CN113765231A - 可穿戴设备中的无线充电线圈 - Google Patents

Abstract

本公开涉及可穿戴设备中的无线充电线圈。提供了一种具有无线功率接收系统的可穿戴设备，该无线功率接收系统可以感应地接收或发射功率。无线功率接收系统包括接收器线圈，该接收器线圈的轮廓遵循可穿戴设备的底盖板的外形。无线充电设备的发射器线圈具有匹配由接收器线圈限定的轮廓的互补轮廓。在一个示例中，无线功率接收系统包括屏蔽件和附接到屏蔽件的接收器线圈。接收器线圈进一步包括由线圈本体的顶表面连接的内壁和外壁。内壁限定接收器线圈中的中心开口，其中，接收器线圈的形状为圆锥形。

Description

可穿戴设备中的无线充电线圈

技术领域

本公开涉及可穿戴设备中的无线充电线圈。

背景技术

诸如智能手表和智能眼镜之类的可穿戴设备可以提供与其它个人计算设备类似的许多功能。由于它们靠近穿戴者，所以一些可穿戴设备可以提供传统计算设备通常不提供的附加功能，诸如心率和体温监视器。一些可穿戴设备利用可再充电电池，可再充电电池可以通过将可穿戴设备电耦合到电源(诸如无线充电器)再充电。接收器线圈部件通常用在可穿戴设备中，以从无线充电器接收功率，而无需来自可穿戴设备的充电线。例如，一些可穿戴设备可以通过将可穿戴设备安置在无线充电器的充电表面上再充电。设置在充电表面下方的发射器线圈可以产生时变磁场，该时变磁场在可穿戴设备中的接收器线圈部件中的对应接收器线圈中感应出电流/电压。因而，维持来自可穿戴设备的接收线圈与来自无线充电器的发射器线圈的紧密靠近通常提高充电效率。

然而，由于可穿戴设备的尺寸限制，所以在一些情况下，需要将可穿戴设备放置在距离无线充电器的充电表面相对有限的区域中，以实现高效的功率接收。可穿戴设备在无线充电器上的不准确放置或错位，往往导致充电效率低下或充电浪费。此外，接收器线圈以及大量电子组件需要被定位在紧凑的外壳中。在其中接收器线圈在距离外壳底表面相对较远的位置处实现的示例中，从接收器线圈到无线充电器的发射器线圈的相对长的距离和/或较大的间隙也导致低充电效率。

发明内容

本公开提供了一种具有无线功率接收系统的可穿戴设备，该无线功率接收系统可以从无线充电设备感应地接收或发射功率，诸如经由磁场接收或发射电磁能。在一个示例中，无线功率接收系统包括屏蔽件和附接到屏蔽件的接收器线圈。接收器线圈进一步包括由线圈本体的顶表面连接的内壁和外壁。内壁限定接收器线圈中的中心开口，其中，接收器线圈的形状为圆锥形。

在一些示例中，在屏蔽件与接收器线圈之间设有粘合剂层。屏蔽件具有不接触接收器线圈的底暴露表面。接收器线圈具有连接到环形部分的侧边直线部分。接收器线圈包括若干电导体绕组。

在一些示例中，无线功率接收系统包括离型膜和设置在离型膜与屏蔽件之间的粘合剂层。屏蔽件具有连接到环形部分的侧边直线部分。屏蔽件包括切口部分。在一个示例中，切口部分形成在侧边直线部分中。在另一示例中，切口部分形成在屏蔽件的内壁处。

本公开的另一方面包括一种无线功率传输系统。无线功率传输系统包括无线功率接收系统和无线充电设备。无线充电设备包括具有圆锥形状的发射器线圈，以及充电底座。充电底座具有形成在其中的通道，该通道被构造成接纳发射器线圈。通道具有被构造成与发射器线圈的圆锥形状匹配的成斜面表面。

在一些示例中，无线功率接收系统被设置在可穿戴设备中。接收器线圈被设置在无线功率接收系统中。接收器线圈的轮廓遵循可穿戴设备的底盖板的内表面的轮廓。在一个示例中，接收器线圈具有圆锥形状。

在一些示例中，充电底座包括内凸缘、外凸缘以及连接在内凸缘和外凸缘之间的支撑底部，其中，通道被限定在支撑底部上在内凸缘和外凸缘之间。外凸缘的高度大于内凸缘的高度。发射器线圈具有若干电导体绕组。

本公开的另一方面包括一种无线充电设备，该无线充电设备包括具有圆锥形状的发射器线圈，以及充电底座。充电底座具有形成在其中的通道，该通道被构造成接纳发射器线圈。通道具有被构造成与发射器线圈的圆锥形状匹配的成斜面表面。

