CN103038976B - 多环无线电力接收线圈 - Google Patents

Abstract

示范性实施例是针对无线电力接收器处的无线电力接收。接收器可包含包括多个环的线圈。所述接收器可进一步包含切换元件，所述切换元件耦合到所述线圈以用于选择性地短接所述多个环中的至少一个环。

Description

多环无线电力接收线圈

相关申请案的交叉参考

本发明主张2010年7月28日申请的题目为“用于无线电力传送系统的隐匿和电力调节(CLOAKINGANDPOWERREGULATIONFORAWIRELESSPOWERTRANSFERSYSTEM)”的第61/368,584号美国临时专利申请案和2010年12月10日申请的题目为“多环无线电力接收线圈(MULTI-LOOPWIRELESSPOWERRECEIVECOIL)”的第12/965,685号美国专利申请案的优先权，以上两个申请案均转让给本受让人。现有申请案的揭示内容被视为本发明的部分且以引用方式并入本发明。

技术领域

本发明大体上涉及无线电力，且更具体来说涉及与无线电力接收器处的无线电力的接收有关的系统、装置和方法。

背景技术

正开发使用在发射器与待充电的装置之间的空中电力发射的方法。这些方法大体上属于两个类别。一个类别是基于介于发射天线与待充电的装置上的接收天线之间的平面波辐射(也被称作远场辐射)的耦合，所述待充电的装置收集所辐射电力且对其整流以用于对电池充电。天线一般具有谐振长度，以便改善耦合效率。此方法的缺点为电力耦合随着天线之间的距离增加而快速减退。因此在合理距离(例如，>1-2m)上的充电变得困难。另外，由于系统辐射平面波，所以如果未经由滤波来适当控制无意的辐射，则无意的辐射可干扰其它系统。

其它方法是基于嵌入于(例如)“充电”垫或表面中的发射天线与嵌入于待充电的主机装置中的接收天线加上整流电路之间的电感耦合。此方法具有以下缺点：发射天线与接收天线之间的间隔必须非常接近(例如，若干毫米)。尽管此方法具有对同一区域中的多个装置同时充电的能力，但此区域通常较小，因此用户必须将所述装置定位到特定区域。

需要用于隐匿无线电力接收器的方法、系统和装置。此外，需要用于调节无线电力接收器处的电力接收的方法、系统和装置。

发明内容

附图说明

图1展示无线电力传递系统的简化框图。

图2展示无线电力传送系统的简化示意图。

图3说明用于本发明的示范性实施例中的环形天线的示意图。

图4为根据本发明示范性实施例的发射器的简化框图。

图5为根据本发明示范性实施例的接收器的简化框图。

图6说明常规多环线圈。

图7A说明根据本发明示范性实施例的包含切换元件的多环线圈，所述切换元件以断开配置耦合到所述多环线圈。

图7B说明根据本发明示范性实施例的包含切换元件的多环线圈，所述切换元件以闭合配置耦合到所述多环线圈。

图8说明根据本发明示范性实施例的包含多环接收线圈的接收器，所述多环接收线圈包含与其耦合的切换元件。

图9说明根据本发明示范性实施例的耦合到多环接收线圈的切换元件的控制器。

图10为说明根据本发明的示范性实施例的方法的流程图。

具体实施方式

希望下文结合附图阐述的详细描述作为对本发明的示范性实施例的描述，且并不希望表示可实践本发明的仅有实施例。贯穿此描述使用的术语“示范性”意味着“充当实例、例子或说明”，且不一定解释为比其它示范性实施例优选或有利。所述详细描述出于提供对本发明的示范性实施例的透彻理解的目的而包含特定细节。所属领域的技术人员将明白，可在无这些特定细节的情况下实践本发明的示范性实施例。在一些例子中，以框图形式来展示众所周知的结构及装置，以避免模糊本文中呈现的示范性实施例的新颖性。

