軟磁合金、含其的無線電力傳送裝置和無線電力接收裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種軟磁合金，更特別地，涉及一種應用于無線充電系統的無線電力 傳送裝置和無線電力接收裝置的軟磁合金。
【背景技術】
[0002] 無線電力傳送裝置可以連接至電源并可包括金屬基板、設置于該金屬基板上的軟 磁芯和設置于該軟磁芯上的傳送線圈。另外，無線電力接收裝置可以連接至負載并可包括 軟磁片和設置于該軟磁片上的接收線圈。
[0003] 在此情況下，無線電力傳送裝置的軟磁芯和無線電力接收裝置的軟磁片分別用作 屏蔽發射自傳送線圈的電磁和發射自接收線圈的電磁的屏障。因此，在無線電力傳送裝置 和無線電力接收裝置之間的能量損失可以最小化并且可以提高電力傳送和接收效率。
[0004] 通常，用作屏蔽元件的軟磁合金為鐵（Fe)基軟磁合金。例如，所述鐵（Fe)基軟磁 合金可以分類為Fe-Si軟磁合金、非晶態軟磁合金、納米晶軟磁合金等。Fe-Si軟磁合金具 有在1.5T~1.9T范圍內的高飽和磁通密度，然而，因為Fe-Si軟磁合金具有低電阻率，其 僅可以在IOkHz的低頻率下使用。因此，Fe-Si軟磁合金可能不會應用于使用在IlOkHz~ 250kHz范圍內的頻帶的無線充電系統。包含鐵磁元素 Fe及準金屬基元素的非晶態軟磁合 金或納米晶軟磁合金可以應用于在IlOkHz~250kHz范圍內的頻帶處的無線充電系統，但 因為其具有I. 56T以下的低飽和磁通密度，所以存在難以使更薄和制造成本增加的問題。
【發明內容】
[0005] 技術問題
[0006] 本發明涉及一種應用于無線充電系統的無線電力傳送裝置和無線電力接收裝置 的軟磁合金。
[0007] 技術方案
[0008] 根據本發明的一方面，提供具有下面化學式組成的軟磁合金：
[0009] [化學式]
[0010] Fe100abcXaYbZc
[0011] 此處，X為成核元素，Y和Z為準金屬元素，a在0. 1原子％~2. 0原子％的范圍 內，b在1原子％~10原子％的范圍內，且c在1原子％~10原子％的范圍內。
[0012] 成核元素可以包括Cu、Ag和Au中的至少一種。
[0013] 準金屬元素可包括B、C、Al、Si、P、Ga和Ge中的至少一種。
[0014] X可包括Cu，Y可包括B，且Z可包括Si。
[0015] a可在0. 1原子％~1. 7原子％的范圍內。
[0016] b可在1. 5原子％~7. 5原子％的范圍內并且c可在2原子％~8原子％的范圍 內。
[0017] b+c可在3. 5原子％~9. 5原子％的范圍內。
[0018] 軟磁合金可具有I. 7T以上的飽和磁通密度、400e以下的矯頑力和30 μ Ω · cm以 上的電阻率。
[0019] 根據本發明的另一方面，提供一種無線充電系統的無線電力傳送裝置，其包括軟 磁芯和形成在軟磁芯上的傳送線圈，軟磁芯包括具有上述化學式組成的軟磁合金。
[0020] 根據本發明的又一個方面，提供一種無線充電系統的無線電力接收裝置，其包括 軟磁片和形成在軟磁片上的接收線圈，軟磁片包括具有上述化學式的軟磁合金。
[0021] 有益效果
[0022] 根據本發明的實施方案，可以獲得應用在IlOkHz~250kHz的范圍內的頻帶處并 具有高飽和磁通密度的軟磁合金。因此，應用于無線電力傳送和接收裝置的屏蔽元件可以 以薄形實現，并且能夠滿足無線電力傳送和接收的大的容量。另外，因為容易由軟磁合金 制造薄片，所以軟磁合金能夠應用于在表面的方向需要高磁導率的無線電力傳送和接收裝 置。
【附圖說明】
[0023] 通過參考附圖詳細說明本發明的例示性實施方案，其上述和其它目的、特征及優 勢對本領域的技術人員將變得更加明顯，其中：
[0024] 圖1是顯示根據本發明的例示性實施方案的無線充電系統的方塊圖；
[0025] 圖2是顯示根據本發明的例示性實施方案的無線充電系統的無線電力傳送和接 收方法的方塊圖；
[0026] 圖3是顯示根據本發明的例示性實施方案的無線電力傳送裝置的一部分的圖；
[0027] 圖4是顯示根據本發明的例示性實施方案的無線電力接收裝置的一部分的圖；
[0028] 圖5顯示了根據本發明的例示性實施方案制造的軟磁合金的球狀粉末；
[0029] 圖6顯示了根據本發明的例示性實施方案制造的軟磁合金的薄片；及
[0030] 圖7是用于比較實施例和比較例的飽和磁化強度的圖。
【具體實施方式】
[0031] 雖然本發明易于作出各種修改和可選形式，其【具體實施方式】經由附圖中的實施例 顯示并將在本文中進行詳細描述。但應該理解，無意將本發明限制于公開的特定形式，而相 反地，本發明涵蓋落在本發明主旨和范圍內的全部修改、等價和替代。附圖的全部描述中相 同的編號指的是相同的元件。
