CN107872097A - 用于便携式电子设备的无线充电垫 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于便携式电子设备的无线充电垫。本实施方案描述了一种无线充电设备，该无线充电设备包括外壳，所述外壳具有充电表面以及限定内部腔的第一壁和第二壁；以及发射器线圈布置，所述发射器线圈布置设置在所述内部腔内并且被配置为在无线电力传输期间产生时变磁通量和电场，其中所述多个发射器线圈中的每个发射器线圈具有中心轴线，所述中心轴线定位在远离所述多个发射器线圈中的所有其他发射器线圈的所述中心轴线的横向距离处。该无线充电垫还包括电磁屏蔽件，所述电磁屏蔽件定位在所述发射器线圈布置和所述第一壁之间；互连结构，所述互连结构在发射器线圈布置和所述第二壁之间定位在所述内部腔内；以及铁磁屏蔽件，所述铁磁屏蔽件在所述发射器线圈布置和所述互连结构之间定位在所述内部腔内，所述铁磁屏蔽件被配置为重定向磁通量远离所述互连结构。

Description

用于便携式电子设备的无线充电垫

背景技术

当电子设备的电池存储有电荷时，电子设备(例如，移动电话、媒体 播放器、电子手表等)运行。一些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)将电子设备耦接到电源进行充电。然而，使用 充电线对电子设备中的电池充电需要将电子设备物理地连接到电源插座。 另外，使用充电线需要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(通常为插座连接器)。插座连接器通常包括 电子设备中的腔，其提供灰尘和湿气可侵入并损坏设备的渠道。此外，电 子设备的用户必须将充电电缆物理地连接到插座连接器以便为电池充电。

为了避免这样的缺点，已经开发了无线充电设备，以无线地对电子设 备充电而不需要充电线。例如，一些电子设备可仅通过将设备放置在无线 充电设备的充电表面上来进行充电。设置在充电表面下方的发射器线圈可 产生时变磁场，时变磁场在电子设备中的对应的接收线圈中感应出电流。 感应电流可由电子设备用于对其内部电池充电。

一些现有的无线充电设备具有许多缺点。例如，一些无线充电设备需 要将电子设备放置在充电表面上的非常受限的充电区域中以便电子设备被 充电以接收电力。如果将电子设备放置在充电区域之外，则电子设备可能 不会无线地充电或可能无效地充电并浪费电力。这限制了无线充电设备对 电子设备的充电易用性。

发明内容

本公开的一些实施方案提供了一种无线充电设备，其包括具有宽的充 电区域的充电表面，电子设备可放置在该充电表面上以无线地接收电力。 在一些实施方案中，无线充电设备可以是无线充电垫，其包括在充电表面 下方的无线功率发射器的布置以限定充电区域。无线充电垫允许电子设备 在充电区域内的任何位置充电，从而增加电子设备可通过垫充电的容易 性。

在一些实施方案中，被配置成对电子设备无线地进行充电的无线充电 垫包括外壳，所述外壳具有充电表面以及限定内部腔和开口的第一壁和第 二壁；以及发射器线圈布置，所述发射器线圈布置设置在所述内部腔内并 且被配置为在无线电力传输期间产生时变磁通量和电场，所述发射器线圈 布置包括多个发射器线圈，所述多个发射器线圈包括设置在第一平面上的 第一组发射器线圈，设置在第二平面上的第二组发射器线圈，以及设置在 位于所述第一平面和所述第二平面之间的第三平面上的第三组发射器线 圈，其中所述多个发射器线圈中的每个发射器线圈具有中心轴线，所述中 心轴线定位在远离所述多个发射器线圈中的所有其他发射器线圈的所述中 心轴线的横向距离处。无线充电垫，所述无线充电垫还包括电磁屏蔽件， 所述电磁屏蔽件定位在所述发射器线圈布置和所述第一壁之间，所述电磁 屏蔽件被配置为捕获产生自所述发射器线圈布置的电场，并且允许所述磁通量通过；互连结构，所述互连结构在发射器线圈布置和所述第二壁之间 定位在所述内部腔内，所述互连结构包括安装在所述互连结构上的用于驱 动所述发射器线圈布置的多个封装的电子部件，以及铁磁屏蔽件，所述铁 磁屏蔽件在所述发射器线圈布置和所述互连结构之间定位在所述内部腔 内，所述铁磁屏蔽件被配置为重定向磁通量远离所述互连结构。

在一些另外的实施方案中，无线充电设备包括外壳，所述外壳具有平 面充电表面以及限定内部腔和开口的第一壳体和第二壳体，定位在所述外 壳的开口处的插座连接器，所述插座连接器包括多个接触引脚和电耦接到 所述多个接触引脚的多个端子，以及发射器线圈布置，所述发射器线圈布 置设置在所述内部腔内并且被配置为在无线电力传输期间产生时变磁通量 和电场，所述发射器线圈布置包括多个发射器线圈，所述多个发射器线圈 包括设置在第一平面上的第一组发射器线圈，设置在第二平面上的第二组 发射器线圈，以及设置在位于所述第一平面和所述第二平面之间的第三平 面上的第三组发射器线圈，其中所述多个发射器线圈中的每个发射器线圈 具有中心轴线，所述中心轴线定位在远离所述多个发射器线圈中的所有其 他发射器线圈的所述中心轴线的横向距离处。该无线充电设备还包括电磁 屏蔽件，所述电磁屏蔽件定位在所述发射器线圈布置和所述第一壳体之 间，所述电磁屏蔽件被配置为捕获产生自所述发射器线圈布置的电场，并 且允许所述磁通量通过，其中所述电磁屏蔽件包括电磁体，所述电磁体被 配置为捕获由所述发射器线圈布置产生的电磁场；和围绕所述电磁体的铜 边界。该无线充电设备可进一步包括互连结构，所述互连结构在所述发射 器线圈布置和所述第二壳体之间定位在所述内部腔内，所述互连结构包括 安装在所述互连结构上的用于驱动所述发射器线圈布置的多个封装的电子 部件，以及铁磁屏蔽件，所述铁磁屏蔽件在所述发射器线圈布置和所述互 连结构之间定位在所述内部腔内，所述铁磁屏蔽件被配置为重定向所述磁 通量远离所述互连结构。

在一些另外的实施方案中，无线充电***包括接收器线圈的电子设 备，所述电子设备被配置为在暴露于时变磁通量时产生电流以为电池充 电，和无线充电垫，所述无线充电垫被配置为产生所述时变磁通量以为电 子设备无线充电。所述无线充电垫包括外壳，所述外壳具有充电表面以及 限定内部腔和开口的第一壁和第二壁，以及发射器线圈布置，所述发射器 线圈布置设置在所述内部腔内并且被配置为在无线电力传输期间产生时变 磁通量和电场，所述发射器线圈布置包括多个发射器线圈，所述多个发射 器线圈包括设置在第一平面上的第一组发射器线圈，设置在第二平面上的 第二组发射器线圈，以及设置在位于所述第一平面和所述第二平面之间的 第三平面上的第三组发射器线圈，其中所述多个发射器线圈中的每个发射 器线圈具有中心轴线，所述中心轴线定位在远离所述多个发射器线圈中的 所有其他发射器线圈的所述中心轴线的横向距离处。该无线充电垫还包括 电磁屏蔽件，所述电磁屏蔽件定位在所述发射器线圈布置和所述第一壁之 间，所述电磁屏蔽件被配置为捕获产生自所述发射器线圈布置的电场，并 且允许所述磁通量通过，互连结构，所述互连结构在所述发射器线圈布置 和所述第二壁之间定位在所述内部腔内，所述互连结构包括安装在所述互 连结构上的用于驱动所述发射器线圈布置的多个封装的电子部件，以及铁 磁屏蔽件，所述铁磁屏蔽件在所述发射器线圈布置和所述互连结构之间定 位在所述内部腔内，所述铁磁屏蔽件被配置为重定向所述磁通量远离所述 互连结构。

通过参考以下具体实施方式和附图，可更好地理解本发明的实施方案 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无线充电垫和位于充 电垫上的两个设备的简化图。

图2是示出根据本公开的一些实施方案的嵌入在充电垫内的发射器线 圈布置的简化图。

图3是示出根据本公开的一些实施方案的具有三个发射器线圈的示例 性基本图案的简化图。

图4是示出根据本公开的一些实施方案的以玫瑰花纹图案配置的示例 性发射器线圈布置的简化图。

图5A-5C是示出根据本公开的一些实施方案的以玫瑰花纹图案配置的 不同层的发射器线圈布置的简化图。

图6A-6C是示出根据本公开的一些实施方案的发射器线圈图案的扩展 的简化图。

图6D示出了根据本公开的一些实施方案的由16个线圈形成的示例性 发射器线圈布置。

图6E示出了根据本公开的一些实施方案的由22个线圈形成的示例性 发射器线圈布置。

图7A-7C是示出根据本公开的实施方案的连续充电表面的形成的简化 图和图表。

图8A是示出根据本公开的一些实施方案的两个发射器线圈的示例性 径向方向的简化图。

图8B是示出根据本公开的一些实施方案的由三个发射器线圈层形成的 示例性发射器线圈布置的简化图，其中每层的发射器线圈被布置在与其他 层不同的径向方向上。

图9A-9C是示出根据本公开的一些实施方案的图8B所示的发射器线 圈布置的不同发射器线圈层的简化图。

图10是示出根据本公开的一些实施方案的示例性发射器线圈布置的简 化图，其中发射器线圈基于它们在发射器线圈布置中的位置以不同的径向 方向布置。

图11A-11C是示出根据本公开的一些实施方案的图10所示的发射器线 圈布置的不同发射器线圈层的简化图。

图12A是示出根据本公开的一些实施方案的示例性发射器线圈布置的 简化图，其中所有发射器线圈具有与发器线圈布置中的其他发射器线圈基 本上相同的尺寸。

图12B是示出根据本公开的一些实施方案的示例性发射器线圈布置的 简化图，其中一个或多个发射器线圈具有与发射器线圈布置中的其他发射 器线圈不同的尺寸。

图13A是示出根据本公开的一些实施方案的由多根细线形成的示例性 线圈的简化图。

图13B是示出根据本公开的一些实施方案的由多根细线形成的线圈的 单匝的横截面图的简化图。

图13C是示出根据本公开的一些实施方案的由单芯导电线形成的示例 性线圈的简化图。

图13D是示出根据本公开的一些实施方案的由单芯导电线形成的线圈 的单匝的横截面图的简化图。

图14A是示出根据本公开的一些实施方案的线圈的顶部透视图的简化 图，该线圈的终端端部位于线圈的内径内且相对于彼此以一定角度布置。

图14B是示出根据本公开的一些实施方案的图14A所示的线圈的侧视 图的简化图。

图14C是示出根据本公开的一些实施方案的线圈的顶部透视图的简化 图，该线圈的终端端部位于线圈的内径中并且彼此平行地布置。

图15A-15D是示出根据本公开的一些实施方案的示例性线轴的顶视图 和侧视图的简化图。

图16A和16B是示出根据本公开的一些实施方案的示例性角度发射器 线圈的顶部透视图和底部透视图的简化图。

图17A是示出根据本公开的一些实施方案的由角度发射器线圈形成的 示例性发射器线圈布置的简化图。

图17B是示出根据本公开的一些实施方案的由角度发射器线圈形成的 示例性发射器线圈布置的一部分的放大的底部透视图的简化图。

图18A-18B是示出根据本公开的一些实施方案的示例性平行发射器线 圈的顶部透视图和底部透视图的简化图。

图19是示出根据本公开的一些实施方案的由平行发射器线圈和角度发 射器线圈形成的示例性发射器线圈布置的简化图。

图20A是示出根据本公开的一些实施方案的发射器线圈布置的分解侧 视透视图的简化图。

图20B是示出根据本公开的一些实施方案的组装的发射器线圈布置的 侧视透视图的简化图。

图21是示出根据本公开的一些实施方案的不具有线轴的示例性发射器 线圈的简化图。

图22A是示出根据本公开的一些实施方案的由不具有线轴的发射器线 圈形成的示例性发射器线圈布置的简化图。

图22B是示出根据本公开的一些实施方案的由不具有线轴且具有类似 组织的终端端部的发射器线圈形成的示例性发射器线圈布置的简化图。

图22C-22E是示出根据本公开的一些实施方案的图22B和图22C所示 的示例性发射器线圈布置的各个层的简化图。

图23是示出根据本公开的一些实施方案的具有带线轴的发射器线圈的 示例性无线充电垫的分解图的简化图。

图24是示出根据本公开的一些实施方案的具有不带线轴的发射器线圈 的示例性无线充电垫的分解图的简化图。

图25A是示出根据本公开的一些实施方案的具有薄导电边界的示例性 电磁屏蔽件的顶视图的简化图。

图25B是示出根据本公开的一些实施方案的具有延伸到发射器线圈布 置的边缘的导电边界的示例性电磁屏蔽件的俯视图的简化图。

图26A是示出根据本公开的一些实施方案的围绕部分形成的无线充电 垫的发射器线圈布置的法拉第笼的一部分的横截面图的简化图。

图26B是示出根据本公开的一些实施方案的屏蔽体和导电边界之间的 界面的特写横截面视图的简化图。

图27A和27B是示出根据本公开的一些实施方案的示例性支座的简化 图。

图28A和28B是根据本公开的一些实施方案的示出了具有钩结构的示 例性支座的简化图。

图29是示出根据本公开的一些实施方案的附接到底层驱动器板的示例 性组装发射器线圈布置的简化图。

图30是示出根据本公开的一些实施方案的耦接到驱动器板的放线架的 底视图的简化图。

图31是示出根据本公开的一些实施方案的示例性底部屏蔽件的自顶向 下视图的简化图。

图32是示出根据本公开的一些实施方案的包括多于一个发射器线圈布 置的示例性无线充电垫的分解图的简化图。

具体实施方式

本公开的实施方案描述了无线充电垫，其中电子设备可在无线充电垫 的充电表面的绝大部分(如果不是整个区域)上被有效地充电。设置在充 电表面下方的发射器线圈的阵列可产生能够在电子设备的接收器或与电子 设备耦接的对接底座中感应出电流的时变磁场。

无线充电垫可包括多个发射器线圈层。每层可包括以网格图案布置并 被配置为产生相应的网格图案的磁场的发射器线圈阵列。层中每个发射器 线圈之间的空间可以是“死区”，即不产生磁场的区域。因此，可布置多 个发射器线圈层，使得在无线充电垫的充电表面上存在最小的死区。在一 些实施方案中，无线充电垫包括三个发射器线圈层，其中每层被布置成填 充另外两个层中的死区。例如，由第一层中的线圈产生的磁场可填充第二层和第三层中的死区。类似地，由第二层中的线圈产生的磁场可填充第一 层和第三层中的死区；并且由第三层中的线圈产生的磁场可填充第一层和 第二层中的死区。因此，三个发射器线圈层可共同地产生跨越充电表面的 磁场，从而使得电子设备能够在充电表面的绝大部分上充电。这里讨论了 这种无线充电垫的实施方案的方面和特征。

I.无线充电MAT

图1示出了根据本公开的一些实施方案的示例性无线充电垫100。无 线充电垫100可包括充电表面102，可在该充电表面上放置具有无线电力接 收器的设备以对该设备的电池进行无线充电。在一些实施方案中，充电表 面102可以是跨越顶表面104的绝大部分(如果不是整个区域)的无线充 电垫100的顶表面104的区域。由无线充电垫100产生的时变磁场可传播 通过充电表面102内的顶表面104的区域，并形成设备可无线地接收电力 的连续区域。

