CN207884624U - 感应线圈以及便携式电子设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了感应线圈以及电子设备。所述感应线圈包括：导电线，所述导电线在第一平面层中形成至少一个绕组，所述至少一个绕组包括：所述绕组的第一半；和与所述第一半接续的所述绕组的第二半；其中：所述导电线在所述第一半和所述第二半的公共边缘处自身交叉，使得所述第一半中导电线的长度等于所述第二半中导电线的长度。

Description

感应线圈以及便携式电子设备

技术领域

所描述的实施方案整体涉及感应能量传输，并且更具体地，涉及可以减少便携式电子设备中的噪声的感应线圈设计。

背景技术

便携式计算的最近发展已使得针对便携式电子设备用户的方便性增加。例如，移动电话、平板电脑、可穿戴设备、膝上型计算机等允许用户在移动的同时进行通信。即，用户有能力自由行动，同时利用这些电子设备进行通信、访问互联网、导航和其他功能。此类便利性对便携式充电的需求在增强。

正在采用的一种电池充电技术是利用无线充电器进行感应充电。无线发射使用磁场传输电力，允许兼容的设备通过这种感应电流而不是使用导电线和电缆接收电力。通过感应充电这种方法，磁场从外部充电器向例如电话或膝上型计算机的移动设备传输电力，免去了有线连接。感应充电器通常使用感应线圈形成交变磁场，并使用便携式设备中的第二感应线圈从电磁场获取电力，并将其转换回电流，以为电池充电。邻近的两个感应线圈组合形成电气变压器。

在一些环境中，感应充电可能会导致不期望的电磁效应。常规线圈绕组可能会形成不平衡的电容，该电容可能在便携式电子设备的地平面上导致不希望有的共模噪声。“共模噪声”通常是一种形式的相干干扰，其以高度耦接的方式影响电磁设备的两个或更多元件。这种不希望有的噪声对于包括触摸传感器的便携式电子设备尤其麻烦，触摸传感器需要地平面上的低噪声以实现最优操作。结果，在利用感应充电设备为便携式电子设备充电时，触摸传感器和屏幕的使用受到显著负面影响。因此，在一些情况下，在此类感应电池充电期间，便携式电子设备可能实际无法工作。

实用新型内容

本文描述的实施方案包括改进的线圈构造，这种构造可以减小不希望的电容损耗及发射器和接收器线圈中产生的共模噪声。线圈绕组被取向成使得每一半线圈上的线材表面面积约相等，使得线圈产生的电容效应被平衡，从而显著减小共模噪声。便携式电子设备可以是发射器设备或接收器设备。

根据本公开的一个方面，提供了一种感应线圈，其特征在于，所述感应线圈包括：导电线，所述导电线在第一平面层中形成至少一个绕组，所述至少一个绕组包括：所述绕组的第一半；和与所述第一半接续的所述绕组的第二半；其中：所述导电线在所述第一半和所述第二半的公共边缘处自身交叉，使得所述第一半中导电线的长度等于所述第二半中导电线的长度。

根据一种实施方式，所述绕组为圆形。

根据一种实施方式，所述绕组形成对称的几何形状。

根据一种实施方式，所述导电线至少形成与所述第一平面层相邻设置的第二平面层。

根据一种实施方式，所述第二平面层是螺旋卷绕的。

根据一种实施方式，所述第一平面层和所述第二平面层两者包括由连续长度的所述导电线制成的绕组；以及来自所述第一半的所述导电线的一部分与来自所述第二平面层中的所述第二半的所述导电线的一部分在所述第一半和所述第二半的公共边缘处交叉。

根据本公开的另一方面，提供了一种感应线圈，其特征在于，所述感应线圈包括：第一层，所述第一层由单一连续长度的线材形成；其中所述第一层限定平面，所述平面被通过所述平面的中心点的线对分，所述线限定所述第一层的第一半和第二半；所述第一层包括多个绕组；所述线材在自身交叉之前形成所述第一层的所述第一半上的第一绕组部分；以及所述线材在自身交叉之后，形成所述第一层的所述第二半上的第二绕组部分。

