CN109326423B - 线圈、无线电力发送器和接收器、近场通讯器及电子设备 - Google Patents

线圈、无线电力发送器和接收器、近场通讯器及电子设备 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种线圈装置、无线电力发送器和接收器、近场通讯器及电子设备，该种线圈装置包括基板；设于基板上的第一线圈部，第一线圈部的线圈走线记为第一线圈走线；以及设于基板上的第二线圈部，第二线圈部的线圈走线记为第二线圈走线；其中，第一线圈走线为导电图案，第二线圈走线为漆包线；第一线圈走线和第二线圈走线电性连接。本发明提供一种线圈装置具有设计灵活性高的特点。

Description

线圈、无线电力发送器和接收器、近场通讯器及电子设备
技术领域
本发明属于线圈结构的设计领域，尤其涉及一种线圈、无线电力发送器和接收器、近场通讯器及电子设备。
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。
对于本技术领域的人员而言，选用漆包线绕线、FPC或PCB基材上的铜箔以及冲压金属片来制备线圈是很常见的方法。
目前的线圈均是使用单种类型的绕线进行设计，线圈的设计灵活性会受到限制。
发明内容
本发明的目的是提供一种线圈、无线电力发送器和接收器、近场通讯器及电子设备，该种线圈具有设计灵活性高的特点。
为解决上述问题，本发明的技术方案为：
一种线圈装置，包括：
基板；
设于所述基板上的第一线圈部，所述第一线圈部的线圈走线记为第一线圈走线；以及
设于所述基板上的第二线圈部，所述第二线圈部的线圈走线记为第二线圈走线；
其中，
所述第一线圈走线为导电图案，所述第二线圈走线为漆包线；
所述第一线圈走线和所述第二线圈走线电性连接。
根据本发明一实施例，所述第一线圈部设于所述基板的第一表面，所述第二线圈部设于所述基板的第二表面；
所述第一线圈走线的内端和所述第二线圈走线的内端电性连接；
所述第一线圈走线的外端和设在所述基板上的第一外部引线端电性连接；
所述第二线圈走线的外端和设在所述基板上的第二外部引线端电性连接。
根据本发明一实施例，所述第一线圈走线包括：
第一线圈走线一部；以及
第一线圈走线二部，所述第一线圈走线二部的外端为所述第一线圈走线的外端，所述第一线圈走线二部的内端为所述第一线圈走线的内端；
其中，
所述第一线圈走线一部的第一端和所述第二线圈走线的外端电性连接，所述第一线圈走线一部的第二端和所述第二外部引线端电性连接，以实现所述第二线圈走线的外端和所述第二外部引线端电性连接。
根据本发明一实施例，所述第一线圈走线的外端和设在所述基板上的第一外部引线端电性连接；
所述第二线圈走线的内端和设在所述基板上的第二外部引线端电性连接；
所述第一线圈走线的内端和所述第二线圈走线的外端电性连接。
根据本发明一实施例，所述第一线圈部设于所述基板的第一表面，所述第二线圈部设于所述基板的第一表面；所述第二线圈部设于所述第一线圈部的中心区域。
根据本发明一实施例，所述第二线圈走线的外端和设在所述基板上的第一外部引线端电性连接；
所述第一线圈走线的内端和设在所述基板上的第二外部引线端电性连接；
所述第一线圈走线的外端和所述第二线圈走线的内端电性连接。
根据本发明一实施例，所述第一线圈部设于所述基板的第一表面，所述第二线圈部设于所述基板的第一表面；所述第一线圈部设于所述第二线圈部的中心区域。
根据本发明一实施例，所述的线圈装置还包括第三线圈部，所述第三线圈部设于所述基板的第一表面，所述第三线圈部的线圈走线记为第三线圈走线，所述第三线圈走线的类别为金属片走线；
