CN204810806U - 电磁屏蔽结构及具有电磁屏蔽结构的电能传输装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种电磁屏蔽结构及具有电磁屏蔽结构的电能传输装置，通过将磁片层的面积设置为大于铜片层的面积和/或将磁片层的厚度设置为大于铜片层的厚度，从而让感应线圈周围空间的更多的磁场通过铜片层没有覆盖住的磁片层所在的空间区域，这样可以保证感应线圈上方磁场的强度不会被铜片层的磁场排斥效应而减弱，同时也达到了保护被充电设备的目的。
Description
技术领域
本实用新型涉及无线充电领域，更具体的说，涉及一种电磁屏蔽结构及具有电磁屏蔽结构的电能传输装置。
背景技术
无线充电技术作为电能传输的一项新兴技术，受到电子充电厂商的青睐，无线充电装置是利用电磁感应原理来实现能量的传输过程，其具有可靠性高、安全性好、并且易于自动充电等优点被广泛应用。无线充电装置通常包括有发射线圈和接收线圈，且两者是隔离放置的，在工作中，发射线圈在周围一定的空间范围内产生磁场，由于发射线圈磁通量的高频变化，使得位于磁场中的接收线圈感应出对应的高频电动势，从而完成能量的无线传输。
在无线充电装置中，为了增强感应线圈上方的磁场，提高电能发射线圈和接收线圈之间的耦合，通常将发射线圈和接收线圈放置在一磁片上，由于磁片的磁阻比较小，会吸引磁场，这样可以使得磁片下方空间中的磁场减弱，从而降低磁场对放置于磁片下方的被充电设备的影响。
对于接收线圈一边来说，通常为了进一步屏蔽磁场对被充电设备的影响，在磁片下方还会放置一层金属片，如铜片等。高频磁场会在铜片上产生涡流，涡流产生的反向磁场进一步抵消干扰磁场对被充电设备的影响，从而最大程度保护被充电设备的。
如上所述，磁片因为低磁阻会吸引磁场，铜片会产生涡流而排斥磁场，虽然两者都可以屏蔽磁场对下方被充电设备的影响，但是如果磁片和铜片形状或是大小设计不当，铜片的磁场排斥效应会同时减弱感应线圈上方的磁场，影响无线充电装置中能量发射线圈和接收线圈之间的耦合，降低能效。
实用新型内容
本实用新型提出了一种电磁屏蔽结构及具有电磁屏蔽结构的电能传输装置，通过设置接收部分中的磁片的面积或改变磁片的厚度以减弱铜片对磁场的抵消影响，在屏蔽磁场对被充电设备干扰的同时，可以保证感应线圈上方磁场的强度。
依据本实用新型的一种电磁屏蔽结构，包括第一屏蔽层和第二屏蔽层，所述第二屏蔽层放置所述第一屏蔽层之下，所述第一屏蔽层和第二屏蔽层用以屏蔽空间的电磁场，以保护放置于所述第二屏蔽层之下的电子设备；
其中，所述第一屏蔽层的面积大于所述第二屏蔽层的面积和/或所述第一屏蔽层的厚度大于所述第二屏蔽层的厚度，并且，所述第一屏蔽层的长度和宽度均大于所述第二屏蔽层的长度和宽度。
优选的，所述第一屏蔽层的长度为所述第二屏蔽层的长度的1.01至2倍；
所述第一屏蔽层的宽度为所述第二屏蔽层的宽度的1.01至2倍。
进一步的，所述第二屏蔽层与所述第一屏蔽层相接触的表面为第一表面，相对的另一面为第二表面，所述第一屏蔽层的两端沿着垂直于所述第二表面并向第二表面的方向弯曲延伸。
优选的，所述第一屏蔽层的厚度为所述第二屏蔽层的厚度的2至100倍。
依据本实用新型的一种具有电磁屏蔽结构的电能传输装置，用于给充电设备供电，所述电能传输装置包括有发射部分和接收部分，
所述发射部分包括发射线圈，其接收高频交流电以在一定的空间范围内产生磁场；
所述接收部分包括接收线圈、用以放置所述接收线圈的第一屏蔽层以及贴合于所述第一屏蔽层放置的第二屏蔽层，所述接收线圈根据所述发射线圈激发的磁场获得对应的高频电动势，通过电压转换后给所述充电设备充电；
所述第一屏蔽层和第二屏蔽层用以屏蔽所述发射线圈激发的磁场，以保护所述充电设备，其中，所述第一屏蔽层的面积大于所述第二屏蔽层的面积和/或所述第一屏蔽层的厚度大于所述第二屏蔽层的厚度，并且，所述第一屏蔽层的长度和宽度均大于所述第二屏蔽层的长度和宽度。
优选的，所述第一屏蔽层的长度为所述第二屏蔽层的长度的1.01至2倍；
