DE102022209454A1

DE102022209454A1 - Elektrostatische abschirmung für drahtlose systeme

Info

Publication number: DE102022209454A1
Application number: DE102022209454.9A
Authority: DE
Inventors: Prudhvi Mohan Maddineni; Vijay G. Phadke
Original assignee: Apple Inc
Current assignee: Apple Inc
Priority date: 2021-09-17
Filing date: 2022-09-09
Publication date: 2023-03-23
Also published as: US20230093369A1; CN115835610A; KR20230041619A

Abstract

Das beschriebene Abschirmungssystem umfasst eine erste Abschirmung und eine zweite Abschirmung. Die erste Abschirmung umfasst eine erste Vielzahl von leitfähigen Segmenten, die sich von einer ersten Stelle aus erstrecken. Die erste Vielzahl von leitfähigen Segmenten ist durch eine erste Vielzahl von Spalten voneinander getrennt. Die zweite Abschirmung umfasst eine zweite Vielzahl von leitfähigen Segmenten, die sich von einer zweiten Stelle aus erstrecken. Die zweite Vielzahl von leitfähigen Segmenten ist durch eine zweite Vielzahl von Spalten voneinander getrennt. Zwischen der ersten Abschirmung und der zweiten Abschirmung kann ein Isolator angeordnet sein. Die erste Vielzahl von Spalten kann mindestens teilweise mit der zweiten Vielzahl von leitfähigen Segmenten ausgerichtet sein, und die zweite Vielzahl von Spalten kann mindestens teilweise mit der ersten Vielzahl von leitfähigen Segmenten ausgerichtet sein.

Description

TECHNISCHER HINTERGRUND
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich allgemein auf das drahtlose Laden und insbesondere auf eine Abschirmung für drahtlose Leistungsübertragungssysteme.
HINTERGRUND
Drahtloses Laden ist für eine Vielzahl von batteriebetriebenen Vorrichtungen nützlich. Einige drahtlose Systeme können elektromagnetische Interferenz (EMI) erzeugen. Zur Minderung einiger dieser EMI werden Abschirmungen verwendet. Die Abschirmungsleistung kann je nach Kopplung zwischen der Empfänger- und Senderspule während drahtloser Leistungsvorgänge variieren.
KURZDARSTELLUNG
In einem ersten Gesichtspunkt stellen die offenbarten Ausführungsformen ein System zur elektrostatischen Abschirmung bereit. Das System schließt eine erste Abschirmung, eine zweite Abschirmung und einen Isolator ein, der zwischen der ersten Abschirmung und der zweiten Abschirmung angeordnet ist. Die erste Abschirmung kann eine erste Vielzahl von leitfähigen Segmenten einschließen, die sich von einer ersten Stelle aus erstrecken. Die erste Vielzahl von leitfähigen Segmenten kann durch eine erste Vielzahl von Spalten voneinander getrennt sein. Die zweite Abschirmung kann eine zweite Vielzahl von leitfähigen Segmenten einschließen, die sich von einer zweiten Stelle aus erstrecken. Die zweite Vielzahl von leitfähigen Segmenten kann durch eine zweite Vielzahl von Spalten voneinander getrennt sein. Die erste Vielzahl von Spalten kann dazu konfiguriert sein, sich mindestens teilweise mit der zweiten Vielzahl von leitfähigen Segmenten auszurichten. Die zweite Vielzahl von Spalten kann dazu konfiguriert sein, sich mindestens teilweise mit der ersten Vielzahl von leitfähigen Segmenten auszurichten.
In einem zweiten Gesichtspunkt schließt eine drahtlose Ladevorrichtung eine Leistungsspule, eine Abschirmung, die auf einer unteren Oberfläche der Leistungsspule positioniert ist, und einen Isolator, der zwischen der Leistungsspule und der Abschirmung positioniert ist, ein. Die Leistungsspule kann einen leitfähigen Draht einschließen, der in einer Vielzahl von Windungen um einen Mittelpunkt gewickelt ist, und in zunehmenden Radien, sodass die Leistungsspule im Wesentlichen eben ist. Die Abschirmung kann eine Vielzahl von leitfähigen Segmenten einschließen, die sich radial von einer Stelle erstrecken. Die Vielzahl von leitfähigen Segmenten kann durch eine Vielzahl von Spalten voneinander getrennt sein.
Figurenliste
Die Ausführungsformen hierin können besser verstanden werden, indem auf die folgende Beschreibung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen Bezug genommen wird, in denen gleiche Bezugsziffern identische oder funktionell ähnliche Elemente angeben. In dem Verständnis, dass diese Zeichnungen nur beispielhafte Ausführungsformen der Offenbarung darstellen und daher nicht als ihren Schutzumfang einschränkend anzusehen sind, werden die Prinzipien hierin mit zusätzlicher Spezifität und Detail durch die Verwendung der begleitenden Zeichnungen beschrieben und erläutert, in denen gilt:

1 veranschaulicht eine Abschirmung gemäß einem Gesichtspunkt der Offenbarung.
2 veranschaulicht eine Abschirmung, die auf einer Oberfläche einer Leistungsspule positioniert ist, gemäß einem Gesichtspunkt der Offenbarung;
3 veranschaulicht eine Abschirmung, die auf einer Oberfläche einer Leistungsspule positioniert ist, und eine Basis, die auf einer gegenüberliegenden Oberfläche der Leistungsspule positioniert ist, gemäß einem Gesichtspunkt der Offenbarung;
4 veranschaulicht eine Abschirmung, die einem Magnetfeld gemäß einem Gesichtspunkt der Offenbarung ausgesetzt ist;
5 veranschaulicht eine Abschirmung, die einem elektrischen Feld ausgesetzt ist, gemäß einem Gesichtspunkt der Offenbarung;
6 veranschaulicht ein elektrisches Feld, das jedes leitfähige Segment einer Abschirmung im Wesentlichen senkrecht schneidet, gemäß einem Gesichtspunkt der Offenbarung;
7 veranschaulicht ein System, das überlappende Abschirmungen gemäß einem Gesichtspunkt der Offenbarung einschließt;
8 veranschaulicht eine alternative Ausführungsform einer Abschirmung gemäß einem Gesichtspunkt der Offenbarung;
9 veranschaulicht eine alternative Ausführungsform einer Abschirmung gemäß einem Gesichtspunkt der Offenbarung.
10 veranschaulicht eine weitere alternative Ausführungsform einer Abschirmung gemäß einem Gesichtspunkt der Offenbarung;
11a veranschaulicht einen gemeinsamen Spannungspunkt gemäß einem Gesichtspunkt der Offenbarung;
11b veranschaulicht einen anderen gemeinsamen Spannungspunkt gemäß einem Gesichtspunkt der Offenbarung;
12 veranschaulicht ein System, das überlappende Abschirmungen und eine Basis einschließt, gemäß einem Gesichtspunkt der Offenbarung; und
13 veranschaulicht ein vereinfachtes Diagramm einer Explosionsansicht einer tragbaren elektronischen Vorrichtung, gemäß einem Gesichtspunkt der Offenbarung.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Verschiedene Ausführungsformen der Offenbarung werden nachstehend detailliert erörtert. Obwohl spezifische Implementierungen erörtert werden, ist es zu verstehen, dass dies nur zu Veranschaulichungszwecken erfolgt. Der Fachmann wird erkennen, dass andere Komponenten und Konfigurationen verwendet werden können, ohne vom Geist und Schutzumfang der Offenbarung abzuweichen.
