選擇性可控電磁屏蔽制造技術

一種具有電磁屏蔽材料和用于在屏蔽中選擇性地生成孔的機構的選擇性可控電磁屏蔽。用于在屏蔽中選擇性地生成孔的機構可以是生成具有使屏蔽材料的全部或一部分基本上飽和的足夠強度的磁場的磁場源。例如，可以使用永磁體或DC電磁體來使屏蔽選擇性地飽和。在其未飽和狀態下，磁屏蔽具有高磁導率，使得其將大部分電磁場吸引到自身中并充當用于磁場的通量路徑。實際上，該屏蔽指引大部分磁場的流過屏蔽，使得從屏蔽的一側傳遞至另一側的場的量顯著減少。一旦飽和，基本上降低了屏蔽的磁導率，使得磁場線不再以相同的程度被吸引到屏蔽中。結果，一旦飽和，則降低了飽和區域中的屏蔽的有效性，并且基本上更大量的電磁場可以流過被磁體飽和的區域中的屏蔽或在其周圍流動。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及電磁屏蔽，并且更特別地涉及用于提供對電磁屏蔽的選擇性控制的系統和方法。
技術介紹
近年來，在商業和住宅背景下實現無線功率傳輸系統的努力已廣泛增加。無線電力系統提供了用于大范圍電動設備的消除電源/充電線的前景，所述電動設備不僅包括手持式電子裝置，諸如蜂窩電話、媒體播放器、無線耳機和個人數字助理，而且包括較高功率設備，諸如器械、工具和電動車輛。有效的感應功率傳輸已變成增加科學興趣的領域，因為其能夠解決與傳統有線或接觸式功率傳輸相關聯的某些問題。這些包括但不限于在如水下和地下應用的地方中的腐蝕、機械摩擦、混亂和不切實際。通過全部用高級功率電子裝置實現的電磁感應、電路頻率諧振的最優化，此無線能量傳輸得以改善。此技術的組成部分中的一個是入射電磁場到精確位置的精確輸送，在那里其被轉換成功率而不將這些場低效地廣播到周圍區域中。感應無線功率傳輸系統在不需要有線或任何直接電接觸的情況下使用電磁場來將功率從電源傳輸到遠程設備。給定電磁場的性質的情況下，許多常規無線電力系統利用無線電源與遠程設備之間的相對緊密對準來提供改善的性能。這已導致無線功率傳輸系統的開發，其中，將遠程設備放置在特定位置上或與特定位置相距相對小的距離內。例如，已知在無線電源(例如初級設備)中和遠程設備(例如次級設備)中使用并行平面螺旋線圈，其在功率傳輸期間以面對面關系同心地對準。在這些類型的系統中，初級設備和次級設備通常具有類似尺寸。在某些已知解決方案中，無線電源在外殼或塢(dock)中，具有迫使便攜式設備被放置在特定目標位置上和特定取向上的特征表面。雖然提供了有效的功率傳輸，但這些類型的系統缺少在某些應用中可能期望的期望量的位置自由度。雖然消除電源/充電線本身是顯著且有意義的優點，但是如果減少或消除了對無線電源與遠程設備之間的緊密對準的需要，則無線功率傳輸可能甚至更有吸引力。從用戶角度出發，可能期望能夠將便攜式設備放置在充電表面的邊界內的隨機位置上和隨機取向上。如果目標區域基本上大于次級設備，因此允許來自特定放置和取向的自由度，則對于用戶而言可能是甚至更加期望的。帶著這個想法，已經開發了許多無線功率傳輸系統以提供在遠程設備與無線功率傳輸源對準方面的增加的空間自由度。例如，已知使用大初級線圈來向位于大初級線圈的直徑內的一個或多個較小次級線圈發送功率。雖然提供了增加的空間自由度，但大初級線圈可能增加雜散電磁場并使寄生損耗顯著增加。利用充電表面內的大線圈，線圈可能在整個充電表面上發射雜散電磁場。雜散電磁場可以與放置在充電表面上的一個或多個遠程設備內的金屬以及可能放置在充分接近于無線電源之內的其他金屬物體相交互。例如，雜散電磁場可以促使遠程設備內的金屬加熱，從而將遠程設備加熱。作為另一示例，雜散電磁場可以將接近于無線電源放置的鑰匙、硬幣或其他金屬物體加熱。為了提供對雜散電磁場的影響的某些限制，電源和/或遠程設備可以具有能夠指引電磁場的形狀的附加磁通量引導材料。這些材料可以被布置成幫助在有或沒有遠程設備的情況下限制場影響金屬。作為示例，可以將通量引導材料放置在線圈與電池或印刷電路板之間，以減少/消除磁場對電池或印刷電路板的影響。用于提供增加的空間自由度的另一常規選項是通過使用感應線圈，其在充電表面后面、下面或上面移動以與便攜式設備自對準。在這些解決方案中，線圈可以通過磁吸引自動地或通過電動化機構或通過手動調整或機制進行移動。這些類型的系統可能包括相對復雜的機械和/或機電系統，其可能顯著地增加成本并產生可靠性問題。例如，機械組件涉及移動部分趨向于比純電子系統更可能失效。