在一些实施方案中，可将设备放置在充电表面102内的任何位置以接 收电力。例如，第一设备106可位于充电表面102内的无线充电垫100的 左侧，并从无线充电垫100接收电力。并且第二设备(例如，设备108)可 位于充电表面102内的无线充电垫100的右侧，以从无线充电垫100接收 电力。应当理解，放置在充电表面102内的任何地方的设备可根据本公开 的实施方案从无线充电垫100接收电力。在一些实施方案中，可将多于一 个的设备放置在无线充电垫100上以接收电力。例如，设备106和设备108 可同时放置在无线充电垫100上并且同时接收电力。

设备106和设备108可以是被配置为从无线充电垫100接收电力的任 何合适的设备。例如，设备106和/或设备108可以是便携式电子设备(例 如，移动电话、媒体播放器、电子手表等)，对接底座，或附件电子设 备，每者具有配置成当暴露于由无线充电垫100产生的磁场时接收电力的 接收器线圈。

无线充电垫100可被成形为提供在其上可对一个或多个设备进行充电 的适当的表面。例如，无线充电垫100可以是如图1所示的小球(大体椭 圆形)的形状，尽管其他实施方案可具有不同的形状。一些实施方案可具 有圆形形状、矩形形状、正方形形状或任何其他合适的形状，用于在不脱 离本公开的实质和范围的情况下提供可对设备进行无线充电的表面。

II.发射器线圈的布置

时变磁场可由嵌入在无线充电垫100内的多个发射器线圈产生。例 如，无线充电垫100可包括如图2所示的发射器线圈布置。图2示出了根 据本公开的一些实施方案的嵌入在充电垫100内的发射器线圈布置200。图 2的图示示出了去除顶表面104的无线充电垫100，使得可看到嵌入的发射 器线圈布置200。发射器线圈布置200可包括布置在不同层中且以非同心方 式布置的多个发射器线圈阵列，使得当所有发射器线圈都工作时，可在充电表面102之间产生磁场阵列。

A.发射器线圈图案

根据本公开的一些实施方案，发射器线圈200的具体布置使得无线充 电垫100能够产生磁场阵列，该磁场阵列形成可在其上对电子设备充电的 连续充电表面。连续充电表面允许电子设备在充电表面内的任何位置处被 有效地充电。充电表面可跨越无线充电垫100的绝大部分(如果不是整个 区域)。在一些实施方案中，发射器线圈布置200可根据使得发射器线圈 布置200能够产生形成连续充电表面的磁场的基本图案来布置。基本图案 可被扩展以形成更复杂的图案，其形成较大的连续充电表面。

1.基本图案

图3示出了根据本公开的一些实施方案的具有三个发射器线圈的示例 性基本图案300：第一发射器线圈302，第二发射器线圈304和第三发射器 线圈306。第一发射器线圈、第二发射器线圈和第三发射器线圈302,304和 306可布置在三个独立的层中，从而形成发射器线圈叠堆。例如，第一发射 器线圈302可定位在第一层中，第二发射器线圈304可定位在第一层上方 的第二层中，并且第三发射器线圈306可定位在第一层和第二层上方的第三层中。每个发射器线圈可由从外半径卷绕到内半径的单层线形成，使得 其形成平坦的环形形状，如本文将进一步详细讨论的。如图3所示，每个 发射器线圈被示出为不具有中心构件(例如，也将在本文中进一步讨论的 “线轴”)，使得位于发射器线圈下方的层中的其他发射器线圈可被看见 以便于理解。

在一些实施方案中，第一发射器线圈、第二发射器线圈和第三发射器 线圈302,304和306可各自包括中心终端区。中心终端区可以是每个发射 器线圈的中心的区域，其被保留用于与互连层诸如印刷电路板(PCB)接 合。如图3所示，第一发射器线圈、第二发射器线圈和第三发射器线圈302, 304和306可分别具有中心终端区316,318和320。中心终端区316,318和 320可以是保留用于与互连层接合的每个发射器线圈的中心的区域，如本文 将进一步讨论的。因此，第一发射器线圈、第二发射器线圈和第三发射器 线圈302,304和306可位于其中它们各自的中心终端区可与互连层接合而 不被相邻的发射器线圈阻挡的位置。例如，发射器线圈302的中心终端区 316横向地定位在发射器线圈304和306的外径之外。同样的描述可用于中 心终端区318和320。因此，中心终端区316,318和320可延伸穿过发射器 线圈叠堆而不与另一个发射器线圈相交。在一些实施方案中，中心终端区 316,318和320可彼此等距间隔开定位，使得中心终端区316,318和320形 成等边三角形322。

2.玫瑰花纹图案

如上所述，基本图案可扩展以形成用于不同形状和尺寸的无线充电垫 的其他图案。此类图案中的一者是玫瑰花纹图案，鉴于其圆形轮廓，其可 适用于基本圆形的无线充电垫。玫瑰花纹图案可是其中发射器线圈以重叠 布置来布置的图案，使得多个线圈中的不同线圈在不同的平面上并且彼此 不同心。在扩展的基本图案中，一个或多个发射器线圈层可包括多于一个 的发射器线圈。

图4示出了根据本公开的一些实施方案的以玫瑰花纹图案配置的示例 性发射器线圈布置400。发射器线圈布置400可包括三个独立的发射器线圈 层，其中这些层中的一者或多者包括多个发射器线圈。例如，第一发射器 线圈层可包括发射器线圈402a-c，第二发射器线圈层可包括发射器线圈 404a-c，以及第三发射器线圈层可包括发射器线圈406。发射器线圈布置 400中的每个发射器线圈可具有由发射器线圈的内径限定的开口，其中每个开口包括不与相邻发射器线圈的任何部分重叠的终端区418(即，中心部 分)。另外，发射器线圈被布置成使得多个线圈中的两个线圈彼此不同 心。

在整个玫瑰花纹图案中基本图案可以是普遍的，使得最靠近在一起的 每组三个发射器线圈(每个发射器线圈层中的一者)以基本图案布置。例 如，发射器线圈402a,404a和406以基本图案布置。类似地，发射器线圈 402a,404b和406以基本图案布置，发射器线圈404b,402c和406以基本图 案布置，依此类推。通过根据基本图案布置发射器线圈布置400，发射器线 圈布置400可创建连续充电区域，电子设备可在该充电区域内在任何位置 充电。

为了更好地理解扩展的基本图案的布置，图5A-5C示出了发射器线圈 布置400的不同层。具体地，图5A示出了包括发射器线圈402a-c的第一 层，图5B示出了包括发射器线圈404a-c的第二层，并且图5C示出了包括 发射器线圈406的第三层。根据实施方案，同一层中的发射器线圈可等距 间隔开，使得所产生的磁场可以均匀间隔的网格图案布置。例如，发射器 线圈402a-c和404a-c可间隔开距离D1。距离D1可被选择为足够宽，以便 在其他层中的发射器线圈的部分适合于其叠堆目的，如本文将进一步讨论 的。在其他实施方案中，距离D1可被选择为足够宽，使得相邻发射器线圈 不彼此接触。例如，距离D1可小于3mm。在具体实施方案中，距离D1小 于1mm。

在同一层中的每个发射器线圈的中心可被分开距离D2。距离D2可影 响充电表面上磁通量的均匀度。较大距离D2导致充电表面上较低的磁通量 均匀度，而较小距离D2导致充电表面上较高的磁通量均匀度。在一些实施 方案中，距离D2可被选择为在发射器线圈之间允许合适的距离D1的最小 距离，同时考虑每个发射器线圈的外径。在另外的实施方案中，距离D2对 于在同一层中的所有相邻发射器线圈是相等的。因此，可根据等边三角形422的端点来布置三个发射器线圈(例如，分别在第一和第二层的每者中的 发射器线圈402a-c和404a-c)的组。

尽管图5A和5B仅示出了单个发射器线圈层中的三个发射器线圈，应 当理解，实施方案不限于仅具有三个线圈的发射器线圈层。相反，其他实 施方案可包括具有多于三个发射器线圈的发射器线圈层。在此类实施方案 中，发射器线圈被等距间隔布置并放置在对应于等边三角形的角的位置。

B.扩展发射器线圈图案

类似于基本图案，玫瑰花纹图案(或从基本图案形成的任何其他图 案)可被扩展以形成用于不同形状和尺寸的无线充电垫的发射器线圈的更 大的组。图6A-6C示出了根据本公开的一些实施方案的发射器线圈的图案 的扩展。图6A示出了初始图案600，图6B和图6C各自示出了在通过增量 发射器线圈层扩展之后的初始图案。

图6A中的初始图案600示出为以玫瑰花纹图案布置的发射器线圈布置 600，尽管本领域技术人员理解的是从基本图案形成的任何初始图案可作为 该初始图案。初始图案600包括三个发射器线圈层，其中第一层包括发射 器线圈602a-c，第二层包括发射器线圈604a-c，并且第三层包括发射器线 圈606a。第二层可被设置在第一层和第三层之间。

可扩展发射器线圈的图案的方式可基于其现有的发射器线圈布置。例 如，将发射器线圈添加到现有图案可基于最靠近的晶体管线圈位于的层， 其中添加到图案的发射器线圈被放置在最靠近的发射器线圈不位于的层 中。作为示例，如果最靠近的发射器线圈位于第一层和第二层中，则用于 扩展图案的下一个发射器线圈位于第三层中。同样，如果最靠近的发射器 线圈位于第一层和第三层中，则下一个发射器线圈被放置在第二层中；并且如果最靠近的发射器线圈位于第二层和第三层中，则下一个发射器线圈 被放置在第一层中。每当将另外的线圈添加到现有的发射器线圈布置时， 该方法可用于扩展图案。添加到图案的每个发射器线圈根据本文关于图3 讨论的基本图案来定位。

在图6B所示的具体实施例中，发射器线圈606b和606c被添加到发射 器线圈布置600以形成发射器线圈布置601。使用这里讨论的方法，发射器 线圈606b和606c根据最外面的发射器线圈的位置放置在发射器线圈布置 601中。由于最外面的发射器线圈602b,602c和604b位于第一层和第二层 中，所以发射器线圈606b和606c可被定位在第三层中。通过另一个发射 器线圈层扩展图案遵循相同的方法。例如，如图6C所示，发射器线圈 602d被添加到发射器线圈布置601以形成发射器线圈布置603。由于最外 面的发射器线圈606b,606c和604b位于第二层和第三层中，所以发射器线 圈602d可被定位在第一层中。

发射器线圈布置600可根据任何设计扩展到任何程度。例如，发射器 线圈布置600可根据16线圈设计来扩展。图6D示出了根据本公开的一些 实施方案的由16个线圈形成的示例性发射器线圈布置605。如图所示，发 射器线圈布置605中的发射器线圈可以重叠布置组织，使得多个线圈中的 不同线圈在不同的平面上并且彼此不同心。发射器线圈布置605可类似于 本文相对于图2简要讨论的发射器线圈布置200的线圈布置。因此，每个 发射器线圈可被定位成在充电垫100的充电表面102上提供宽的覆盖。

在一些实施方案中，发射器线圈布置600可根据不同的设计进一步扩 展。例如，发射器线圈布置600可根据22线圈设计扩展。图6E示出了根 据本公开的一些实施方案的由22个线圈形成的示例性发射器线圈布置 607。如图所示，根据本文关于图6A-6C说明的步骤，可向16线圈设计添 加六个附加线圈。添加附加线圈可改变充电表面102的形状和覆盖。此外，添加附加线圈可改变充电表面102上的磁通密度。与具有较少线圈的 发射器线圈布置相比，更多的线圈可导致更大的充电表面102和充电表面 102上的更大的磁通密度。

C.发射器线圈图案的覆盖

根据本公开的实施方案，以由基本图案形成的图案布置的发射器线圈 可产生形成连续充电表面的磁场。连续充电表面允许搁置在其上的电子设 备在其内的任何位置接收电力，从而增强用户可对他或她的设备充电的易 用性。

图7A-7C示出了根据本公开的实施方案的发射器线圈的图案如何产生 连续充电表面。每个图示出了发射器线圈布置的单独层，并且示出绘制了 在一定距离上的磁场的强度的对应图。该图绘制了一个发射器线圈的强 度，但可应用于同一层中的所有发射器线圈。每个图具有表示磁场的强度 (其可由表示每米的安培的单位H表示)向上增加的Y轴以及表示跨充电 表面的水平距离增加到右侧的X轴。

图7A示出了根据本公开的一些内容的发射器线圈700的阵列和表示由 发射器线圈702产生的磁场的强度-距离曲线的图708。发射器线圈700的 阵列可以是位于发射器线圈布置的第一层内的发射器线圈的阵列。在一些 实施方案中，发射器线圈702产生具有强度-距离曲线714的磁场，其在发 射器线圈702的中心附近达到峰值并且随着远离曲线714的中心移动而减 小。

为了使发射器线圈执行无线充电，发射器线圈可需要产生强到足以延 伸到充电表面上方的磁场。启用无线充电的阈值可由图708所示的强度阈 值715来表示。高于强度阈值715的曲线714的部分可足以用于无线充 电，并且低于强度阈值715的曲线714的部分可不足以用于无线充电。曲 线714低于强度阈值715的部分可被指定为“死区”716和718，其中磁场 不足以对搁置在充电表面上的电子设备进行无线充电。

因此，根据实施方案，可在发射器线圈布置中并入附加层以填充死 区。如图7B所示，第二发射器线圈层可以与本文所讨论的基本图案的布置 相一致的方式放置在第一发射器线圈层的顶部，以填充第一层的至少一些 死区，从而得到发射器线圈布置701。第二发射器线圈层可包括具有磁场强 度-距离曲线720的发射器线圈704。通过将发射器线圈704包括在第二层 中，由发射器线圈704(和第二层中的其他发射器线圈)产生的磁场可填充来自第一层的死区718。因此，与第二层中的发射器线圈相对应的充电表面 的部分可能够执行无线充电。

从图表720可看出，即使添加第二层，仍然可能存在一些死区。例 如，死区716的部分可仍然存在，从而导致充电表面的一些区域不能执行 无线充电，并导致不连续的充电表面。因此，根据本公开的一些实施方 案，可并入第三层以填充剩余的死区。

图7C示出了形成在第一发射器线圈层和第二发射器线圈层的顶部上以 形成发射器线圈布置703的第三发射器线圈层。在一些实施方案中，第二 发射器线圈层可位于第一发射器线圈层和第三发射器线圈层之间。第三发 射器线圈层可包括具有磁场强度-距离曲线722的发射器线圈706。通过将 发射器线圈706包括在第三层中，由发射器线圈706(和第二层中的其他发 射器线圈)产生的磁场可填充来自第一层和第二层的死区716。因此，在充电表面内可能不再有任何死区，从而形成连续充电表面，驻留在任何位置 时，电子设备可在连续充电表面内无线充电。

尽管图7A-7C示出了仅具有三层以产生连续充电表面的发射器线圈布 置，实施方案不限于此类构造。在不脱离本公开的实质和范围的情况下， 其他实施例可具有多于或少于三层以形成连续充电表面。