本文使用术语“无线电力”来表示与电场、磁场、电磁场或在不使用物理电导体的情况下在发射器与接收器之间传输的其它场相关联的任一形式的能量。

图1说明根据本发明的各种示范性实施例的无线发射或充电系统100。输入电力102提供到发射器104以用于产生用于提供能量传送的场106。接收器108耦合到场106且产生输出电力110以供耦合到输出电力110的装置(未图示)的存储或消耗。发射器104与接收器108两者隔开距离112。在一个示范性实施例中，根据相互谐振关系来配置发射器104与接收器108，且当接收器108位于场106的“近场”中时，当接收器108的谐振频率与发射器104的谐振频率非常接近时，发射器104与接收器108之间的发射损耗为最小。

发射器104进一步包含用于提供用于能量发射的装置的发射天线114，且接收器108进一步包含用于提供用于能量接收的装置的接收天线118。根据应用及待与之相关联的装置来设计发射天线及接收天线的大小。如所陈述，通过将发射天线的近场中的大部分能量耦合到接收天线而非以电磁波形式将大部分能量传播到远场而进行有效能量传送。当处于此近场中时，可在发射天线114与接收天线118之间形成耦合模式。天线114及118周围可发生此近场耦合的区域在本文中称为耦合模式区。

图2展示无线电力传送系统的简化示意图。发射器104包含振荡器122、功率放大器124及滤波器与匹配电路126。振荡器经配置以产生所要频率，例如468.75KHz、6.78MHz或13.56MHz，所述频率可响应于调整信号123而调整。可通过功率放大器124响应于控制信号125而以一放大量来放大振荡器信号。可包含滤波器与匹配电路126以滤除谐波或其它非所要的频率，且使发射器104的阻抗与发射天线114匹配。

接收器108可包含匹配电路132及整流器与切换电路134以产生DC电力输出，以对电池136(如图2所示)充电或对耦合到接收器的装置(未图示)供电。可包含匹配电路132以使接收器108的阻抗与接收天线118匹配。接收器108与发射器104可在单独通信信道119(例如，蓝牙、zigbee、蜂窝式等)上通信。

如图3中说明，示范性实施例中使用的天线可经配置为“环形”天线150，其在本文也可称为“磁性”天线。环形天线可经配置以包含空气芯(aircore)或物理芯(physicalcore)(例如，铁氧体芯)。空气芯环形天线可更好地容许放置于所述芯附近的外来物理装置。此外，空气芯环形天线允许其它组件放置于芯区域内。另外，空气芯环可更易于使得能够将接收天线118(图2)放置于发射天线114(图2)的平面内，在所述平面处，发射天线114(图2)的耦合模式区可更强大。

如所述，发射器104与接收器108之间的有效能量传送在发射器104与接收器108之间的匹配(即，频率匹配)或近似匹配的谐振期间发生。然而，即使当发射器104与接收器108之间的谐振不匹配时，也可传送能量，但效率可能受到影响。能量传送通过将来自发射天线的近场的能量耦合到驻留于建立了此近场的邻域中的接收天线而非将能量从发射天线传播到自由空间中而发生。

环形或磁性天线的谐振频率是基于电感及电容。环形天线中的电感一般仅为由所述环产生的电感，而电容一般被添加到环形天线的电感以在所要谐振频率下产生谐振结构。作为非限制性实例，可将电容器152及电容器154添加到所述天线，以形成产生谐振信号156的谐振电路。因此，对于较大直径的环形天线来说，诱发谐振所需的电容的大小随着环的直径或电感增加而减小。此外，随着环形天线或磁性天线的直径增加，近场的高效能量传送区域增加。当然，其它谐振电路是可能的。作为另一非限制性实例，电容器可并联放置于环形天线的两个端子之间。另外，所属领域的技术人员将认识到，对于发射天线，谐振信号156可为到环形天线150的输入。

图4为根据本发明的示范性实施例的发射器200的简化框图。发射器200包含发射电路202和发射天线204。通常，发射电路202通过提供导致在发射天线204四周产生近场能量的振荡信号来将RF电力提供到发射天线204。应注意，发射器200可在任一合适频率下操作。举例来说，发射器200可在13.56MHz的ISM频带下操作。