Eine tragbare elektronische Vorrichtung ist eine elektronische Vorrichtung, die betrieben werden kann, ohne mit einem Stromnetz gekoppelt zu sein, indem sie auf seiner eigenen lokal gespeicherten elektrischen Leistung läuft. Tragbare elektronische Vorrichtungen können drahtlos Leistung von einer drahtlosen Ladevorrichtung empfangen. Eine tragbare elektronische Vorrichtung kann eine Empfängerspule umfassen und eine drahtlose Ladevorrichtung kann eine Senderspule umfassen. Während der drahtlosen Energieübertragung von der drahtlosen Ladevorrichtung zu der tragbaren elektronischen Vorrichtung kann die Empfängerspule Leistung empfangen, indem sie mit einem zeitveränderlichen Magnetfluss interagiert, der durch die Senderspule erzeugt wird.
Drahtlose Leistungsübertragungssysteme erzeugen elektromagnetische Signale, deren Abschnitte durch andere Vorrichtungen als elektromagnetische Interferenz (EMI) angesehen werden können. Abschirmungen können verwendet werden, um EMI abzuschwächen. Zum Beispiel kann ein Paar Abschirmungen verwendet werden, wobei eine Abschirmung auf der Empfängerseite mit der primären Masse und der anderen Abschirmung auf der Senderseite verbunden ist, die mit der sekundären Masse verbunden ist. Die Abschirmleistung kann jedoch aufgrund von Kopplungsschwankungen zwischen Sender und Empfänger variieren. Wenn beispielsweise ein drahtloser Leistungsempfänger und -sender schlecht gekoppelt sind, kann ein Spannungsungleichgewicht zwischen der Empfängerabschirmung und der Senderabschirmung bestehen. Ein solches Spannungsungleichgewicht kann die Abschirmleistung reduzieren. Schutzverbesserungen, die die EMI-Abschwächung über Betriebsbedingungen verbessern, sind wünschenswert.
Die offenbarte Technologie befasst sich mit den vorstehenden Einschränkungen herkömmlicher Abschirmungen für drahtlose Systeme durch Einführen einer Abschirmung, die eine Vielzahl von leitfähigen Segmenten umfasst, die sich von einer Stelle aus erstrecken. Die Vielzahl von leitfähigen Segmenten ist durch eine Vielzahl von Spalten voneinander getrennt. Ein Paar solcher Abschirmungen kann in einem drahtlosen System verwendet werden, wobei eine erste Abschirmung auf der Empfängerseite mit der primären Masse verbunden ist, und eine zweite Abschirmung auf der Senderseite, die mit der sekundären Masse verbunden ist. Die Abschirmungen in dem System können so konfiguriert sein, dass die mehreren Spalten, die mit der ersten Abschirmung verbunden sind, so konfiguriert sind, dass sie mindestens teilweise mit den mehreren leitfähigen Segmenten, die mit der zweiten Abschirmung verbunden sind, ausgerichtet sind und die mehreren Spalten, die mit der zweiten Abschirmung verbunden sind, so konfiguriert sind, dass sie mindestens teilweise mit den mehreren leitfähigen Segmenten, die mit der ersten Abschirmung verbunden sind, ausgerichtet sind, wodurch die Abschirmungsfähigkeit des Systems verbessert wird.
In einigen Ausführungsformen ist eine tragbare elektronische Vorrichtung bidirektional, da die Vorrichtung in der Lage ist, beide in einem Empfangsmodus oder einem Sendemodus zu arbeiten. Der Kürze halber wird die offenbarte Abschirmungstechnologie hierin unter Bezugnahme auf drahtlose Sender und Empfänger beschrieben. Es sollte jedoch beachtet werden, dass einige drahtlose Transceiver bidirektional sind und die beschriebenen Abschirmungen einschließen können.
1 veranschaulicht eine Abschirmung 100. Die Abschirmung 100 kann eine Vielzahl von leitfähigen Segmenten 102a-n umfassen, die sich von einer Stelle 104 erstrecken. Die Vielzahl von leitfähigen Segmenten 102a-n kann ein Material sein, das aus Kupfer, Aluminium, Blei, Zink, Zinn, Gold, Silber und einer Kombination davon ausgewählt ist.
Die Stelle 104 kann zum Beispiel ein leitfähiger Mittelpunkt der Abschirmung 100 sein. Alternativ kann die Stelle 104 ein leitfähiger Punkt sein, der sich in der Nähe der Mitte der Abschirmung 100 befindet, oder ein leitfähiger Punkt, der sich in der Nähe eines Umfangs der Abschirmung 100 befindet. Zum Beispiel kann die Position 104 ein leitfähiger Punkt sein, der an einem Umfangspunkt der Abschirmung 100 positioniert ist. Die Stelle 104 kann ein gefüllter kreisförmiger Punkt sein oder kann stattdessen einen leitfähigen Ring umfassen. Die Stelle 104 kann ein Material umfassen, das aus Kupfer, Aluminium, Blei, Zink, Zinn, Gold, Silber und einer Kombination davon ausgewählt ist. Zum Beispiel kann die Stelle 104 ein gefüllter Kupferkreis sein. Wenn die Stelle 104 ein gefüllter Kreis ist, kann ein Radius des gefüllten Kreises so klein wie möglich im Licht von Herstellungen/Materialien und/oder Toleranzen sein.
Die Abschirmung 100 kann eine im Wesentlichen kreisförmige Form aufweisen. Die Vielzahl von leitfähigen Segmenten 102a-n kann sich von der Stelle 104 radial nach außen erstrecken.
Mindestens eines der Vielzahl von leitfähigen Segmenten 102a-n, wie das leitfähige Segment 102b, kann mit einer elektrischen Masse einer Ladevorrichtung oder einer tragbaren elektronischen Vorrichtung verbindbar sein. Das leitfähige Segment 102b kann eine größere Länge aufweisen als der Rest der Vielzahl von leitfähigen Segmenten 102an. Zum Beispiel kann das leitfähige Segment 102b zusätzliches leitfähiges Material umfassen, das das leitfähige Segment 102b mit einer elektrischen Masse der drahtlosen Ladevorrichtung oder der tragbaren elektronischen Vorrichtung verbindet.
Die Vielzahl von leitfähigen Segmenten 102a-n kann durch eine Vielzahl von Spalten 106a-n voneinander getrennt sein. Eine Breite der Vielzahl von Spalten 106a-n kann kleiner als eine Breite der Vielzahl von leitfähigen Segmenten 102a-n sein, sodass jedes der Vielzahl von leitfähigen Segmenten 102a-n breiter als jede der Vielzahl von Spalten 106a-n ist.
In einigen Variationen kann dünneres Abschirmmaterial Wirbelstromverluste reduzieren, die durch das variierende Magnetfeld der erregten Spulen erzeugt werden. Die Abschirmung 100 kann eine Dicke im Nanometer- oder Mikrometerbereich aufweisen, wie in tragbaren elektronischen Vorrichtungen, aber dickere Abschirmungen können auch mit einem Gleichgewicht in der Effizienz funktionieren. Das innere Abschirmmaterial kann Platz und Materialkosten sparen.
