CN105339858B - 用于无线设备的无线充电单元和基于耦合器的对接组合 - Google Patents

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Abstract

本文所描述的是与用于在设备中实现无线充电和无线连接组合的一个或多个系统、装置、方法等有关的技术。该设备包括：耦合器天线，其被配置为协助接收或发送数据信号；无线通信模块，其被配置为处理数据信号；以及滤波器单元，其将耦合器天线耦合至无线通信模块，该滤波器单元包括电容器，该电容器分别向数据信号和充电电能提供阻抗。

Description

用于无线设备的无线充电单元和基于耦合器的对接组合
背景技术
对接(docking)站布置可以提供一种将外围设备连接到诸如膝上型计算机之类的设备的方式，所述外围设备例如可以是监视器、键盘、鼠标、外部硬驱动器、网络摄像头等。诸如移动电话、平板计算机等宽范围的不同设备可以被对接以提供到这些外围设备的便捷连接。
对接站布置可以协助无线充电和到设备的无线连接。例如，可以通过从对接站到设备的电能传递来实现无线充电。无线电能传递例如可能需要安装或安置在设备和对接站中的一组电极。另一方面，无线连接可能需要在设备和对接站中安装额外的耦合器天线。
在具有较小和较薄的设备的情况下，安装或安置一组电子和耦合器天线物理上受到这种设备内的空间的可用性的限制。例如，为了将一组电极集成到较薄的设备中，该集成可能不能向其整体结构添加不期望的厚度尺寸。而且，在设备中集成耦合器天线和一组电极可能对无线连接生成干扰并且影响无线充电的效率。
相应地，需要允许向这种设备中有效集成一组电极和耦合器天线的解决方案。
附图说明
图1示出了示例对接站布置。
图2示出了实现设备与对接站之间的无线充电以及无线连接的示例场景。
图3示出了无线充电单元和设备中集成的耦合器天线的示例结构。
图4示出了实现设备的无线充电的示例系统框图。
图5示出了实现设备的无线充电的系统框图的示例等效电路。
图6示出了耦合器天线在无线连接操作期间的示例结构和电子特性。
图7示出了无线充电单元和基于耦合器天线的无线对接组合的示例示意图。
图8示出了用于将数据信号与无线充电电能信号进行分离的原型版的示例图。
图9示出了无线对接组合在对接侧的示例系统级框图。
图10示出了无线对接组合在设备侧的示例系统级框图。
图11示出了示出在设备中实现无线充电和无线连接组合的示例方法的示例流程图。
参照附图来提供下文的详细描述。在附图中，参考编号中最左边的数字通常标识参考编号首先出现于的附图。在不同附图中对相同参考标号的使用指示类似或等效的项。
具体实施方式
本文件公开一个或多个用于在设备中实现无线充电和无线连接组合的系统、装置、方法等。例如，设备利用无线充电单元和耦合器天线分别实现无线充电和无线连接。在该示例中，耦合器天线可以被集成到无线充电单元中。该集成例如最小化了无线充电可能带给无线连接的干扰。
在示例性实现方式中，设备在其基部包括无线充电单元。该无线充电单元例如被用来从诸如对接站之类的另一设备接收充电电能。在该示例中，将无线充电单元与电容充电器组件进行配对，其中该电容充电器组件被安装在对接站的对界表面中。
无线充电单元与电容充电器组件之间(例如，在配对期间)极为靠近，这可以通过电容耦合协助充电电能的传递。例如，设备通过其无线充电电源可以接收由电容充电器组件生成的充电电能。经由电容耦合进行的充电可以提供独特的特性，例如，位置灵活性、高功率传递、高传递效率以及不增加设备的高度。
在示例性实现方式中，无线充电单元包括导电机架(例如，金属机架)，该导电机架被配置为作为被动设备电极。在该实现方式中，导电机架包括保险装置(cutout)，该保险装置沿着导电机架的平面表面形成开口。该保险装置随后被覆盖以电介质插入物，该电介质插入物被用来将无线充电单元、尤其是被动设备电极与主动设备电极进行隔离。
电介质插入物例如包括向保险装置提供机械强度的塑料材料。在示例性实现方式中，导电薄板被集成到电介质插入物中。例如，导电薄板被配置为作为主动设备电子，其被安置或层叠到电介质插入物上。在该示例中，被动设备电极和主动设备电极的组合协助接收电容无线充电电能。
