CN115020077B - 无线充电线圈、电子设备及天线 - Google Patents

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Abstract

本申请提供一种无线充电线圈、及包含无线充电线圈的电子设备和天线。无线充电线圈包括多层、且串联连接的多个线圈组以及位于两层多个线圈组之间的绝缘层。无线充电线圈包括第一区域和位于第一区域外周的第二区域。位于第二区域内的多个线圈组布置于多层，且每个线圈组包括并行绕设于一层的多个线圈。电流分布不均匀的第一区域内的线圈组采用多个线圈分布在多层并联，使第一区域的线圈内的电流密度分散在多层，提高了电流分布均匀度。

Description

无线充电线圈、电子设备及天线
技术领域
本申请实施例涉及充电设备技术领域，尤其涉及一种无线充电线圈、电子设备及天线。
背景技术
无线充电线圈一般由多个线圈组由内向外绕制形成环形结构，每个线圈组包括多个线圈，内侧的几个线圈的电流密度分布不均匀，电流主要集中在每个线圈组内两侧的两个线圈中，导致电流流过这些线圈的有效面积减小，电流在线圈中通过的交流有效阻抗增加，导致充电效率比较低。
发明内容
有鉴于此，本申请提供一种提高电流分布均匀度的无线充电线圈。
第一方面，本申请提供一种无线充电线圈。无线充电线圈包括叠置多层、且串联连接的多个线圈组以及位于多层多个线圈组之间的绝缘层。无线充电线圈包括第一区域和位于第一区域外周的第二区域。位于第二区域内的多个线圈组布置于多层，且每个线圈组包括并行绕设于一层的多个线圈。
无线充电线圈中，电流分布不均匀的第一区域内的线圈组采用多个线圈分布在多层并联，使第一区域的线圈内的电流密度分散在多层，提高了电流分布均匀度。
在一种可能的实施方式中，第一区域内线圈组的数量为M个，第一区域和第二区域内的线圈组的数量为N个，M与N满足：N-M≥2以及≤M≤i+2，其中i为N除以2后向下取整的整数。
显然，上述实施方式中，通过第一区域线圈组的数量M与无线充电线圈的线圈组总数量N的关系设定，使电流分布不均匀的线圈组的数量等于M或接近M，进而提高无线充电线圈的电流分布均匀度。
在一种可能的实施方式中，当3≤N≤4时，M＞0；当N＞4时，M≥i-2。
显然，上述实施方式中，通过第一区域线圈组的数量M与无线充电线圈的线圈组总数量N的关系设定，使电流分布不均匀的线圈组的数量等于M或接近M，进而提高无线充电线圈的电流分布均匀度。
在一种可能的实施方式中，所述第一区域内的线圈组在每层的所述线圈的数量为t个，相邻串联的两个所述线圈组通过t个所述线圈对应连接。
显然，上述实施方式中，第一区域内相邻串联的两个线圈组通过t个线圈对应连接，避免线圈合并带来涡流损耗的问题。
在一种可能的实施方式中，第二区域内的线圈组的数量为多个线圈组分布的层数的整数倍。
显然，上述实施方式中，第二区域内的线圈组的数量为多个线圈组分布的层数的整数倍，便于第二区域内相邻两层两个线圈组对应叠置。
在一种可能的实施方式中，第二区域的内相邻两层的线圈组的数量差大于或等于1时，线圈组数量少的所在层上的线圈组的多个线圈的宽度和大于另一层上的线圈组的多个线圈的宽度和。
显然，上述实施方式中，其中一层的线圈组的宽度增大，降低了阻抗。
在一种可能的实施方式中，第二区域内每一线圈组的多个线圈的宽度和，大于或等于第一区域内每一线圈组在单层的多个线圈的宽度和。
显然，上述实施方式中，第一区域的线圈组分布在多层通电流，线圈组的多个线圈的截面面之积和为多层的线圈的截面面积之和，减小第一区域的线圈组在单层的线圈的宽度，进而减小线圈的截面面积，为第二区域的线圈增宽留出空间。第二区域的线圈组的电流分布相对第一区域内的线圈组均匀，增大第二线圈的线圈宽度，降低了阻抗。
在一种可能的实施方式中，沿第二区域朝向第一区域的方向，第一区域内的任意两个线圈组的多个所述线圈的宽度和变小或不变。
显然，上述实施方式中，第一区域的线圈组离无线充电线圈的中心越远，电流分布越均匀，沿第二区域朝向第一区域的方向，第一区域内的任意两个线圈组的宽度变小或不变，使远离无线充电线圈中心的线圈组的宽度可增大，以减小阻抗。
在一种可能的实施方式中，第一区域的至少一个线圈组的线圈沿无线充电线圈径向的排列顺序改变。
显然，上述实施方式中，线圈组内的线圈沿径向的排列顺序改变，以使靠近无线充电线圈中心的线圈向外移动，远离无线充电线圈中心的线圈向内移动。沿径向位于两侧的线圈内电流密度大，中间的线圈电流密度小，通过线圈沿径向的位置的改变，使线圈中电流的密度改变，提高线圈组内多个线圈的电流分布的均匀度。
在一种可能的实施方式中，第一区域的线圈包括多个线部，无线充电线圈还包括第一连接部和第二连接部。所述第一连接部通过所述绝缘层，叠置在所述多层的、且沿所述径向排列顺序相同的多个所述线部通过所述第一连接部连接并形成线部组。第二连接部的两端分别连接沿径向位于不同排列顺序的两个线部，使线圈的多个线部连接。
