无线电力发送器的制造方法
【专利说明】
[0001] 本申请要求分别于2014年5月16日、2014年11月11日在韩国知识产权局提交 的第10-2014-0059266号、第10-2014-0155887号韩国专利申请的优先权和权益，这些韩国 申请的公开通过引用包含于此。
技术领域
[0002] 本申请涉及一种无线电力发送器。
【背景技术】
[0003] 随着无线技术的发展，无线技术的各种应用范围已经从数据的传输扩展到电力的 传输。最近，一种允许以非接触方式将电力发送到各种便携式装置的无线电力发送技术已 经受到关注。
[0004] 然而，在根据现有技术的无线电力发送技术中，在顺畅地执行充电方面存在困难。 也就是说，在无线地发送和接收电力方面存在困难（诸如传输距离有限、发送器和接收器 之间的位置关系受到限制等）。因此，只有在无线电力接收器相对于无线电力发送器位于特 定方向或特定位置时，才能实现无线电力的发送和接收。
[0005] 此外，无线电力发送和接收技术已被应用于各种便携式装置。因此，对于在很多不 同的环境下具有提高的充电效率的无线电力发送技术的需求已逐渐增加。
[0006] [现有技术文献]
[0007] (专利文献1)第2013-062987号日本专利特许公开。
【发明内容】
[0008] 本公开的示例性实施例可以提供一种能够有效地将电力无线地发送给各种便携 式装置的无线电力发送器。
[0009] 根据本公开的示例性实施例，一种无线电力发送器可包括：发送芯；发送线圈，设 置在发送芯上，以无线地发送电力；磁体，设置在发送芯上，并允许垂直于磁体表面的虚拟 线与发送芯形成锐角。
[0010] 根据本公开的另一示例性实施例，一种无线电力发送器可包括：发送线圈，无线地 发送电力；磁体，设置在发送线圈的中部，并允许与磁体表面垂直的虚拟线与发送芯形成锐 角。
【附图说明】
[0011] 从以下结合附图的进行的详细描述，将更清楚地理解本公开的以上和其它方面、 特征和优点，在附图中：
[0012] 图1是示出应用根据本公开的示例性实施例的无线电力发送器的应用示例的示 图；
[0013] 图2A至图2C是被设置为相互垂直的无线电力发送器的发送线圈和无线电力接收 器的接收线圈的立体图、侧视图和俯视图；
[0014] 图3是示出在无线电力发送器或无线电力接收器中使用的线圈的示例的示图；
[0015] 图4和图5是示出根据无线电力接收器和无线电力发送器的位置而改变的磁耦合 的示图；
[0016] 图6至图8是示出根据本公开的示例性实施例的无线电力发送器的构造的示图；
[0017] 图9是示出根据由从磁平均点延伸的虚拟线和从接收线圈的中心点延伸的虚拟 线形成的角度而改变的效率的曲线图；
[0018] 图10至图12是示出根据本公开的示例性实施例的无线电力发送器的构造的示 图；
[0019] 图13是示出根据本公开的示例性实施例的无线电力发送器的一部分元件的示 图。
【具体实施方式】
[0020] 现在将参照附图详细描述本公开的示例性实施例。
[0021] 然而，可以以很多不同的形式实施本公开，并且本公开不应被解释为局限于在此 阐述的实施例。相反，提供这些实施例，使得本公开将是充分且完整的，并将本公开的范围 充分地传达给本领域的技术人员。
[0022] 图1是示出应用根据本公开的示例性实施例的无线电力发送器的应用示例的示 图。在图1中，标号100表示无线电力发送器，标号200表示无线电力接收器。
[0023] 无线电力发送器100可以使用从外部电源输入的电压来无线地发送电力。无线电 力发送器100可包括用于无线地发送电力的发送线圈。
[0024] 无线电力接收器200可无线地接收从无线电力发送器100提供的电力。无线电力 接收器200可包括用于无线地接收电力的接收线圈。无线电力接收器200可安装在各种电 子装置中，或可被实施为与电子装置一体化。虽然在图1中示出电子装置为手表形状的可 穿戴装置，但电子装置可具有诸如眼镜等的各种形状。
[0025] 无线电力接收器200的接收线圈可以相对于无线电力发送器100的发送线圈以各 种角度设置。根据现有技术，只有在无线电力发送器100的发送线圈和无线电力接收器200 的接收线圈相互平行的状态下才能顺畅地执行充电。然而，根据本公开的示例性实施例，即 使在无线电力接收器200的接收线圈和无线电力发送器100的发送线圈不相互平行的情况 下，例如，在如示例中所示出的无线电力接收器200的接收线圈和无线电力发送器100的发 送线圈保持90°角的情况下，也可以平稳地以无线方式发送和接收电力。
[0026] 在下文中，作为示例，将描述无线电力接收器200的接收线圈和无线电力发送器 100的发送线圈被设置为相互垂直的情形，但根据以下描述的示例性实施例，即使无线电力 接收器200的接收线圈和无线电力发送器100的发送线圈处于不相互垂直的其他角度，也 可以无线地发送和接收电力。
[0027] 图2A至图2C是示出被设置为相互垂直的无线电力发送器100的发送线圈和无线 电力接收器200的接收线圈的立体图、侧视图和俯视图。
[0028] 无线电力发送器100可包括发送线圈110和发送芯120。虽然在图2中示出发送 线圈110为一环，但如图3中所示，发送线圈110可被设置为缠绕数次。可选地，如图6所 示，发送线圈110还可被设置为缠绕多层。