沿着所述的线圈装置的厚度方向，所述第三线圈走线设在所述第一线圈走线的上部，且所述第三线圈走线和所述第一线圈走线电性连接。
根据本发明一实施例，所述的线圈装置还包括第三线圈部，所述第三线圈部设于所述基板的第一表面，所述第三线圈部的线圈走线记为第三线圈走线，所述第三线圈走线的类别为金属片走线；
所述第三线圈走线和所述第一线圈走线交叉绕线；所述交叉绕线是指部分或全部所述第三线圈走线设于相邻的所述第一线圈走线之间。
一种线圈装置，包括：
基板；
设于所述基板上的第一线圈部，所述第一线圈部的线圈走线记为第一线圈走线；以及
设于所述基板上的第二线圈部，所述第二线圈部的线圈走线记为第二线圈走线；
其中，
所述第一线圈走线为导电图案，所述第二线圈走线为金属片走线；
所述第一线圈走线和所述第二线圈走线电性连接。
根据本发明一实施例，所述第一线圈部和所述第二线圈部设在所述基板的同一表面；
沿着所述的线圈装置的厚度方向，所述第二线圈走线设在所述第一线圈走线的上部。
根据本发明一实施例，所述第一线圈部和所述第二线圈部设在所述基板的同一表面；
所述第二线圈走线和所述第一线圈走线交叉绕线；所述交叉绕线是指部分或全部所述第二线圈走线设于相邻的所述第一线圈走线之间。
一种线圈装置，包括：
基板；
设于所述基板上的第一线圈部，所述第一线圈部的线圈走线记为第一线圈走线；以及
设于所述基板上的第二线圈部，所述第二线圈部的线圈走线记为第二线圈走线；
其中，
所述第一线圈走线为漆包线，所述第二线圈走线为金属片走线；
所述第一线圈走线和所述第二线圈走线电性连接。
根据本发明一实施例，所述第一线圈走线的内端和所述第二线圈走线的内端电性连接；
所述第一线圈走线的外端和设在所述基板上的第一外部引线端电性连接；
所述第二线圈走线的外端和设在所述基板上的第二外部引线端电性连接。
一种线圈装置，包括：
基板；
设于所述基板上的第一线圈部，所述第一线圈部的线圈走线记为第一线圈走线；以及
设于所述基板上的第二线圈部，所述第二线圈部的线圈走线记为第二线圈走线；
其中，
所述第一线圈走线和所述第二线圈走线为不同类别的线圈走线；
所述第一线圈走线和所述第二线圈走线电性连接。
一种无线电力发送器，包括：
电力发送线圈部，用以无线发送电力；以及
供电部，向所述电力发送线圈部供电；
其中，
所述电力发送线圈部包括本发明任意一实施例中的线圈装置。
一种无线电力接收器，包括：
电力接收线圈部，用以接收所述无线电力；以及
电力转接部，向用电装置转换所述电力接收线圈部接收的无线电力；
其中，
所述电力接收线圈部包括本发明任意一实施例中的线圈装置。
一种近场通讯器，包括本发明任意一实施例中的线圈装置。
一种电子设备，包括上述实施例中的无线电力发送器，以具有无线电力发送功能；和/或
包括上述实施例中的无线电力接收器，以具有无线电力接收功能；和/或
包括上述实施例中的近场通讯器，以具有近场通讯功能。
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：
本发明一实施例中的一种线圈装置设置有第一线圈部和第二线圈部，其中，第一线圈部的第一线圈走线和第二线圈部的第二线圈走线为不同类别的走线，通过采用不同类别的线圈走线进行线圈装置的设计，可以使线圈装置不必受限于某一类别的线圈走线，可以通过两种类别的线圈走线优势互补的形式实现线圈装置整体性能的提升，提高了线圈装置设计的灵活性。
附图说明
图1为本发明的线圈装置的一种实施方式的正面视图；
图2为图1所示线圈装置的背面视图；
图3为本发明的线圈装置的另一种实施方式的正面视图；
图4为图3所示线圈装置的背面视图；
图5为本发明的线圈装置的另一种实施方式的正面视图；