显然，上述实施方式中，第一连接部使叠置相邻两层的两个线圈连接，以能够一同改变沿径向的排列顺序，第二连接部使线圈的多个线部沿径向的排列顺序改变后可连接，实现线圈内导通。
在一种可能的实施方式中，线圈组的多个线圈阵列均布于多层，经过两次交叉使多个线圈沿径向的排列顺序相反；叠置于多层、且沿所述径向排列顺序相同的多个所述线圈为一个交叉单元。当线圈组的单层线圈的个数t满足3＜t≤7，第一次交叉时，多个交叉单元沿径向从两侧向内每两个交叉单元为一组交叉组，每个交叉组内的两个交叉单元沿径向的排列顺序互换，当剩余交叉单元的个数不足均分为两组且为2时，两个交叉单元沿径向的排列顺序互换；当剩余交叉单元的个数不足均分为两组且为3时，中间的交叉单元在沿径向的排列顺序不变，其余两个交叉单元沿径向的排列顺序互换。第二次交叉时，每个交叉组内的多个交叉单元的排列顺不变，中间的交叉组或交叉单元的排列顺序不变，位于两侧的两个交叉组沿径向的排列顺序互换。
显然，上述实施方式中，通过设定的交叉规律，使线圈组的多个线圈经过两次交叉，多个线圈沿径向由顺序排列改变为倒叙排列，使两侧的线圈经过中间位置并最终互换，使电流分布均匀度提高。
在一种可能的实施方式中，线圈组的多个线圈阵列均布于多层，经过两次交叉使多个线圈沿径向的排列顺序相反；叠置于多层、且沿所述径向排列顺序相同的多个所述线圈为一个交叉单元。当线圈组的单层线圈的个数t满足7＜t≤9，第一次交叉时，多个交叉单元沿径向从两侧向内每三个交叉单元为一组交叉组；每个交叉组内中间的交叉单元沿径向的排列顺序不变，位于两侧的两个交叉单元沿径向的排列顺序互换；当剩余交叉单元的个数不足均分为两组且为2时，两个交叉单元沿径向的排列顺序互换；当剩余交叉单元的个数不足均分为两组且为3时，中间的交叉单元沿径向的排列顺序不变，其余两个交叉单元沿径向的排列顺序互换设置。第二次交叉时，每个交叉组内的多个交叉单元的排列顺不变，中间的交叉组或交叉单元的排列顺序不变，位于两侧的两个交叉组沿径向的排列顺序互换。
显然，上述实施方式中，通过设定的交叉规律，使线圈组的多个线圈经过两次交叉，多个线圈沿径向由顺序排列改变为倒叙排列，使两侧的线圈经过中间位置并最终互换，使电流分布均匀度提高。
在一种可能的实施方式中，第二区域内，线圈组的线圈的数量为t个，所述第一区域内的所述线圈组的所述线圈的数量为t个，且无线充电线圈的每相邻串联的两个线圈组通过t个线圈对应连接。
显然，上述实施方式中，第一区域和第二区域及两个区域之间，相邻串联的两个线圈组通过t个线圈对应连接，避免线圈合并带来涡流损耗的问题。
在一种可能的实施方式中，第二区域内至少一个线圈上开设线槽，使线圈形成多个子线圈。
显然，上述实施方式中，在独立走线的线圈上开设线槽形成多个子线圈，减小子线圈的宽度，避免线圈宽度过大时导致涡流损耗增加的问题。
在一种可能的实施方式中，所述第二区域的至少一个所述线圈组内，至少两个相邻的所述线圈合并为一个新的线圈。
显然，上述实施方式中，当第二区域内的线圈组的数量少，线圈的宽度小时，可以在使两个线圈或者其他数量的多个线圈合并为一个新的线圈，以增大新的线圈的宽度，使新的线圈的阻抗降低。
第二方面，本申请提出一种电子设备，电子设备包括无线充电线圈。无线充电线圈包括叠置多层、且串联连接的多个线圈组以及位于多层多个线圈组之间的绝缘层。无线充电线圈包括第一区域和位于第一区域外周的第二区域。位于第二区域内的多个线圈组布置于多层，且每个线圈组包括并行绕设于一层的多个线圈。
电子设备中，无线充电线圈内电流分布不均匀的第一区域内的线圈组采用多个线圈分布在多层并联，使第一区域的线圈内的电流密度分散在多层，提高了电流分布均匀度，进而提高电子设备的充电效率。
第三方面，本申请提出一种天线，天线采用无线充电线圈的结构。无线充电线圈包括叠置多层、且串联连接的多个线圈组以及位于多层多个线圈组之间的绝缘层。无线充电线圈包括第一区域和位于第一区域外周的第二区域。位于第二区域内的多个线圈组布置于多层，且每个线圈组包括并行绕设于一层的多个线圈。
天线中，无线充电线圈内电流分布不均匀的第一区域内的线圈组采用多个线圈分布在多层并联，使第一区域的线圈内的电流密度分散在多层，提高了电流分布均匀度，进而提高天线的效率。
附图说明
图1为本申请实施例提供的两个电子设备的示意图。
图2为本申请实施例提供的另一实施例的电子设备的示意图。
图3为现有技术中一无线充电线圈的示意图。
图4为图3所示无线充电线圈沿径向剖视的单侧截面示意图。
图5和图6分别为现有技术中不同的两个无线充电线圈的单侧截面示意图。
图7为的图1所示电子设备中无线充电线圈的示意图。
图8为图7所示无线充电线圈在另一视角的示意图。
