耦合以用于无线充电的设备的制作方法

耦合以用于无线充电的设备
[0001]
相关申请的交叉引用
[0002]
本申请要求2019年8月12日提交的美国临时专利申请62/885433号的优先权权益，该申请的内容全文以引用方式并入本文以用于所有目的。
技术领域
[0003]
本技术涉及无线充电系统。更具体地讲，本技术涉及无线充电系统配置、部件和特性。


背景技术：

[0004]
无线充电用于多种设备。随着其中容纳有无线充电部件的电子设备的尺寸减小，供材料使用的可用空间可能受到限制，这可能影响操作性能。


技术实现要素：

[0005]
根据本技术的实施方案的电子装置可包括电子设备，该电子设备在该电子设备的第一表面上具有显示器。该电子设备可通过与该电子设备的第一表面相反的第二表面来表征。该电子设备可包括电池和无线充电线圈，该无线充电线圈在由该电子设备限定的内部体积内靠近该电子设备的该第二表面定位。该电子设备可包括第一磁性导体，该第一磁性导体容纳在该电子设备的该内部体积内并定位在该电池和该无线充电线圈之间。该无线充电线圈可安置在该第一磁性导体上。该电子设备还可包括与该电池和该无线充电线圈耦合的集成电路。该集成电路可被配置为使用该无线充电线圈接收无线功率。该装置可包括壳体，该壳体围绕该电子设备延伸并且在该壳体的第一表面处接触该电子设备。该壳体可通过与该壳体的第一表面相反的该壳体的第二表面来表征。该壳体可通过介于该壳体的第一表面与该壳体的第二表面之间的厚度来表征。该壳体可包括在该壳体的第二表面处结合在该壳体的厚度内的第二磁性导体。
[0006]
在一些实施方案中，该第一磁性导体可以是或包括铁氧体材料或纳米晶体箔材料。该第一磁性导体可包括纳米晶体箔，该纳米晶体箔具有介于约2个和约10个之间的含硅铁材料层。该无线充电线圈可通过环形形状来表征，该环形形状包括限定内部圆柱形体积的内部环形半径。该含硅铁材料的附加层可设置在该内部圆柱形体积内。该第二磁性导体可以是或包括铁氧体材料或纳米晶体箔材料。该第二磁性导体可以是或包括软铁氧体材料。该第二磁性导体可以是或包括靠近该壳体的第二表面的延伸长度超过壳体的厚度的50％的圆柱形柱。该第二磁性导体还可包括围绕该圆柱形柱延伸的环形圈。该圆柱形柱与第二磁性导体的环形圈之间可存在环形间隙。该无线充电线圈可通过环形形状来表征，该环形形状通过沿着该无线充电线圈的半径从无线充电线圈的内环形半径到无线充电线圈的外环形半径的径向长度来表征。该无线充电线圈的径向长度可小于或约为第二磁性导体的环形间隙的径向长度。该电子设备可以是或包括移动电话或平板电脑。
[0007]
本技术的一些实施方案可涵盖电子装置。该装置可包括电子设备，该电子设备具
有位于该电子设备的第一外表面处的图形显示器以及与该电子设备的第一外表面相反的第二外表面。该电子设备可限定位于第一外表面和第二外表面之间的体积。该装置可包括第一磁性导体，该第一磁性导体容纳在该电子设备的该体积内并限定设置在该电子设备的该体积内的凹陷环形凸缘。该装置可包括环形无线充电线圈，该环形无线充电线圈容纳在该电子设备的该体积内并安置在该凹陷环形凸缘上。该环形无线充电线圈可通过小于或约为100μm的厚度来表征。该装置可包括壳体，该壳体耦合在该电子设备周围并通过延伸跨过并接触该电子设备的第二外表面的第一表面来表征。该壳体还可通过与该第一表面相反的第二表面来表征。该壳体的厚度可被限定在该壳体的第一表面与该壳体的第二表面之间。该装置可包括第二磁性导体，该第二磁性导体集成在该壳体内并通过大于该壳体的厚度的30％的厚度来表征。
[0008]
