CN219124425U - 用于无线充电的电路板以及无线充电装置 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种用于无线充电的电路板以及无线充电装置，电路板包括第一介质层、第一线圈层、第二介质层以及第二线圈层；第一线圈层包括多个间隔设置的第一充电线圈；第二介质层叠设于第一线圈层；第二线圈层包括多个间隔设置的第二充电线圈，其中，第二充电线圈在第一线圈层上的正投影，与相邻的各第一充电线圈相交，使得第二充电线圈可以覆盖第一充电线圈的部分“死区”，从而可以增加电子设备放置在电路板的承载面内任一位置均可以进行充电的概率，并且印刷的线圈，可以大幅降成本，提高生产效率，不易损坏，具有较长的使用寿命。

Description

用于无线充电的电路板以及无线充电装置

技术领域

本申请涉及无线充电设备的领域，具体而言，涉及一种用于无线充电的电路板。

背景技术

在相关的技术领域中，为了使得在用于无线充电的电路板的承载面内的任何位置均可以为电子设备充电，通常在所述用于无线充电的电路板中设置多层阵列排布的利兹铜线绕制的线圈，但是由于利兹铜线绕制的线圈制作成本较高，而且容易损坏，从而会影响用于无线充电的电路板的使用寿命。

实用新型内容

本申请实施例提供了一种用于无线充电的电路板以及无线充电装置，能够提高生产质量，大幅降成本，并且不易损坏具有较长的使用寿命。

本申请实施例提供了一种用于无线充电的电路板，包括第一介质层、第一线圈层、第二介质层以及第二线圈层；第一线圈层包括多个间隔设置的第一充电线圈，多个第一充电线圈印刷于第一介质层的任一表面；第二介质层叠设于第一线圈层；第二线圈层包括多个间隔设置的第二充电线圈，多个第二充电线圈印刷于第二介质层的背离第一线圈层的表面；其中，第二充电线圈在第一线圈层上的正投影，与相邻的各第一充电线圈相交。

基于上述实施例，通过第二线圈层上间隔设置的第二充电线圈在第一线圈层上的投影与第一充电线圈错位设置，使得第二充电线圈可以覆盖第一充电线圈的部分“死区”，从而可以增加电子设备放置在电路板的承载面内任一位置均可以进行充电的概率，并且由于第一充电线圈印刷于第一线圈层，第二充电线圈印刷于第二线圈层，相较于利兹铜线绕制的线圈，可以大幅降成本；其次由于第一充电线圈与第二充电线圈均是由印刷得到的，所以第一充电线圈与第二充电线圈的生产效率相较于利兹铜线绕制的线圈的生产效率更高，不易损坏，具有较长的使用寿命，并且使得第一充电线圈与第二充电线圈之间的一致性更好。

本申请实施例还提供了一种无线充电装置，包括用于无线充电的电路板、壳体以及隔磁片；壳体具有容纳腔以及承载面，电路板设置于容纳腔内，承载面用于承载电子设备；隔磁片设置于容纳腔内，且位于电路板背离承载面的一侧。

基于上述实施例，利用隔磁片优异的导磁性能可以加大第一充电线圈、第二充电线圈以及第三充电线圈的磁通量，并降低第一充电线圈、第二充电线圈以及第三充电线圈的损耗，让磁感线紧紧围绕在以隔磁片为中心的周围增加电磁感应强度，提高电磁转换效率，并且可以防止无线充电装置中金属件因为涡流而发热，以延长无线充电装置的使用寿命，并且可以节约电能；其中，隔磁片是经过恒高温烧结而成的软磁性材料，具有高磁导率、低磁损因子的特点，隔磁片与第三介质层的连接方式可以为粘接。