图9为图7所示无线充电线圈沿径向剖视的单侧截面示意图。
图10a-c分别为在图4所示无线充电线圈中第二区域的不同数量的线圈开设线槽的示意图。
图11a-b分别为无线充电线圈在另一实施例当第二区域与第一区域中线圈组内线圈的数量不同时的示意图。
图12a-g分别为本申请提供的无线充电线圈当不同数量的线圈绕制形成线圈组的交叉示意图。
图13为对应于图12a所示无线充电线圈在交叉处的示意图。
图14a为对应于图12b所示无线充电线圈第一次交叉的示意图。
图14b为对应于图12b所示无线充电线圈第二次交叉的示意图。
图15和图16分别为本申请提供的无线充电线圈的不同的其他交叉示意图。
图17为图7所示无线充电线圈在另一实施例，当层数不同、线圈的数量不同时的示意图。
主要元件符号说明
电子设备 200a，200b，
无线充电线圈 100，100a，100b，100c，100d，300，300a，300b
第一层 101
第二层 102
第一区域 103
第二区域 104
第一端 105
第二端 106
线圈组 10，10a，10b，10c，10d，10e，10f，10g，10h，10i，301，301a，301b
线圈111，111a，111b，111c，111d，111e，111f，111g，111h，111j，3011，3011a，3011b
线槽 107
子线圈 1111
第一线圈组 11，11a，11b
第二线圈组 12，12a
第三线圈组 13
第四线圈组 14
第五线圈组 15
第六线圈组 16
第七线圈组 17
线部 1a，2a，3a，1b，2b，3b，4b，1c，2c，3c，4c，1d，2d，3d，4d
绝缘层 20
第一连接部 30
第二连接部 40
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本申请。
具体实施方式
为能进一步阐述本申请达成预定申请目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及实施方式，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。
下面结合附图，对本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
本申请的一实施例提出一种电子设备。
图1示出了两个电子设备，分别为电子设备200a和电子设备200b。电子设备200a为用于充电的无线充电器，电子设备200a内设置有一个无线充电线圈100。电子设备200b为一手机。电子设备200b内设置有一个无线充电线圈100。电子设备200a的无线充电线圈通交流电，产生交变电磁场。电子设备200的无线充电线圈100在交变磁场内产生感应电压，实现能量传递，电子设备200a实现给电子设备200无线充电。
可以理解，其他实施例中，电子设备还可以为平板电脑(Tablet PersonalComputer)、膝上型电脑(Laptop Computer)、个人数字助理(Personal DigitalAssistant，PDA)、移动上网装置(Motile Internet Device，MID)、可穿戴式设备(WearableDevice)等。
电子设备内的线圈数量不限于一个。例如，如图2所示，另一实施例中，电子设备200c为立式无线充电器，电子设备200可倾斜竖着放置在电子设备200c上。电子设备200c内设置两个无线充电线圈100，两个无线充电线圈100分别通交流电，均能够使电子设备200内的无线充电线圈100产生感应电压，实现给电子设备200无线充电。
请参阅图3和图4，现有技术中一无线充电线圈300包括六个线圈组301。每个线圈组301包括八个线圈3011。八个线圈3011并行绕设在两层，使每层布置有四个线圈3011。靠近无线充电线圈300中心的三个的线圈组301内电流分布不均匀，如图4中局部放大示意图所示。电流主要集中在每个线圈组301两侧的区域，导致中间区域的电流很少，这导致这些线圈组301内电流流过线圈3011的有效面积减小，电流在线圈3011中通过的交流有效阻抗增加，导致充电效率比较低。
请参阅图5，现有技术中另一无线充电线圈300a包括6个线圈组301a。每个线圈组301a的两个线圈3011a并联绕制在两层，6个线圈组串联。无线充电线圈300a的内径d1为20mm，外径d2为40mm。6个线圈组之间包括5个间隙，间隙沿径向的宽度w为0.1mm。无线充电线圈300a中多个线圈3011a沿径向的宽度和为(40-20-5×0.1)×2＝39mm。
