可以包括第一面板部分1004a和第二面板部分(岛部)1004b。第一面板部分1004a可以具有被形成为穿过第一面板部分1004a的中央开口1022。第二面板部分1004b可以布置在中央开口1022中。第二面板部分1004b可以具有比开口1022更小的周界，以便在第一面板部分1004a与第二面板部分1004b之间限定狭槽1014。
壳体1000可以包括用于耦合到外部生成的磁场(未示出)的装置，例如线圈1012。中间面板部分1004可以是导电材料。在一些实施例中，线圈1012可以由与中间面板部分1004相同的材料形成，这在设备美学方面是期望的。相比之下，图9和图9A中的线圈912可以由除了用于中间部分904的材料之外的导电材料形成。在一些实施例中，线圈1012可以用作中间面板部分1004本身的部分，其也可以是美学方面的设计元素，例如以匹配诸如上部面板部分1002、第一面板部分1004a和下部面板部分1006等壳体1000的其他部分的颜色。制造可以简化，因为制造商可以简单地加工中间面板部分1004以获得线圈1012。用于中间面板部分1004的金属可以比柔性PCB或导线上的迹线更厚。因此，由中间面板部分1004制造的线圈1012可以导致较低的线圈电阻，并且因此提高无线电力传输的效率。
线圈1012可以包括材料的多匝绕组。根据本公开的一些实施例，线圈1012可以缠绕在第二面板部分1004b的周界周围并且布置在狭槽1014中。线圈1012可以与第一面板部分1004a和第二面板部分1004b二者电分离。线圈1012可以包括端子1012c作为用于输出响应于耦合到外部生成的磁场而在线圈1012中生成的电力的装置。
根据本公开，可以在第一面板部分1004a的外表面1026与狭槽1014之间形成间隙1024。间隙1024可以用作间断以防止或至少妨碍涡流围绕中央开口1022流动。在一些实施例中，间隙1024可以形成在线圈1012的某个部分附近，以增强线圈1012与外部生成的磁场的耦合。
在一些实施例中，第二面板部分1004b可以用于建立参考电位(例如，接地)。例如，第二面板部分1004b可以连接到设备10的电路板(未示出)上的接地线。跳线1004c或其他合适的电连接可以将第一面板部分1004a与第二面板部分1004b电连接在一起，以便在第一面板部分1004a中建立接地参考。布置在间隙1010a、1010b附近的通信天线(例如，WWAN、WiFi、GPS，未示出)可以使用第一面板部分1004a作为接地参考。
图11示出了根据本公开的一些实施例的壳体1100的另一示例，其可以基于图4所示的实施例，但是包括具有开口配置的中间面板部分1104。壳体1100可以用作用于容纳诸如智能电话、计算机平板电脑或其他电子设备等设备11的电子部件的装置。壳体1100可以包括上部面板部分1102、中间面板部分1104和下部面板部分1106。在一些实施例中，面板部分1102、1104、1106可以是金属或其他导电材料。在其他实施例中，面板部分1102、1104、1106中的一个或多个可以包含非金属材料。
中间面板部分1104可以包括第一面板部分1104a和第二面板部分(岛部)1104b。第一面板部分1104a可以具有被形成为穿过第一面板部分1104a的中央开口1122。第二面板部分1104b可以布置在中央开口1122中。
壳体1100可以包括用于耦合到外部生成的磁场(未示出)的装置，例如线圈1112。在一些实施例中，中间面板部分1004可以是导电材料，并且线圈1112可以由与中间面板部分1104相同的材料形成。在一些实施例中，线圈1112可以用作中间面板部分1104本身的部分。线圈1112可以包括材料的多匝绕组。根据本公开的一些实施例，线圈1112可以缠绕在第二面板部分1104b的周边周围并且电连接到第二面板部分1104b。第二面板部分1104b可以用作线圈1112的一个端部。端子1112c可以连接到线圈1112，以针对响应于耦合到外部生成的磁场而在线圈1112中生成的电力提供输出。
在一些实施例中，第二面板部分1104b可以电连接到接地电位，以用作包括电子设备11的电子部件(未示出)的公共接地平面。公共接地平面可以提高电稳定性，例如，通过降低噪声的电位。在其他实施例中，第二面板部分1104b可以用作散热器。这在线圈1112在无线电力传输期间加热的情况下可能是重要的。
根据本公开，可以在第一面板部分1104a的外表面1126与中央开口1122之间形成间隙1124。间隙1124可以用作间断以防止或至少妨碍涡流围绕第一面板部分1104a中的中央开口1122流动。在一些实施例中，间隙1124可以形成在线圈1112的某个部分附近，以增强线圈1112与外部生成的磁场的耦合。
以上描述示出了本公开的各种实施例以及如何实现特定实施例的各方面的示例。以上示例不应当被认为是唯一的实施例，并且被呈现以示出由所附权利要求限定的特定实施例的灵活性和优点。基于以上公开内容和所附权利要求，可以在不偏离由权利要求限定的本公开的范围的情况下采用其他布置、实施例、实现和等同方案。

Claims (30)

1.一种无线电力传输装置，包括：
壳体，被配置为容纳电子设备的电子部件，所述壳体具有导电面板部分和沿着所述面板部分的侧面限定的侧面部分，所述壳体具有至少一个开口，所述至少一个开口在所述壳体的所述侧面部分中的一个侧面部分处被形成为穿过所述壳体；以及
