[发明专利]基于磁共振无线供电技术的印刷电子包装装置及设计方法

权利要求书

1.一种基于磁共振无线供电技术的印刷电子包装装置，其特征在于，该装置包括设置在包装箱体(7)内部的印刷线圈(1)、印刷电路、印刷电容和用电器(3)；印刷线圈(1)、印刷电容、用电器(3)之间通过印刷电路相互连接，印刷线圈(1)和印刷电容相互并联共同组成磁共振无线供电的接收端，包装箱体(7)外部设置有磁共振无线供电的发射端，接收端通过接收发射端的电能，将电能传输给用电器(3)，实现包装箱体(7)的电子化功能；其中：印刷线圈(1)、印刷电路、印刷电容均以导电油墨印刷在一张PET塑料膜(8)上，PET塑料膜(8)附在包装箱体(7)内部；

印刷电容包括分别设置在PET塑料膜(8)两侧的正面极板(2)和反面极板(6)；PET塑料膜(8)上开设有多个孔洞(4)；印刷线圈(1)、印刷电容的正面极板(2)和用电器(3)通过印刷电路连接，均设置在PET塑料膜(8)的同一侧；印刷电容的反面极板(6)设置在PET塑料膜(8)的另一侧，且正面极板(2)和反面极板(6)通过穿过孔洞(4)的印刷电路相互连接，孔洞(4)上填充有导电油墨；

印刷线圈(1)为绕制有多圈的平面矩形线圈，印刷线圈的两端分别位于印刷线圈的外侧和印刷线圈的中心位置；印刷线圈的外侧端与印刷电容的正面极板(2)相连；孔洞(4)设置有三个，包括第一孔洞、第二孔洞和第三孔洞；印刷线圈的中心端的连线穿过第一孔洞，印刷电路的一端穿过第二孔洞，使印刷线圈的中心端和印刷电路在反面极板(6)所在的面上实现跳线连接；第二孔洞和第三孔洞之间通过印刷电路连接，且印刷电路穿过第三孔洞，使反面极板(6)与印刷电路相互连接；实现两极分别设置在两个面上的印刷电容与印刷线圈(1)的并联。

2.根据权利要求1所述的基于磁共振无线供电技术的印刷电子包装装置，其特征在于，导电油墨采用碳系水性导电油墨。

3.根据权利要求1所述的基于磁共振无线供电技术的印刷电子包装装置，其特征在于，PET塑料膜(8)在包装箱体(7)内部的固定设置方式包括：设置在包装箱体(7)的一个面上，或设置在包装箱体(7)的多个面上；若设置在包装箱体(7)的多个面上时，相邻两个面的折叠部位的PET塑料膜(8)上的印刷电路通过加厚处理设置有墨层加厚处(5)。

4.根据权利要求1所述的基于磁共振无线供电技术的印刷电子包装装置，其特征在于，印刷线圈(1)、印刷电容和印刷电路通过一次印刷加工而成。

5.一种权利要求1所述的基于磁共振无线供电技术的印刷电子包装装置的设计方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤1、根据磁共振无线供电的工作频率，确定印刷线圈的电感值L及印刷电容的电容值C；

步骤2、根据包装箱体的尺寸，确定印刷线圈的外径；

步骤3、计算印刷线圈的匝数、线宽和线间距，确定印刷电容的形状、大小；其计算公式为：

电感

其中，a＝a₀-N(g+ω)，b＝b₀-N(g+ω),

a₀为矩形印刷线圈长边轮廓尺寸；b₀为矩形印刷线圈短边轮廓尺寸；a为矩形印刷线圈的平均长度；b为矩形印刷线圈的平均宽度；ω为导线宽度；g为线间距；t为截面高度；N为线圈匝数；μ₀为真空磁导率，取值为4π*10^-10；p值取决于线圈实际加工工艺，取值在1.75到1.85之间；所得电感量单位为亨利；

电容C＝εrS/4πkd

其中，εr为塑料膜的介电常数，d为塑料膜的厚度，S为印刷电容的面积，k为静电力常数；

步骤4、根据包装箱体的尺寸，确定印刷电路的形状、大小；

步骤5、根据计算得到的参数，使用平面软件画图，并制版、印刷、覆膜，连接用电器。