示范性发射电路202包含：固定阻抗匹配电路206，其用于使发射电路202的阻抗(例如，50欧姆)与发射天线204匹配；以及低通滤波器(LPF)208，其经配置以将谐波发射减少到用以防止耦合到接收器108(图1)的装置的自干扰的电平。其它示范性实施例可包含不同滤波器拓扑(包含(但不限于)使特定频率衰减同时使其它频率通过的陷波滤波器)，且可包含自适应阻抗匹配，其可基于可测量的发射度量(例如，到天线的输出电力或由功率放大器汲取的DC电流)而变化。发射电路202进一步包含经配置以驱动如由振荡器212确定的RF信号的功率放大器210。发射电路可由离散装置或电路组成，或者可由一集成组合件组成。来自发射天线204的示范性RF电力输出可为大约2.5瓦，然而，输出可能大体上更高。

发射电路202进一步包含控制器214，所述控制器214用于在特定接收器的发射阶段(或工作循环)期间启用振荡器212、用于调整所述振荡器的频率或相位，及用于调整用于实施通信协议(用于经由相邻装置的附接的接收器与相邻装置交互)的输出功率电平。如此项技术中众所周知，发射路径中的振荡器相位和相关电路的调整允许减少带外发射，尤其是当从一个频率转变到另一频率时。

发射电路202可进一步包含用于检测作用中接收器在由发射天线204产生的近场附近的存在与否的负载感测电路216。举例来说，负载感测电路216监视流动到功率放大器210的电流，所述电流受作用中接收器在由发射天线204产生的近场附近的存在与否影响。由控制器214监视对功率放大器210上的加载的改变的检测，以用于确定是否启用振荡器212来用于发射能量以及与作用中接收器通信。

发射天线204可以绞合线(Litzwire)实施或实施为具有经选择以使电阻性损耗保持较低的厚度、宽度和金属类型的天线条带。在常规实施方案中，发射天线204可一般经配置以与较大结构(例如，桌、垫、灯或其它较不便携的配置)相关联。因此，发射天线204一般将不需要若干“匝”来具有实际尺寸。发射天线204的示范性实施方案可为“电学上较小的”(即，波长的分数)且经调谐以通过使用电容器界定谐振频率而在较低的可用频率下谐振。

发射器200可搜集和追踪关于可与发射器200相关联的接收器装置的行踪和状态的信息。因此，发射器电路202可包含连接到控制器214(在本文中还称作处理器)的存在检测器280、封闭式检测器290，或其组合。控制器214可响应于来自存在检测器280和封闭式检测器290的存在信号而调整由放大器210递送的功率的量。发射器可经由许多电源接收电力，所述电源例如为用以转换存在于建筑物中的常规AC电力的AC-DC转换器(未图示)、用以将常规DC电源转换成适合于发射器200的电压的DC-DC转换器(未图示)，或发射器可直接从常规DC电源(未图示)接收电力。

作为非限制性实例，存在检测器280可为运动检测器，其可用以感测插入到发射器的覆盖区域中的待充电装置的初始存在。在检测后，可接通发射器且可使用由装置接收的RF电力来以预定方式双态切换Rx装置上的开关，其又导致发射器的驱动点阻抗的改变。

作为另一非限制性实例，存在检测器280可为能够例如通过红外检测、运动检测或其它合适方式来检测人的检测器。在一些示范性实施例中，可能存在限制发射天线可在特定频率下发射的功率的量的规章。在一些情况下，这些规章有意保护人类免受电磁辐射影响。然而，可能存在发射天线放置于人类未占用的或人类不经常占用的区域(例如，车库、厂区、车间，等)中的环境。如果这些环境没有人类，则可能可准许将发射天线的电力输出增加到正常电力约束规章以上。换句话说，控制器214可响应于人类存在而将发射天线204的电力输出调整到规定电平或更低，且当人距发射天线204的电磁场在规定距离之外时将发射天线204的电力输出调整到高于规定电平的电平。