如本文的实现方式的示例，耦合器天线被集成到无线充电单元，以形成无线对接组合。在该无线对接组合中，耦合器天线协助接收或发送数据信号。另一方面，无线充电单元独立地接收来自对接站的充电电能。换言之，耦合器天线和无线充电单元对不同的信号进行操作。例如，在充电电能被无线充电单元接收并处理的同时，数据信号在无线连接期间被无线保真(Wi-Fi)模块接收和处理。
无线对接组合应将无线充电信号与无线连接数据信号进行分离。为了防止电容无线充电电能干扰数据信号，高频滤波器(例如，去耦合电容器、衰减器等)可以被用来将耦合器天线耦合到Wi-Fi模块。例如，高频滤波器针对数据信号作为短路，而高频滤波器提供对电容无线充电电能的高阻抗。在该示例中，去耦合电容器还可以降低无线对接组合的电容，以维持无线充电效率。而且，为了防止无线对接组合引入的额外电容，降低接地基准的电路区域。例如，接地基准包括携带与无线充电单元中的主动设备电极相同的电势的电路区域。
图1示出了示例对接站布置100，该对接站布置100示出了通过对接站与外围设备连接的设备(例如，无线设备)。图1例如包括无线设备102、外围设备104、对接站106以及有线链路108。在某些实现方式中，有线链路108是从对接站到每个外围设备的多个链路。外围设备104例如包括监视器104、2、键盘104-4以及鼠标104-6。应当理解，所外围设备列表是不限制的，并且其他外围设备可以包括外部硬驱动器、网络摄像头等。
无线设备102利用对接站106来与外围设备104建立无线通信。例如，无线设备102将监视器104-2用作扩展无线显示器(例如，Wi-Di)。在该示例中，无线设备102被放置于十分靠近(例如，几毫米)对接站106处以利用监视器104-2。本文中的对接站106通过有线链路108被连接到监视器104-2。另一方面，无线设备102与对接站106之间的无线连接是通过其各自的耦合器天线(未示出)来实现的。
在另一场景中，无线设备102使用对接站106进行无线充电。例如，无线设备102包括无线充电单元(未示出)，该无线充电单元被配置为从对接站106接收电容无线电能传递。在该示例中，电容无线电能传递是通过无线充电单元与对接站106的电容充电器组件(未示出)之间的电影响来实现的。
在实现方式中，无线充电单元包括一组设备电极(即，主动电极和被动电极)，该组设备电极被放置在无线设备102的底面或基部。该组电极是用电容充电器组件来配对的，该电容充电器组件被放置于对接站106的上表面(即，对接表面)。上表面例如包含无线设备102的基部通常在对接操作期间着陆的区域。
在实现方式中，无线设备102可以包括，但不限于，平板计算机、上网本计算机、膝上型计算机、移动电话、蜂窝电话、智能电话、个人数字助理、多媒体播放设备、数字音乐播放器、数字视频播放器、导航设备、数字照相机等。
类似地，外围设备104可以包括，但不限于，输入、输出或存储外围设备104。输入外围设备104可以例如通过键盘104-4、鼠标104-6或网络摄像头(未示出)等向无线设备102提供来自用户的输入。输出外围设备104可以向用户提供输出，该用户例如可以是监视器104-2或打印机(未示出)。存储外围设备104可以例如通过硬驱动器(未示出)或闪存驱动器(未示出)在计算会话之间存储数据(未示出)。
图2示出了实现无线设备102与对接站106之间的无线充电以及无线连接的示例场景。
如图所示，图2示出了具有无线充电单元200的无线设备102以及具有安置的电容充电器组件202的对接站106。此外，耦合器天线204被集成到无线充电单元200，而另一耦合器天线206被集成到电容充电器组件202。
在示例性实现方式中，无线设备102对接到对接站106的平面表面，以发送或接收无线数据传递。例如，耦合器天线204和206之间十分靠近，从而在无线设备102与对接站106之间建立无线通信。在该示例中，所建立的无线通信被用于发送和接收无线数据传递。例如，其各自的耦合器天线彼此被垂直放置，从而在无线设备102与对接站106之间进行对接操作期间有助于位置灵活性。