请参阅图6，现有技术中又一无线充电线圈300b包括6个线圈组301b。每个线圈组301b的线圈3011b分布在同一层。6个线圈组301b分布在两层，每两个线圈组301b在两层对应布置。6个线圈组301b分布在两层，沿径向无线充电线圈300b包括2个间隙。无线充电线圈300a中多个线圈3011b沿径向的宽度和为(40-20-2*0.1)×2＝39.6mm。
无线充电线圈300b中每个线圈组301b的线圈3011b数量与无线充电线圈300a中每个线圈组301a的线圈3011a数量相同，也可以为两个或其他数量。
因交流阻抗RAC大于或等于直流阻抗RDC。交流阻抗的下限等于直流阻抗，降低交流阻抗至最小也只能达到直流阻抗RDC的水平。所以，为了降低交流阻抗RAC，降低直流阻抗RDC也是关键的举措。
图5所示每个线圈组301a内并联在两层的方案，较图6所示每个线圈组301a内并联在一层的方案，线圈3011a沿径向的宽度和越小，线圈3011a的总体积小、直流阻抗RDC大。
图6所示每个线圈组301b内并联在一层，多个线圈组301b串联分布在两层，线圈3011b沿径向的宽度和越大，线圈3011b的总体积越大，直流阻抗RDC越小。但是，无线充电线圈300b靠近中心的几个线圈组301b的电流分布不均匀，虽然直流阻抗RDC减小了，但是交流阻抗不会减小。
请参阅图7、图8和图9，无线充电线圈100包括多个线圈组10和绝缘层20。多个线圈组10叠置在两层(分别为第一层101和第二层102)，且位于绝缘层20相对两侧。多个线圈组10依次串联连接。每个线圈组10内的多个线圈111并联。无线充电线圈100包括第一区域103和第二区域104。第二区域104位于第一区域103的外周。位于第二区域104内的每个线圈组10包括并行绕设于同一层、且并联的t个线圈111。位于第一区域103内的每个线圈组10包括2t个并行绕设在两层的线圈111，且t个线圈111绕设于第一层101，其余t个线圈111绕设于第二层102。相邻串联的两个线圈组10的t个线圈111对应连接。
无线充电线圈100为FPC线圈，通过蚀刻导电层(例如，铜层、铝层、镍层、金层、银层、或者合金层等)等方式形成线圈111，但不限于此，例如，其他实施例中，无线充电线圈100也可以为导线绕制而成。
无线充电线圈100包括第一端105和第二端106。电流从第一端105输入，从第二端106输出。无线充电线圈100由t股线圈111从第一端105开始连续绕制至与第二端106连接，且分布在两层。从第一端105开始沿螺旋线向内绕制t个间隔的导电层，每完成一圈形成一个线圈组10。一实施例中，t为4，第二区域104设有四个线圈组10，第一区域103设有三个线圈组10，但不限于此。
可以理解，其他实施例中，电流也可以从第二端106输入，从第一端105输出。
第二区域104内与第一区域103相邻的两个线圈组10分别与第一区域103内沿径向位于两侧的两个线圈组10串联。
多个线圈组10包括第一线圈组11、第二线圈组12、第三线圈组13、第四线圈组14、第五线圈组15、第六线圈组16和第七线圈组17。
图7示出了无线充电线圈100在第一层101的绕制示意图。第一线圈组11和第二线圈组12沿径向依次绕制于第一层101的第二区域104，第一线圈组11与第一端105连接。第三线圈组13、第四线圈组14和第五线圈组15沿径向依次绕制于第一区域103，且分别布置于第一层101和第二层102。第一区域103内的三个线圈组分别在第一层101和第二层102的t个线圈111依次连接，使第一区域103的三个线圈组之间串联。第三线圈组13位于第一层101的t个线圈111与第二线圈组12的t个线圈111对应连接，使第三线圈组13与第二线圈组12串联。图8示出了无线充电线圈100在第二层102的绕制示意图。第六线圈组16和第七线圈组17沿径向依次绕制于第二层102的第二区域104。第七线圈组17与第二端106连接。第五线圈组15位于第二层102的t个线圈111与第六线圈组16的t个线圈111对应连接，使第五线圈组15与第六线圈组16串联。
第一区域103内线圈组10采用2t个线圈111分布在两层并联，使第一区域103的线圈111内的电流密度分散在两层，提高了电流分布均匀度。
无线充电线圈100的每个线圈111独立走线，单层上多个线圈组10的线圈111的数量相同，且依次连接，避免当不同线圈组10的线圈111数量不同时，需要两个线圈111合并后与相邻的一个线圈111连接而导致涡流损耗的问题。
第二区域104内多个线圈组10串联，无需在上下层之间制作导通的结构，简化了无线充电线圈100的绕制工艺。本申请的一实施例提出的无线充电线圈100采用靠近中心的第一区域103的每个线圈组10并联绕制在两层，第二区域104的每个线圈组10并联绕制在单层的方式，得到的无线充电线圈100较图5所示的无线充电线圈300a和图6所示无线充电线圈300b的交流阻抗RAC低。
