[发明专利]无线功率发射器的屏蔽

说明书

本发明描述了用于集中由无线功率发射单元辐射的能量的技术。示例功率发射单元包括发射线圈，发射线圈经配置产生磁场以无线地为有效无线充电区域内的设备供电。功率发射单元还包括功率产生电路以将电流传递到发射线圈以产生磁场。功率发射单元还包括与发射线圈平行设置的贴片阵列，以在功率发射单元的操作期间降低在工作频率之外的频率下的磁场的强度。

技术领域

本公开总体涉及用于无线功率传送的技术。特定地，本公开涉及用于控制由无线功率发射器产生的电磁场的技术。

背景技术

基本的无线功率传送系统可以包括无线功率发射器单元(PTU)和无线功率接收单元(PRU)。PRU可以在诸如膝上型计算机、平板或智能电话的移动计算设备中实施，所述移动计算设备可以放置在配备有PTU的充电垫上。PTU可以包括发射(Tx)线圈，并且PRU可以包括接收(Rx)线圈。在典型的无线功率传送系统中，发射线圈形成交变电磁场，并且接收线圈从电磁场获取功率并将其转换回电流以对电池充电和/或给设备供电。

用于无线功率传送的两种常见技术被称为感应充电和磁谐振充电。在感应充电中，发射线圈和接收线圈紧密耦合并像变压器的两个绕组那样操作。在磁谐振充电中，发射线圈和接收线圈松散耦合并且两个线圈被调谐到相同的谐振频率以提高效率。在一些情况下，由发射线圈产生的电磁场可以发射到在无线充电区域之外的区域。该能量被浪费并且可能干扰其他电子部件。

附图说明

图1是向PRU提供功率的PTU的框图。

图2是由贴片阵列屏蔽的发射线圈的一个示例。

图3是可以用于屏蔽发射线圈的贴片阵列的示例。

图4A和图4B示出可以用于屏蔽发射线圈的贴片阵列的另一示例。

图5是可以用于屏蔽发射线圈的另一示例贴片阵列的一部分的俯视透视图。

图6是被屏蔽的发射线圈的辐射放射的对数图。

图7是制造具有贴片阵列屏蔽件的发射线圈的方法的过程流程图。

在整个公开和附图中使用相同的数字来引用类似的部件和特征。100系列中的数字指最初在图1中出现的特征；200系列中的数字指最初在图2中出现的特征；等等。

具体实施方式

本文公开的主题涉及用于控制由无线充电设备的发射线圈产生的电磁场的技术。如上所述，在一些情况下，由发射线圈产生的电磁场可趋向于发射到不期望的区域。监管机构已经限定了限制可以发射到周围环境的电磁能量的规定。一种这样的规定，称为电磁兼容性(EMC)，控制允许的放射并且限制电磁(EM)能量水平，以避免干扰其他电子设备。另一种规定，称为比吸收率(SAR)，指定了EM能量对人体的最大允许照射。

最近，已经努力将无线功率传送系统合并到桌子和工作台中。通过将无线充电板合并到工作台中，计算设备用户将具有方便的充电体验和无线环境。为了确保与SAR标准的兼容性，可以使用各种技术降低来自发射线圈的后部的电磁辐射。

在一些情况下，平面导电片或无源金属环路可以设置在发射线圈下方。平面导电片引起涡流损耗并将EM能量转换成热量。该方法是有效的，但是显著降低了系统的传输效率。无源金属环路消除了线圈的一些电流，并导致EM放射的减少。然而，该技术相对无效。具有高导磁率和损耗的铁氧体片也可以设置在发射线圈下方，以控制磁通路径，并且从而减少电磁辐射。然而，这种铁氧体片的大小使得它们昂贵，并且电磁干扰(EMI)抑制高度取决于铁氧体片的材料性质。

本公开提供用于屏蔽发射线圈的技术。本文描述的技术维持无线功率传送系统的高传输效率，同时抑制来自发射线圈的不期望的EMI放射。屏蔽件包括设置在发射线圈下方的贴片阵列。贴片阵列经配置在无线功率传输系统的工作频率下对电磁能显得相对透明。在其他频率下，贴片阵列显得更像是实心导电片并且减少不期望的辐射放射。