在无线数据传递操作期间，无线设备102还可以通过无线充电单元200与电容充电器组件202之间的电影响来接收充电电能。例如，电容充电器组件202被激发以产生电场。在该示例中，所产生的电场可以有助于向无线充电单元200传递充电电能，其中，无线充电单元200被放置于十分靠近电容充电器组件202处。换言之，当无线设备102被对接于对接站106中以执行无线连接(例如，无线数据传递)时，无线设备102也可以接收充电电能。无线充电单元200和电容充电器组件202的垂直布局可以使得无线设备102的相对位置具有灵活性。无线充电单元200和电容充电器组件202可以被称为电极。
在具有集成的无线充电单元200和电容充电器组件202的情况下，需要对无线充电信号和数据信号进行分离以独立处理它们。在实现方式中，将耦合器天线204集成到无线充电单元200可能引入额外的不需要的电容量，该电容量可能影响无线充电的效率。为此，额外的去耦合电容(未示出)可以被集成到无线充电单元200和耦合器天线204的电路中，从而获得高的无线充电效率。同时，去耦合电路还最小化充电电能对无线数据传递的影响(例如，干扰)。
继续参照图2，耦合器天线204和206例如可以包括各自的微带线，这些微带线彼此垂直地放置。例如，耦合器天线204的微带线与耦合器天线206的微带线垂直放置。在该示例中，重置配置提供了重叠区域，从而在耦合器天线之间生成高耦合系数和位置灵活度。
图3(a)示出了本文所描述的具有集成的无线充电单元200的无线设备102的示例结构。另一方面，图3(b)示出了无线充电单元200和集成的耦合器天线204的顶视图。
无线充电单元200包括诸如金属机架300之类的导电机架，该金属机架300被放置于无线设备102的底部。例如，金属机架300可以覆盖无线设备102的底部和周围键盘区域。在该示例中，金属机架300被直接连接到无线设备102的系统接地(未示出)，金属机架300被配置为被动设备电极302。换言之，被动设备电极302的接地被指向系统接地，这为传播给地面的静电放电(ESD)噪声提供了路径。
继续参照图3(b)，图3(b)示出了金属机架300的顶视图，其中该金属机架300具有保险装置304、电介质插入物306、主动设备电极308、被动设备电极302以及耦合器天线204。
在示例性实现方式中，保险装置304是金属机架300中从金属机架300的平面表面移除的部分。例如，保险装置304是沿着金属机架300的中间部分弯曲的方形、圆形、或长方形。在该示例中，电介质插入物306被插入以覆盖保险装置304所限定的区域。
如本文的实现方式的示例，电介质插入物306由复合材料(例如，塑料材料)构成，从而为金属机架300的被移除的部分提供机械强度。而且，电介质插入物306向被配置作为被动设备电极302的金属机架300提供隔离。
在示例性实现方式中，电介质插入物306包括集成的主动设备电极308。例如，主动设备电极308是沿着电介质插入物306的中间部分来层叠的导电薄板。在该示例中，耦合器天线204还被集成到主动设备电极308。电介质插入物604、主动设备电极308以及耦合器天线204的组合厚度(即，总厚度)适于金属机架300的厚度。换言之，向无线设备102引入无线充电单元200不受限于无线设备102内的空间的可用性。
图4示出了实现设备102的无线充电的示例系统400。
示例系统400示出了对接站106和无线设备102的无线充电系统框图。例如，对接站106被配置为包括发送器402，而无线设备102被配置为包括接收器404。发送器402发送充电电能，而接收器404通过发送器402与接收器404之间的电影响来接收充电电能。
如本文的实现方式的示例，发送器402包括主动对接电极406、被动对接电极408、AC至DC单元410、逆变器驱动器412、控制器414以及升压变压器416。在实现方式中，发送器402可以作为对接站106的电容充电器组件202。
继续参照图4，接收器404包括主动设备电极308、被动设备电极302、降压变压器418、整流器420、稳压器422以及负载424。在实现方式中，接收器404可以作为无线设备102的无线充电单元200。
