TWM508105U - 薄膜線圈元件及其適用之可撓式無線充電裝置與系統 - Google Patents

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TWM508105U
TWM508105U TW104206636U TW104206636U TWM508105U TW M508105 U TWM508105 U TW M508105U TW 104206636 U TW104206636 U TW 104206636U TW 104206636 U TW104206636 U TW 104206636U TW M508105 U TWM508105 U TW M508105U
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film coil
coil component
antenna
wireless charging
rubber
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TW104206636U
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English (en)
Inventor
Yu-Chou Yeh
Tsung-Her Yeh
Chen-Chi Wu
Chun-Ting Yeh
Hsueh-Jung Huang
Bo-Ruei Cheng
Chih-Ming Hu
Chiu-Cheng Tsui
Original Assignee
Jtouch Corp
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Description

薄膜線圈元件及其適用之可撓式無線充電裝置與系統 【0001】
本案係關於一種充電裝置及其線圈元件,尤指一種可撓式無線充電裝置及其薄膜線圈元件。本案亦包括一種利用該可撓式無線充電裝置之無線充電系統。
【0002】
各種可攜式電子裝置例如手機、平板電腦已廣泛應用於日常生活中,為提供可攜式電子裝置運作所需電能,須以充電器對其內部電池充電。由於無線充電裝置可適用於各種使用環境且不會受電源線之限制,可便於使用者進行充電應用,因此無線充電裝置已逐漸被發展以取代有線充電器之使用。
【0003】
無線充電又稱感應充電或非接觸式充電,其係藉由無線方式將能量從供電裝置提供予受電裝置。目前,無線充電技術概括分為三大陣營,無線充電聯盟WPC(Wireless Power Consortium)(QI)、電力事業聯盟PMA(Power Matters Alliance)、無線電源聯盟A4WP(Alliance For Wireless Power),其中以WPC、A4WP聯盟為主流,而採用之無線充電方式則有磁感應(低頻)與磁共振(高頻)之技術分別。磁感應方式僅能用於短距離傳輸且受電裝置需對位貼附於供電裝置,其電能轉換效率較高,卻難以實現多個受電裝置同時進行充電。磁共振則是讓發送端與接收端達到特定共振頻率,可讓雙方形成磁共振現象,透過這種方式達到能量傳輸的目的。相較於磁感應方式,磁共振方式可實現較遠距離之充電。
【0004】
目前,不論是採用磁感應或磁共振技術之無線充電裝置,其線圈元件通常採用銅箔線圈且將銅箔線圈設置於硬質基板上並裝設於殼體內,因此現有的無線充電裝置無法依據使用需求及充電環境自由變形,且通常僅能於無線充電裝置之單側對受電裝置進行充電,如此將使充電應用受到限制且降低其便利性。
【0005】
此外,現有的無線充電裝置由於採用之技術不同,其線圈元件之耦合頻率以及發射端電路設計亦不同,造成產品各自規格之不相容且無法共用元件。由於不相容之因素,無線充電裝置無法使用相同的線圈元件及電路元件,使得各種可攜式電子裝置需要使用搭配之各種客製化無線充電裝置,如此降低了無線充電裝置之優勢與通用性。再則,部分現有的無線充電裝置需使用多線圈對的方式才能使受電裝置之無線充電接收端達到無須定位的需求。然而,多線圈對甚至多層多線圈對的設計,不但製程複雜、成本較高且線圈元件之厚度會增加,此外,多層多線圈對設計亦會衍生金屬干擾的問題,造成充電效率降低。
