CN109412279A - 具有气隙的屏蔽片及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了本发明提供的具有气隙的屏蔽片及其制造方法，包括磁性片，所述磁性片上设有气隙结构，所述气隙结构呈辐射状。借助呈辐射状的气隙结构使磁导率渐变，提高了屏蔽片的性能，可以同时实现良好的充电效率与更薄的厚度。
Description
技术领域
本发明涉及无线充电技术领域，尤其涉及具有气隙的屏蔽片及其制造方法。
背景技术
对于消费类电子产品而言，无线充电具有操作方便、通用性强等优势，因此，能够进行无线充电的电子产品很受消费者的欢迎。无线充电的主要原理有两类，一是磁感应式，二是磁共振式，其中，磁感应式是目前无线充电的主要方式。磁感应式无线充电的原理类似变压器，即含有两个线圈，发射端线圈将电能以110kHz～400kHz频率的电磁场发射出，接收端线圈通过电磁感应的方式，接收发射端的电磁场，然后将交流电变换成直流电为二次电池充电。
接收端线圈附近通常有电池等金属部件，通过电磁感应进行无线充电时，会在金属部件上形成涡流。为了屏蔽这些干扰，通常需要在接收端线圈的背面贴上一片屏蔽片。
授权公告号为CN104011814B的中国发明专利公开了一种磁场屏蔽片，该磁场屏蔽片通过非晶带材碎片化成数十微米到三毫米的细片，以降低涡流损耗，从而实现较高的无线充电效率。授权公告号为CN104900383B的中国发明专利公开了一种无线充电导磁片的制备方法，通过浸胶工艺实现非晶、纳米晶碎片单元间的绝缘，从而降低涡流损耗。授权公告号为CN103547135B的中国发明专利公开了一种具有弯曲性的陶瓷叠层片及其制造方法，即将镍锌、锰锌铁氧体进行碎片化处理，增加产品柔性。以上结构的屏蔽片，气隙(相邻两个非晶/纳米晶碎片单元之间的缝隙)在平面内均匀分布。根据退磁场理论，其磁导率在平面内也必然基本相同。然而，由于目前的无线充电线圈为螺旋状，其磁场在屏蔽片平面内并不均匀分布，而是呈现辐射状分布，具体表现为在线圈中心部位磁场较强，在线圈外围磁场较弱。将屏蔽片上的气隙设计为均匀性结构，并不能充分发挥出软磁材料的屏蔽作用，因此，为了保证屏蔽片的屏蔽片的屏蔽效果，现有的屏蔽片的厚度偏大。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种新型的具有气隙的屏蔽片及其制造方法，与现有的屏蔽片相比，该具有气隙的屏蔽片的性能更好。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：具有气隙的屏蔽片，包括磁性片，所述磁性片上设有气隙结构，所述气隙结构呈辐射状。
为了解决上述技术问题，本发明还采用以下技术方案：具有气隙的屏蔽片的制造方法，包括如下步骤，S1：提供半成品，所述半成品包括至少一个所述磁性片；S2：采用切割装置在所述半成品上切割呈辐射状的气隙结构。
本发明的有益效果在于：屏蔽片的磁导率渐变使屏蔽片的磁导率与充电线圈的磁场相匹配：磁场强的区域对应磁导率低的屏蔽片区域，从而提高了屏蔽片此区域软磁材料的抗饱和能力；磁场弱的区域对应磁导率高的屏蔽片区域，从而让屏蔽片此区域软磁材料具有良好的屏蔽效果，因此，该具有气隙的屏蔽片的性能较之现有的屏蔽片更好。
附图说明
图1为本发明实施例一的具有气隙的屏蔽片中的磁性片的结构示意图；
图2为本发明实施例一和实施例二的具有气隙的屏蔽片的结构示意图；
图3为现有技术中的屏蔽片的结构示意图；
图4为现有技术中的另一种屏蔽片的结构示意图。
标号说明：
1、磁性片；2、气隙结构；3、绝缘胶。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
本发明最关键的构思在于：通过设置辐射状结构的气隙，来实现屏蔽片在平面内磁导率渐变以匹配线圈磁场的大小，从而提高应用其的电子产品的无线充电性能。