图6为图5所示线圈装置的背面视图；
图7为本发明的线圈装置的另一种实施方式的正面视图；
图8为图7所示线圈装置的背面视图；
图9为图7所示线圈装置的A-A剖视图；
图10为图9中B区域的放大视图；
图11为本发明的线圈装置的另一种实施方式的正面视图；
图12为图11所示线圈装置的背面视图；
图13为图11所示线圈装置的C-C剖视图；
图14为图13中D区域的放大视图；
图15为本发明的线圈装置的另一种实施方式的正面视图；
图16为图15所示线圈装置的背面视图。
附图标记说明：
1：基板；101：第一外部引线端；102：第二外部引线端；103：导电引线；
2：第一线圈走线；201：第一线圈走线一部；202：第一线圈走线二部；203：第一线圈走线的内端；204：第一线圈走线的外端；
3：第二线圈走线；301：第二线圈走线的内端；302：第二线圈走线的外端。
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、无线电力发送器和接收器、近场通讯器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16，一种线圈装置，包括：基板1；设于基板1上的第一线圈部，第一线圈部的线圈走线记为第一线圈走线2；以及设于基板1上的第二线圈部，第二线圈部的线圈走线记为第二线圈走线3；其中，第一线圈走线2和第二线圈走线3为不同类别的线圈走线；第一线圈走线2和第二线圈走线3电性连接。
本实施例中的第一线圈走线2和第二线圈走线3为不同类别的走线，通过采用不同类别的线圈走线进行线圈装置的设计，可以使线圈装置不必受限于某一类别的线圈走线，可以通过两种类别的线圈走线优势互补的形式实现线圈装置整体性能的提升，提高了线圈装置设计的灵活性。
具体而言，受限于现有线圈装置的生产工艺及现有单一种类线圈装置的大量实际应用，本领域技术人员均是在单一种类线圈的范畴内进行线圈装置的改进。换言之，由于不同种类的线圈走线的工艺不同，本领域技术人员不会想到结合多种不同工艺制造的线圈走线组成一线圈装置。
线圈走线可以选择但不限于漆包线绕线、导电图案(FPC或PCB基材上的铜箔等)以及冲压金属片(厚度大于导电图案，可一体化冲压成型)来制备。漆包线绕线一般必须密排绕线，而且很容易解绕，受限于当前的工艺条件，可选择的绕线方式也只有少数几种，导致技术人员在设计无线充电线圈的结构时，受限太多。而采用FPC或PCB来制备无线充电线圈时，线圈形状的设计灵活性得到一定解放，但受限于FPC或PCB的工艺特点，构成线圈的铜箔往往厚度比较薄(一般在1oz左右或小于1oz)，当制备厚度大于2oz甚至更厚铜箔的线路时，工艺难度以及生产成本都会显著提升。但今后人们对线圈装置的传输效率(例如无线充电的充电功率)要求只会越来越高，如果还是单纯采用加厚FPC或PCB铜箔厚度的应对方法，显然不太实用。而随着FPC表面的铜箔厚度的增加，FPC的铜线路间隙的间距也需要相应增大，否则工艺难度会显著增大，这就导致了空间利用率的下降。同样，金属片走线也存才空间利用率低的问题。
参看图1、图2，在一个具体实施方式中，线圈装置包括：基板1；设于基板1上的第一线圈部；以及设于基板1上的第二线圈部；第一线圈走线2为导电图案，第二线圈走线3为漆包线；第一线圈走线2和第二线圈走线3电性连接。
基板1为绝缘板或绝缘层，可以全部或部分为FPC或PCB板，导电图案可以为使用印刷工艺形成在FPC或PCB基板上的金属层，也可以是使用压合工艺压延的金属层，该金属层可以为铜箔或铝箔等，该金属层为单层或多层。