在无线充电(即，电能传递操作)器件，主动对接电极406和主动设备电极308彼此十分靠近，从而形成等效电容器(未示出)。当由升压变压器416向主动对接电极406提供高电压或电势时，在周围的主动对接电极406和主动设备电极308之间形成高电场区。为此，电流将从主动对接电极406流向主动设备电极308。
类似地，被动对接电极408和被动设备电极302靠近，从而形成另一等效电容器(未示出)。该等效电容器允许返回电流从被动设备电极302流向被动对接电极408，并且返回至升压变压器416。
如本文的实现方式的示例，主动对接电极406和主动设备电极308之间的电影响协助对接站106与无线设备102之间的电容无线充电。
例如，在发送器402侧，AC至DC单元410提供了直流电(DC)输出。逆变器驱动器412随后将对DC输出进行转换，并且将该DC输出用于向升压变压器416提供交流电(AC)输入。典型地，逆变器驱动器412和升压变压器416是高压高频(HVHF)电力发电机，并且其操作由控制器414来控制。例如，升压变压器416向主动对接电极406提供高电压。在该示例中，控制器414管控逆变器驱动器412提供的AC输入量，以及由升压变压器416生成的电压量。
升压变压器416向主动对接电极406提供较高电势，而被动对接电极408经受较低电势(即，作为储蓄器(reservoir)或接地)。在该设置中，主动对接电极406生成高电场，这转而将协助从对接站106的主动对接电极向无线设备102的主动设备电极308进行能量传递。
在接收器404侧，降压变压器418从主动设备电极308接收所感应的AC电势，并且降级或降低该AC电势量。例如，实现降低AC电势以符合用来对负载424进行充电的偏置电压量。在该示例中，整流器420会把所降低的AC电势转换为DC输出。该DC输出随后被提供给稳压器422，稳压器422控制提供给负载424的电压量。例如，稳压器422向负载424提供充电DC电流。
图5示出了图4中的系统400的示例等效电路500。
如图所示，该等效电路包括平行的板极电容Caa 502和Cpp 504、电容Ctt 506以及电容Crr 508。
板极电容Caa 502可以表示主动对接电极406与主动设备电极308之间的电容。类似地，板极电容Cpp 504可以表示被动对接电极408与被动设备电极302之间的电容。
电容Ctt 506可以表示在发送器侧402主动对接电极406和被动对接电极408之间的电容。另一方面，电容Crr 508可以表示在接收器侧404主动设备电极308和被动设备电极302之间的电容。
为了从发送器侧402向接收器侧404中的负载424提供最大功率，电容Ctt 506需要尽可能的小，从而在发送器侧402呈现高输出阻抗。类似地，电容Crr 508需要尽可能的低，从而允许向负载提供最大功率。
在接收器侧404处，平行的板极电容Caa 502和Cpp 504需要尽可能的高，从而在充电电能传递期间维持高电场。然而，为了具有稳定的充电，Cpp 504需要远大于Caa502。基本上，这4个电容(即，Ctt 506、Crr 508、Caa 502和Cpp 504)之间的优化决定了无线充电系统的电能传递效率。为此，主动电极406和308的垂直布局可以确保它们形成的电容为Caa 502。换言之，在保持位置灵活性的同时Caa 502可以保持稳定。
图6示出了耦合器天线204和206的示例结构和电子特性。例如，耦合器天线204和206可以分别被集成到主动设备电极308和主动对接电极406中。
如图所示，耦合器天线204与耦合器天线206处于面对面的位置。换言之，耦合器天线204直接位于耦合器天线206的近场辐射内。而且，图6示出干涉电容600、平行的板极电容602、耦合电容604、微带导线606、微带导线宽度608、耦合距离610、接地层612以及基底厚度614。
如本文的实现方式的示例，微带导线606是例如通常用于微波电路中的低损耗传输线。具有基带厚度614的电介质材料被放置于微带导线606和接地层612之间。在实现方式中，接地层612-2被连接到无线充电单元200的主动设备电极308，而接地层612-4被连接到电容充电器组件202的主动对接电极406.