【0006】
本案之目的在於提供一種可撓式無線充電裝置及其薄膜線圈元件,其結構可撓且輕薄,且可依據使用需求及充電環境自由變形,可實現雙面遠距充電,可增加無線充電應用彈性及便利性,並可達到使受電裝置之無線充電接收端無須定位充電之需求。
【0007】
本案之另一目的在於提供一種可撓式無線充電裝置及其薄膜線圈元件,其可提升無線充電裝置之通用性,降低成本,可避免多層多線圈對之金屬干擾問題與降低製程複雜度,且可提升充電效率。
【0008】
本案之另一目的在於提供一種無線充電系統,其包括可撓式無線充電裝置以及受電裝置,其係使用前述之薄膜線圈元件並藉由磁共振耦合方式實現無線充電,且可達到前述功效。
【0009】
為達上述目的,本案之一較佳實施態樣為提供一種薄膜線圈元件,包括:柔性基板,具有第一面與第二面,其中第一面相對於第二面;起振天線,設置於柔性基板之第一面;諧振天線,設置於柔性基板之第二面,其中諧振天線之兩端連接於一個或多個電容器,且諧振天線係與起振天線共振耦合,以發射或接收一特定諧振頻率之電磁波;第一保護層,覆蓋起振天線;以及第二保護層,覆蓋諧振天線。
【0010】
為達上述目的,本案之另一較佳實施態樣為提供一種可撓式無線充電裝置,用以對一受電裝置進行無線充電,該可撓式無線充電裝置包括至少一組薄膜線圈元件及至少一組發射模組。薄膜線圈元件包括:柔性基板,具有第一面與第二面,其中第一面相對於第二面;起振天線,設置於柔性基板之第一面;諧振天線,設置於柔性基板之第二面,其中諧振天線之兩端連接於一個或多個電容器;第一保護層,覆蓋起振天線;以及第二保護層,覆蓋諧振天線。發射模組係電連接於薄膜線圈元件與一電源之間,以接收該電源所提供之電能並提供一交流訊號至薄膜線圈元件。其中,薄膜線圈元件之起振天線接收交流訊號,且起振天線與諧振天線共振耦合以發射一特定諧振頻率之電磁波,俾對受電裝置進行無線充電。
【0011】
為達上述目的,本案之另一較佳實施態樣為提供一種無線充電系統,包括可撓式無線充電裝置以及受電裝置。可撓式無線充電裝置包括至少一組發射薄膜線圈元件及至少一組發射模組。發射薄膜線圈元件包括:柔性基板,具有第一面與第二面,其中第一面相對於第二面;起振天線,設置於柔性基板之第一面;諧振天線,設置於柔性基板之第二面,其中諧振天線之兩端連接於一個或多個電容器;第一保護層,覆蓋起振天線;以及第二保護層,覆蓋諧振天線。發射模組係電連接於發射薄膜線圈元件與一電源之間,以接收該電源所提供之電能並提供一交流訊號至發射薄膜線圈元件。其中,發射薄膜線圈元件之起振天線接收交流訊號,且起振天線與諧振天線共振耦合以發射一特定諧振頻率之電磁波。受電裝置包括:一接收薄膜線圈元件,與發射薄膜線圈元件之特定諧振頻率之電磁波磁共振耦合,以接收可撓無線充電裝置所傳輸之能量;以及接收模組,連接於接收薄膜線圈元件,以將接收薄膜線圈元件接收之能量進行轉換。
【0030】
1‧‧‧無線充電系統
2‧‧‧可撓式無線充電裝置
3‧‧‧受電裝置
3a‧‧‧無線充電接收器
3b‧‧‧負載
5‧‧‧電源
6‧‧‧壁面
20‧‧‧容置空間
21‧‧‧薄膜線圈元件
21a‧‧‧第一次薄膜線圈元件
21b‧‧‧第二次薄膜線圈元件
22‧‧‧發射模組
211、311‧‧‧柔性基板
211a‧‧‧第一面
211b‧‧‧第二面
211c‧‧‧穿孔
212、312‧‧‧起振天線
213、313‧‧‧諧振天線
213a‧‧‧第一端
213b‧‧‧第二端
214、314‧‧‧第一保護層
215、315‧‧‧第二保護層
216、316‧‧‧電容器
217、317‧‧‧屏蔽元件
218‧‧‧網格單元
218a、218b‧‧‧金屬微線
221‧‧‧電源轉換電路
222‧‧‧振盪器
223‧‧‧功率放大器
224‧‧‧濾波電路