基于磁吸引的系統可能具有將隨吸引磁體的強度和移動初級設備所需的力的量而變化的有限移動范圍。除成本和可靠性問題之外，電動化系統要求用于初級設備移動至適當位置中的時間。手動調整的系統要求人的干預，并且因此可能不如其將在如果可以將遠程設備隨機地放置在大的區域內并遺忘的情況下那樣方便。在其他常規系統中，通過使用在充電表面后面、下面或上面的線圈陣列，實現了位置自由度。這些陣列可以包括固定、離散充電位置，諸如具有被布置成允許多個設備并排地充電的兩個或多個初級線圈的充電板。在陣列的其他實施例中，可以存在多層線圈，其以允許次級設備在充電器上的較不離散定位的方式進行重疊。陣列型系統要求多個線圈，并且因此可能實現起來更加昂貴。其還可能涉及相對復雜的控制，諸如附加電子硬件，以便確定陣列中的哪個或哪些線圈將進行激勵，并選擇性地將該線圈切換至適當的配置以向遠程設備提供功率。要滿足針對方便的便攜式設備的日益增加的消費者需求的需要是探索緊密耦合的感應功率傳輸的潛力的強大推動力。在各種出版物中已經詳細地描述了這種技術的基本概念。然而，要相信的是針對用于感應功率傳輸的磁通量的精確輸送的問題的討論還是不足的，在大多數傳輸板中情況都是這樣?？梢詫⒛承﹩栴}描述為空間自由度的問題(也就是說，能夠在功率傳輸表面或發射板上的不同位置處接收功率)以及電磁場廣播的問題(也就是說，保證磁通量基本上局限于通量接收系統且不會明顯地傳輸至環境中)。給定干擾、寄生加熱和規章性排放限制的挑戰的情況下，這些是對于該技術而言具有某種重要性的領域。傳統上已使用功率電子裝置在不活動時段期間關閉傳輸來解決電磁場廣播的此問題，但是即使這種技術也具有由于通信電路的存在而被廣播的殘余功率。此外，包括單線圈傳輸系統的此類技術一般僅適用于小表面面積傳輸板，其不會同時對多個設備供電。在寬表面面積充電系統(輸送功率到多個遠程設備)的情況下，在解決多接收機傳輸的文獻中都尚未在很大程度上討論場廣播挑戰。這是因為由于一個遠程設備的去除而關閉特定位置處的電路將剝奪另一遠程設備的功率。相反，如果電子算法在多個設備正在被充電時不包括一個位置處的系統的關閉，則可能發生到周圍環境中的磁場廣播的情況，具有其不利影響。
技術實現思路
本專利技術提供了一種選擇性可控電磁屏蔽。在一個實施例中，本專利技術提供了一種電磁屏蔽和用于在屏蔽中選擇性地生成孔的機構。用于在屏蔽中選擇性地生成孔的機構可以是磁場源，其生成具有基本上使屏蔽的全部或一部分飽和的足夠強度的磁場，從而本質上暫時去除其屏蔽性質。例如，可以使用永磁體或DC電磁體來選擇性地使屏蔽飽和。在其未飽和狀態下，磁屏蔽具有高磁導率，使得其將電磁場吸引到其本身中并充當用于磁場的通量路徑。實際上，該屏蔽指引大部分磁場流過屏蔽，使得從屏蔽的一側通過至另一側的場的量顯著降低。一旦飽和(在存在外部磁場的情況下)，基本上降低了屏蔽的磁導率，使得磁場線不再以相同的程度被吸引到屏蔽中。結果，一旦飽和，則降低了飽和區域中的屏蔽的有效性，并且基本上更大量的電磁場可以流過被磁體飽和的區域中的屏蔽或在其周圍流動。在一個實施例中，可以使用局部化飽和來提供屏蔽中的區域化孔。例如，當期望電磁場在所選區域內很大程度上穿透時，僅使屏蔽的一部分飽和可能是有益的?？梢詫⒈緦＠夹g結合到無線電力系統中，以使得無線電源能夠通過屏蔽材料向遠程設備發送功率?？梢栽诔跫壴O備與次級設備之間布置一層屏蔽材料以引導由初級設備產生的磁場。當未飽和時，屏蔽將大部分磁場吸引到其本身中，提供用于場線返回至初級設備的路徑。可以通過向材料或材料的區域施加磁場以改變材料的磁導率來選擇性地使屏蔽材料飽和，使得在飽和區域本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種電磁屏蔽系統，包括：電磁屏蔽，其具有基本上大于周圍空間的磁導率的磁導率，使得所述電磁場提供比周圍空間小的阻抗的電磁流動路徑；以及磁場源，其接近于所述電磁屏蔽定位或可定位，所述磁場源生成磁場，所述磁場具有使所述屏蔽的至少一部分選擇性地基本上飽和的足夠強度，從而選擇性地減小所述電磁屏蔽的所述磁導率，使得所述電磁屏蔽不再提供比周圍空間小的阻抗的電磁流動路徑。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：DW巴曼，WT小斯托納，JK施萬內克，KJ特納，BC梅斯，
申請(專利權)人：捷通國際有限公司，
類型：發明
國別省市：美國;US