CN108922744A - 一种线圈以及电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种线圈，包括多层线圈层及绝缘层；线圈层至少包括第一线圈层以及第二线圈层；绝缘层设在相邻的线圈层之间；第一线圈层包括由外圈绕至内圈的第一主线圈，第二线圈层包括由内圈绕至外圈的第二主线圈；第一主线圈的线圈走线与第二主线圈的线圈走线交替绕线；第一主线圈的外圈端部以及第二主线圈的外圈端部与外部电信号接收单元连接；第一线圈层还包括与第二主线圈的走线相对应的第一次线圈；第二线圈层还包括与第一主线圈的走线相对应的第二次线圈。本发明提供的线圈以及电子设备，其在有限的空间内能够获得较高的品质因子。

Description

一种线圈以及电子设备

技术领域

本发明属于线圈结构设计领域，尤其涉及一种线圈以及电子设备。

背景技术

电感线圈越来越普遍的用在电子设备上，特别是一些新型的应用场合，如近距离无线通讯技术NFC(Near Field Communication)，无线充电 (wireless charging)等。线圈的Q值，也叫品质因数，是评价线圈的主要参数，线圈的Q值越高，其损耗越小，效率越高。

现有无线充电线圈的工作频率较高，对线圈Q值有较高的要求。然而由于成本或空间的关系，线圈厚度受限，只能在有限的空间内尽可能地提高线圈Q值。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种线圈以及电子设备，，其在有限的空间内能够获得较高的品质因子。

为解决上述问题，本发明的技术方案为：

一种线圈，包括多层线圈层以及绝缘层，所述多层线圈层的走线中的电流方向相同；

所述多层线圈层至少包括第一线圈层以及第二线圈层；所述绝缘层设在相邻的线圈层之间；

所述第一线圈层包括由外圈绕至内圈的第一主线圈，所述第二线圈层包括由内圈绕至外圈的第二主线圈；

所述第一主线圈的内圈走线和所述第二主线圈的内圈走线并联；所述第一主线圈除其内圈走线之外的线圈走线与所述第二主线圈除其内圈走线之外的线圈走线交替绕线；

所述第一主线圈的外圈端部以及所述第二主线圈的外圈端部与外部电信号接收单元连接；

所述第一线圈层还包括与所述第二主线圈的走线相对应的第一次线圈；所述第二线圈层还包括与所述第一主线圈的走线相对应的第二次线圈；所述第一次线圈包括若干第一次走线单元，所述第一次走线单元之间相互绝缘；所述第二次线圈包括若干第二次走线单元，所述第二次走线单元之间相互绝缘；

其中，

所述第一次走线单元的两端分别通过导电孔或导电柱与所述第二主线圈上对应的走线电性连接；所述第二次走线单元的两端分别通过导电孔或导电柱与所述第一主线圈上对应的走线电性连接。

根据本发明一实施例，所述第一主线圈和/或所述第二主线圈的走线为多股；所述第一次线圈和/或所述第二次线圈的走线为多股。

根据本发明一实施例，所述线圈还包括第三线圈层，所述第三线圈层设在所述第一线圈层一侧，所述第三线圈层和所述第一线圈层之间设有所述绝缘层；或者，所述第三线圈层设在所述第二线圈层一侧，所述第三线圈层和所述第二线圈层之间设有所述绝缘层；

所述第三线圈层包括由外圈绕至内圈的第三主线圈，所述第三主线圈的内圈走线和所述第一主线圈的内圈走线以及所述第二主线圈的内圈走线并联；

所述第三主线圈除其内圈走线之外的线圈走线与所述第一主线圈除其内圈走线之外的线圈走线位置相对应；

所述第三主线圈的外圈端部和所述第一主线圈的外圈端部电性连接。

根据本发明一实施例，所述第三线圈层还包括与所述第一次线圈位置对应的第三次线圈，所述第三次线圈包括若干第三次走线单元，所述第三次走线单元之间相互绝缘；

其中，所述第三次走线单元的两端和所述第二主线圈上对应的走线通过导电孔或导电柱电性连接；或者，所述第三次走线单元的两端与对应的所述第一次走线单元的两端通过导电孔或导电柱电性连接；或者，所述第三次走线单元的两端、所述第一次走线单元的两端以及所述第二主线圈上对应的走线通过导电孔或导电柱电性连接。

根据本发明一实施例，所述第三线圈层的走线为多股。

根据本发明一实施例，所述线圈还包括第四线圈层，所述第四线圈层设在所述第一线圈层一侧，所述第四线圈层和所述第一线圈层之间设有所述绝缘层；或者，所述第四线圈层设在所述第二线圈层一侧，所述第四线圈层和所述第二线圈层之间设有所述绝缘层；