2 veranschaulicht ein Abschirmungssystem 200. Das System 200 umfasst eine Abschirmung, wie die Abschirmung 100 von 1, die auf einer Oberfläche einer Leistungsspule 202 positioniert ist. Die Leistungsspule 202 kann einen leitfähigen Draht umfassen, der in einer Vielzahl von Windungen um einen Mittelpunkt gewickelt ist, und in zunehmenden Radien, sodass die Spule im Wesentlichen eben ist.
Die Leistungsspule 202 kann eine Senderspule sein, wie eine Senderspule, die Teil einer drahtlosen Ladevorrichtung ist. Wenn die Leistungsspule 202 eine Senderspule ist, kann die Abschirmung auf einer unteren Oberfläche der Leistungsspule 202 positioniert sein. Die Leistungsspule 202 kann zu einem zeitlich variierenden Magnetfluss konfiguriert sein, der in der Lage ist, einen entsprechenden Strom in einer Empfängerspule zu erzeugen, wie beispielsweise eine Empfängerspule, die Teil einer tragbaren elektronischen Vorrichtung ist. Der erzeugte Strom kann von der tragbaren elektronischen Vorrichtung verwendet werden, um eine Batterie der tragbaren elektronischen Vorrichtung zu laden.
Alternativ kann die Leistungsspule 202 eine Empfängerspule sein, wie eine Empfängerspule, die Teil einer tragbaren elektronischen Vorrichtung ist. Wenn die Leistungsspule 202 eine Empfängerspule ist, kann die Abschirmung auf einer oberen Oberfläche der Leistungsspule 202 positioniert sein. Wenn die Leistungsspule 202 eine Empfängerspule ist, kann die Leistungsspule 202 Leistung von der drahtlosen Ladevorrichtung empfangen, wie wenn die tragbare elektronische Vorrichtung auf oder in der Nähe der drahtlosen Ladevorrichtung platziert ist. Zum Beispiel kann die Leistungsspule 202 mit einer Ladeschaltlogik gekoppelt sein, die konfiguriert ist, um die Leistungsspule 202 zu betreiben, um die Leistung drahtlos zu empfangen.
In einer Ausführungsform kann eine Mitte der Leistungsspule 202 eine kreisförmige Öffnung mit einem Radius umfassen. Wenn die Mitte der Leistungsspule 202 eine kreisförmige Öffnung mit einem Radius umfasst, kann die Stelle auf der Abschirmung, von der sich die Vielzahl von leitfähigen Segmenten erstreckt, einen leitfähigen Punkt (z. B. einen leitfähigen Punkt, einen leitfähigen Ring usw.) umfassen, der innerhalb der kreisförmigen Öffnung positioniert ist, wenn die Abschirmung auf einer Oberfläche der Leistungsspule 202 positioniert ist.
3 veranschaulicht ein Abschirmungssystem 300. Das System 300 umfasst eine Abschirmung, wie die Abschirmung 100 von 1, die auf einer Oberfläche einer Leistungsspule, wie der Leistungsspule 202 von 2, positioniert ist. Das System 300 umfasst eine Basis 302, die auf einer Oberfläche der Leistungsspule positioniert ist. Die Basis 302 kann zum Beispiel ein Material sein, das ein Ferritmaterial umfasst. Die Basis 302 kann eine größere Dicke als die Abschirmung und/oder die Leistungsspule aufweisen. Die Basis 302 kann einen Durchmesser aufweisen, der größer als der Durchmesser der Abschirmung und/oder der Leistungsspule ist.
Die Basis 302 kann auf einer gegenüberliegenden Seite der Leistungsspule von der Abschirmung positioniert sein. Wenn zum Beispiel die Abschirmung auf einer oberen Oberfläche der Leistungsspule positioniert ist, kann die Basis 302 auf einer unteren Oberfläche der Leistungsspule positioniert sein. Wenn die Abschirmung auf einer unteren Oberfläche der Leistungsspule positioniert ist, kann die Basis 302 auf einer oberen Oberfläche der Leistungsspule positioniert sein
4 veranschaulicht ein Abschirmungssystem 400. Das Abschirmungssystem 400 umfasst eine Abschirmung, wie die Abschirmung 100 von 1, die auf einer Oberfläche einer Leistungsspule positioniert ist, wie die Leistungsspule 202 von 2, und eine Basis 302, die auf einer gegenüberliegenden Oberfläche der Leistungsspule positioniert ist. Die Leistungsspule kann ein Magnetfeld 402 erzeugen. Das Magnetfeld 402 kann Flusslinien umfassen, die eine Richtung aufweisen, die sich von der Stelle (z. B. der Stelle 104) nach außen erstreckt, von der sich die leitfähigen Segmente der Abschirmung erstrecken. Wenn zum Beispiel die Stelle eine zentrale Stelle der Abschirmung ist und sich die leitfähigen Segmente von der Stelle radial nach außen erstrecken, können die Flusslinien eine Richtung aufweisen, die sich von der Stelle radial nach außen erstreckt.
5 veranschaulicht ein Abschirmungssystem 500. Das Abschirmungssystem 500 umfasst eine Abschirmung, wie die Abschirmung 100 von 1, die auf einer Oberfläche einer Leistungsspule positioniert ist, wie die Leistungsspule 202 von 2, und eine Basis 302, die auf einer gegenüberliegenden Oberfläche der Leistungsspule positioniert ist. Wie vorstehend unter Bezugnahme auf 4 erörtert, kann die Leistungsspule ein Magnetfeld (z. B. Magnetfeld 402) erzeugen.
Das Magnetfeld kann ein elektrisches Feld 502 induzieren. Die Richtung des Magnetfelds kann die Richtung des elektrischen Feldes 502 bestimmen. Wie vorstehend erörtert, kann das Magnetfeld Flusslinien umfassend, die eine Richtung aufweisen, die sich von einer zentralen Stelle der Abschirmung nach außen erstreckt. Dementsprechend kann das elektrische Feld 502 unter Verwendung der rechten Regel eine kreisförmige Richtung aufweisen.
Die Richtung des induzierten elektrischen Feldes 502 kann an jedem Punkt des elektrischen Feldes 502 im Wesentlichen senkrecht zu mindestens einem der Vielzahl von leitfähigen Segmenten sein. 6 veranschaulicht ein Abschirmungssystem 600. Das Abschirmungssystem 600 umfasst eine Abschirmung, wie die Abschirmung 100 von 1, die auf einer Oberfläche einer Leistungsspule positioniert ist, wie die Leistungsspule 202 von 2, und eine Basis 302, die auf einer gegenüberliegenden Oberfläche der Leistungsspule positioniert ist. Wie vorstehend unter Bezugnahme auf 4-5 erörtert, kann die Leistungsspule ein Magnetfeld (z. B. Magnetfeld 402) erzeugen. Das Magnetfeld kann ein elektrisches Feld (z. B. elektrisches Feld 502) induzieren. Das elektrische Feld 502 kann eine kreisförmige Richtung aufweisen. An jedem Punkt auf der Abschirmung kann das elektrische Feld 502 eine Richtung aufweisen, die im Wesentlichen senkrecht zu mindestens einem der leitfähigen Segmente ist, wie durch die senkrechte Anzeige 602 angezeigt. Dementsprechend ist der Leitungsweg der Elektrizität an jedem Punkt des elektrischen Feldes 502 senkrecht zum elektrischen Feld 502.
