CN107896009B - 无线充电接收装置 - Google Patents
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Abstract
一种无线充电接收装置，适于从无线充电的电力发射装置接收电力，无线充电接收装置包括机体、感应线圈、储电模块以及磁场吸收件。机体具有容置空间与狭缝，且机体的至少局部包含金属壳，容置空间对应于金属壳，狭缝位于金属壳。狭缝连通容置空间与金属壳的外部边缘。感应线圈与磁场吸收件配置于容置空间。感应线圈绝缘地抵接金属壳，储电模块设置于机体且电性连接感应线圈。电力发射装置适于产生电磁场而与金属壳磁共振，金属壳沿着狭缝能够产生感应电流及对应的电磁场，感应线圈用以将电磁场的能量转换为电力而传送并储存于储电模块。
Description
技术领域
本发明涉及一种无线充电接收装置，特别涉及一种能通过具有金属壳的机体进行无线充电的无线充电接收装置。
背景技术
无线充电技术是利用电磁原理达到充电效果，可使得电子产品在无需接线的情况下完成充电，由此提高电子产品的便利性，因此无线充电技术也成为业界主要发展的技术之一。
然而现有具备无线充电功能的电子产品，其大多局限于非金属材料的外壳，其乃肇因于金属材料的外壳对于无线充电的效能存在负面的影响。例如当其处于无线充电状态时，金属外壳会屏蔽电磁波，并因此衰减充电效率且容产生发热等问题。
发明内容
本发明提供一种无线充电接收装置，其能通过具有金属壳的机体进行无线充电。
本发明提供一种无线充电接收装置，用以从无线充电的电力发射装置接收电力。无线充电接收装置包括机体、感应线圈、储电模块以及磁场吸收件。机体具有容置空间与狭缝，且机体的至少局部包含金属壳，所述容置空间的位置对应于金属壳，狭缝位于金属壳，狭缝连通容置空间与金属壳的外部边缘。感应线圈与磁场吸收件配置于容置空间，其中感应线圈绝缘地抵接金属壳。储电模块设置于机体且电性连接感应线圈。磁场吸收件遮蔽感应线圈。电力发射装置用于产生电磁场而与金属壳磁共振，其中金属壳能够沿着狭缝产生感应电流及对应的电磁场，感应线圈用以将电磁场的能量转换为电力而传送且储存于储电模块。
在本发明的一实施例中，上述的金属壳具有彼此相对的第一表面与第二表面。电力发射装置用于面对第一表面，且感应线圈位于磁场吸收件与第一表面之间。
在本发明的一实施例中，上述的无线充电接收装置还包括绝缘件，配置于容置空间且位于感应线圈之内。绝缘件的一侧抵接磁场吸收件，绝缘件的另一侧从容置空间延伸至第一表面。
在本发明的一实施例中，上述的狭缝贯穿金属壳而连通第一表面与第二表面。
在本发明的一实施例中，上述的机体包括第一部件与第二部件，第二部件枢接于第一部件，以使第二部件能相对于第一部件开合。第二部件为所述的金属壳。当第二部件相对于第一部件展开时，电力发射装置用于面对第二部件的其中一表面。
在本发明的一实施例中，上述的磁场吸收件为铁氧体磁盘(Ferrite Sheet)材料。
在本发明的一实施例中，上述的无线充电接收装置还包括铜箔(copper foil)与导电感压胶(conductive pressure sensitive adhesive)，感应线圈绝缘地抵接于铜箔，导电感压胶涂布在铜箔与金属壳之间。
在本发明的一实施例中，上述的第二部件具有彼此相对的第一边缘与第二边缘，第一边缘与第一部件枢接。狭缝位于第一边缘且破开第一边缘。
在本发明的一实施例中，上述的第一部件与第二部件的枢接处还包括电绝缘结构。
在本发明的一实施例中，上述的第二部件具有彼此相对的第一边缘与第二边缘，第一边缘与第一部件枢接，狭缝位于第二边缘且破开第二边缘。
基于上述，在无线充电接收装置中，具有金属壳的机体将磁场吸收材与感应线圈配置于金属壳的容置空间中，且金属壳具有狭缝以连通容置空间与金属壳的外部边缘，其中储电模块电性连接感应线圈。据此，当电力发射装置提供电磁场至金属壳时会与其产生共振，进而金属壳会沿着狭缝与感应线圈产生涡电流以及对应的电磁场，以让感应线圈将所述电磁场的能量转换为电力而传送且储存于储电模块。磁场吸收件用以遮蔽感应线圈，以阻隔金属壳对所述电磁场的干扰并提高转换效率，此举让金属壳得以有效地利用其所产生的涡电流而有助于提高感应电流的流量与效能。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。