基于本申请的一种用于无线充电的电路板，包括第一介质层、第一线圈层、第二介质层以及第二线圈层；第一线圈层包括多个间隔设置的第一充电线圈，多个第一充电线圈印刷于第一介质层的任一表面；第二介质层叠设于第一线圈层；第二线圈层包括多个间隔设置的第二充电线圈，多个第二充电线圈印刷于第二介质层的背离第一线圈层的表面，其中，第二充电线圈在第一线圈层上的正投影，与相邻的各第一充电线圈相交；通过第二线圈层上间隔设置的第二充电线圈在第一线圈层上的投影与第一充电线圈错位设置，使得第二充电线圈可以覆盖部分第一充电线圈的“死区”，从而可以增加电子设备放置在电路板的承载面内任一位置均可以进行充电的概率，其次由于第一充电线圈印刷于第一线圈层，第二充电线圈印刷于第二线圈层，相较于利兹铜线绕制的线圈，可以大幅降成本，并且由于第一充电线圈与第二充电线圈均是由印刷得到的，所以第一充电线圈与第二充电线圈的生产效率相较于利兹铜线绕制的线圈的生产效率更高，不易损坏，具有较长的使用寿命，并且使得第一充电线圈与第二充电线圈之间的一致性更好。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请一种实施例中的电路板的剖面结构示意图；

图2为本申请一种实施例中的第一充电线圈以及第二充电线圈的排布结构示意图；

图3为本申请一种实施例中的第一充电线圈不同位置的磁场强度分布示意图；

图4为本申请一种实施例中的第一充电线圈以及第二充电线圈组合后不同位置的磁场强度分布示意图；

图5为本申请又一种实施例中的电路板的剖面结构示意图；

图6为本申请一种实施例中的第一充电线圈、第二充电线圈以及第三充电线圈的排布结构示意图；

图7为本申请一种实施例中的第一充电线圈、第二充电线圈以及第三充电线圈组合后不同位置的磁场强度分布示意图；

图8为本申请一种实施例中的第一充电线圈、第二充电线圈以及第三充电线圈的局部排布结构示意图；

图9为本申请另一种实施例中的电路板的剖面结构示意图；

图10为本申请一种实施例中的无线充电装置的剖面结构示意图。

附图标记：1、电路板；11、第一介质层；12、第一线圈层；121A、第一直线；121、第一充电线圈；13、第二介质层；14、第二线圈层；141、第二充电线圈；141A、第二直线；15、第三介质层；16、第三线圈层；161、第三充电线圈；161A、第三直线；17、第四介质层；18、引出走线；19、接电端；2、无线充电装置；21、壳体；211、容纳腔；212、承载面；22、隔磁片。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

请参照图1-4，第一方面，本申请实施例提供了一种用于无线充电的电路板1，具有无线充电功能的电子设备可以放置在电路板1的承载面上，以通过电路板1对电子设备进行无线充电，电路板1至少包括第一介质层11、第一线圈层12、第二介质层13以及第二线圈层14；第一线圈层12包括多个间隔设置的第一充电线圈121，多个第一充电线圈121印刷于第一介质层11的任一表面；第二介质层13叠设于第一线圈层12；第二线圈层14包括多个间隔设置的第二充电线圈141，多个第二充电线圈141印刷于第二介质层13的背离第一线圈层12的表面，其中，第二充电线圈141在第一线圈层14上的正投影，与相邻的各第一充电线圈121相交。

第一介质层11以及第二介质层13可以为FR-4环氧玻璃布层压板，FR-4环氧玻璃布层压板具有在高温下机械强度高，高湿下电气性能稳定性好的特点。

第一线圈层12以及第二线圈层14可以为分别设置于第一介质层11以及第二介质层13上的铜箔，并且可以通过蚀刻工艺在第一线圈层12上形成多个间隔设置的第一充电线圈121，在第二线圈层14上形成多个间隔设置的第二充电线圈141。