根据一种实施方式，所述感应线圈还包括：第二层，所述第二层由所述单一连续长度的线材形成；其中所述第二层包括：所述第二层的第一半；和与所述第二层的所述第一半相邻的所述第二层的第二半；包括所述第二层的所述第一半的所述线材的表面积等于包括所述第二层的所述第二半的所述线材的表面积；并且所述线材在绕组之间自身交叉。

根据一种实施方式，所述绕组为圆形。

根据一种实施方式，所述绕组形成对称几何形状。

根据一种实施方式，所述第二层是螺旋卷绕的。

根据本公开的再一个方面，提供了一种便携式电子设备，其特征在于，所述便携式电子设备包括：外壳；感应充电机构，所述感应充电机构在所述外壳内并且包括；感应线圈，所述感应线圈由成形为平面层中至少一个绕组的一定长度的导电线形成，所述层具有中心点，所述至少一个绕组包括：第一部分，所述第一部分包括所述绕组的一半，所述绕组的约一半是相对于穿过所述中心点、与所述平面层平行的线确定的；以及第二部分，所述第二部分包括所述平面层中所述绕组的第二半并与所述第一部分相对；其中包括所述第一部分的所述导电线的长度等于包括所述第二部分的所述导电线的长度。

根据一种实施方式，所述第一部分的电容等于所述第二部分的电容。

根据一种实施方式，与所述第一部分相关联的寄生电容等于与所述第二部分相关联的寄生电容。

根据一种实施方式，所述导电线每层自身交叉至少两次。

根据一种实施方式，所述便携式电子设备还包括：至少一个相邻的平面层；其中：两个所述层包括由连续长度的线材制成的多个绕组，来自所述一半的所述线材在来自所述第二半的所述线材上方交叉并形成所述相邻的平面层中绕组的第一半。

根据本公开的再一个方面，还提供了一种便携式电子设备，其特征在于，所述便携式电子设备包括：外壳；感应充电机构，所述感应充电机构在所述外壳内并且包括如前述实施方式中任何一种实施方式中所述的感应线圈。

一个实施方案可以采用感应线圈的形式，包括：形成第一平面层中至少一个绕组的导电线，该层包括中心点，该至少一个绕组包括：绕组的第一半；以及与第一半相邻的绕组的第二半；其中：导电线在第一和第二半的边缘处自身交叉，使得第一半中导电线的长度约等于第二半中导电线的长度。

另一个实施方案可以采用感应线圈的形式，包括：由单一连续长度线材形成的第一和第二相邻层；其中第一层限定由通过平面中心点的线对分的平面，该线限定第一层的第一半和第二半；第一层包括多个绕组；线材在自身交叉之前形成第一层的第一半上的第一绕组部分；并且线材在自身交叉之后形成第一层第二半上的第二绕组部分。

另一个实施方案可以采用便携式电子设备的形式，包括：外壳；外壳内的一个或多个电子部件；以及包括形成平面层中至少一个绕组的一段导电线的感应线圈，该层包括平面层中的中心点，每个绕组包括：包括由通过中心点，与平面层平行的线确定的绕组约一半的第一部分；以及包括平面层中与第一部分相对的绕组另一半的第二部分；其中包括第一部分的线材长度约等于包括第二部分的线材长度。

在全文阅读本说明书时将理解这些和其他实施方案。

附图说明

通过下文结合附图的详细描述将易于理解本公开，其中类似的附图标号指示类似的结构元件，并且其中：

图1示出了便携式电子设备和独立的充电设备；

图2示出了图1的便携式电子设备和充电设备，两个设备相邻并感应耦接；

图3是沿图2中的线3-3截取的，图2的便携式电子设备和充电设备的简化示意截面图，示出了设备外壳内感应充电线圈的位置，为了清晰起见省略了所有其他内部部件；

图4是感应充电系统的一个示例的简化框图。

图5是实例感应充电系统的简化电路图。

图6是螺旋卷绕的感应线圈的顶视图；

图7是根据一个实施方案的电容平衡的感应线圈的顶视图；

图8是根据一个实施方案的感应充电和接收线圈的侧视截面图，为了清晰起见示出了间隔开的绕组；并且

图9是示出了根据一个实施方案的一种制造感应线圈的方法的流程图。

具体实施方式

相关申请的交叉引用

本专利合作条约专利申请要求2014年9月2日提交的名称为“CapacitivelyBalanced Inductive Charging Coil”的临时申请62/044,957的优先权，该申请的内容全文以引用方式并入本文。