进一步地，第一线圈部设于基板1的第一表面，第二线圈部设于基板1的第二表面；第一线圈走线的内端203和第二线圈走线的内端301电性连接；第一线圈走线的外端204和设在基板1上的第一外部引线端101电性连接；第二线圈走线的外端302和设在基板1上的第二外部引线端102电性连接。
第一线圈走线的内端203和第二线圈走线的内端301可通过导电孔电性连接，第二线圈走线的外端302和设在基板1上的第二外部引线端102可通过导电引线103电性连接，导电引线103位于基板1的第二表面，具体可为漆包线引线，也可以为印刷形成的引线。若第二外部引线端102和导电引线103不在基板1的同一面，则需要使用导电孔使两者电性连接。
继续参看图1、图2，进一步地，第一线圈走线2包括：第一线圈走线一部201；以及第一线圈走线二部202，第一线圈走线二部202的外端为第一线圈走线的外端204，第一线圈走线二部202的内端为第一线圈走线的内端203；其中，第一线圈走线一部201的第一端和第二线圈走线的外端302电性连接，第一线圈走线一部201的第二端和第二外部引线端102电性连接，以实现第二线圈走线的外端302和第二外部引线端102电性连接。
参看图3-图6，进一步地，第一线圈走线的外端204和设在基板1上的第一外部引线端101电性连接；第二线圈走线的内端301和设在基板1上的第二外部引线端102电性连接；第一线圈走线的内端203和第二线圈走线的外端302电性连接。同样的，第一线圈部和第二线圈部可在基板1的同一表面或不同表面，同一表面进行电性连接的方式可以使用导电引线103，不同表面电性连接的方式可以使用导电孔连接。具体地，第一线圈部设于基板1的第一表面，第二线圈部设于基板1的第一表面；第二线圈部设于第一线圈部的中心区域，通过将第二线圈部设置在中心区域提高了线圈装置的空间利用率。
进一步地，第二线圈走线的外端302和设在基板1上的第一外部引线端101电性连接；第一线圈走线的内端203和设在基板1上的第二外部引线端102电性连接；第一线圈走线的外端204和第二线圈走线的内端301电性连接。同样的，第一线圈部和第二线圈部可在基板1的同一表面或不同表面，同一表面进行电性连接的方式可以使用导电引线103，不同表面电性连接的方式可以使用导电孔连接。具体地，第一线圈部设于基板1的第一表面，第二线圈部设于基板1的第一表面；第一线圈部设于第二线圈部的中心区域，通过将第一线圈部设置在中心区域提高了线圈装置的空间利用率。
在一个具体实施方式中，上述线圈装置还包括第三线圈部，第三线圈部设于基板1的第一表面，第三线圈部的线圈走线记为第三线圈走线，第三线圈走线的类别为金属片走线；沿着的线圈装置的厚度方向，第三线圈走线设在第一线圈走线2的上部，且第三线圈走线和第一线圈走线2电性连接。具体地，第三线圈走线和第一线圈走线2有着相同的主体螺旋走线方向，并且沿着线圈装置的厚度方向上对齐排列，通过将金属片走线设置在导电图案的上部提高了整个线圈装置的品质因数，同样也增加了线圈装置设计的灵活性。
在一个具体实施方式中，第三线圈走线和第一线圈走线2还可以是交叉绕线；交叉绕线是指部分或全部第三线圈走线设于相邻的第一线圈走线2之间。可以理解，该种交叉绕线的方式同样也可以是部分或全部第一线圈走线2设于相邻的第三线圈走线之间。可以想象，这种交叉绕线的方式有效利用了导电图案之间和金属片走线之间的空间间隙，提高了整个线圈装置的空间利用率，进一步提高了整个线圈装置的品质因数，同样也增加了线圈装置设计的灵活性。
参看图7-图14，在一个具体实施方式中，一种线圈装置包括：基板1；设于基板1上的第一线圈部，第一线圈部的线圈走线记为第一线圈走线2；以及设于基板1上的第二线圈部，第二线圈部的线圈走线记为第二线圈走线3；其中，第一线圈走线2为导电图案，第二线圈走线3为金属片走线；第一线圈走线2和第二线圈走线3电性连接。