在一些示例中，充电底座包括内凸缘、外凸缘以及连接在内凸缘和外凸缘之间的支撑底部。通道被限定在支撑底部上在内凸缘和外凸缘之间。发射器线圈能够从充电底座移除。

附图说明

图1示出了根据本公开的多个方面的具有无线功率接收系统和无线充电设备的示例智能手表。

图2示出了根据本公开的多个方面的示例智能手表的示例功能框图。

图3示出了根据本公开的多个方面的无线功率接收系统和无线充电设备的截面图。

图4示出了根据本公开的多个方面的示例智能手表的侧视图。

图5示出了根据本公开的多个方面的示例智能手表的截面图。

图6A至图6B示出了根据本公开的多个方面的接收器线圈的不同示例的顶视图。

图7A至图7D示出了根据本公开的多个方面的无线功率接收系统的不同示例的截面图。

图8A至图8C示出了根据本公开的多个方面的无线功率接收系统中的屏蔽件的不同示例的顶视图。

图9A至图9E示出了根据本公开的多个方面的无线功率接收系统中的屏蔽件的不同示例的顶视图。

图10示出了根据本公开的多个方面的无线功率接收系统的示例的分解图。

图11示出了根据本公开的多个方面的无线功率接收系统的另一示例的分解图。

图12示出了根据本公开的多个方面的带有可穿戴设备的底盖板的无线功率接收系统的又另一示例的分解图。

图13A至图13C示出了根据本公开的多个方面的无线充电设备的透视图和侧视图。

具体实施方式

本公开提供了一种具有无线功率接收系统的可穿戴设备，该无线功率接收系统可以从无线充电设备感应地接收或发射功率，诸如经由磁场接收或发射电磁能。无线功率接收系统和无线充电设备在此统称为无线功率传输系统。在一个示例中，无线功率接收系统包括接收器线圈，该接收器线圈的轮廓遵循可穿戴设备的底盖板的外形。例如，接收器线圈可以具有固化的、成角度、成斜面或圆锥形轮廓，该轮廓可以配合可穿戴设备的底盖板的内表面的外形。因而，接收器线圈与可穿戴设备的底盖板之间的间隙被最小化，使得从接收器线圈到无线充电设备的发射器线圈的距离也可以减小，以提高充电耦合系数和充电效率。

图1示出了示例可穿戴设备。在本示例中，可穿戴设备是智能手表100。然而，应理解，可穿戴设备可以是各种可穿戴设备中的任何一种，诸如吊坠、头戴式显示器，诸如智能眼镜、智能头盔、耳塞或各种其它设备中的任何一种。

智能手表100包括手表本体145。虽然在所示示例中，手表本体145的形状为圆形，但手表本体145可以是任何形状，诸如矩形、正方形、椭圆形、多边形、任意形状等。手表本体145具有外壳141，该外壳141可由各种材料制成，诸如金属、塑料、玻璃、陶瓷、或这些或其它材料的任何组合。手表本体145可以包含无线功率接收系统125，该无线功率接收系统125包括被配置成以无线方式接收功率的接收器线圈170。下面将参考图7A至图7C描述无线接收系统125的结构和元件的细节。多个电子和/或机械组件也可以被包括在手表本体145中。电子和/或机械组件可以包括用户输入，诸如麦克风、相机、触摸屏；输出设备，诸如显示器、扬声器、触觉反馈器；一个或多个处理器、存储器、一个或多个传感器、时钟等。

来自无线功率接收系统125的接收器线圈170可以无线地接收和/或发射功率。例如，接收器线圈170可以被配置成从无线充电设备120中的发射器线圈115感应地接收功率。无线充电设备120可以包括电源线181，该电源线181可以连接到电源，诸如电源插座，以向无线充电设备120提供功率信号，诸如AC或DC功率信号。接收器线圈170可以进一步被配置成向手表本体145内部的组件供电，包括一个或多个蓄能器，诸如可再充电电池。例如，可以在接收器线圈170和手表本体145内部的组件之间提供电连接。接收器线圈170还可以被配置成向智能手表100的其它组件感应地供电，诸如智能手表100的附件中或附件上的组件。

智能手表100可以包括一个或多个附件，诸如表带130。在可穿戴设备100是不同设备的其它示例中，设备的本体可以具有不同类型的附件。例如，吊坠可以包括诸如项链之类的附件。表带130可由各种材料制成，诸如金属、橡胶、尼龙、棉、塑料、玻璃、陶瓷、或这些或其它材料的任何组合。表带130可以适于佩戴在人的手腕上。例如，表带130包括带子140。带子140可以被调节以提供围绕穿戴者手腕的牢固且舒适的配合。在其它示例中，表带可以是手镯，诸如用于更宽松配合，或其它类型的附接机构。

表带130可以进一步包括容座150，其适于将智能手表100的手表本体145固定到表带130。例如，为了容纳手表本体145，容座150可以具有与手表本体145类似的形状。此外，容座150可以包括诸如沟槽、钩、锁、螺钉、销、磁体等特征，这些特征可以与手表本体145的特征互锁以确保牢固附接。尽管在该示例中示出了容座150，但在其它示例中，表带130可以包括将表带130直接固定到手表本体145的其它机械特征，诸如销、螺钉、钩、锁等。