在一些实施方案中，该壳体可以是橡胶材料或塑料或者在壳体的第一表面和壳体的第二表面之间包括橡胶材料或塑料。该电子设备还可包括靠近电子设备的第二表面安置的金属支撑板。该金属支撑板可包括与第一磁性导体和该环形无线充电线圈成直线定位的孔。该第一磁性导体和该第二磁性导体可以是或包括软铁氧体材料或纳米晶体箔材料。该第二磁性导体可包括延伸长度超过壳体的厚度的50％的圆柱形柱。该第二磁性导体可从壳体的第二表面朝向壳体的第一表面延伸。该第二磁性导体可包括圆柱形柱和围绕该圆柱形柱延伸的环形圈。该圆柱形柱与第二磁性导体的环形圈之间可存在环形间隙。该第二磁性导体可从壳体的第一表面朝向壳体的第二表面延伸。
[0009]
本技术的一些实施方案可涵盖无线充电系统。该系统可包括第一电子设备。该第一电子设备可包括至少部分地围绕该第一电子设备延伸的壳体。该第一电子设备可包括容纳在该第一电子设备内的电池。该第一电子设备可包括容纳在该第一电子设备内的第一无线充电线圈。该第一电子设备可包括第一磁性导体，该第一磁性导体容纳在该第一电子设备内并定位在该电池和该第一无线充电线圈之间。该第一无线充电线圈可安置在该第一磁性导体上。第一电子设备可包括第二磁性导体，该第二磁性导体集成在壳体内靠近第一无线充电线圈并与第一磁性导体轴向对准。该系统可包括第二电子设备。该第二电子设备可包括被配置为在无线充电传输模式下操作的第二无线充电线圈。该第二电子设备还可包括位于该第二电子设备内的至少一个硬磁体。在一些实施方案中，该第一磁性导体和该第二磁性导体可以是或包括软铁氧体材料或纳米晶体箔材料。
[0010]
此类技术可以提供优于常规技术的诸多优势。例如，本系统可产生改善的充电效率，这可减少充电时间。另外，本技术的部件可减少泄漏，这可改善正在无线充电的设备处的功率接收。这些和其他实施方案，以及其许多优点和特征，结合以下描述和附图以更详细地描述。
附图说明
[0011]
可通过参考说明书和附图的其余部分来实现所公开的实施方案的特点和优点的进一步理解。
[0012]
图1示出了根据本技术的一些实施方案的电子设备的示意性透视图。
[0013]
图2示出了根据本技术的一些实施方案的电子设备的示意性剖视图。
[0014]
图3示出了根据本技术的一些实施方案的充电系统的示意性剖视图。
[0015]
图4示出了根据本技术的一些实施方案的充电系统的示意性剖视图。
[0016]
图5a至图5c示出了根据本技术的一些实施方案的示例性部件配置。
[0017]
图6a至图6b示出了根据本技术的一些实施方案的相对于系统中的间隙尺寸的耦合和效率曲线图。
[0018]
这些附图中的几个附图作为示意图包含在内。应当理解，附图仅用于示例性目的，并且除非具体表明按比例，否则不应被视为按比例。另外，作为示意图，提供附图以帮助理解，并且可不包括与实际表示相比的所有方面或信息，并且可包括用于示例性目的的放大材料。
[0019]
在附图中，类似的部件或特征部可以具有相同数字的参考标号。此外，相同类型的各种部件可以通过在参考标号后用在相似部件和/或特征部之间区分的字母来区分。如果在说明书中仅使用第一数字参考标号，则该描述适用于具有相同第一数字参考标号的任何一个类似部件和/或特征部，而与字母后缀无关。
具体实施方式
[0020]
无线充电是手持式产品和智能电话的方便特征。通过将充电线圈结合到发射设备和接收器设备中，可执行感应式充电。无线充电的过程可具有挑战，包括发热、关于发射的监管要求和充电效率，这均可影响性能。例如，在充电过程期间，从发射线圈和接收器线圈两者发射磁通量。在许多系统中，铁氧体或一些磁性材料用于促进该通量的传导以改善分配和收集的效率。该铁氧体通过传导该通量并将其引导回适当的线圈来提供该功能。
[0021]