7 veranschaulicht ein System 700, das überlappende Abschirmungen umfasst. Das System 700 kann ein Paar Abschirmungen, wie ein Paar der Abschirmungen 100, die vorstehend unter Bezugnahme auf 1 erörtert wurden, umfassen. Das Paar Abschirmungen kann eine erste Abschirmung und eine zweite Abschirmung umfassen. Die erste Abschirmung kann eine erste Vielzahl von leitfähigen Segmenten umfassen, die sich von einer ersten Stelle aus erstrecken. Die erste Vielzahl von leitfähigen Segmenten kann durch eine erste Vielzahl von Spalten voneinander getrennt sein. Die zweite Abschirmung kann eine zweite Vielzahl von leitfähigen Segmenten umfassen, die sich von einer zweiten Stelle aus erstrecken. Die zweite Vielzahl von leitfähigen Segmenten kann durch eine zweite Vielzahl von Spalten voneinander getrennt sein. Die erste und die zweite Abschirmung können beispielsweise identisch zueinander sein.
In einigen Beispielen ist die erste Abschirmung auf einer unteren Oberfläche einer Senderleistungsspule, wie einer Senderleistungsspule in einer drahtlosen Ladevorrichtung, positioniert. In einigen Beispielen ist die zweite Abschirmung auf einer oberen Oberfläche einer Empfängerleistungsspule, wie einer Empfängerleistungsspule in einer tragbaren elektronischen Vorrichtung, positioniert. In einigen Beispielen ist die Kombination von erster und zweiter Abschirmung auf der Senderleistungsspule in einer drahtlosen Ladevorrichtung positioniert. In einigen Beispielen ist die Kombination von erster und zweiter Abschirmung auf der Empfängerleistungsspule in einer tragbaren elektronischen Vorrichtung positioniert. Die erste und die zweite Abschirmung können so konfiguriert sein, dass sie beide zwischen der Empfängerleistungsspule und der Senderleistungsspule positioniert sind, wenn die tragbare drahtlose Vorrichtung Leistung von der drahtlosen Ladevorrichtung empfängt (z. B. oben auf) platziert ist. Das Isoliermaterial kann zwischen der ersten und der zweiten Abschirmung angeordnet sein.
Wenn die tragbare drahtlose Vorrichtung so konfiguriert ist, dass sie Leistung von der drahtlosen Ladevorrichtung empfängt (z. B. auf ihr platziert wird), kann die erste Vielzahl von Spalten so konfiguriert sein, dass sie sich mindestens teilweise mit der zweiten Vielzahl von leitfähigen Segmenten ausrichtet (z. B. überlappt). Ebenso kann die zweite Vielzahl von Spalten so konfiguriert sein, dass sie mindestens teilweise mit der ersten Vielzahl von leitfähigen Segmenten ausgerichtet sind (z. B. überlappen). Die erste Vielzahl von leitfähigen Segmenten kann eine größere Breite als die zweite Vielzahl von Spalten aufweisen. Ebenso kann die zweite Vielzahl von leitfähigen Segmenten eine größere Breite als die erste Vielzahl von Spalten aufweisen. Eine solche Konfiguration stellt sicher, dass sowohl die Empfänger- als auch die Senderleistungsspulen vollständig abgeschirmt sind.
Wie vorstehend erörtert, kann in einigen Variationen dünneres Abschirmmaterial Wirbelstromverluste reduzieren, die durch das variierende Magnetfeld der erregten Spulen erzeugt werden. Die Abschirmungen können eine Dicke im Nanometer- oder Mikrometerbereich aufweisen, aber dickere Abschirmungen können auch mit einem Gleichgewicht in der Effizienz funktionieren. Das innere Abschirmmaterial kann Platz und Materialkosten sparen.
Zum Beispiel hätte ein zweischichtiges Abschirmungssystem wie oben beschrieben, das aus einem Paar von 5 Mikrometer dicken Schichten besteht, relativ niedrigere Wirbelstromverluste als das gleiche System aus einem Paar von 15 Mikrometer dicken Schichten (obwohl das Muster der Abschirmungen gleich bleibt). Konstrukteure können ein Gleichgewicht zwischen der Materialdicke, z. B. der Festigkeit, und der Dicke, z. B. den Kosten, herstellen.
8 veranschaulicht eine alternative Ausführungsform der Abschirmung 800. Die Abschirmung 800 kann anstelle der Abschirmung 100 in einem der vorstehend unter Bezugnahme auf 2-7 beschriebenen Systeme verwendet werden. Die Abschirmung 800 kann eine Vielzahl von leitfähigen Segmenten 802a-n umfassen, die sich von einer Stelle 804 erstrecken. Die Vielzahl von leitfähigen Segmenten 802a-n kann ein Material sein, das aus Kupfer, Aluminium, Blei, Zink, Zinn, Gold, Silber und einer Kombination davon ausgewählt ist.
In einigen Variationen kann dünneres Abschirmmaterial Wirbelstromverluste reduzieren, die durch das variierende Magnetfeld der erregten Spulen erzeugt werden. Die Abschirmung 800 kann eine Dicke im Nanometer- oder Mikrometerbereich aufweisen, wie in tragbaren elektronischen Vorrichtungen, aber dickere Abschirmungen können auch mit einem Gleichgewicht in der Effizienz funktionieren.
Die Stelle 804 kann zum Beispiel eine leitfähige vertikale Leiste oder eine Mitte der Abschirmung 800 sein. Die Stelle 804 kann mit einer elektrischen Masse einer Ladevorrichtung oder einer tragbaren elektronischen Vorrichtung verbindbar sein. Die Stelle 804 kann ein Material umfassen, das aus Kupfer, Aluminium, Blei, Zink, Zinn, Gold, Silber und einer Kombination davon ausgewählt ist.
Die Abschirmung 800 kann eine im Wesentlichen kreisförmige oder ovale Form aufweisen. Die Vielzahl von leitfähigen Segmenten 802a-n kann sich von der Stelle 804 horizontal nach außen erstrecken. Die Vielzahl von leitfähigen Segmenten 802a-n kann durch eine Vielzahl von Spalten 806a-n voneinander getrennt sein. Eine Breite der Vielzahl von Spalten 806a-n kann kleiner als eine Breite der Vielzahl von leitfähigen Segmenten 802a-n sein, sodass jedes der Vielzahl von leitfähigen Segmenten 802a-n breiter als jede der Vielzahl von Spalten 806a-n ist.
9 veranschaulicht eine alternative Ausführungsform der Abschirmung 900. Die Abschirmung 900 kann anstelle der Abschirmung 100 in einem der vorstehend unter Bezugnahme auf 2-7 beschriebenen Systeme verwendet werden. Die Abschirmung 900 kann eine Vielzahl von leitfähigen Segmenten 902a-n umfassen, die sich von einer Stelle 904 erstrecken. Die Vielzahl von leitfähigen Segmenten 902a-n kann ein Material sein, das aus Kupfer, Aluminium, Blei, Zink, Zinn, Gold, Silber und einer Kombination davon ausgewählt ist.
In einigen Variationen kann dünneres Abschirmmaterial Wirbelstromverluste reduzieren, die durch das variierende Magnetfeld der erregten Spulen erzeugt werden. Die Abschirmung 900 kann eine Dicke im Nanometer- oder Mikrometerbereich aufweisen, wie in tragbaren elektronischen Vorrichtungen, aber dickere Abschirmungen können auch mit einem Gleichgewicht in der Effizienz funktionieren.