在本申请实施例中，为了使第一充电线圈121以及第二充电线圈141可以实现无线充电，第一充电线圈121以及第二充电线圈141需要产生强到足以延伸到电子设备周侧的磁场，并且仅磁场强度高于设定值的部分可用于对电子设备进行无线充电(参考图3中的A区域)，低于设定值的部分可不足以用于对电子设备进行无线充电(参考图3中的B区域)。在第一线圈层12产生的磁场区域中，无法用于对电子设备进行充电的区域定义为“死区”，因此可以通过第二充电线圈141形成的第二线圈层14填充第一线圈层12的至少部分“死区”(参考图4)，从而可以增加电子设备放置在电路板1的承载面内任一位置均可以进行充电的概率，并且由于第一充电线圈121以及第二充电线圈141均是通过印刷蚀刻得到的，相较于利兹铜线绕制形成的线圈，可以大幅降成本，且由于第一充电线圈121与第二充电线圈141均是由印刷得到的，所以第一充电线圈121与第二充电线圈141的生产效率相较于利兹铜线绕制的线圈的生产效率更高，并且可以使得第一充电线圈121与第二充电线圈141之间的一致性更好。

请参照图2，在一种具体的实施例中，任意三个两两相邻的第一充电线圈121的中点之间的连线构成等边三角形，可以使得三个两两相邻的第一充电线圈121之间距离最小，从而使得第一线圈层12中第一充电线圈121更为密集，进而可以提高第一介质层11的表面利用率，也即使得第一线圈层12内的第一充电线圈121产生的磁场更密集。

请参照图2，在一种具体的实施例中，任一第二充电线圈141的中点在第一线圈层12的正投影与其中一等边三角形的中点重合，以使得同一第二充电线圈141可以同时覆盖三个第一充电线圈121的部分死区，提高第二充电线圈141所产生磁场的利用率，并且利用第二充电线圈141填充第一充电线圈121至少部分的“死区”，以使得第一充电线圈121的至少部分“死区”的磁场强度可以为电子设备充电，从而可以增加电子设备放置在电路板1的承载面内任一位置可以进行充电的概率。

请参照图5-7，在一种具体的实施例中，电路板1还包括第三介质层15以及第三线圈层16，第三介质层15叠设于第二线圈层14；第三线圈层16包括多个间隔设置的第三充电线圈161，多个第三充电线圈161印刷于第三介质层15的背离第二线圈层14的表面，第三充电线圈161在第一线圈层12上的正投影部分与第一充电线圈121错位设置，其余部分与第一线圈重合，且第三充电线圈161在第二线圈层14上的正投影部分与第二充电线圈141错位设置，其余部分与第二线圈重合；利用第二线圈层14的第二充电线圈141填充第一线圈层12的第一线圈的至少部分“死区”，而利用第三线圈层16的第三充电线圈161填充第一线圈层12的第一线圈的剩余部分“死区”，并且第二充电线圈141的“死区”也被第一充电线圈121以及第三充电线圈161所填充，第三充电线圈161的“死区”也被第一充电线圈121以及第二充电线圈141所填充(参考图7)，进而使得在电路板1承载面上方的磁场强度均可为电子设备充电，以实现电子设备可在承载面上的任一位置充电。

请参照图6，在一种具体的实施例中，任意三个两两相邻的第一充电线圈121的中点之间的连线构成等边三角形，且多个第一充电线圈121的中点能够连成多条相互平行的第一直线121A；任一第二充电线圈141的中点在第一线圈层12的正投影与其中一等边三角形的中点重合，且多个第二充电线圈141的中点能够连成多条相互平行的第二直线141A；任一第三充电线圈161的中点在第一线圈层12的正投影与其中一等边三角形的中点重合，且多个第三充电线圈161的中点能够连成多条相互平行的第三直线161A；其中，第一直线121A、第二直线141A以及第三直线161A两两平行，且第一直线121A位于第二直线141A以及第三直线161A之间，从而可以使得第二充电线圈141在第一线圈层12中的投影部分与第一充电线圈121错位设置，也使得第三充电线圈161在第一线圈层12中的投影部分与第二充电线圈141在第一线圈层12中的投影错位设置，且与第一充电线圈121错位设置，从而使得第一充电线圈121、第二充电线圈141以及第三充电线圈161之间的磁场均匀叠加，以减小“死区”，并且可以提高承载面上的磁场均匀性，进而使得在电路板1承载面的磁场强度均可为电子设备充电，以实现电子设备可在承载面的任一位置充电；而在第三充电线圈161在第一线圈层12中的投影、第二充电线圈141在第一线圈层12中的投影以及第一线圈层12完全重叠或完全相离时，均无法有效减小“死区”。