线圈，被配置为耦合到外部生成的磁场，所述线圈具有跨越所述壳体的所述面板部分的宽度的第一分段以及沿着所述壳体的所述侧面部分布置并且通过所述至少一个开口被暴露于所述外部生成的磁场的第二分段。
2.根据权利要求1所述的装置，还包括谐振电路，所述谐振电路包括所述线圈，其中所述线圈被配置为向所述电子部件提供从所述外部生成的磁场接收的电力。
3.根据权利要求1所述的装置，还包括布置在所述线圈的一部分与由所述线圈的所述部分跨越的电子部件之间的铁氧体材料。
4.根据权利要求1所述的装置，其中所述面板部分包括被形成为穿过所述面板部分的中央开口，其中所述线圈布置在所述中央开口中。
5.根据权利要求4所述的装置，其中所述面板部分包括第一面板部分和第二面板部分，所述第一面板部分具有被形成为穿过所述第一面板部分的所述中央开口，所述第二面板部分布置在所述中央开口中，其中所述线圈布置在所述第一面板部分与所述第二面板部分之间限定的狭槽中。
6.根据权利要求1所述的装置，其中所述线圈的所述第一分段被所述壳体的所述面板部分包围。
7.根据权利要求1所述的装置，其中所述线圈的所述第二分段通过所述至少一个开口被磁性地暴露。
8.根据权利要求1所述的装置，其中所述线圈与所述面板部分电分离。
9.根据权利要求1所述的装置，其中所述壳体的所述面板部分是金属。
10.根据权利要求1所述的装置，其中所述壳体还包括上部面板部分和下部面板部分。
11.根据权利要求1所述的装置，其中所述面板部分包括被形成为穿过所述面板部分的狭槽，所述狭槽从所述面板部分的内部向所述面板部分的周边延伸。
12.根据权利要求1所述的装置，其中所述线圈的所述第一分段布置在被容纳在所述壳体内的印刷电路板(PCB)上。
13.根据权利要求1所述的装置，其中所述壳体的所述侧面部分包括一个或多个材料条带，该材料构成所述壳体，所述一个或多个材料条带被布置为平行于所述至少一个开口。
14.根据权利要求1所述的装置，其中所述线圈包括导电材料的多匝绕组。
15.根据权利要求1所述的装置，其中所述线圈包括导电材料的多匝绕组，其具有缠绕在所述壳体的所述面板部分的周界周围的第一多个匝以及缠绕在所述面板部分的周边内的第二多个匝。
16.一种用于到电子设备的电子部件的无线电力传输的方法，包括：
通过容纳所述电子部件的壳体来将来自外部生成的磁场的电力耦合到多匝线圈的第一分段；
通过在所述壳体的侧面部分处被形成为穿过所述壳体的开口来将来自所述外部生成的磁场的电力耦合到所述多匝线圈的第二分段，所述多匝线圈的所述第二分段通过所述开口被暴露于所述外部生成的磁场；以及
向所述电子部件提供从所述外部生成的磁场耦合的电力。
17.根据权利要求16所述的方法，其中将来自所述外部生成的磁场的电力耦合到所述多匝线圈的所述第二分段包括通过盖子耦合到所述外部生成的磁场，所述盖子覆盖在所述壳体的所述侧面部分处被形成为穿过所述壳体的所述开口。
18.根据权利要求16所述的方法，其中将来自所述外部生成的磁场的电力耦合到所述多匝线圈的所述第二分段包括通过在所述壳体的所述侧面部分处的多个开口耦合到所述外部生成的磁场。
19.根据权利要求16所述的方法，其中所述多匝线圈的所述第一分段和所述第二分段构成所述多匝线圈的第一多个匝，所述方法还包括将来自所述外部生成的磁场的电力耦合到所述多匝线圈的第二多个匝，所述多匝线圈的第二多个匝缠绕在被形成为穿过所述壳体的附加开口周围。
20.一种用于无线电力传输的设备，包括：
用于容纳电子设备的电子部件的装置；以及
用于耦合到外部生成的磁场的装置，所述用于耦合的装置具有被包含在所述用于容纳的装置内的至少第一分段以及通过被形成为穿过所述用于容纳的装置的开口而被暴露的至少第二分段。
21.根据权利要求20所述的设备，其中被形成为穿过所述用于容纳的装置的所述开口在所述用于容纳的装置的侧面部分处。
22.根据权利要求20所述的设备，其中所述用于耦合的装置的所述第一分段被配置为通过构成所述用于容纳的装置的材料耦合到所述外部生成的磁场，其中所述第二分段被暴露于所述外部生成的磁场。
23.根据权利要求20所述的设备，其中所述用于容纳的装置包括上部面板、中间面板和下部面板，其中所述用于耦合的装置的所述第一分段被所述中间面板包围。
24.一种无线电力传输装置，包括：
壳体，被配置为容纳电子设备的电子部件，所述壳体具有导电面板部分，所述面板部分具有被形成为穿过所述面板部分的中央开口，所述面板部分还具有在所述面板部分的外表面与被形成为穿过所述面板部分的所述中央开口之间延伸的间隙；以及
线圈，布置在所述面板部分的所述中央开口中并且被配置为耦合到外部生成的磁场。
25.根据权利要求24所述的装置，其中所述线圈与所述面板部分电分离。
26.根据权利要求24所述的装置，其中所述线圈包括与所述面板部分相同的材料。
27.根据权利要求26所述的装置，其中所述线圈是所述面板部分的部件。
28.根据权利要求24所述的装置，其中所述面板部分包括第一面板部分和第二面板部分，所述第一面板部分具有被形成为穿过所述第一面板部分的所述中央开口，所述第二面板部分布置在所述中央开口中，其中所述线圈布置在所述第一面板部分与所述第二面板部分之间限定的狭槽中。
29.根据权利要求28所述的装置，其中所述第二面板部分连接到所述线圈作为所述线圈的一个端部。
30.根据权利要求28所述的装置，其中所述第一面板部分和所述第二面板部分电连接在一起。
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