请参照图1至图4，具有气隙的屏蔽片，包括磁性片1，所述磁性片1上设有气隙结构2，所述气隙结构2呈辐射状。
本发明的结构原理简述如下：线圈磁场中央区域磁力线密集，磁场强度大，而线圈磁场外围区域磁力线稀疏，磁场强度小；屏蔽片中央区域的软磁材料破碎程度高，此区域的磁性片1形成感应涡流的路径阻断严重，利于提高充电效率；屏蔽片外围区域的软磁材料破碎程度相对轻微，此区域的磁性片1完整度较高，利于保证屏蔽片的屏蔽效果。
从上述描述可知，本发明的有益效果在于：屏蔽片的磁导率渐变使屏蔽片的磁导率与充电线圈的磁场相匹配：磁场强的区域对应磁导率低的屏蔽片区域，从而提高了屏蔽片此区域软磁材料的抗饱和能力；磁场弱的区域对应磁导率高的屏蔽片区域，从而让屏蔽片此区域软磁材料具有良好的屏蔽效果，因此，该具有气隙的屏蔽片的性能较之现有的屏蔽片更好。
进一步的，所述气隙结构2的总长度是所述磁性片1的外周长的2-5000倍。
进一步的，所述磁性片1的数量为多个，多个所述磁性片1层叠在一起，相邻的两个所述磁性片1之间通过绝缘胶3连接。
进一步的，所述气隙结构2内填充有所述绝缘胶3。
由上述描述可知，气隙结构内填充绝缘胶利于保证相邻两个碎磁片之间的绝缘效果，进一步保证屏蔽片的屏蔽效能。
进一步的，所述气隙结构2将所述磁性片1分割成多个扇形块。
进一步的，任意两个所述扇形块的轮廓相同、面积相等。
由上述描述可知，上述结构不仅能够让屏蔽片加工更容易，还可能让屏蔽片的磁导率的渐变量是可控的，从而让不同屏蔽片的性能趋于一致，便于大规模批量生产。
具有气隙的屏蔽片的制造方法，包括如下步骤，S1：提供半成品，所述半成品包括至少一个所述磁性片1；S2：采用切割装置在所述半成品上切割呈辐射状的气隙结构2。
进一步的，步骤S1之前包括步骤S1’：先在磁性片1的侧面上涂覆绝缘胶3，然后将多个涂覆好绝缘胶3的所述磁性片1层叠、粘接在一起以得到所述半成品。
实施例一
请参照图1和图2，本发明的实施例一为：具有气隙的屏蔽片，包括磁性片1，所述磁性片1上设有气隙结构2，所述气隙结构2呈辐射状。单位面积对应的气隙结构2的总长度与充电线圈的磁场强度分布相适应，磁场强的区域，该区域对应的气隙结构2的总长度长；磁场弱的区域，该区域对应的气隙结构2的总长度短。根据退磁场理论，气隙结构2的总长度长的区域，磁导率低；气隙结构2的总长度短的区域，磁导率高。
本实施例中，气隙结构2包括多个切口，所述切口呈直线型，多个所述切口的一端的端点交汇于所述磁性片1的中心点。优选的，多个所述切口绕所述磁性片1的中心点均布设置，即沿着磁性片1的对称中心点，按照一定的角度等分线将磁性片1切割成多个扇形或相似形状，换句话说，所述气隙结构2将所述磁性片1分割成多个扇形块，优选内的，任意两个所述扇形块的轮廓相同、面积相等。
气隙结构2的总长度是所述磁性片1的外周长的2-5000倍，可选的，气隙结构2的总长度是所述磁性片1的外周长的5-50倍，本实施例中，气隙结构2的总长度是所述磁性片1的外周长的23倍。
可选的，所述磁性片1的数量为多个，多个所述磁性片1层叠在一起，相邻的两个所述磁性片1之间通过绝缘胶3连接。进一步的，所述气隙结构2内填充有所述绝缘胶3，在实际操作过程中，生产人员使用生产设备挤压屏蔽片半成品即可将磁性片1之间的绝缘胶3挤压进气隙结构2中。所述绝缘胶3可选凝结后形成树脂薄膜的胶体。
需要理解的是，屏蔽片为多层磁性片结构时，既可以选择先一个一个地在磁性片1上切割气隙结构2，然后将多个切割完成的所述磁性片1层叠胶粘在一起，也可以选择先将多个未切割气隙结构2的磁性片1层叠胶粘在一起后，再整体切割气隙结构2。
磁性片1的材质为非晶纳米晶合金、锰锌铁氧体和镍锌铁氧体中的至少一种。
实施例二
本发明的实施例二为：具有气隙的屏蔽片的制造方法，将合金成分为Fe73.5Cu1Nb3Si15.5B7(at.％)，60mm宽、20μm厚的纳米晶带材卷绕成内径为100mm、外径120mm的环状铁芯，放入热处理设备(如烤炉)并在氩气保护气氛下，于550℃条件下热处理1h。