24‧‧‧支架
25‧‧‧底座
31‧‧‧接收薄膜線圈元件
32‧‧‧接收模組
33‧‧‧連接器
321‧‧‧濾波電路
322‧‧‧整流電路
323‧‧‧穩壓電路
324‧‧‧直流電壓調節電路
d‧‧‧間距
【0012】
第1圖係為本案之無線充電系統之架構示意圖。
第2A圖係為第1圖所示之可撓式無線充電裝置之薄膜線圈元件之結構分解圖。
第2B圖係為第1圖所示之可撓式無線充電裝置之薄膜線圈元件之另一變化例之結構分解圖。
第2C圖係為第1圖所示之可撓式無線充電裝置之薄膜線圈元件之另一變化例之結構分解圖。
第3圖係為第1圖所示之可撓式無線充電裝置之發射模組之電路方塊圖。
第4圖為第2B圖所示屏蔽元件之一示範例之結構示意圖。
第5A圖係為第1圖所示之受電裝置之接收薄膜線圈元件之結構分解圖。
第5B圖係為第1圖所示之受電裝置之接收薄膜線圈元件之另一變化例之結構分解圖。
第5C圖係為第1圖所示之受電裝置之接收薄膜線圈元件之另一變化例之結構分解圖。
第6圖係為第1圖所示之受電裝置之接收模組之電路方塊圖。
第7圖係顯示本案之可撓式無線充電裝置之第一應用例之結構示意圖。
第8圖係顯示本案之可撓式無線充電裝置之第二應用例之結構示意圖。
第9圖係顯示本案之可撓式無線充電裝置之第三應用例之結構示意圖。
第10圖係顯示第1圖之受電裝置之一示範例之結構示意圖。
【0013】
體現本案特徵與優點的一些典型實施例將在後段的說明中詳細敘述。應理解的是本案能夠在不同的態樣上具有各種的變化,其皆不脫離本案的範圍,且其中的說明及圖式在本質上係當作說明之用,而非用於限制本案。
【0014】
第1圖係為本案之無線充電系統之架構示意圖,第2A圖係為第1圖所示之可撓式無線充電裝置之薄膜線圈元件之結構分解圖,以及第3圖係為第1圖所示之可撓式無線充電裝置之發射模組之電路方塊圖。如第1、2A及3圖所示,本案之無線充電系統1包括可撓式無線充電裝置2以及至少一受電裝置3,其中可撓式無線充電裝置2係連接於一電源5(例如但不限於交流市電),且可發射出特定頻率或寬頻之電磁波(例如但不限於頻率範圍介於60Hz到300GHz之電磁波),以利用磁共振耦合方式對一個或多個受電裝置3(例如但不限於手機、平板電腦、電器產品)實現無線充電,藉此可提供雙面遠距充電之功能。本案之可撓式無線充電裝置2包括至少一組薄膜線圈元件21(或稱發射薄膜線圈元件)以及至少一組發射模組22,其中薄膜線圈元件21係電性連接於發射模組22,以架構為可撓式無線充電裝置2之發射端,發射模組22係電連接於電源5以及薄膜線圈元件21之間,以接收電源5所提供之電能並且產生一交流訊號至薄膜線圈元件21。
【0015】
如第1及2A圖所示,薄膜線圈元件21包括柔性基板211、起振天線212、諧振天線213、第一保護層214以及第二保護層215,其中,起振天線212與諧振天線213係設置於柔性基板211之兩相對面,亦即起振天線212與諧振天線213分別設置於柔性基板211之第一面211a與第二面211b。諧振天線213之兩端(即第一端213a與第二端213b)係連接一個或多個電容器216。於一實施例中,諧振天線213之第一端213a係從柔性基板213之第二面211b穿過柔性基板211之穿孔211c並從柔性基板213之第一面211a引線而出。第一保護層214及第二保護層215係分別覆蓋起振天線212與諧振天線213,亦即第一保護層214及第二保護層215係分別位於起振天線212與諧振天線213之外側。當可撓式無線充電裝置2經由其發射模組22通以一交流訊號於薄膜線圈元件21之起振天線212時,起振天線212所發出的電磁波與諧振天線213共振耦合達到最大響應,藉由發射出來之特定諧振頻率之電磁波與受電裝置3之無線充電接收器3a之接收薄膜線圈元件31產生磁共振耦合,以接收可撓無線充電裝置2所傳輸之能量,且經接收模組32轉換電源輸出至負載3b,俾實現對受電裝置3進行無線充電。
【0016】