附图说明
图1是本发明一实施例的无线充电接收装置的示意图；
图2以另一视角示出的图1局部构件的示意图；
图3是图2沿A-A’剖面的剖面图；
图4是图1的无线充电接收装置中部分构件的电性连接关系图；
图5是本发明另一实施例的一种无线充电接收装置的局部剖面图；
图6是一实施例金属壳上的感应电流示意图；
图7是本发明另一实施例的金属壳上感应电流示意图。
具体实施方式
图1是本发明一实施例的无线充电接收装置的示意图。图2以另一视角示出的图1局部构件的示意图。请同时参考图1与图2，在本实施例中，无线充电接收装置100例如是平板电脑，其机体包括第一部件110与第二部件120，其中第一部件110例如是主机，第二部件120例如是脚架，且第二部件120是通过枢转机构170而连接至第一部件110，以让第二部件120能借此相对于第一部件110枢转而开合。
图3是图2沿A-A’剖面的剖面图，同时示出的其在充电时的状态。请同时参考图1至图3，在本实施例中，机体的第二部件120为金属壳，且具有容置空间124以及狭缝122，容置空间124的位置对应于金属壳。无线充电接收装置100还包括配置在容置空间124内的感应线圈130、磁场吸收件140与间隔件150，其中感应线圈130绝缘地抵接于第二部件120，在此例如是以绝缘层126配置在感应线圈130与第二部件120的抵接处。间隔件150例如是PET聚酯薄膜(MYLAR)，其配置在第二部件120的第二表面S2，以作为填补容置空间122之用。磁场吸收件140例如是铁氧体磁盘(Ferrite Sheet)材料，其位于间隔件150与感应线圈130之间且遮蔽感应线圈130。
图4是图1的无线充电接收装置中部分构件的电性连接关系图。请同时参考图2至图4，电力发射装置200实质上配置在第二部件120的第一表面S1处以面对第一表面S1，而感应线圈130位于磁场吸收件140与第一表面S1之间。无线充电接收装置100还包括配置在机体内的储电模块180与接收模块190，且感应线圈130经由接收模块190而电性连接至储电模块180。再者，无线充电接收装置100还包括绝缘件160，其配置于容置空间124且位于感应线圈130之内，亦即绝缘件160实质上被感应线圈130所环绕。在此，绝缘件160的一侧抵接于磁场吸收件140，而绝缘件160的另一侧从容置空间124延伸至第一表面S1，由此支撑感应线圈130而使其不易变形。
基于上述的构件配置，电力发射装置200用于产生电磁场而与金属壳(即第二部件120)磁共振，以让金属壳能够沿着狭缝122产生感应电流及对应的电磁场，进而让感应线圈130用以将所述电磁场的能量转换为电力而传送并储存于储电模块180，其中磁场吸收件用以阻隔金属壳对电磁场的干扰以提高转换效率。详细而言，电磁场的一部分会使感应线圈130产生感应电流，而另一部分的电磁场则会使金属壳沿着狭缝122与感应线圈130产生涡电流(eddy current)，且所述涡电流所产生的感应磁场的方向与感应线圈130的感应磁场方向一致，因此能据以提高感应线圈130上的感应电流，而有效地将电磁场的能量转换为电力而经由接收模块190传送且储存于储电模块180。换句话说，由于狭缝122是贯穿第二部件120而连通于第一表面S1及第二表面S2(如图1、图2所示，第一表面S1与第二表面S2彼此相对)，且狭缝122是从容置空间124(感应线圈130处)延伸至第二部件120(金属壳)的外部边缘，故金属壳因电磁场所产生的涡电流实质上对于感应线圈130的感应电流具备加成效果，同时也因此改善现有用于无线充电的非金属材料，其散热不佳的情形。
