專利名稱：電子設備以及適用于這種電子設備中的基部和電子元件的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種具備至少一基部和電子模塊的電子設備，該基部包括軟磁性層和至少一初級線圈，而電子模塊包括至少一個電子元件和適于與初級線圈感應交互的至少一次級線圈。本發明還涉及適用于這種電子設備中的基部和電子元件。
背景技術：
在從W0/2008/012702 Al已知的這種電子設備中，基部包括軟磁性層以改進在初級線圈與次級線圈之間的感應耦合。基部具備多個初級線圈。定位元件設于基部和電子模塊上以將電子模塊放置于基部上的預先限定的位置， 使得在初級線圈與次級線圈之間的感應耦合最佳。而且，定位元件將電子模塊在基部上保持就位。
發明內容
本發明的目的在于，提供一種電子設備，其中改進了在電子模塊與基部之間的固定。這個目的由根據本發明的電子設備來實現，其中，初級線圈位于軟磁性層的孔中，而電子模塊還包括至少一個磁體，該磁體適于與軟磁性層磁性地交互。因為初級線圈位于軟磁性層的孔中，初級線圈和軟磁性層能位于相同平面中，因此，在初級線圈與次級線圈之間的距離以及軟磁性層與磁體之間的距離可相對較小。由于在初級線圈與次級線圈之間相對較小的距離，能得到良好的感應電能傳輸。由于在軟磁性層與磁體之間相對較小的距離，能得到強磁性固定。該磁體可為永磁體或電磁體。根據本發明的電子設備的一實施例的特征在于，初級線圈和孔為圓形，其中孔的直徑比初級線圈直徑大至少10%且優選地大至少25%。由于直徑差異，有效防止了在軟磁性層中的渦電流。根據本發明的電子設備的另一實施例的特征在于，在軟磁性層中的孔為通孔。這種通孔能容易地設于軟磁性層中。基板能定位于軟磁性層的背向電子模塊的側部上，其中初級線圈由基板支承。根據本發明的電子設備的又一實施例的特征在于，在軟磁性層中的孔為盲孔。以此方式能得到更好磁性耦合。在此情況下，初級線圈的背側優選地被屏蔽以防止盲孔中軟磁性層的其余部分中的渦電流。盲孔也可部分地被填充適合于交變磁場的軟磁性材料，如鐵氧體或鐵氧體聚合化合物(ferrite polymer compound, FPC)。根據本發明的電子設備的再一實施例的特征在于，軟磁性層包括從孔延伸的至少一條狹縫。這種狹縫將防止在軟磁性層中不想要的渦電流。當向軟磁性層提供狹縫時，能減小在孔與初級線圈之間的直徑差異。通過減小所述差異，軟磁性層更多的表面積可用于將磁體附連于其上。根據本發明的電子設備的再一實施例的特征在于，軟磁性層包括從孔徑向延伸的多條狹縫。由于徑向延伸的狹縫被布置成垂直于在無狹縫的情況下渦電流將流動的路徑，因此獲得潤電流的最佳減小。根據本發明的電子設備的再一實施例的特征在于，軟磁性層具備位于孔中的多個初級線圈，其中至少一條狹縫在相鄰孔之間延伸。通過使每兩個孔具有一條狹縫，能將軟磁性層保持在一起以作為單片。當更多狹縫從一個孔延伸到多個相鄰孔時，軟磁性層將分成若干片。在此情況下，軟磁性層能附連到基板上。根據本發明的電子設備的再一實施例的特征在于，初級線圈與次級線圈的尺寸大 約相同。由于初級線圈和次級線圈的尺寸大約相同，諸如直徑相同，將得到在初級線圈與次級線圈之間的最佳耦合因子。根據本發明的電子設備的再一實施例的特征在于，電子模塊包括至少一個永磁體。通過使用永磁體而不是電磁體，無需初級線圈的電力以抵靠基部來保持電子模塊。而且，通過使用永磁體，容易地避免了在電力故障的情況下電子模塊從基部掉落的風險。優選地，永磁體以規則間隔位于次級線圈周圍，諸如，三個永磁體以三角形定位于次級線圈的周圍，或四個永磁體以正方形定位于次級線圈周圍以容易地將電子模塊的次級線圈與基部的初級線圈中的一個對準。根據本發明的電子設備的再一實施例的特征在于，永磁體垂直于軟磁性層被磁化。利用永磁體的磁場的這種方向，能用相對較小磁體得到良好的磁性固定。
參看附圖更詳細地解釋本發明，在附圖中