[0029] 发送芯120可包括基板或磁发送芯。磁发送芯可以由具有预定磁性的材料形成。 例如，磁发送芯可以由包括金属粉末的树脂材料形成。作为另一示例，磁发送线圈可由铁氧 体片（可包括NiZnCu/MnZn基金属）、铁硅铝基金属、坡莫合金基金属、非晶基磁性体或它们 的组合形成。
[0030] 无线电力接收器200还可包括接收线圈210和接收芯220。此外，如上所述，无线 电力接收器200还可包括具有各种形状的接收线圈210以及由各种材料形成的接收芯220。
[0031] 图2A至图2C和图4示出无线电力接收器200设置在无线电力发送器100的中部 的示例。
[0032] 示出的虚线表示从无线电力发送器100发射的磁场，在无线电力接收器200被设 置为如图2A至图2C和图4所示的情况下，所发射的磁场与无线电力接收器200平行，或相 对于无线电力接收器200稍稍倾斜。因此，所发射的磁场难以或极其微弱地耦合至无线电 力接收器200的接收线圈210。
[0033] 图5示出了无线电力接收器200设置在无线电力发送器100的发送线圈上的示 例。
[0034] 如所示出的，由于从无线电力发送器100发送的磁场形成一种回路，因此磁场可 穿过无线电力接收器200的接收线圈210。因此，无线电力发送器100的发送线圈110和无 线电力发送器200的接收线圈210可以相互磁耦合。
[0035] 然而，即使在图5中示出的示例中，由于磁耦合的强度和效率仍然较低，因此在图 5中示出的示例的情况下也难以获得有效的无线充电。
[0036] 因此在下文中将参照图6至图13描述本公开的各个示例性实施例。
[0037] 图6是根据本公开的示例性实施例的无线电力发送器的截面图。
[0038] 如图6所示，无线电力发送器100的发送线圈110可包括多层。在发送线圈110 为多层的情况下，从发送线圈110发送的磁场通量会变大，垂直方向的磁场会变强。
[0039] 因此，由于从无线电力发送器100发送的磁场变强，因此可在无线电力接收器200 的接收线圈210中更有效地进行磁耦合。
[0040] 在这种情况下，无线电力发送器100可通过发送线圈110以电磁共振模式无线地 发送电力。在这种情况下，发送线圈110在6. 78MHz的频率可具有大约IOuH或更小的值。 此外，可以按照螺旋形状实现发送线圈，并且在按照螺旋形状实现发送线圈110的情况下， 发送线圈110的内径的尺寸可以大于20mm。在增大发送线圈110的内径尺寸的情况下，可提 高布置无线电力接收器200的自由度。可选地，发送线圈110的外径的尺寸可以大于45_。
[0041] 如图6所示，在根据本公开的示例性实施例的无线电力发送器中，发送芯120的长 度可以等于发送线圈110的直径。发送芯120可以是如上所述的磁发送芯，磁发送芯可吸 引从发送线圈110发送的磁场，以提供更强的磁循环效果。
[0042] 此外，在发送芯120延伸为长于发送线圈110的情况下，发送芯120可更强地诱导 从发送线圈110发送并形成预定回路的磁场，并可进一步提高接收线圈210的磁耦合特性。
[0043] 图7和图8是根据本公开的示例性实施例的无线电力发送器的截面图。如图7和 图8分别示出的，根据本公开的示例性实施例的无线电力发送器100的发送芯120的长度 可以大于发送线圈110的直径。即，无线电力发送器100的发送芯120可延伸超过发送线 圈 IlOo
[0044] 根据示例性实施例，可利用接收线圈210的长度来确定发送芯120的延伸距离LI 和L2。例如，在接收线圈210垂直设置在无线电力发送器100上的情况下，可确定发送芯 120的延伸距离，以使其与接收线圈210的半径的长度成比例。
[0045] 根据示例性实施例，发送芯120可具有从发送线圈110的磁平均点至接收线圈210 的最短距离，作为发送芯120的最小延伸距离。
[0046] 在示出的示例中，由于发送线圈110包括两层，因此可以理解：发送线圈110的磁 平均点是两层之间的中心点。更精确点讲，由于在发送线圈110的上层设置有三个绕组，在 发送线圈110的下层设置有四个绕组，因此所述磁平均点可从两层之间的中心点略微倾向 于下层。在发送线圈110包括η层的具有在竖直方向上相互对称的多匝绕组的情况下，发 送线圈110的磁平均点会变为η/2。
[0047] 如图7所示，发送芯120的延伸长度LI可被确定为与一长度对应，该长度使得沿 着与发送芯120平行的方向从发送线圈110的磁平均点延伸的虚拟线A与将虚拟线A的任 意点和接收线圈210的中心点B连接的虚拟线形成45°角。在这种情况下，接收线圈210 可竖直地设置在发送线圈110上方。换言之，发送芯120的一端被设置为对应于下述交点， 所述交点为由沿与发送芯120平行的方向从发送线圈110的磁平均点延伸的虚拟线A和穿 过无线地接收电力的接收线圈的中心点B且与虚拟线A形成45°角的虚拟线形成的交点。
[0048] 发送芯120的延伸长度Ll可被确定为对应于由从接收线圈210的中心点B延伸 的虚拟线和从磁平均点延伸的虚拟线A形成45°角度的长度。
[0049] 由于发送芯120的延伸长度Ll被确定为与由从接收线圈210的中心点B延伸的 虚拟线和从磁平均点延伸的虚拟线A形成的角度相应，因此当所述角度增大