作为非限制性实例，封闭式检测器290(本文也可称为封闭式隔室检测器或封闭式空间检测器)可为例如感测开关等装置，用于确定外罩何时处于封闭或打开状态。当发射器在处于封闭状态的外罩中时，可增加发射器的功率电平。

在示范性实施例中，可使用使得发射器200不会不确定地保持接通的方法。在此情况下，发射器200可经编程以在用户确定的时间量之后关闭。此特征防止发射器200(尤其是功率放大器210)在其周边的无线装置经完全充电之后长时间运行。此事件可能归因于用以检测从中继器或接收线圈发送的指示装置经完全充电的信号的电路的故障。为了防止发射器200在另一装置放置于其周边的情况下自动停止运转，可仅在检测到其周边没有运动的设定周期之后激活发射器200自动关闭特征。用户可能够确定不活动时间间隔，且在需要时改变所述不活动时间间隔。作为一非限制性实例，所述时间间隔可比在假定特定类型的无线装置最初经完全放电的情况下对所述装置完全充电所需的时间间隔长。

图5为根据本发明的示范性实施例的接收器300的简化框图。接收器300包含接收电路302和接收天线304。接收器300进一步耦合到装置350以向装置350提供所接收的电力。应注意，将接收器300说明为在装置350外部，但其可集成到装置350中。通常，能量是无线传播到接收天线304，且接着经由接收电路302耦合到装置350。

接收天线304经调谐以在与发射天线204(图4)相同的频率下或在指定频率范围内谐振。接收天线304可与发射天线204类似地设计尺寸，或可基于相关联装置350的尺寸来不同地设计大小。举例来说，装置350可为具有比所述发射天线204的直径或长度小的直径或长度尺寸的便携式电子装置。在此实例中，接收天线304可实施为多匝天线，以便减少调谐电容器(未图示)的电容值，且增加接收天线的阻抗。举例来说，接收天线304可放置于装置350的实质圆周周围，以便最大化天线直径并减小接收天线的环匝(即，绕组)的数目及绕组间电容。

接收电路302提供与接收天线304的阻抗匹配。接收电路302包含用于将接收到的RF能源转换为供装置350使用的充电电力的电力转换电路306。电力转换电路306包含RF/DC转换器308且还可包含DC/DC转换器310。RF/DC转换器308将在接收天线304处接收到的RF能量信号整流为非交变电力，而DC/DC转换器310将经整流的RF能量信号转换为与装置350兼容的能量电位(例如，电压)。预期各种RF/DC转换器，包含部分和全波整流器、调节器、桥接器、倍增器以及线性和切换转换器。

接收电路302可进一步包含用于将接收天线304连接到电力转换电路306或者用于断开电力转换电路306的切换电路312。从电力转换电路306断开接收天线304不仅暂停装置350的充电，而且改变由发射器200(图2)“看见”的“负载”。

如上文所揭示，发射器200包含负载感测电路216，负载感测电路216检测提供到发射器功率放大器210的偏置电流的波动。因此，发射器200具有用于确定接收器何时存在于发射器的近场中的机制。

当多个接收器300存在于发射器的近场中时，可能需要对一个或一个以上接收器的加载及卸载进行时间多路复用，以使其它接收器能够更高效地耦合到发射器。也可隐匿(cloak)一接收器，以便消除到其它附近接收器的耦合或减少附近发射器上的加载。接收器的此“卸载”在本文中也称为“隐匿”。此外，如下文更充分地阐释，由接收器300控制且由发射器200检测到的卸载与加载之间的此切换提供从接收器300到发射器200的通信机制。另外，一协议可与所述切换相关联，所述协议使得能够将消息从接收器300发送到发射器200。举例来说，切换速度可为大约100微秒。

