用于电子设备的无线充电系统技术方案

本发明专利技术题为“用于电子设备的无线充电系统”。实施方案描述了便携式电子设备，其包括具有接口表面的外壳、和电感器线圈，该电感器线圈设置在外壳内并且包括围绕中心点且以增大的半径卷绕成多个线匝的传导线，使得电感器线圈为基本上平面的。便携式电子设备还包括耦接到电感器线圈并且被配置为操作电感器线圈无线地接收功率和无线地发射功率的充电电路、耦接到充电电路并且被配置为指示充电电路操作电感器线圈无线地接收功率以及无线地发射功率的控制电路、以及耦接到控制电路并且被配置为检测充电表面上外部设备的存在的设备检测线圈，设备检测线圈被配置为以与电感器线圈不同的频率操作。

Wireless charging system for electronic equipment

【技术实现步骤摘要】
用于电子设备的无线充电系统相关申请的交叉引用本专利申请要求于2019年5月24日提交的美国非临时专利申请16/422,750的优先权，该申请要求于2018年8月20日提交的美国临时专利申请62/720,001和要求于2019年4月15日提交的美国临时专利申请62/834,323的优先权，该美国临时专利申请的公开内容全文以引用方式并入本文用于所有目的。
技术介绍
便携式电子设备(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操作。一些便携式电子设备包括可充电电池，其可通过物理连接(诸如通过充电线)将便携式电子设备耦接到电源来再充电。然而，使用充电线对便携式电子设备中的电池进行充电要求便携式电子设备被物理地拴系到电源插座。另外，使用充电线要求该移动设备具有被配置为与充电线的连接器(通常为插头连接器)配合的连接器(通常是插座连接器)。插座连接器通常包括便携式电子设备中的腔，该腔提供灰尘和湿气可侵入并损坏设备的通道。此外，便携式电子设备的用户不得不将充电缆线物理地连接到插座连接器，以便对电池进行充电。为了避免此类不足，已研发出在无需充电线的情况下对便携式电子设备进行无线充电的无线充电设备。例如，可通过仅将设备放置在无线充电设备的充电表面上来对一些便携式电子设备进行再充电。设置在充电表面下方的发射器线圈可产生时变磁通，该时变磁通在便携式电子设备中的对应接收器线圈中感应出电流。所感应出的电流可被电子设备用于对其内部电池进行充电。便携式电子设备中的接收线圈仅可以从无线充电设备接收功率。
技术实现思路
>本公开的一些实施方案提供了包括混合无线充电系统的便携式电子设备。混合无线充电系统被配置为不仅从无线充电设备接收电荷，而且也向次级电子设备发射电荷。在一些实施方案中，混合充电系统可以包括混合接收器/发射器线圈和用于帮助与次级电子设备对准的一个或多个对准机构。通过将混合充电系统结合在便携式电子设备中，改善了电子设备的功能性并且帮助便携式电子设备实现与次级电子设备的有效功率传输。在一些实施方案中，便携式电子设备包括具有接口表面(interfacesurface)的外壳、和电感器线圈，该电感器线圈设置在外壳内并且包括围绕中心点且以增大的半径卷绕成多个线匝的传导线，使得电感器线圈为基本上平面的。所述设备可以还包括耦接到电感器线圈并且被配置为操作电感器线圈无线地接收功率和无线地发射功率的充电电路、耦接到充电电路并且被配置为指示充电电路操作电感器线圈无线地接收功率以及无线地发射功率的控制电路、以及耦接到控制电路并且被配置为检测接口表面上外部设备的存在的设备检测线圈，设备检测线圈被配置为以与电感器线圈不同的频率操作。设备检测线圈可以由具有比用于形成电感器线圈的传导线窄的迹线宽度的线构造。传导线可以由布置在单一平面中的多个子线形成。所述设备可以还包括设置在电感器线圈和接口表面之间并且包括基底层和附接到基底层的导电层的电磁屏蔽件，其中电磁屏蔽件可以被配置为拦截电场，同时允许磁通穿过。电感器线圈和设备检测线圈可以附接到电磁屏蔽件。设备检测线圈的外轮廓可以与电磁屏蔽件的外轮廓相同。设备检测线圈可以位于电磁屏蔽件的外周边处。电感器线圈可以具有第一外轮廓，并且设备检测线圈可以具有与电感器线圈不同的第二外轮廓。设备检测线圈可以设置在电感器线圈的外周边之外。设备检测线圈可以由基底上的图案化导电迹线形成，并且电感器线圈可以由绞合线圈形成。