Die Stelle 904 kann zum Beispiel ein leitfähiger Mittelpunkt der Abschirmung 900 sein. Alternativ kann die Stelle 904 ein leitfähiger Punkt sein, der sich in der Nähe der Mitte der Abschirmung 900 befindet, oder ein leitfähiger Punkt, der sich in der Nähe eines Umfangs der Abschirmung 900 befindet. Die Stelle 904 kann ein gefüllter kreisförmiger Punkt sein oder kann stattdessen einen leitfähigen Ring umfassen. Die Stelle 904 kann ein Material umfassen, das aus Kupfer, Aluminium, Blei, Zink, Zinn, Gold, Silber und einer Kombination davon ausgewählt ist.
Die Abschirmung 900 kann eine im Wesentlichen kreisförmige oder ovale Form aufweisen. Die Vielzahl von leitfähigen Segmenten 902a-n kann sich von der Stelle 904 radial nach außen erstrecken.
Die Vielzahl von leitfähigen Segmenten 902a-n kann durch eine Vielzahl von Spalten 906a-n voneinander getrennt sein. Mindestens eines der Vielzahl von leitfähigen Segmenten 902a-n, wie das leitfähige Segment 902b, kann mit einer elektrischen Masse einer Ladevorrichtung oder einer tragbaren elektronischen Vorrichtung verbindbar sein. Das leitfähige Segment 902b kann eine größere Länge aufweisen als der Rest der Vielzahl von leitfähigen Segmenten 902a-n. Zum Beispiel kann das leitfähige Segment 902b zusätzliches leitfähiges Material 910 umfassen, das das leitfähige Segment 902b mit einer elektrischen Masse der drahtlosen Ladevorrichtung oder der tragbaren elektronischen Vorrichtung verbindet.
Jedes leitfähige Segment der Vielzahl von leitfähigen Segmenten 902a-n kann einen ersten Abschnitt mit einer ersten Breite und einer ersten Länge und einen zweiten Abschnitt mit einer zweiten Breite und einer zweiten Länge umfassen. Die zweite Länge kann gleich einem Radius der Abschirmung 900 sein, die kleiner als die erste Länge ist. Der erste Abschnitt kann näher als der zweite Abschnitt zur ersten Stelle sein. Die erste Breite kann kleiner als die zweite Breite sein. Zum Beispiel umfasst das leitfähige Segment 902c einen ersten Abschnitt 908a und einen zweiten Abschnitt 908b. Der erste Abschnitt 908a ist näher an der Stelle 904 als der zweite Abschnitt 908b. Der erste Abschnitt 908a weist eine kleinere Breite auf als der zweite Abschnitt 908b. Die Länge des zweiten Abschnitts 908b ist gleich einem Radius der Abschirmung 900, weniger die Länge des ersten Abschnitts 908a.
Die Abschirmung 900 kann in einem System mit einer Leistungsspule (z. B. Leistungsspule 202), wie in dem vorstehend beschriebenen System 200, verwendet werden. Zum Beispiel kann die Abschirmung 900 auf einer oberen oder unteren Oberfläche der Leistungsspule positioniert sein. Eine Mitte der Leistungsspule kann eine kreisförmige Öffnung mit einem Radius umfassen. Wenn die Mitte der Leistungsspule eine kreisförmige Öffnung mit einem Radius umfasst, kann die Stelle 904 einen leitfähigen Punkt (z. B. gefüllten kreisförmigen Punkt oder leitfähigen Ring) umfassen, der innerhalb der kreisförmigen Öffnung positioniert ist, wenn die Abschirmung 900 auf einer Oberfläche der Leistungsspule positioniert ist.
Die Länge des ersten Abschnitts der Vielzahl von leitfähigen Segmenten 902a-n kann im Wesentlichen gleich einem Radius der kreisförmigen Öffnung sein, sodass der erste Abschnitt jedes leitfähigen Segments der Vielzahl von leitfähigen Segmenten 902a-n die Leistungsspule nicht abschirmt. Die kleinere Breite des ersten Abschnitts der Vielzahl von leitfähigen Segmenten 902a-n reduziert den Oberflächenbereich des Abschnitts der Abschirmung 900, der die Leistungsspule nicht tatsächlich abschirmt, aber noch dem Magnetfeld ausgesetzt ist, das von der Leistungsspule erzeugt wird (z. B. Magnetfeld 402). Durch Reduzieren der Oberfläche des Abschnitts der Abschirmung 900, der die Leistungsspule nicht abschirmt, aber noch dem Magnetfeld ausgesetzt ist, werden Wirbelstromverluste abgeschwächt.
Eine Breite der Vielzahl von Spalten 906a-n kann kleiner als eine Breite der Vielzahl von leitfähigen Segmenten 902a-n sein, sodass jedes der Vielzahl von leitfähigen Segmenten 902a-n breiter als jede der Vielzahl von Spalten 906a-n ist. Zum Beispiel kann eine Breite der Vielzahl von Spalten 906a-n kleiner als eine Breite des zweiten Abschnitts der Vielzahl von leitfähigen Segmenten 902a-n sein, wie eine Breite des zweiten Abschnitts 908b des leitfähigen Segments 902c.
10 veranschaulicht eine alternative Ausführungsform der Abschirmung 1000. Die Abschirmung 1000 kann anstelle der Abschirmung 100 in einem der vorstehend unter Bezugnahme auf 2-7 beschriebenen Systeme verwendet werden. Die Abschirmung 1000 kann eine Vielzahl von leitfähigen Segmenten 1002a-n umfassen, die sich von einer Stelle 1004 erstrecken. Die Vielzahl von leitfähigen Segmenten 1002a-n kann ein Material sein, das aus Kupfer, Aluminium, Blei, Zink, Zinn, Gold, Silber und einer Kombination davon ausgewählt ist.
Die Stelle 1004 kann zum Beispiel ein leitfähiger Mittelpunkt der Abschirmung 1000 sein. Alternativ kann die Stelle 1004 ein leitfähiger Punkt sein, der sich in der Nähe der Mitte der Abschirmung 1000 befindet, oder einen leitfähigen Punkt, der sich in der Nähe eines Umfangs der Abschirmung 1000 befindet. Die Stelle 1004 kann ein gefüllter kreisförmiger Punkt sein oder kann stattdessen einen leitfähigen Ring umfassen. Die Stelle 1004 kann ein Material umfassen, das aus Kupfer, Aluminium, Blei, Zink, Zinn, Gold, Silber und einer Kombination davon ausgewählt ist.
Die Abschirmung 1000 kann eine im Wesentlichen kreisförmige oder ovale Form aufweisen. Die Vielzahl von leitfähigen Segmenten 1002a-n kann sich von der Stelle 1004 radial nach außen erstrecken.