现在将详细参考在附图中示出的表示性实施方案。应当理解，以下描述并非旨在将实施方案限制于一个优选实施方案。相反，其旨在涵盖可被包括在由所附权利要求限定的所述实施方案的实质和范围内的替代形式、修改形式和等同形式。例如，适当的电子设备可以是任何便携式或半便携式电子设备，该设备可以感应地接收能量(“接收器设备”)，适当的对接设备可以是任何便携式或半便携式对接底座或充电设备，该设备可以感应地发射能量(“发射器设备”)。

本文描述的实施方案提供了一种感应能量传输系统，该系统从发射器设备向接收器设备感应地传输能量，以对电池充电或操作接收器设备。除此之外或另选地，可以在发射器设备和接收器设备之间感应地发射通信或控制信号。因此，术语能量、电力和/或信号意在涵盖传输能量用于无线充电、传输能量作为通信和/或控制信号，或既无线充电又发射通信和/或控制信号。

具体地讲，本文描述的实施方案可以采取电容平衡的线圈的形式，以用于感应充电系统中，作为充电线圈或接收线圈。此类线圈可以具有一个或多个绕组、层或两者。如本文所用，“绕组”是指一定长度的导电线，该导电线横贯路径，使得线的第一部分与线的第二部分相邻；绕组的示例包括形成圆、螺线形图案、一部分螺旋和其他适当图案(无论是几何的或其他的)的一定长度的线材。线圈通常由一个或多个线材绕组构成，一些线圈可以具有多个层，每层由一个或多个绕组形成。例如，导电线可以卷绕成螺旋形以形成线圈或一层线圈。导电线可以在单层中一次或多次通过自身上方，或者可以卷绕成在层之间交替。例如，线材可以从第一层移动到第二层，并且来回往复，而不是形成整个层或线圈然后形成下一个线圈。

在一些实施方案中，导电线可以在线圈或层的中点处通过自身上方。在此类实施方案中，每一半或线圈或层可以具有基本上相等长度的导电线或由该导电线形成。通过使导电线圈(或导电线圈的层)的各半之间线材长度相等，可以显著均衡并补偿线圈产生的寄生电容。因此，可以简化对线圈产生的噪声的补偿。因此，可以减小如本文所述形成的感应充电(或接收)线圈的负面效应，且线圈可以对结合线圈的电子设备的其他部件具有更小影响。

现在参见图1，图1示出了未配合配置中的感应能量传输系统11的一个实施例。所例示的实施方案示出了发射器或充电设备12，发射器或充电设备被配置为向接收器设备无线地传递能量，接收器设备可以是便携式电子设备13。如图1和图2所示，尽管系统11示出了手表作为便携式电子设备，但可以将任何电子设备配置为用于本文所述的实施方案。可以被配置为结合本文所述的感应充电的样本电子设备包括：平板计算设备；移动电话；计算机；健康监测仪；可穿戴计算设备(例如，眼镜、手表、衣服等)等。

在很多实施方案中，可穿戴附件，例如，图1所示的电子设备13，可以包括与存储器耦接或与存储器通信的控制器、处理器或其他处理单元，一个或多个通信接口，例如显示器和扬声器的输出设备，一个或多个传感器，例如生物测定和成像传感器，以及一个或多个输入设备，例如按钮、拨号盘、麦克风或基于触摸的接口。一个或多个通信接口可提供通信设备与任何外部通信网络、设备或平台之间的电子通信，该通信接口例如但不限于无线接口、蓝牙接口、近场通信接口、红外接口、USB接口、Wi-Fi接口、TCP/IP接口、网络通信接口或者任何常规的通信接口。除了通信之外，可穿戴设备可提供关于时间、健康、外部连接或正在进行通信的设备和/或在此类设备上运行的软件的状态、消息、视频、操作命令的信息等等(并且可从外部设备接收上述各项中的任一者)。