在一些示例中，表带130可以被配置成包含电子和/或机械组件。例如，电子组件160被示出位于带子140内部。可替选地或另外地，这些电子组件可以位于容座150内部。电子组件160可以包括无线通信系统，该无线通信系统用于从手表本体145中的组件传输数据和/或接收数据，和/或从其它设备传输数据和/或接收数据。电子组件160可以进一步包括识别和/或认证设备，诸如射频识别(RFID)设备，其可以链接到用户简档或账户。例如，用户简档或账户可以包括诸如用户偏好和其它用户数据之类的信息。在一些示例中，电子组件160还可以通过电连接180从接收器线圈170接收功率。在一些示例中，为了避免使表带130对于穿戴者而言体积大或笨重，电子组件160可以被放置在手表本体145中而不是表带130中。

无线充电能力可以提高智能手表100的防水或耐水特征。例如，由于手表本体145可以包括无线充电和/或通信能力，所以在手表本体145中和/或在表带130中可能不需要诸如电线或触针之类的电连接。因此，手表本体145的电子组件和接收器线圈170可能不会通过暴露的电线或触针而暴露于污染物，诸如污垢或水，因而延长智能手表100的使用寿命并提高无线充电效率。

图2示出了根据本公开的多个方面的包括无线功率接收系统125的智能手表100中的手表本体145的示例的框图。不应将其视为限制本公开的范围或本文所述的特征的有用性。在所示示例中，手表本体145可以包含一个或多个处理器112、存储器114以及通常存在于通用计算设备中的其它组件。

存储器114可以存储能够由该一个或多个处理器112访问的信息，包括能够由该一个或多个处理器112执行的指令116。存储器114还可以包括可由处理器112检索、操纵或存储的数据118。

进一步如图2中所示，手表本体145可以包括一个或多个用户输入，诸如用户输入111。例如，用户输入可以包括机械致动器、软致动器、外围设备、传感器和/或其它组件。用户可能能够使用用户输入111与智能手表100交互，诸如打开网页或电子邮件、编写消息、控制显示或音频功能、控制传感器以监视心率或体温、通过GPS定位等。

手表本体145可以包括一个或多个输出设备，诸如输出设备113。例如，输出设备可以包括一个或多个扬声器、换能器或其它音频输出、用户显示器、触觉界面或向用户提供非视觉和非听觉信息的其它触感反馈。例如，输出设备113中的显示器可以向用户显示视觉信息，诸如文本、图形、视频等。作为另一示例，输出设备113中的扬声器可以用于播放音乐、发出用于导航或其它指导、用于多媒体文件、用于语音呼叫、用于翻译话音等的音频。此外，输出设备113中的触觉或触感反馈可以用于生成非视觉和非听觉警报，诸如通过振动。

手表本体145可以包括一个或多个传感器，诸如传感器115。例如，传感器可以包括视觉传感器、音频传感器、触摸传感器等。传感器还可以包括运动传感器，诸如惯性测量单元(“IMU”)。根据一些示例，IMU可以包括加速度计，诸如3轴加速度计，以及陀螺仪，诸如3轴陀螺仪。传感器可以进一步包括气压计、振动传感器、热传感器、射频(RF)传感器、磁力计、气压传感器、心率传感器、体温传感器。也可以采用附加的或不同的传感器。在一些示例中，传感器135可以包括用于检测电池状态、无线充电设备的存在或各种其它条件中的任何条件的传感器。

手表本体145可以包括充电和通信系统117。充电和通信系统117可以实现与其它设备的功率和信息的交换。充电和通信系统117可以包括无线功率接收系统，诸如图1中描绘的无线功率接收系统125。功率管理电路199被配置成调制功率信号以发射数据或功率。接收器线圈170被包括在配置成接收功率的无线功率接收系统125中。充电和通信系统117可以由处理器112控制。在其它示例中，充电和通信系统117可以可替选地包括被配置成根据蓝牙标准或其它合适的标准等发射和/或接收数据的功率管理电路199。

充电和通信系统117可以实现无线网络连接、无线ad hoc连接和/或有线连接。通信系统可以被配置成支持经由蜂窝、LTE、4G、5G、WiFi、GPS和其它联网架构的通信。充电和通信系统117可以被配置成支持

蓝牙LE、近场通信(NFC)标准、Qi标准和非联网无线布置。充电和通信系统117可以支持有线连接，诸如USB、micro USB、USB C型或其它连接器，例如以从膝上型电脑、平板电脑、智能手机或其它设备接收数据和/或功率。

充电和通信系统117可以各自包括一个或多个蓄能器，诸如被配置成接收和储存从无线功率接收系统125生成的功率的蓄能器119。在一个示例中，蓄能器119可以是图5的电池520。

