无线充电站制造技术

本发明专利技术公开了一种包括发射器和接收器的无线充电系统。该发射器由包括第一环部分、第二环部分、和交叉部分的线的线圈形成。该交叉部分电耦接第一环部分和第二环部分，使得当在线圈中生成电流时，该电流在与第二环部分不同的旋转方向上流过第一环部分。该接收器由铁磁芯和围绕该铁磁芯设置的多个(例如，三个)线圈形成。每个线圈可围绕芯的不同轴设置，使得由任何方向上的磁场在线圈中的至少一个线圈中感应出电流。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】无线充电站相关专利申请的交叉引用本专利申请要求提交于2015年6月16日的美国临时专利申请No.62/180,553的权益，该美国临时申请以引用的方式并入本文以用于所有目的。
技术介绍
电子设备(例如，移动电话、媒体播放器、电子手表等等)在其电池中存储有电荷时进行操作。电池在电子设备诸如经由充电线而被耦接至电源时进行充电。然而，使用充电线对电子设备中的电池进行充电要求电子设备被物理地拴系到电源插座。在存在正在充电的多个设备的区域中，可能存在可容易缠结的大量杂乱的缆线。另外，使用充电线要求移动设备具有被配置为与充电线配合的插孔。该插孔通常是电子设备中的提供灰尘和水分可侵入其内并损坏设备的通道的腔。此外，电子设备的用户不得不将充电缆线物理地连接到插孔，以便对电池进行充电。为了避免此类不足，已开发无线充电站来对电子设备进行无线充电。该电子设备可通过仅搁置在充电站的充电表面上来进行充电。由被设置在充电表面下方的发射器所生成的磁场可在具有对应感应线圈的接收器中感应出对应电流。所感应出的电流可被电子设备用于对内部电池进行充电。现有无线充电系统具有多个缺点。例如，无线充电表面需要被设置在被嵌入在该表面下方的发射器线圈的顶部上的特定充电区域。这要求电子设备被放置在充电表面上的非常特定区域中。如果该电子设备被放置在充电区域之外，则电子设备可能由于没有磁场而不进行无线充电。另外，由于单轴磁场要求发射器线圈和接收器线圈被设置在平行面上，因此该电子设备必须以特定的取向被定位(例如，其中设备的背面搁置在表面上)，以便进行充电。
技术实现思路
实施方案提供了用于进行无线充电的发射器、接收器和系统。实施方案还提供了制造接收器的方法、以及进行无线充电的方法。在一些实施方案中，发射器线圈的阵列可被设置在充电表面下方。该发射器线圈的阵列可在充电表面的绝大部分上生成时变磁场。该磁场可通过在被定位在表面的几乎任何位置处并且处于任何取向上的对接站(或电子设备)的多维接收器线圈中感应出电流来将电力提供至该对接站(或电子设备)。在一些实施方案中，无线充电发射器包括被配置为发射电力的线圈。该线圈可包括第一环部分、第二环部分、和交叉部分。该交叉部分可包括电耦接第一环部分和第二环部分的重叠导电路径。该第一环部分和第二环部分可电耦接，使得当在线圈中生成电流时，电流在第一旋转方向上流过第一环部分，并且在不同于第一旋转方向的第二旋转方向上流过第二环部分。在一些实施方案中，无线充电发射器包括：被配置为发射电力的线圈，该线圈包括：第一环部分；第二环部分；和交叉部分，该交叉部分包括重叠导电路径，该重叠导电路径电耦接第一环部分和第二环部分，使得当在线圈中生成电流时，电流在第一旋转方向上流过第一环部分，并且在与第一旋转方向相反的第二旋转方向上流过第二环部分。该第一环部分和第二环部分可通过基本上相同的形状和尺寸来表征。在某些实施方案中，当在线圈中生成电流时，可由流过第一环部分的电流来生成第一磁场，该第一磁场通过第一方向来表征；并且可由流过第二环部分的电流来生成第二磁场，该第二磁场可通过不同于第一方向的第二方向来表征。