圖IA至圖IC為根據本發明的電子設備的第一實施例的頂視圖和截面圖。圖2為根據本發明的電子設備的電子模塊的側視圖。圖3為根據本發明的電子設備的基部的第二實施例的頂視圖。圖4為根據本發明的電子設備的基部的第三實施例的頂視圖。圖5為根據本發明的電子模塊的基部的第四實施例的頂視圖。
具體實施例方式在附圖中，相同部件利用相同附圖標記來指示。圖IA至圖IC示出根據本發明的電子設備I的第一實施例。電子設備I包括基部2和電子模塊3。基部2包括非導電且非磁性基板4，如印刷電路板(PCB)型基板；軟磁性層5，其具備多個通孔6 ;以及多個初級線圈7。軟磁性層5優選為0. 5-2_厚，而初級線圈6優選為0.2-2mm厚。每個初級線圈7位于孔6中且安裝于基板4上。孔6排列成具有行和列的陣列。電子模塊3包括次級線圈8和以正方形位于次級線圈8周圍的四個永磁體9。次級線圈8和永磁體9安裝于基板10上。孔6、初級線圈7和次級線圈8為圓形。初級線圈7和次級線圈8的半徑r。幾乎相同，而孔6的半徑rh為半徑r。的大約I. I至I. 25倍以防止不想要的渦電流。半徑r。為大約10cm。各孔6之間的距離為大約lcm。軟磁性層5優選地由導電材料制成，諸如鐵磁材料，如鐵或構造鋼(ST7)。圖2示出根據本發明的電子模塊3的側視圖，其包括安裝于基板10 —側上的四個永磁體9和次級線圈8 ;和安裝于基板10另一側上的如發光二極管(LED) 12的電子兀件和電子構件11。電子構件11和LED12電連接到次級線圈8。電子模塊3也可包括用于屏蔽環境以隔離磁場從而符合EMC要求的裝置。在使用中，永磁體9垂直于基板10且垂直于軟磁性層5被磁化。 當將電子模塊3安裝于基部2上時，永磁體9將由磁力吸引到軟磁性層5處且抵靠基部2來保持電子模塊3。由于永磁體9位于次級線圈8周圍且軟磁性層5位于次級線圈7周圍，次級線圈8將相對于初級線圈7之一自動對準。初級線圈7連接到驅動器，驅動器能利用優選地在0.1 MHz -10 MHz范圍內的交流場來驅動初級線圈7。驅動器可包括檢測機構以感知次級線圈8是否存在于初級線圈7的相對處,從而以高功率致動此初級線圈7。圖3示出根據本發明的電子模塊的基部22的第二實施例的頂視圖。基部22包括基板4、具備多個孔6的軟磁性層25和多個初級線圈7。在成對的孔6之間延伸有狹縫26。狹縫26能通過機械加工(如通過銑削或鋸削、使用光刻法蝕刻或者由激光器切割)而在軟磁性層25中制成。提供狹縫26以在初級線圈7加電時防止出現渦電流。這種渦電流將限制到次級線圈8的能量轉移效率且將在軟磁性層25中生成熱。通過使每兩個孔6具有一條狹縫26，限制了狹縫26數量且狹縫26的數量將難以影響軟磁性層25的機械強度。圖4示出根據本發明的電子模塊的基部32的第三實施例的頂視圖。基部32包括基板4、具備多個孔6的軟磁性層35和多個初級線圈7。在每個孔6與其相鄰孔6之間延伸有狹縫26,狹縫26將軟磁性層35分成若干片。軟磁性層35的片安裝于基板4上。由于靠近每個初級線圈7的更大量的狹縫，更好地防止了渦電流。圖5示出根據本發明的電子模塊的基部42的第四實施例的頂視圖。基部42包括基板4、具備多個孔6的軟磁性層45和多個初級線圈7。在每個孔6與其相鄰孔6之間延伸有狹縫26，狹縫26將軟磁性層45分成若干片。軟磁性層35的片安裝于基板4上。而且，大量相對較短的、徑向延伸的狹縫46設于每個孔6的周圍。由于狹縫46的原因，進一步減少了不想要的渦電流的出現。這些狹縫46對于永磁體9的功能幾乎無影響，這是因為磁通量仍朝著軟磁性層45的其余軟磁性材料的方向流動。利用狹縫更好地防止了渦電流，在初級線圈7與孔6之間直徑差異可更小。
