CN104584446A - 用于解耦多个无线充电发射器的系统和方法 - Google Patents

用于解耦多个无线充电发射器的系统和方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104584446A
CN104584446A CN201380044567.2A CN201380044567A CN104584446A CN 104584446 A CN104584446 A CN 104584446A CN 201380044567 A CN201380044567 A CN 201380044567A CN 104584446 A CN104584446 A CN 104584446A
Authority
CN
China
Prior art keywords
coil
driver coil
receiver
reactance component
wireless power
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201380044567.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104584446B (zh
Inventor
查尔斯·爱德华·惠特利三世
刘振宁
李蒙
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Qualcomm Inc
Original Assignee
Qualcomm Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Qualcomm Inc filed Critical Qualcomm Inc
Publication of CN104584446A publication Critical patent/CN104584446A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104584446B publication Critical patent/CN104584446B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B5/00—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems
    • H04B5/70—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems specially adapted for specific purposes
    • H04B5/79—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems specially adapted for specific purposes for data transfer in combination with power transfer
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F38/00—Adaptations of transformers or inductances for specific applications or functions
    • H01F38/14—Inductive couplings
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/10—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/10—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling
    • H02J50/12—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling of the resonant type
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/40—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using two or more transmitting or receiving devices
    • H02J50/402—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using two or more transmitting or receiving devices the two or more transmitting or the two or more receiving devices being integrated in the same unit, e.g. power mats with several coils or antennas with several sub-antennas
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/60—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power responsive to the presence of foreign objects, e.g. detection of living beings
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/90—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power involving detection or optimisation of position, e.g. alignment
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/80—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power involving the exchange of data, concerning supply or distribution of electric power, between transmitting devices and receiving devices
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0047—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with monitoring or indicating devices or circuits

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Near-Field Transmission Systems (AREA)

Abstract

本发明提供用于解耦多个无线充电发射器的系统、方法和设备。在一个方面中，一种装置经配置以发射无线电力到第一接收器。所述装置包含第一驱动器线圈和第二驱动器线圈。所述装置进一步包含共同电抗元件，所述共同电抗元件连接到所述第一驱动器线圈和所述第二驱动器线圈。所述电抗元件经配置以至少部分地消除所述第一驱动器线圈与所述第二驱动器线圈之间的互感。