另外，当用户将电子设备安置在壳体中时，或者当设备可包括容纳无线充电部件的封装件时，充电效率可被降低。例如，壳体或设备封装件可增大充电器的无线充电线圈和结合在电子设备内的无线接收线圈之间的间隙。对于许多常规系统，这种降低可能是不可避免的，这可能增加电流泄漏，从而导致在充电期间损失更多的功率以及增加电子设备的充电时间。本技术通过将磁性材料结合到壳体或设备封装件中以有利于充电和通量传导来克服这些问题中的许多问题。该材料可通过磁性属性来表征，该磁性属性可减小电子设备和充电器之间的泄露以及有效间隙。
[0022]
虽然本说明书的剩余部分将常规地参考智能电话，但本领域技术人员将容易理解本技术并不限于智能电话。本材料和本技术可应用于任何数量的电子设备，该电子设备可包括但不限于电话和移动设备、手表、眼镜和包括健身设备的其他可穿戴技术、手持式电子设备、膝上型计算机、平板电脑和其他计算机，以及可能受益于无线充电技术的使用的其他设备。
[0023]
图1示出了根据本技术的一些实施方案的电子设备100的示意性透视图。电子设备100可例示为多种设备，例如，其可包括垫、充电站、无线可充电电池、个人计算设备或移动设备。另外，电子设备100可以是平板计算设备、可穿戴电子设备以及移动通信设备诸如智能电话。作为非限制性示例，电子设备100可包括封装件102或外壳，该封装件102或外壳限定内部腔或内部体积以接收若干内部部件，这些内部部件中的一些将在下文描述，并且可包括诸如电路板、处理器电路、存储器电路、充电线圈和内部电源之类的部件。该封装件102可包括金属诸如铝或钢或包括具有两种或更多种金属的合金。另选地，封装件102可包括一种或多种非金属材料，诸如陶瓷、聚合物、玻璃或包括金属和非金属材料的组合物的其他柔
性材料。
[0024]
电子设备100还可包括被示出为虚线的有效区域104，但在一些实施方案中，区域104可为封装件102的共延部分。当存在时，有效区域104可包括被设计用于呈现静止图像和/或视频形式的视觉信息的传递表面或显示表面。有效区域104可包括电容触敏层，该电容触敏层被设计用于接收触摸输入以改变该视觉信息。另外，电子设备100可包括覆盖有效区域104(当存在时)的保护盖106。作为非限制性示例，保护盖106可包括透明材料诸如玻璃或蓝宝石，并且可包括emf屏蔽材料或者可通过其发生电子传递的其他材料。电子设备100还可包括用作至处理器电路(未示出)的控制输入的按钮108。例如，按钮108可响应于力而压下，并且可提供改变由有效区域104呈现的视觉信息的控制。另外，尽管未示出，但电子设备100可包括沿封装件102设置的一个或多个按钮以提供一个或多个附加控制输入。
[0025]
图2示出了根据本技术的一些实施方案的电子设备200的简化示意性剖视图。应当理解，电子设备200仅仅是为了用于示出根据本技术的一些实施方案的某些部件，并非旨在准确地表示可结合在该设备中的部件的比例或位置。电子设备200可提供电子设备100的示例性截面，其中电子设备100可包括移动计算设备或根据本技术的实施方案的附加设备。例如，电子设备200可包括如前所述的封装件202和图形显示器组件204，该封装件202和图形显示器组件204可被包括在电子设备的第一表面(诸如第一外表面)上或限定该第一表面。电子设备200可另外通过第二表面205诸如第二外表面来表征，该第二表面205与显示器组件204可被包括在其处的该第一表面相反。可在位于第一表面和第二表面之间的封装件202内限定体积。封装件202内可以是如上所讨论的多个部件，并且该多个部件可包括电池206、图形处理单元208和集成电路210。
[0026]
电池206可以是或包括可再充电电池，其包括多个可再充电电池单元。电池206可为锂离子或其他二次电池类型，并且可与能够操作以控制充电和放电操作的再充电电路和控制器耦合。集成电路210可为电路板的一部分，并且可为中央处理单元，或者为可在电子设备内执行任何数量的操作(包括与无线充电和放电相关的操作)的其他控制器。
[0027]