无线充电线圈100的每个线圈111独立走线，降低了阻抗。图9所示无线充电线圈100的厚度h为0.17mm，内直径d3为20mm，外直径d4为46mm，线圈组10的数量为7个，线圈组10在每层分布有四个线圈111。第一无线充电线圈(图未示)与图9所示无线充电线圈100的区别在于：第一区域内相邻的两个线圈组内的全部线圈合并后连接。第二无线充电线圈(图未示)与图9所示无线充电线圈100的区别在于：第一区域内相邻的两个线圈组内每两个线圈合并后连接。表1为图9所示无线充电线圈100、第一无线充电线圈以及第二无线充电线圈，当通电流且电感值为2μH时的参数表。其中，Q为电感品质因数，指无线充电线圈在一频率的交流电压下工作时，所呈现的感抗与其等效损耗电阻之比。Q值越高，无线充电线圈损耗越小，充电效率越高。
表1
元件名称 <![CDATA[R<sub>AC</sub>/mΩ]]> <![CDATA[R<sub>DC</sub>/mΩ]]> Q
无线充电线圈100 79.178 75.612 15.262
第一无线充电线圈 93.43 78.64 13.478
第二无线充电线圈 85.8 77.6 14.66
图9所示无线充电线圈100、第一无线充电线圈以及第二无线充电线圈的区别仅在于相邻的两个线圈组的连接方式不同，从上表的数据可以得出，阻抗由大至小的排序为：第一无线充电线圈、第二无线充电线圈、图9所示的无线充电线圈100。图9所示的无线充电线圈100的多个线圈111独立走线，较第一无线充电线圈阻抗降低约15％。
请参阅图9，第一区域103内线圈组10的数量为三个，第二区域104线圈组10的数量为四个，并均布在两层，但不限于此。第一区域103内线圈组10的数量依据无线充电线圈100沿径向的绕制方式一致时(例如，图3所示的无线充电线圈300、图5所示的无线充电线圈300a和图6所示的无线充电线圈300b)，电流分布不均匀的线圈组的数量设定。电流分布不均匀的线圈组的数量可根据经验或者通过仿真得出。
当第二区域104内的线圈组10的数量少，线圈111的宽度大时，可以在线圈111上开设线槽，线槽分隔线圈并形成多个子线圈，以减小通电流的子线圈的宽度，避免线圈111的宽度过大而造成涡流损耗的问题。第二区域104内可以全部的线圈111均开设有线槽，也可以仅其中部分线圈111开设线槽。不同线圈111开设的线槽的数量可以相同或不同。
例如，如图10a所示，第二区域104内，无线充电线圈100a与无线充电线圈100区别在于，无线充电线圈100a的每个线圈111b均开设一个线槽107，形成两个子线圈1111。又如，如图10b所示，无线充电线圈100b与无线充电线圈100的区别在于：无线充电线圈100b中仅位于最外侧的第一线圈组11a的每个线圈111b上开设一个线槽107，形成两个子线圈1111。再如，如图10c所示，无线充电线圈100c与无线充电线圈100的区别在于：无线充电线圈100c中仅与第一区域相邻的一个线圈111b上开设线槽107，并形成两个子线圈1111。
可以理解，其他实施例中，第二区域104中线圈组10内线圈111的数量也可以与第一区域103中线圈组10在单层的线圈111的数量不同。
当第二区域104内的线圈组10的数量少，线圈111的宽度小时，可以在使两个线圈111或者其他数量的多个线圈111合并为一个新的线圈，以增大新的线圈的宽度，使新的线圈的阻抗降低。例如，如图11a所示，无线充电线圈100d与无线充电线圈100的区别在于第一区域103内每个线圈组10m的线圈111c在每层的数量为六个；第二区域104内每个线圈组10n的线圈111d的数量为三个。第一区域103与第二区域104相邻的每两个线圈111c合并后与一个线圈111d连接。又如，如图11b所示，无线充电线圈100e与无线充电线圈100d的区别在于：第二区域104内位于第一层101上的第一线圈组11b和第二线圈组12a的线圈数量分别为五个；第一线圈组11b与第二线圈组12a相邻的线圈111e的宽度，大于第一线圈组11b的其余线圈111f的宽度；第二线圈组12a与第一线圈组11b相邻的线圈111g的宽度，大于第二线圈组12a的其余线圈111h的宽度；线圈111e与第二线圈组12a的两个线圈111h连接；线圈111g与两个线圈111h连接。
第一区域103内线圈组10的数量为M个，第一区域103和第二区域104内的线圈组10的总数量为N个，设定i为N除以2后向下取整的整数。
M与N满足：
N-M≥2以及M≤i+2。
当3≤N≤4时，M＞0；当N＞4时，M≥i-2。
通过第一区域103内线圈组10的数量M与无线充电线圈100的线圈组10总数量N的关系设定，使电流分布不均匀的线圈组10的数量等于M或接近M，进而提高无线充电线圈100的电流分布均匀度。