Description

用于解耦多个无线充电发射器的系统和方法
技术领域
本发明大体上涉及无线电力。更具体地说，本发明是有关于具有多个解耦发射器的无线电力系统。
背景技术
越来越多数目和种类的电子装置系经由可再充电电池被供电。此类装置包含行动电话、携带型音乐播放器、膝上型计算机、平板计算机、计算机外围装置、通信装置(例如，蓝芽装置)、数码相机、助听器和其类似者。虽然电池技术已改善，但电池供电电子装置日益需要和消耗较大量的电力，由此常常需要再充电。可再充电装置常常是经由通过物理地连接到电力供应器的缆线或其它相似连接器的有线连接被充电。缆线和相似连接器有时可不方便或麻烦且具有其它缺点。能够在自由空间中传送电力以对可再充电电子装置进行充电或提供电力到电子装置的无线充电系统可克服有线充电解决方案的一些缺点。因而，有效地且安全地传送电力到电子装置的无线电力传送系统和方法是合乎需要的。
发明内容
附加权利要求书的范围内的系统、方法和装置的各种实施方案各自具有若干方面，所述方面中无任何单一方面单独地负责本文所描述的理想属性。在不限制附加权利要求书的范围的情况下，本文描述一些显著特征。
本发明的一方面提供一种经配置以发射无线电力到第一接收器的装置。所述装置包含第一驱动器线圈和第二驱动器线圈。所述装置进一步包含共同电抗元件，所述共同电抗元件连接到所述第一驱动器线圈和所述第二驱动器线圈。所述电抗元件经配置以至少部分地消除所述第一驱动器线圈与所述第二驱动器线圈之间的互感。
本发明所描述的主题的另一方面提供一种发射无线电力到第一接收器的方法。所述方法包含在包含第一驱动器线圈和第二驱动器线圈的发射器处确定所述第一接收器的位置。所述方法进一步包含发射无线电力到所述第一接收器。所述方法进一步包含基于所述第一接收器的所述位置而调整所述第一驱动器线圈和/或一第二驱动器线圈的一特性。所述发射器进一步包含连接到所述第一驱动器线圈和所述第二驱动器线圈的共同电抗元件。所述电抗元件经配置以至少部分地消除所述第一驱动器线圈与所述第二驱动器线圈之间的互感。
本发明所描述的主题的另一方面提供一种用于发射无线电力到第一接收器的设备。所述设备包含用于发射无线电力的第一装置。所述设备进一步包含用于发射无线电力的第二装置。所述设备进一步包含用于至少部分地解耦用于发射无线电力的所述第一装置和用于发射无线电力的所述第二装置的装置。
本发明所描述的主题的另一方面提供一种非暂时性计算机可读媒体，所述非暂时性计算机可读媒体包含在执行时使设备从发射器到第一接收器发射无线电力的代码。所述发射器包含第一驱动器线圈、第二驱动器线圈和连接到所述第一驱动器线圈和所述第二驱动器线圈的共同电抗元件。所述电抗元件经配置以至少部分地消除所述第一驱动器线圈与所述第二驱动器线圈之间的互感。所述媒体进一步包含在执行时使所述设备确定所述第一接收器的位置的代码。所述媒体进一步包含在执行时使所述设备基于所述第一接收器的所述经确定位置而调整所述第一驱动器线圈和/或第二驱动器线圈的特性的代码。
本说明书所描述的主题的一或多个实施方案的细节在随附图式和以下描述中予以阐述。其它特征、方面和优点将从所述描述、所述图式和权利要求书变得显而易见。应注意，以下诸图的相对尺寸可未按比例绘制。
附图说明
图1为根据本发明的示范性实施例的示范性无线电力传送系统的功能框图。
图2为根据本发明的各种示范性实施例的可用于图1的无线电力传送系统中的示范性组件的功能框图。
图3为根据本发明的示范性实施例的包含发射或接收线圈的图2的发射电路或接收电路的部分的示意图。
图4为根据本发明的示范性实施例的可用于图1的无线电力传送系统中的发射器的功能框图。
图5为根据本发明的示范性实施例的可用于图1的无线电力传送系统中的接收器的功能框图。
图6为可用于图4的发射电路中的发射电路的部分的示意图。
图7A为根据一个实施例的示范性发射区域的透视图。
图7B为根据另一实施例的图7A的示范性发射区域的部分的透视图。
图7C为根据一个实施例的图7A的示范性发射区域的端视图。
图8为根据实施例的展示图7C的RX线圈与TX线圈之间的互感的曲线图。
图9为根据各种实施例的展示到图7A到7C的TX线圈中的输入阻抗的曲线图。
图10A到10C为根据各种实施例的图7A的示范性发射区域的部分的平面图。
图11为无线电力发射的示范性方法的流程图。
图12为根据本发明的示范性实施例的无线电力发射系统的功能框图。
图式所说明的各种特征可未按比例绘制。因此，可出于清楚起见而任意地扩大或缩减各种特征的尺寸。另外，一些图式可未描绘给定系统、方法或装置的所有组件。最后，类似参考数字可用以贯穿本说明书和诸图而表示类似特征。
具体实施方式
下文结合附加图式而阐述的详细描述希望作为对本发明的示范性实施例的描述，且不希望表示可实践本发明的仅有实施例。贯穿此描述而使用的术语“示范性”意谓“充当实例、例子或说明”，且未必应被认作相比于其它示范性实施例优选或有利。详细描述包含特定细节以便提供对本发明的示范性实施例的透彻理解。在一些例子中，一些装置是以框图形式而展示。
无线地传送电力可指在不使用物理电导体的情况下从发射器到接收器传送与电场、磁场、电磁场或其它者相关联的任何形式的能量(例如，可经由自由空间而传送电力)。输出到无线场(例如，磁场)中的电力可由“接收线圈”接收、俘获或耦合以达成电力传送。
图1为根据本发明的示范性实施例的示范性无线电力传送系统100的功能框图。输入电力102可从电源(未图示)提供到发射器104以用于产生用于提供能量传送的场105。接收器108可耦合到场105且产生输出电力110以供耦合到输出电力110的装置(未图示)存储或消耗。发射器104和接收器108两者被分离达距离112。在一个示范性实施例中，发射器104和接收器108是根据相互谐振关系而配置。当接收器108的谐振频率与发射器104的谐振频率实质上相同或极接近时，发射器104与接收器108之间的发射损耗最小。因而，对比于可需要大线圈(其要求线圈极接近(例如，数毫米))的纯粹电感解决方案，可遍及较大距离而提供无线电力传送。因此，谐振电感耦合技术可允许经改善的效率和遍及各种距离的电力传送且具有多种感应线圈配置。
当接收器108位于由发射器104产生的能量场105中时，接收器108可接收电力。场105对应于由发射器104输出的能量可由接收器105俘获的区。在一些状况下，场105可对应于发射器104的“近场”，如下文将进一步所描述。发射器104可包含用于输出能量发射的发射线圈114。接收器108进一步包含用于从能量发射接收或俘获能量的接收线圈118。近场可对应于存在由发射线圈114中的电流和电荷引起的强电抗场的区，所述强电抗场最低程度地辐射电力离开发射线圈114。在一些状况下，近场可对应于在发射线圈114的约一个波长(或其分率)内的区。发射线圈114和接收线圈118是根据待与其相关联的应用和装置而定大小。如上文所描述，通过耦合发射线圈114的场105中的能量的大部分到接收线圈118，而非传播电磁波中的大多数能量到远场，可发生有效能量传送。当定位于场105内时，“耦合模式”可显现于发射线圈114与接收线圈118之间。可发生此耦合的围绕发射线圈114和接收线圈118的区域在本文中被称作耦合模式区。
图2为根据本发明的各种示范性实施例的可用于图1的无线电力传送系统100中的示范性组件的功能框图。发射器204可包含发射电路206，发射电路206可包含振荡器222、驱动器电路224和滤波器与匹配电路226。振荡器222可经配置以产生在所要频率(例如，468.75KHz、6.78MHz或13.56MHz)下的信号，所述所要频率可响应于频率控制信号223予以调整。振荡器信号可提供到经配置以在(例如)发射线圈214的谐振频率下驱动发射线圈214的驱动器电路224。驱动器电路224可为经配置以从振荡器222接收方波且输出正弦波的切换放大器。例如，驱动器电路224可为类别E放大器。滤波器与匹配电路226也可经包含以滤出谐波或其它非想要频率且使发射器204的阻抗匹配于发射线圈214。
接收器208可包含接收电路210，接收电路210可包含匹配电路232和整流器与切换电路234，整流器与切换电路234用以从AC电力输入产生DC电力输出以对如图2所展示的电池236进行充电或对耦合到接收器108的装置(未图示)进行供电。可包含匹配电路232以使接收电路210的阻抗匹配于接收线圈218。另外，接收器208和发射器204可在分离通信信道219(例如，蓝芽、紫蜂(zigbee)、蜂窝式等等)上通信。或者，接收器208和发射器204可使用无线场206的特性经由频带内传信而通信。
如下文更充分地所描述，接收器208(其最初可具有选择性可停用关联负载(例如，电池236))可经配置以确定由发射器204发射和由接收器208接收的电力的量是否适于对电池236进行充电。另外，接收器208可经配置以在确定出电力的量适当后即启用负载(例如，电池236)。在一些实施例中，接收器208可经配置以在不对电池236进行充电的情况下直接地利用从无线电力传送场接收的电力。例如，通信装置(例如，近场通信(NFC)或射频识别装置(RFID))可经配置以从无线电力传送场接收电力，且通过与无线电力传送场交互而通信和/或利用经接收电力以与发射器204或其它装置通信。
图3为根据本发明的示范性实施例的包含发射或接收线圈352的图2的发射电路206或接收电路210的部分的示意图。如图3所说明，用于示范性实施例中的发射或接收电路350可包含线圈352。所述线圈也可被称作或经配置为“回圈(loop)”天线352。线圈352也可在本文中被称作或经配置为“磁性(magnetic)”天线或感应线圈。术语“线圈”希望指代可无线地输出或接收能量以用于耦合到另一“线圈”的组件。线圈也可被称作经配置以无线地输出或接收电力的类型的“天线”。线圈352可经配置以包含空芯(未图示)或实芯，例如，铁氧体芯。铁氧体芯回圈线圈可更容许将外来物理装置放置于芯附近。另一方面，空芯回圈线圈可允许将其它组件放置于芯区域内。
如所叙述，可在发射器104与接收器108之间的匹配或近匹配谐振期间发生发射器104与接收器108之间的有效能量传送。然而，即使当发射器104与接收器108之间的谐振不匹配，也可传送能量，但效率可受到影响。通过从发射线圈的场105耦合能量到驻留于此场105被建立的邻域中的接收线圈，而非从发射线圈传播能量到自由空间中，发生能量传送。
回圈或磁性线圈的谐振频率是基于电感和电容。电感可简单地为由线圈352产生的电感，而电容可添加到线圈的电感以产生在所要谐振频率下的谐振结构。作为非限制性实例，电容器352和电容器354可添加到发射或接收电路350以产生选择在谐振频率下的信号356的谐振电路。因此，对于较大直径线圈，维持谐振所需要的电容的大小可随着回圈的直径或电感增加而减低。此外，随着线圈的直径增加，近场的有效能量传送区域可增加。使用其它组件而形成的其它谐振电路也是可能的。作为另一非限制性实例，电容器可并联地放置于线圈350的两个端子之间。对于发射线圈，频率实质上对应于线圈352的谐振频率的信号358可为到线圈352的输入。