也能在初級線圈7的中心提供軟磁性材料，且可使電子模塊3具備有位于中央的永磁體9。也能使用正方形線圈或其它形狀線圈。在此情況下，孔優選地具有與初級線圈相同的形狀。能使得基部2具備非磁性覆蓋層來隱藏初級線圈以防止被看到。也能在每個孔中具有多于一個的初級線圈。也能使用多于或少于四個的磁體或使用環形磁體。也能由位于各初級線圈之間且位于初級線圈附近的多個小片的軟磁性材料來制成軟磁性層。也能使用電磁體而不是一個或多個永磁體，電磁體能由次級線圈加電。 作為LED 12的替代，電子模塊3可包括能由次級線圈加電的任何其它類型的電子元件，如OLED或小攝像機、揚聲器、傳感器、電風扇、無線電設備、天線、IXD顯示器等。
權利要求
1.ー種電子設備(I)，其具備至少一基部(2，22，32，42)和電子模塊(3)，所述基部(2，22，32，42)包括軟磁性層(5，25，35，45)和至少ー初級線圈(7)，而所述電子模塊(3)包括至少ー個電子元件(11，12)和適于與所述初級線圈(7)感應交互的至少一次級線圈(8)，其特征在于，所述初級線圈(7)位于所述軟磁性層(5，25，35，45)的孔(6)中，而所述電子模塊(3)還包括至少ー個磁體(9)，所述磁體(9)適于與所述軟磁性層(5，25，35，45)磁性地交互。
2.根據權利要求I所述的電子設備(I)，其特征在于，所述初級線圈(7)和所述孔(6)為圓形，其中所述孔(6)的直徑比所述初級線圈(7)直徑大至少10%且優選地大至少25%。
3.根據權利要求I或2所述的電子設備(I)，其特征在于，在所述軟磁性層(5，25，35，45)中的所述孔(6)為通孔(6)。
4.根據權利要求I或2所述的設備(I)，其特征在于，在所述軟磁性層(5，25，35，45)中的所述孔為盲孔。
5.根據前述權利要求中任ー項所述的電子設備(I)，其特征在于，所述軟磁性層(5，25，35，45)包括從所述孔(6)延伸的至少一條狹縫(26)。
6.根據前述權利要求中任ー項所述的電子設備(I)，其特征在于，所述軟磁性層(5，25，35，45)包括從所述孔(6)在徑向延伸的多條狹縫。
7.根據前述權利要求中任ー項所述的電子設備(I)，其特征在于，所述軟磁性層(5，25，35，45)具備位于孔(6)中的多個初級線圈(7)，其中所述至少一條狹縫在相鄰孔(6)之間延伸。
8.根據前述權利要求中任一項所述的設備(I)，其特征在于，所述初級線圈(7)與所述次級線圈(8)的尺寸大約相同。
9.根據前述權利要求中任ー項所述的電子設備(I)，其特征在于，所述電子模塊(3)包括至少ー個永磁體(9)。
10.根據權利要求9所述的電子設備(I)，其特征在于，所述電子模塊(3)包括以規則間隔位于所述次級線圈(8)周圍的至少三個永磁體(9)。
11.根據權利要求9或10所述的電子設備(I)，其特征在于，三個永磁體(9)以三角形位于所述次級線圈周圍。
12.根據權利要求9或10所述的設備(I)，其特征在于，四個永磁體(9)以正方形位于所述次級線圈周圍。
13.根據權利要求9至12中任一項所述的設備(I)，其特征在于，所述永磁體(9)垂直于所述軟磁性層(5，25, 35, 45)被磁化。
14.ー種基部(2，22，32，42)，其適用于根據前述權利要求中任一項所述的電子設備⑴。
15.ー種電子模塊(3)，其適用于根據前述權利要求中任ー項所述的電子設備(I)中。
全文摘要
一種電子設備(1)，其具備至少一個基部(2,22,32,42)和電子模塊(3)。該基部(2,22,32,42)包括軟磁性層(5,25,35,45)和至少一初級線圈(7)。電子模塊(3)包括至少一個電子元件和適于與初級線圈(7)感應交互的至少一次級線圈(8)。初級線圈(7)位于軟磁性層(5,25,35,45)的孔(6)中。電子模塊(3)還包括至少一個磁體(9)，磁體(9)適于與軟磁性層(5,25,3545)磁性地交互。
文檔編號H02J5/00GK102782975SQ201080040264
公開日2012年11月14日 申請日期2010年9月1日 優先權日2009年9月9日
發明者E.瓦芬-施密特, O.H.威廉森, P.J.布雷默 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司