D.发射器线圈的旋转布置

与布置成单层的类似线圈的阵列相比，在组装时将发射器线圈布置成 使得它们在不同层中彼此重叠增加了发射器线圈布置的z高度(例如，厚 度)。根据本公开的一些实施方案，发射器线圈布置中的发射器线圈可在 各种径向方向上取向，以使发射器线圈布置的z高度最小化，如下面讨论 的各种实施方案中所述。径向放向是发射器线圈相对于参考方向径向地对 准的角度，其可以是任何任意的角度方向，诸如真正北方。发射器线圈的 径向方向可由发射器线圈的基准位置与基准方向之间的角度差定义。

图8A示出了发射器线圈801a-b相对于示例性参考方向807的示例性 参考位置。示例性参考方向807可以是对应于真正北方的角度方向，如图 8A所示。参考位置可由发射器线圈的任何结构部分表示，其在所有其他发 射器线圈中是共同的。例如，发射器线圈801a的参考位置803a可由发射器 线圈801a的终端端部805表示。类似地，发射器线圈801b的参考位置 803b可由发射器线圈801b的对应终端端部805b表示。发射器线圈801a的 径向方向可由参考位置807和参考位置803a之间的角度限定，并且发射器 线圈801b的径向方向可由参考方向807和参考位置803b之间的角度来限 定。因此，发射器线圈801a可布置在与发射器线圈801b不同的径向方向 上，如图8A所示。

这些发射器线圈布置的特定方式可基于一个或多个因素。例如，发射 器线圈的结构可包括可配合在相邻层中的发射器线圈之间的间隔中的突 起，从而最小化Z-高度。例如，第一层中的发射器线圈可具有配合在第二 层中的相邻发射器线圈之间的间隔中的突起。此类结构的细节将在本文进 一步讨论。

不同发射器线圈层中的发射器线圈可在不同的径向方向上布置。图8B 示出了由三个发射器线圈层形成的示例性发射器线圈布置800：第一发射器 线圈层802，第二发射器线圈层804和第三发射器线圈层806，其中每层的 发射器线圈布置在与其他层不同的径向方向上。发射器线圈布置800以适 合于小球状无线充电垫的布置被示出，诸如图1和图2中的无线充电垫 100。参考图1和图2，尽管应当理解，实施方案不限于这种布置，并且在 不脱离本公开的实质和范围的情况下，其他实施例可具有适合于其他形状 的无线充电垫的发射器线圈布置。

如图8B所示，第一发射器线圈层802的发射器线圈可布置在第一径向 方向808上，第二发射器线圈层804的发射器线圈可布置在第二径向方向 810上，并且第三发射器线圈层806的发射器线圈可布置在第三径向方向 812上。第一径向方向、第二径向方向和第三径向方向808,810和812可彼 此偏移角度偏移814。角度偏移814可确定为当组装发射器线圈布置800时 使得第一发射器线圈层、第二发射器线圈层和第三发射器线圈层802,804 和806的发射器线圈能够实现最小z高度的角度，如本文将进一步讨论 的。在一些实施方案中，角度偏移814的范围在110至130度之间，在某 些实施方案中具体地约120度。

虽然不同层中的发射器线圈可布置在不同的径向方向上，但同一共面 层中的发射器线圈可布置在相同的径向方向上。为了更好地示出这个概 念，图9A-9C分别示出了图8B中发射器线圈布置800的不同发射器线圈 层。具体地，图9A示出了第一发射器线圈层802，图9B示出了第二发射 器线圈层804，并且图9C示出了第三发射器线圈层806。

从图9A-9C中可看出，发射器线圈802全部布置在相同的径向方向 上，例如第一径向方向808。类似地，发射器线圈804全部沿径向方向810 布置，并且发射器线圈806全部沿径向方向812布置。在一些实施方案 中，相同层中的发射器线圈基本上共面。另外，相同共面层中的相邻发射 器线圈彼此等距定位，如本文关于图5A和5B所讨论的。此外，共面层中的每组发射器线圈在横轴900上是对称的。在一些实施方案中，三层发射 器线圈中只有两层具有相同数量的发射器线圈。例如，第一层中的发射器 线圈802具有与第二层中的发射器线圈804相同数量的发射器线圈。第三 层中的发射器线圈806可具有与其他两个层不同数量的发射器线圈，例如 比其他两个层少两个发射器线圈。这种现象是上文讨论的扩展玫瑰花纹图 案的伪像。

图8B和9A-9C示出了一个示例性的发射器线圈布置；然而，实施方 案不限于此类布置。其他实施方案可具有不同的发射器线圈布置。例如， 图10示出了根据本公开的一些实施方案的包括十六个单独线圈的示例性发 射器线圈布置1000，其中发射器线圈基于它们在发射器线圈布置中的位置 沿不同的径向方向布置。例如，发射器线圈布置1000可包括十二个外发射 器线圈1002和四个内发射器线圈1004。外发射器线圈1002可以是位于发 射器线圈布置1000的最外区域附近的一组发射器线圈，而内发射器线圈 1004可以是由外发射器线圈1002围绕的那些发射器线圈。如图10所示， 内发射器线圈1004由粗体线指示，外发射器线圈1002由非粗线指示，以 便于观察。

在一些实施方案中，外发射器线圈1002布置在与内发射器线圈1004 不同的径向方向上。如图10所示，外发射器线圈1002可沿着指向发射器 线圈布置1000的外边缘的径向方向布置，而内发射器线圈1004可布置在 各个径向方向上。以这种方式布置外发射器线圈1002使外发射器线圈1002 的一些部分能够远离充电表面的内部区域定位。由于发射器线圈的结构构 造，这些部分可能是发射器线圈的效率较低的部分，如本文将进一步讨论 的。

鉴于发射器线圈布置1000的多层构造，相同共面层中的发射器线圈可 沿不同的方向布置。图11A-11C各自示出了图10中发射器线圈布置1000 的不同发射器线圈层。具体地，图11A示出了第一发射器线圈层1102，图 11B示出了第二发射器线圈层1104，并且图11C示出了发射器线圈布置 1000的第三发射器线圈层1106。

如从图11A-11C中可看出，第一发射器线圈层1102中的一个或多个发 射器线圈被布置在与同一层中的其他发射器线圈不同的径向方向上。作为 图10中的外发射器线圈1002的一部分的发射器线圈，例如，发射器线圈 1108a,1108b,1108d,1108e和1108f可被布置成使得它们的径向方向面向 外，如本文参照图10所讨论的，以便在无线充电垫上实现更均匀的充电表 面。相反，作为图10中的内发射器线圈1104的一部分的发射器线圈，例 如发射器线圈1108c，可被布置成使得其径向方向为110至130度之间的增 量，诸如相对于图8B讨论的120度。作为第二发射器线圈层和第三发射器 线圈层中相应的内发射器线圈和外发射器线圈的一部分的发射器线圈，如 图11B和11C所示，也可基于相同的原理布置。

相应发射机线圈布置中的图2-11C所示的发射器线圈可具有类似的尺 寸。例如，每个发射器线圈布置中的发射器线圈可具有相同的内径和外 径。图12A示出了示例性发射器线圈布置1200，其中所有发射器线圈具有 基本上相同的尺寸，例如相同的内径和外径。内径可由最靠近其中心的发 射器线圈的匝形成的周边的直径限定，并且外径可由距离其中心最远的发 射器线圈的匝形成的周长的直径来限定。例如，发射器线圈1202a可具有 内径1204和外径1206。甚至位于发射器线圈布置1200中最左边和最右边 位置处的发射器线圈1202b和1202c可具有与所有其他发射器线圈基本相 同的尺寸。在一些实施方案中，当在某些实施方案中发射器线圈的相应内 径和外径相差小于10％，特别是小于5％时，发射器线圈具有基本相同的尺 寸。

尽管本文讨论的发射器线圈布置可具有基本相同的尺寸，但是一些实 施方案可具有其中一些发射器线圈具有与相同发射器线圈布置中的其他发 射器线圈不同的尺寸的发射器线圈布置，如本文相对于图12B所述。

图12B示出了根据本公开的一些实施方案的示例性发射器线圈布置 1201，其中一个或多个发射器线圈具有与发射器线圈布置1201中的其他发 射器线圈不同的尺寸。在一些实施方案中，发射器线圈布置1200中的所有 其他发射器线圈可具有相同的内外径1204和外径1206，除了位于发射器线 圈布置1200的最左边和最右边处的发射器线圈，诸如发射器线圈1202b和 1202c。

发射器线圈1202b和1202c因为它们的位置可具有比发射器线圈布置 1200中的所有其他发射器线圈更小的内径。发射器线圈布置1200的最左边 和最右边位置由于位于发射器线圈布置的边缘而具有最小的发射器线圈密 度。因此，在这些位置处产生的磁通量可能比在发射器线圈布置1200的其 他区域处产生的磁通密度低，诸如在发射器线圈布置1200的中心附近产生 的磁通量。因此，位于最左和最右位置处的一个或多个发射器线圈可具有 不同的线圈尺寸，以增加在发射器线圈布置的那些区域处产生的磁通密 度。例如，发射器线圈1202b和1202c可具有比发射器线圈布置1200中的 其他发射器线圈(例如发射器线圈1202a)更小的内径1208但具有相同的 外径1210。通过具有较小的内径，发射器线圈1202b和1202c可具有更多 的匝数，从而能够产生更大量的通量。在一些实施方案中，内径1208比内 径1204小约3至5毫米。例如，内径1208可比内径1204小约4mm，使得 内径1208为13mm，并且内径1204为17mm。应当理解，其他实施方案可 修改形状和/或发射器线圈的几何结构，以达到较光滑的充电区域。另外， 一个或多个发射器线圈的形状可基于无线充电垫的几何结构和发射器线圈 相对于无线充电垫的位置来修改。例如，如果无线充电垫是正方形或是具 有几条直边的另一种形状的一般形状，设置在无线充电垫的边缘处的一些 发射器线圈可为“D”的形状，使得发射器线圈的直边可对应于无线充电垫 的直边。

III.发射器线圈结构

如图2-12所示，发射器线圈显示为圆形“O”形环。应当理解，圆形 “O”形环表示用于产生时变磁场的线圈，其能够在接收器线圈中感应出相 应的电流以执行无线充电。在一些实施方案中，线圈可由其中线的每匝包 括一束更小的线圈的线圈形成。在其他实施方案中，线圈可由其中线的每 匝包括单芯导电材料的线圈形成。而图2-12示出了发射器线圈作为圆形 环，在一些实施方案中，每个发射器线圈可具有大致圆形形状的外周边， 由于线的宽度和线的螺旋性质而不是正圆，如下文进一步详细描述的。如 本文所使用的，“大致圆形的”线圈是指具有圆形周边的线圈和具有接近 于圆形的周边的线圈，如下所述。在其他实施方案中，发射器线圈可以是 非圆形的，例如六边形，使得线圈可最大化相邻发射器线圈之间间距的使 用，或可为任何其他合适的形状，例如正方形、椭圆形、矩形、三角形 等。

A.发射器线圈接线

图13A示出了根据本公开的一些实施方案的由多根细线形成的示例性 线圈1300。线的单匝可包括小导线的束1302，如图13B所示。图13B示出 了线圈1300的单匝的横截面图1301。线的单匝可包括多根细线1305，其 可以子束布置，诸如子束1303a,1303b和1303c。线束1302的总宽度可由 每根细线1305的厚度和细线束1302布置的方式来确定(例如，多少根细 线1305在z方向上堆叠在一起以限定每个子束的高度，H)。在一些实施 方案中，每根细线1305的厚度可在110和120微米之间的范围内，导致细 线的束1302具有在1-2mm之间的宽度和在0.4至0.7mm之间的高度 (H)。由于能够在有限的空间中实现大量的匝数，因此对线圈的每匝使用 细线束对于产生更强的磁场可是特别有用的。

线圈1300可由在内半径1304与外半径1306之间缠绕的线圈形成。在 一些实施方案中，线圈1300可是由单层线形成的扁平“O”形环，其从内 半径1304卷绕到外半径1306，反之亦然。内半径1304可是允许线圈1300 具有空的内部空间的非零半径。将线圈1300缠绕在单层线中使线圈的整体 高度最小化，从而一旦线圈被组装就降低无线充电垫的整体高度。

在特定实施方案中，每根细线1305是电绝缘线，其被覆盖在一层或多 层电介质材料中，诸如聚氨酯。电绝缘层防止细线在卷绕时与相邻细线短 路。另外，线圈1300作为整体可被另一层绝缘材料(诸如聚酰亚胺)覆 盖，以将缠绕的线附接在一起以形成线圈的单个结构。如本文将进一步讨 论的那样，线圈1300可附接到线轴上，并且因此可容易地被拾取并放置 (例如，使用机器人作为制造过程的一部分)在发射器线圈布置中。

在一些实施方案中，单芯导电材料可被用于线的每匝，而不是使用较 小线的束，如图13C所示。图13C示出了根据本公开的一些实施方案的由 单根导线形成的示例性线圈1307。图13D示出了线圈1307的单匝的横截 面图1309。如横截面图1309所示，线的单匝可由单芯导线1311形成，而 不是如图13B所示的线束1302。使用单芯导电线用于线的每匝可特别适用 于其中发射器线圈形成在PCB中的应用，PCB可用非常小尺寸的导线印 刷。在一些实施方案中，单芯导电线可具有在0.9和1.3mm之间的宽度， 以及0.08至0.18mm之间的高度。

重新参考图13A，线圈1300可具有两个终端端部：第一终端端部 1308和第二终端端部1310。终端端部可是电流可通过线圈1300进入和离 开的通道。在一些实施方案中，终端端部1310可在线圈1300上折叠以定 位在线圈1300的内径内，如图14A和图14B所示。

具体地，图14A示出了根据本公开的一些实施方案的线圈1400的顶部 透视图，其中终端端部1402和1404定位在线圈1400的内径1406内，图 14B示出了线圈1400的侧视图。将终端端部1402和1404定位在线圈1400 的内径内简化了如何将线圈1400耦接到另一个结构诸如驱动器板，因为它 使得能够在单个位置执行耦接，例如线圈1400的中心。

如图14A所示，终端端部1402在线圈1400上方弯曲，使得其位于内 径1406内。尽管终端端部1402看起来在线圈1400上方弯曲而不折叠在其 自身上，但是实施方案不限于此类布置，并且本文还设想了终端端部1402 在其自身上方折叠以定位在内径1406内的实施方案。在一些实施方案中， 终端端部1402的部分1408搁置在线圈1400上，使得其在线圈1400的平面 上方突起。例如，参考图14B，部分1408可在由线圈1400的缠绕形成的 表面限定的线圈1400的平面1410上方延伸。突起可仅位于线圈1400的一 侧，使得线圈1400的另一侧可不具有突起。与终端端部1402不同，终端 端部1404可不突出在平面1410上方，因为它可已经位于内径1406内。在 一些实施方案中，终端端部1404可仅向线圈1400的中心弯曲，而不在线 圈1400上方折叠。

重新参考图14A，在一些实施方案中，终端端部1402和1404转向线 圈1400的中心的方向可相对于彼此形成角度1412。角度1412可基于偏移 角度来确定，诸如本文相对于图8B讨论的偏移角度814。偏移角度814可 使线圈1400的重叠部分1408能够定位在相邻层中的发射器线圈之间的间 隙中，以使发射器线圈叠堆的z高度最小化，如本文将进一步讨论的。