虽然未示出，但是手表本体145还可以包括其它附加组件。例如，手表本体145可以包括位置确定模块，其可以包括GPS芯片组或其它定位系统组件。来自传感器的信息和/或从远程设备(诸如无线基站或无线接入点)接收或确定的数据的信息可以被位置确定模块用来计算或以其它方式估计手表本体145和/或表带130的物理位置。作为另一示例，手表本体145可以包括一个或多个内部时钟。这些内部时钟可以提供计时信息，计时信息可以用于由计算设备运行的应用和其它程序的时间测量，以及计算设备、传感器、输入/输出、GPS、通信系统等的基本操作。

应注意，虽然图2中示出的组件被包括在手表本体145中，但应注意，图2的一个或多个组件也可以在智能手表100的其它位置实现或配置，诸如表带130。

图3描绘了包括无线功率接收系统125和无线充电设备120的无线功率传输系统300的截面图。无线功率接收系统125可以以最小间隙且彼此间具有良好对准的方式定位和/或安置在无线充电设备120上以提高充电效率。为了便于说明和解释，本示例中省略了智能手表100的底盖板。无线功率接收系统125的接收器线圈170的轮廓被构造成与设置在充电底座中的发射器线圈115的轮廓基本匹配。发射器线圈115和接收器线圈170均可以具有互补的圆锥形状。接收器线圈170的圆锥形状(例如该圆锥形状包括各自具有成斜面表面614、610的内壁612和外壁679)提供了与发射器线圈115的良好匹配表面。

图4描绘了具有无线功率接收系统的智能手表100的外部的侧视图。为了便于说明，为清楚起见而省略了表带130或其它连接机构。如图4中所示，智能手表100包括具有顶盖板410、外壳420和底盖板430的手表本体145。顶盖板410可以实现与显示器的查看和交互。例如，显示器可以是屏幕或触摸屏，而盖板可以是玻璃或其它合适的材料。顶盖板410具有第一表面435和与第一表面435相对的第二表面437。外壳420具有沿着顶盖板410的第二表面437附接到顶盖板410的第一侧421，从而为智能手表100的各种电子和/或机械组件提供保护。例如，如图5的截面图所示，外壳420内部的各种电子和/或机械组件可以包括无线功率接收系统125。外壳420可以由多种介电材料中的任何介电材料制成。例如，介电材料可以是玻璃(诸如康宁、NEG)或陶瓷材料(诸如氧化锆或氧化铝)。根据一个示例，为了机械强度和耐用性，外壳420可以具有0.5mm至1mm范围内的厚度。

底盖板430附接到外壳420的第二表面422。在一个示例中，底盖板430可移除地附接到外壳420。底盖板430可以由非金属材料制成，诸如陶瓷、玻璃、塑料或它们的组合，以在智能手表100的各种电子组件和穿戴者的皮肤之间提供进一步的绝缘。因此，底盖板430可以减少身体影响，诸如由于穿戴者的皮肤造成的无线功率接收系统125的失谐、衰减和阴影效应。可替选地，底盖板430可以由金属材料制成。

如图5的截面图中所示，外壳420以及底盖板430限定允许将多个电子组件设置在其中的内部容积502。在一个示例中，印刷电路板(PCB)550被设置在内部容积502中。触觉马达521、电池520或其它电子组件，诸如扬声器、麦克风或传感器也可以设置在第一表面547上或紧邻印刷电路板550。一个或多个磁体530可以设置在印刷电路板(PCB)550的第二表面531上，或内部容积502中的其它合适位置上。磁体530被配置成在智能手表100和无线充电设备120之间施加对准磁力。在其上设置有心率传感器507的传感器板504设置在磁体530上。无线功率接收系统125设置在传感器板504上。无线功率接收系统125和传感器板504两者都可以是环形构造，以增强无线功率接收系统125到传感器板504的堆叠。

在一个示例中，无线功率接收系统125包括设置在屏蔽件505上的接收器线圈170。可以在接收器线圈170和屏蔽件505之间使用粘合剂材料540以增强它们之间的粘合。下面将参考图7A至图7C描述无线功率接收系统125的细节。在一个示例中，屏蔽件505可以由可以修改或重定向施加到接收器线圈170的电磁能的传输的材料制成。因而，接收器线圈170可以接收更多或大部分的电磁能以提高充电效率。屏蔽件505可以另外或可替选地被配置成屏蔽被设置在智能手表100中的电子组件(诸如电池520、触觉马达521等)免受电磁能的影响，以防止电子组件在充电时受损。屏蔽件505可以防止指向智能手表100的电磁能加热或以其它方式影响电子组件并且在远离电子组件的方向上重定向电磁能。