在一个实施例中，发射器104可经配置以输出频率对应于发射线圈114的谐振频率的时变磁场。当接收器位于场105内时，时变磁场可感应横越接收线圈118的电压。如上文所描述，如果接收线圈118经配置以在发射线圈114的频率下谐振，那么可有效地传送能量。接收线圈118中感应的AC信号可如上文所描述而被整流以产生可经提供以对负载进行充电或供电的DC信号。
图4为根据本发明的示范性实施例的可用于图1的无线电力传送系统中的发射器404的功能框图。发射器404可包含发射电路406和发射线圈414。发射线圈414可为如图3所展示的线圈352。发射电路406可通过提供引起围绕发射线圈414产生能量(例如，磁通量)的振荡信号而提供RF功率到发射线圈414。发射器404可在任何合适频率下操作。作为实例，发射器404可在13.56MHz ISM频带下操作。
发射电路406可包含固定阻抗匹配电路409，固定阻抗匹配电路409用于呈现负载到驱动器424，使得从DC到AC的电力传送的效率增加或最大化。发射电路406可进一步包含低通滤波器(LPF)408，LPF 408经配置以缩减谐波放射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，所述滤波器拓扑包含(但不限于)使特定频率衰减而同时使其它频率通过的陷波滤波器，且其它示范性实施例可包含自适应性阻抗匹配，所述自适应性阻抗匹配可基于可测量发射度量(例如，到线圈414的输出电力，或由驱动器电路424汲取的DC电流)而变化。发射电路406进一步包含驱动器电路424，驱动器电路424经配置以驱动如由振荡器423确定的RF信号。发射电路406可包括离散装置或电路，或替代地可包括集成式组合件。从发射线圈414输出的示范性RF功率可为约1瓦特到10瓦特，例如，约2.5瓦特。
发射电路406可进一步包含控制器415，控制器415用于在针对特定接收器的发射阶段(或工作循环)期间选择性地启用振荡器423、用于调整振荡器423的频率或相位，且用于调整输出功率电平以用于实施用于经由相邻装置的附接式接收器而与所述相邻装置交互的通信协议。应注意，控制器415也可在本文中被称作处理器415。发射路径中的振荡器相位和相关电路的调整可允许缩减频带外放射，尤其是在从一个频率转变到另一频率时。
发射电路406可进一步包含负载感测电路416，负载感测电路416用于检测在由发射线圈414产生的近场附近的有源式接收器的存在或不存在。作为实例，负载感测电路416监视流动到驱动器电路424的电流，所述电流可受到在由发射线圈414产生的场附近的有源式接收器的存在或不存在影响，如下文将进一步所描述。对驱动器电路424上的负载的改变的检测系由控制器415监视以用来确定是否启用振荡器423以用于发射能量和是否与有源式接收器通信。如下文更充分地所描述，驱动器电路424处测量的电流可用以确定无效装置是否定位于发射器404的无线电力传送区内。
发射线圈414可经实施有绞合漆包线(Litz wire)或经实施为具有经选择以使电阻损耗保持低的厚度、宽度和金属类型的天线条带。在一个实施方案中，发射线圈414通常可经配置用于与例如桌子、垫子、灯具或其它不易携带配置的较大结构相关联。因此，发射线圈414通常可无需“数匝(turns)”以便具有实务尺寸。发射线圈414的示范性实施方案可“电学上小”(即，波长的分率)且经调谐以通过使用电容器以界定谐振频率而在较低可用频率下谐振。
发射器404可收集和追踪关于可与发射器404相关联的接收器装置的行踪和状态的信息。因此，发射电路406可包含连接到控制器415(在本文中也被称作处理器)的存在检测器480、围封式检测器460或其组合。控制器415可响应于来自存在检测器480和围封式检测器460的存在信号而调整由驱动器电路424递送的电力的量。发射器404可经由例如用以转换存在于建筑物中的常规AC电力的AC到DC转换器(未图示)、用以转换常规DC电源到适合于发射器404的电压的DC到DC转换器的数个电源或直接地从常规DC电源(未图示)接收电力。
作为非限制性实例，存在检测器480可为用以感测插入到发射器404的涵盖区域中的待充电装置的初始存在的运动检测器。在检测之后，发射器404可接通且由装置接收的RF功率可用于以预定方式来双态触发Rx装置上的开关，此情形又引起对发射器404的驱动点阻抗的改变。
作为另一非限制性实例，存在检测器480可为能够(例如)通过红外线检测、运动检测或其它合适方式而检测人类的检测器。在一些示范性实施例中，可存在限制发射线圈414可在特定频率下发射的电力的量的法规。在一些状况下，这些法规希望保护人类免于电磁辐射。然而，可存在发射线圈414放置于未由人类占据或很少由人类占据的区域(例如，车库、厂区、车间和其类似者)的环境。如果这些环境没有人类，那么可准许增加发射线圈414的电力输出高于正常电力限定法规。换句话说，控制器415可响应于人类存在而调整发射线圈414的电力输出到法规电平或更低，且在人类与发射线圈414的电磁场相隔法规距离的外时调整发射线圈414的电力输出到高于法规电平的电平。
作为非限制性实例，围封式检测器460(也可在本文中被称作围封式隔室检测器或围封式空间检测器)可为例如用于确定围封体何时处于闭合或敞开状态的感测开关的装置。当发射器在处于围封状态的围封体中时，可增加发射器的功率电平。
在示范性实施例中，可使用未供发射器404无限地保持接通的方法。在此状况下，发射器404可经编程以在用户确定的时间量之后关断。此特征防止发射器404(特别是驱动器电路424)在其周界中的无线装置被完全地充电很久以后仍运行。此事件可归因于所述电路检测装置被完全地充电的从中继器抑或接收线圈发送的信号的失败。为了防止发射器404在另一装置放置于其周界中时自动地关机，可仅在发射器404的周界中检测运动缺乏的设定时期之后才激活发射器404的自动关断特征。用户可能够确定不活动时间间隔，且根据需要而改变不活动时间间隔。作为非限制性实例，所述时间间隔可长于在假定特定类型的无线装置最初被完全地放电的情况下对所述装置进行完全地充电所需要的时间间隔。
图5为根据本发明的示范性实施例的可用于图1的无线电力传送系统中的接收器508的功能框图。接收器508包含可包含接收线圈518的接收电路510。接收器508进一步耦合到用于提供经接收电力到接收器508的装置550。应注意，接收器508经说明为在装置550外部，但可集成到装置550中。能量可无线地传播到接收线圈518且接着经由接收电路510的其余部分而耦合到装置550。作为实例，充电装置可包含例如行动电话、携带型音乐播放器、膝上型计算机、平板计算机、计算机外围装置、通信装置(例如，蓝芽装置)、数码相机、助听器(其它医疗装置)和其类似者的装置。
接收线圈518可经调谐以在与发射线圈414(图4)相同的频率下或在经指定频率范围内谐振。接收线圈518可与发射线圈414相似地被定尺寸，或可基于关联装置550的尺寸而不同地被定大小。作为实例，装置550可为直径或长度尺寸小于发射线圈414的直径或长度的携带型电子装置。在此类实例中，接收线圈518可经实施为多匝线圈，以便缩减调谐电容器(未图示)的电容值且增加接收线圈的阻抗。作为实例，接收线圈518可围绕装置550的实质圆周而放置，以便最大化线圈直径且缩减接收线圈518的回圈匝(即，绕组)的数目和绕组间电容。
接收电路510可提供阻抗匹配到接收线圈518。接收电路510包含用于将经接收RF能源转换成充电电力以供装置550使用的电力转换电路506。电力转换电路506包含RF到DC转换器520且也可包含DC到DC转换器522。RF到DC转换器520将接收线圈518处接收的RF能量信号整流成具有由Vrect表示的输出电压的非交流电力。DC到DC转换器522(或其它电力调节器)将经整流RF能量信号转换成与具有由Vout表示的输出电压和由Iout表示的输出电流的装置550兼容的能量电位(例如，电压)。预期各种RF到DC转换器，包含部分和完全整流器、调节器、桥接器、倍加器，以及线性和切换转换器。
接收电路510可进一步包含用于连接接收线圈518到电力转换电路506或者用于使电力转换电路506断接的切换电路512。使接收线圈518与电力转换电路506断接不仅会暂时中止装置550的充电，而且会改变如由发射器404(图2)“看到”的“负载”。
如上文所揭示，发射器404包含可检测提供到发射器驱动器电路424的偏压电流的波动的负载感测电路416。因此，发射器404具有用于确定接收器何时存在于发射器的近场中的机制。
在一些实施例中，接收器508可经隐匿以便消除与其它附近接收器的耦合或缩减附近发射器上的负载。接收器的此“卸载(unloading)”在本文中也被称为“隐匿(cloaking)”。此外，由接收器508控制且由发射器404检测的卸载与负载之间的此切换可提供从接收器508到发射器404的通信机制，如下文更充分地所解释。另外，一个协议可与使消息能够从接收器508发送到发射器404的切换相关联。作为实例，切换速度可为约100μsec。
在示范性实施例中，发射器404与接收器508之间的通信指装置感测和充电控制机制，而非常规双向通信(即，使用耦合场的频带内传信)。换句话说，发射器404可使用经发射信号的接通/关断键控以调整能量是否可用于近场中。接收器可将这些能量改变解译为来自发射器404的消息。从接收器侧，接收器508可使用接收线圈518的调谐和去谐以调整正从场接受多少电力。在一些状况下，调谐和去谐可经由切换电路512而实现。发射器404可从场检测所使用的此电力差且将这些改变解译为来自接收器508的消息。应注意，可利用发射电力和负载特性的其它形式的调制。
接收电路510可进一步包含用以识别经接收能量波动的传信检测器和信标电路514，所述经接收能量波动可对应于从发射器到接收器的信息传信。此外，传信和信标电路514也可用以检测经缩减的RF信号能量(即，信标信号)的发射且将经缩减的RF信号能量整流成标称电力以用于唤醒接收电路510内的未被供电抑或电力耗尽电路，以便配置接收电路510以用于无线充电。
接收电路510进一步包含用于协调本文所描述的接收器508的程序的处理器516，所述过程包含本文所描述的切换电路512的控制。在包含提供充电电力到装置550的外部有线充电源(例如，壁/USB电力)的检测的其它事件发生后，也可发生接收器508的隐匿。除了控制接收器的隐匿以外，处理器516也可监视信标电路514以确定信标状态且提取从发射器404发送的消息。处理器516也可调整DC到DC转换器522以用于改善性能。