从图14A可看出，线圈1400的一部分可具有与其他区域不同的匝数。 例如，线圈1400的区域1414可具有四匝线，而线圈1400的其余部分(例 如，不是区域1414的一部分的线圈1400的区域)具有五匝线，如图14A 所示。在另一实施例(图14A中未示出)中，线圈1400的区域1414可具 有比线圈1400的其余部分更多的匝数。应当理解，在区域1414中具有更多或更少的匝数取决于限定绕组开始和结束的地方的终端端部1402和1404 的布置。因此，相比线圈1400的其他区域，区域1414可具有与布置在发 射器线圈布置中的其他发射器线圈的不同的耦合特性。例如，区域1414可 具有比发射器线圈布置中的其他发射器线圈更多的耦合。具有更多的耦合 可降低发射器线圈的效率。因此，在一些实施方案中，区域1414可被最小 化以通过减小终端端部1402和1404所在的角度来减轻与其他发射器线圈 的耦合。例如，终端端部1402和1404可彼此平行地定位，如图14C所 示。在一些实施方案中，区域1414小于线圈1400的一半，使得区域1414 是与线圈1400的其余部分相比较的线圈1400的较小部分。

图14C示出了示例性线圈1401，其中终端端部1402和1404彼此平行 地布置。通过使终端端部1402和1404彼此平行地布置，具有比线圈的其 他区域少的匝数的线圈1401的区域1416可被最小化。例如，只有四匝线 的区域1416可最小化为图14C所示的终端端部1402和1404之间的小距 离。相比之下，区域1416可显著小于图14A中的区域1414。因此，通过 最小化区域1416，线圈1401可以更有效的方式操作。

在一些实施方案中，由于构成线圈1400和1401的线的每匝的宽度， 每个线圈可具有大致圆形的形状(由线圈的外周边限定)，其不是真正的 圆。也就是说，线圈1400和1401的外周边的一些区域可偏离真正圆的外 周边。例如，由虚线表示的真正的圆1418的外周边叠加在图14A和图14C 中的线圈1400和1401上方。具有较少匝的线圈1400和1401的外周边的部 分(例如部分1414和1416)可通过具有更短的半径而偏离真正的圆1418 的外周边。发射器线圈的非圆形形状可指示发射器线圈布置的组织，以确 保在充电区域的整个表面上的均匀的充电效率，如下面将进一步讨论的。

如本文将进一步理解的，终端端部被布置的不同方式可影响线圈的径 向方向，如本文关于图8-11C所讨论的。该关系的细节本文将关于图17A- 19进一步讨论。

B.线轴

根据本公开的一些实施方案，每个线圈围绕称为“线轴”的中央、圆 盘状结构缠绕，并且每个线圈的终端端部附接到称为“线轴”的中央、圆 盘状支撑结构。在整个公开内容中，通过组合线圈和线轴而形成的结构有 时被称为“发射器线圈”。线轴为支撑结构，该支撑结构不仅为线圈提供 结构完整性，而且还提供终端端部可附接到的结构，用于与相应的一对接 触引脚连接。接触引脚可将线圈电耦接到驱动器板，用于操作线圈作为无 线充电的发射器线圈。

图15A-15D示出了根据本公开的一些实施方案的示例性线轴1500。具 体地，图15A示出了线轴1500的顶部透视图，图15B示出了线轴1500的 侧视图，并且图15C和15D分别示出了示例性线轴1520和1522的侧视 图。线轴1520和1522可具有与线轴1500相似的特征，除了它们的接触外 壳和引脚可不同地布置，如下讨论的。

线轴1500可以是包括基本平坦的表面的圆盘形状的大致平坦且圆形的 结构。例如，线轴1500可具有基本平坦的顶表面1502和基本平坦的底表 面1504，如图15B所示。重新参考图15A，线轴1500包括位于线轴1500 的中心附近的接触外壳1506。一对接触引脚1508a-b可位于接触外壳1502 内，用于与线圈的相应的一对终端端部耦接。接触引脚1508a-b可以是悬臂 梁(或任何其他合适的接触形式)形式的接触件，其被配置为与控制板上 的焊盘(例如，形成为PCB的驱动器板)接触，用于操作线圈(未示出) 围绕角轴线1500缠绕。

在一些实施方案中，接触外壳1506可突出超过线轴1500的平坦表 面。例如，接触外壳1506可突出超过图15B所示的平坦顶表面1502。在 另一实施例中，接触外壳1506可分别突出超过顶表面1502和底表面 1504，如图15C所示，或者可突出超过底表面1504，如图15D所示。接触 外壳1506突出超过线轴1500的平面以为线圈的终端端部提供另外的竖直空间，以与接触引脚1508a-b耦接。例如，接触外壳1506可提供足够的空 间，用于将终端端部焊接到线轴1500上。所得到的焊接结构可占据比顶表 面1502和底表面1504限定的线轴1500的厚度更大的竖直空间。

线轴1500还可包括一对接触引脚1512a-b。接触焊盘1512a-b可提供 一个表面，线圈的终端端部可附接到该表面上以电耦接接触引脚1508a-b。 例如，接触焊盘1512a-b可以是电耦接到相应的接触引脚1508a-b的基本平 坦的表面。线轴1500还可包括一对通道1510a-b，以允许终端端部与接触 焊盘1512a-b耦接。在一些实施方案中，通道1510a-b从外边缘1516朝向 接触外壳1506延伸，即朝着线轴1500的中心延伸。通道1510a-b可提终端 端部穿过其与接触焊盘1512a-b进行接触的渠道。如图15A所示，通道 1510a-b可以是线轴1500中的空闲区域，其中终端端部可被定位而基本上 不影响线轴1500的整体厚度。

线轴1500还可包括一个或多个开口1516a和1516b。每个开口1516a 和1516b可以是延伸穿过线轴1500的空闲空间，使得设备可从线轴1500 的一侧穿过到另一侧。在一些实施方案中，开口1516a和1516b是可用于 抓取线轴1500并且拾取线轴1500且准确地将线轴1500放置在特定位置 (诸如发射器线圈布置)中的特征结构。另外，开口1516a和1516b提供了在拾取并放置线轴1500在其预定位置之后装置可穿过以将线轴1500固 定在发射器线圈布置中的渠道。

在一些实施方案中，线轴1500可包括用于将线圈附接到线轴1500的 附接垫1514。任何合适的粘合剂，例如环氧树脂粘合剂，可通过将线圈固 定到附接垫1514来将线轴1500固定到线圈。尽管图15A示出了仅设置在 线轴1500的一侧上的三个附接垫1514，实施方案不限于这种构造。其他实 施方案可具有更多或更少的附接垫，并且附接垫可设置在线轴的一侧或两 侧。

C.角度发射器线圈

如图15A所示，线轴1500的通道1510a-b可相对于彼此以角度1518 布置。角度1518可以是非零角度，其特别适用于允许发射器线圈以最小z 高度布置在叠堆中。例如，角度1518可在110至130度之间，诸如在特定 实施方案中为120度。角度1518可对应于图14中的线圈1400的终端端部 之间的角度1412。因此，围绕线轴1500的外边缘1516缠绕的线圈可导致 线圈1400的形成。根据一些实施方案，围绕线轴1500缠绕线圈导致如图 16A和16B所示的角度发射器线圈的形成。

图16A和16B分别示出了根据本公开的一些实施方案的由围绕线轴 1604卷绕的线圈1602形成的示例性角度发射器线圈1600的顶部透视图和 底部透视图。如图16A所示，终端端部1606和1608可以例如图15A中的 角度1518的角度附接到线轴1604上的相应接触焊盘。一旦附接到接触焊 盘，终端端部1606和1608可电耦接到接触外壳1612中的相应的接触引脚 1610a-b。因此，当接触焊盘1610a-b耦接到驱动器板(未示出)时，驱动 器板可电耦接到线圈1602以控制角度发射器线圈1600的操作。另外，一 旦线圈1602缠绕在线轴1604上，角度发射器线圈1600被形成并构造成可 在无线充电垫的组装期间被拾取并放置在驱动器板上的单一结构。

从图16B中的角度发射器线圈1600的底部透视图可看出，终端端部 1608可在线圈1602上方弯曲。因此，除了接触外壳1612之外，终端端部 1608也可从角度发射器线圈1600的平面突出。在一些实施方案中，终端端 部1608和接触外壳1612从角度发射器线圈1600的相同平面突出。当在发 射器线圈布置中实现时，该突起可影响发射器线圈径向取向的方式，如关 于图图17A和17B将进一步讨论的。

图17A示出了根据本公开的一些实施方案的形成有角度发射器线圈的 示例性发射器线圈布置1700。每个角度发射器线圈可沿适于最小化发射器 线圈布置1700的z高度的径向方向布置，同时还使得来自每个发射器线圈 的接触引脚与驱动器板(未示出)接触。具体地，可基于图8-9C所示的发 射器线圈布置来组织发射器线圈布置1700。类似于本文关于图8-9C的讨 论，不同发射器线圈层中的发射器线圈可布置在不同的径向方向上，例如 在第一发射器线圈层、第二发射器线圈层和第三发射器线圈层中的径向方 向1704,1706和1708，以使发射器线圈布置1700的z-高度最小化。类似于 图8B中的径向方向808,810和812，径向方向1704,1706和1708可以110 至130度(例如120度)的角度偏移布置。选择角偏移使得从发射器线圈 的平面突出的终端端部可被折叠在另一层中的相邻线圈之间，从而使发射 器线圈布置1700的z高度最小化。

图17B示出了发射器线圈布置1700的一部分的放大的底部透视图。如 图所示，第一发射器线圈层中的角度发射器线圈的终端端部1710可被折叠 在第二发射器线圈层中的相邻发射器线圈1712和1714之间的空间中。相 邻发射器线圈之间的空间可对应于本文关于图5A和5B讨论的距离D1。距 离D1可大于终端的宽度，即发射器线圈的线的宽度。在一些实施方案中， 距离D1在1.5至2mm之间。

发射器线圈的接触外壳位于其中接触引脚可与驱动器板交接而不被另 一个发射器线圈阻塞的位置。例如，接触外壳可位于发射器线圈的中心终 端区1718内。中央终端区1718可对应于本文关于图4讨论的中心终端区 418。

D.平行发射器线圈

图18A-18B示出了根据本公开的一些实施方案的示例性平行发射器线 圈1800。具体地，图18A示出了平行发射器线圈1800的顶部透视图，并 且图18B示出了平行发射器线圈1800的底部透视图。

如图18A所示，并行发射器线圈1800可包括缠绕在线轴1804上的线 圈1802。终端端部1806和1808可附接到线轴1804上的相应接触焊盘并且 彼此平行地布置。当终端端部1806和1808平行布置时，由终端端部1806 和1808之间的区域限定的缠绕线1802的部分1814可小于缠绕线1602的部 分1614。因此，并行发射器线圈1800可比角度发射器线圈1800更有效。 一旦附接到接触焊盘，终端端部1806和1808可电耦接到接触外壳1812中 的相应的接触引脚1810a-b。因此，当接触焊盘1810a-b耦接到驱动器板 (未示出)时，驱动器板可电耦接到线圈1802以控制角度发射器线圈1800 的操作。

从图18B中的平行发射器线圈1800的底部透视图可看出，接触外壳 1812可从平行发射器线圈1800的平面突出。终端端部1808可在线圈1802 上方弯曲并且也从平行发射器线圈1800的平面突出。在一些实施方案中， 终端端部1808和接触外壳1812从角度发射器线圈1800的同一平面突出。 当在发射器线圈布置中实现时，该突起可影响发射器线圈径向取向的方 式。

图19示出了根据本公开的一些实施方案的由平行发射器线圈和角度发 射器线圈形成的示例性发射器线圈布置1900。每个发射器线圈可沿着适于 最大化发射器线圈布置1900的内部区域的效率的径向方向布置，同时还使 z高度最小化并且使得来自每个发射器线圈的接触引脚能够与驱动器板(未 示出)接触。具体地，可根据图10-11C所示的发送器线圈布置来布置发送 器线圈叠堆。发射器线圈布置1900可类似地包括外发射器线圈1902和内 发射器线圈1904。外发射器线圈1902可以是位于发射器线圈布置1900的 最外区域附近的发射器线圈的单线，而内发射器线圈1904可以是被外发射 器线圈1902包围的发射器线圈。

在一些实施方案中，外发射器线圈1902可是以指向发射器线圈布置 1900的外边缘的径向方向布置的并行发射器线圈，例如发射器线圈布置 1900设置于其内的无线充电垫的外周边。例如，具有较少的线的匝数的外 发射器线圈1902的部分1906，例如线圈的效率较低的部分诸如图18A中 的部分1814，可朝向发射器线圈布置1900的外边缘取向。因此，具有更多 匝数和更高效率的外发射器线圈1904的其余部分可集中朝向发射器线圈布 置1900的内部。这有助于确保无线充电垫在充电表面的内部区域中具有更 加一致和有效的充电表面。

虽然外发射器线圈1902可由平行发射器线圈形成，但是由于由外发射 器线圈1902的布置引起的空间限制，内发射器线圈1904可由角度发射器 线圈形成。为了使内发射器线圈1904配合在发射器线圈布置1900内，同 时使z-高度最小化，内发射器线圈1904可根据本文相对于图17A讨论的原 理以各种径向方向布置。即，内发射器线圈1904可根据110至130度之间 (例如120度)的角度偏移而沿不同的径向方向布置，使得从角度发射器 线圈的平面突出的终端端部可折叠另一层中的相邻线圈之间，从而使发射 器线圈叠堆1900的z高度最小化。

IV.发射器线圈的多层布置

为了最小化发射器线圈布置的z高度，由接触外壳引起的发射器线圈 的突起和线圈的终端端部的折叠可嵌套在发射器线圈布置内，使得它们作 为一个整体不突出在发射器线圈的上方或下方。为了更好地理解该概念， 图20A和20B示出了示例性发射器线圈布置2000的侧视图，示出了当组装 时突起如何定位。发射器线圈布置2000的嵌套可类似于其他发射器线圈布 置如何嵌套并且是其他发射器线圈布置如何嵌套的合适代表，诸如图8、图10、图17A和图19中所示的发射器线圈布置800,1000,1700和1900。

图20A示出了发射器线圈布置2000的分解图，以示出突起如何定位。 发射器线圈布置2000可包括第一发射器线圈层中的第一发射器线圈2002， 第二发射器线圈层中的第二发射器线圈2004和第三发射器线圈层中的第三 发射器线圈2006。每个发射器线圈可代表同一层中的其他发射器线圈。在 一些实施方案中，第一发射器线圈2002定位成与第三发射器线圈2006分 开，而第二发射器线圈2004分别位于第一发射器线圈和第三发射器线圈2002和2006之间。

第一发射器线圈2002可具有延伸超过第一发射器线圈2002的平坦表 面2010的突起部分2008。表面2010可包括缠绕的线圈和线圈围绕其缠绕 的线轴的部分两者的对应的平坦表面。因此，在一些实施方案中，缠绕的 线圈的平坦表面和第一发射器线圈2002的相应侧上的线轴的部分可以是基 本上共面的。因为线轴的其他部分可基本上不突出在表面2010上方，所以 从图20A的侧视透视图来看，其他部分未示出，因为它们隐藏在线圈的后面。在一些实施方案中，突起2008可包括接触外壳和线圈的折叠终端。第 一发射器线圈2002的接触引脚2026可被定位成沿着与突起相反的方向延 伸超过平坦表面2011。如本文将进一步讨论的，接触引脚2026突出超过平 坦表面2011以与底层的驱动器板接触。