将热处理好的纳米晶铁芯进行覆膜处理，即在磁性片1的一面粘贴一层5μm的绝缘胶3，然后将覆膜好的磁性片1叠层成三层纳米晶结构得到半成品。
采用切割装置在所述半成品上切割呈辐射状的气隙结构2，并模切加工半成品的轮廓，使半成品外周呈圆形，气隙结构2的总长度与外周长之比为23。所述切割装置可以是模切机。
详细的，切割气隙结构2的过程中，生产人员采用切割装置在所述磁性片1上切割出多个呈直线型的切口并使多个切口的一端的端点交汇于所述磁性片1的中心点以形成所述呈辐射状的气隙结构2。
为了直观地说明本发明提供的具有气隙的屏蔽片的优势，申请人制作了三组样本，并对三组样品进行了性能测试。
样品一：实施本实施例二所得的屏蔽片结构(如图2所示)；
样品二：按照专利授权公告号为CN104011814B中记载的碎片化处理方式对纳米晶进行处理，制得的三层纳米晶屏蔽片结构(如图3所示，其中标号1为磁性片，标号2为气隙结构；标号3为绝缘胶)；
样品三：按照专利授权公告号为CN104011814B中记载的碎片化处理方式对纳米晶进行处理，制得的四层纳米晶屏蔽片结构(如图4所示，其中标号1为磁性片，标号2为气隙结构；标号3为绝缘胶)。
采用Qi标准线圈A11、是德N6705B电源分析仪以及IDT的P9242\P9221进行无线充电(10W)效率测试。测试结果如表1所示。
表1不同气隙结构的屏蔽片效能测试结果对照表
| 样品编号 | 屏蔽片厚度(μm) | 线圈电感(μH) | 充电效率(％) |
| 样品一 | 80 | 8.98 | 82.5 |
| 样品二 | 80 | 8.80 | 81.3 |
| 样品三 | 105 | 8.85 | 82.2 |
从表1可以看出，样品一与样品二相比，相同屏蔽片厚度下，样品一的充电效率要比样品二的充电效率高1.2％；样品一与样品三相比，充电效率基本相同的情况下，样品一的厚度更薄；由此可知，本发明的具有气隙的屏蔽片屏蔽效能更好，厚度更薄，生产耗材更少，换句话说，本发明的具有气隙的屏蔽片性能更优。
综上所述，本发明提供的具有气隙的屏蔽片及其制造方法，借助呈辐射状的气隙结构使磁导率渐变，提高了屏蔽片的性能，可以同时实现良好的充电效率与更薄的厚度。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (8)
1.具有气隙的屏蔽片，包括磁性片，所述磁性片上设有气隙结构，其特征在于：所述气隙结构呈辐射状。
2.根据权利要求1所述的具有气隙的屏蔽片，其特征在于：所述气隙结构的总长度是所述磁性片的外周长的2-5000倍。
3.根据权利要求1所述的具有气隙的屏蔽片，其特征在于：所述磁性片的数量为多个，多个所述磁性片层叠在一起，相邻的两个所述磁性片之间通过绝缘胶连接。
4.根据权利要求3所述的具有气隙的屏蔽片，其特征在于：所述气隙结构内填充有所述绝缘胶。
5.根据权利要求1所述的具有气隙的屏蔽片，其特征在于：所述气隙结构将所述磁性片分割成多个扇形块。
6.根据权利要求5所述的具有气隙的屏蔽片，其特征在于：任意两个所述扇形块的轮廓相同、面积相等。
7.如权利要求1所述的具有气隙的屏蔽片的制造方法，其特征在于：包括如下步骤，S1：提供半成品，所述半成品包括至少一个所述磁性片；S2：采用切割装置在所述半成品上切割呈辐射状的气隙结构。
8.根据权利要求7所述的具有气隙的屏蔽片的制造方法，其特征在于：步骤S1之前包括步骤S1’：先在磁性片的侧面上涂覆绝缘胶，然后将多个涂覆好绝缘胶的所述磁性片层叠、粘接在一起以得到所述半成品。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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