[0032] 將會理解，盡管在本文中可以使用術語"第一"、"第二"等描述各種元件，但這些元 件不應由這些術語限制。僅使用這些術語區分一個元件和另一個。例如，在不背離本發明范 圍的情況下，第一元件可能被稱為第二元件，且相似地，第二元件可能被稱為第一元件。如 在本文中使用的，術語"和/或"包括一個或多個相關列出項的任何和全部組合。
[0033] 將會理解，當指一個元件被指作"連接"或"結合"到另一個元件時，其能夠與另一 個元件直接連接或結合或可以存在中間元件。相反地，當一個元件被指作"直接連接"或"直 接結合"到另一個元件時，不存在中間元件。用于描述元件間關系的其它詞應以相似的方式 解釋（即"介于"對"直接介于"、"相鄰于"對"直接相鄰于"等）
[0034] 本文中使用的術語僅是為了描述特定實施方案的目的且不旨在限制本發明。如在 本文中使用的，單數形式"一個（a)"、"一個（an)"和"該（the)"也意在包括多數形式，除非 文中另外清楚地表明。還應該理解，當在本文中使用術語"包含"、"包含……的"、"包括"和 /或"包括……的"時，說明規定的特征、整數、步驟、操作、元件和/或部件的存在，但不排除 一個或多個其它特征、整數、步驟、操作、元件、部件和/或其集合的存在或添加。
[0035] 除非另有定義，在本文中使用的所有術語（包括技術和科學術語）具有與本發明 所屬領域的普通技術人員通常理解的相同的含義。還將會理解，術語諸如在通常使用的字 典里定義的那些，應該被解釋為具有與相關領域的環境中它們的含義相一致的含義，并且 將不以理想化的或過度正式的理解來解釋，除非在本文中明確地這樣定義。
[0036] 下文中，將會參考附圖對本發明的例示性實施方案進行詳細的說明。在附圖中相 同的參考編號表示相同的元件，因此將不會重復其描述。
[0037] 圖1是顯示根據本發明的例示性實施方案的無線充電系統的方塊圖。
[0038] 參考圖1，無線充電系統10包括電源100、無線電力傳送裝置200、無線電力接收裝 置300和負載終端400。
[0039] 無線電力傳送裝置200連接至電源100并接收來自電源100的電力。另外，無線 電力傳送裝置200將電力無線地傳送至無線電力接收裝置300。在這種情況下，無線電力傳 送裝置200可使用電磁感應方法或共振方法傳送電力。盡管舉例說明了電源100和無線電 力傳送裝置200被單獨構造，但其不限于此。電源100可包括在無線電力傳送裝置200中。
[0040] 無線電力接收裝置300無線地接收來自無線電力傳送裝置200的電力。無線電力 接收裝置300可使用電磁感應方法或共振方法接收電力。另外，無線電力接收裝置300將 接收的電力供應至負載400。負載終端400可以為電池或其中包埋電池的裝置。盡管舉例 說明了負載終端400和無線電力接收裝置300被單獨構造，但其不限于此。負載終端400 可以包括在無線電力接收裝置300中。
[0041] 圖2是顯示根據本發明的例示性實施方案的無線充電系統的無線電力傳送和接 收方法的方塊圖。
[0042] 參考圖2,無線電力傳送裝置200可以包括傳送線圈210。無線電力接收裝置300 可以包括接收線圈310和整流單元320。
[0043] 電源100可產生具有預定頻率的交流（AC)電力以將該AC電力供應至無線電力傳 送裝置200的傳送線圈210。
[0044] 另外，由傳送線圈210產生的AC電力可傳送至與傳送線圈210感應耦合的接收線 圈 310〇
[0045] 或者，傳送至傳送線圈210的電力可以通過頻率共振方法傳送至與無線電力傳送 裝置200具有相同共振頻率的無線電力接收裝置300。電力可通過共振在兩個其中阻抗匹 配的LC電路間傳輸。
[0046] 使用電磁感應方法或共振方法傳送至接收線圈310的電力可以通過整流單元320 整流以要被傳送至負載終端400。
[0047] 圖3是顯示根據本發明的例示性實施方案的無線電力傳送裝置的一部分的圖，且 圖4是顯示根據本發明的例示性實施方案的無線電力接收裝置的一部分的圖。
[0048] 參考圖3,無線電力傳送裝置1200包括軟磁芯1210和傳送線圈1220。傳送線圈 1220可對應于圖2中所示的傳送線圈210。
[0049] 軟磁芯1210可包括具有幾納米厚度的軟磁材料。另外，傳送線圈1220可以設置 在軟磁芯1210上。盡管未在圖中示出，永久磁鐵還可以設置在軟磁芯1210上并且永久磁 鐵可由傳送線圈1220圍繞。
[0050] 參考圖4,無線電力接收裝置1300可包括軟磁基板1310和接收線圈1320。接收 線圈1320可以設置在軟磁基板1310上。接收線圈1320可對應于圖2中所示的接收線圈 310〇
[0051] 接收線圈1320可包括以平行于軟磁基板1310的方向纏繞在軟磁基板1310上的 線圈表面。
[0052] 盡管在圖中未示出，但當無線電力接收裝置1300同時具有無線充電功能和近場 通信（NFC)功能時，NFC線圈可以進一步堆疊在軟磁基板1310上。NFC線圈可形成為圍繞 接收線圈1320的外側。
[0053] 根據本發明的實施方案，無線電力傳送裝置