类似于第一发射器线圈2002，第三发射器线圈2006可具有延伸超过 第三发射器线圈2002的平坦表面2014的突起2012。突起2012可包括线轴 的接触外壳和卷绕在第三发射器线圈2006的线轴上的线圈的折叠终端端 部。第三发射器线圈2006的接触引脚2024可被定位成沿着突起的方向延 伸超过突起2012的端部(例如，经过线轴的接触外壳)。接触引脚2024 延伸超过突起2012的端部以与底层的驱动器板接触。

如图20A进一步所示，第二发射器线圈2004可具有包括两部分的突 起：第一部分2016a和第二部分2016b。第一部分2016a和第二部分2016b 可包括线轴的接触外壳和卷绕在第二发射器线圈2004的线轴上的线圈的折 叠终端端部。第一部分2016a可延伸超过第二发射器线圈2004的表面 2018，并且第二部分2016b可延伸超过与表面2018相对的表面2020。第二 发射器线圈2004的接触引脚2022可被定位成沿着第二部分2016b的方向 延伸超过第二部分2016b的端部以与底层的驱动器板接触。

根据本公开的一些实施方案，第一发射器线圈2002的突起2008和第 三发射器线圈2006的突起2012可分别朝向第二发射器线圈2004定位，使 得当发射器线圈组装到发射器线圈布置2000中时，作为整体突起不突出在 发射器线圈布置2000的上方或下方。此外，发射器线圈的接触焊盘的位置 被布置成使得当发射器线圈组装到发射器线圈布置2000中时，接触引脚可 延伸超过发射器线圈布置2000的底表面以与底层的驱动器板接触。接触引脚远离发射器线圈的各个表面定位的距离被配置为使得即使在被组装为发 射器线圈布置2000之后它们也可与驱动器板接触，如图20B所示。

图20B示出了附接到底层驱动器板2028的组装的发射器线圈布置 2000。当组装时，来自发射器线圈的突起可嵌套在发射器线圈布置2000 内，如表示突起2008,2012和2016a-b的虚线所示。在一些实施方案中，发 射器线圈布置2000中不具有突起在顶平面2032(即，第三发射器线圈 2006的表面2013)上方延伸或在发射器线圈布置2000的底平面2030(即 第一发射器线圈2002的表面2011)下方延伸。因此，突起2008可延伸距 表面2010的距离小于第二发射器线圈2004和第三发射器线圈2006的卷绕 线圈的组合厚度；同样，突起2012可延伸距表面2014的距离小于第一发 射器线圈2002和第二发射器线圈2004的卷绕线圈的组合厚度。因为第二 发射器线圈2004位于第一发射器线圈2002和第三发射器线圈2006之间， 所以部分2016a可延伸距表面2018的距离小于第三发射器线圈2006的卷绕 线圈的厚度，并且部分2016b可延伸距表面2020的距离小于第一发射器线 圈2002的卷绕线圈的厚度。

在一些实施方案中，接触引脚可被布置成当组装发射器线圈布置2000 时与驱动器板2028接触。因此，位于发射器线圈布置中离开驱动器板2028 最远的那些发射器线圈可使它们的接触引脚定位成离其线圈最远。例如， 如图20B所示，第三发射器线圈2006可定位成离驱动器板2028最远。因 此，接触引脚2024可定位成距离第三发射器线圈2006的线圈最远，使得 当发射器线圈布置2000被组装时，它们可与驱动器板2028接触。在一些 实施方案中，如图20A所示，接触引脚2024定位成距第三发射器线圈 2006的表面2014距离2028，接触引脚2022定位成距第二发射器线圈2004 的表面2020距离2030，并且接触引脚2026定位成距第一发射器线圈2002 的表面2011距离2032。因此，距离2028可大于距离2030和2032，距离 2030可小于距离2028但是大于距离2032，并且距离2032可小于距离2028 和2030。通过根据这些距离布置各个发射器线圈的接触引脚，可将接触引 脚定位成与底层的驱动器板2028接触，如图20B所示，即使与它们耦接的 线圈位于距驱动器板2028不同的距离处。

应当理解，接触引脚2022、2024和2026朝向驱动器板2028延伸，而 不管突起2016a-b,2012和2008延伸的方向。例如，即使第一发射器线圈 2002的突起2008向上延伸，第一发射器线圈2002的接触引脚2026朝向驱 动器板2028向下延伸。接触引脚2022,2024和2026朝向驱动器板2028延 伸以与驱动器板2028接触，使得控制板2028可操作发射器线圈以执行无 线充电。

V.不具有线轴的发射器线圈

本文讨论的前述实施方案涉及由具有线轴的发射器线圈形成的发射器 线圈布置。然而，应当理解，根据本公开的实施方案的发射器线圈布置不 要求由具有线轴的发射器线圈形成。在一些实施方案中，发射器线圈布置 可由不具有线轴的发射器线圈形成，并且仍然实现与由具有线轴的发射器 线圈形成的发射器线圈布置相同的覆盖、性能和效率。

图21示出了根据本公开的一些实施方案的不具有线轴的示例性发射器 线圈2100。发射器线圈2100可包括缠绕在内半径2104和外半径2106之间 的线圈2102。线圈2102可由多根细线形成，类似于图12A中的线圈 1200，或者由单芯导电材料形成，类似于图13A中的线圈1300。

在一些实施方案中，线圈2102可从初始位置2108卷绕到终端位置 2110。初始位置2108可以是沿线圈2102的线开始卷绕的位置，并且终端 位置2110可以是沿线圈2102的线终止卷绕的位置。线的卷绕在初始位置 2108和终端位置2110之间可基本上不彼此分开。在一些实施方案中，终端 位置2108可基于初始位置2108来定位，以实现基本均匀的缠绕轮廓。例 如，终端位置2108可定位成直接从初始位置2108跨卷绕线圈2102。通过 以这种方式定位初始位置2108和终端位置2110，卷绕的数量可尽可能接近 整体整数，从而实现基本均匀的卷绕轮廓。基本均匀的卷绕轮廓可使得具 有与发射器线圈2100的其余部分不同的匝数的部分2116的尺寸最小化， 如本文关于图14A和图14C所讨论的。此外，可根据由设计确定的目标电 感值来确定匝数。当发射机线圈中形成更多的匝数时，发射器线圈的电感 增加。在发射器线圈中具有太多的电感可产生低效的电力传递。在特定实 施方案中，匝数可在六至八匝之间变化，诸如在一些实施方案中七匝。

发射器线圈2100还可包括第一终端端部2112和第二终端端部2114。 每个终端端部2122和2214可是线圈2102物理上终止的点。与具有线轴的 发射器线圈不同，第二终端端部2114可不会在线圈2102上折叠以定位在 发射器线圈2100的内径内。相反，第二终端端部2114可在终端位置2110 处开始偏离线圈2102，并在线圈2102外部停止。第一终端端部和第二终端 端部2112和2114可与第一终端区和第二终端区2118和2120耦接以与底层 的驱动板接触。第一终端区2118可位于发射器线圈2100的内径内，但第 二终端区2120可位于发射器线圈2100的内径之外。在一些实施方案中， 当发射器线圈2100组装在发射器线圈布置中时，第二终端区2120可定位 在另一发射器线圈内，如本文相对图22所讨论的。

图22A示出了根据本公开的一些实施方案的由不具有线轴的发射器线 圈形成的示例性发射器线圈布置2200。发射器线圈布置2200中的发射器线 圈的位置可由根据组装期间图22A所示的相应位置限定发射器线圈的位置 的载体来控制。每个载体可包括限定发射器线圈的位置的凸台阵列。凸台 可从载体表面突出并且提供发射器线圈可围绕其定位的结构。在一些实施 方案中，每个载体临时将发射器线圈保持就位，直到它们被固定到驱动器 板上的触点。每个载体可特定于发射器线圈布置的不同层。一旦发射器线 圈固定到驱动器板上，则载体可被移除，从而根据发射器线圈布置将发射 器线圈留在它们各自的位置。每层被一个一个地组装，直到所有层被组装 形成图22所示的发射器线圈布置。如本文将进一步讨论的，发射器线圈布 置2200中的每层发射器线圈可由整流罩固定就位。

每个发射器线圈可沿着适于最小化发射器线圈布置2200的内部区域内 的耦合的径向方向布置，同时还使得每个发射器线圈的终端端部能够与驱 动器板(未示出)接触。类似于图19中的发射器线圈布置1900，发射器线 圈布置2200可根据图10-11C所示的发射器线圈布置而布置在三个发射器 线圈层中。因此，发射器线圈布置2200可包括外发射器线圈2202和内发 射器线圈2204。外发射器线圈2202可以是位于发射器线圈布置2200的最 外区域附近的发射器线圈的单线，而内发射器线圈2204可以是由外发射器 线圈2202围绕的那些发射器线圈。

在一些实施方案中，外发射器线圈2202可以第一径向布置来布置，其 中其径向方向指向发射器线圈布置2200的外边缘，使得它们具有不同匝数 的区域，例如图21中的区域2116，朝向发射器线圈布置2200的外边缘。 因此，具有更多匝和较低耦合倾向的外发射器线圈2204的部分可集中朝向 发射器线圈布置2200的内部。这有助于确保无线充电垫在充电表面的内部 区域中具有更加一致且有效的充电表面。另外，内发射器线圈2204可以与第一径向布置不同的第二径向布置来布置。第二径向布置可是内发射器线 圈2204根据相对于彼此的不同角度偏移来布置的位置，如图22所示。例 如，在一些实施方案中，内发射器线圈2204可以50-70度，特别是60度的 角度偏移布置。根据第二径向布置来布置内发射器线圈2204允许其终端端 部通过在相邻发射器线圈的内径中终止而到达下面的互连结构。

鉴于不具有线轴的发射器线圈不具有折叠部分，也不具有从线圈卷绕 的平面突出的线轴，内发射器线圈2204不需要沿将突起嵌套在相邻层中以 最小化z高度的径向方向布置。相反，内发射器线圈2204可仅需要被布置 成使得它们的第二终端端部可与底层的驱动器板(未示出)接触。当第二 终端区被定位成使得它们不被另一个发射器线圈阻挡时，发射器线圈的第 二终端端部可与底层的驱动器板接触。因此，用于内发送器线圈2204的第二终端区可位于相邻发射器线圈的内径内。如图22所示，内发射器线圈2204可以各种径向方向布置，彼此以50度和70度之间的角度偏移来偏 移，在一些实施方案中诸如约60度。以这种方式布置内发射器线圈2204 允许它们的第二终端区位于相邻发射器线圈的内径内，使得它们的第二终 端端部可与底层的驱动器板接触。

从图22A中可看出，每个发射器线圈可具有外终止区2208和内终止区 2206，其中相应的终端端部驻留。如本文所述，每个终端区可是终端端部 被定位的区域。终端端部可是相应发射器线圈的绕组物理上终止的点，但 是如果它们与用于与底层驱动器板连接的支座耦接，则其电连接可继续。 外终端区2208可是位于其相应发射器线圈(例如，发射器线圈2210)的外 径外面的终端区。内终端区2208可是位于其相应的发射器线圈内径内的终端区。因此，外发射器线圈可具有位于发射器线圈布置的外周边附近的外 终端区，并且内发射器线圈可具有位于相邻发射器线圈的内径内的外终端 区。例如，发射器线圈2212可被定位为内发射器线圈并且具有位于相邻发 射器线圈2218的内径中的外终端区2214。

假设每个发射器线圈具有两个终端区，可理解的是，发射器线圈布置 可具有许多用于与底层驱动器板耦接的终端区。在许多情况下，这些终端 区的位置可影响发射器线圈布置的工作效率。因此，在一些实施方案中， 发射器线圈布置的终端区可被布置成具有一定程度的相似度，以改善设计 的简单性和操作效率的改进，如本文关于图22B-22E所讨论的。

图22B是示出根据本公开的一些实施方案的由发射器线圈组成的示例 性发射器线圈布置2201的简化图，该发射器线圈不具有线轴并且具有类似 地组织的终端端部。发射器线圈布置2201由布置成重叠布置的22个发射 器线圈形成，使得多个线圈中的不同线圈在不同的平面上，并且发射器线 圈布置的每个发射器线圈具有位于离所有其他发射器线圈的中心轴线横向 距离的中心轴线，如本文关于图3-7C所讨论的。根据本公开的一些实施方 案，终端区的组织可根据基本上遍及发射器线圈布置重复的终端区的基本 图案来导出。例如，发射器线圈布置2201可具有根据基本图案2220大体 定位的终端区。在一些实施方案中，基本图案2220由图22B中用粗线示出 的五个发射器线圈的终端区建立。除了最左侧和最右侧发射器线圈的终端 区之外，基本图案2220的终端区可遍及发射器线圈布置2201的大部分重 复。那些最左侧和最右侧发射器线圈的终端区可被定位成使得一个终端区 在线圈外部，并且另一个终端区在线圈内部。

发射器线圈布置2201中的发射器线圈的更详细的视图可在图22C-E中 看到。图22C-E是发射器线圈布置2201的每层中的发射器线圈组的简化 图。图22C示出了第一组发射器线圈2222的角取向。如图22C所示，位于 外发射器线圈之间的发射器线圈2228b,2228c,2228e和2228f可具有垂直向 上或向下的角度取向，除了当以发射器线圈布置2201布置时最右侧的发射 器线圈2228g。定位在内发射器线圈之间的发射器线圈2228a和2228d可具 有垂直向上的角度取向。如图22D所示，定位在外发射器线圈之间的发射 器线圈2230a,2230b,2230d,2230e,2230g和2230h可具有垂直向上或向下的 角度取向。位于内发射器线圈之间的发射器线圈2230c和2230f可具有垂直 向上的角度取向。并且，如图22E所示，位于外发射器线圈之间的发射器 线圈2232c,2232b,2232e和2232f可以、具有垂直向上或向下的角度取向， 除了当以发射器线圈布置2201布置时最右侧的发射器线圈2232a。定位在 内发射器线圈之间的发射器线圈2232d和2232g可具有垂直向上的角度取 向。

如可通过图22C-E所理解的，发射器线圈布置的外发射器线圈可沿着 垂直向上或向下垂直的角度方向布置，除了最左侧和最右侧的发射器线圈 之外。并且，发射器线圈布置的内发射器线圈可沿着相同方向(例如，垂 直向上)的角度方向布置。这样，发射器线圈布置2201中的发射器线圈的 终端区的位置可基本上彼此相似，从而简化了设计并提高了充电效率。

不同于具有轴线的发射器线圈，该轴线具有在线圈的平面下方延伸以 与底层的驱动器板接触的接触引脚，不具有轴线的发射器线圈可通过与表 面安装的压铆螺母柱接触而与底层驱动器板接触，该表面安装的压铆螺母 柱具有一旦安装在驱动器板上就从底层驱动器板升高的接触焊盘。因此， 接触焊盘可被定位在与它们耦接的相应发射器线圈相同的平面中。此类支 座的细节将在本文进一步讨论。

VI.无线充电垫组件

图23示出了根据本公开的一些实施方案的具有线轴的发射器线圈的示 例性无线充电垫2300的分解图。具有线轴的发射器线圈可对应于本文关于 图16A-20B讨论的发射器线圈。无线充电垫2300可包括由两个壳体形成的 外壳：第一壳体2302和第二壳体2304。第一壳体2302可与第二壳体2304 配合以形成内部腔，内部部件可定位在内部腔中。具体地，第一壳体2302 和第二壳体2304的表面可形成限定内部腔的壁。例如，第一壳体2302可 具有形成限定内部腔的顶部边界的第一壁的底部表面。另外，第二壳体 2304可具有形成限定内部腔的底部边界的第二壁的顶部表面。第一壳体 2302和第二壳体2304两者的侧表面可具有形成内部腔的横向边界的侧壁。 第一壳体和第二壳体2302和2304还可分别包括在第一壳体和第二壳体 2302和2304配合时在外壳内形成开口的凹口2306a和2306b。诸如插座连 接器的电连接器2308可定位在开口内，使得无线充电垫2300可通过连接 到电连接器2308的电缆从外部电源接收电力。在一些实施方案中，电连接 器2308可包括多个接触引脚和电耦接到接触引脚的多个终端，使得电力可 从外部电源路由到无线充电垫2300，以提供用于无线电力传输的电力。