所述设备可以还包括设置在传导线的所述多个线匝的相邻线匝之间的磁性材料。传导线可以由布置在单一平面中的多个子线形成，并且磁性材料可以还被设置在传导线的每个线匝的相邻子线之间。在某些实施方案中，便携式电子设备包括具有接口表面的外壳、电感器线圈和设置在电感器线圈和接口表面之间的电磁屏蔽件，该电感器线圈设置在外壳内并且包括围绕中心点且以增大的半径卷绕成多个线匝的传导线，使得电感器线圈为基本上平面的。电磁屏蔽件可以包括基底层和附接到基底层的导电层，并且被配置为拦截电场，同时允许磁通穿过。所述设备可以还包括互连部件，该互连部件包括位于互连部件的耦接端的第一接触垫和第二接触垫，其中第一接触垫可以被配置为与电磁屏蔽件耦接，并且第二接触垫可以被配置为与电感器线圈耦接。所述设备可以也包括被配置为检测充电表面上外部设备的存在的设备检测线圈，其中设备检测线圈被配置为以与电感器线圈不同的频率操作。所述设备可以还包括设置在外壳内并且耦接到电感器线圈的充电电路，充电电路可以被配置为从电感器线圈接收电流。互连部件可以包括柔性电路并且被配置为将电磁屏蔽件接地以及将电感器线圈耦接到充电电路。互连部件可以是柔性电路板。耦接端可以位于电感器线圈的中心处，使得电磁屏蔽件和电感器线圈二者端接(terminate)于电感器线圈的中心处。传导线可以由绞合线圈形成，每个绞线(strand)具有正方形、圆形或矩形形状的横截面轮廓。在一些实施方案中，无线充电系统包括具有发射器线圈的无线充电设备、和被配置为从无线充电设备接收功率的便携式电子设备。便携式电子设备可以包括具有接口表面的外壳、和电感器线圈，该电感器线圈设置在外壳内并且包括围绕中心点且以增大的半径卷绕成多个线匝的传导线，使得电感器线圈为基本上平面的。所述设备可以还包括耦接到电感器线圈并且被配置为操作电感器线圈无线地接收功率和无线地发射功率的充电电路、耦接到充电电路并且被配置为指示充电电路操作电感器线圈无线地接收功率以及无线地发射功率的控制电路、以及耦接到控制电路并且被配置为检测接口表面上外部设备的存在的设备检测线圈，其中设备检测线圈被配置为以与电感器线圈不同的频率操作。所述系统可以还包括设置在电感器线圈和接口表面之间并且包括基底层和附接到基底层的导电层的电磁屏蔽件，电磁屏蔽件被配置为拦截电场，同时允许磁通穿过。设备检测线圈可以由具有比用于形成电感器线圈的传导线窄的迹线宽度的线构造。通过参考以下具体实施方式和附图，可更好地理解本专利技术的实施方案的实质和优点。附图说明图1是示出根据本公开的一些实施方案的示例性便携式电子设备的框图。图2A是示出根据本公开一些实施方案的示例性混合无线充电系统在从无线充电设备接收功率时所经历的电气交互的简化图。图2B是示出根据本公开一些实施方案的示例性无线充电系统在向次级设备发射功率时所经历的电气交互的简化图。图2C是示出根据本公开一些实施方案的示例性无线充电系统在向放置在其侧面上的次级设备发射功率时所经历的电气交互的简化图。图3A是示出根据本公开一些实施方案的包括被形成为柔性印刷电路(FPC)线圈的混合接收器/发射器线圈的便携式电子设备的分解图的简化图。图3B是示出根据本公开一些实施方案的示例性附接组件的简化图，该示例性附接组件由一片单面粘合剂和以重叠布置被定位在混合接收器/发射器线圈的边缘处的双面粘合剂构成。图3C是示出根据本公开一些实施方案的其中双面粘合剂为月牙状并且不与混合接收器/发射器线圈的边缘重叠的示例性附接组件。图4A-4J是示出根据本公开一些实施方案的适用于接本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种便携式电子设备，包括：/n具有接口表面的外壳；/n电感器线圈，所述电感器线圈设置在所述外壳内并且包括传导线，所述传导线围绕中心点且以增大的半径卷绕成多个线匝，使得所述电感器线圈为基本上平面的；/n充电电路，所述充电电路耦接到所述电感器线圈并且被配置为操作所述电感器线圈无线地接收功率以及无线地发射功率；/n控制电路，所述控制电路耦接到所述充电电路并且被配置为指示所述充电电路操作所述电感器线圈无线地接收功率以及无线地发射功率；和/n设备检测线圈，所述设备检测线圈耦接到所述控制电路并且被配置为检测所述接口表面上外部设备的存在，所述设备检测线圈被配置为以与所述电感器线圈不同的频率操作。/n