图6为可用于图4的发射电路406中的发射电路600的部分的示意图。发射电路600可包含如上文在图4中描述的驱动器电路624。如上文所描述，驱动器电路624可为可经配置以接收方波且输出待提供到发射电路650的正弦波的切换放大器。在一些状况下，驱动器电路624可被称作放大器电路。驱动器电路624经展示为类别E放大器；然而，根据本发明的实施例，可使用任何合适驱动器电路624。驱动器电路624可通过来自如图4所展示的振荡器423的输入信号602而驱动。驱动器电路624也可具备经配置以控制可经由发射电路650而递送的最大电力的驱动电压VD。为了消除或缩减谐波，发射电路600可包含滤波器电路626。滤波器电路626可为三极(电容器634、电感器632和电容器636)低通滤波器电路626。
由滤波器电路626输出的信号可提供到包括线圈614的发射电路650。发射电路650可包含具有电容620和电感的串联谐振电路，所述串联谐振电路可在由驱动器电路624提供的经滤波信号的频率下谐振。在各种实施例中，线圈或额外电容器组件可产生电感或电容。发射电路650的负载可由可变电阻器622表示。所述负载可依据经定位以从发射电路650接收电力的无线电力接收器508。
在各种实施例中，上文参看图1到6所描述的无线电力发射系统100可基于附近物件的检测而使无线电力发射变化。附近物件可包含所欲接收器、待充电装置，和/或外来物件。外来物件可为不同于所欲发射目标的某物(即，非充电装置)，例如，寄生接收器、无机物件或有生命物件(例如，人类、动物等等)。例如，寄生接收器可包含非电子金属物件、未授权可充电装置等等。
例如，如上文参看图4所论述，发射器404可包含存在检测器480，存在检测器480可检测附近物件的存在、距离、定向和/或部位。在各种其它实施例中，存在检测器480可位于另一部位中，例如，位于接收器508上或别处。当在第一距离内检测外来物件时，控制器415可缩减发射电力。在各种实施例中，无线电力发射系统100可根据关于生物安全性、防火安全性等等的规则或法规而调整无线电力发射的特性。例如，在给出与附近人体相隔的距离的情况下，无线电力发射系统100可调整发射电力，使得到达所述人体的电磁场低于阈值。
返回参看图2，在某些实施例中，无线电力传送系统100可包含多个接收器208。在一个实施例中，TX线圈214的大小固定。因此，发射器204可不良好地匹配于不同大小的RX线圈218。出于多种原因，可需要使发射器204使用多个TX线圈214。在一些实施例中，多个TX线圈214可按阵列布置。在一些实施例中，所述阵列可为模块化。在一些实施例中，所述阵列可包含具有相同或实质上相同大小的TX线圈214。
在各种实施例中，基于接收器208的部位和/或其RX线圈218的大小，可独立地激活每一TX线圈214。例如，单一TX线圈214可提供无线电力到具有相对小RX线圈218的附近接收器208。另一方面，多个TX线圈214可提供无线电力到具有相对大RX线圈218的附近接收器。可去激活不在RX线圈218附近的TX线圈214。
在一些实施例中，多个TX线圈214可形成大发射区域。所述发射区域可为可缩放式，从而使用额外TX线圈214来涵盖较大区域。TX线圈214可允许装置遍及大区域的自由定位。此外，TX线圈可经配置以同时地对多个接收器208进行充电。在一些实施例中，个别TX线圈214可彼此耦合。例如，经耦合的TX线圈214可引起一个功率放大器驱动电力到相邻放大器中。因此，经耦合的TX线圈214可造成放大器不稳定性和/或损害。可需要使无线电力传送系统100包含用于解耦TX线圈214的方法、系统和/或设备。
图7A为根据一个实施例的示范性发射区域700的透视图。如所展示，发射区域700包含第一TX线圈714a、第二TX线圈714b和RX线圈718。尽管所说明的发射区域700包含仅两个TX线圈714a到714b，但一般所属领域的技术人员应了解，可包含额外TX线圈，且发射区域700可延伸超出所展示区域。相似地，发射区域700可包含额外RX线圈。
在所说明实施例中，每一TX线圈714a到714b包含驱动器线圈790a到790b，和伽玛回圈(gamma loop)792a到792b。伽玛回圈792a到792b可变换驱动器线圈790a到790b的阻抗以较好地匹配于发射器的源阻抗。在各种实施例中，可省略伽玛回圈792a到792b。在各种实施例中，TX线圈714a到714b可包含TX线圈214(图2)、TX线圈414(图4)和TX线圈614(图6)中的一或多者。因此，TX线圈714a到714b可由(例如)驱动器224(图2)、PA 424(图4)和/或驱动器624(图6)驱动。在实施例中，TX线圈714a到714b可由电压源功率放大器驱动。在各种实施例中，独立放大器可驱动TX线圈714a到714b，或共同放大器可驱动TX线圈714a到714b两者。
在所说明实施例中，TX线圈714a到714b为矩形。在一些实施例中，TX线圈714a到714b可具有约50mm到150mm的宽度W，例如，约90mm。TX线圈714a到714b可具有约100mm到200mm的长度L，例如，约160mm。在一些实施例中，TX线圈714a到714b可为阵列式或平铺式。TX线圈714a到714b可在x方向(参见图7C)上具有约0.5mm到1.5mm的分离度S，例如，约1mm。RX线圈718可在y方向(参见图7C)上提升到比TX线圈714a到714b高约5mm到15mm，例如，约10mm。在一些实施例中，线圈714a到714b和/或790a到790b可为其它形状，例如，三角形、六边形等等。例如，平铺式三角形形状可最小化用于每一线圈714a到714b的相邻者的数目。
驱动器线圈790a到790b用来耦合发射器(例如，图1的发射器104)到RX线圈718。在所说明实施例中，驱动器线圈790a到790b为单匝回圈。在其它实施例中，驱动器线圈790a到790b可为多匝线圈。驱动器线圈790a到790b可包含单层高Q线圈。在一些实施例中，驱动器线圈790a到790b可具有约200nH到500nH的电感，例如，约328nH或403nH。在一些实施例中，驱动器线圈790a到790b可具有约40mΩ到120mΩ的阻抗，例如，79.5mΩ。
伽玛回圈792a到792b用来反转TX线圈714a到714b的输入阻抗。如上文所论述，伽玛回圈792a到792b可由例如PA 724a的电压源功率放大器驱动。在所说明实施例中，伽玛回圈792a到792b为单匝回圈。伽玛回圈792a到792b可包含单层高Q线圈。在一些实施例中，伽玛回圈792a到792b可具有约20nH到160nH的电感，例如，约40nH或115nH。在一些实施例中，驱动器线圈790a到790b可具有约25mΩ到65mΩ的阻抗，例如，约45mΩ。
在所说明实施例中，伽玛回圈792a到792b耦合到驱动器线圈790a到790b。在各种实施例中，伽玛回圈792a到792b可与驱动器线圈790a到790b共享一或多个共同电抗元件。电抗元件可为无源式或有源式。在所说明实施例中，伽玛回圈792a与驱动器线圈790a共享共同电感器796a。共同电感器796a用来增加伽玛回圈792a与驱动器线圈790a之间的互感。在各种实施例中，共同电感器796a可为约50nH到100nH，例如，约75nH。
如上文所论述，TX线圈714a到714b可彼此耦合。例如，驱动器线圈790a到790b的相邻元件之间的互感可特别强。在各种实施例中，TX线圈714a到714b的一或多个部分可共享一或多个共同电抗元件。在包含额外TX线圈(例如，TX线圈的大阵列)的实施例中，一或多个TX线圈可与一或多个其它TX线圈共享一或多个共同电抗元件。所述电抗元件可经配置以至少部分地解耦所述TX线圈，例如，通过消除TX线圈714a与TX线圈714b之间的互感而磁性地解耦TX线圈714a和714b。电抗元件可为无源式或有源式。在所说明实施例中，驱动器线圈790a到790b共享共同电容器798。
共同电容器798用来缩减或消除驱动器线圈790a到790b之间的互感。在各种实施例中，共同电容器798可为约5nF到15nF，例如，约10nF。在实施例中，可在第一频率(例如，6.78MHz)下测量或计算TX线圈714a到714b之间的互感，且可设定共同电容器798以消除经测量或经计算的互感。
RX线圈718从TX线圈714a到714b接收无线电力。在所说明实施例中，RX线圈718为四匝线圈。在一些实施例中，RX线圈718可具有约500nH到900nH的电感，例如，约683nH。在一些实施例中，RX线圈718可具有约100mΩ到300mΩ的阻抗，例如，约166.5mΩ。
图7B为根据另一实施例的图7A的示范性发射区域700的部分的透视图。如所展示，发射区域700包含第一TX线圈714a、第二TX线圈714b和RX线圈718。在图7B的所说明实施例中，驱动器线圈790a到790b共享共同电感器799，而非图7A所展示的共同电容器798。共同电感器799交叉连接于驱动器线圈790a到790b之间。共同电感器799用来缩减或消除驱动器线圈790a与驱动器线圈790b之间的互感。在各种实施例中，共同电感器799可为约25nH到75nH，例如，约50nH。在实施例中，可在第一频率(例如，6.78MHz)下测量或计算TX线圈714a到714b之间的互感，且可将共同电感器799设定为等于经测量或经计算的互感。
图7C为根据一个实施例的图7A的示范性发射区域700的端视图。如所展示，发射区域700包含第一TX线圈714a、第二TX线圈714b和RX线圈718。如上文所论述，TX线圈714a到714b可在x方向上具有约0.5mm到1.5mm的分离度S，例如，约1mm，且RX线圈718可在y方向上提升到比TX线圈714a到714b高约5mm到15mm，例如，约10mm。在实施例中，RX线圈718与TX线圈714a到714b之间的总互感将在RX线圈718的每一位置X处变化。
图8为根据实施例的展示图7C的RX线圈718与TX线圈714a到714b之间的互感的曲线图。x轴展示RX线圈718(参见图7)沿着x方向的位置X(以mm为单位)。y轴展示针对每一位置X的RX线圈718与TX线圈714a到714b之间的互感(以nH为单位)。对于0.1mm和1mm的阵列分离度S，针对M35(RX线圈718与TX线圈714a之间的电感)、M45(RX线圈718与TX线圈714b之间的电感)和总互感(即，M35与M45的总和)展示互感。
如图8所展示，随着RX线圈718移动较远离于TX线圈714b(例如，从X＝-25mm到X＝25mm)，RX线圈718与TX线圈714b之间的互感(M45)降低。相似地，随着RX线圈718移动较接近于TX线圈714a(例如，从X＝-25mm到X＝25mm)，RX线圈718与TX线圈714a之间的互感(M35)增加。当RX线圈718在TX线圈714a到714b之间(例如，从X＝-75mm到X＝75mm)时，RX线圈718与TX线圈714a到714b之间的总互感下降。