由此对应至图1的状态，即能得知当第二部件120相对于第一部件110展开而得以支撑于一平台(未示出的)上时，便能将电力发射装置200设置于所述平台，以在第二部件120承靠于平台时进行无线充电。同时，在本实施例中，由于第二部件120是作为支撑第一部件110用的脚架，因此在使用时，第二部件120通常会相对于第一部件110展开而平铺在平台(未示出的)上，并对应平台上的电力发射装置200，如图1所示的状态，因此通过将前述无线充电相关的构件配置于第二部件120，即能随时对无线充电接收装置100进行充电动作。在另一状态，即第二部件120是收纳于第一部件110的凹槽中，此时无线充电接收装置100是处于平躺于平台上的操作状态，同样也能通过第二部件120与平台上的电力发射装置200对应而达到充电效果。由上可知，通过将相关充电结构设置在无线充电接收装置100的可开合脚架结构(第二部件120)，便能不受操作状态的影响，而随时能对其进行充电。
在此，接收模块190例如包括匹配电路、整流元件、电压转换元件以及电源管理元件等，以利于将感应线圈的感应电流传送至储电模块180，在此并未限制接收模块190的组成。
此外，于本发明另一未示出的的实施例中，第二部件亦可为第一部件的一部分(第一部件与第二部件为一体式的刚体结构)，亦即机体即具备金属壳的结构，例如是移动电话的背壳，其同样能如图2至图4所示结构特征而顺利完成无线充电的过程。
图5是本发明另一实施例的一种无线充电接收装置的局部剖面图。请参考图5并对照图3，与前述实施例中感应线圈130是实体接触于金属壳(第二部件120)之配置不同的是，金属壳320还具有位于容置空间322的内表面S5，其与金属壳320的第一表面S3呈阶梯状，而无线充电接收装置还包括铜箔340(copper foil)与导电感压胶330(conductive pressuresensitive adhesive)，其中铜箔340抵接在间隔件150与感应线圈130之间，感应线圈130与铜箔340之间存在绝缘层326，而导电感压胶330配置在前述内表面S5上，以使铜箔340利用导电感压胶330而与金属壳320电性导通，达到与上述实施例同样的效果。
此举通过铜箔340具备较薄的厚度(厚度0.1mm)，因此可大幅降低金属壳320的所需厚度，因而让金属壳320得以具备轻薄的外观效果。在组装过程中，可将磁场吸收材140贴附于较薄的金属外盖310上，而再于磁场吸收材140贴附感应线圈130。另一方面，将铜箔340及绝缘件160配置在间隔件150上。最后，在金属壳330的内表面S5涂布导电感压胶330后，便能分别从第一表面S3与第二表面S4将上述半成品对接于金属壳320的容置空间322中，以完成无线充电接收装置于该处的组装流程，且能维持其结构强度。而，在此并未限制其组装步骤的先后顺序。另外，金属外盖310亦能让图5所示的整体结构具备较薄厚度的情形下，仍能具有优选的结构强度。除此之外，铜箔340也可以其他导电性优选的金属材料所取代。
图6是一实施例金属壳上的感应电流示意图，以对应图2所示的第二部件120在充电时的状态。请同时参考图2与图6，在此以灰阶的深浅程度(深到浅)代表在金属壳上感应电流的强度(强到弱)。由此即能得知，因边际效应的影响，感应电流会聚集在狭缝A1(相当于前述狭缝122)的周围，因此让感应线圈130配置在图6中深色区域，即能顺利地利用磁共振而取得感应电流，达到充电的效果。在此，第二部件120具有彼此相对的第一边缘E1与第二边缘E2，其中第一边缘E1用以与第一部件110枢接，狭缝A1位于第一边缘E1且破开第一边缘E1。再者，为避免感应电流散失，在本实施例中，第一部件110与第二部件120的枢接处还包括电绝缘结构350，由此防止第二部件120上的感应电流(涡电流，Eddy current)会因与第一部件110接触而被牵引扩散至第一部件110。在此，电绝缘结构350例如是结构表面的绝缘涂层，而在其他实施例中，亦可在第一部件与第二部件的枢接处改以绝缘材料制作，以达到上述效果。
图7是本发明另一实施例的金属壳上感应电流示意图。请参考图7并对照图2，图7所示结构同样能对应至图2的第二部件120。本实施例的金属壳同样具有第一边缘E1a与第二边缘E2a，其中第一边缘E1a同样是用以与第一部件110枢接。而不同的是，狭缝A2是配置在第二边缘E2a且破开第二边缘E2a。如此一来，充电时所形成的涡电流，便会落在第二边缘E2a，因而感应线圈130也会因此改置于靠近第二边缘E2a处的狭缝A2周围，同时本实施例的第一边缘E1a即能省略与第一部件110之间存在电绝缘结构。