第一壳体和第二壳体2302和2304可由多于一个的层形成。例如，第 一壳体2302可包括顶部覆盖物2310、顺应层2312和加强层2314。在一些 实施例中，顺应层2312可设置在顶部覆盖物2310和加强层2314之间。顶 部覆盖物2310可以是组装无线充电垫2300时暴露的装饰层。根据一些实 施方案，顶部覆盖物2310的顶表面包括充电表面2316，可放置具有无线电 力接收器线圈2342的设备2340在充电表面2316上以从无线充电垫2300接 收电力。充电表面2316的大小和尺寸可由一个或多个包封在第一壳体和第 二壳体2302和2304之间的发射器线圈布置(例如本文所讨论的发射器线 圈布置)来限定。

加强层2314可以是给予无线充电垫2300结构完整性的刚性结构。可 使用任何合适的刚性材料诸如玻璃纤维来形成加强层2314。柔顺层2312可 定位在顶部覆盖物2310下方，以提供柔软的枕头状纹理，用于当设备与顶 部覆盖物2310接触以接收电力时供其搁置。柔顺层2312可由任何合适的 柔顺材料形成，诸如泡沫或任何其他多孔材料。

第二壳体2304可包括底部覆盖物2318、底部底盘2320和放线架 2322。在一些实施方案中，底部底盘2320可定位在底部覆盖物2318和放 线架2322之间。底部覆盖物2318可以是当组装无线充电垫2300时暴露的 外部覆盖物。底部底盘2320可以是用于为无线充电垫2300提供结构刚度 的刚性结构。在一些实施方案中，底部底盘2320可由任何合适的刚性材料 形成，诸如玻璃纤维或碳纤维。放线架2322可以是结构化支撑层，该结构 化支撑层形成无线充电垫2300的支柱。在一些实施方案中，放线架2322 为其内形成有多个开口2348的刚性的塑料层。每个开口2348可形成为具 有对应于电子设备的尺寸，诸如用于操作一个或多个发射器线圈的逆变 器，如本文将进一步讨论的。

如上所述，顶部壳体2302和底部壳体2304可配合以形成内部腔。如 图23所示的几个内部部件可位于内部腔内。内部组件可包括位于第一壳体 2302下方的检测线圈2324。检测线圈2324可是设计成以预定频率操作的 线圈的布置，使得检测线圈2324能够检测位于充电表面2316内的顶部覆 盖物2310上的设备的存在。

在一些实施方案中，内部组件还可包括设置在检测线圈2324下方的发 射器线圈布置2326。根据本公开的一些实施方案，发射器线圈布置2326可 由多个大致平坦的发射器线圈形成，该多个大致平坦的发射器线圈布置在 多层中，且以重叠和非同心构造布置，其中没有两个线圈彼此同心。换句 话说，每个发射器线圈可具有中心轴线，该中心轴线位于远离多个发射器 线圈中的所有其他发射器线圈的中心轴线的横向距离处。例如，发射器线圈布置2326可包括三层发射器线圈(例如，第一层2328、第二层2330和 第三层2332)，其中每层包括彼此共面布置的多个发射器线圈。一些示例 性的发射器线圈布置包括本文上述的图8、图10、图19和图22中的发射 器线圈布置800,1000,1900和2200。发射器线圈布置2326可由绞合的发射 器线圈形成，如本文关于图16A-16B和图18A-18B所讨论的。在一些其他 实施方案中，发射器线圈布置2326可形成为PCB中的图案化导电线阵列。

发射器线圈布置2326可***作以产生在第一壳体2302的顶表面上方 传播的时变磁场，以在电子设备2340中的接收器线圈2342中感应出电 流。由发射器线圈布置2326产生的时变磁场的覆盖可与充电表面2316的 尺寸一致。在一些实施方案中，发射器线圈布置2326中的每个发射器线圈 包括沿相同方向缠绕的线圈。另一方面，接收器线圈2342可包括以与发射 器线圈相反的方向缠绕的线圈。例如，发射器线圈布置2326中的每个线圈 的沿顺时针方向缠绕，而接收线圈2342的线圈沿逆时针方向缠绕。

在一些实施方案中，铁氧体层2334可设置在发射器线圈布置2326下 方。铁氧体层2334可以是铁磁材料层，其被配置为防止发射器线圈布置2326产生的磁场破坏设置在发射器线圈布置2326下方的部件。铁氧体层 2334的尺寸和形状可对应于充电表面2316和/或发射器线圈布置2326。在 某些实施方案中，铁氧体层2334可位于第一发射器线圈层2328正下方。 在此类实施方案中，第一发射器线圈层2328可包括具有比第二发射器线圈 层和第三发射器线圈层2330和2332中的线圈更少匝数的线圈。铁氧体层 2334可包括对应于发射器线圈布置2326中的发射器线圈的接触引脚的位置 的多个开口。多个开口允许发射器线圈与设置在铁氧体层2334下方的部件 接触。例如，多个开口可允许发射器线圈与设置在铁氧体层2334下方的驱 动器板2336接触。

驱动器板2336可是诸如PCB、柔性电路、图案化陶瓷板、图案化硅衬 底等的电互连结构，被配置为路由信号和用于操作发射器线圈布置2326的 电力。在一些实施方案中，驱动器板2336包括定位成与发射器线圈布置 2326中的发射器线圈的相应接触引脚接触的多个触点2346。多个逆变器可 安装在驱动器PCB 2336的下侧，用于操作发射器线圈布置2326中的发射 器线圈。每个逆变器可位于与该逆变器接触的相应发射器线圈对应的位置 处。在一些实施方案中，多个逆变器可表面安装到驱动器PCB 2336的底表 面，使得它们在驱动器PCB 2336下方延伸。因此，多个逆变器可***到放 线架2322中的相应开口2348中。开口2348可位于对应于安装在驱动器 PCB 2336上的相应逆变器的位置。如图23所示，凹口2350可形成在铁氧 体层2334和驱动器PCB 2336中，用于在组装时插座连接器2308被定位在 无线充电垫2300内。

在一些实施方案中，接地环2338可沿着驱动器PCB 2336的外周边的 至少一部分卷绕。接地环2338可以是沿着驱动器PCB2336的除了插座连接 器2308耦接到驱动器PCB2336的位置的外周边缠绕的导电线。

图24示出了根据本公开的一些实施方案的具有不带线轴的发射器线圈 的示例性无线充电垫2400的分解图。不具有线轴的发射器线圈可对应于本 文关于图21和22讨论的发射器线圈。类似于无线充电垫2300，无线充电 垫2400可包括由两个壳体形成的外壳：第一壳体2402和第二壳体2404。 第一壳体2402可与第二壳体2404配合以形成内部腔，内部部件可定位在 内部腔中。类似于无线充电垫2300，第一壳体2402和第二2404还可分别 包括在第一壳体2402和第二2404配合时在外壳内形成开口的凹口2406a和 凹口2406b。诸如插座连接器的电连接器2408可位于开口内，使得无线充 电垫2400可通过连接到电连接器2408的电缆从外部电源接收电力。在一 些实施方案中，电连接器2408可包括多个接触引脚和电耦接到接触引脚的 多个端子，使得电力可从外部电源路由到无线充电垫2400以提供无线功率 传输的电力。

第一壳体2402和第二壳体2404可由多于一个的层形成。例如，第一 壳体2402可包括顶部覆盖物2410和加强层2412。顶部覆盖物2410可是组 装无线充电垫2400时暴露的装饰层。根据一些实施方案，顶部覆盖物2410 的顶表面包括充电表面2414，在该充电表面2414上可放置具有无线电力接 收器线圈2415的装置2416以从无线充电垫2400接收电力。充电表面2416 的大小和尺寸可由封装在第一壳体2402和第二壳体2404之间的一个或多个发射器线圈布置(例如，任何本文所讨论的发射器线圈布置)来限定。

在一些实施方案中，顶部覆盖物2410可包括设置在充电表面2414下 方的顺应层(未示出)。顺应层可被配置为提供柔软的枕头状纹理，用于 当设备与顶部覆盖物2410接触以接收电力时搁置其上。顺应层可由任何合 适的顺应性材料形成，诸如泡沫或任何其他多孔材料。加强层2414可定位 在顶部覆盖物2410下方，并且由刚性结构构成，其提供无线充电垫2400 的结构完整性。可使用任何合适的刚性材料来形成加强层2414，诸如玻璃 纤维或刚性聚合物(例如，模制的Kalix)。

第二壳体2404可包括底部覆盖物2418和底部底盘2420。在一些实施 方案中，底部底盘2420可抵靠底部覆盖物2418定位，使得在组装无线充 电垫2400时底部底盘2420未示出。底部覆盖物2418可是当组装无线充电 垫2400时暴露的外覆盖物。底部底盘2420可是用于为无线充电垫2400提 供结构刚度的刚性结构。在一些实施方案中，底部底盘2420可由任何合适 的刚性材料形成，诸如玻璃纤维、碳纤维或不锈钢。

如上所述，顶部壳体2402和底部壳体2404可配合形成内腔。如图24 所示，各种内部部件可位于内腔内。例如，内部部件可包括发射器线圈布 置2429。根据本公开的一些实施方案，发射器线圈布置2429可由多个大致 平坦的发射器线圈形成，该多个大致平坦的发射器线圈以多层并且重叠且 非同心布置，其中没有两个线圈彼此同心。例如，发射器线圈布置2429可 包括三层发射器线圈(例如，第一层2428a、第二层2428b和第三层2428c)，其中每层包括彼此共面布置的多个发射器线圈。一些示例性发射 器线圈布置包括具有缠绕在线轴上的发射器线圈，诸如本文讨论的图8、图 10和图19中的发射器线圈布置800、1000和1900，以及包括未卷绕在线 轴上的发射器线圈，诸如本文讨论的图22所示的发射器线圈布置2200。此 外，发射器线圈布置2429可具有任何合适数量的发射器线圈。例如，发射 器线圈布置2429可具有总共16个线圈，诸如图6D中的发射器线圈布置 605，或总共22个线圈，诸如图6E中的发射器线圈布置607。

发射器线圈布置2429可***作以产生在第一壳体2402的顶表面上方 传播的时变磁场，以在电子设备2416中的接收器线圈2415中感应出电 流。由发射器线圈布置2429产生的时变磁场的覆盖可与充电表面2416的 尺寸重合。

无线充电垫2400还可包括用于容纳发射器线圈布置2429的多个整流 罩2431。例如，多个整流罩2431可包括第一整流罩2430a、第二整流罩 2430b和第三整流罩2430c。每个整流罩可是具有开口2431a-c的基本上平 坦的结构，发射器线圈可位于该开口内。例如，第一整流罩2430a可容纳 第一发射器线圈层2428a，第二整流罩2430b可容纳第二发射器线圈层 2428b，并且第三整流罩2430c可容纳第三发射器线圈层2428c。当发射器 线圈容纳在整流罩内时，整流罩可将发射器线圈限制在其各自的位置，并 防止它们在任何横向上移动。每个整流罩的一些部分也可驻留在发射器线 圈的内径内，以避免该层内的任何空闲空间。空闲空间可允许相邻层中的 结构的偏转，这可导致一个或多个部件上的物理应力并导致过度的磨损和 撕裂。在一些实施方案中，每个整流罩2430a-c的厚度等于发射器线圈的厚度。因此，当发射器线圈容纳在相应的整流罩内时，整流罩和发射器线圈 组合以形成在其内部不具有大的开放空间的基本上平面的结构。

在一些实施方案中，无线充电垫2400可还包括一个或多个间隔件，以 用于分开发射器线圈和整流罩的每个层。例如，无线充电垫2400可包括第 一间隔件2444a、第二间隔件2444b和第三间隔件2444c。第一间隔件 2444a可定位在第一发射器线圈层2428a和第二发射器线圈层2428b之间， 以分开这两个发射器线圈层2428a和2428b由第一间隔件2444a的厚度所限 定的设定距离。类似地，第二间隔件2444b可定位在第二发射器线圈层 2428b和第三发射器线圈层2428c之间，以分开这两个发射器线圈层2428b 和2428c由第二间隔件2444b的厚度所限定的设定距离。此外，第三间隔 件2444c可定位在第三发射器线圈层2428c和电磁屏蔽件2422之间，以分 开它们由第三间隔件2444a的厚度所限定的设定距离。在一些实施方案 中，间隔件2444a-c的厚度是相等的，使得每个发射器线圈层2428a-c和电磁屏蔽件2422彼此分开相同距离。间隔件2444a-c的一个目的是限定相邻 导电层(例如，发射器线圈层2428a-c和电磁屏蔽件2422)之间的寄生电 容度。通过限定导电层之间的间隔为相等的，提供了在充电表面2414上检 测外来物的增大的灵敏性，尤其在高频范围中。

在无线电力传输期间，发射器线圈布置2429可产生用于在接收器线圈 2415中感应出相应电流的时变磁场。这些产生的磁场如果不受控制，可会 产生噪音并对周围部件造成不利影响。因此，发射器线圈布置2429可被几 个部件包围以限制磁场，使得它们在一个方向上产生并且不会干扰相邻部 件。在一些实施方案中，部件包括铁磁屏蔽件2432、电磁屏蔽件2422、接 地栅栏2424和驱动器板2426，这将在本文进一步讨论。

铁磁屏蔽件2432可是布置在发射器线圈布置2429下方并被配置为防 止发射器线圈布置2429产生的磁场破坏设置在铁磁屏蔽件2432下方的部 件的铁磁材料层。铁磁屏蔽件2432可根据充电表面2416和/或发射器线圈 布置2429来设定尺寸和成形。在某些实施方案中，铁磁屏蔽件2432可定 位在第一发射器线圈层2428a的正下方。在此类实施方案中，第一发射器 线圈层2428a可包括具有比第二发射器线圈层2428b和第三发射器线圈层 2428c中的线圈更少的匝数的线圈。铁磁屏蔽件2432可包括对应于发射器 线圈布置2429中的发射器线圈的触点引脚的位置的多个开口。多个开口允 许发射器线圈与设置在铁磁屏蔽件2432下方的部件(诸如驱动器板2426) 接触。

如本文所述，电磁屏蔽件2422也可包括在无线充电垫2400中。电磁 屏蔽件2422可位于第一壳体2402下方，并且可被配置为防止在无线电力 传输期间在接收器线圈上产生有害电压。具体地，电磁屏蔽件2422可被配 置为在无线电力传输期间拦截无线充电垫2400内的发射器线圈产生的电 场，使得防止在接收器线圈(例如接收器线圈2415)上产生有害电压。电 磁屏蔽件2422的结构和材料组成在本文中相对于图25A和25B进一步讨 论。