如上所述，电子设备13可以包括控制器26或其他电子部件。控制器可以执行指令并执行与如本文所述的便携式电子设备相关联的操作。使用指令(可以从设备存储器检索)，控制器可以调节电子设备部件之间输入和输出数据的接收和操控。可以在一个或多个计算机芯片中实现控制器。各种架构可用于例如微处理器、专用集成电路(ASIC)等的控制器。控制器，连同操作系统，可以执行计算机代码并操控数据。操作系统可以是公知的系统，例如iOS、Windows、UNIX或专用操作系统或本领域公知的其他系统。控制器可以包括存储操作系统和数据的存储器能力。控制器还可以包括应用软件以实现与便携式电子设备相关联的各种功能。

电子设备13包括包封电子设备13的电子、机械和结构部件的外壳 14。类似地，外壳15可以包封充电设备12的电子部件。在一些实施方案中，电子设备13可以具有比充电设备12更大的横截面，但此类配置并非必需的。在其他实施例中，充电设备12可以具有比接收器设备大的横截面。在另一个实施例中，充电设备和接收设备的截面可以基本上相同。在其他实施方案中，充电设备12可以适于插入到接收设备中的充电端口(未示出)中。

在例示的实施方案中，充电设备12可以由线缆或连接器16连接到电源。例如，充电设备12可以通过例如USB连接器的连接器从壁装电源插座或另一个电子设备接收电力。除此之外或另选地，充电设备12可以是电池操作的。类似地，尽管例示的实施方案被示为具有耦接到充电设备12外壳的连接器16，但连接器16可以通过任何适当方式进行电磁连接。连接器 16可为可移除的并且可包括连接器，该连接器的尺寸适配在充电设备12的外壳15内的孔或插座开口中。

电子设备13可包括可与充电设备12的第二接口表面18进行交互、对齐或以其他方式接触的第一接口表面17。尽管被示为基本抹圆(例如，分别为凸或凹)，但接口17，18可以是矩形、三角形，或在三维或截面中具有任何其他适当的形状。在一些实施方案中，接口表面17，18的形状可以方便电子设备13和充电设备12对准。例如且如图所示，充电设备12的第二接口表面18可以被配置为具有特定形状，该特定形状与图2所示的电子设备13的互补形状配合。在当前的实施例中，第二接口表面18可以包括遵循第一接口表面17的所选择曲线的凹入形状。即，电子设备13的第一接口表面17可以包括遵循与第二接口表面18的凹入形状相同或基本相似曲线的凸起形状。

图3示出了沿图2的线3-3截取的感应能量传输系统的简化示意侧视截面图。如较早所述，充电设备12和便携式电子设备13都可以包括电子、机械和/或结构部件，为了简单起见，都被示为方框的形式。为了便于例示，图3例示的实施方案省略了很多电子、机械和结构部件。

图3示出了处于配合且对准配置中的一个示例感应能量传输系统。便携式电子设备13包括具有一个或多个绕组的一个或多个接收器线圈19。同样，充电设备12包括具有一个或多个绕组的一个或多个发射器线圈21。发射器线圈21可以向电子设备1 3中的接收线圈19发射能量。接收器线圈19 可以从充电设备12接收能量，并可以使用接收的能量执行或协调电子设备 13的一个或多个功能，和/或补充电子设备13内电池(未示出)的电荷。接收器线圈19和发射器线圈21可以具有任意数量的行、列、绕组等。

发射器线圈21和接收器线圈19可以利用任何适当类型的电感器实现，并且每个线圈可以具有若干形状和尺度的任一种。如将相对于具体实施方案进一步论述的那样，发射器线圈21和接收器线圈19可以具有相同数量的绕组或不同数量的绕组。典型地，发射器线圈19和接收器线圈21 被壳体围绕，以沿期望方向(例如，向着其他线圈)定向磁通量。为了例示容易，在图3中省略了壳体。

图4是示出了感应充电系统配置的一个简化实施例的示意图。如图所示，充电设备12包括电力单元和控制电路23。发射线圈21产生磁场20。移动设备包括电池组10，该电池组包括电池25和关联的控制电路26。接收线圈19从充电设备12接收磁场20。在将接收线圈19与发射线圈21相邻定位并为电池充电设备12加电时，接收线圈19具有由磁场20感应的电流。

发射线圈21因向其施加电流而被加电，这样形成磁通线20，允许接收线圈19在充分接近发射线圈21时接收电压。接收线圈19中接收的电压可以在其中感应电流，在控制电路26中对其整流之后，电流可以对电池25 充电。如上所述，充电线圈21和接收线圈19应当充分接近，以使充电线圈21能够通过磁通量20在接收线圈19中感应电流。