於一些實施例中,柔性基板211之第一面211a與第二面211b分別包括一黏結層(未圖示),且起振天線212與諧振天線213係分別為導電材料且藉由其黏結層設置於柔性基板211之第一面211a與第二面211b。黏結層可為一種具有光固化(light curing)、熱固化(thermal curing)或其他具有固化特性的黏結材料,其中其他具有固化特性的黏結材料可為但不限於乙烯-醋酸乙烯酯共聚合物系膠、聚醯胺系膠、橡膠系膠、聚烯烴系膠或濕氣硬化聚氨酯膠等。於一些實施例中,黏結層除包含上述固化黏結材料外,更可混有磁性材料,其中磁性材料可為例如但不限於混合在固化黏結材料內之鐵磁粉粒。於另一些實施例中,柔性基板211可為前述之黏結層所取代。
【0017】
於一些實施例中,如第2B圖所示,薄膜線圈元件21更包括一屏蔽元件217,設置於起振天線212與第一保護層214之間,以架構於阻擋至少部分之電磁波向遠離諧振天線213之方向(亦即第一保護層214之外側)發散,俾提昇電磁波增益。可變換地,如第2C圖所示,薄膜線圈元件21之屏蔽元件217亦可設置於第一保護層214之外側,以架構於阻擋至少部分之電磁波向遠離諧振天線213之方向發散,俾提昇電磁波增益。於一些實施例中,如第4圖所示,屏蔽元件217係為金屬網格(Metal mesh)膜,可適用於阻擋較高頻率之電磁波向外發散,例如阻擋具第一特定頻率以上(例如6MHz以上)之電磁波向外發散。該金屬網格膜係由金屬或金屬複合材料製成,其中該金屬或金屬複合材料係選自銅、金、銀、鋁、鎢、鉻、鈦、銦、錫或其至少二者以上所組成之金屬複合物,但不以此為限。金屬網格膜具有網格圖案,該網格圖案包括複數個網格單元218,其中每一個網格單元218之兩相鄰但不相接之金屬微線218a、218b具有一間距d,該間距d係小於薄膜線圈元件21所發出電磁波之波長。於另一些實施例中,屏蔽元件217係為導磁膜,該導磁膜可由鐵氧體(ferrite)、鋅鎳鐵氧體(NiZn)、鋅錳鐵氧體(MgZn)或鐵矽鋁合金與前述的黏結材料構成,可適用於阻擋較低頻率之電磁波向外發散以及提昇電磁波增益,例如阻擋介於第一特定頻率與第二特定頻率之間(例如介於60Hz至20MHz之間)之電磁波向外發散。於另一些實施例中,屏蔽元件217係為一種結合金屬網格膜與導磁膜的複合薄膜,可阻擋所有頻率範圍之電磁波向外發散以及提昇電磁波增益。於一些實施例中,起振天線212與諧振天線213可為但不限於單環路或多環路天線,且其環路之形狀包括且不限於圓形、橢圓形或矩形。
【0018】
於一些實施例中,柔性基板211之材料可選自聚對苯二甲酸乙二酯(Polyethylene terephthalate,PET)、薄玻璃、聚萘二甲酸乙二醇酯(Polyethylennaphthalat,PEN)、聚醚(Polyethersulfone,PES)、聚酸甲酯(Polymethylmethacrylat,PMMA)、聚酰亞胺(Polyimide,PI)或聚碳酸脂(Polycarbonate,PC),且不以此為限。起振天線212與諧振天線213之導電材料可選自銀(Ag)、銅(Cu)、金(Au)、鋁(Al)或石墨烯,且不以此為限。於一些實施例中,第一保護層214與第二保護層215可由保護塗料構成,其可選自環氧樹脂、壓克力矽膠、聚氨酯膠、乙烯-醋酸乙烯酯共聚合物系膠、聚醯胺系膠、橡膠系膠、聚烯烴系膠、濕氣硬化聚氨酯膠或矽膠等,且不以此為限。
【0019】
請再參閱第1、2A及3圖,於一些實施例中,可撓式無線充電裝置2包括一組或多組發射模組22,其中每一組發射模組22包括電源轉換電路221、振盪器222、功率放大器223及濾波電路224。電源轉換電路221係電連接於電源5且連接於振盪器222及功率放大器223,電源轉換電路221係將電源5所提供之電能轉換並供電予振盪器222與功率放大器223。於一些實施例中,電源轉換電路222包括直流-直流轉換器、交流-交流轉換器及/或直流-交流轉換器。振盪器222係可調地輸出一特定頻率之交流訊號,功率放大器223係架構於放大該特定頻率之交流訊號,以及濾波電路224係架構於濾除該交流訊號之諧波與不需之頻率部分,藉此以輸出至薄膜線圈元件21之起振天線212。