附加地，封装件202内可为支撑板212，该支撑板212可包括与无线充电相关的多个部件。虽然先前提到的部件可被定位在支撑板212和图形显示器组件204之间，但是与无线充电相关的某些部件可被定位在支撑板和封装件202的背板或后部之间或者与支撑板和背板或后部成直线，包括与封装件202的后部接触或至少部分地耦合。这些部件可包括磁性导体214和无线充电线圈216。
[0028]
第一磁性导体214可以是或包括铁氧体材料或纳米晶体箔。该磁性导体可通过是非导电的和亚铁磁性的来表征。示例性铁氧体材料可包括任何包含铁的材料，并且可包括软铁氧体或被表征为磁场导体的材料。作为非限制性示例，示例性材料可包括任何数量的附加元素，包括镍、锌、钡或锰。在一些实施方案中，因为许多移动设备和其他电子设备可通过减小的尺寸外型来表征，所以铁氧体可能无法提供足够的操作特性，因为铁氧体可能变得更薄以适应设备尺寸外型限制。例如，为了向内部部件和更多空间密集型材料如电池提供足够的空间(可改善容量)，可将铁氧体减小到低于一毫米或低于半毫米的厚度，或甚至减小地更多。随着该减小的进行，铁氧体引导通量的能力继续降低，直到铁氧体饱和。此时，铁氧体可能不再提供有效地重定向磁场的有益效果，并且充电效率可能继续降低。随着效率下降，充电时间增加，这甚至可在设备中产生更多的热量。
[0029]
在许多较新的设备中，当对可包括一个或多个硬磁体的设备进行充电时，附加问题可能是。这些硬磁体可与驱动器或其他内部部件结合，并且还可包括在其他方面中，诸如用于耦合，如下所述。无论如何，硬磁体发射其自身的通量，该通量在紧邻第一磁性导体时也将被吸收。这进一步增加了铁氧体吸收的通量，铁氧体可快速达到材料的饱和。因此，在根据本技术的实施方案的空间限制性设备或任何电子设备中，尤其是可包括硬磁体的那些，铁氧体可作为磁性部件从系统移除，并且该设备可使用纳米晶体箔，该纳米晶体箔可为或包括呈层状或断裂材料形式的含硅铁材料或其他磁性材料，并且可包括位于该箔材料内的粘合剂或其他聚合物支撑件。该箔可包括任何数量的含硅铁材料层，从单个层到两个或更多个层、大于或约为4个层、大于或约为5个层、大于或约为6个层、大于或约为10个层或更多个层。任何其他磁性导电材料可类似地与本技术的一些实施方案结合。
[0030]
与第一磁性导体214结合的可以是无线充电线圈216。当处于接收操作时，无线充电线圈216可从来自发射设备的生成的电磁场接收功率，并且该接收的功率可被转换成可对电子设备的可再充电电池诸如电池206充电的电流。集成电路210可被配置为以无线充电接收模式操作无线充电线圈，诸如以对电池充电。在一些实施方案中，集成电路还可被配置为以无线充电传输模式操作无线充电线圈。集成电路210可通过任何数量的控制机构在任一种模式下操作线圈。
[0031]
该无线充电线圈可以是以线圈形式形成的单条电线，该线圈通过如图中的截面所示的环形形状来表征。该环形物可包括内环形半径217，该内环形半径可从穿过设备的中心轴线来限定，并且可限定穿过无线充电线圈的内部体积或间隙。该间隙可通过取决于线圈分布的任何不同几何形状来表征，并且可通过如图所示的圆柱形体积来表征。第一磁性导体或第一磁性导体的一部分可延伸穿过该圆柱形体积。电子屏蔽件218可被定位在无线充电线圈216和封装件202的后壁之间，并且可跨无线充电线圈216以及延伸穿过无线充电线圈的第一磁性导体来侧向延伸。第一磁性导体可包括多个层，其中第一层限定无线充电线圈可安置在其上的表面，并且第二层定位在无线充电线圈中心处限定的体积内。这些层中的每个层还可包括一个或多个材料层。另外，该第一磁性导体可以是形状设定为为所例示的几何形状或任何其他几何形状的单个部件。该第一磁性导体可形成凹陷凸缘，无线充电线圈可安置在该凹陷凸缘上，并且该凹陷凸缘可以是形成为容纳线圈分布的凹陷环形凸缘。
[0032]