在一个示例中，屏蔽件505可以帮助将磁场重定向到接收器线圈170以提高无线功率传输的效率，并减轻杂散场传播对电子设备内的其它电气组件的干扰。在一个示例中，屏蔽件505可以由掺杂介电材料、具有相对高磁导率的金属和/或磁性材料、或者可以高效地屏蔽、改变或影响电磁能的传输路径的其它合适的复合材料制成。可用于制造屏蔽件505的合适材料包括磁性材料的纳米晶、多晶或非晶材料，诸如铁、硅酸铁、铁-钴、锰-锌、镍或镍-锌，或掺杂材料，包括塑料、玻璃或其它复合材料。在一个示例中，掺杂剂可以是金属材料。

在一个示例中，屏蔽件505的尺寸/宽度略大于接收器线圈170的尺寸/宽度，因而限定了底暴露表面599，该底暴露表面599不与接收器线圈170和/或粘合剂层540直接接触。稍大尺寸的屏蔽件505基本上覆盖接收器线圈170的整体结构，以将充电期间生成的磁场重定向到接收器线圈170并且还防止磁场损坏附近的电子组件。在一个示例中，屏蔽件505覆盖接收器线圈170和/或粘合剂层540的整个顶表面。接收器线圈170的结构被配置成在屏蔽件505下方被屏蔽。

图6A至图6B示出了具有不同轮廓的接收器线圈170、650的顶视图。在图6A中所示的示例中，接收器线圈170可以是环形形状652。在一个示例中，接收器线圈170可以被配置为具有限定在线圈本体660中的中心开口658的环。线圈本体660的本体宽度669在大约3.5mm至大约4.0mm之间，诸如在大约3.7mm至大约3.9mm之间。线圈本体660具有通过线圈本体660的顶表面666和底表面668(如图7A中所示)连接的内壁662和外壁664。线圈本体660的内壁662限定中心开口658的内径670。开口658的内径670被构造成在预定尺寸范围内，以容纳心率传感器505或其它传感器放置在其中(如图5中所示)。在一个示例中，内径670可以在大约15mm至大约16mm之间的范围内，诸如在大约15.4mm至大约15.6mm之间。

在图6B中所示的示例中，接收器线圈650也可以是线圈本体676的类环形结构，其具有基本环形部分656和直线侧边部分654。直线侧边部分654限定线圈本体676的矩形部分，该矩形部分与线圈本体676的环形部分656连接。直线侧边部分654的长度655可以在任何合适的范围内，其可以有助于在无线功率接收系统125中实现具有屏蔽件505的接收器线圈650。直线侧边部分654和环形部分656组合形成接收器线圈650的整体和/或一体件。直线侧边部分654具有与环形部分656的宽度680基本相似或相同的宽度681。

类似地，接收器线圈650具有由侧边部分654的内壁683和环形部分656限定的中心开口674。中心开口674限定环形部分656中的内径672，其可以容纳心率传感器505或其它传感器放置在其中(如图5中所示)。

图7A至图7C示出了具有接收器线圈170的不同轮廓构造的无线功率接收系统125的截面图。在一个示例中，接收器线圈170是电导体(诸如铜)的若干绕组。在另一示例中，单个绕组可以由若干个独立的线股组成。在一些示例中，绕组可以被设置成具有一个或多个绕组层的基本环形形状。如上所述，绕组可以被设置成环形构造，如图6A中描绘的示例。可替选地，类似于图6B中的示例，从顶视图上看，可以提供具有基本上呈环形形状的第一部分和基本上呈矩形形状的第二部分的绕组。

在一些示例中，顶表面666可以通过粘合剂层540附接到屏蔽件505，而底表面668和/或侧表面遵循底盖板430的轮廓和/或外形。因而，接收器线圈170可以具有不同的截面轮廓，诸如底表面或侧表面的不同轮廓，如图7A至图7C中所示。不同的轮廓可以适应来自手表本体145的底盖板430的内表面的不同轮廓。例如，在图7A中描绘的示例中，接收器线圈170可以具有弯曲的底侧壁602，该弯曲的底侧壁基本上遵循底盖板430的外形。紧密遵循外形可以使智能手表100的线圈本体660和底盖板430之间的间隙最小化(如果存在的话)。通过使线圈本体660和底盖板430之间的间隙最小化，也可以减小从接收器线圈170到无线充电设备120的发射器线圈115的距离，由此提高充电效率。

在图7A中描绘的示例中，当底盖板430的内表面也弯曲时，线圈本体660的内壁662可以基本上是竖直笔直的，而外壁664可以具有基本上弯曲的底侧壁602。

在图7B中描绘的示例中，与图7A中描绘的示例类似，线圈本体660的内壁662可以是竖直笔直的，而线圈本体660的外壁606可以具有成斜面或成角度表面677。倾斜的程度可以由底盖板430的内表面的轮廓确定。因而，线圈本体660的成斜面或成角度表面677，诸如限定线圈本体660的绕组层，与底盖板430的相应内表面形成轮廓。