【0020】
於本實施例中,受電裝置3包括一無線充電接收器3a以及一負載3b,其中該無線充電接收器3a與負載3b可為結構上可分離之兩器件或可整合為單一器件。舉例而言,受電裝置3之無線充電接收器3a可為一無線充電接收墊,且負載3b可為不具無線充電功能之手機,藉由將無線充電接收墊與該手機電連接,可使不具無線充電功能之手機可以實現無線充電。於另一實施例中,無線充電接收器3a亦可整合安裝於負載3b(例如手機)之殼體內部。
【0021】
第5A圖係為第1圖所示之受電裝置之薄膜線圈元件之結構分解圖。如第1及5A圖所示,於一些實施例中,受電裝置3之無線充電接收器3a包括接收薄膜線圈元件31以及接收模組32。接收薄膜線圈元件31包括柔性基板311、起振天線312、諧振天線313、第一保護層314以及第二保護層315,其中諧振天線313之兩端係連接一個或多個電容器316。接收薄膜線圈元件31之柔性基板311、起振天線312、諧振天線313、第一保護層314以及第二保護層315之結構、材料與功能分別與第2A圖所示之薄膜線圈元件21之柔性基板211、起振天線212、諧振天線213、第一保護層214以及第二保護層215之結構、材料與功能相同,於此不再贅述。於一些實施例中,如第5B及5C圖所示,接收薄膜線圈元件31更包括一屏蔽元件317,其中屏蔽元件317之結構、材料與功能與第2B及2C圖所示之薄膜線圈元件21之屏蔽元件217之結構、材料與功能相同,於此不再贅述。
【0022】
於此實施例中,接收薄膜線圈元件31係架構於與薄膜線圈元件21產生磁共振耦合,藉此以接收可撓式無線充電裝置2之薄膜線圈元件21所發射之特定諧振頻率之電磁波。換言之,當薄膜線圈元件21之特定諧振頻率F與接收薄膜線圈元件31之諧振頻率相同,且無線充電接收器3a位於可撓式無線充電裝置2之一可充電距離D內時,可將能量由可撓式無線充電裝置2之薄膜線圈元件21傳送至無線充電接收器3a之接收薄膜線圈元件31。舉例而言,當該特定諧振頻率F為900MHz時,可充電距離D可達約15公尺(m)。當該特定諧振頻率F為6MHz時,可充電距離D可達約3公尺至5公尺。當該特定諧振頻率F為100kHz時,可充電距離D可達約1公分(cm)。應注意的是,前述諧振頻率F及其可充電距離D係僅用於例示說明,本案技術並不限於前述數值與範圍。
【0023】
第6圖係為第1圖所示之受電裝置之接收模組之電路方塊圖。於一些實施例中,如第1及6圖所示,無線充電接收器3a包括一組或多組接收模組32,其中每一組接收模組32包括濾波電路321、整流電路322、穩壓電路323以及直流電壓調節電路324。濾波電路321係電連接於接收薄膜線圈元件31之起振天線312且將接收薄膜線圈元件31之起振天線312所輸出之交流訊號之諧波濾除。整流電路322係電連接於濾波電路321與穩壓電路323,以架構於將交流訊號轉換為一直流電源。穩壓電路323係電性連接於整流電路322與直流電壓調節電路324,以架構於將該直流電源穩定於一額定電壓值。直流電壓調節電路324係電連接於穩壓電路323以及負載3b,以將該直流電源進行電壓調節(例如升壓)至負載3b所需之電壓,俾對負載3b供電,例如對手機之電池充電。
【0024】
第7圖係顯示本案之可撓式無線充電裝置之第一應用例之結構示意圖。如第7圖所示,於一些實施例中,本案之可撓式無線充電裝置2可變形捲曲為一中空筒狀結構,且該中空筒狀結構具有一容置空間20。換言之,本案之可撓式無線充電裝置2之薄膜線圈元件21係可依據使用需求變形捲曲為一中空筒狀結構,且由於薄膜線圈元件21可進行雙面充電,因此受電裝置3無論放置於容置空間20內或放置於鄰近無線充電裝置2之位置皆可進行無線充電。
【0025】