该无线充电线圈可由可导电的任何数量的金属或合金形成，并且在一些实施方案中可通过小于或约250μm的厚度来表征，这可限制设备200内的空间的使用。另外，在一些实施方案中，无线充电线圈可通过小于或约200μm、小于或约150μm、小于或约100μm、小于或约50μm或更小的厚度来表征。线圈的厚度可以是可用于适应电子设备200的尺寸外型的若干竞争性因素中的一个。例如，增加线圈216的厚度然后可增加相关联的磁性材料的厚度，这可能减小可用于电池的空间。另外，减小线圈的厚度可在外壳内提供更多空间，但可能增加线圈的电阻，这可能在充电操作期间增加发热。因此，在一些实施方案中，无线充电线圈的特征可通过大于或约20μm、大于或约30μm、大于或约40μm、大于或约50μm、大于或约60μm、大于或约70μm或更大的厚度来表征。利用根据本技术的一些实施方案的纳米晶体箔的另一个优点是箔的特征可通过相对于铁氧体减小的厚度来表征，这可允许增大线圈厚度，同时保持类似或减小的总体尺寸外型。
[0033]
图3示出了根据本技术的一些实施方案的充电系统300的示意性剖视图。该充电系统被示出为具有电子设备，该电子设备可包括上述电子设备200的任何部件或方面，尽管图3被示出为仅具有一些部件，诸如与无线充电相关的某些部件。然而，应当理解，本说明书可类似地涉及或包括贯穿本公开讨论的任何其他设备。如图所示，系统300可包括以简化形式示出的第一电子设备305，但该第一电子设备可类似于前述任何电子设备，包括电话、平板电脑、或其他设备，并且系统300可包括电子设备100或200的部件中的任一个部件(包括可以是电子设备100或200)，并且系统300可包括先前所述的材料特性中的任一个材料特性。如前所述，第一电子设备305可包括电池307和如电子设备200中所述的集成电路。在实施方案中，该集成电路可被配置为以接收模式或传输模式操作第一无线充电线圈。
[0034]
该第一电子设备305可包括无线充电线圈310，该无线充电线圈可定位成接近或靠近该电子设备的第二表面312，诸如与如前所述的显示器相对。第二表面312可以是形成电子设备的任何材料，诸如玻璃、塑料、金属或可在如上所述的电子设备的封装件中使用的任何其他材料。无线充电线圈310可设置在第一电子设备的内部体积内。第一磁性导体315也可容纳在内部体积内，并且可定位在电池307和无线充电线圈之间。在一些实施方案中，可另外包括任选的电子屏蔽件318。
[0035]
如图所示，在一些实施方案中，第一磁性导体315可限定围绕导体的凹陷环形凸缘，并且在具有或不具有该凸缘的情况下，无线充电线圈310可安置在第一磁性导体315上。在一些实施方案中，电子屏蔽件可被定位在第一电子设备的内部体积内位于无线充电线圈和该第一电子设备的第二表面之间。支撑板320可以抵靠或靠近该第一电子设备的第二表面的内表面安置。支撑板320可以是金属或任何其他材料，并且可以为设备提供附加的稳定性和强度。在支撑板320为金属的一些实施方案中，可穿过支撑板限定孔322或通路。孔322可被设定尺寸并被定位成与第一磁性导体315和无线充电线圈310成直线，以确保可通过设备接收或传输无线功率。
[0036]
另外示出了电子设备壳体325，其可至少部分地围绕电子设备305延伸以提供电子装置。尽管其余材料将参考设备壳体，但应当理解，本技术可类似地应用于更厚的电子设备，诸如所识别的材料325也可包围设备305的封装件，该封装件可能不是可分离的壳体并且可能是实际的设备封装件部件。电子设备的许多用户使用壳体为该电子设备提供附加支撑和保护以及诸如以下的功能：充电、内置支架、提供附加存储的可折叠盖和设备壳体的其他常见方面。壳体325可提供孔，该孔穿过诸如针对以下项的结构：相机镜头、灯、按钮、开关、连接端口、扬声器、麦克风和设备的其他方面。然而，壳体325通常可延伸跨过第一电子设备305的第二表面312，并且还可沿侧表面延伸，并且可延伸跨过或可不延伸跨过该电子设备的顶表面、第一表面或显示器。在实施方案中，壳体325可以是或包括单个部件或多个单独且可接合的部件。壳体325可包括接触电子设备的第二表面312的第一表面327。壳体325可另外包括壳体的第二表面329，该第二表面329可与第一表面327相反。壳体325可通过介于该壳体的第一表面327与该壳体的第二表面329之间的厚度来表征。在整个壳体上，该厚度可以一致或不一致。壳体325可由任何数量的材料制成，该材料可为或包括塑料、金属、橡胶、玻璃、聚合物材料或可用于制造电子设备壳体的任何其他材料。
[0037]
在一些实施方案中，充电系统300还可包括可以是无线充电器的第二电子设备350。与本技术兼容的无线充电器可包括任何数量的设备，包括上文在图1和图2中所述的任
何设备。尽管无线充电器可包括或可不包括有线电源耦合件，但第二电子设备350可任选地包括用于接入主电源的有线连接件355。第二电子设备350可包括任何数量的部件，但值得注意的是可包括第二无线充电线圈360，该第二无线充电线圈可包括前述无线充电线圈的特征、材料或特性中的任一者。第二电子设备350可包括铁氧体、箔或其他磁性导体365。此外，第二电子设备350可包括一个或多个硬磁体370，该硬磁体可允许与第一电子设备耦合以促进无线充电和线圈对准。如上所述，这些电子设备中的硬磁体可引起附加磁通量，尽管该附加磁通量可影响充电的效率和材料的饱和，但该附加磁通量可被磁性导体吸收。在一些实施方案中，纳米晶体箔相对于一些铁氧体材料可提供增大的饱和度，这可以更高的效率保持充电操作。
[0038]
无线充电效率可受到多种因素的影响，包括使用的材料、功率水平以及发射设备和接收设备的无线充电线圈之间的距离或间隙。即使间隙距离小幅增加也可能影响充电效率，这可能与受间隙距离影响的耦合系数直接相关。例如，当待充电的第一电子设备被直接放置在传输无线功率的第二电子设备上时，两个部件之间的间隙可为最小的，并且该间隙可仅受覆盖该两个设备的线圈的封装件材料的影响。然而，当电子设备被安置在壳体诸如壳体325内时，线圈之间的间隙可增大。例如，对于示例性第一电子设备和第二电子设备，直接耦合可产生约0.9的耦合系数，这考虑了两个设备的外部外壳。当插入壳体以将间隙增大甚至2mm或使用更厚的设备封装件时，该耦合系数可降至0.7或更低。如果壳体或封装件将间隙增加至4mm，则该耦合系数可进一步减小至0.5或更低，这可取决于设备、壳体的材料和其他环境因素。无论如何，这种减少可显著增加磁通量的泄漏，这降低了充电效率。这可产生更高的功率损耗或浪费，并且可增加对第一电子设备充电的时间。
[0039]
本技术可通过在壳体材料内结合第二磁性导体来恢复这些损耗的一部分(如果不是大部分的话)。图4示出了根据本技术的一些实施方案的充电系统400的示意性剖视图。充电系统400可包括与充电系统300类似的部件，但可结合有用于电子设备的不同壳体。充电系统400可包括第一电子设备305和第二电子设备350，该第一电子设备305和第二电子设备350可包括先前所讨论的任何设备的部件、材料或特性中的任一者。然而，在一些实施方案中，第一电子设备305可被安置在壳体425内，这也可例示围绕内部部件延伸类似量的经适配的封装件。壳体425或集成封装件可具有壳体325或上述任何其他壳体(包括类似比例的设备壳体)的部件、特性或材料中的任一者。例如，壳体425可围绕电子设备305延伸，并沿壳体425的第一表面427接触第一电子设备305的第二表面312。壳体425还可通过与第一表面427相反的第二表面429来表征。壳体425的厚度可被限定在如上所述的壳体的第一表面427与第二表面429之间。