在图7C中描绘的示例中，与图7A和图7B的示例中的竖直笔直内壁不同，线圈本体660的内壁612可以具有成角度表面或成斜面表面614，其可以平行或不平行于线圈本体660的外壁679的成斜面或成角度表面610。在其中外壁679的成斜面或成角度表面610与内壁612的成斜面或成角度表面614平行的示例中，线圈本体660可以被基本上构造成圆锥形状。

在图7D中描绘的示例中，接收器线圈170具有由底表面706连接的内壁702和外壁704。接收器线圈170的形状基本为圆锥形。底表面706可以相对于水平面708倾斜或成斜面。底表面706的倾斜或成斜面构造可以帮助将底表面706配合到可穿戴设备100的底盖板430的内表面的轮廓，其中在底表面706与可穿戴设备100的底盖板430的内表面的外形之间存在最小间隙。

在一些示例中，顶表面666和底表面668可以被类似地构造成内壁和外壁，使得顶表面666和底表面668也可以是弯曲、倾斜或成角度的，诸如三维几何构造。

应注意，接收器线圈170的内壁662、612没有横向延伸超过屏蔽件505的内壁672。例如，内壁662从屏蔽件505的内壁672竖直向内，因而限定不与接收器线圈170接触的底暴露表面599。相对较大的尺寸/宽度的屏蔽件505基本上覆盖接收器线圈170的整体结构以提高充电效率。

图8A至图8C描绘了可用在无线功率接收系统125中的屏蔽件802、804、806的不同示例。与上述屏蔽件504类似，屏蔽件802、804、806的形状可以基本为环形。在一个示例中，屏蔽件802、804、806基本为具有限定在屏蔽本体中的中心开口的环形状。

在图8A至图8C中描绘的示例中，在屏蔽件802、804、806中形成切口部分，诸如狭槽，以促进将屏蔽件802、804、806实现并附接到接收器线圈170。屏蔽件802、804、806的切口部分850、860、872a、872b可以通过粘合剂层540更好地配合到接收器线圈170的顶表面666。例如，屏蔽件802、804、806的切口部分850、860、872a、872b可以在接收器线圈170的顶表面666具有三维几何形状，诸如成角度、倾斜或成斜面表面时，向接收器线圈170的顶表面666和/或向粘合剂层540提供良好的配合表面。因而，可以减少或消除屏蔽件802、804、806与接收器线圈170之间的界面处的不平整或褶皱。紧密配合的界面还可以使屏蔽件802、804、806和接收器线圈170的下侧之间的间隙最小化。此外，屏蔽件802、804、806的切口部分850、860、872a、872b也可以有助于减轻在它们之间形成的弹性应力。

在图8A中描绘的示例中，具有基本笔直侧壁852的切口部分850可以形成在屏蔽件802的屏蔽本体854中。在图8B中描绘的示例中，具有基本倾斜或成斜面侧壁862的切口部分860可以形成在屏蔽件804的屏蔽本体864中。在图8C中描绘的示例中，一个或多个切口部分872a、872b可以形成在限定屏蔽件806中的中心开口876的内壁874中。虽然四个切口部分872a、872b形成在屏蔽件806的中心开口876中，但是应注意，形成在其中的切口部分可以视需要具有任何数量。

图9A至图9E描绘了可以用在无线功率接收系统125中的屏蔽件902、904、906的不同示例。与上述屏蔽件802、804、806类似，屏蔽件902、904、906、908、910可以具有基本环形形状的环形部分954、964、974、984、994，这些环形部分连接到基本矩形形状的直线侧边部分958、968、978、988、998，与上述图6B的接收线圈650的构造和/或轮廓类似。

在图9A中描绘的示例中，具有竖直侧壁952的切口部分950(诸如狭槽)形成在屏蔽件902的直线侧边部分958中。虽然切口部分950形成于直线侧边部分958中，但应注意，切口部分可以形成在包括环形部分954在内的屏蔽件902中的任何合适的位置。

在图9B中描绘的示例中，具有倾斜、成角度或成斜面侧壁962的切口部分960(诸如狭槽)形成在屏蔽件904的直线侧边部分968中。尽管切口部分960形成在直线侧边部分968中，但是应注意，切口部分可以形成在包括环形部分964在内的屏蔽件904中的任何合适的位置。

在图9C中描绘的示例中，一个或多个切口部分972a、972b可以形成在限定屏蔽件906中的中心开口976的内壁975中，处于环形部分974或侧边直线部分978或两者中。虽然在屏蔽件906的中心开口976中形成了四个切口部分972a、972b，但是应注意，其中形成的切口部分可以视需要具有任何数量。

在图9D中描绘的示例中，切口部分980形成在环形部分984中靠近直线侧边部分988的位置。

在图9E中描绘的示例中，除了形成在环形部分994中靠近直线侧边部分988的切口部分990之外，附加的切口部分992，诸如弧形结构，可以形成在屏蔽件910的环形部分984中。附加的切口部分992可以暴露于被设置在其下方的接收器线圈170的一部分。