当N-M≥2时，确保无线充电线圈100第二区域104的两层均布置有线圈111，使电流分布在两层。
例如，当N＝3时，i＝1，0＜M≤3，但需同时满足N-M≥2，最后得出M＝1。
又如，当N＝4时，i＝2，0＜M≤4，但需同时满足N-M≥2，最后得出0＜M≤2。
再如，当N＝7时，i＝3，1≤M≤5，满足N-M≥2。
N-M设定为偶数，便于第二区域104内两层的两个线圈组10对应叠置。
可以理解，其他实施例中，N-M也可以为奇数。第二区域104的线圈组10的数量为奇数时，两层的线圈组10的数量差为1，线圈组10数量少的所在层上的线圈组10的宽度大于另一层上的线圈组10的宽度。例如，第二区域104的第一层101的线圈组10的数量为三个，第二层102线圈组10的数量为两个。第二层102的线圈组10的宽度大于第一层101线圈组10的宽度，降低了阻抗。
可以理解，其他实施例中，线圈组10的数量不限于整数。例如，其他实施例中，第二区域104内线圈组10的数量也可以为4.5个，对比于图7所示的无线充电线圈100，两层各多出0.25圈导电层。
表2列举了N为3-16时M以及N-M的取值。
表2
N M N-M
3 1 2
4 2 2
5 3 2
6 2 4
7 3 4
8 4 4
9 5 4
10 4 6
11 5 6
12 6 6
13 7 6
14 6 8
15 7 8
16 8 8
第一区域103的线圈组10分布在两层通电流，线圈组10的多个线圈111的截面面之积和为两层的线圈111的截面面积之和，减小第一区域103的线圈组10的线圈111的宽度，进而减小线圈111的截面面积，为第二区域104的线圈111增宽留出空间。第二区域104的线圈组10的电流相对于第一区域的线圈组10分布均匀，增大第二线圈111的线圈111宽度，降低了阻抗。
无线充电线圈100中第二区域104内每一线圈组10的宽度大于或等于第一区域103内每一线圈组10的宽度。
为描述清晰，定义方向X为第二区域104朝向第一区域103的方向。
第一区域103的线圈组10离所述无线充电线圈100的中心越远，电流分布越均匀，沿方向X，第一区域103内的任意两个线圈组10的宽度变小或不变，使远离无线充电线圈100中心的线圈组10的宽度可增大，以减小阻抗。
第一区域103的至少一个线圈组10的线圈111沿无线充电线圈100径向的排列顺序改变，使线圈组10内的线圈111沿径向的排列顺序改变，以使靠近无线充电线圈100中心的线圈111向外移动，远离无线充电线圈100中心的线圈111向内移动。沿径向位于两侧的线圈111内电流密度大，中间的线圈111电流密度小，通过线圈111沿径向的位置的改变，使线圈111中电流的密度改变，提高线圈组10内多个线圈111的电流分布的均匀度。
线圈组10的多个线圈111均布于两层，且通过交叉方式使多个线圈111沿径向的排列顺序相反。叠置于两层的两个线圈111为一组交叉单元。
请参阅图12a和图13，另一实施例中，第一区域内线圈组10a包括六个线圈，包括两个线圈111a、两个线圈111b和两个线圈111c。每三个线圈111分布在同层。两层每叠置的两个线圈形成一个交叉单元。沿径向位于两侧的两个交叉单元互换顺序，中间的交叉单元沿径向的排列顺序不变。
沿方向X，两层的两个线圈111a的排列顺序为1，每个线圈111a包括两个线部1a；两层的两个线圈111b的排列顺序为2，每个线圈111b包括两个线部2a；两层的两个线圈111c的排列顺序为3，每个线圈111c包括两个线部3a。
无线充电线圈还包括多个第一连接部30。第一连接部30能够通过绝缘层。两个线部1a通过与第一连接部30连接并形成线部组。两个线部2a通过与第一连接部30连接并形成线部组。两个线部3a通过与第一连接部30连接并形成线部组。
无线充电线圈还包括多个第二连接部40。第二连接部40的两端分别连接沿径向位于不同排列顺序的两个线部组，使线圈111a的两个线部1a连接。第二连接部40的两端分别连接沿径向位于不同排列顺序的两个线部组，使线圈111b的两个线部2a连接。第二连接部40的两端分别连接沿径向位于不同排列顺序的两个线部组，使线圈111c的两个线部3a连接。
第一连接部30使叠置两层的两个线圈连接，以能够一同改变沿径向的排列顺序，第二连接部40使线圈的多个线部沿径向的排列顺序改变后可连接，实现线圈内导通。
请参阅图12b-d，当线圈组的单层线圈的个数t满足3＜t≤7，第一区域的线圈组内经过两次交叉，使多个线圈沿径向的排列顺序相反。叠置于两层的两个线圈为一组交叉单元。两次交叉原理包括：第一次交叉时，多个交叉单元沿径向从两侧向内每两个交叉单元为一组交叉组。每个交叉组内的两个交叉单元沿径向的排列顺序互换。当剩余交叉单元的个数不足均分为两组且为2时，两个交叉单元沿径向的排列顺序互换。当剩余交叉单元的个数不足均分为两组且为3时，中间的交叉单元在沿径向的排列顺序不变，其余两个交叉单元沿径向的排列顺序互换设置。第二次交叉时，每个交叉组内的多个交叉单元的排列顺不变，中间的交叉组或交叉单元的排列顺序不变，位于两侧的两个交叉组沿径向的排列顺序互换。