参看图7-图10，进一步地，第一线圈部和第二线圈部设在基板1的同一表面；沿着的线圈装置的厚度方向，第二线圈走线3设在第一线圈走线2的上部。
参看图11-图14，进一步地，第二线圈走线3和第一线圈走线2还可以是交叉绕线；交叉绕线是指部分或全部第二线圈走线3设于相邻的第一线圈走线2之间。
参看图15、图16，在一个具体实施方式中，一种线圈装置，包括：基板1；设于基板1上的第一线圈部，第一线圈部的线圈走线记为第一线圈走线2；以及设于基板1上的第二线圈部，第二线圈部的线圈走线记为第二线圈走线3；其中，第一线圈走线2为漆包线，第二线圈走线3为金属片走线；第一线圈走线2和第二线圈走线3电性连接。
进一步地，第一线圈部设于基板1的第一表面，第二线圈部设于基板1的第一表面或第二表面；第一线圈走线的内端203和第二线圈走线的内端301电性连接；第一线圈走线的外端204和设在基板1上的第一外部引线端101电性连接；第二线圈走线的外端302和设在基板1上的第二外部引线端102电性连接。
实施例2
一种无线电力发送器，包括：
电力发送线圈部，用以无线发送电力；以及供电部，向电力发送线圈部供电；其中，电力发送线圈部包括上述任意一实施方式中的线圈装置。
实施例3
一种无线电力接收器，包括：
电力接收线圈部，用以接收无线电力；以及电力转接部，向用电装置转换电力接收线圈部接收的无线电力；其中，电力接收线圈部包括上述任意一实施方式中的线圈装置。
实施例4
一种近场通讯器，包括上述任意一实施方式中的线圈装置。
实施例5
一种电子设备，包括上述实施例中的无线电力发送器，以具有无线电力发送功能；和/或包括上述实施例中的无线电力接收器，以具有无线电力接收功能；和/或包括上述实施例中的近场通讯器，以具有近场通讯功能。
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 (15)

1.一种线圈装置，其特征在于，包括：
基板；
设于所述基板上的第一线圈部，所述第一线圈部的线圈走线记为第一线圈走线；以及
设于所述基板上的第二线圈部，所述第二线圈部的线圈走线记为第二线圈走线；
其中，
所述第一线圈走线为导电图案，所述第二线圈走线为漆包线；
所述第一线圈走线和所述第二线圈走线电性连接；
所述第一线圈部设于所述基板的第一表面，所述第二线圈部设于所述基板的第二表面；
所述第一线圈走线的内端和所述第二线圈走线的内端电性连接；
所述第一线圈走线的外端和设在所述基板上的第一外部引线端电性连接；
所述第二线圈走线的外端和设在所述基板上的第二外部引线端电性连接。
2.如权利要求1所述的线圈装置，其特征在于，所述第一线圈走线包括：
第一线圈走线一部；以及
第一线圈走线二部，所述第一线圈走线二部的外端为所述第一线圈走线的外端，所述第一线圈走线二部的内端为所述第一线圈走线的内端；
其中，
所述第一线圈走线一部的第一端和所述第二线圈走线的外端电性连接，所述第一线圈走线一部的第二端和所述第二外部引线端电性连接，以实现所述第二线圈走线的外端和所述第二外部引线端电性连接。
3.如权利要求1所述的线圈装置，其特征在于，所述第一线圈走线的外端和设在所述基板上的第一外部引线端电性连接；
所述第二线圈走线的内端和设在所述基板上的第二外部引线端电性连接；
所述第一线圈走线的内端和所述第二线圈走线的外端电性连接。
4.如权利要求3所述的线圈装置，其特征在于，所述第一线圈部设于所述基板的第一表面，所述第二线圈部设于所述基板的第一表面；所述第二线圈部设于所述第一线圈部的中心区域。