综上所述，在本发明的上述实施例中，无线充电接收装置通过将磁场吸收材与感应线圈配置于金属壳的容置空间中，且金属壳具有狭缝以连通容置空间与金属壳的外部边缘，其中储电模块电性连接感应线圈，而感应线圈电性连接金属壳。据此，当电力发射装置提供电磁场至感应线圈与金属壳时，所述电磁场与金属壳磁共振，以让金属壳会因感应磁场而沿着狭缝与感应线圈产生涡电流，并因此提高感应线圈上的感应电流，而让电磁场的能量能有效率地转换为电力而传送且储存于储电模块。此举让金属壳得以有效地利用其所产生的涡电流而有助于提高感应电流的流量与效能。
另一方面，为了使金属壳具有更轻薄的外观，即因应厚度较薄的金属壳，感应线圈能因应地改配置以铜箔与导电感压胶而电性连接至金属壳，且以对向手法将所述构件结合于金属壳的容置空间中，以同样达到具备无线充电功能之机体结构，同时也通过选择导电率优选的金属壳的材料，以改善涡电流的聚集效果。
虽然本发明已以实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中技术人员，在不脱离本发明的构思构思和范围内，当可作些许的变动与润饰，故本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。
Claims (8)
1.一种无线充电接收装置，用以从无线充电的电力发射装置接收电力，其特征在于，所述无线充电接收装置包括：
机体，所述机体的至少局部包含金属壳，所述金属壳具有容置空间与狭缝，所述容置空间位于所述金属壳内部，所述狭缝连通所述容置空间与所述金属壳的外部边缘；
感应线圈，配置于所述容置空间且绝缘地抵接于所述金属壳；
储电模块，设置于所述机体且电性连接所述感应线圈；以及
磁场吸收件，配置于所述容置空间以遮蔽所述感应线圈，所述电力发射装置用于产生电磁场而与所述金属壳磁共振，其中所述金属壳能够沿着所述狭缝产生感应电流及对应的电磁场，所述感应线圈用以将所述电磁场的能量转换为电力，所述电力被传送至所述储电模块，且储存于所述储电模块，所述金属壳具有彼此相对的第一表面与第二表面，所述电力发射装置用于面对所述第一表面，且所述感应线圈位于所述磁场吸收件与所述第一表面之间，其中，所述无线充电接收装置还包括绝缘件，配置于所述容置空间且位于所述感应线圈之内，所述绝缘件的一侧抵接所述磁场吸收件，所述绝缘件的另一侧从所述容置空间延伸至所述第一表面。
2.根据权利要求1所述的无线充电接收装置，其特征在于，所述狭缝贯穿所述金属壳而连通所述第一表面与所述第二表面。
3.根据权利要求1所述的无线充电接收装置，其特征在于，所述机体包括第一部件与第二部件，所述第二部件枢接于所述第一部件，以使所述第二部件能相对于所述第一部件开合，所述第二部件为所述金属壳，当所述第二部件相对于所述第一部件展开时，所述电力发射装置用于面对所述第二部件的其中一表面。
4.根据权利要求3所述的无线充电接收装置，其特征在于，所述第二部件具有彼此相对的第一边缘与第二边缘，所述第一边缘与所述第一部件枢接，所述狭缝位于所述第一边缘且破开所述第一边缘。
5.根据权利要求4所述的无线充电接收装置，其特征在于，所述第一部件与所述第二部件的枢接处还包括电绝缘结构。
6.根据权利要求3所述的无线充电接收装置，其特征在于，所述第二部件具有彼此相对的第一边缘与第二边缘，所述第一边缘与所述第一部件枢接，所述狭缝位于所述第二边缘且破开所述第二边缘。
7.根据权利要求1所述的无线充电接收装置，其特征在于，所述磁场吸收件为铁氧体磁盘材料。
8.根据权利要求1所述的无线充电接收装置，其特征在于，还包括铜箔与导电感压胶，所述感应线圈绝缘地抵接于所述铜箔，且所述导电感压胶涂布在所述铜箔与所述金属壳之间。
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