例如，如图12b、图14a和图14b所示，又一实施例中，第一区域内的一线圈组10b包括八个线圈，每四个线圈分布于同层。沿方向X，位于两层的两个线圈111d的排列顺序为1，每个线圈111d包括两个线部1b；位于两层的两个线圈111e的排列顺序为2，每个线圈111e包括两个线部2b；两层的两个线圈111f的排列顺序为3，每个线圈111f包括两个线部3b；位于两层的两个线圈111g的排列顺序为4，每个线圈111g包括两个线部4b。
第一次交叉时，排列顺序为1的两个线圈111d形成的交叉单元，与排列顺序为2的两个线圈111e形成的交叉单元组成一个交叉组，并互换顺序；排列顺序为3的两个线圈111f形成的交叉单元，与排列顺序为4的两个线圈111g形成的交叉单元组成一个交叉组，并互换顺序。第二次交叉时，线圈组10b的两个交叉组互换顺序。交叉组内的两个交叉单元的顺序不变。经过两次交叉，四个交叉单元沿径向由顺序排列改变为倒叙排列。
线圈组10b的交叉方式与图7所示的线圈组10的交叉方式相同。
图12c示出了包括十个个线圈的线圈组10c的交叉示意图，每五个线圈分布于同层，并形成两个交叉组，剩余一个交叉单元。第一次交叉时，交叉组内的两个交叉单元互换顺序，剩余的一个交叉单元的顺序不变。第二次交叉时，两个交叉组互换顺序。中间的交叉单元的顺序不变。
当线圈的数量分别为12和14时，按照上述两次交叉原理能够分别得到图12d所示的线圈组10d和图12e所示的线圈组10e。
请参阅图12f至图12g，当t满足7＜t≤9，第一次交叉时，多个交叉单元沿径向从两侧向内每三个交叉单元为一组交叉组。每个交叉组内中间的交叉单元沿径向的排列顺序不变，位于两侧的两个交叉单元沿径向的排列顺序互换。当剩余交叉单元的个数不足均分为两组且为2时，两个交叉单元沿径向的排列顺序互换，如图12f所示。当剩余交叉单元的个数不足均分为两组且为3时，中间的交叉单元沿径向的排列顺序不变，其余两个交叉单元沿径向的排列顺序互换设置，如图12g所示。第二次交叉时，每个交叉组内的多个交叉单元的排列顺不变，中间的交叉组或交叉单元的排列顺序不变，位于两侧的两个交叉组沿径向的排列顺序互换。
当线圈的数量分别为16和18时，按照上述两次交叉原理能够分别得到图12f的线圈组和图12g所示的线圈组。
线圈组的多个线圈的不限于上述交叉方式使多个线圈沿径向由顺序改变为倒序排列，例如，如图15所示，另一实施例中，线圈组10h中四个线圈的线部沿径向由内向外的排列顺序为1、2、3、4(与线部1a、线部2c、线部3c、线部4c的排序一致)，经过一次交叉后多个线圈沿径向由内向外的排列顺序为4、3、2、1。
线圈组的多个线圈的交叉方式不限于由顺序改变为倒序的方式，例如，如图16所示，又一实施例中，线圈组10g中四个线圈的线部沿径向由内向外的排列顺序为1、2、3、4(与线部1d、线部2d、线部3d、线部4d的排序一致)，经过一次交叉后多个线圈沿径向由内向外的排列顺序为3、4、1、2。
可以理解，其他实施例中，无线充电线圈100第一区域103内，可以一个、两个或者全部线圈组10内的多个线圈111交叉，使线圈111沿径向的排列顺序改变，均可以提高线圈组10的电流分布均匀度。
可以理解，其他实施例中，第一区域103内线圈组10的线圈111的数量也可以为奇数，第一层101和第二层102的线圈111的宽度设置为不同，以使两层的线圈111的总宽度相等。
可以理解，无线充电线圈的层数不限于两层，也可以为三层、四层、五层等。例如，如图17所示，无线充电线圈100d与无线充电线圈100的区别在于：无线充电线圈100d包括八个绕制在三层的线圈组；两个线圈组10j位于第一区域103，六个线圈组10k均布在第二区域104的三层；第一区域103的每个线圈组10j包括六个线圈111j，每两个线圈111j位于同层；第二区域104的每个线圈10k包括两个位于同层的线圈111k。
第二区域104内的线圈组10k的数量为层数的2倍，但不限于此。例如，当第二区域104线圈组10k的数量为五个，且其中两层中每层设有两个线圈组10k，剩余的一个线圈组10k的宽度增大，并设置在另一层。当无线充电线圈的层数大于2时，相邻两层的交叉方案与无线充电线圈100的两层的多个线圈的交叉方案相同。
可以理解，无线充电线圈100还可以作为天线(图未示)的结构。例如，无线充电线圈100作为手机、平板电脑等电子设备内的天线时，无线充电线圈100通交流电会产生电磁场，根据近场通信(Near Field Communication，NFC)技术，电子设备将可以与另一使用近场通信技术的一设备进行数据交换，以实现移动支付，电子票务、门禁、移动身份的识别、防伪等。