在实施例中，当RX线圈718移动到位置X中时，发射器204(图2)可停用TX线圈714b，在位置X中，RX线圈718与TX线圈714b之间的互感(M45)变为负(例如，约X＝10mm)，且明确地说，在位置X中，M45为最小值(例如，约X＝25mm)。在另一实施例中，当RX线圈718移动到位置X中时，发射器204(图2)可反向TX线圈714b的相位，在位置X中，RX线圈718与TX线圈714b之间的互感(M45)变为负(例如，约X＝10mm)，且明确地说，在位置X中，M45为最小值(例如，约X＝25mm)。因此，可增加RX线圈718与TX线圈714a到714b之间的总互感。
相似地，当RX线圈718移动到位置X中时，发射器204(图2)可启用TX线圈714a，在位置X中，RX线圈718与TX线圈714a之间的互感(M35)变为正(例如，约X＝-10mm)。在另一实施例中，在TX线圈714a的相位已经反向的情况下，当RX线圈718移动到位置X中时，发射器204(图2)可反向TX线圈714a的相位，在位置X中，RX线圈718与TX线圈714a之间的互感(M35)变为正(例如，约X＝-10mm)。因此，可增加RX线圈718与TX线圈714a到714b之间的总互感。
图9为根据各种实施例的展示到图7A到7C的TX线圈714a中的输入阻抗的曲线图。x轴展示以MHz为单位的发射频率。y轴展示在TX线圈714b经负载有5Ω负载时TX线圈714a处的以Ω为单位的输入阻抗(Rin)。针对如下实施例展示输入阻抗(Rin)：图7A的实施例，其中TX线圈714a到714b共享共同电容器798(“电容解耦”)；图7B的实施例，其中TX线圈714a到714b共享共同电感器799(“电感解耦”)；和另一实施例(“Rin_Coupled状况”)，其中TX线圈714a到714b不共享共同电抗元件。
如图9所展示，输入阻抗(Rin)在Rin_Coupled状况下较高，其中TX线圈714a到714b不共享共同电抗元件，例如，共同电容器798或共同电感器799。如所展示，电容解耦以较低输入阻抗来提供窄频解耦。在一些实施例中，电容解耦相比于电感耦合可提供高Q和较低损耗。如所展示，电感解耦提供宽频解耦。在一些实施例中，电感耦合相比于电容解耦可产生较高损耗。
图10A到10C为根据各种实施例的图7A的示范性发射区域700的部分的平面图。发射区域700的所说明部分包含第一TX线圈714a和RX线圈718。第一TX线圈714a包含驱动器线圈790a，和伽玛回圈792a。在图10A到图10C的实施例中，伽玛回圈792a被不同地配置。
在图10A的所说明实施例中，伽玛回圈792a不包含图10B到图10C所展示的共同电感器796a。伽玛回圈792a与驱动器线圈790a之间的互感为约50nH到150nH，例如，94nH。伽玛回圈与RX线圈718之间的互感为约10nH到20nH，例如，15nH。驱动器线圈790a与RX线圈718之间的互感为约50nH到150nH，例如，87nH。
在图10B的所说明实施例中，伽玛回圈792a包含共同电感器796a。共同电感器796a可为约25nH到75nH，例如，约50nH。伽玛回圈792a与驱动器线圈790a之间的互感为约100nH到200nH，例如，约144nH。伽玛回圈与RX线圈718之间的互感为约10nH到20nH，例如，约15nH。驱动器线圈790a与RX线圈718之间的互感为约50nH到150nH，例如，约87nH。因此，相比于伽玛回圈792a不包含共同电感器796a的图10A的实施例，共同电感器796a可增加伽玛回圈792a与驱动器线圈790a之间的互感。
在图10C的所说明实施例中，伽玛回圈792a包含共同电感器796a。共同电感器796a可为约75nH到150nH，例如，约110nH。此外，图10C所展示的伽玛回圈792a小于图10A到图10B所展示的伽玛回圈792a。伽玛回圈792a与驱动器线圈790a之间的互感为约100nH到200nH，例如，约144nH。伽玛回圈与RX线圈718之间的互感为约1nH到3nH，例如，约2nH。驱动器线圈790a与RX线圈718之间的互感为约50nH到150nH，例如，约87nH。因此，相比于伽玛回圈792a不包含共同电感器796a的图10A的实施例，共同电感器796a可增加伽玛回圈792a与驱动器线圈790a之间的互感。此外，相比于图10A到图10B的实施例，图10C所展示的较小伽玛回圈792a可缩减伽玛回圈与RX线圈718之间的互感。
图11为无线电力发射的示范性方法的流程图1100。尽管本文参考上文关于图1到2所论述的无线电力发射系统100、上文关于图4所论述的发射器404和上文关于图7A到7C所论述的发射区域700而描述流程图1100的方法，但一般所属领域的技术人员应了解，流程图1100的方法可由本文所描述的另一装置或任何其它合适装置实施。在实施例中，流程图1100中的步骤可由处理器或控制器(例如，控制器415(图4)和/或处理器传信控制器516(图5))执行。尽管本文参考特定次序而描述流程图1100的方法，但在各种实施例中，可以不同次序来执行本文中的块或可省略本文中的块，且可添加额外块。
首先，在块1110处，存在检测系统480(图4)确定RX线圈718(图7)的位置。存在检测器480可通过检测发射线圈414的特性而确定RX线圈718的位置。例如，当RX线圈718接近时，存在检测器480可检测发射线圈414处的阻抗改变。在另一实施例中，存在检测器480可使用一或多个传感器(未图示)来检测RX线圈718的位置。
接下来，在块1120处，发射器406发射无线电力到RX线圈718。发射器406可经由TX线圈214而发射无线电力。在其它实施例中，发射器406可经由TX线圈214、414、714a和714b中的一或多者而发射无线电力。一或多个TX线圈可经由一或多个共同电抗元件而解耦。例如，TX线圈714a到714b可经由上文分别关于图7A和7B所论述的共同电容器798和/或共同电感器799而解耦。
接着，在块1130处，控制器415调整第一驱动器线圈790a和/或第二驱动器线圈790b的特性。控制器415基于RX线圈718的经检测位置而调整驱动器线圈790a到790b的特性。在实施例中，所述特性可包含TX线圈714a到714b的发射电力和/或相位。在各种实施例中，控制器415可确定多个接收器的位置，且可调整多个TX线圈(例如，TX线圈的阵列)的特性，所述TX线圈中每一者可经由一共同电抗元件而与其相邻者解耦。
图12为根据本发明的示范性实施例的无线电力发射系统1200的功能框图。无线电力发射系统1200包括用于发射无线电力的第一装置1210、用于发射无线电力的第二装置1220，和用于至少部分地解耦用于发射无线电力的第一装置1210和用于发射无线电力的第二装置1220的装置1230。
在实施例中，用于发射无线电力的第一装置1210可经配置以执行上文关于块1120(图11)所描述的功能中的一或多者。在各种实施例中，用于发射无线电力的第一装置1210可由TX线圈214(图2)、414(图4)、614(图6)和714a到714b(图7A)、驱动器224(图2)和624(图6)以及PA 424(图4)中的一或多者实施。
用于发射无线电力的第二装置1210可经配置以执行上文关于块1120(图11)所描述的功能中的一或多者。在各种实施例中，用于发射无线电力的第二装置1210可由TX线圈214(图2)、414(图4)、614(图6)和714a到714b(图7A)、驱动器224(图2)和624(图6)以及PA 424(图4)中的一或多者实施。
用于至少部分地解耦用于发射无线电力的第一装置1210和用于发射无线电力的第二装置1220的装置1230可由例如共同电容器798(图7A)和共同电感器799(图7B)中的一或多者的共同电抗元件实施。
上文所描述的方法的各种操作可由能够执行所述操作的任何合适装置(例如，各种硬件和/或软件组件、电路和/或模块)执行。通常，诸图所说明的任何操作可由能够执行所述操作的对应功能装置执行。
可使用多种不同技术中任一者来表示信息和信号。例如，可由电压、电流、电磁波、磁场或磁性粒子、光场或光学粒子或其任何组合来表示可贯穿以上描述而参考的数据、指令、命令、信息、信号、位、符号和码片。
结合本文所揭示的实施例而描述的各种说明性逻辑块、模块、电路和算法步骤可经实施为电子硬件、计算机软件或此两者的组合。为了清楚地说明硬件与软件的此可互换性，上文已大体上在功能性方面描述各种说明性组件、块、模块、电路和步骤。此类功能性经实施为硬件抑或软件取决于特定应用和强加于整个系统的设计约束。所描述功能性可针对每一特定应用而以不同方式予以实施，但此类实施决策不应被解译为造成脱离本发明的实施例的范围。
可运用经设计以执行本文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所揭示的实施例而描述的各种说明性逻辑块、模块和电路。通用处理器可为微处理器，但在替代例中，所述处理器可为任何常规处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器也可经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、一或多个微处理器结合DSP核心，或任何其它此类配置。
结合本文所揭示的实施例而描述的方法或算法的步骤可直接地以硬件、以由处理器执行的软件模块或所述两者的组合予以体现。如果以软件予以实施，那么所述功能可存储于有形非暂时性计算机可读媒体上或作为一或多个指令或代码而在有形非暂时性计算机可读媒体上进行传输。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)、电可抹除可编程ROM(EEPROM)、暂存器、硬盘、抽取式磁盘、CD-ROM或此项技术中所知的任何其它形式的存储媒体中。将存储媒体耦合到处理器，使得处理器可从存储媒体读取信息和将信息写入到存储媒体。在替代例中，存储媒体可与处理器成一体式。如本文所使用，磁盘和光盘包含压缩光盘(CD)、激光光盘、光盘、数字影音光盘(DVD)、软盘和蓝光光盘，其中磁盘通常以磁性方式再生数据，而光盘运用激光以光学方式再生数据。以上各者的组合也应包含于计算机可读媒体的范围内。处理器和存储媒体可驻留于ASIC中。ASIC可驻留于用户终端机中。在替代例中，处理器和存储媒体可作为离散组件而驻留于用户终端机中。
出于概述本发明的目的，本文已描述本发明的某些方面、优点和新颖特征。应理解，根据本发明的任何特定实施例，可未必达成所有此类优点。因此，可以如下方式来体现或进行本发明：达成或优化如本文所教示的一个优点或一群优点，而未必达成如本文可教示或建议的其它优点。
在不脱离本发明的精神或范围的情况下，上述实施例的各种修改将易于显而易见，且本文所界定的一般原理可应用于其它实施例。因此，本发明不希望限于本文所展示的实施例，而应符合与本文所揭示的原理和新颖特征一致的最广范围。