参考图5，图5示出了与感应充电系统相关联的电路的示意图。充电设备12通常包括电力输入16。充电设备12通常包括控制电路23，控制电路可以是开关电源，以提升充电线圈21上的电压和/或电流频率。通过线圈 21传导的交流电流可以形成磁通线20，磁通线将允许附近的接收线圈19 接收电压，该电压可以在接收线圈19中感应电流。在某些实施方案中，接收线圈19可以有充分大的尺寸，以在足以允许其对电池25充电并仍然为电子设备的其他功能供电的电压电平和频率下从充电线圈21接受感应电压。接收线圈19中感应的电流可以被控制电路26整流，之后被提供给电池25。

感应充电系统中的线圈几何体系能够产生寄生或不希望的电容，如假想电容器24a和24b所示。这些电容器被示为虚线，因为它们实际不存在，但表示将如本文所述的线圈19和21产生的寄生电容效应(例如，“假想电容”)。

任何两个相邻的在它们之间存在电势差的导体都可以被视为电容器。电容与距离成反比，使得更大的间隔导致更小的电容，从而紧邻的导体一般可以在它们之间具有更高电容。这种杂散电容通常很小，除非导体紧靠在一起，覆盖很大面积，或两者兼之。例如，杂散电容可以存在于电感器绕组的各部分之间，仅仅因为导电线彼此接近。在电感器的绕组之间存在电势差时，线圈可以像电容器极板那样工作并存储电荷。

在图5所示的实施方案中，寄生电容可以由线圈19和21产生。此外，如果线圈是常规卷绕的，寄生电容可能是不平衡的。即，电容器24a 表示的电容可以比电容器24b表示的电容更大，或者反之亦然。这种不平衡的电容可能在便携式电子设备13中产生不希望有的噪声，这可能会干扰便携式电子设备13中各种特征和功能的操作，例如电容式触摸感测、生物测定感测、力感测和其他功能。

在平行板电容器中，电容与导电板的表面积成正比，与导电板之间的间隔距离成反比。这一效应有时称为“寄生电容”。在图5所示的实施方案中，可以由电容器24a和24b表示由线圈19和21产生的寄生电容。应当理解，这些电容器24a，24b并非本实施方案中实际的物理元件或结构，而是表示前述寄生电容并对其建模的“假想电容器”。

寄生电容的存在在设备的地基准和接地地基准之间的杂散电容(例如，图5中的电容器24c)中引入位移电流。这继而在设备地基准和接地地基准之间形成电压差。该电压差可以表现为便携式电子设备13中各种电路的噪声，并影响其功能和/或操作。例如，便携式电子设备13的电容式触摸传感器、生物测定传感器、力传感器和其他电路或结构可能受到影响。

通过利用互补的电压(即，具有相同大小和形状但相反极性的电压) 驱动发射器线圈21的两个端子并确保寄生电容器24a和24b的值接近，可以大大减小寄生电容的效应。这样可以向电容器24c中注入几乎相等大小但符号相反的电流，继而使得在设备地基准和接地地基准之间几乎没有电压差。

图6中示出了感应充电设备的常规线材绕组线圈27的顶视图，但增大了线圈绕组之间的距离，以简化图的观察和理解。单一长度的导电线28 (或简称“线”)被螺旋卷绕在常规导电线圈27中，使得线材28的每个绕组的半径从中心点30开始增大。在图6中，线34-34和38-38通过线圈 27的中心点30延伸，其通常位于平面中。绕组被定义为一圈线材28，开始和结束于从线圈27的中心点延伸的对分半径的交点，诸如通过线圈中心的任何其他线的线34-34的一半。例如，线材28在线上的给定点与线34相交。单个线圈绕组开始于交点，绕线圈继续并通过线34，并在线材28第三次与同一条线34相交的地方结束。

如分别由+和-符号31和32所示，通过线材28传导电流。(应当理解，电流的方向可以在实施方案之间或在操作之间变化，因此不是固定的。)线材28具有通过线材的中心点截取的截面表面维度33。线材的长度乘以r(线材宽度33的一半)乘以2pi(2πrh)，其中r为线材半径并且h为线材长度，得到线材的表面积，因此更长的线材长度具有更大的表面积。线材的电容一般与线材表面积成比例，因此表面积越大，电容就越大。