Die Vielzahl von leitfähigen Segmenten 1002 a-n kann durch eine Vielzahl von Spalten 906a-n voneinander getrennt sein. Mehr als eines der Vielzahl von leitfähigen Segmenten 1002 a-n, wie die leitfähigen Segmente 1002 b-e, kann mit einer elektrischen Masse einer Ladevorrichtung oder einer tragbaren elektronischen Vorrichtung verbindbar sein. Die leitfähigen Segmente 1002 b-e können eine größere Länge aufweisen als der Rest der Vielzahl von leitfähigen Segmenten 1002 a-n. Zum Beispiel können die leitfähigen Segmente 1002 b-e zusätzliches leitfähiges Material umfassen, das die leitfähigen Segmente 1002 b-e mit einer elektrischen Masse der drahtlosen Ladevorrichtung oder der tragbaren elektronischen Vorrichtung verbindet. Durch Verbinden von mehr als einem der Vielzahl von leitfähigen Segmenten 1002 a-n mit einer elektrischen Masse kann die Spannung die Position 1004 reduzieren, wodurch Wirbelstromverluste abgeschwächt werden.
Jedes leitfähige Segment der Vielzahl von leitfähigen Segmenten 1002a-n kann einen ersten Abschnitt mit einer ersten Breite und einer ersten Länge und einen zweiten Abschnitt mit einer zweiten Breite und einer zweiten Länge umfassen. Die zweite Länge kann gleich einem Radius der Abschirmung 1000 sein, die kleiner als die erste Länge ist. Der erste Abschnitt kann näher als der zweite Abschnitt zur ersten Stelle sein. Die erste Breite kann kleiner als die zweite Breite sein.
Die Abschirmung 1000 kann in einem System mit einer Leistungsspule (z. B. Leistungsspule 202), wie in dem vorstehend beschriebenen System 200, verwendet werden. Zum Beispiel kann die Abschirmung 1000 auf einer oberen oder unteren Oberfläche der Leistungsspule positioniert sein. Eine Mitte der Leistungsspule kann eine kreisförmige Öffnung mit einem Radius umfassen. Wenn die Mitte der Leistungsspule eine kreisförmige Öffnung mit einem Radius umfasst, kann die Stelle 1004 einen leitfähigen Punkt (z. B. gefüllten kreisförmigen Punkt oder leitfähigen Ring) umfassen, der innerhalb der kreisförmigen Öffnung positioniert ist, wenn die Abschirmung 1000 auf einer Oberfläche der Leistungsspule positioniert ist.
Die Länge des ersten Abschnitts der Vielzahl von leitfähigen Segmenten 1002a-n kann im Wesentlichen gleich einem Radius der kreisförmigen Öffnung sein, sodass der erste Abschnitt jedes leitfähigen Segments der Vielzahl von leitfähigen Segmenten 1002a-n die Leistungsspule nicht abschirmt. Die kleinere Breite des ersten Abschnitts der Vielzahl von leitfähigen Segmenten 1002a-n reduziert den Oberflächenbereich des Abschnitts der Abschirmung 1000, der die Leistungsspule nicht tatsächlich abschirmt, aber noch dem Magnetfeld ausgesetzt ist, das von der Leistungsspule erzeugt wird (z. B. Magnetfeld 402). Durch Reduzieren der Oberfläche des Abschnitts der Abschirmung 1000, der die Leistungsspule nicht abschirmt, aber noch dem Magnetfeld ausgesetzt ist, werden Wirbelstromverluste abgeschwächt.
Eine Breite der Vielzahl von Spalten 1006a-n kann kleiner als eine Breite der Vielzahl von leitfähigen Segmenten 1002a-n sein, sodass jedes der Vielzahl von leitfähigen Segmenten 1002a-n breiter als jede der Vielzahl von Spalten 1006a-n ist. Zum Beispiel kann eine Breite der Vielzahl von Spalten 1006a-n kleiner als eine Breite des zweiten Abschnitts der Vielzahl von leitfähigen Segmenten 1002a-n sein, wie eine Breite des zweiten Abschnitts 1008b des leitfähigen Segments 1002c.
11a-b veranschaulichen verschiedene Ausführungsformen 1102, 1104 einer Stelle auf einer Abschirmung (z. B. Abschirmung 100, 800, 900 und/oder 1000), von denen sich eine Vielzahl von leitfähigen Segmenten erstreckt. Zum Beispiel können die Stellen 1102 und/oder 1104 die Stelle 104, 804, 904 und/oder 1004 sein.
Die Stelle 1102 ist ein leitfähiger Ring. Der leitfähige Ring 1102 kann ein Material umfassen, das aus Kupfer, Aluminium, Blei, Zink, Zinn, Gold, Silber und einer Kombination davon ausgewählt ist. Der leitfähige Ring 1102 kann segmentiert sein. Zum Beispiel kann ein Umfang des leitfähigen Rings 1102 eine Spalte umfassen. Die Spalte kann konfiguriert sein, um Wirbelstromschleifen zu brechen.
Die Stelle 1104 ist ein anderer leitfähiger Ring. Der leitfähige Ring 1104 kann ein Material umfassen, das aus Kupfer, Aluminium, Blei, Zink, Zinn, Gold, Silber und einer Kombination davon ausgewählt ist. Der leitfähige Ring 1104 kann segmentiert sein. Zum Beispiel kann ein Umfang des leitfähigen Rings 1102 eine Vielzahl von Spalten umfassen. Die Vielzahl von Spalten kann konfiguriert sein, um Wirbelstromschleifen zu brechen. Durch Erhöhen der Anzahl von Spalten im Umfang des leitfähigen Rings 1104 kann die Spannung über der Position 1104 reduziert werden.
12 veranschaulicht ein System 1200, das überlappende Abschirmungen umfasst. Das System 1200 kann ein Paar Abschirmungen, wie ein Paar der Abschirmungen 100, 800, 900 oder 1000, umfassen. Die erste Abschirmung 1202 kann auf einer unteren Oberfläche einer Senderleistungsspule, wie einer Senderleistungsspule in einer drahtlosen Ladevorrichtung, positioniert sein. Die zweite Abschirmung 1204 kann auf einer oberen Oberfläche einer Empfängerleistungsspule, wie einer Empfängerleistungsspule in einer tragbaren elektronischen Vorrichtung, positioniert sein. Die erste und die zweite Abschirmung 1202, 1204 können so konfiguriert sein, dass sie beide zwischen der Empfängerleistungsspule und der Senderleistungsspule positioniert sind, wenn die tragbare drahtlose Vorrichtung Leistung von der drahtlosen Ladevorrichtung empfängt (z. B. oben auf) platziert ist. Das Isoliermaterial kann zwischen der ersten und der zweiten Abschirmung 1202, 1204 angeordnet sein.
Das System 1200 kann eine Basis 1206 einschließen. Die Basis 1206 kann ein Material sein, das Ferrit umfasst. Die Basis 1206 kann auf einer oberen Oberfläche der Senderleistungsspule oder einer unteren Oberfläche einer Empfängerleistungsspule positioniert sein. Der Durchmesser der Basis 1206 kann größer sein als der Durchmesser der ersten Abschirmung 1202 und der zweiten Abschirmung 1204.
Wenn die tragbare drahtlose Vorrichtung so konfiguriert ist, dass sie Leistung von der drahtlosen Ladevorrichtung empfängt (z. B. auf ihr platziert wird), kann die erste Vielzahl von Spalten so konfiguriert sein, dass sie sich mindestens teilweise mit der zweiten Vielzahl von leitfähigen Segmenten ausrichtet (z. B. überlappt). Ebenso kann die zweite Vielzahl von Spalten so konfiguriert sein, dass sie mindestens teilweise mit der ersten Vielzahl von leitfähigen Segmenten ausgerichtet sind (z. B. überlappen). Die erste Vielzahl von leitfähigen Segmenten kann eine größere Breite als die zweite Vielzahl von Spalten aufweisen. Ebenso kann die zweite Vielzahl von leitfähigen Segmenten eine größere Breite als die erste Vielzahl von Spalten aufweisen. Eine solche Konfiguration stellt sicher, dass sowohl die Empfänger- als auch die Senderleistungsspulen vollständig abgeschirmt sind.