Claims (40)

1.一种经配置以发射无线电力到第一接收器的装置，其包括：
第一驱动器线圈；
第二驱动器线圈；以及
共同电抗元件，其连接到所述第一驱动器线圈和所述第二驱动器线圈，所述共同电抗元件经配置以至少部分地消除所述第一驱动器线圈与所述第二驱动器线圈之间的互感。
2.根据权利要求1所述的装置，其中所述共同电抗元件包括无源式电抗元件。
3.根据权利要求1或2中任一权利要求所述的装置，其中所述共同电抗元件包括桥接所述第一驱动器线圈和所述第二驱动器线圈的电容器。
4.根据权利要求1或2中任一权利要求所述的装置，其中所述共同电抗元件包括交叉连接所述第一驱动器线圈和所述第二驱动器线圈的电感器。
5.根据权利要求1至4中任一权利要求所述的装置，其进一步包括经配置以反转所述第一驱动器线圈的输入阻抗的伽玛回圈。
6.根据权利要求5所述的装置，其进一步包括为所述第一驱动器线圈和所述伽玛回圈所共有的电感器，所述电感器经配置以增加所述第一驱动器线圈与所述伽玛回圈之间的互感。
7.根据权利要求1至6中任一权利要求所述的装置，其进一步包括经配置以选择性地调整所述第一驱动器线圈和/或所述第二驱动器线圈的特性的控制器。
8.根据权利要求7所述的装置，其中所述控制器经进一步配置以确定所述第一接收器的位置，且基于所述第一接收器的所述经确定位置而选择性地调整所述第一驱动器线圈和所述第二驱动器线圈的特性。
9.根据权利要求8所述的装置，其中所述经调整特性包括发射电力和相位中的一者。
10.根据权利要求1至9中任一权利要求所述的装置，其进一步包括：
一或多个额外驱动器线圈；以及
一或多个额外电抗元件，
其中所述电抗元件经配置以至少部分地消除相邻驱动器线圈之间的互感。
11.一种发射无线电力到第一接收器的方法，其包括：
在包括第一驱动器线圈和第二驱动器线圈的发射器处确定所述第一接收器的位置；
发射无线电力到所述第一接收器；以及
基于所述第一接收器的所述经确定位置而调整所述第一驱动器线圈和/或第二驱动器线圈的特性，
其中所述发射器进一步包括连接到所述第一驱动器线圈和所述第二驱动器线圈的共同电抗元件，所述共同电抗元件经配置以至少部分地消除所述第一驱动器线圈与所述第二驱动器线圈之间的互感。
12.根据权利要求11所述的方法，其中所述共同电抗元件包括无源式电抗元件。
13.根据权利要求11或12中任一权利要求所述的方法，其中所述共同电抗元件包括桥接所述第一驱动器线圈和所述第二驱动器线圈的电容器。
14.根据权利要求11或12中任一权利要求所述的方法，其中所述共同电抗元件包括交叉连接所述第一驱动器线圈和所述第二驱动器线圈的电感器。
15.根据权利要求11至14中任一权利要求所述的方法，其中所述发射器进一步包括经配置以反转所述第一驱动器线圈的输入阻抗的伽玛回圈。
16.根据权利要求15所述的方法，其中所述发射器进一步包括为所述第一驱动器线圈和所述伽玛回圈所共有的电感器，所述电感器经配置以增加所述第一驱动器线圈与所述伽玛回圈之间的互感。
17.根据权利要求11至16中任一权利要求所述的方法，其中所述经调整特性包括发射电力和相位中的一者。
18.根据权利要求11至17中任一权利要求所述的方法，其中所述发射器进一步包括：
一或多个额外驱动器线圈；以及
一或多个额外电抗元件，
其中所述电抗元件经配置以至少部分地消除相邻驱动器线圈之间的互感。
19.根据权利要求15至18中任一权利要求所述的方法，其中所述共同电抗元件包括有源式电抗元件，所述方法进一步包括调整所述电抗元件的电容和/或电感。
20.根据权利要求11至19中任一权利要求所述的方法，其进一步包括：
确定第二接收器的位置；
同时地发射无线电力到所述第一接收器和所述第二接收器；以及
基于所述第二接收器的所述经确定位置而调整至少一驱动器线圈的特性。
21.一种用于发射无线电力到第一接收器的设备，其包括：
用于发射无线电力的第一装置；
用于发射无线电力的第二装置；以及
用于至少部分地解耦用于发射无线电力的所述第一装置和用于发射无线电力的所述第二装置的装置。
22.根据权利要求21所述的设备，其进一步包括用于反转用于发射无线电力的所述第一装置的输入阻抗的装置。
23.根据权利要求21或22中任一权利要求所述的设备，其进一步包括用于增加用于发射无线电力的所述第一装置与用于反转用于发射无线电力的所述第一装置的所述输入阻抗的所述装置之间的互感的装置。
24.根据权利要求21或22中任一权利要求所述的设备，其进一步包括用于选择性地调整用于发射无线电力的所述第一装置和/或用于发射无线电力的所述第二装置的特性的装置。
25.根据权利要求21至24中任一权利要求所述的设备，其进一步包括用于确定所述第一接收器的位置的装置，和用于基于所述第一接收器的所述经确定位置而选择性地调整所述第一驱动器线圈和所述第二驱动器线圈的特性的装置。
26.根据权利要求25所述的设备，其中所述经调整特性包括发射电力。
27.根据权利要求25所述的设备，其中所述经调整特性包括相位。
28.根据权利要求21至27中任一权利要求所述的设备，其进一步包括：
用于发射无线电力的一或多个额外装置；以及
用于解耦用于发射无线电力的相邻装置的一或多个装置。
29.根据权利要求21至29中任一权利要求所述的设备，其进一步包括：
用于所述第一接收器的位置的装置；以及
用于基于所述第一接收器的所述经确定位置而调整用于发射无线电力的所述第一装置和/或用于发射无线电力的所述第二装置的特性的装置。
30.根据权利要求29所述的设备，其进一步包括：
用于确定第二接收器的位置的装置；
用于同时地发射无线电力到所述第一接收器和所述第二接收器的装置；以及
用于基于所述第二接收器的所述经确定位置而调整至少一驱动器线圈的特性的装置。
31.一种非暂时性计算机可读媒体，其包括代码，所述代码在执行时使设备：
从包括第一驱动器线圈和第二驱动器线圈的发射器到第一接收器发射无线电力；
确定所述第一接收器的位置；以及
基于所述第一接收器的所述经确定位置而调整所述第一驱动器线圈和/或第二驱动器线圈的特性，
其中所述发射器进一步包括连接到所述第一驱动器线圈和所述第二驱动器线圈的共同电抗元件，所述共同电抗元件经配置以至少部分地消除所述第一驱动器线圈与所述第二驱动器线圈之间的互感。
32.根据权利要求31所述的媒体，其中所述共同电抗元件包括无源式电抗元件。
33.根据权利要求31或32中任一权利要求所述的媒体，其中所述共同电抗元件包括桥接所述第一驱动器线圈和所述第二驱动器线圈的电容器。
34.根据权利要求31或32中任一权利要求所述的媒体，其中所述共同电抗元件包括交叉连接所述第一驱动器线圈和所述第二驱动器线圈的电感器。
35.根据权利要求31至34中任一权利要求所述的媒体，其中所述发射器进一步包括经配置以反转所述第一驱动器线圈的输入阻抗的伽玛回圈。
36.根据权利要求35所述的媒体，其中所述发射器进一步包括为所述第一驱动器线圈和所述伽玛回圈所共有的电感器，所述电感器经配置以增加所述第一驱动器线圈与所述伽玛回圈之间的互感。
37.根据权利要求31至36中任一权利要求所述的媒体，其中所述经调整特性包括发射电力和相位中的一者。
38.根据权利要求31至37中任一权利要求所述的媒体，其中所述发射器进一步包括：
一或多个额外驱动器线圈；以及
一或多个额外电抗元件，
其中所述电抗元件经配置以至少部分地消除相邻驱动器线圈之间的互感。
39.根据权利要求35至38中任一权利要求所述的媒体，其中所述共同电抗元件包括有源式电抗元件，所述媒体进一步包括调整所述电抗元件的电容和/或电感。
40.根据权利要求31至39中任一权利要求所述的媒体，其进一步包括代码，所述代码在执行时使所述设备：
确定第二接收器的位置；
同时地发射无线电力到所述第一接收器和所述第二接收器；且
基于所述第二接收器的所述经确定位置而调整至少一驱动器线圈的特性。
CN201380044567.2A 2012-08-31 2013-08-27 用于解耦多个无线充电发射器的系统和方法 Active CN104584446B (zh)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201261696032P 2012-08-31 2012-08-31
US61/696,032 2012-08-31
US13/841,177 2013-03-15
US13/841,177 US9275791B2 (en) 2012-08-31 2013-03-15 Systems and methods for decoupling multiple wireless charging transmitters
PCT/US2013/056836 WO2014035987A2 (en) 2012-08-31 2013-08-27 Systems and methods for decoupling multiple wireless charging transmitters