在示范性实施例中，发射器与接收器之间的通信涉及装置感测与充电控制机制，而不是常规的双向通信。换句话说，发射器可使用所发射信号的开/关键控来调整能量是否在近场中可用。接收器将这些能量改变解译为来自发射器的消息。从接收器侧，接收器可使用接收天线的调谐和解调谐来调整正从近场接受多少电力。发射器可检测从近场使用的电力的此差异且将这些改变解译为来自接收器的消息。应注意，可利用对发射电力和负载行为的其它形式的调制。

接收电路302可进一步包含用以识别接收到的能量波动的信令检测器与信标电路314，所述能量波动可对应于从发射器到接收器的信息性信令。此外，信令与信标电路314还可用以检测减少的RF信号能量(即，信标信号)的发射，并将所述减少的RF信号能量整流为标称电力，以用于唤醒接收电路302内的未被供电或耗尽电力的电路，以便配置接收电路302以进行无线充电。

接收电路302进一步包含用于协调本文所描述的接收器300的处理(包含对本文所描述的切换电路312的控制)的处理器316。接收器300的隐匿也可在其它事件(包含检测到向装置350提供充电电力的外部有线充电源(例如，壁式/USB电力))的发生之后即刻发生。除了控制接收器的隐匿外，处理器316还可监视信标电路314以确定信标状态，并提取从发射器发送的消息。处理器316也可为获得改善的性能而调整DC/DC转换器310。

如所属领域的技术人员将了解，常规无线电力接收器可通过使用高电压和电流开关来隐匿，这是不合意的。此外，将接收器卸载可由于高DC电压的积累而导致整流器和降压转换器的损坏。此外，请求发射器降低发射器电力的电平可能需要时间来传播且因此保护电路可能需要最大电压和电力处置。

如本文描述的本发明的各种示范性实施例涉及用于隐匿无线电力接收器的系统、装置和方法。此外，本发明的示范性实施例涉及用于无线电力接收器处的电力调节的系统、装置和方法。

如所述领域的技术人员将了解，根据楞次定律(Lenz'sLaw)，位于由外部源激励的线圈附近的任何未经调谐、经短接的寄生线圈可能由于在所述未经调谐、经短接的寄生线圈中引发的电流而产生相反的磁场。因此，由受激励线圈产生的磁场可被经短接线圈产生的场抵消，且因此，在接近于经解调谐、经短接的寄生线圈的区域中可产生零场。

图6说明包含多个环601到605的常规接收线圈600。图7A说明也包含环601到605的接收线圈620。此外，根据本发明的示范性实施例，接收线圈620包含切换元件622，其可包括任何合适的已知切换元件。仅举例来说，切换元件622可包括场效应晶体管(FET)。虽然接收线圈620包含五个环(即，601到605)，但包含两个或两个以上环的接收线圈在本发明的范围内。在图7A中，切换元件622说明为呈断开配置。应注意，在切换元件622呈断开配置时，接收线圈620可电学上类似于不具有切换元件622的五匝接收线圈(即，类似于接收线圈600)而起作用。进一步应注意，虽然切换元件622说明为耦合到接收线圈600的最外或外接环，但切换元件622可耦合到接收线圈620的任一环。举例来说，切换元件622可耦合到接收线圈620的最内环。

图7B说明接收线圈620，其中切换元件622呈闭合配置。应注意，在切换元件622呈闭合配置时，接收线圈620可在功能上等效于与四匝接收线圈(即，环602到605)串联的经短接的单匝线圈(即，线圈601)。因此，经短接的最外或外接环601由于其中引发的电流而可产生磁场，其与由环602到605产生的磁场相反。因此，当切换元件622呈闭合配置时，可在接近于接收线圈602的区域中产生零磁场。此外，由于经短接线圈具有仅1匝(即，环601)且物理上较小，因此开关622上的电压和电流可相对较小，从而使得这成为比短接5环线圈更有效的替代方案。应注意，可短接一个以上环，但经短接环上的电流和电压可能较高。