当与波长相比，基底厚度614-2的大小较薄，并且耦合器天线204被所匹配的负载(未示出)所终止时，可以产生较小的远场辐射。例如，波长的大小由微带导线606中的信号电流的频率来定义。在该示例中，在微带导线606-2中流过的信号电流和通过接地层612-2(即，返回路径)返回的信号电流彼此会十分接近。因此，由于相对于干涉场的距离呈指数衰减，因而取消电流可能生成较小的远场辐射。
然而，关于其近场辐射，相同的结构可以支持强的近场耦合。例如，当微带导线606-2和微带导线606-4在对接操作期间彼此更接近时，耦合电容604将产生较高的值。在该示例中，当耦合距离610减小时，耦合电容604增大。当微带导线606之间获得更高的重叠区域，则耦合电容604进一步增大。例如，微带导线宽度608之间的更高的重叠区域增大耦合电容604。在另一示例中，可以通过调整所产生的耦合电容604的量来控制从微带导线606-2传递至微带导线606-4的信号强度。该调整可以针对被配置为产生较小近场辐射的足够小的间断以及足够的耦合电容604进行优化。
继续参照图6，平行的板极电容602可以包括微带线中的寄生电容的等效电容。当信号电流流过微带线时，平行的板极电容602与干涉电容600共存。例如，干涉电容600-2和600-4体现耦合器天线204由于激发信号电流而产生的电子特性。
如上文所提及的，耦合器天线204与无线充电单元200的隔离可以引入额外的不希望的电容量，该电容量可能影响无线充电的效率。类似地，在对接站106处引入了不希望的电容量。为此，如下文进一步论述的，额外的去耦合电容被集成到无线设备102和对接站106的电路中。例如，去耦合电容最小化了所引入的不期望的电容量的影响。
图7示出了图示无线充电单元和基于耦合器天线的无线对接组合的示意图700。例如，示意图700表示图5中的等效电路500和图6中的耦合器天线的示例电子特性的组合。
如图所示，从发送器402至接收器404的无线充电路径由实线来表示。另一方面，在无线连接期间数据信号的数据链路路径由点线来表示。
而且，图7示出了端口702、端口704、电容Cm 706、耦合电容604、去耦合电容器708以及电容Cg 710。
在电容无线充电操作期间，发送器侧402处的主动对接电极406可以高达几千伏，这与在无线连接期间所使用的小于一毫伏的幅度形成对照。为此，无线充电单元200与数据链路路径的共存可以带来干扰，并且甚至损坏无线连接的电路。
例如，如果不将耦合电容器708插入到图7的电路中，则无线充电能量的很大一部分可能被直接注入到端口702和704中。在实现方式中，端口702和704例如是Wi-Fi无线电装置或模块的输入端口。所注入的无线充电能量例如可能损坏Wi-Fi模块。
在实现方式中，去耦合电容器708被用来克服由于无线充电电极与耦合器天线的隔离而产生的高电压的影响。例如，去耦合电容器708具有小的值(例如，几pF)并且具有高的额定电压(例如，500伏)。在该示例中，去耦合电容器708被添加到数据链路路径的输入部分和输出部分，以隔离(即，开路)低频充电能量防止进入端口702和704。在这些配置中，去耦合电容器708在阻塞充电频率的基频方面起作用，而且还在阻塞其谐振频率方面其作用。
对于无线充电操作，耦合电容604的值通常较小，由此，对于无线充电系统，其可被看作为开路。然而，不能忽略由于数据链路和无线充电电路共存而引入的电容Cm 706和电容Cg 710。去耦合电容器708的存在将减小Cm 706的影响。Cg 710的影响可以通过下文进一步论述的硬件配置来减小。
图8示出了实现将充电能量与数据信号进行分离的示例原型版的图片。例如，原型版包括微型同轴电缆800、接地参考802、系统接地804、芯片巴伦(balun)806以及去耦合电容器708。
在实现方式中，微型同轴电缆800通过其内导线来传递数据信号，而充电电能由其外导线进行传递。在该实现方式中，一对去耦合电容器708可被实现于平衡传输线上，从而实现数据信号的平滑过渡。换言之，充电电能将针对数据信号产生较少的辐射、泄露或干扰。
而且，一组分立巴伦(例如，芯片巴伦806)例如被用来将电路连接器的微带线输出转换为共面微带。该技术允许在无需对数据信号产生显著间断的情况下，将原型版的左边部分上的电路的接地层802(即，其携带与主动电极相同的电势)与系统接地804(即，其携带与被动电极相同的电势)相分离。也可以用图8b中所示的分布式电路巴伦808来实现类似的功能。
例如，分布式电路巴伦808将数据信号810与系统接地804相分离。在该示例中，数据信号810获得最低限度的间断。
如上面所论述的，被动设备电极302与接收器侧404处的系统机架的组合实现简单的充电隔离解决方案。然而，被动设备电极302被直接依赖于系统接地804，因而，主动设备电极308与系统接地804之间的任何电容被加到接收器侧404上的自电容(即，Crr 508)。该额外的电容转而使充电电能传递效率降级。
为了应对引入的额外电容，如图8a的平衡电路中所示，两个去耦合电容器708被串联放置，以将数据信号耦合到Wi-Fi模块(未示出)。两个去耦合电容器708例如允许数据信号通过，而充电电能被阻塞。
关于图7中所示的所介绍的自电容Cg 710，减小接地参考802的电路区域，并且增大母板与系统机架/被动电极之间的气隙。例如，如图8a所示，当原型版被集成到无线设备102的系统中时，左边部分上的接地参考802被最小化以减小Cg 710。
图9示出了无线对接组合在对接侧的示例系统级框图。
如图所示，图9包括耦合器天线206、主动对接电极406、去耦合电容器708、发送器模块402、衰减器900、Wi-Di适配器902以及双工板904。
在对接侧，主动对接电极406与耦合器天线206共同位于相同的空间。换言之，电容充电器组件202和耦合器天线206被集成在一起以形成单个单元。该单个单元中的数据信号和充电电能可以通过同轴电缆(例如，微型同轴电缆800)被递送到双工板904。例如，微型同轴电缆800的中心导线携带数据信号，而器外导线携带充电电能。
在实现方式中，衰减器900和耦合电容604被配置为控制数据信号强度。例如，衰减器900以与耦合电容器708串联的方式来添加，从而通过控制数据信号的幅度来防止或限制泄露。在另一示例中，耦合电容604被控制以获得强的近场辐射。在这些示例中，去耦合电容器708和衰减器900可以作为高频滤波器。
例如，高频滤波器允许高频数据信号被Wi-Di适配器902处理，同时高频滤波器阻塞或分离来自发送器模块402的低频充电电能信号。在该示例中，阻塞低频充电电能信号防止无线对接组合中的干扰。
图10示出了无线对接组合在设备侧的示例系统级框图。
如图所示，图10包括耦合器天线204、主动设备电极308、去耦合电容器708、衰减器900、接收器模块404、RF开关1000、Wi-Fi模块1002、WLAN天线1004以及双工电路1006。
在实现方式中，设备侧的系统级框图类似于对接侧的系统级框图(即，图9)来操作。例如，耦合器天线204协助接收和发送数据信号。在该示例中，Wi-Fi模块1002被配置为处理该数据信号。
在实现方式中，去耦合电容器708和衰减器900被用来将耦合器天线704耦合至Wi-Fi模块1002。在该实现方式中，去耦合电容器708和衰减器900可以类似地作为高频滤波器。例如，高频滤波器分别向数据信号和充电电能提供低阻抗和高阻抗。在该示例中，高频滤波器可以防止充电电能干扰Wi-Fi模块1002的输入和输出端口。
在实现方式中，RF开关1000被添加来切换从Wi-Fi模块1002到WLAN天线1004或到耦合器天线204的连接。WLAN天线1004可以被用于互联网连接，而耦合器天线204可以被用于无线连接。在该实现方式中，与低频无线充电电能相比，WLAN天线1004或耦合器天线204使用高频信号。
继续参照图10，主动设备电极308形成无线充电单元200的一部分。如上所述的其他组件包括被动设备电极302和电介质塑料306。
图11示出了图示在设备中实现无线充电和无线连接组合的示例方法的示例流程图1100。该方法被描述的顺序不意为被解释为限制，并且所描述的任意数目的方法框可以以任意顺序进行组合，以实现该方法或替代方法。此外，可以在不偏离本文所描述的主题的范围和精神的情况下，从该方法中删除个别框。而且，在不偏离本发明的范围的情况下，可以在任何适当的硬件、软件、固件或其组合中实现该方法。
在框1102处，执行通过耦合器天线发送或接收数据信号。在实现方式中，耦合器天线204被用来协助接收或发送数据信号。在该实现方式中，在无线连接操作期间，数据信号由Wi-Fi模块(例如，Wi-Fi模块1002)来处理。