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104584446A true CN104584446A (zh) 2015-04-29
CN104584446B CN104584446B (zh) 2017-03-29

Family

ID=49223844

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201380044567.2A Active CN104584446B (zh) 2012-08-31 2013-08-27 用于解耦多个无线充电发射器的系统和方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9275791B2 (zh)
EP (1) EP2891254B1 (zh)
CN (1) CN104584446B (zh)
TW (1) TWI553994B (zh)
WO (1) WO2014035987A2 (zh)

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016172916A1 (en) * 2015-04-30 2016-11-03 The University Of Hong Kong Transmitter-side control of wireless power transfer systems without using mutual coupling information or wireless feedback
CN106953417A (zh) * 2017-03-30 2017-07-14 上海交通大学 无线充电线圈组件及使用该组件的电能传输系统
CN106953650A (zh) * 2015-10-12 2017-07-14 恩智浦有限公司 Nfc或rfid设备rf去谐检测和驱动器输出功率调节
CN107787514A (zh) * 2015-06-22 2018-03-09 高通股份有限公司 半导体器件中的电感器结构
CN107819207A (zh) * 2017-12-04 2018-03-20 成都思悟革科技有限公司 一种近距离辐射器
CN107925272A (zh) * 2015-09-03 2018-04-17 高通股份有限公司 用于减少的电磁干扰的具有阻抗反转滤波器的用于无线功率传送的整流器
CN108027392A (zh) * 2015-02-10 2018-05-11 高通股份有限公司 用于电流传感器的装置和方法
CN109873505A (zh) * 2019-03-25 2019-06-11 浙江大学 一种实现无线电能传输系统中单排放置多发射线圈解耦的方法
CN109904934A (zh) * 2019-03-25 2019-06-18 浙江大学 一种实现无线电能传输系统中双排等距放置多发射线圈解耦的方法
CN113904466A (zh) * 2021-08-25 2022-01-07 中国人民解放军海军工程大学 一种船舶无线充电系统谐振线圈自对准控制方法及装置
CN107819207B (zh) * 2017-12-04 2024-05-28 成都思悟革科技有限公司 一种近距离辐射器