应注意，切口部分950、960、972a、972b、980、990可以容纳导线穿过其中。

图10描绘了包括屏蔽件505、粘合剂层540和接收器线圈170的无线功率接收系统125的分解图。虽然图10中描绘的示例包括每个都具有连接到侧边直线部分的环形部分的屏蔽件505、粘合剂层540和接收器线圈170，但是应注意，屏蔽件505、粘合剂层540和接收器线圈170可以是环形形状的，如上文参考图6A和图8A至图8C所述的。在制造期间，屏蔽件505通过粘合剂层540与接收器线圈170对齐并附接。如上所述，粘合剂层540可以是热激活材料。因而，在施加热能时，粘合剂层540可以软化并发粘，以增强接收器线圈170与屏蔽件505之间的附接和粘合。

图11描绘了可以用在智能手表100中的无线功率接收系统1100的另一示例的分解图。除了屏蔽件505，粘合剂层540和接收器线圈170之外，离型膜1104和附加粘合剂层1102可以形成在屏蔽件505上。类似于粘合剂层540，附加粘合剂层1102可以被热激活以促进屏蔽件505到离型膜1104的附接。离型膜1104也可以是在组装时可以剥离的膜层，以允许附加粘合剂层1102将屏蔽件505、粘合剂层540和接收器线圈170粘附到指定结构，诸如图5中描绘的传感器板504。

图12描绘了可以用在智能手表100中的无线功率接收系统1200的又另一示例的分解图。除了屏蔽件505、粘合剂层540和接收器层170之外，类似于粘合剂层540的底粘合剂层1202在接收器线圈170的底表面上形成。与粘合剂层540类似，底粘合剂层1202可以被热激活以促进接收器线圈170到智能手表100的底盖板430的附接。

图13A至图13B描绘了其中放置或未放置发射器线圈115的无线充电设备120的透视图。在图13A中描绘的示例中，发射器线圈115的尺寸被设计成定位在无线充电设备120中的充电底座1350中限定的通道1306(如图13B中所示)中。发射器线圈115能够从充电底座1350移除。类似于上述接收器线圈170，发射器线圈115可以包括若干电导体(诸如铜)的绕组。在一些示例中，单个绕组可以由若干独立的线股组成。绕组可以被设置成具有一个或多个绕组层的基本环形形状。绕组层限定了发射器线圈115的线圈本体。

充电底座1350可以具有环形本体1355，该环形本体1355具有在其中限定的中心开口1308。环形本体1355包括通过支撑底部1357连接的外凸缘1302和内凸缘1304。外凸缘1302、内凸缘1304和支撑底部1357组合以在其中限定通道1306，该通道1306允许在其中设置发射器线圈115。狭槽1320可以形成在外凸缘1302上，以促进将发射器线圈115移除或放置到通道1306中。

图13C描绘了沿着如在图13A中描绘的切割线A-A截取的无线充电设备120的截面图。在一个示例中，在内凸缘1304和外凸缘1302之间限定的通道1306可以具有成斜面表面1312，诸如倾斜表面或成角度表面，或其它表面构造，以接收被构造成与接收器线圈170的形状或者与智能手表100的底盖板430的轮廓匹配的发射器线圈115。换句话说，发射器线圈115可以被配置成具有与接收器线圈170的形状或底盖板430的轮廓互补的形状，以提高在其间的充电效率。在图13C中描绘的示例中，成斜面表面1312相对于水平面1311可以具有角度β，该角度β在大约5度至大约15度之间的范围内，诸如在大约9度至大约11度之间的范围内。在一个示例中，发射器线圈115可以是圆锥形状，类似于图7C的接收器线圈170的圆锥形状，以配合从接收器线圈170限定的轮廓。在一个示例中，通道1306的成斜面表面1312被构造成与发射器线圈115的圆锥形状匹配。

此外，外凸缘1302和内凸缘1304的高度之间的高度差1322也被限定为促进成斜面表面1312的形成。在一个示例中，高度差1322在大约0.5mm至大约0.9mm之间的范围内，诸如在大约0.60mm至大约0.62mm之间，其中外凸缘1302的高度大于内凸缘1304的高度。应注意，充电底座1350的结构可以是提供表面轮廓的任何构造，该表面轮廓提供与发射器线圈115的良好轮廓配合，使得发射器线圈115也可以遵循和/或配合底盖板430和/或接收器线圈170的轮廓，以使发射器线圈115和接收器线圈170之间的间隙最小化。

在一个示例中，发射器线圈115可以耦合到充电底座1350中的处理器1351以控制发射器线圈115。例如，处理器1352可以控制并向发射器线圈115提供AC功率信号或DC功率信号，以通过发射器线圈115在接收器线圈170内感应出特定电压/电流。在一些示例中，处理器1351可以改变功率信号的工作频率。