【技术特征摘要】
20180820 US 62/720,001;20190415 US 62/834,323;20191.一种便携式电子设备，包括：
具有接口表面的外壳；
电感器线圈，所述电感器线圈设置在所述外壳内并且包括传导线，所述传导线围绕中心点且以增大的半径卷绕成多个线匝，使得所述电感器线圈为基本上平面的；
充电电路，所述充电电路耦接到所述电感器线圈并且被配置为操作所述电感器线圈无线地接收功率以及无线地发射功率；
控制电路，所述控制电路耦接到所述充电电路并且被配置为指示所述充电电路操作所述电感器线圈无线地接收功率以及无线地发射功率；和
设备检测线圈，所述设备检测线圈耦接到所述控制电路并且被配置为检测所述接口表面上外部设备的存在，所述设备检测线圈被配置为以与所述电感器线圈不同的频率操作。


2.根据权利要求1所述的便携式电子设备，其中所述设备检测线圈由具有比用于形成所述电感器线圈的所述传导线窄的迹线宽度的线构造。


3.根据权利要求1所述的便携式电子设备，其中所述传导线由布置在单一平面中的多个子线形成。


4.根据权利要求1-3中任一项所述的便携式电子设备，还包括设置在所述电感器线圈和所述接口表面之间并且包括基底层和附接到所述基底层的导电层的电磁屏蔽件，所述电磁屏蔽件被配置为拦截电场，同时允许磁通穿过。


5.根据权利要求4所述的便携式电子设备，其中所述电感器线圈和所述设备检测线圈附接到所述电磁屏蔽件。


6.根据权利要求4所述的便携式电子设备，其中所述设备检测线圈的外轮廓与所述电磁屏蔽件的外轮廓相同，并且其中所述设备检测线圈定位在所述电磁屏蔽件的外周边处。


7.根据权利要求1-3中任一项所述的便携式电子设备，其中所述电感器线圈具有第一外轮廓，并且所述设备检测线圈具有与所述电感器线圈不同的第二外轮廓。


8.根据权利要求1-3中任一项所述的便携式电子设备，其中所述设备检测线圈设置在所述电感器线圈的外周边之外。


9.根据权利要求1-3中任一项所述的便携式电子设备，其中所述设备检测线圈由基底上的图案化导电迹线形成，并且所述电感器线圈由绞合线圈形成。


10.根据权利要求1-3中任一项所述的便携式电子设备，还包括设置在所述传导线的所述多个线匝的相邻线匝之间的磁性材料。


11.根据权利要求10所述的便携式电子设备，其中所述传导线由布置在单一平面中的多个子线形成，并且其中所述磁性材料还被设置在传导线的每个线匝的相邻子线之间。


12.一种便携式电子设备，包括：
具有接口表面的外壳；
电感器线圈，所述电感器线圈设置在所述外壳内并且包括传导线，所述传导...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·S·格雷厄姆，K·R·F·拉尔森，G·S·豪格，A·A·奥罗，B·J·波普，S·李，T·Y·谭，R·H·M·迪恩，
申请(专利权)人：苹果公司，
类型：发明
国别省市：美国;US