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9071284B2 (en) * 2011-10-21 2015-06-30 Qualcomm Incorporated Load impedance detection for static or dynamic adjustment of passive loads
BR122016030290A2 (pt) * 2012-03-15 2019-08-27 Intel Corp dispositivo eletrônico portátil e dispositivo eletrônico para proporcionar detecção de proximidade e comunicação de campo de proximidade (nfc)
US9276639B2 (en) * 2013-02-25 2016-03-01 Apple Inc. Wirelessly charged electronic device with shared inductor circuitry
US20150091523A1 (en) * 2013-10-02 2015-04-02 Mediatek Singapore Pte. Ltd. Wireless charger system that has variable power / adaptive load modulation
US9511674B2 (en) * 2014-04-18 2016-12-06 Qualcomm Incorporated Base distribution network for dynamic wireless charging
EP3175289A4 (en) 2014-08-03 2018-04-18 Pogotec, Inc. Wearable camera systems and apparatus and method for attaching camera systems or other electronic devices to wearable articles
US9780572B2 (en) * 2014-10-27 2017-10-03 Qualcomm Incorporated Wireless power multi-coil mutual induction cancellation methods and apparatus
KR102026984B1 (ko) * 2014-12-15 2019-10-07 주식회사 위츠 무선 충전 제어 방법 및 그를 이용한 무선 전력 송신 장치 및 수신 장치
US9628707B2 (en) 2014-12-23 2017-04-18 PogoTec, Inc. Wireless camera systems and methods
KR101638352B1 (ko) * 2015-04-24 2016-07-13 주식회사 지니틱스 코일에 연결된 출력단자를 플로팅되도록 하는 회로를 갖는 코일 구동 ic
CA2989077A1 (en) 2015-06-10 2016-12-15 PogoTec, Inc. Eyewear with magnetic track for electronic wearable device
US10481417B2 (en) 2015-06-10 2019-11-19 PogoTec, Inc. Magnetic attachment mechanism for electronic wearable device
US10340752B2 (en) 2015-06-23 2019-07-02 Witricity Corporation Systems, methods and apparatuses for guidance and alignment in electric vehicles wireless inductive charging systems
US10411524B2 (en) 2015-06-23 2019-09-10 Witricity Corporation Systems, methods and apparatuses for guidance and alignment in electric vehicles wireless inductive charging systems
WO2017075405A1 (en) 2015-10-29 2017-05-04 PogoTec, Inc. Hearing aid adapted for wireless power reception
US11558538B2 (en) 2016-03-18 2023-01-17 Opkix, Inc. Portable camera system
US10483786B2 (en) 2016-07-06 2019-11-19 Apple Inc. Wireless charging systems with multicoil receivers
TW201830953A (zh) 2016-11-08 2018-08-16 美商帕戈技術股份有限公司 用於電子可穿戴裝置之智慧外殼
US11300857B2 (en) 2018-11-13 2022-04-12 Opkix, Inc. Wearable mounts for portable camera
WO2023154975A1 (en) * 2022-02-21 2023-08-24 Hemideina Pty Ltd Inductive link arrangement

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW201015821A (en) * 2008-07-02 2010-04-16 Access Business Group Int Llc Electromagnetic interference mitigation
WO2011074082A1 (ja) * 2009-12-16 2011-06-23 富士通株式会社 磁界共鳴送電装置、及び、磁界共鳴受電装置

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7521890B2 (en) 2005-12-27 2009-04-21 Power Science Inc. System and method for selective transfer of radio frequency power
GB0817047D0 (en) 2008-09-18 2008-10-22 Amway Europ Ltd Electromagnetic Interference Suppression
JP5425539B2 (ja) 2009-01-27 2014-02-26 パナソニック株式会社 非接触電力伝送システム
US8338991B2 (en) 2009-03-20 2012-12-25 Qualcomm Incorporated Adaptive impedance tuning in wireless power transmission
JP2011199975A (ja) 2010-03-18 2011-10-06 Nec Corp 非接触送電装置、非接触送電システムおよび非接触送電方法
US8830637B2 (en) 2010-08-31 2014-09-09 Texas Instruments Incorporated Methods and apparatus to clamp overvoltages for alternating current systems
KR101228556B1 (ko) 2010-11-04 2013-02-07 주식회사 한림포스텍 무선 전력 전송 장치에서의 전력 전송 코일 선택 제어 방법, 이를 적용한 무선 전력 전송 장치, 및 이를 적용하는 무선 전력 전송 시스템
JP5439416B2 (ja) 2011-03-04 2014-03-12 株式会社東芝 無線電力伝送装置
TWI479766B (zh) 2011-08-04 2015-04-01 Fu Da Tong Technology Co Ltd Electronic charging structure of electronic device

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW201015821A (en) * 2008-07-02 2010-04-16 Access Business Group Int Llc Electromagnetic interference mitigation
WO2011074082A1 (ja) * 2009-12-16 2011-06-23 富士通株式会社 磁界共鳴送電装置、及び、磁界共鳴受電装置

Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108027392A (zh) * 2015-02-10 2018-05-11 高通股份有限公司 用于电流传感器的装置和方法
WO2016172916A1 (en) * 2015-04-30 2016-11-03 The University Of Hong Kong Transmitter-side control of wireless power transfer systems without using mutual coupling information or wireless feedback
CN108141055A (zh) * 2015-04-30 2018-06-08 香港大学 在不使用互耦信息或者无线反馈的情况下的无线电能传输系统的发送器侧控制
US10305331B2 (en) 2015-04-30 2019-05-28 The University Of Hong Kong Transmitter-side control of wireless power transfer systems without using mutual coupling information or wireless feedback
CN108141055B (zh) * 2015-04-30 2022-01-14 香港大学 在不使用互耦信息或者无线反馈的情况下的无线电能传输系统的发送器侧控制
CN107787514B (zh) * 2015-06-22 2020-03-13 高通股份有限公司 半导体器件中的电感器结构
CN107787514A (zh) * 2015-06-22 2018-03-09 高通股份有限公司 半导体器件中的电感器结构
CN107925272A (zh) * 2015-09-03 2018-04-17 高通股份有限公司 用于减少的电磁干扰的具有阻抗反转滤波器的用于无线功率传送的整流器
CN106953650A (zh) * 2015-10-12 2017-07-14 恩智浦有限公司 Nfc或rfid设备rf去谐检测和驱动器输出功率调节
CN106953650B (zh) * 2015-10-12 2021-10-08 恩智浦有限公司 Nfc或rfid设备rf去谐检测和驱动器输出功率调节
CN106953417A (zh) * 2017-03-30 2017-07-14 上海交通大学 无线充电线圈组件及使用该组件的电能传输系统
CN107819207A (zh) * 2017-12-04 2018-03-20 成都思悟革科技有限公司 一种近距离辐射器
CN107819207B (zh) * 2017-12-04 2024-05-28 成都思悟革科技有限公司 一种近距离辐射器
CN109873505B (zh) * 2019-03-25 2020-12-15 浙江大学 一种无线电能传输系统中单排放置多发射线圈解耦的方法
CN109904934A (zh) * 2019-03-25 2019-06-18 浙江大学 一种实现无线电能传输系统中双排等距放置多发射线圈解耦的方法
CN109873505A (zh) * 2019-03-25 2019-06-11 浙江大学 一种实现无线电能传输系统中单排放置多发射线圈解耦的方法
CN113904466A (zh) * 2021-08-25 2022-01-07 中国人民解放军海军工程大学 一种船舶无线充电系统谐振线圈自对准控制方法及装置
CN113904466B (zh) * 2021-08-25 2023-08-01 中国人民解放军海军工程大学 一种船舶无线充电系统谐振线圈自对准控制方法及装置

Also Published As

Publication number Publication date
EP2891254B1 (en) 2019-12-18
TW201415753A (zh) 2014-04-16
TWI553994B (zh) 2016-10-11
CN104584446B (zh) 2017-03-29
EP2891254A2 (en) 2015-07-08
US20140062213A1 (en) 2014-03-06
WO2014035987A3 (en) 2014-04-17
WO2014035987A2 (en) 2014-03-06
US9275791B2 (en) 2016-03-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104584446A (zh) 用于解耦多个无线充电发射器的系统和方法
JP6148310B2 (ja) ワイヤレス給電ピアツーピア通信
JP6188746B2 (ja) 複数の受信機間の無線電力配分
JP5809147B2 (ja) 可変ワイヤレス電力伝送
EP3127210B1 (en) Systems, apparatus, and methods for wireless power receiver coil configuration
US9166439B2 (en) Systems and methods for forward link communication in wireless power systems
JP5914507B2 (ja) デバイスのワイヤレス充電
US9093215B2 (en) Push-pull driver for generating a signal for wireless power transfer
CN104541455A (zh) 具有电容式接近度感测的无线电力系统
US20130043735A1 (en) Systems, methods, and devices for multi-level signaling via a wireless power transfer field
JP2013545427A (ja) ワイヤレス充電デバイス
CN105103403A (zh) 用于扩展无线充电器的电力能力的系统和方法
US9673872B2 (en) Multi-band transmit antenna
CN103782521A (zh) 用于检测和识别无线电力装置的系统和方法
CN103733535A (zh) 具有多个接收器线圈的无线电力接收器
WO2015031016A1 (en) System and method for efficient data communication and wireless power transfer coexistence
JP2012518338A (ja) 電子デバイスのためのワイヤレス電力供給およびワイヤレス通信
CN104981957A (zh) 用于无线电力系统的主动及自适应场抵消
WO2013130337A1 (en) Systems and methods for sensing reverse link signaling in wireless power transmission
CN103038976A (zh) 多环无线电力接收线圈
US9196418B2 (en) Push-pull driver with stage inversion and method of operation
US20150064970A1 (en) Systems, apparatus, and methods for an embedded emissions filter circuit in a power cable

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
EXSB Decision made by sipo to initiate substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant