[发明专利]功率传送天线和生产方法

说明书

公开了一种功率传送天线(20，30)，包括柔性细长的聚合物芯(22，32a)和缠绕在细长的芯上、在细长的芯周围并沿着细长的芯的一段铜条或铜线(23，33a)以在细长的芯上、在细长的芯周围并沿着细长的芯形成导电层(24、34a)。公开了一种生产功率传送天线(20，30)的方法，包括步骤：(a)提供柔性细长的聚合物芯(22，32a)，以及(b)在细长的芯上、在细长的芯周围并沿着细长的芯缠绕一段铜条或铜线(23，33a)以在细长的芯上、在细长的芯周围并沿着细长的芯形成导电层(24，34a)。

技术领域

本发明涉及适用于但不限于无线充电目的的功率传送天线。

背景技术

高操作频率6.78MHz已经被无线充电联盟(A4WP)和电源事物联盟(PMA)(现在相互融合并称为AirFuel联盟)选择用于新的无线充电接口标准，称为Rezence，以消除或至少减少充电期间的过热问题。在这个需求下，无线充电天线仅可以使用铜棒或印刷电路板(PCB)技术通过半导体来传送电功率信号。

已知存在这样的趋势：交流电流(AC)在导体内进行分配以使得电流密度最大程度上接近导体表面，并随着导体的深度变大而减小。电流主要在导体的外部表面与叫做“趋肤深度”的深度之间的“皮肤层”流动。这种“趋肤效应”使得在高频率时，导体电阻的有效电阻在趋肤深度较小之时增大，因而减小了导体的有效截面积。铜在60Hz(缩写为“铜@60Hz”)时，趋肤深度为大约8.5mm。在较高频率，趋肤深度变得小得多。电阻在减小无线充电效率中是关键因素。为了使电阻更低，应当减小趋肤效应和邻近效应二者。趋肤效应在电阻方面的高频应用中起到重要的作用。

图1显示了谐振器中的典型导体10，是硬铜线12。当以6.78MHz频率操作时(缩写为“@6.78MHz”)，这种铜线12的有效截面积为：

其中D为铜线12的外直径，以及

δ为铜线@6.78MHz的趋肤深度。

由于δ一般非常小，所以可以忽略项δ2π，从而得到铜线12@6.78MHz的有效截面积的近似值为Dδπ，这实际上是铜线12的外周长(Dπ)与趋肤深度(δ)的乘积。

铜线@6.78MHz的趋肤深度为0.025mm是已知的。因而，直径1.6mm的铜线@6.78MHz的有效截面积近似为1.6mm x 0.025mm xπ，即大约为0.1256mm2。

因为大的导体的内部携带着如此小的电流，所以诸如导管的管状导体可以用于节约重量和成本。理想情况下，可以使用厚度如0.03mm至0.15mm的铜管。然而，制造这种小尺寸的铜管在技术上是非常困难的(即使可能的话)。电镀也不能提供一致的和可接受的结果。绞合线仅在高达3MHz的频率是有效的，并且使用绞合线的邻近效应也使抵消趋肤效应。因而，绞合线不适用于在高于3MHz的操作频率的应用中。

因此本发明的目的是提供功率传送天线和生产这种功率传送天线的方法，其缓和了前述的缺点或者至少提供了对业界和公众的有益选择。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种功率传送天线，包括：至少一个细长的芯，由非导电材料制成，以及第一段导电材料，缠绕在所述细长的芯上、在所述细长的芯周围并沿着所述细长的芯以在所述细长的芯上、在所述细长的芯周围并沿着所述细长的芯形成第一导电层。