在第一方向和第二方向之间形成的角可为至少135度。在一些实施方案中，第一方向和第二方向可在相反的方向上延伸。该交叉部分可以是第一交叉部分，并且其中发射器还可包括被配置为发射电力的第二线圈，该第二线圈包括：第三环部分；第四环部分；和第二交叉部分，该第二交叉部分包括重叠导电路径，该重叠导电路径电耦接第三环部分和第四环部分，使得当在第二线圈中生成电流时，电流在第一旋转方向上流过第三环部分，并且在第二旋转方向上流过第四环部分。当在第一线圈和第二线圈中生成电流时，可在第一线圈和第二线圈之间的区域中生成桥接磁场。在某些实施方案中，该桥接磁场可在第二环部分和第三环部分之间弯曲。该桥接磁场可以从第二环部分到第三环部分的取向弯曲。在特定实施方案中，该桥接磁场可在从第三环部分到第二环部分的取向弯曲。该第二线圈可与第一线圈的至少一部分重叠。在一些实施方案中，该第一环部分可具有第一水平部分和第一竖直部分，并且该第二环部分可具有第二水平部分和第二竖直部分。该第一水平部分可在第二竖直部分上方延伸，并且其中该第二水平部分在第一竖直部分下方延伸。在一些实施方案中，无线充电接收器包括：相对于第一轴设置的第一线圈；相对于第二轴设置的第二线圈，该第二轴在与第一轴不同的方向上延伸；和邻近第一线圈和第二线圈定位的铁磁结构。该无线充电接收器还可包括相对于第三轴设置的第三线圈，该第三轴可在与第一轴和第二轴不同的方向上延伸。该第二轴可在相对于第一轴45度至135度之间的方向上延伸，并且第三轴可在相对于第一轴和第二轴45至135度之间的方向上延伸。在一些实施方案中，该第二轴可垂直于第一轴，并且该第三轴可垂直于第一轴和第二轴。该第一线圈可围绕铁磁结构设置，并且第二线圈可围绕铁磁结构和第一线圈设置。在一些实施方案中，该第三线圈可围绕铁磁结构、第一线圈和第二线圈设置。该无线充电接收器还可包括被设置在铁磁结构和第一线圈之间的第一绝缘层、被设置在第一线圈和第二线圈之间的第二绝缘层、和被设置在第二线圈和第三线圈之间的第三绝缘层。该第一线圈可沿第一轴设置，并且该第二线圈可沿第二轴设置。在一些实施方案中，该第一线圈和第二线圈两者各自包括两个环部分。该铁磁结构可以是被定位在第一线圈和第二线圈上方的屏蔽盘。在特定实施方案中，一种制造无线充电接收器的方法，该方法包括：提供铁磁结构；围绕该铁磁结构来形成第一绝缘层；在第一绝缘层上形成第一线圈，该第一线圈围绕铁磁结构的第一轴设置；在第一线圈和第一绝缘层的暴露表面上形成第二绝缘层；在第二绝缘层上形成第二线圈，该第二线圈围绕铁磁结构的第二轴设置，并且第二轴基本上垂直于第一轴；在第二线圈和第二绝缘层的暴露表面上形成第三绝缘层；以及在第三绝缘层上形成第三线圈，该第三线圈围绕铁磁结构的第三轴设置，并且第三轴基本上垂直于第一轴和第二轴。在某些实施方案中，形成第一线圈、第二线圈和第三线圈分别包括沉积导电材料的图案化层。该第一绝缘层可通过将第一组两个半部在铁磁结构上方熔合在一起来形成，其中第二绝缘层可通过将第二组两个半部在第一绝缘层和第一线圈上方熔合在一起来形成，并且其中第三绝缘层可通过将第三组两个半部在第二绝缘层和第二线圈上方熔合在一起来形成。在一些实施方案中，一种无线充电系统包括：发射器组件，该发射器组件包括：充电表面；和被设置在充电表面下方的多个发射器线圈。该多个线圈包括被配置为发射电力的第一发射器线圈和第二发射器线圈，当利用电流进行驱动时，该第一线圈生成第一磁场和第二磁场，并且该第二线圈生成第三磁场和第四磁场，该第一发射器线圈和第二发射器线圈形成被设置在第一发射器线圈和第二发射器线圈之间的桥接磁场；以及接收器组件。