所述第四线圈层包括由内圈绕至外圈的第四主线圈，所述第四主线圈的内圈走线和所述第一主线圈的内圈走线以及所述第二主线圈的内圈走线并联；

所述第四主线圈除其内圈走线之外的线圈走线与所述第二主线圈除其内圈走线之外的线圈走线位置相对应；

所述第四主线圈的外圈端部和所述第二主线圈的外圈端部电性连接。

根据本发明一实施例，所述第四线圈层还包括与所述第二次线圈位置对应的第四次线圈，所述第四次线圈包括若干第四次走线单元，所述第四次走线单元之间相互绝缘；

其中，所述第四次走线单元的两端和所述第一主线圈上对应的走线通过导电孔或导电柱电性连接；或者，所述第四次走线单元的两端与对应的所述第二次走线单元的两端通过导电孔或导电柱电性连接；或者，所述第四次走线单元的两端、所述第二次走线单元的两端以及所述第一主线圈上对应的走线通过导电孔或导电柱电性连接。

根据本发明一实施例，所述第四线圈层的走线为多股。

根据本发明一实施例，所述线圈层为圆形线圈或者多边形线圈。

一种电子设备，包括上述任意一实施例所述线圈。

本发明由于采用以上技术方案，使其与现有技术相比具有以下的优点和积极效果：

1)通过将线圈中的第一主线圈和第二主线圈设计为交替绕线的形式，第一主线圈的线圈走线与第二主线圈的线圈走线之间的空隙相对应；同样，第二主线圈的线圈走线与第一主线圈的线圈走线之间的空隙相对应；采用这种巧妙的绕线方式可以在各层线圈的走线之间的空隙处设置次线圈，次线圈和与其相邻层中的主线圈实现并联连接，相当于在不增加线圈长度的情况下增加了线圈走线的厚度，即增加了线圈走线的横截面积，降低了线圈的电阻，增加了线圈的Q值。

2)通过将第一主线圈和/或第二主线圈的走线、第一次线圈和/或第二次线圈的走线设为多股，有效的抑制了线圈走线的趋肤效应，增加了线圈的Q 值。

3)通过增加并联的第三线圈层和第四线圈层，并将第三线圈层和第四线圈层的走线设为多股；降低了线圈的电阻并有效的抑制了第三线圈层和第四线圈层的走线的趋肤效应，增加了线圈的Q值。

附图说明

图1为本发明的一种线圈的结构示图(逆时针走线)；

图2为本发明的另一种线圈的结构示图(顺时针走线)；

图3为图1的线圈中的第一线圈层的结构示图；

图4为图1的线圈中的第二线圈层的结构示图；

图5为第一线圈层多股走线时的结构示图；

图6为图5中多股走线的局部放大示图；

图7为多层线圈的连接示图。

附图标记说明：

1：第一线圈层；2：第一主线圈；3：第一主线圈的内圈走线；4：第一主线圈的外圈端部；5：第一次走线单元；

6：第二线圈层；7：第二主线圈；8：第二主线圈的内圈走线；9：第二主线圈的外圈端部；10：第二次走线单元；

11：第一导体层；12：第二导体层；13：第三导体层；14：第一导电孔；15：第二导电孔；16：第三导电孔；17：第四导电孔。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明提出的一种线圈以及电子设备作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。

实施例1

参看图1、图2、图3以及图4，一种线圈，包括多层线圈层以及绝缘层，多层线圈层的走线中的电流方向相同；多层线圈层至少包括第一线圈层1以及第二线圈层6；绝缘层设在相邻的线圈层之间；第一线圈层1包括由外圈绕至内圈的第一主线圈2，第二线圈层6包括由内圈绕至外圈的第二主线圈7；其中，第一主线圈2的内圈走线3和第二主线圈7的内圈走线8并联；第一主线圈2除其内圈走线3之外的线圈走线与第二主线圈7除其内圈走线8之外的线圈走线交替绕线；第一主线圈2的外圈端部4以及第二主线圈7的外圈端部9与外部电信号接收单元连接；第一线圈层1还包括与第二主线圈7 的走线相对应的第一次线圈；第二线圈层6还包括与第一主线圈2的走线相对应的第二次线圈；第一次线圈包括若干第一次走线单元5，第一次走线单元之间相互绝缘；第二次线圈包括若干第二次走线单元10，第二次走线单元之间相互绝缘；其中，第一次走线单元5的两端分别通过导电孔或导电柱与第二主线圈7上对应的走线电性连接；第二次走线单元10的两端分别通过导电孔或导电柱与第一主线圈2上对应的走线电性连接。