无线充电线圈100内的电流分布均匀度较高，应用于天线时，使天线的效率提高。
上述无线充电线圈100中，电流分布不均匀的第一区域103内的线圈组10采用多个线圈111分布在多层并联，使第一区域103的线圈111内的电流密度分散在多层，提高了电流分布均匀度。
以上实施例仅用以说明本申请的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本申请的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本申请技术方案的精神和实质。

Claims (13)

1.一种无线充电线圈，包括位于多层、且串联连接的多个线圈组以及位于两层多个所述线圈组之间的绝缘层，其特征在于：
所述无线充电线圈包括第一区域和位于所述第一区域外周的第二区域；
位于所述第二区域内的多个所述线圈组布置于所述多层，且每个所述线圈组包括并行绕设于一层的多个线圈；
位于所述第一区域内的每个所述线圈组包括多个并联的线圈，且所述线圈组在每层的所述线圈的数量相同；
所述第一区域内的线圈组在每层的所述线圈的数量为t个，相邻串联的两个所述线圈组通过t个所述线圈对应连接；以及
所述第一区域的至少一个所述线圈组的所述线圈沿所述无线充电线圈径向的排列顺序改变，其中，
所述线圈组的多个线圈阵列均布于至少所述两层，经过两次交叉使多个所述线圈沿所述径向的排列顺序相反；叠置于至少所述两层、且沿所述径向排列顺序相同的多个所述线圈为一个交叉单元；
当所述线圈组的单层所述线圈的个数t满足3＜t≤7，第一次交叉时，多个所述交叉单元沿径向从两侧向内每两个所述交叉单元为一组交叉组，每个所述交叉组内的两个所述交叉单元沿所述径向的排列顺序互换，当剩余所述交叉单元的个数不足均分为两组且为2时，两个所述交叉单元沿所述径向的排列顺序互换；当剩余所述交叉单元的个数不足均分为两组且为3时，中间的所述交叉单元在沿所述径向的排列顺序不变，其余两个所述交叉单元沿所述径向的排列顺序互换；第二次交叉时，每个所述交叉组内的多个所述交叉单元的排列顺序不变，中间的所述交叉组或交叉单元的排列顺序不变，位于两侧的两个所述交叉组沿所述径向的排列顺序互换。
2.如权利要求1所述的无线充电线圈，其特征在于，所述第一区域内所述线圈组的数量为M个，所述第一区域和所述第二区域内的所述线圈组的数量为N个，M与N满足：N-M≥2以及M≤i+2，其中i为N除以2后向下取整的整数。
3.如权利要求2所述的无线充电线圈，其特征在于，当3≤N≤4时，M＞0；当N＞4时，M≥i-2。
4.如权利要求1所述的无线充电线圈，其特征在于：所述第二区域内的所述线圈组的数量为多个所述线圈组分布的层数的整数倍。
5.如权利要求1所述的无线充电线圈，其特征在于：所述第二区域的内相邻两层的所述线圈组的数量差大于或等于1时，所述线圈组数量少的所在层上的所述线圈组的多个所述线圈的宽度和大于另一层上的所述线圈组的多个线圈的宽度和。
6.如权利要求1所述的无线充电线圈，其特征在于：所述第二区域内每一所述线圈组的多个所述线圈的宽度和，大于或等于所述第一区域内每一所述线圈组在单层的多个所述线圈的宽度和。
7.如权利要求6所述的无线充电线圈，其特征在于：沿所述第二区域朝向所述第一区域的方向，所述第一区域内的任意两个所述线圈组的多个所述线圈的宽度和变小或不变。
8.如权利要求1所述的无线充电线圈，其特征在于：所述第一区域的线圈包括多个线部，所述无线充电线圈还包括第一连接部和第二连接部；
所述第一连接部通过所述绝缘层，叠置在所述多层的、且沿所述径向排列顺序相同的多个所述线部通过所述第一连接部连接并形成线部组；
所述第二连接部的两端分别连接沿所述径向位于不同排列顺序的两个所述线部，使所述线圈的多个线部连接。
9.如权利要求1所述的无线充电线圈，其特征在于：所述第二区域内所述线圈组的所述线圈的数量为t个，所述第一区域内的所述线圈组的所述线圈的数量为t个，所述无线充电线圈的每相邻串联的两个所述线圈组通过t个所述线圈对应连接。
10.如权利要求9所述的无线充电线圈，其特征在于：所述第二区域内至少一个所述线圈上开设线槽，使所述线圈形成多个子线圈。
11.如权利要求9所述的无线充电线圈，其特征在于：所述第二区域的至少一个所述线圈组内，至少两个相邻的所述线圈合并为一个新的线圈。
12.一种电子设备，其特征在于：所述电子设备包括如权利要求1-11中的任意一项所述的无线充电线圈。
13.一种天线，其特征在于：所述天线为如权利要求1-11中的任意一项所述的无线充电线圈。
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