第8圖係顯示本案之可撓式無線充電裝置之第二應用例之結構示意圖。如第8圖所示,於另一些實施例中,本案之可撓式無線充電裝置可變形捲曲為一U型體結構,且該U型體結構可貼附於一壁面6。換言之,本案之可撓式無線充電裝置2之薄膜線圈元件21係可依據使用需求變形捲曲為一U型體結構,且由於薄膜線圈元件21可進行雙面充電,因此受電裝置3無論放置於U型體結構內或放置於鄰近無線充電裝置2之位置皆可進行無線充電。
【0026】
第9圖係顯示本案之可撓式無線充電裝置之第三應用例之結構示意圖。如第9圖所示,於一些實施例中,可撓式無線充電裝置2更包括第一次薄膜線圈元件21a及第二次薄膜線圈元件21b,分別連接於薄膜線圈元件21之兩邊緣,其中第一次薄膜線圈元件21a與第二次薄膜線圈元件21b之結構與原理與薄膜線圈元件21相同或相似,於此不再贅述。薄膜線圈元件21係可變形捲曲為一中空筒狀結構,且第一次薄膜線圈元件21a及第二次薄膜線圈元件21b係分連接設置於該中空筒狀結構之頂部與底部,以分別覆蓋頂部與底部之開口,藉此可架構形成一柱體結構。可撓式無線充電裝置2更包括支架24以及底座25,其中支架24係連接於柱體結構與底座25之間,以支撐柱體結構。底座25則連接於支架24,以架構於使可撓式無線充電裝置2可放置於一平面。於本實施例中,可撓式無線充電裝置2係使電磁波呈3D幅射狀放射,藉此可提供例如但不限於1公尺以上範圍之多受電裝置3同時進行無線充電。
【0027】
第10圖係顯示第1圖之受電裝置之一示範例之結構示意圖。如第1及10圖所示,受電裝置3包括無線充電接收器3a以及負載3b,其中受電裝置3之無線充電接收器3a可為無線充電接收墊,且負載3b可為不具無線充電功能之手機。當無線充電接收器3a(即無線充電接收墊)之連接器33與負載3b(即手機)之對應連接器電連接,藉由無線充電接收器3a之接收薄膜線圈元件31與接收模組32,可接收可撓式無線充電裝置2之薄膜線圈元件21所傳輸之能量,使不具無線充電功能之手機可以實現無線充電。
【0028】
綜上所述,本案提供一種可撓式無線充電裝置及其薄膜線圈元件,其結構可撓且輕薄,且可依據使用需求及充電環境自由變形,可實現雙面遠距充電,可增加無線充電應用彈性及便利性,並可達到使受電裝置之無線充電接收端無須定位充電之需求。本案提供之可撓式無線充電裝置及其薄膜線圈元件,其可用於較廣之頻率與頻寬範圍,藉此可提升無線充電裝置之通用性。此外,本案提供之可撓式無線充電裝置及其薄膜線圈元件可降低成本,可避免多層多線圈對之金屬干擾問題與降低製程複雜度,且可提升充電效率。
【0029】
本案得由熟習此技術之人士任施匠思而為諸般修飾,然皆不脫如附申請專利範圍所欲保護者。
21‧‧‧薄膜線圈元件
22‧‧‧發射模組
211‧‧‧柔性基板
211a‧‧‧第一面
211b‧‧‧第二面
211c‧‧‧穿孔
212‧‧‧起振天線
213‧‧‧諧振天線
213a‧‧‧第一端
213b‧‧‧第二端
214‧‧‧第一保護層
215‧‧‧第二保護層
216‧‧‧電容器

Claims (1)

  1. 1. 一種薄膜線圈元件,包括:
          一柔性基板,具有一第一面與一第二面,其中該第一面相對於該第二面;
          一起振天線,設置於該柔性基板之該第一面;
          一諧振天線,設置於該柔性基板之該第二面,其中該諧振天線之兩端連接於一個或多個電容器,且該諧振天線係與該起振天線共振耦合,以發射或接收一特定諧振頻率之電磁波;
          一第一保護層,覆蓋該起振天線;以及
          一第二保護層,覆蓋該諧振天線。
    2. 如申請專利範圍第1項所述之薄膜線圈元件,其中該起振天線接收一交流訊號,該諧振天線與該起振天線共振耦合以發射該特定諧振頻率之電磁波。
    3. 如申請專利範圍第1項所述之薄膜線圈元件,其中該諧振天線之一第一端係從該柔性基板之該第二面穿過該柔性基板之一穿孔並從該柔性基板之該第一面出線。
    4. 如申請專利範圍第1項所述之薄膜線圈元件,其更包括一屏蔽元件,設置於該起振天線與該第一保護層之間,或設置於該第一保護層之一外側,其中該屏蔽元件包括一金屬網格膜、一導磁膜或其組合。