5.如权利要求1所述的线圈装置，其特征在于，所述第二线圈走线的外端和设在所述基板上的第一外部引线端电性连接；
所述第一线圈走线的内端和设在所述基板上的第二外部引线端电性连接；
所述第一线圈走线的外端和所述第二线圈走线的内端电性连接。
6.如权利要求5所述的线圈装置，其特征在于，所述第一线圈部设于所述基板的第一表面，所述第二线圈部设于所述基板的第一表面；所述第一线圈部设于所述第二线圈部的中心区域。
7.如权利要求2、4、6任意一项所述的线圈装置，其特征在于，还包括第三线圈部，所述第三线圈部设于所述基板的第一表面，所述第三线圈部的线圈走线记为第三线圈走线，所述第三线圈走线的类别为金属片走线；
沿着所述的线圈装置的厚度方向，所述第三线圈走线设在所述第一线圈走线的上部，且所述第三线圈走线和所述第一线圈走线电性连接。
8.如权利要求2、4、6任意一项所述的线圈装置，其特征在于，还包括第三线圈部，所述第三线圈部设于所述基板的第一表面，所述第三线圈部的线圈走线记为第三线圈走线，所述第三线圈走线的类别为金属片走线；
所述第三线圈走线和所述第一线圈走线交叉绕线；所述交叉绕线是指部分或全部所述第三线圈走线设于相邻的所述第一线圈走线之间。
9.一种线圈装置，其特征在于，包括：
基板；
设于所述基板上的第一线圈部，所述第一线圈部的线圈走线记为第一线圈走线；以及
设于所述基板上的第二线圈部，所述第二线圈部的线圈走线记为第二线圈走线；
其中，
所述第一线圈走线为导电图案，所述第二线圈走线为金属片走线；
所述第一线圈走线和所述第二线圈走线电性连接；
所述第一线圈部和所述第二线圈部设在所述基板的同一表面；
所述第二线圈走线和所述第一线圈走线交叉绕线；所述交叉绕线是指部分或全部所述第二线圈走线设于相邻的所述第一线圈走线之间。
10.如权利要求9所述的线圈装置，其特征在于，所述第一线圈部和所述第二线圈部设在所述基板的同一表面；
沿着所述的线圈装置的厚度方向，所述第二线圈走线设在所述第一线圈走线的上部。
11.一种线圈装置，其特征在于，包括：
基板；
设于所述基板上的第一线圈部，所述第一线圈部的线圈走线记为第一线圈走线；以及
设于所述基板上的第二线圈部，所述第二线圈部的线圈走线记为第二线圈走线；
其中，
所述第一线圈走线为漆包线，所述第二线圈走线为金属片走线；
所述第一线圈走线和所述第二线圈走线电性连接；所述第一线圈走线的内端和所述第二线圈走线的内端电性连接；
所述第一线圈走线的外端和设在所述基板上的第一外部引线端电性连接；
所述第二线圈走线的外端和设在所述基板上的第二外部引线端电性连接。
12.一种无线电力发送器，其特征在于，包括：
电力发送线圈部，用以无线发送电力；以及
供电部，向所述电力发送线圈部供电；
其中，
所述电力发送线圈部包括如权利要求1-11任意一项所述的线圈装置。
13.一种无线电力接收器，其特征在于，包括：
电力接收线圈部，用以接收所述无线电力；以及
电力转接部，向用电装置转换所述电力接收线圈部接收的无线电力；
其中，
所述电力接收线圈部包括如权利要求1-11任意一项所述的线圈装置。
14.一种近场通讯器，其特征在于，包括如权利要求1-11任意一项所述的线圈装置。
15.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求12所述的无线电力发送器，以具有无线电力发送功能；和/或
包括如权利要求13所述的无线电力接收器，以具有无线电力接收功能；和/或
包括如权利要求14所述的近场通讯器，以具有近场通讯功能。
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