请参照图8，在一种具体的实施例中，等边三角形的边长为L1，第一充电线圈121、第二充电线圈141以及第三充电线圈161均为由电路板1内的走线螺旋状绕制形成的圆环形线圈，第一充电线圈121、第二充电线圈141以及第三充电线圈161的外直径均为L2，在L1与L2之间满足L1＞L2时，可以确保同层相邻的线圈之间保持间隔设置，同层的线圈之间排布更为均匀，以使得线圈与线圈之间的磁场强度更为稳定，并且可以减少线圈的绕制圈数，减少工序，减少加工时间，从而可以降低成本；在L1与L2之间满足L1≤L2时，同层的相邻两个线圈之间互相抵接或部分重叠，会影响同层线圈形成的磁场强度的稳定性以及均匀性，并且同层线圈之间抵接或部分重叠会使得相邻两个线圈之间短路，从而造成充电板1的损坏。

请参照图9，在一种具体的实施例中，电路板1还包括第四介质层17以及引出走线18，第四介质层17层叠设置于第一介质层11背离第一线圈层12一侧；引出走线18设置于第四介质层17的任一侧并延伸至第四介质层17的边缘，且与第一充电线圈121、第二充电线圈141以及第三充电线圈161均电连接，以使得第一充电线圈121、第二充电线圈141以及第三充电线圈161可以统一出线，从而便于焊接。

请参照图6和图8，在一种具体的实施例中，第一充电线圈121、第二充电线圈141以及第三充电线圈161均具有两个接电端19，由于第一直线121A位于第二直线141A以及第三直线161A两两之间，第一直线121A位于第二直线141A以及第三直线161A三者不共线，因此将其中一接电端19设置于第一充电线圈121、第二充电线圈141以及第三充电线圈161的中心，以使得任一线圈的接电端19的走线不与其他线圈干涉，从而可以实现单独控制第一充电线圈121、第二充电线圈141以及第三充电线圈161中的至少一个产生磁场，为电子设备充电，以节省电力输出，并且可以减少电路板1上热量的产生，以延长电路板1的使用寿命。

在一种具体的实施例中，第一充电线圈121、第二充电线圈141以及第三充电线圈161的形状为圆形环、椭圆形环、矩形环、六边形环以及三角形环中的至少一种，可以根据电路板1的形状设计第一充电线圈121、第二充电线圈141以及第三充电线圈161的形状，以满足不同的使用场景。

请参照图10，第二方面，本申请还提供了一种无线充电装置2，包括用于无线充电的电路板1、壳体21以及隔磁片22；壳体21具有容纳腔211以及承载面212，电路板1设置于容纳腔211内，承载面212用于承载电子设备；隔磁片22设置于容纳腔211内，且位于电路板11背离承载面212的一侧；利用隔磁片22优异的导磁性能可以加大第一充电线圈121、第二充电线圈141以及第三充电线圈161的磁通量，并降低第一充电线圈121、第二充电线圈141以及第三充电线圈161的磁能损耗，让磁感线紧紧围绕在以隔磁片22为中心的周围，以增加电磁感应强度，提高电磁转换效率，并且可以防止无线充电装置2中的金属件因为涡流而发热，以延长无线充电装置2的使用寿命，并且可以节约电能；其中，隔磁片22是经过恒高温烧结而成的软磁性材料，具有高磁导率、低磁损因子的特点，隔磁片22与第四介质层17的连接方式可以为粘接。

在一种具体的实施例中，无线充电装置2还包括与电路板1电连接的处理器(图中未示出)，处理器用于接收线圈接收到的信号并控制该线圈动作，例如信号为功率信号时，处理器控制该线圈输出对应的功率，并且在无线充电装置2空载时，处理器控制线圈依次以低功率开启，以实现对承载面212的扫描，从而在电子设备放置于承载面212上后，可以快速识别到电子设备，以降低空载的功耗；在电子设备放置于承载面212时，处理器控制线圈为电子设备充电，并控制在第一线圈层12表面的投影与该线圈在第一线圈层12表面的投影有交集的其他线圈关闭，从而可以提高在其他电子设备放置于承载面212上时，无线充电装置2识别到此电子设备并为其充电的效率。