    5. 如申請專利範圍第4項所述之薄膜線圈元件,其中該導磁膜係由鐵氧體、鋅鎳鐵氧體、鋅錳鐵氧體或鐵矽鋁合金與一黏結材料構成,以及其中該金屬網格膜係由銅、金、銀、鋁、鎢、鉻、鈦、銦、錫或其至少二者以上所組成之金屬複合物構成。
    6. 如申請專利範圍第1項所述之薄膜線圈元件,其中該柔性基板之材料係選自聚對苯二甲酸乙二酯、薄玻璃、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚醚、聚酸甲酯、聚酰亞胺或聚碳酸脂,該起振天線與該諧振天線係分別由一導電材料構成且選自銀、銅、金、鋁或石墨烯,以及該第一保護層與該第二保護層係分別由一保護塗料構成且選自環氧樹脂、壓克力矽膠、聚氨酯膠、乙烯-醋酸乙烯酯共聚合物系膠、聚醯胺系膠、橡膠系膠、聚烯烴系膠、濕氣硬化聚氨酯膠或矽膠。
    7. 如申請專利範圍第1項所述之薄膜線圈元件,其中該柔性基板係為一黏結層,且該黏結層之材料係選自光固化黏結材料、熱固化黏結材料、混有一磁性材料之固化黏結材料、乙烯-醋酸乙烯酯共聚合物系膠、聚醯胺系膠、橡膠系膠、聚烯烴系膠或濕氣硬化聚氨酯膠。
    8. 如申請專利範圍第1項所述之薄膜線圈元件,其中該柔性基板之該第一面與該第二面分別包括一黏結層,且該起振天線與該諧振天線分別藉由各該黏結層設置於該柔性基板之該第一面與該第二面,其中該黏結層之材料係選自光固化黏結材料、熱固化黏結材料、混有一磁性材料之固化黏結材料、乙烯-醋酸乙烯酯共聚合物系膠、聚醯胺系膠、橡膠系膠、聚烯烴系膠或濕氣硬化聚氨酯膠。
    9. 一種可撓式無線充電裝置,用以對一受電裝置進行無線充電,該可撓式無線充電裝置包括:
          至少一組薄膜線圈元件,該薄膜線圈元件包括:
             一柔性基板,具有一第一面與一第二面,其中該第一面相對於該第二面;
          一起振天線,設置於該柔性基板之該第一面;
          一諧振天線,設置於該柔性基板之該第二面,其中該諧振天線之兩端連接於一個或多個電容器;
          一第一保護層,覆蓋該起振天線;以及
          一第二保護層,覆蓋該諧振天線;以及
       至少一組發射模組,該發射模組係電連接於該薄膜線圈元件與一電源之間,以接收該電源所提供之電能並提供一交流訊號至該薄膜線圈元件;
       其中,該薄膜線圈元件之該起振天線接收該交流訊號,且該起振天線與該諧振天線共振耦合以發射一特定諧振頻率之電磁波,俾對該受電裝置進行無線充電。
    10. 如申請專利範圍第9項所述之可撓式無線充電裝置,其中該薄膜線圈元件更包括一屏蔽元件,設置於該起振天線與該第一保護層之間,或設置於該第一保護層之一外側,其中該屏蔽元件包括一金屬網格膜、一導磁膜或其組合。
    11. 如申請專利範圍第9項所述之可撓式無線充電裝置,其中該柔性基板之材料係選自聚對苯二甲酸乙二酯、薄玻璃、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚醚、聚酸甲酯、聚酰亞胺或聚碳酸脂,該起振天線與該諧振天線係分別由一導電材料構成且選自銀、銅、金、鋁或石墨烯,以及該第一保護層與該第二保護層係分別由一保護塗料構成且選自環氧樹脂、壓克力矽膠、聚氨酯膠、乙烯-醋酸乙烯酯共聚合物系膠、聚醯胺系膠、橡膠系膠、聚烯烴系膠、濕氣硬化聚氨酯膠或矽膠。
    12. 如申請專利範圍第9項所述之可撓式無線充電裝置,其中該柔性基板係為一黏結層,且該黏結層之材料係選自光固化黏結材料、熱固化黏結材料、混有一磁性材料之固化黏結材料、乙烯-醋酸乙烯酯共聚合物系膠、聚醯胺系膠、橡膠系膠、聚烯烴系膠或濕氣硬化聚氨酯膠。
    13. 如申請專利範圍第9項所述之可撓式無線充電裝置,其中該柔性基板之該第一面與該第二面分別包括一黏結層,且該起振天線與該諧振天線分別藉由各該黏結層設置於該柔性基板之該第一面與該第二面,其中該黏結層之材料係選自光固化黏結材料、熱固化黏結材料、混有一磁性材料之固化黏結材料、乙烯-醋酸乙烯酯共聚合物系膠、聚醯胺系膠、橡膠系膠、聚烯烴系膠或濕氣硬化聚氨酯膠。