13 veranschaulicht eine Explosionsansicht einer Vorrichtung 1300, die eine Leistungsspule 1305 einschließt. Die Vorrichtung 1300 kann zum Beispiel eine tragbare elektronische Vorrichtung oder eine drahtlose Ladevorrichtung sein. Die Vorrichtung 1300 kann ein oberes Gehäuse 1326 und ein Gehäuse 1325 einschließen, das zusammenpassen kann, um einen inneren Hohlraum zu definieren. Wie in 13 gezeigt, kann die Vorrichtung 1300 eine elektromagnetische Abschirmung 1306 und eine ferromagnetische Abschirmung 1310 einschließen.
Die elektromagnetische Abschirmung 1306 kann zum Beispiel eine der vorstehend beschriebenen Abschirmungen sein, wie die Abschirmung 100, die Abschirmung 800, die Abschirmung 900 oder die Abschirmung 1000.
Die elektromagnetische Abschirmung 1306 kann auf einer oberen oder unteren Oberfläche der Leistungsspule 1305 positioniert sein, sodass der Magnetfluss zuerst durch die elektromagnetische Abschirmung 1306 verläuft, bevor die Leistungsspule 1305 erreicht wird, wenn die Leistungsspule 1305 als Empfängerspule arbeitet, oder dass der Magnetfluss in Richtung der elektromagnetischen Abschirmung 1306 gerichtet ist, wenn die Leistungsspule 1305 als eine Senderspule arbeitet. Zum Beispiel kann die elektromagnetische Abschirmung 1306 zwischen der Leistungsspule 1305 und dem Gehäuse 1325 positioniert sein. In einigen Ausführungsformen kann die elektromagnetische Abschirmung 1306 eine Abschirmungsschicht sein, die für den magnetischen Fluss im Wesentlichen transparent ist, sodass ein großer Prozentsatz des magnetischen Flusses sie durchdringen kann, aber auch für das elektrische Feld im Wesentlichen undurchlässig ist, sodass das von der Leistungsspule 1305 während des Vorgangs erzeugte elektrische Feld im Wesentlichen durch sie blockiert wird. Die in der elektromagnetischen Abschirmung 1306 durch Blockieren der elektrischen Felder erzeugte Spannung kann an Masse entladen werden. Blockieren von elektrischen Feldern mildert Rauschen, das von einem Spannungsaufbau auf der Leistungsspule 1305 herrührt. In einigen Ausführungsformen ist die elektromagnetisch Abschirmung 1306 aus jedem Material gebildet, das zum Blockieren von elektrischen Feldern geeignet ist, während elektromagnetische Felder durchgelassen werden, wie beispielsweise eine dünne Schicht aus Silber.
In einer Ausführungsform kann die ferromagnetische Abschirmung 1310 zwischen der Leistungsspule 1305 und der thermischen Abschirmung 1315 angeordnet sein. In einigen Ausführungsformen dient die ferromagnetische Abschirmung 1310 als Magnetfeldabschirmung zur Umlenkung des magnetischen Flusses, um eine höhere Kopplung mit einer Senderspule in einer drahtlosen Vorrichtung zu erreichen, was zu einer verbesserten Ladeeffizienz führen kann. Die ferromagnetische Abschirmung 1310 kann auch den magnetischen Fluss umleiten, um zu verhindern, dass Streufluss mit empfindlichen internen Komponenten innerhalb der Vorrichtung 1300 beeinträchtigt wird.
Die Vorrichtung 1300 kann optional eine thermische Abschirmung 1315 einschließen. Die thermische Abschirmung 1315 kann eine Graphit- oder ähnliche Schicht einschließen, die für eine thermische Isolierung zwischen dem drahtlosen Leistungsempfangs-/Sendemodul 1301 und der Batterie und anderen Komponenten der Vorrichtung 1300 sorgt, in die das drahtlose Leistungsempfangs-/Sendemodul 301 eingebaut ist. Die thermische Abschirmung 1315 kann auch eine Kupferschicht einschließen, die mit der Masse verbunden ist und zur thermischen Abschirmung beiträgt und gleichzeitig Streuflüsse auffängt.
Die Vorrichtung 1300 kann optional eine Klebstoffkomponente 1320 einschließen, die ein drahtloses Leistungsempfangs-/Sendemodul 1301 mit dem Gehäuse 1325 verbindet. Die Klebstoffkomponente 1320 kann ein einzelnes Blatt eines Klebstoffmaterials sein, wie druckempfindliches Haftmittel (PSA), das Empfangen von drahtloses Leistungsempfangs-/Sendemodul 1301 mit dem Gehäuse 1325 verbindet. In einigen Ausführungsformen ist das drahtlose Leistungsempfangs-/Sendemodul 1301 an dem Gehäuse 1325 innerhalb eines Aussparungsbereichs 1330 befestigt und geformt, um das drahtlose Leistungsempfangs-/Sendemodul 1301 aufzunehmen, wodurch elektronische Magnetsignale zum Quergehäuse 1325 ermöglicht werden. In einigen Ausführungsformen ist das Gehäuse ein Dielektrikum wie Kunststoff und/oder Glas, und als solches ist die optionale Aussparung 1330 nicht erforderlich. Anstatt an dem Gehäuse 1325 mit einer einzigen Lage von Klebstoffmaterial befestigt zu werden, kann das drahtlose Leistungsempfangs-/Sendemodul 1301 an dem Gehäuse 1325 mit einer Befestigungsbaugruppe befestigt sein, die aus mehr als einem Lagenmaterial zusammengesetzt ist.
Obwohl eine Vielfalt von Beispielen und anderen Informationen verwendet wurde, um Gesichtspunkte innerhalb des Schutzumfangs der beiliegenden Ansprüche zu erläutern, sollte keine Einschränkung der Ansprüche auf der Grundlage bestimmter Merkmale oder Anordnungen in solchen Beispielen impliziert werden, da der Fachmann in der Lage wäre, diese Beispiele zu verwenden, um eine große Vielfalt von Implementierungen abzuleiten. Ferner und obwohl ein Gegenstand in einer für Beispiele von strukturellen Merkmalen und/oder Verfahrensschritten spezifischen Sprache beschrieben wurde, versteht es sich, dass der in den beiliegenden Ansprüchen definierte Gegenstand nicht notwendigerweise auf diese beschriebenen Merkmale oder Handlungen beschränkt ist. Zum Beispiel kann eine solche Funktionalität anders verteilt oder in anderen als den hierin identifizierten Komponenten durchgeführt werden. Vielmehr werden die beschriebenen Merkmale und Schritte als Beispiele für Komponenten von Systemen und Verfahren innerhalb des Schutzumfangs der beiliegenden Ansprüche offenbart.