图25A是根据本公开的一些实施方案的示例性电磁屏蔽件2500的俯视 图。电磁屏蔽件2500可包括屏蔽体2502和围绕屏蔽体2502的周边的导电 边界2504。屏蔽体2502可拦截无线充电垫2400中的一个或多个发射器线 圈产生的电场，并且将由拦截的电场产生的电压通过导电边界2504放电到 地面。在一些实施方案中，屏蔽体2502由具有使得磁通量能够通过屏蔽体 而防止电场通过的性质的材料构成。例如，屏蔽体2502可由层压在压敏粘合剂层(PSA)上的银形成。在一个实施方案中，银层可具有大约30- 40μm，特别是35μm的厚度。如图25A进一步所示，导电边界2504可被构 造成围绕屏蔽体2502的薄导电区域；然而，实施方案不限于此。其他实施 方案可具有导电边界2504的不同构造，如图25B所示。

图25B是根据本公开的一些实施方案的另一示例性电磁屏蔽件2501的 顶视图。电磁屏蔽件2501可包括屏蔽体2502和延伸到发射器线圈布置 (诸如本文所讨论的任何发射器线圈布置)的边缘的导电边界2506。通过 将导电边界2506延伸到发射器线圈布置的边缘，磁场透过电磁屏蔽件2501 的传输效率相比电磁屏蔽件2500的传输效率可被改善。

导电边界2504和2506可由诸如铜的导电材料形成。导电边框2504和 2506可是粘附到屏蔽体2502的表面上的薄铜片。导电边界2504和2506的 导电性质允许由拦截的电场产生的电压被路由到地。在一些实施方案中， 导电边界2504可将电压路由到接地栅栏，诸如图24所示的接地栅栏 2424。

重新参考图24所示并且如上所述，根据本公开的一些实施方案，无线 充电垫2400可包括接地栅栏2424。接地栅栏2424可沿着驱动器板2426的 外周边的至少一部分缠绕并且附接到电磁屏蔽件2422的外周边的至少一部 分。接地栅栏2424可由具有导电特性的线的长度以及阻止磁场通过接地栅 栏2422传播的屏蔽性能形成。例如，接地栅栏2422可由金属形成，例 如，钢或涂覆金属，例如镀镍钢。

驱动器板2426可是被配置为路由用于操作发射器线圈布置2429的信 号和电力的PCB。在一些实施方案中，驱动器板2426可包括多个接合焊盘 2442，用于经由多个支座将电力路由到发射器线圈布置2429，如本文将进 一步讨论的。电连接器2408可安装在驱动器板2426上，使得驱动器板 2426可从外部源接收电力以操作发射器线圈布置2429。驱动器板2426、接 地栅栏2424、铁磁屏蔽件2432和电磁屏蔽件2422的组合可形成包围发射 器线圈布置2429以控制由发射器线圈布置2429产生的时变磁场的发射的 法拉第笼。例如，法拉第笼可在一个方向上将磁通量从法拉第笼中引导出 来，同时基本上防止磁通在所有其他方向上传播出法拉第笼。对于该法拉 第笼子的更好的理解和不同的观点关于图26A和26B进行了讨论并示出。

图26A是根据本公开的一些实施方案的围绕部分形成的无线充电垫的 发射器线圈布置2429(未示出)的法拉第笼的一部分的横截面图。应当理 解，发射器线圈布置2429未示出，因为仅示出了法拉第笼的边缘，并且发 射器线圈布置2429定位成远离法拉第笼的边缘，但是可看到多个整流罩 2431的边缘。此外，应当理解，图26A所示的法拉第笼的部分仅针对无线 充电垫的一侧，并且本领域技术人员理解，该图示代表无线充电垫的基本 上所有边缘。如图26A所示，多个整流罩2431(和发射器线圈布置2429) 被由电磁屏蔽件2422、接地栅栏2424、铁磁屏蔽件2432和驱动器板2426 形成的法拉第笼包围。

根据一些实施方案，法拉第笼可被配置为允许磁通在一个方向上传 播。例如，接地栅栏2424可被配置为基本上抵抗来自发射器线圈布置2429 的磁通量通过接地栅栏2424的传播，使得磁场被包含在法拉第笼中的横向 方向上。另外，铁磁屏蔽件2432可被配置为重定向磁通量，以基本上消除 从发射器线圈布置2429到驱动器板2426(即向下和远离法拉第笼)的磁通 量的传播。然而，电磁屏蔽件2422可以被配置为允许磁通量传播通过，使 得磁通量沿着单个方向(例如向上朝向电子设备中的接收器线圈)被引导 出法拉第笼。通过配置法拉第笼以允许磁通量在一个方向的传播，法拉第 笼可防止所产生的磁通量在无线充电垫中的其他电气***中产生噪声，同 时有目的地允许磁通量沿朝向接收器线圈的方向传播以执行无线充电。

在一些实施方案中，电磁屏蔽件2422附接到接地栅栏2424，使得在 无线充电期间在电磁屏蔽件2422上产生的电压可被放电到地。在一些情况 下，电磁屏蔽件2422的导电边界2506通过激光焊接附接到接地栅栏 2424，以实现牢固的电气连接和物理连接。此外，铁磁屏蔽件2432可位于 驱动器板2426的表面上，以减轻磁通量向驱动器板2426的传播。在一些 实施方案中，铁磁屏蔽件2432位于驱动器板2426上并且横向地离开接地 栅栏2424上，使得铁磁屏蔽件2432不位于接地栅栏2424和驱动器板2426 之间。通过不附接铁磁屏蔽件2432，其脆性结构将不会暴露于接地栅栏 2424和驱动器板2426之间的界面处的物理应力，从而最小化对铁磁屏蔽件 2432的损伤。

如本文中关于图25B所示的电磁屏蔽件2501所提及的，导电边界 2506粘附到屏蔽体2502。在一些实施方案中，一个或多个粘合剂可用于将 导电边界2506附接到屏蔽体2502的边缘。图26B是屏蔽体2502和导电边 界2506之间的界面的特写截面图。如图所示，导电边界2506可通过粘合 剂层2602和2604附接到屏蔽体2502。粘合剂层2602和2604可是任何合适的导电粘合剂，例如单面铜带或双面铜带。在一些实施例中，粘合剂层 2602是双面铜带层，并且粘合剂层2604是单面粘合带层。使用导电粘合剂 允许在电磁屏蔽件2502上捕获的电压通过导电边界2506被路由到接地栅 栏2424。尽管图26B示出了导电边界2506，应当理解，本文的公开内容也 适用于其中使用导电边界2504的实施方案。在一些实施方案中，屏蔽件 2422可用粘合剂固定到第三整流罩层2430c，使得其在使用期间基本上不 会移动位置。例如，屏蔽件2422可通过诸如PSA的粘合剂2606固定。

如本文所讨论的，驱动器板可是被配置为操作发射器线圈布置的 PCB。因此，参考图24，根据本公开的一些实施方案，驱动器板2426可经 由多个支座2434电耦接到发射器线圈布置2429中的发射器线圈。在一些 实施方案中，每个支座耦接到相应的焊盘2442，用于实现从驱动器板2426 到发射器线圈布置2429的电力传输。支座2434可被配置为在驱动器板 2426和每层发射器线圈布置2429之间路由电力。例如，支座2434可由多 个导电柱构成，这些导电柱可将电力从柱的一端路由到柱的相对端，如本 文参考图27A-B和28A-B所讨论的。

图27A和27B示出了根据本公开的一些实施方案的示例性支座2700。 支座2700可包括一端上的第一触点2702和相对端上的第二触点2704。连 接器2706可将第一触点2702电耦接到第二触点2704，使得电力可在触点 2702和触点2704之间路由。在一些实施方案中，第一触点2702、第二触 点2704和连接器2706形成一个整体结构，其形状类似于在其侧面上倾斜 的字母“U”。当在垂直方向施加压力时，该整体结构可以具有一定程度的 机械顺应性。因此，在一些实施方案中，第一触点2702、第二触点2704和 连接器2706可由高度导电的基本上刚性的材料形成，诸如导电率为铜导电 率的约60％-90％的铜合金。一些示例性的铜合金包括但不限于NKC4419、 NKE 010和C19210。

除了使用机械强度强的导电材料用于形成整体结构之外，还可使用单 独的支撑结构来加强支座2700。例如，支撑部件2708可位于第一触点 2702和第二触点2704之间，以提供支座2700的结构支撑。支撑部件2708 还可在第一触点2702和第二触点2704的侧壁上延伸，使得仅第一触点 2702的顶表面和第二触点2704的底表面露出。为了加强支撑部件2708和 整体结构之间的结构耦接，可在第一触点2702和/或第二触点2704中实现 一个或多个钩结构，如图28A所示。

图28A和28B示出了根据本公开的一些实施方案的具有钩结构2810 的示例性支座2800。类似于支座2700，支座2800可包括经由连接器2806 联接在一起的第一触点2802和第二触点2804。第一连接件2802、第二触 点2804和连接器2806可形成类似于支座2700的整体结构。在一些实施方 案中，支座2800包括从第一触点2802和/或第二触点2804延伸的钩结构 2810。如图28A所示，钩结构2810从第一触点2802延伸并且还形成整体 结构的一部分。钩结构2810提供与图28B所示的支撑结构2808接触的附 加表面积区域，以增强与支撑结构2808的机械联接。

如本文所述，支座2434可被配置为将驱动器板2426与发射器线圈布 置2429的每个发射器线圈耦接。因此，支座2434可被配置为具有不同的 高度以将驱动器板2426与不同层中的发射器线圈耦接。

图29示出了根据本公开的一些实施方案的附接到具有支座2902,2904 和2906的底层驱动器板(例如，驱动器板2426)的示例性组装的发射器线 圈布置2900。发射器线圈布置2900可包括在第一发射器线圈层中的发射器 线圈2908，在第二发射器线圈层中的发射器线圈2910和在第三发射器线圈 层中的发射器线圈2912。为了清楚起见，在图29中示出了来自发射器线圈 布置2429的每层的仅一个发射器线圈。

当组装时，支座2902,2904和2906可嵌套在发射器线圈布置2900 内，如虚线所示。每个支座2902,2904和2906可被配置为具有与其所耦接 的发射器线圈的相应层对应的不同高度。例如，支座2902可具有适于将驱 动器板2426与第一发射器线圈层中的发射器线圈2908耦接的第一高度， 支架2904可具有适于将驱动器板2426与第二发射器线圈层中的发射器线 圈2910耦接的第二高度，并且支座2906可具有适于将驱动器板2426与第 三发射器线圈层中的发射器线圈2912耦接的第三高度。因此，支座2906 可比两个支座2902和2904都高，并且支座2904可比支座2902高，但比支 座2906短。一旦三层发射器线圈组装起来，相邻的发射器线圈可抵靠彼此 搁置，但是仍然与驱动器板2426耦接，从而使发射器线圈布置2900的z高 度最小化。

重新参考图24，根据本公开的一些实施方案，无线充电垫2400还可 包括放线架2436和用于放线架2436的底部屏蔽件2438。当组装在无线充 电垫2400中时，底部屏蔽件2438可粘附到放线架2436。放线架2436可是 结构化支撑层，该结构化支撑层形成无线充电垫2300的支柱。在一些实施 方案中，放线架2322为其内形成多个开口2440的刚性的塑料层。每个开 口2440可形成为具有对应于一个或多个电子设备(诸如用于操作一个或多 个发射器线圈的多个逆变器)的尺寸和位置，这将在本文进一步讨论。

图30是根据本公开的一些实施方案的耦接到驱动器板2426的放线架 2436的仰视图。该图示出了不具有底部屏蔽件的放线架2436和驱动器板 2426，使得相对于放线架2436可看到多个封装的电子部件3002的放置。 因此，当从顶部透视图观察时，放线架2436的开口2440可允许通过每个 开口2440看到驱动板2426。在一些实施方案中，显示为各种尺寸和形状的 多个黑色部件的封装的电子部件3002可设置在开口2440内的驱动器板 2426上。电子部件3002可是用于操作无线充电垫2400的任何合适的电子 部件。例如，电子部件3002可是电力电子器件、微控制器、电容器、电阻 器等。在一些实施方案中，电子部件3002包括可安装在驱动器板2426的 相应下侧区域上的多个逆变器，用于在发射器线圈布置2429中操作发射器 线圈。

在具体实施方案中，开口2440中的一些开口可提供空间，封装的逆变 器设置在该空间中以操作发射器线圈的布置，诸如图6D和图6E所示的发 射器线圈605或607的布置。例如，逆变器开口2442可用于提供封装的逆 变器所在的空间。逆变器开口2442用粗线示出，使得它们更容易被看到。 在一些实施方案中，用于封装的逆变器的逆变器开口2442的数量对应于在 发射器线圈的布置中使用的发射器线圈的数量。例如，如果无线充电垫包 含由22个线圈构成的发射器线圈的布置，则放线架2436可包括22个逆变 器开口2442，其中每个逆变器开口与相应的逆变器对应，用于支撑相应的 发射器线圈。在一些实施方案中，逆变器开口2442被设置成使得封装的逆 变器可被定位在其支撑的相应发射器线圈正下方。在其他实施方案中，一 个或多个逆变器开口242可不被定位成允许封装的逆变器设置在其相应的 发射器线圈正下方。然而，这些逆变器开口仍然可允许封装的逆变器非常 靠近其相应的发射器线圈，而不是放置在远离其相应的发射器线圈的无线 充电垫的边缘处。通过允许封装的逆变器靠近(如果不是在其正下方)它 们各自的发射器线圈，定时延迟和由长迹线长度的高电阻引起的损耗(如 传统充电垫所经历的，其中逆变器被放置在充电垫周边并需要被路由到充 电垫中心的发射器线圈)可被最小化。

根据本公开的一些实施方案，底部屏蔽件2438(图30中未示出)可 层叠在放线框架2436与驱动器板2426耦接的一侧相对的一侧上。因此， 底部屏蔽件2438将电子部件3002包封在相应的开口2440内，使得不仅电 子部件不受外部电子干扰的影响，而且在开口3002外部的无线充电垫2400 的部件不被电子部件3002产生的噪声干扰。在一些实施方案中，底部屏蔽 件2438由屏蔽层和多个绝缘层形成，如图31所示。

图31是根据本公开的一些实施方案的示例性底部屏蔽件3100的俯视 图。底部屏蔽件3100可包括屏蔽层3102和附接到屏蔽层3102的多个绝缘 层3104。在一些实施方案中，绝缘层3104对应于放线架的一个或多个开 口，诸如图30中的开口2440。例如，绝缘层3104可被配置为与多于一个 开口2440/2442对应的条带，如图31所示。当在无线充电垫中构造时，绝 缘层3104可附接到放线架2436并且定位在放线架2436(以及其一个或多 个开口)和屏蔽层3102之间。绝缘层3104可防止电子部件3002与屏蔽层 3102的电耦合。在一些实施方案中，屏蔽层3102是柔性的薄材料。因此， 在开口2440正上方的屏蔽层3102的区域可偏转到开口2440中并与一个或 多个电子部件3002接触。因此，绝缘层3104可防止屏蔽层3102与一个或 多个电子部件3002之间的电耦合。

屏蔽层3102可由适合于屏蔽到电子部件3002以及来自电子部件3002 的电子发射的任何材料形成。例如，屏蔽层3102可由铜形成。绝缘层3104 可由诸如聚酰亚胺的任何电绝缘材料形成。

在一些实施方案中，多个柱可设置在开口2440内以减轻屏蔽层3102 被压入开口2440时的行程。例如，重新参照图30，柱3004可位于驱动器 板2426上具有开放空间以减轻底部屏蔽件2438的偏转的区域中。另外， 柱3004还可防止电子部件3002由外部物体按压到开口2440而引起的损 坏。