    14. 如申請專利範圍第9項所述之可撓式無線充電裝置,其中該薄膜線圈元件係變形捲曲為一中空筒狀結構或一U型體結構。
    15. 如申請專利範圍第9項所述之可撓式無線充電裝置,其更包括一第一次薄膜線圈元件以及一第二次薄膜線圈元件,分別連接於該薄膜線圈元件之兩邊緣,其中該薄膜線圈元件係捲曲為一中空筒狀結構,該第一次薄膜線圈元件以及該第二次薄膜線圈元件係設置於該中空筒狀結構之一頂部以及一底部,且該薄膜線圈元件、該第一次薄膜線圈元件以及該第二次薄膜線圈元件係形成一柱體結構。
    16. 如申請專利範圍第15項所述之可撓式無線充電裝置,其更包括一支架以及一底座,該支架係連接於該柱體結構,且該底座連接於該支架。
    17. 如申請專利範圍第9項所述之可撓式無線充電裝置,其中該發射模組包括:
           一電源轉換電路,電連接於該電源且將該電源所提供之電能轉換;
           一振盪器,連接於該電源轉換電路且可調地輸出一特定頻率之該交流訊號;
           一功率放大器,連接於該振盪器與該電源轉換電路,且架構於放大該交流訊號;以及
           一濾波電路,連接於該功率放大器,且架構於對該交流訊號濾波。
    18. 一種無線充電系統,包括:
           一可撓無線充電裝置,包括:
             至少一組發射薄膜線圈元件,該發射薄膜線圈元件包括:
               一柔性基板,具有一第一面與一第二面,其中該第一面相對於該第二面;
                一起振天線,設置於該柔性基板之該第一面;
                一諧振天線,設置於該柔性基板之該第二面,其中該諧振天線之兩端連接於一個或多個電容器;
                一第一保護層,覆蓋該起振天線;以及
                一第二保護層,覆蓋該諧振天線;以及
             至少一組發射模組,該發射模組係電連接於該發射薄膜線圈元件與一電源之間,以接收該電源所提供之電能並提供一交流訊號至該發射薄膜線圈元件;
             其中,該發射薄膜線圈元件之該起振天線接收該交流訊號,且該起振天線與該諧振天線共振耦合以發射一特定諧振頻率之電磁波;以及
             一受電裝置,包括:
               一接收薄膜線圈元件,與該發射薄膜線圈元件之該特定諧振頻率之電磁波磁共振耦合,以接收該可撓無線充電裝置所傳輸之能量;以及
               一接收模組,連接於該接收薄膜線圈元件,以將該接收薄膜線圈元件接收之能量進行轉換。
    19. 如申請專利範圍第18項所述之無線充電系統,其中該受電裝置之該接收薄膜線圈元件之結構與該可撓式無線充電裝置之該發射薄膜線圈元件之結構相同。
    20. 如申請專利範圍第18項所述之無線充電系統,其中該接收模組包括:
          一濾波電路,連接於該接收薄膜線圈元件且對該接收薄膜線圈元件所輸出之一交流訊號進行濾波;
          一整流電路,連接於該濾波電路,以架構於將該交流訊號轉換為一直流電源;
          一穩壓電路,連接於該整流電路,以架構於將該直流電源穩定於一額定電壓值;以及
          一直流電壓調節電路,連接於該穩壓電路以及一負載,以對該直流電源進行電壓調整並輸出至該負載。
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TWI740739B (zh) * 2020-12-01 2021-09-21 財團法人金屬工業研究發展中心 電磁感測元件及其製作方法和厚度感測方法

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