本公开提供了一种具有无线功率接收系统和无线充电设备的无线功率传输系统。来自无线功率接收系统的接收器线圈具有遵循可穿戴设备的底盖板的外形的轮廓，而来自无线充电设备的发射器线圈115具有与由接收器线圈限定的轮廓匹配的互补轮廓。因而，接收器线圈与可穿戴设备的底盖板之间的间隙被最小化，使得从接收器线圈到无线充电设备的发射器线圈的距离也可以减小，以提高充电耦合系数和充电效率。

除非另有说明，否则上述可替选示例不是相互排斥的，而是可以以各种组合实施以实现独特优点。由于可以在不脱离由权利要求限定的主题的情况下利用上文讨论的特征的这些和其它变化和组合，因此实施例的前述说明应通过说明的方式而不是通过权利要求限定的主题的限制来理解。另外，提供本文描述的实施例以及表述为“例如”、“包括”等的条款不应被解释为将权利要求的主题限制于具体实施例；相反，这些示例仅旨在说明许多可能实施例中的一个。此外，不同附图中的相同附图标记可以标识相同或相似的元件。

Claims (20)

1.一种无线功率接收系统，包括

屏蔽件；和

接收器线圈，所述接收器线圈附接到所述屏蔽件，其中，所述接收器线圈进一步包括：

内壁和外壁，所述内壁和所述外壁由线圈本体的顶表面连接，其中，所述内壁限定所述接收器线圈中的中心开口，其中，所述接收器线圈的形状为圆锥形。

2.根据权利要求1所述的无线功率接收系统，进一步包括：

粘合剂层，所述粘合剂层被设置在所述屏蔽件与所述接收器线圈之间。

3.根据权利要求1所述的无线功率接收系统，其中，所述屏蔽件具有不接触所述接收器线圈的底暴露表面。

4.根据权利要求1所述的无线功率接收系统，其中，所述接收器线圈具有连接到环形部分的侧边直线部分。

5.根据权利要求1所述的无线功率接收系统，其中，所述接收器线圈包括若干电导体绕组。

6.根据权利要求1所述的无线功率接收系统，进一步包括：

离型膜；和

粘合剂层，所述粘合剂层被设置在所述离型膜与所述屏蔽件之间。

7.根据权利要求1所述的无线功率接收系统，其中，所述屏蔽件具有连接到环形部分的侧边直线部分。

8.根据权利要求1所述的无线功率接收系统，其中，所述屏蔽件包括切口部分。

9.根据权利要求8所述的无线功率接收系统，其中，所述切口部分形成在侧边直线部分中。

10.根据权利要求8所述的无线功率接收系统，其中，所述切口部分形成在所述屏蔽件的内壁处。

11.一种无线功率传输系统，包括：

无线功率接收系统；和

无线充电设备，其中，所述无线充电设备包括：

发射器线圈，所述发射器线圈具有圆锥形状；和

充电底座，其中，所述充电底座具有形成在其中的通道，所述通道被构造成接收所述发射器线圈，其中，所述通道具有被构造成与所述发射器线圈的所述圆锥形状匹配的成斜面表面。

12.根据权利要求11所述的无线功率传输系统，其中，所述无线功率接收系统被设置在可穿戴设备中。

13.根据权利要求12所述的无线功率传输系统，进一步包括：

接收器线圈，所述接收器线圈被设置在所述无线功率接收系统中，其中，所述接收器线圈的轮廓遵循所述可穿戴设备的底盖板的内表面的轮廓。

14.根据权利要求13所述的无线功率传输系统，其中，所述接收器线圈具有圆锥形状。

15.根据权利要求11所述的无线功率传输系统，其中，所述充电底座包括：

内凸缘；

外凸缘；以及

支撑底部，所述支撑底部被连接在所述内凸缘和所述外凸缘之间，其中，所述通道被限定在所述内凸缘和所述外凸缘之间的所述支撑底部上。

16.根据权利要求15所述的无线功率传输系统，其中，所述外凸缘的高度大于所述内凸缘的高度。

17.根据权利要求11所述的无线功率传输系统，其中，所述发射器线圈具有若干电导体绕组。

18.一种无线充电设备，包括：

发射器线圈，所述发射器线圈具有圆锥形状；和

充电底座，其中，所述充电底座具有形成在其中的通道，所述通道被构造成接收所述发射器线圈，其中，所述通道具有被构造成与所述发射器线圈的所述圆锥形状匹配的成斜面表面。

19.根据权利要求18所述的无线充电设备，其中，所述充电底座包括：

内凸缘；

外凸缘；以及

支撑底部，所述支撑底部被连接在所述内凸缘和所述外凸缘之间，其中，所述通道被限定在所述内凸缘和所述外凸缘之间的所述支撑底部上。

20.根据权利要求18所述的无线充电设备，其中，所述发射器线圈能够从所述充电底座移除。

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