通过将线圈中的第一主线圈2和第二主线圈7设计为交替绕线的形式，即第一主线圈2的线圈走线与第二主线圈7的线圈走线之间的空隙相对应；同样，第二主线圈7的线圈走线与第一主线圈2的线圈走线之间的空隙相对应；采用这种巧妙的绕线方式可以在各层线圈的走线之间的空隙处设置次线圈，次线圈和与其相邻层中的主线圈实现并联连接，相当于在不增加线圈长度的情况下增加了线圈走线的厚度，即增加了线圈走线的横截面积，降低了线圈的电阻，增加了线圈的Q值。

进一步地，参看图5以及图6，第一主线圈2和/或第二主线圈7的走线为多股；第一次线圈和/或第二次线圈的走线为多股。可以理解，当导体中有交流电时，导体内部电流分布不均匀，电流集中在导体的表面，使导体内部电流流过的实际面积减小、导线电阻增加，通过将第一主线圈2和/或第二主线圈7的走线、第一次线圈和/或第二次线圈的走线设为多股，有效的抑制了线圈走线的趋肤效应，增加了线圈的Q值。例如可以为两股，但不应以此为限。

进一步地，线圈层可以为圆形线圈或者多边形线圈；具体地，多边形线圈可以为矩形线圈或六边形线圈。本领域技术人员可根据实际需要选用特定的线圈形状。

实施例2

在实施例1的基础之上，本实施例作了进一步的改进，线圈还包括第三线圈层，第三线圈层设在第一线圈层1一侧，第三线圈层和第一线圈层1之间设有绝缘层；或者，第三线圈层设在第二线圈层6一侧，第三线圈层和第二线圈层6之间设有绝缘层；第三线圈层包括由外圈绕至内圈的第三主线圈，第三主线圈的内圈走线和第一主线圈2的内圈走线3以及第二主线圈7的内圈走线8并联；第三主线圈除其内圈走线之外的线圈走线与第一主线圈2除其内圈走线3之外的线圈走线位置相对应；第三主线圈的外圈端部和第一主线圈2的外圈端部4电性连接。

进一步地，第三线圈层还包括与第一次线圈位置对应的第三次线圈，第三次线圈包括若干第三次走线单元，第三次走线单元之间相互绝缘；其中，第三次走线单元的两端和第二主线圈7上对应的走线通过导电孔或导电柱电性连接；或者，第三次走线单元的两端与对应的第一次走线单元5的两端通过导电孔或导电柱电性连接；或者，第三次走线单元的两端、第一次走线单元5的两端以及第二主线圈7上对应的走线通过导电孔或导电柱电性连接。

进一步地，线圈还包括第四线圈层，第四线圈层设在第一线圈层1一侧，第四线圈层和第一线圈层1之间设有绝缘层；或者，第四线圈层设在第二线圈层6一侧，第四线圈层和第二线圈层6之间设有绝缘层；第四线圈层包括由内圈绕至外圈的第四主线圈，第四主线圈的内圈走线和第一主线圈2的内圈走线3以及第二主线圈7的内圈走线8并联；第四主线圈除其内圈走线之外的线圈走线与第二主线圈7除其内圈走线8之外的线圈走线位置相对应；第四主线圈的外圈端部和第二主线圈7的外圈端部9电性连接。

进一步地，第四线圈层还包括与第二次线圈位置对应的第四次线圈，第四次线圈包括若干第四次走线单元，第四次走线单元之间相互绝缘；其中，第四次走线单元的两端和第一主线圈2上对应的走线通过导电孔或导电柱电性连接；或者，第四次走线单元的两端与对应的第二次走线单元10的两端通过导电孔或导电柱电性连接；或者，第四次走线单元的两端、第二次走线单元10的两端以及第一主线圈2上对应的走线通过导电孔或导电柱电性连接

可以理解，本实施例是实施例1中线圈结构的扩展，其绕线方式或设计方式的出发点和实施例1一致，均是期望当前层主线圈的走线之间的间隙对应于相邻层主线圈的走线，如此便可根据需要设计出相应的次线圈。

当然，本实施例中线圈的层数可以增加为5层、6层、7层甚至更多，增加线圈层数的方式可以为单层增加，也可以以第一线圈层1和第二线圈层6 的整体结构为一个单元增加。而每一层的走线均可以设置为多股，根据实际需要或者不同层的加工难度，可具体选定每一层走线的股数。

对于三层及三层以上的线圈各导体层(线圈层)具有多种连接方式，以下以三层导体层为例作简要说明，更多层情况下可以以此为基础推广。参看图7，三层导体层分别记为第一导体层11、第二导体层12以及第三导体层 13。其中可以通过第一导电孔14实现第一导体层11和第二导体层12的电性连接，通过第二导电孔15实现第二导体层12和第三导体层13的电性连接；也可以通过第三导电孔16实现第一导体层11和第三导体层13的电性连接；也可以通过第四导电孔17实现第一导体层11、第二导体层12以及第三导体层13的电性连接。