VII.混合pcb和绞合线圈无线充电垫

根据本公开的一些实施方案，无线充电垫可被配置为向多于一个的不 同的设备提供电力。例如，一个设备可以是具有较大接收线圈的较大设 备，例如智能电话、平板电脑、笔记本电脑等，而另一个设备可以是具有 较小接收线圈的较小设备，例如智能手表、小型便携式音乐播放器等。在 此类实施方案中，无线充电垫可包括多于一个发射器线圈布置，其中每个 发射器线圈布置被优化用于对不同的电子设备充电。因此，无线充电垫可 优选地一次充电多于一个的不同设备和/或在对多个不同设备进行充电时同 样有效。

图30示出了根据本公开的一些实施方案的包括多于一个发射器线圈布 置的示例性无线充电垫3200的分解图。无线充电垫3200可包括第一壳体 3202和第二壳体3204，每个壳体可被构造为类似于图23中的第一壳体 2302和第二壳体2304。第一壳体3202和第二壳体3204可配合以形成内部 腔，内部部件可容纳在内部腔中。在一些实施方案中，内部腔可包括多于 一个的发射器线圈布置。例如，内部腔可包括两个发射器线圈布置：第一 发射器线圈布置3206和第二发射器线圈布置3208。应当理解，无线充电垫 3200还可包括类似于图23中的无线充电垫2320的其他内部部件，但是为 了清楚起见未示出。

可优化第一发射器线圈布置3206以对包括第一接收器线圈3214的第 一设备3212充电，并且可优化第二发射器线圈布置3208以对包括具有与 第一接收线圈不同的尺寸和形状以及因此不同的电特性的第二接收器线圈 3218的第二设备3216充电。例如，第一设备3212可是比第二设备3216更 大的设备，并且第一接收器线圈3214可大于第二接收器线圈3218。尽管每 个发射器线圈布置3206和3208可被优化以对不同的设备充电，但是每个 发射器线圈布置仍然可对它们没有被优化以充电的其他设备充电，但以效 率较低的方式。应当理解，即使图30仅示出了两个设备，本文讨论的实施 方案可被配置为对多于两个的设备进行充电，每个设备具有不同于图30所 示的尺寸和形状。此外，应当理解，每个发射器线圈布置可在整个充电表 面上对电子设备充电。不是一个发射器线圈布置只能对充电表面的子区域 中的设备充电而另一个发射器线圈不只能对充电表面的另一个子区域中的 设备充电。

在一些实施方案中，第一发射器线圈布置3206和第二发射器线圈布置 3208可由发射器线圈形成，其中发射器线圈的尺寸针对不同的电子设备进 行了优化。例如，第一发射器线圈布置3206可由第一尺寸的发射器线圈形 成，而第二发射器线圈布置3208由第二尺寸的发射器线圈形成。第一尺寸 可对应于第一电子设备3212中的接收器线圈3214的尺寸，而第二尺寸可 对应于第二电子设备3216中的接收器线圈3218的尺寸。因此，第一发射器线圈布置3206可特别有效地在第一设备3212的接收器线圈3214中感应 出电流，但是在第二设备3216的接收器线圈3218中感应出电流时效率较 低。相反，第二发射器线圈布置3208可特别有效地在第二设备3216的接 收器线圈3218中感应出电流，但是在第一设备3212的接收器线圈3214中 感应出电流时效率较低。应当理解，每个发射器线圈布置可在整个充电表 面上对电子设备充电。

在另外的实施方案中，第一发射器线圈布置3206和第二发射器线圈布 置3208可以不同的图案布置，其中每个图案针对不同的电子设备进行优 化。例如，第一发射器线圈布置3206可以单排发射器线圈布置，而第二发 射器线圈布置3208根据本文上述讨论的图8、10、19和22中的发射器线 圈布置800,1000,1900和2200中的任一者来布置。因此，第一发射器线圈 布置3206可特别有效地在第一设备3212的接收器线圈3214中感应出电 流，但是在第二设备3216的接收器线圈3218中感应出电流时效率较低， 反之亦然。

如本文所讨论的，发射器线圈布置可产生时变磁场。因此，第一发射 器线圈布置3206和第二发射器线圈布置3208可以各种频率操作以产生时 变磁场。在一些实施方案中，第一发射器线圈布置3206可以第一频率操 作，而第二发射器线圈布置3208以第二频率操作。当第一布置3206和第 二发射器线圈布置3208以不同的图案布置时，第一频率和第二频率可相同 或不同。然而，当第一发射器线圈布置3206和第二发射器线圈布置3208 以相同的图案布置时，第一频率和第二频率是不同的。例如，第一发射器 线圈布置3206和第二发射器线圈布置3208都可根据本文上述讨论的图8、 10、19和22中的发射器线圈布置800,1000,1900和2200中的任一者或任 何其他发射器线圈布置来布置。在这种情况下，第一发射器线圈布置3206 可以在第一设备3212的接收器线圈3214中感应出电流特别有效的频率下 操作，但是在第二设备3216的接收器线圈3218中感应出电流时效率较 低。相反，第二发射器线圈布置3208可以在第二设备3216的接收器线圈 3218中感应出电流特别有效的频率工作，但是在第一设备3212的接收器线 圈3214中感应出电流时效率较低。操作频率的差异可取决于各个接收器线 圈的特定操作频率。在一些实施方案中，该差异可在数量级之间的范围 内。例如，第一频率可比第二频率高一到两个量级。在特定实施方案中， 第一设备3212是智能手表，并且第二设备3216是智能手机。

此外，在一些实施方案中，第一发射器线圈布置3206和第二发射器线 圈布置3208可由相同或不同的发射器线圈形成。即，第一发射器线圈布置 3206可由具有或不具有线轴的绞合线圈的发射器线圈形成，例如图16,18 和21中的发射器线圈1600,1800和2100，而第二发射器线圈布置3208可 以形成在PCB内。每种形式的结构可被定制以在相应的设备中有效地感应 电力。例如，第二发射器线圈布置3208的绞合线圈结构可特别有效地在第 二设备3216的接收器线圈3218中感应出电流，但是在第一设备3212的接 收器线圈3214中感应出电流时效率较低。

尽管已相对于具体实施方案描述了本发明，但应当理解，本发明旨在 覆盖以下权利要求范围内的所有修改形式和等同形式。

Claims (20)

1.一种无线充电设备，包括：

外壳，所述外壳具有充电表面以及限定内部腔和开口的第一壁和第二壁；

发射器线圈布置，所述发射器线圈布置设置在所述内部腔内并且被配置为在无线电力传输期间产生时变磁通量和电场，所述发射器线圈布置包括多个发射器线圈，所述多个发射器线圈包括：

设置在第一平面上的第一组发射器线圈；

设置在第二平面上的第二组发射器线圈；以及

设置在位于所述第一平面和所述第二平面之间的第三平面上的第三组发射器线圈，其中所述多个发射器线圈中的每个发射器线圈具有中心轴线，所述中心轴线定位在远离所述多个发射器线圈中的所有其他发射器线圈的所述中心轴线的横向距离处；

电磁屏蔽件，所述电磁屏蔽件定位在所述发射器线圈布置和所述第一壁之间，所述电磁屏蔽件被配置为捕获产生自所述发射器线圈布置的电场，并且允许所述磁通量通过；

互连结构，所述互连结构在所述发射器线圈布置和所述第二壁之间定位在所述内部腔内，所述互连结构包括安装在所述互连结构上的用于驱动所述发射器线圈布置的多个封装的电子部件；以及

铁磁屏蔽件，所述铁磁屏蔽件在所述发射器线圈布置和所述互连结构之间定位在所述内部腔内，所述铁磁屏蔽件被配置为重定向磁通量远离所述互连结构。

2.根据权利要求1所述的无线充电设备，其中所述多个发射器线圈以重叠布置来定位。

3.根据权利要求1所述的无线充电设备，其中所述第一组发射器线圈、所述第二组发射器线圈和所述第三组发射器线圈中的每个发射器线圈具有与所述第一组发射器线圈、所述第二组发射器线圈和所述第三组发射器线圈中的所有其他发射器线圈基本上相同的外径的大致圆形形状。

4.根据权利要求3所述的无线充电设备，其中所述第一组发射器线圈包括第一多个平面线圈，所述第一多个平面线圈在横轴上以第一对称图案布置，所述第二组发射器线圈包括第二多个平面线圈，所述第二多个平面线圈在横轴上以第二对称图案布置，以及所述第三组发射器线圈包括第三多个平面线圈，所述第三多个平面线圈在横轴上以第三对称图案布置；并且其中所述第一组发射器线圈、所述第二组发射器线圈和所述第三组发射器线圈中只有两组具有相同数量的发射器线圈。

5.根据权利要求3所述的无线充电设备，其中所述多个发射器线圈中的每个发射器线圈包括由所述发射器线圈的内径限定的开口，并且其中每个发射器线圈的所述开口的中心部分定位在所述互连结构的正上方，而不具有设置在所述开口的中心部分和所述互连结构之间的另一个发射器线圈。

6.根据权利要求3所述的无线充电设备，其中每个发射器线圈由单层的绞线形成。

7.根据权利要求1所述的无线充电设备，还包括：

定位在所述外壳的开口处的插座连接器，所述插座连接器包括多个接触引脚和电耦接到所述多个接触引脚的多个端子；以及

耦接在所述电磁屏蔽件和所述互连结构之间的导电接地栅栏，

其中所述接地栅栏围绕所述互连结构的周边设置，除了所述插座连接器耦接到所述互连结构的位置处。

8.根据权利要求7所述的无线充电设备，其中所述电磁屏蔽件包括：

电磁体，所述电磁体被配置为捕获由所述发射器线圈布置产生的电磁场；和

围绕所述电磁体的铜边界，其中所述铜边界与所述接地栅栏耦接。

9.根据权利要求8所述的无线充电设备，其中所述铜边界延伸至所述发射器线圈布置的外边缘。

10.根据权利要求1所述的无线充电设备，其中所述多个封装的电子部件电耦接到所述多个发射器线圈的对应发射器线圈。

11.一种无线充电设备，包括：

外壳，所述外壳具有平面充电表面以及限定内部腔和开口的第一壳体和第二壳体；

定位在所述外壳的开口处的插座连接器，所述插座连接器包括多个接触引脚和电耦接到所述多个接触引脚的多个端子

发射器线圈布置，所述发射器线圈布置设置在所述内部腔内并且被配置为在无线电力传输期间产生时变磁通量和电场，所述发射器线圈布置包括多个发射器线圈，所述多个发射器线圈包括：

设置在第一平面上的第一组发射器线圈；

设置在第二平面上的第二组发射器线圈；以及

设置在位于所述第一平面和所述第二平面之间的第三平面上的第三组发射器线圈，其中所述多个发射器线圈中的每个发射器线圈具有中心轴线，所述中心轴线定位在远离所述多个发射器线圈中的所有其他发射器线圈的所述中心轴线的横向距离处；

电磁屏蔽件，所述电磁屏蔽件定位在所述发射器线圈布置和所述第一壳体之间，所述电磁屏蔽件被配置为捕获产生自所述发射器线圈布置的电场，并且允许所述磁通量通过，其中所述电磁屏蔽件包括：

电磁体，所述电磁体被配置为捕获由所述发射器线圈布置产生的电磁场；和

围绕所述电磁体的铜边界；

互连结构，所述互连结构在所述发射器线圈布置和所述第二壳体之间定位在所述内部腔内，所述互连结构包括安装在所述互连结构上的用于驱动所述发射器线圈布置的多个封装的电子部件；以及

铁磁屏蔽件，所述铁磁屏蔽件在所述发射器线圈布置和所述互连结构之间定位在所述内部腔内，所述铁磁屏蔽件被配置为重定向所述磁通量远离所述互连结构。

12.根据权利要求11所述的无线充电设备，其中所述多个发射器线圈以重叠布置来定位。

13.根据权利要求11所述的无线充电设备，其中所述第一组发射器线圈、所述第二组发射器线圈和所述第三组发射器线圈中的每个发射器线圈具有与所述第一组发射器线圈、所述第二组发射器线圈和所述第三组发射器线圈中的所有其他发射器线圈基本上相同的外径的大致圆形形状。

14.根据权利要求13所述的无线充电设备，其中所述第一组发射器线圈包括第一多个平面线圈，所述第一多个平面线圈在横轴上以第一对称图案布置，所述第二组发射器线圈包括第二多个平面线圈，所述第二多个平面线圈在横轴上以第二对称图案布置，以及所述第三组发射器线圈包括第三多个平面线圈，所述第三多个平面线圈在横轴上以第三对称图案布置；并且其中所述第一组发射器线圈、所述第二组发射器线圈和所述第三组发射器线圈中只有两组具有相同数量的发射器线圈。

15.一种无线充电***，包括：

包括接收器线圈的电子设备，所述接收器线圈被配置为在暴露于时变磁通量时产生电流以为电池充电；和

无线充电垫，所述无线充电垫被配置为产生所述时变磁通量以为所述电子设备无线充电，所述无线充电垫包括：

外壳，所述外壳具有充电表面以及限定内部腔和开口的第一壁和第二壁；

发射器线圈布置，所述发射器线圈布置设置在所述内部腔内并且被配置为在无线电力传输期间产生时变磁通量和电场，

所述发射器线圈布置包括多个发射器线圈，所述多个发射器线圈包括：

设置在第一平面上的第一组发射器线圈；

设置在第二平面上的第二组发射器线圈；以及

设置在位于所述第一平面和所述第二平面之间的第三平面上的第三组发射器线圈，其中所述多个发射器线圈中的每个发射器线圈具有中心轴线，所述中心轴线定位在远离所述多个发射器线圈中的所有其他发射器线圈的所述中心轴线的横向距离处；

电磁屏蔽件，所述电磁屏蔽件定位在所述发射器线圈布置和所述第一壁之间，所述电磁屏蔽件被配置为捕获产生自所述发射器线圈布置的电场，并且允许所述磁通量通过；

互连结构，所述互连结构在所述发射器线圈布置和所述第二壁之间定位在所述内部腔内，所述互连结构包括安装在所述互连结构上的用于驱动所述发射器线圈布置的多个封装的电子部件；以及

铁磁屏蔽件，所述铁磁屏蔽件在所述发射器线圈布置和所述互连结构之间定位在所述内部腔内，所述铁磁屏蔽件被配置为重定向所述磁通量远离所述互连结构。

16.根据权利要求15所述的无线充电***，其中所述多个发射器线圈以重叠布置来定位。

17.根据权利要求15所述的无线充电***，还包括：

定位在所述外壳的开口处的插座连接器，所述插座连接器包括多个接触引脚和电耦接到所述多个接触引脚的多个端子；以及

耦接在所述电磁屏蔽件和所述互连结构之间的导电接地栅栏，

其中所述接地栅栏围绕所述互连结构的周边设置，除了所述插座连接器耦接到所述互连结构的位置处。

18.根据权利要求15所述的无线充电***，其中所述多个封装的电子部件电耦接到所述多个发射器线圈的对应发射器线圈。

19.根据权利要求15所述的无线充电***，其中所述电磁屏蔽件包括：

电磁体，所述电磁体被配置为捕获由所述发射器线圈布置产生的电磁场；和

围绕所述电磁体的铜边界，其中所述铜边界与所述接地栅栏耦接。

20.根据权利要求19所述的无线充电***，其中所述铜边界延伸至所述发射器线圈布置的外边缘。