Claims

System zur elektrostatischen Abschirmung, das System umfassend: eine erste Abschirmung, die eine erste Vielzahl von leitfähigen Segmenten umfasst, die sich von einer ersten Stelle aus erstrecken, wobei die erste Vielzahl von leitfähigen Segmenten durch eine erste Vielzahl von Spalten voneinander getrennt sind; eine zweite Abschirmung, die eine zweite Vielzahl von leitfähigen Segmenten umfasst, die sich von einer zweiten Stelle aus erstrecken, wobei die zweite Vielzahl von leitfähigen Segmenten durch eine zweite Vielzahl von Aussparungen voneinander getrennt sind; und einen Isolator, der zwischen der ersten Abschirmung und der zweiten Abschirmung angeordnet ist, wobei die erste Vielzahl von Spalten konfiguriert ist, um mindestens teilweise mit der zweiten Vielzahl von leitfähigen Segmenten auszurichten, und die zweite Vielzahl von Spalten dazu konfiguriert ist, mindestens teilweise mit der ersten Vielzahl von leitfähigen Segmenten auszurichten.
System nach Anspruch 1, wobei die erste Stelle einen leitfähigen Mittelpunkt der ersten Abschirmung umfasst oder die zweite Stelle einen leitfähigen Mittelpunkt der zweiten Abschirmung umfasst.
System nach Anspruch 2, wobei der Mittelpunkt gefüllt ist.
System nach Anspruch 1, wobei die erste Stelle einen leitfähigen Ring umfasst, der in einer Mitte der ersten Abschirmung positioniert ist, oder die zweite Stelle einen leitfähigen Ring umfasst, der in einer Mitte der zweiten Abschirmung positioniert ist.
System nach Anspruch 1, wobei sich die erste Vielzahl von leitfähigen Segmenten von der ersten Stelle radial nach außen erstreckt oder sich die zweite Vielzahl von leitfähigen Segmenten von der zweiten Stelle radial nach außen erstrecken.
System nach Anspruch 1, wobei eine Breite, die der ersten Vielzahl von leitfähigen Segmenten zugeordnet ist, größer ist als eine Breite, die der zweiten Vielzahl von Spalten zugeordnet ist, oder eine Breite, die der zweiten Vielzahl von leitfähigen Segmenten zugeordnet ist, größer als eine Breite ist, die der ersten Vielzahl von Spalten zugeordnet ist.
System nach Anspruch 1, wobei jedes leitfähige Segment der ersten Vielzahl von leitfähigen Segmenten einen ersten Abschnitt mit einer ersten Breite und einer ersten Länge und einen zweiten Abschnitt mit einer zweiten Breite und einer zweiten Länge umfasst, wobei der erste Abschnitt näher als der zweite Abschnitt an der ersten Stelle liegt, die erste Breite kleiner als die zweite Breite ist und die zweite Länge gleich einem Radius des ersten Schildes abzüglich der ersten Länge ist.
System nach Anspruch 1, wobei jedes leitfähige Segment der zweiten Vielzahl von leitfähigen Segmenten einen ersten Abschnitt mit einer ersten Breite und einer ersten Länge und einen zweiten Abschnitt mit einer zweiten Breite und einer zweiten Länge umfasst, wobei der erste Abschnitt näher als der zweite Abschnitt an der zweiten Stelle liegt, die erste Breite kleiner als die zweite Breite ist und die zweite Länge gleich einem Radius des zweiten Schildes abzüglich der ersten Länge ist.
System nach Anspruch 1, wobei die erste Vielzahl von leitfähigen Segmenten oder die zweite Vielzahl von leitfähigen Segmenten ein Material ist, das aus Kupfer, Aluminium, Blei, Zink, Zinn, Gold, Silber und einer Kombination davon ausgewählt ist.
Drahtlose Ladevorrichtung, umfassend: eine Leistungsspule, die einen leitfähigen Draht umfasst, der in einer Vielzahl von Windungen um einen Mittelpunkt gewickelt ist, und in zunehmenden Radien, sodass die Leistungsspule im Wesentlichen planar ist; eine erste Abschirmung, die auf einer unteren Oberfläche der Leistungsspule positioniert ist, wobei die erste Abschirmung eine Vielzahl von leitfähigen Segmenten umfasst, die sich radial von einer ersten Stelle aus erstrecken, wobei die Vielzahl der leitenden Segmente durch eine erste Vielzahl von Spalten voneinander getrennt sind; und einen Isolator, der zwischen der Leistungsspule und der ersten Abschirmung positioniert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei die Leistungsspule konfiguriert ist, um ein Magnetfeld zu erzeugen, wobei das Magnetfeld ein elektrisches Feld auf der ersten Abschirmung induziert, und wobei eine Richtung des induzierten elektrischen Feldes an jedem Punkt des elektrischen Feldes im Wesentlichen senkrecht zu mindestens einem der ersten Vielzahl von leitfähigen Segmenten ist.
Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei mindestens ein leitfähiges Segment der ersten Vielzahl von leitfähigen Segmenten zusätzliches leitfähiges Material einschließt, das mindestens ein leitfähiges Segment mit einer elektrischen Masse der drahtlosen Ladevorrichtung verbindet.
Vorrichtung nach Anspruch 10, ferner umfassend ein Ferritmaterial, das auf einer oberen Oberfläche der Leistungsspule positioniert ist, wobei ein Durchmesser des Ferritmaterials größer als ein Durchmesser der ersten Abschirmung ist.
Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei die erste Stelle einen leitfähigen Mittelpunkt der ersten Abschirmung und einen leitfähigen Ring umfasst, der in einer Mitte der ersten Abschirmung positioniert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 14, wobei ein Umfang des leitfähigen Rings eine oder mehrere Spalte umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei der Mittelpunkt der Leistungsspule eine kreisförmige Öffnung umfasst und wobei die erste Stelle einen leitfähigen Punkt umfasst, der innerhalb der kreisförmigen Öffnung positioniert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei die erste Stelle einen leitfähigen Punkt oder einen leitfähigen Ring umfasst, der an einem Umfangspunkt der ersten Abschirmung positioniert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei der Mittelpunkt der Leistungsspule eine kreisförmige Öffnung mit einem Radius umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 18, wobei jedes leitfähige Segment der ersten Vielzahl von leitfähigen Segmenten einen ersten Abschnitt mit einer ersten Breite und einer ersten Länge und einen zweiten Abschnitt mit einer zweiten Breite und einer zweiten Länge umfasst, wobei der erste Abschnitt näher als der zweite Abschnitt an der ersten Stelle ist, die erste Breite kleiner als die zweite Breite ist, die erste Länge im Wesentlichen gleich dem Radius der kreisförmigen Öffnung ist und die zweite Länge gleich einem Radius des ersten Schildes abzüglich der ersten Länge ist.
Vorrichtung nach Anspruch 10, ferner umfassend: eine zweite Abschirmung, die zwischen der ersten Abschirmung und dem Isolator positioniert ist, wobei die zweite Abschirmung eine zweite Vielzahl von leitfähigen Segmenten umfasst, die sich radial von einer zweiten Stelle erstrecken, wobei die zweite Vielzahl von leitfähigen Segmenten durch eine zweite Vielzahl von Spalten voneinander getrennt sind, wobei die erste Vielzahl von Spalten so positioniert ist, dass sie mindestens teilweise mit der zweiten Vielzahl von leitfähigen Segmenten ausgerichtet sind; und wobei die zweite Vielzahl von Spalten so positioniert ist, dass sie mindestens teilweise mit der ersten Vielzahl von leitfähigen Segmenten ausgerichtet sind.