[0040]
壳体425还可包括沿壳体的厚度或穿过壳体的厚度结合或集成在壳体425内的第二磁性导体450。第二磁性导体450可与电子设备305的第一磁性导体315配合以促进无线功率输送并提高电子设备的充电效率。第二磁性导体450可具有与第一磁性导体315相同的材料或不同的材料，并且可以是或包括前述任何材料，包括铁氧体材料，诸如软铁氧体材料、纳米晶体箔材料或其他磁性导体材料。
[0041]
第二磁性导体可包括一个或多个特征部以适应无线充电线圈310和第一磁性导体315的各方面。例如，如上所述，无线充电线圈310可通过环形形状来表征，该环形形状可被进一步表征为具有径向长度，该径向长度沿着从穿过该无线充电线圈的中心轴线延伸的该
充电线圈的半径从无线充电线圈的内环形半径到无线充电线圈的外环形半径。第一磁性导体315可包括一个或多个部件，包括延伸穿过无线充电线圈的中心柱416和沿无线充电线圈的表面延伸的片材417，如图所示。第二磁性导体450可包括容纳该结构的一个或多个部件。例如，第二磁性导体可包括几何形状的柱，诸如圆柱形柱455，该圆柱形柱至少部分地在壳体425内延伸并穿过壳体425，并可与第一磁性导体的中心柱416轴向对准。第二磁性导体还可包括围绕圆柱形柱455延伸的环形圈460，并且该环形圈可与片材417、无线充电线圈310或电子设备305的无线充电部件的其他特征部轴向对准。还应当理解，电子设备305不需要包括与磁性导体450相邻的互补磁性结构。
[0042]
如图所示，圆柱形柱455和环形圈460之间可存在环形间隙465。在一些实施方案中，无线充电线圈的径向长度可小于或约为第二磁性导体的环形间隙465的径向长度，这可保持充电线圈暴露于相关联的第二电子设备的发射或接收充电线圈。第二磁性导体450可通过许多不同的部件和配置来表征，并且不旨在受图4所示的示例的限制。例如，根据本技术的实施方案的第二磁性导体可包括所述部件中的任一者以及材料的位置和厚度的变化。
[0043]
图5a至图5c示出了根据本技术的一些实施方案的示例性部件配置。例如，图5a至图5c示出了针对第二磁性导体配置的一些例示可能性。应当理解，附图并非旨在进行限制，而是被包括以描述可被执行或应用于根据本技术的实施方案的壳体的调整中的一些调整。图5a至图5c中所例示的壳体可包括在别处描述的材料、部件或特性中的任一者。
[0044]
图5a示出了第二磁性导体510的示例性结合，在该第二磁性导体处仅利用了中心柱。另外，该中心柱从第二表面507朝向第一表面506穿过壳体505的仅部分厚度而被包括进来。在另一个实施方案中，该中心柱可从第一表面506朝向第二表面507部分地延伸穿过壳体。不管通过减小无线充电系统的两个充电线圈之间的有效间隙而导致的包括量如何，在壳体的厚度内或穿过壳体的厚度的延伸量可有益于充电效率。第二磁性导体还可通过使磁场延伸穿过第二磁性导体的导电材料来将磁通量朝向接收线圈引导或输送。
[0045]
因此，虽然完全穿过壳体来结合磁性导体材料可产生最大的改善，但任何结合可通过减小线圈之间的有效间隙距离来改善耦合系数。因此，在本技术的实施方案中，第二磁性导体的任何部件可穿过壳体或在壳体内延伸距离或厚度的至少约10％，并且任何部件可穿过该壳体延伸该距离或厚度的大于或约20％、大于或约30％、大于或约40％、大于或约50％、大于或约60％、大于或约70％、大于或约80％、大于或约90％、大于或约95％、大于或约98％或更多，尽管在一些实施方案中，第二磁性导体可完全集成或结合在壳体或封装件内并且可不延伸穿过壳体的顶表面或底表面。
[0046]