该接收器组件包括：相对于第一轴设置的第一线圈；相对于第二轴设置的第二线圈，该第二轴在与第一轴不同的方向上延伸；和邻近第一线圈和第二线圈定位的铁磁结构。该无线充电系统还可包括相对于第三轴设置的第三接收器线圈，第三轴基本上垂直于第一轴和第二轴。该充电表面可为基本上平面的。该充电表面可包括弯曲区域。在某些实施方案中，该桥接磁场可在第二磁场和第三磁场之间弯曲。第五磁场可桥接在第一发射器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无线充电发射器，包括：被配置为发射电力的线圈，所述线圈包括：第一环部分；第二环部分；和包括重叠导电路径的交叉部分，所述重叠导电路径电耦接所述第一环部分和所述第二环部分，使得当在所述线圈中生成电流时，所述电流：在第一旋转方向上流过所述第一环部分；以及在与所述第一旋转方向相反的第二旋转方向上流过所述第二环部分。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.06.16 US 62/180,5531.一种无线充电发射器，包括：被配置为发射电力的线圈，所述线圈包括：第一环部分；第二环部分；和包括重叠导电路径的交叉部分，所述重叠导电路径电耦接所述第一环部分和所述第二环部分，使得当在所述线圈中生成电流时，所述电流：在第一旋转方向上流过所述第一环部分；以及在与所述第一旋转方向相反的第二旋转方向上流过所述第二环部分。2.根据权利要求1所述的发射器，其中所述第一环部分和所述第二环部分通过基本上相同的形状和尺寸来表征。3.根据权利要求1所述的发射器，其中当在所述线圈中生成所述电流时：由流过所述第一环部分的所述电流来生成第一磁场，所述第一磁场通过第一方向来表征；以及由流过所述第二环部分的所述电流来生成第二磁场，所述第二磁场通过不同于所述第一方向的第二方向来表征。4.根据权利要求3所述的发射器，其中所述第一方向和所述第二方向在相反的方向上延伸。5.根据权利要求1所述的发射器，其中所述线圈是第一线圈，其中所述交叉部分是第一交叉部分，并且其中所述发射器进一步包括被配置为发射电力的第二线圈，所述第二线圈包括：第三环部分；第四环部分；和包括重叠导电路径的第二交叉部分，所述重叠导电路径电耦接所述第三环部分和所述第四环部分，使得当在所述第二线圈中生成电流时，所述电流：在所述第一旋转方向上流过所述第三环部分；以及在所述第二旋转方向上流过所述第四环部分。6.根据权利要求5所述的发射器，其中当在所述第一线圈和所述第二线圈中生成所述电流时，在所述第一线圈和所述第二线圈之间的区域中生成桥接磁场。7.根据权利要求6所述的发射器，其中所述桥接磁场在所述第二环部分和所述第三环部分之间弯曲。8.根据权利要求5所述的发射器，其中所述第二线圈与所述第一线圈的至少一部分重叠。9.根据权利要求1所述的发射器，其中所述第一环部分具有第一水平部分和第一竖直部分，并且所述第二环部分具有第二水平部分和第二竖直部分。10.根据权利要求9所述的发射器，其中所述第一水平部分在所述第二竖直部分上...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·W·里特，D·B·科斯科夫，D·S·库姆卡，M·K·山姆帕斯，S·C·米查尔斯科，T·Q·阿什克罗夫特，A·拉奥，A·史密斯，
申请(专利权)人：苹果公司，
类型：发明
国别省市：美国,US