应注意，本发明的示范性实施例可包含：浮动线圈(即，线圈未物理上连接到接收线圈)，其可包含一个或一个以上环；和围绕接收线圈的切换元件，其也可包含一个或一个以上环。因此，浮动线圈的环可经短接且由于其中引发的电流而可产生磁场，其与由接收线圈的一个或一个以上环产生的磁场相反。应进一步注意，接收线圈620可包括一电路内的元件，且因此，经由切换元件622，可修改所述电路的电感。

图8说明根据本发明的示范性实施例的接收器700的一部分。接收器700包含接收线圈620，其包含切换元件622。如下文更完整描述，切换元件622可经由控制器(图8未图示)来控制。接收器700可进一步包含降压转换器730、电流传感器710，和输出734，其可耦合到负载(未图示)。电流传感器710可包括第一电流端口712、第二电流端口714和电阻器732。此外，接收器700包含整流器电压端口706和降压电压端口708。接收器700可进一步包含信令晶体管720、信令控制件718、前向链路接收器704、电容器716和整流器，所述整流器包含二极管724和722以及电容器726。

图9说明控制器800，其耦合到线圈620的切换元件622且经配置以控制切换元件622。更具体来说，控制器可能够经由链路802将一个或一个以上控制信号发射到切换元件622以断开切换元件622或闭合切换元件622。应注意，控制器800还可经配置以控制信令晶体管702的操作以进一步增强接收器700的电力调节能力。

如所属领域的技术人员将了解，接收器700可经由切换元件622而隐匿，且因此可对发射器不可见而无需从发射器的充电区物理移除。此外，切换元件622可用以控制在接收器700处接收的电力量。更具体来说，作为实例，如果切换元件622以足够的速率切换，那么可控制整流器电压端口706处的电压。仅举例来说，如果整流器电压端口706处的电压大于所要电压，那么切换元件622的工作循环(即，切换元件622呈断开配置的时间)可增加。此外，如果整流器电压端口706处的电压小于所要电压，那么切换元件622的工作循环(即，切换元件622呈断开配置的时间)可减小。而且，如果整流器电压端口706处的电压处于所要电平，那么切换元件622的工作循环可维持。应注意，如本文描述的示范性实施例可消除对功率转换器(例如，降压转换器)的需要。

如上所述，接收线圈620可包括一电路内的元件，且因此，经由切换元件622，接收线圈620可经配置以修改相关联输入处的阻抗。因此，接收线圈620可充当用于选择性地调整电路的阻抗的滤波器。

应注意，本文描述的示范性实施例可用于任何合适的高功率应用中，例如(仅举例来说)车辆电池充电。更具体来说，本文描述的示范性实施例可用于其中希望从一电路移除松耦合的变压器(即，致使接收线圈对发射线圈不可见)的任一应用中。

图10为说明根据一个或一个以上示范性实施例的方法910的流程图。方法910可包含在包含多个环的线圈处接收信号(由标号912描绘)。方法910可进一步包含在接收信号的同时选择性地短接所述多个环中的至少一个环(由标号914描绘)。

所属领域的技术人员将了解，可使用多种不同技术和技艺中的任一者来表示信息和信号。举例来说，可由电压、电流、电磁波、磁场或磁粒子、光场或光粒子或其任何组合来表示在以上描述中始终参考的数据、指令、命令、信息、信号、位、符号及码片。

所属领域的技术人员将进一步了解，结合本文所揭示的示范性实施例所描述的多种说明性逻辑块、模块、电路及算法步骤可实施为电子硬件、计算机软件或两者的组合。为清楚说明硬件与软件的此互换性，上文已大致关于其功能性而描述了各种说明性组件、块、模块、电路及步骤。所述功能性是实施为硬件还是软件取决于特定应用及施加于整个系统的设计约束。所属领域的技术人员对于每一特定应用可以不同的方式实施所描述的功能性，但此些实施决策不应被解释为引起与本发明的示范性实施例的范围的偏离。

可用经设计以执行本文中所描述的功能的通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑装置、离散门或晶体管逻辑、离散硬件组件，或其任何组合来实施或执行结合本文中所揭示的示范性实施例而描述的各种说明性逻辑块、模块及电路。通用处理器可为微处理器，但在替代例中，处理器可为任何常规的处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器还可实施为计算装置的组合，例如，DSP与微处理器的组合、多个微处理器、一个或一个以上微处理器与DSP核心的联合，或任何其它此配置。