所述第一屏蔽层的宽度为所述第二屏蔽层的宽度的1.01至2倍。
进一步的，所述第二屏蔽层与所述第一屏蔽层相接触的表面为第一表面，相对的另一面为第二表面，所述第一屏蔽层的两端沿着垂直于所述第二表面并向第二表面的方向弯曲延伸。
进一步的，所述第一屏蔽层包围所述第二屏蔽层的边缘部分。
优选的，所述第一屏蔽层的厚度为所述第二屏蔽层的厚度的2至100倍。
优选的，所述第一屏蔽层为铁氧体磁片层，所述第二屏蔽层为铜片层。
从上所述，本实用新型的电磁屏蔽结构及具有电磁屏蔽结构的电能传输装置，通过将第一屏蔽层(磁片层)的面积设置为大于所述第二屏蔽层(铜片层)的面积和/或将第一屏蔽层(磁片层)的厚度设置为大于所述第二屏蔽层(铜片层)的厚度，从而让感应线圈周围空间的更多的磁场通过铜片层没有覆盖住的磁片层所在的空间区域，这样可以保证感应线圈上方磁场的强度不会被铜片层的磁场排斥效应而减弱，同时也达到了保护被充电设备的目的。相对于现有技术的方案，本实用新型的具有电磁屏蔽结构的电能传输装置对充电设备的保护功能更好，而能量传输效率更高。
附图说明
图1所示为现有技术中的电能传输装置的接收部分的结构图；
图2所示为依据本实用新型的电能传输装置的接收部分的第一实施例的结构图；
图3所示为图2所示结构的剖面图；
图4所示为依据本实用新型的电能传输装置的接收部分的第二实施例的剖面图；
图5所示为依据本实用新型的电能传输装置的接收部分的第三实施例的剖面图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的几个优选实施例进行详细描述，但本实用新型并不仅仅限于这些实施例。本实用新型涵盖任何在本实用新型的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。为了使公众对本实用新型有彻底的了解，在以下本实用新型优选实施例中详细说明了具体的细节，而对本领域技术人员来说没有这些细节的描述也可以完全理解本实用新型。
本实用新型中，所述电能传输装置以无线充电装置为例。无线充电装置在工作过程产生的空间磁场对与其近距离接触的充电设备会造成损害，因此，为了防止感应线圈的磁场对充电设备造成电磁损害，需要屏蔽层对充电设备进行电磁屏蔽，如图1所示的现有技术常用的电磁屏蔽方案，接收线圈放置于第一屏蔽层(例如为铁氧体磁片层)之上，然后第二屏蔽层(例如为铜片层)放置于第一屏蔽层之下，被充电设备放置于第二屏蔽层之下。一般来说，现有技术中的磁片层的面积设置为等于铜片层的面积，且两者的面积为能够完全放置所述接收线圈为合适大小，这里为两者的宽度和长度均相等。正如背景技术中所说，磁片因为低磁阻会吸引磁场，铜片会产生涡流而排斥磁场，在铜片和磁片相接触的空间范围内，铜片涡流产生的磁场会削弱磁片周围的磁场，从而降低了***的传输效率。
由此，本实用新型人对屏蔽层的形状和厚度等进行改进以解决空间磁场被削弱的问题。
参考图2所示为依据本实用新型的具有屏蔽结构的电能传输装置的接收部分的第一实施例的结构图，在本实用新型实施例中，电能传输装置仍以无线充电装置为例，所述无线充电装置包括有发射部分和接收部分，所述发射部分包括发射线圈，其接收高频交流电以在一定的空间范围内产生磁场，这里发射部分与现有技术中技术方案相同，故未示出；所述接收部分包括接收线圈、用以放置所述接收线圈的第一屏蔽层(例如为磁片层)，以及贴合于所述第一屏蔽层放置的第二屏蔽层(例如为铜片层)，所述接收线圈根据所述发射线圈激发的磁场获得对应的高频电动势，通过电压转换后给所述充电设备充电，所述充电设备放置于铜片层之下，与图1中一致，因此，在图2中未示出。
所述第一屏蔽层和第二屏蔽层用以屏蔽所述发射线圈激发的磁场，以保护被充电设备，在本实施例中，所述第一屏蔽层的面积大于所述第二屏蔽层的面积，并且，所述第一屏蔽层的长度和宽度均大于所述第二屏蔽层的长度和宽度。在优选实施方案中，所述第一屏蔽层的长度为所述第二屏蔽层的长度的1.01至2倍；所述第一屏蔽层的宽度为所述第二屏蔽层的宽度的1.01至2倍，这样，可使得所述第一屏蔽层的表面完全覆盖并且大于所述第二屏蔽层的表面。