图5b例示了另一个示例性实施方案，其中第二磁性导体520仅包括延伸穿过壳体515的环形圈。在一些实施方案中，环形圈520也可以是或可以不是完整的圈。例如，可围绕壳体以弓形图案结合一系列柱，或者可包括第二磁性导体材料的半圆形节段。另外，环形圈可在壳体内延伸任何量，如上所述。图5c例示了结合在壳体525内的第二磁性导体530的另一个示例。如图所示，第二磁性导体530包括上述变型中的若干变型，并且还示出了附加的变型，其中可包括导体的多个部件。例如，连同部分地延伸穿过壳体材料的中心柱535，第一环形圈540可靠近壳体525的第一表面526而被包括在内，并且第二环形圈545可靠近壳体525的第二表面527而被包括在内。该环形圈中的每个环形圈可穿过壳体延伸任何距离，并且还可彼此侧向偏移，尽管该圈可以是围绕中心柱535同心的。因此，可执行用于在壳体中
结合第二磁性导体的任何数量的变型，并且这些变型类似地被本技术所涵盖。
[0047]
图6a至图6b示出了根据本技术的一些实施方案的相对于系统中的间隙尺寸的耦合和效率曲线图。例如，图6a例示了由于如先前所述(例如，诸如参考图3)的壳体或更厚的封装件而增大的发射线圈和接收线圈之间的间隙对无线充电线圈之间的耦合以及充电效率的影响。随着壳体厚度增加，线圈之间的间隙增加，并且线圈之间的耦合呈指数地减小。这导致充电效率呈指数地降低，这可增加功率损耗并增加充电时间。图6b示出了针对相同系统的耦合的影响，但是根据本技术的实施方案的壳体或封装件包括结合在壳体中的第二磁性导体材料。
[0048]
如图所示，类似的间隙长度增加仅稍微减小线圈之间的耦合以及充电效率。因此，尽管间隙长度相对于直接耦合的设备增加，但结合了根据本技术的实施方案的第二磁性导体材料的壳体或设备封装件可保持最高至或大于约75％的效率和/或耦合，并且可保持大于或约80％的效率和/或耦合、大于或约85％的效率和/或耦合、大于或约90％的效率和/或耦合、大于或约95％的效率和/或耦合、大于或约98％的效率和/或耦合或者更高的效率和/或耦合。通过在具有较厚封装件的电子设备内或者在电子设备可安置其中的壳体中使用根据本技术的实施方案的第二磁性导体，可至少部分地保持效率和耦合以限制功率损耗和充电时间的增加。
[0049]
在先前描述中，为了说明的目的，讨论许多特定细节以便提供对本技术的实施方案的理解。然而，对本领域的技术人员而言显而易见的是，可以在不存在这些具体细节中某些细节，或者具有另外细节的情况下实践某些实施方案。
[0050]
公开了几个实施方案，本领域的技术人员能够认识到，可使用多种修改，另选结构，和等价物而不背离实施方案的精神。此外，许多公知的过程和元素没有描述以避免不必要地模糊本技术。因此，不应将上述描述视为限制本技术的范围。
[0051]
如果提供了一系列值，则应当理解，除非上下文另有明确规定，也具体公开了在该范围的上限和下限之间所述下限的单元的最小部分的每个居间值。涵盖了所述范围中的任何所述值或未说明居间值以及所述范围中任何其他所述或居间值之间的任何较窄范围。这些较小范围的上限和下限可独立地包括在所述范围内或被排除在外，并且任何限制，没有一个限制或两者包括在较小范围内的每个范围也涵盖在所述技术范围内，但受所述范围内的任何具体排除的限制。在所述范围包括一个或两个限制范围的情况下，也包括排除那些包括的限制中的一者或两者的范围。如果列表中提供了多个值，则类似地具体公开了涵盖或基于任何这些值的任何范围。
[0052]
如本文和所附权利要求中所使用，单数形式“一”，“一个”，和“该”包括复数引用除非上下文明确地另有规定。因此，例如，提及“材料”包括多种此类材料，并且提及“层”包括提及本领域的技术人员已知的一个或多个层及其等同物等等。
[0053]
另外，词语“包括”，“包含”和“含有”，当用于本说明书和以下权利要求书中时，旨在指定所述特征，整数，部件或操作的存在，但它们不排除存在或添加一个或多个其他特征，整数，部件，操作，行为或分组。