本实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本申请的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

以上仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于无线充电的电路板，其特征在于，包括：

第一介质层；

第一线圈层，包括多个间隔设置的第一充电线圈，多个所述第一充电线圈印刷于所述第一介质层的任一表面；

第二介质层，叠设于所述第一线圈层；

第二线圈层，包括多个间隔设置的第二充电线圈，多个所述第二充电线圈印刷于所述第二介质层的背离所述第一线圈层的表面；

其中，所述第二充电线圈在所述第一线圈层上的正投影，与相邻的各所述第一充电线圈相交。

2.如权利要求1所述的电路板，其特征在于，任意三个两两相邻的所述第一充电线圈的中点之间的连线构成等边三角形。

3.如权利要求2所述的电路板，其特征在于，任一所述第二充电线圈的中点在所述第一线圈层的正投影与其中一所述等边三角形的中点重合。

4.如权利要求1所述的电路板，其特征在于，还包括：

第三介质层，叠设于所述第二线圈层；

第三线圈层，包括多个间隔设置的第三充电线圈，多个所述第三充电线圈印刷于所述第三介质层的背离所述第二线圈层的表面，所述第三充电线圈在所述第一线圈层上的正投影部分与所述第一充电线圈错位设置，其余部分与所述第一线圈重合，且所述第三充电线圈在所述第二线圈层上的正投影部分与所述第二充电线圈错位设置，其余部分与所述第二线圈重合。

5.如权利要求4所述的电路板，其特征在于，

任意三个两两相邻的所述第一充电线圈的中点之间的连线构成等边三角形，且多个所述第一充电线圈的中点能够连成多条相互平行的第一直线；

任一所述第二充电线圈的中点在所述第一线圈层的正投影与其中一所述等边三角形的中点重合，且多个所述第二充电线圈的中点能够连成多条相互平行的第二直线；

任一所述第三充电线圈的中点在所述第一线圈层的正投影与其中一所述等边三角形的中点重合，且多个所述第三充电线圈的中点能够连成多条相互平行的第三直线；

其中，所述第一直线、所述第二直线以及第三直线两两之间相互平行，且任一所述第一直线位于与之相邻的所述第二直线以及所述第三直线之间。

6.如权利要求5所述的电路板，其特征在于，所述等边三角形的边长为L1，所述第一充电线圈、第二充电线圈以及所述第三充电线圈均为由所述电路板内的走线螺旋状绕制形成的圆环形线圈，第一充电线圈、第二充电线圈以及所述第三充电线圈的外直径均为L2，所述L1与所述L2之间满足：L1＞L2。

7.如权利要求1-6任一项所述的电路板，其特征在于，还包括：

第四介质层，层叠设置于所述第一介质层背离所述第一线圈层的一侧；

引出走线，设置于所述第四介质层的任一侧并延伸至所述第四介质层的边缘，且与所述第一充电线圈以及所述第二充电线圈均电连接。

8.如权利要求1-6任一项所述的电路板，其特征在于，所述第一充电线圈以及所述第二充电线圈均具有两个接电端，其中一所述接电端设置于所述第一充电线圈以及所述第二充电线圈的中心。

9.如权利要求1-6任一项所述的电路板，其特征在于，所述第一充电线圈以及所述第二充电线圈的形状为圆形环、椭圆形环、矩形环、六边形环以及三角形环中的至少一种。

10.一种无线充电装置，其特征在于，包括：

如权利要求1-9任一项所述的用于无线充电的电路板；

壳体，具有容纳腔以及承载面，所述电路板设置于所述容纳腔内，所述承载面用于承载电子设备；

隔磁片，设置于所述容纳腔内，且位于所述电路板背离所述承载面的一侧。

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