结合本文中所揭示的示范性实施例而描述的方法或算法的步骤可直接包含于硬件中、由处理器执行的软件模块中或所述两者的组合中。软件模块可驻留于随机存取存储器(RAM)、快闪存储器、只读存储器(ROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)、寄存器、硬盘、可装卸磁盘、CD-ROM或此项技术中已知的任何其它形式的存储媒体中。示范性存储媒体耦合到处理器，使得所述处理器可从存储媒体读取信息及将信息写入到存储媒体。在替代方案中，存储媒体可与处理器成一体式。处理器及存储媒体可驻留于ASIC中。ASIC可驻留于用户终端中。在替代例中，处理器及存储媒体可作为离散组件驻留于用户终端中。

在一个或一个以上示范性实施例中，所描述的功能可在硬件、软件、固件或其任何组合中实施。如果实施于软件中，则可将功能作为计算机可读媒体上的一个或一个以上指令或代码而加以存储或传输。计算机可读媒体包含计算机存储媒体与包含促进计算机程序从一处传递到另一处的任何媒体的通信媒体两者。存储媒体可为可由计算机存取的任何可用媒体。以实例方式(且并非限制)，所述计算机可读媒体可包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储装置、磁盘存储装置或其它磁性存储装置，或可用于载送或存储呈指令或数据结构的形式的所要程序代码且可由计算机存取的任何其它媒体。同样，可恰当地将任何连接称作计算机可读媒体。举例来说，如果使用同轴电缆、光纤电缆、双绞线、数字订户线(DSL)或例如红外线、无线电及微波的无线技术从网站、服务器或其它远程源传输软件，则同轴电缆、光纤电缆、双绞线、DSL或例如红外线、无线电及微波的无线技术包含于媒体的定义中。如本文中所使用，磁盘及光盘包含压缩光盘(CD)、激光光盘、光学光盘、数字多功能光盘(DVD)、软盘及蓝光光盘，其中磁盘通常磁性地再现数据，而光盘使用激光光学地再现数据。上文的组合也应包含在计算机可读媒体的范围内。

提供对所揭示示范性实施例的先前描述以使得所属领域的技术人员能够制作或使用本发明。对这些示范性实施例的各种修改对于所属领域的技术人员来说将是显而易见的，且在不脱离本发明的精神或范围的情况下，本文所定义的一般原理可应用于其它实施例。因此，本发明并不希望限于本文中所展示的示范性实施例，而应被赋予与本文中所揭示的原理及新颖特征相一致的最广泛范围。

Claims (28)

1.一种经配置以接收无线电力的装置，所述装置包括：

线圈，其包括多个环，所述线圈经配置以经由磁场接收无线电力；

开关，其耦合到所述线圈，所述开关经配置选择性地短接所述多个环中的至少一个环；

转换器，其经配置以对电池充电或提供所接收的所述无线电力；以及

控制器，其经配置以监视与所述转换器相关联的电压，所述控制器进一步经配置以至少部分基于所述监视的电压而调整信号从而调节所接收的所述无线电力，所述信号控制所述开关的配置。

2.根据权利要求1所述的装置，所述开关耦合到所述多个环中的外接环，且经配置以选择性地短接所述外接环。

3.根据权利要求1所述的装置，所述开关经配置以短接所述多个环中的一个以上环。

4.根据权利要求1所述的装置，所述线圈在所述开关呈闭合配置时被配置为与多环线圈串联的经短接的单环线圈。

5.根据权利要求1所述的装置，其中所述转换器包含整流器。

6.根据权利要求5所述的装置，其中所述控制器进一步经配置以通过减小所述开关的工作循环来增加所述整流器的输出处的电压或者通过增加所述开关的所述工作循环来减小所述整流器的所述输出处的电压。