参考图3所示为图2所示结构的剖面图，由于磁片层的面积大于铜片的面积，从而在水平方向上，可以让感应线圈周围空间更多的磁感线通过铜片层没有覆盖到的空间区域，保证感应线圈上方磁场的强度不会因为铜片层的磁场排斥效应而大大减弱，在屏蔽磁场保护充电设备的同时，提高了能量的利用率，***效率提高。
参考图4所示为依据本实用新型的电能传输装置的接收部分的第二实施例的剖面图；在本实施例中，所述第一屏蔽层的厚度大于所述第二屏蔽层的厚度。需要说明的是，本实施例中，所述第一屏蔽层的面积等于所述第二屏蔽层的面积。在优选实施方案中，所述第一屏蔽层的厚度为所述第二屏蔽层的厚度的2至100倍，一般来说，常用的铜片层的厚度为50um，因此，磁片层的厚度设置为100um至5mm之间均可，本领域技术人员可知，在其他精度要求较高情况下，所述第一屏蔽层的厚度还可以适当调节。
从图4中可以显著看出，由于磁片层的厚度远大于铜片层的厚度，因此，在垂直方向上，可以使得感应线圈周围空间的更多的磁感线通过铜片层没有覆盖到的空间区域，这样可以保证感应线圈上方磁场的强度不会因为铜片层的磁场排斥效应而减弱，在屏蔽磁场保护被充电设备的同时，提高了能量的利用率，***效率提高。
本领域技术人员可知，上述的两种方案还可以结合使用，例如，既增大磁片层的面积也同时增加磁片层的厚度，用户可以根据成本或空间大小自由选择方案。
参考图5所示为依据本实用新型的电能传输装置的接收部分的第三实施例的剖面图；本实施例是在图2所示实施例上的进一步延伸，记所述第二屏蔽层与所述第一屏蔽层相接触的表面为第一表面，相对的另一面为第二表面，在本实施例中，所述第一屏蔽层的两端沿着垂直于所述第二表面并向第二表面的方向弯曲延伸，具体的，所述第一屏蔽层包围所述第二屏蔽层的边缘部分。
本实施例中磁片层不但在水平方向上覆盖住铜片层空间，在垂直方向上也包围同片层的部分空间，如图5中的磁感线走向可以看出，本实用新型实施例的感应线圈周围空间的比实施例2中有更多的磁感线通过铜片层没有覆盖到的空间区域，因此，进一步降低了铜片层的削弱效应，提高无线电能传输的能效。
本领域技术人员可知，上述的实施例二的方案和实施例三的方案也可以结合使用，例如，既使得磁片层的包围同片层的边缘部分同时也增加磁片层的厚度。
最后，容易理解，在本实用新型的启发下，本领域技术人员可以结合上述三种方案灵活组合使用或同时使用，例如，在水平方向上使磁片层的面积大于铜片层的面积，在垂直方向上使磁片层包围住铜片层的部分，同时增加磁片层的厚度，以达到最优的屏蔽效果和最大的传输效率。
本实用新型还提出了一种电磁屏蔽结构，包括第一屏蔽层和第二屏蔽层，所述第二屏蔽层放置所述第一屏蔽层之下，所述第一屏蔽层和第二屏蔽层用以屏蔽空间的电磁场，以保护放置于所述第二屏蔽层之下的电子设备；其中，所述第一屏蔽层的面积大于所述第二屏蔽层的面积和/或所述第一屏蔽层的厚度大于所述第二屏蔽层的厚度，这里，所述第一屏蔽层的长度和宽度均大于所述第二屏蔽层的长度和宽度。
优选的，所述第一屏蔽层的长度为所述第二屏蔽层的长度的1.01至2倍，所述第一屏蔽层的宽度为所述第二屏蔽层的宽度的1.01至2倍。
优选的，所述第二屏蔽层与所述第一屏蔽层相接触的表面为第一表面，相对的另一面为第二表面，所述第一屏蔽层的两端沿着垂直于所述第二表面且向第二表面的方向弯曲延伸。
优选的，所述第一屏蔽层的厚度为所述第二屏蔽层的厚度的2至100倍。
本实用新型实施例中，所述第一屏蔽层和第二屏蔽层为金属屏蔽层，例如，第一屏蔽层可以但不限于为铁氧体磁片层，第二屏蔽层可以但不限于为铜片层。
根据上面的阐述，本实用新型的电磁屏蔽结构同样可以保证第一屏蔽层上方空间磁场的强度不会因为第二屏蔽层的磁场排斥效应而减弱，在屏蔽磁场保护充电设备的同时，提高了能量的利用率，***效率提高。