在沿线34-34观察时，线圈27的右侧35包括比左侧36更多的线材表面积。这主要是由于在更外侧绕组37中线材长度增大，与相对侧的更小对应绕组相反。即，绕组每一半中线材28的长度随着距中心30的径向距离增大而增大。类似地，在沿线38-38观察时，线圈27的第二(或下)一半 39包含比第一(或上)一半41更多的线材，从而线材28的表面积更大。无论是沿线34-34或38-38还是沿对分中心点29的任何其他轴，都存在来自线圈27每一半的此类不平衡。线材长度的这种不平衡，从而还有表面积的这种不平衡，是螺旋卷绕线圈的几何体系固有的，因为在其从中心点延伸时，绕组的半径增大。因此，很多螺旋卷绕的导电线圈可能一侧的电容比另一侧大，这继而可能跨越导电耦接并向电子设备中注入噪声。如前所述，这种噪声可能对电子设备和/或充电设备中各种传感器(包括电容传感器)的操作和精确度造成不利影响。

参考图7，图7示出了线圈42的一个实施方案，其中线材28被卷绕成使线圈42每一半上，例如，第一半和第二半(或第一部分和第二部分)之间包括的线材28的表面积基本均等。同样，应当理解，夸大了线圈绕组之间的距离以简化附图的观察和理解。如线圈27那样，线圈42由在一个或多个绕组中卷绕以形成线圈的单一长度的线材构成。然而，在该实施方案中，可以卷绕线材28，使得线圈的每个绕组基本为圆形并在对分中心29的线的每侧上给出基本相同的表面积(在从上方，例如，在图7的取向中观察时)。表面积的这种均衡是通过绕组线材28通过自身上方或下方以形成绕组的另一半而完成的。在一些情况下，但未必一定，线材在第一和第二半的公共边缘处自身交叉。如点43和44处所示，线材28在自身上方和下方通过，以形成具有基本圆形且平衡的绕组的线圈42。因此，在某些实施方案中，线材可以在每层中自身交叉两次或更多次。此外，此类交叉可以发生在第一和第二半的公共边缘处或相邻部分。在具有由多个绕组形成的多层的实施方案中，导电线可以在多个层的公共边缘处自身交叉。例如，线材可以在第一层中在公共边缘处自身交叉一次(或更多)，并且在第二层中在公共边缘处自身交叉一次(或更多)。

在该实施方案中，通过线圈42的中心30绘制的线45使得线圈42的第一半46和第二半47包含基本相同长度的线材28。因此，线圈42的每一半产生的电容得到均衡，第一半和第二半之间不平衡造成的寄生电容基本被消除。尽管图7中所示的实施方案包括在每个绕组匝在自身上方通过的线材28(“交叉”)，为了方便制造，在其他实施方案中，一个或多个常规螺旋绕组可以与该实施方案中描述的圆形绕组散置。因此，在一些实施方案中，仅每隔一个、两个、三个等等绕组可以包括交叉。即，常规螺旋卷绕的绕组(例如，如图6中所示)可以与图7中所示的绕组交替或散置，以提供平衡或接近平衡的电容。

这些另选的实施方案还可以减小线圈中的杂散电容，从而减小共模噪声。参考图5，电容器24a和24b表示的电容在这些实施方案中基本得到均衡，从而减小或消除不希望有的共模噪声。这些实施方案可能使得可制造性改善并减小所得线圈的尺寸。尽管图7中的线圈42被示为基本圆形，但其可以为任何对称几何形状(例如，正方形、矩形、椭圆形等)或轴对称形状，条件是在从上方观察时，绕组相邻各半上导电线28的表面积约或基本相等。

参考图8，在另一个实施方案中，示出了接收器线圈19和发射器线圈 21的侧视图，再次夸大了相邻线材之间的距离。在常规感应线圈中，两层绕组可以如图8中所示那样相邻，在那些绕组之间可能会产生寄生电容。在图8所示的实施方案中，线圈19包括两个绕组层48和49。发射线圈21 也包括两个绕组层50和51。在例如图8所示实施方案的多层线圈中，在单个发射或接收线圈的层之间或两个线圈的层之间，也可能产生寄生电容。