实施例3

一种电子设备，包括上述任意一实施例中的线圈。

上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式。即使对本发明作出各种变化，倘若这些变化属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则仍落入在本发明的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种线圈，其特征在于，包括多层线圈层以及绝缘层，所述多层线圈层的走线中的电流方向相同；

所述多层线圈层至少包括第一线圈层以及第二线圈层；所述绝缘层设在相邻的线圈层之间；

所述第一线圈层包括由外圈绕至内圈的第一主线圈，所述第二线圈层包括由内圈绕至外圈的第二主线圈；

所述第一主线圈的内圈走线和所述第二主线圈的内圈走线并联；

所述第一主线圈除其内圈走线之外的线圈走线与所述第二主线圈除其内圈走线之外的线圈走线交替绕线；所述第一主线圈的外圈端部以及所述第二主线圈的外圈端部与外部电信号接收单元连接；

所述第一线圈层还包括与所述第二主线圈的走线相对应的第一次线圈；所述第二线圈层还包括与所述第一主线圈的走线相对应的第二次线圈；所述第一次线圈包括若干第一次走线单元，所述第一次走线单元之间相互绝缘；所述第二次线圈包括若干第二次走线单元，所述第二次走线单元之间相互绝缘；

其中，

所述第一次走线单元的两端分别通过导电孔或导电柱与所述第二主线圈上对应的走线电性连接；

所述第二次走线单元的两端分别通过导电孔或导电柱与所述第一主线圈上对应的走线电性连接。

2.如权利要求1所述线圈，其特征在于，所述第一主线圈和/或所述第二主线圈的走线为多股；所述第一次线圈和/或所述第二次线圈的走线为多股。

3.如权利要求1所述线圈，其特征在于，还包括第三线圈层，所述第三线圈层设在所述第一线圈层一侧，所述第三线圈层和所述第一线圈层之间设有所述绝缘层；或者，所述第三线圈层设在所述第二线圈层一侧，所述第三线圈层和所述第二线圈层之间设有所述绝缘层；

所述第三线圈层包括由外圈绕至内圈的第三主线圈，所述第三主线圈的内圈走线和所述第一主线圈的内圈走线以及所述第二主线圈的内圈走线并联；

所述第三主线圈除其内圈走线之外的线圈走线与所述第一主线圈除其内圈走线之外的线圈走线位置相对应；

所述第三主线圈的外圈端部和所述第一主线圈的外圈端部电性连接。

4.如权利要求3所述线圈，其特征在于，所述第三线圈层还包括与所述第一次线圈位置对应的第三次线圈，所述第三次线圈包括若干第三次走线单元，所述第三次走线单元之间相互绝缘；

其中，所述第三次走线单元的两端和所述第二主线圈上对应的走线通过导电孔或导电柱电性连接；或者，所述第三次走线单元的两端与对应的所述第一次走线单元的两端通过导电孔或导电柱电性连接；或者，所述第三次走线单元的两端、所述第一次走线单元的两端以及所述第二主线圈上对应的走线通过导电孔或导电柱电性连接。

5.如权利要求4所述线圈，其特征在于，所述第三线圈层的走线为多股。

6.如权利要求1所述线圈，其特征在于，还包括第四线圈层，所述第四线圈层设在所述第一线圈层一侧，所述第四线圈层和所述第一线圈层之间设有所述绝缘层；或者，所述第四线圈层设在所述第二线圈层一侧，所述第四线圈层和所述第二线圈层之间设有所述绝缘层；

所述第四线圈层包括由内圈绕至外圈的第四主线圈，所述第四主线圈的内圈走线和所述第一主线圈的内圈走线以及所述第二主线圈的内圈走线并联；

所述第四主线圈除其内圈走线之外的线圈走线与所述第二主线圈除其内圈走线之外的线圈走线位置相对应；

所述第四主线圈的外圈端部和所述第二主线圈的外圈端部电性连接。

7.如权利要求6所述线圈，其特征在于，所述第四线圈层还包括与所述第二次线圈位置对应的第四次线圈，所述第四次线圈包括若干第四次走线单元，所述第四次走线单元之间相互绝缘；

其中，所述第四次走线单元的两端和所述第一主线圈上对应的走线通过导电孔或导电柱电性连接；或者，所述第四次走线单元的两端与对应的所述第二次走线单元的两端通过导电孔或导电柱电性连接；或者，所述第四次走线单元的两端、所述第二次走线单元的两端以及所述第一主线圈上对应的走线通过导电孔或导电柱电性连接。

8.如权利要求6所述线圈，其特征在于，所述第四线圈层的走线为多股。

9.如权利要求1所述线圈，其特征在于，所述线圈层为圆形线圈或者多边形线圈。

10.一种电子设备，其特征在于，包括权利要求1-9任意一项所述线圈。