以上对依据本实用新型的优选实施例的电磁屏蔽结构及具有电磁屏蔽结构的电能传输装置进行了详尽描述，本领域普通技术人员据此可以推知其他技术或者结构以及电路布局、元件等均可应用于所述实施例。
依照本实用新型的实施例如上文所述，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为所述的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本实用新型以及在本实用新型基础上的修改使用。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (10)
1.一种电磁屏蔽结构，其特征在于，包括第一屏蔽层和第二屏蔽层，所述第二屏蔽层放置所述第一屏蔽层之下，所述第一屏蔽层和第二屏蔽层用以屏蔽空间的电磁场，以保护放置于所述第二屏蔽层之下的电子设备；
其中，所述第一屏蔽层的面积大于所述第二屏蔽层的面积和/或所述第一屏蔽层的厚度大于所述第二屏蔽层的厚度，并且，所述第一屏蔽层的长度和宽度均大于所述第二屏蔽层的长度和宽度。
2.根据权利要求1所述的电磁屏蔽结构，其特征在于，所述第一屏蔽层的长度为所述第二屏蔽层的长度的1.01至2倍；
所述第一屏蔽层的宽度为所述第二屏蔽层的宽度的1.01至2倍。
3.根据权利要求1所述的电磁屏蔽结构，其特征在于，所述第二屏蔽层与所述第一屏蔽层相接触的表面为第一表面，相对的另一面为第二表面，所述第一屏蔽层的两端沿着垂直于所述第二表面并向第二表面的方向弯曲延伸。
4.根据权利要求1所述的电磁屏蔽结构，其特征在于，所述第一屏蔽层的厚度为所述第二屏蔽层的厚度的2至100倍。
5.一种具有电磁屏蔽结构的电能传输装置，用于给充电设备供电，所述电能传输装置包括有发射部分和接收部分，其特征在于，
所述发射部分包括发射线圈，其接收高频交流电以在一定的空间范围内产生磁场；
所述接收部分包括接收线圈、用以放置所述接收线圈的第一屏蔽层以及贴合于所述第一屏蔽层放置的第二屏蔽层，所述接收线圈根据所述发射线圈激发的磁场获得对应的高频电动势，通过电压转换后给所述充电设备充电；
所述第一屏蔽层和第二屏蔽层用以屏蔽所述发射线圈激发的磁场，以保护所述充电设备，其中，所述第一屏蔽层的面积大于所述第二屏蔽层的面积和/或所述第一屏蔽层的厚度大于所述第二屏蔽层的厚度，并且，所述第一屏蔽层的长度和宽度均大于所述第二屏蔽层的长度和宽度。
6.根据权利要求5所述的电能传输装置，其特征在于，所述第一屏蔽层的长度为所述第二屏蔽层的长度的1.01至2倍；
所述第一屏蔽层的宽度为所述第二屏蔽层的宽度的1.01至2倍。
7.根据权利要求5所述的电能传输装置，其特征在于，所述第二屏蔽层与所述第一屏蔽层相接触的表面为第一表面，相对的另一面为第二表面，所述第一屏蔽层的两端沿着垂直于所述第二表面并向第二表面的方向弯曲延伸。
8.根据权利要求7所述的电能传输装置，其特征在于，所述第一屏蔽层包围所述第二屏蔽层的边缘部分。
9.根据权利要求5所述的电能传输装置，其特征在于，所述第一屏蔽层的厚度为所述第二屏蔽层的厚度的2至100倍。
10.根据权利要求5所述的电能传输装置，其特征在于，所述第一屏蔽层为铁氧体磁片层，所述第二屏蔽层为铜片层。
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| US11062841B2 (en) | 2017-12-05 | 2021-07-13 | Ningbo Weie Electronics Technology Ltd. | Electromagnetic shield device, wireless charging transmitting terminal, wireless charging receiving terminal and system |
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