例如，在一些情况下，在接收线圈19的线圈层48和49之间、发射线圈21的层50和51之间、接收线圈的层48和发射线圈21的层51之间、接收线圈的层48和发射线圈21的层50之间、接收线圈19的层49和发射线圈21的层50之间、以及接收线圈19的层49和发射线圈21的层51之间可能有寄生电容。通过比较，更近层对之间的电容比更远层对之间的电容更高。因此，假设各层的所有特性都相等，那么任何给定层与更近线圈之间的寄生电容都比与更远线圈之间的寄生电容高。因此，例如，线圈层48和层50之间的电容24a通常比线圈层49和层50之间的电容24b更低。这导致感应发射线圈和接收线圈的层之间不平衡的电容，并导致产生共模噪声，如上所述，共模噪声可能会不利地影响便携式电子设备的某些功能。

如上所述，电容可能与导体的表面积和导体之间的距离都相关。在图 8中描述的实施方案中，形成接收器线圈19的单一长度的线材28以螺线型方式在相邻绕组层48和49之间交替。对于形成发射器线圈21的绕组层50 和51的线材28，也是同样的情况。为了便于引用，相邻绕组被示为具有+ 和/符号，而线材形成绕组的次序(例如，线材的路径)由一系列箭头 52/53表示。即，箭头52/53示出了线材28形成绕组的次序。

这种交替的绕组可以使绕组层48和49之间以及层50和51之间的电容基本或完全平衡，以显著减小设备地和接地地之间形成的噪声电压。对于具有更多或更少层以及更多或更少绕组的实施方案，也是同样的情况。

尽管在箭头52的方向中连续长度的线材28被示为在层48和49之间交替，但在另一个实施方案中，如箭头53所示，线材28可以按照在层之间，然后在相邻绕组之间交替的楼梯图案形成绕组。作为非限制性实施例，如箭头53所示，线材可以从相邻线圈层50垂直地交替到线圈层51，然后在相邻绕组之间在层51中水平地交替，然后水平地返回到层50。这种模式也有助于平衡层和/或线圈之间的电容。

如相对于图7所述，连续长度的线材28的绕组在每半绕组中交替，使得每个绕组中线材的长度在每半绕组中约或基本相等。在另一个实施方案中，可以将图7的绕组实施方案与图8的绕组实施方案组合，用于包含多个绕组层，诸如图8所示的48/49和50/51的线圈。实际上，通过根据组合图7和图8中所示的实施方案构造线圈，减小或消除了系统地和接地地之间杂散电容产生的噪声，因为在线圈层内和多个线圈层之间平衡了电容；因此，假想电容器24a和24b的电容值基本相等。

参考图9，示出了流程图，该流程图示出了用于制造线圈19或21的一个实施方案的方法。在操作54中，利用旋转芯轴。在操作55中，在芯轴上缠绕导电长度。这种缠绕可以包括缠绕连续线材段，使得在每一半绕组中，线材都在自身上方通过，以形成如相对于图7所述的基本圆形绕组。在操作56中，结合缠绕操作平移线材，以针对多个绕组层线圈在交替绕组中交替连续的线材段。在该操作56中，可以实现相对于图7和图8描述的实施方案。即，可以如相对于图7所述那样，在绕组内在自身上方或下方平移线材28的连续段和/或可以如相对于图8所述，在相邻层48/49或 50/51中交替交织线材28的连续段。另选地，可以取消操作55或操作56 以根据图7或图8的实施方案形成线圈绕组。即，如果取消操作55，那么可以生产出多个绕组层线圈，但并不是如相对于图7所述那样在每一半绕组中交替连续线材段。如果取消操作56，那么可以生产出单个绕组层线圈，每一半绕组中交替连续线材段。在以上任何实施方案中，在操作57 中，将缠绕的线材形成感应线圈结构，以结合到便携式电子设备中。

在上述描述中，为了进行解释，所使用的特定命名提供对所述实施方案的彻底理解。然而，对于本领域的技术人员而言将显而易见的是，实践所述实施方案不需要这些具体细节。因此，出于例示和描述的目的呈现了对本文所述的具体实施方案的上述描述。它们并非意在穷举或将实施方案限制到所公开的精确形式。例如，尽管已经将发射器线圈21和接收器线圈 19描述为大致圆形形状，但应当明确理解，可以将本文公开的实施方案与其他几何形状的线圈一起使用。此外，应当理解，本文中涉及、描述或通过其他方式引用感应充电线圈的论述可以同样地应用于感应接收线圈。因此，提到任何充电线圈都意在也涵盖接收线圈。对于本领域的普通技术人员而言将显而易见的是，根据上述教导内容，许多修改和变型是可能的。

Claims (17)

1.一种感应线圈，其特征在于，所述感应线圈包括：

导电线，所述导电线在第一平面层中形成至少一个绕组，所述至少一个绕组包括：

所述绕组的第一半；和

与所述第一半接续的所述绕组的第二半；其中：

所述导电线在所述第一半和所述第二半的公共边缘处自身交叉，使得所述第一半中导电线的长度等于所述第二半中导电线的长度。

2.根据权利要求1所述的感应线圈，其中所述绕组为圆形。

3.根据权利要求1所述的感应线圈，其中所述绕组形成对称的几何形状。

4.根据权利要求1所述的感应线圈，其中所述导电线至少形成与所述第一平面层相邻设置的第二平面层。

5.根据权利要求4所述的感应线圈，其中所述第二平面层是螺旋卷绕的。

6.根据权利要求5所述的感应线圈，其中：

所述第一平面层和所述第二平面层两者包括由连续长度的所述导电线制成的绕组；以及

来自所述第一半的所述导电线的一部分与来自所述第二平面层中的所述第二半的所述导电线的一部分在所述第一半和所述第二半的公共边缘处交叉。

7.一种感应线圈，其特征在于，所述感应线圈包括：

第一层，所述第一层由单一连续长度的线材形成；其中

所述第一层限定平面，所述平面被通过所述平面的中心点的线对分，所述线限定所述第一层的第一半和第二半；

所述第一层包括多个绕组；

所述线材在自身交叉之前形成所述第一层的所述第一半上的第一绕组部分；以及

所述线材在自身交叉之后，形成所述第一层的所述第二半上的第二绕组部分。

8.根据权利要求7所述的感应线圈，还包括：

第二层，所述第二层由所述单一连续长度的线材形成；其中

所述第二层包括：

所述第二层的第一半；和

与所述第二层的所述第一半相邻的所述第二层的第二半；

包括所述第二层的所述第一半的所述线材的表面积等于包括所述第二层的所述第二半的所述线材的表面积；并且

所述线材在绕组之间自身交叉。

9.根据权利要求7所述的感应线圈，其中所述绕组为圆形。

10.根据权利要求7所述的感应线圈，其中所述绕组形成对称几何形状。

11.根据权利要求8所述的感应线圈，其中所述第二层是螺旋卷绕的。

12.一种便携式电子设备，其特征在于，所述便携式电子设备包括：

外壳；

感应充电机构，所述感应充电机构在所述外壳内并且包括；

感应线圈，所述感应线圈由成形为平面层中至少一个绕组的一定长度的导电线形成，所述层具有中心点，所述至少一个绕组包括：

第一部分，所述第一部分包括所述绕组的一半，所述绕组的一半是相对于穿过所述中心点、与所述平面层平行的线确定的；以及

第二部分，所述第二部分包括所述平面层中所述绕组的第二半并与所述第一部分相对；其中

包括所述第一部分的所述导电线的长度等于包括所述第二部分的所述导电线的长度。

13.根据权利要求12所述的便携式电子设备，其中所述第一部分的电容等于所述第二部分的电容。

14.根据权利要求13所述的便携式电子设备，其中与所述第一部分相关联的寄生电容等于与所述第二部分相关联的寄生电容。

15.根据权利要求12所述的便携式电子设备，其中所述导电线每层自身交叉至少两次。

16.根据权利要求12所述的便携式电子设备，还包括：

至少一个相邻的平面层；其中：

两个所述层包括由连续长度的线材制成的多个绕组，来自所述一半的所述线材在来自所述第二半的所述线材上方交叉并形成所述相邻的平面层中绕组的第一半。

17.一种便携式电子设备，其特征在于，所述便携式电子设备包括：

外壳；

感应充电机构，所述感应充电机构在所述外壳内并且包括如权利要求1-11中任何一项权利要求中所述的感应线圈。