7.根据权利要求5所述的装置，其中所述转换器不包含降压转换器。

8.根据权利要求5所述的装置，其进一步包括：

信令晶体管，其耦合到所述线圈的输出，

所述控制器进一步适于控制所述信令晶体管的配置。

9.根据权利要求1所述的装置，所述开关进一步经配置以通过选择性地切换到断开配置和闭合配置中的一者来控制从所述线圈输出的电力量。

10.根据权利要求1所述的装置，所述线圈包括电路内的元件，所述开关经配置以修改所述电路的阻抗。

11.一种接收无线电力的方法，所述方法包括：

在包括多个环的线圈处经由磁场接收无线电力；

经由转换器用所接收的所述无线电力对电池充电或提供电力；

监视与所述转换器相关联的电压；

基于所述监视的电压而调整信号以调节所接收的所述无线电力；以及

基于所述信号而选择性地短接所述多个环中的至少一个环。

12.根据权利要求11所述的方法，选择性地短接所述一个环包括选择性地短接所述多个环中的外接环。

13.根据权利要求11所述的方法，其进一步包括短接所述多个环中的一个以上环。

14.根据权利要求11所述的方法，所述线圈在所述一个环经短接时被配置为与多环线圈串联的经短接的单环线圈。

15.根据权利要求11所述的方法，其中所述转换器包括整流器。

16.根据权利要求15所述的方法，其中所述调整包括通过减小开关的工作循环来增加所述整流器的输出处的电压或者通过增加所述开关的所述工作循环来减小所述整流器的所述输出处的电压，所述开关耦合到所述线圈且经配置以选择性地短接所述多个环中的所述至少一个环。

17.根据权利要求15所述的方法，其进一步包括控制耦合到所述线圈的输出的信令晶体管的配置。

18.根据权利要求11所述的方法，其进一步包括通过将所述一个环选择性地切换到断开配置和闭合配置中的一者来控制从所述线圈输出的电力量。

19.根据权利要求11所述的方法，所述线圈包括电路内的元件，所述方法进一步包括通过选择性地断开和闭合开关来修改所述电路的阻抗。

20.一种用于接收无线电力的设备，所述设备包括：

用于在包括多个环的线圈处经由磁场接收无线电力的装置；

用于用所接收的所述无线电力对电池充电或提供电力的转换装置；

用于选择性地短接所述多个环中的至少一个环的装置；

用于监视与所述转换装置相关联的电压的装置；以及

用于基于所述监视的电压而调整信号以调节所接收的所述无线电力的装置，所述信号控制所述用于选择性地短接的装置。

21.根据权利要求20所述的设备，用于选择性地短接所述一个环的装置包括用于选择性地短接所述多个环中的外接环的装置。

22.根据权利要求20所述的设备，其进一步包括用于短接所述多个环中的一个以上环的装置。

23.根据权利要求20所述的设备，其进一步包括用于在所述一个环经短接时将所述线圈配置为与多环线圈串联的经短接的单环线圈的装置。

24.根据权利要求20所述的设备，其中所述转换装置包含用于整流的装置。

25.根据权利要求24所述的设备，其中所述用于调整所述信号的装置包括用于通过减小开关的工作循环来增加所述用于整流的装置的输出处的电压的装置以及用于通过增加所述开关的所述工作循环来减小所述用于整流的装置的所述输出处的电压的装置，所述开关耦合到所述线圈且经配置以选择性地短接所述多个环中的所述至少一个环。

26.根据权利要求24所述的设备，其进一步包括用于控制耦合到所述线圈的输出的信令晶体管的配置的装置。

27.根据权利要求20所述的设备，其进一步包括用于控制从所述线圈输出的电力量的装置，所述用于控制从所述线圈输出的电力量的装置包括用于将所述一个环选择性地切换到断开配置和闭合配置中的一者的装置。

28.根据权利要求20所述的设备，所述线圈包括电路内的元件，所述设备进一步包括用于通过选择性地断开和闭合开关来修改所述电路的阻抗的装置。