在框1104处，执行通过无线充电单元接收无线充电电能。在实现方式中，无线充电单元(例如，无线充电单元200)包括导电机架(例如，金属机架300)，其被配置以作为被动设备电极(例如，被动设备电极302)。在该实现方式中，导电机架包括沿着设备(例如，无线设备102)的底部部分的平面表面的保险装置(例如，保险装置304)。
而且，无线充电单元200包括电介质插入物(例如，电介质插入物604)，该电介质插入物被放置以覆盖保险装置304的区域。在实现方式中，电介质插入物306由不导电塑料材料组成，从而提供到无线充电单元200的隔离。在该实现方式中，电介质插入物306被成形为覆盖保险装置304的区域。而且，电介质插入物306被安置以提供金属机架300中的机械强度。
另外，无线充电单元200包括导电薄板，该导电薄板被集成到电介质插入物306中。例如，导电薄板被配置以作为主动设备电极(例如，主动设备电极308)，该主动设备电极被层叠或集成到电介质插入物306中。在该示例中，主动设备电极308可能在电容无线充电处理期间经受高电场。电场例如可以由对接站106的电容充电器组件来生成。
在框1106处，执行将数据信号与无线充电电能相分离。在实现方式中，高频滤波器(例如，去耦合电容器708和/或衰减器900)被用来将耦合器天线204耦合到Wi-Fi模块1002。在该实现方式中，高频滤波器分别向数据信号和无线充电电能提供低阻抗和高阻抗。换言之，高频滤波器允许数据信号在耦合器天线204和Wi-Fi模块1002之间通过，而其阻塞低频无线充电电能以防止干扰数据信号。
下面的示例涉及其他实施例：
示例1是设备，该设备包括：耦合器天线，其被配置为协助接收或发送数据信号；无线通信模块，其被配置为处理数据信号；以及滤波器，其将耦合器天线耦合至无线通信模块，该滤波器单元包括电容器，该电容器分别向数据信号和充电电能提供阻抗。
在示例2中，如示例1中所记载的设备，其中无线充电单元还包括：导电机架，该导电机架被放置于该设备的底部表面，该导电机架包括保险装置，该保险装置在底部表面形成开口，其中导电机架被配置以作为被动设备电极；电介质插入物，其被放置以覆盖保险装置的区域；以及导电薄板，其被集成到电介质插入物，该导电薄板被配置为主动设备电极，其中，该主动设备电极和被动设备电极协助接收充电电能。
在示例3中，如示例1或2中所记载的设备，其中无线通信模块是WiFi模块。
在示例4中，如示例3中所记载的设备，其中至少一个去耦合电容器被放置于WiFi模块的输入端口和输出端口处。
在示例5中，如示例3中所记载的设备，其中滤波器单元是包括去耦合电容器的高频滤波器单元，该去耦合电容器分别向数据信号和充电电能提供低阻抗和高阻抗。
在示例6中，如示例5中所记载的设备，其中高频滤波器包括衰减器，该衰减器被配置为控制数据信号的幅度，其中，数据信号的幅度还通过在无线连接期间调整耦合器天线与另一耦合器天线之间的耦合电容来进行进一步控制。
在示例7中，如示例1或2中所记载的设备，还包括无线充电单元，该无线充电单元被配置为协助接收充电电能，其中无线充电单元和耦合器天线被集成到一起从而形成单个单元。
在示例8中，如示例7中所记载的设备，其中无线充电单元包括导电薄板，该导电薄板被耦合器天线用作接地层。
在示例9中，如示例7中所记载的设备，其中无线充电单元包括导电机架，该导电机架被直接连接到系统接地。
在示例10中，如示例7中所记载的设备，其中耦合器天线到无线充电单元的集成包括接地参考，该接地参考包括缩减的电路区域。
在示例11中，如示例1或2中所记载的设备，其中滤波器包括一组分立巴伦，其被配置为有助于数据信号的连续性。
在示例12中，如示例1或2中所记载的设备，其中该设备是从包括平板计算机、移动电话和膝上型计算机的群组中选择的。
示例13是无线对接组合，其包括：耦合器天线，其被配置为协助接收或发送数据信号；无线通信模块，其被配置为处理数据信号；以及滤波器单元，其将耦合器天线耦合至无线通信模块，该滤波器单元在无线通信模块的输入端口和输出端口处包括电容器，该电容器被配置为分别向数据信号和充电电能提供阻抗。
在示例14中，如示例13中所记载的无线对接组合，其中无线通信模块是WiFi模块。
在示例15中，如示例13中所记载的无线对接组合，还包括无线充电单元，该无线充电单元被配置为协助接收充电电能，其中无线充电单元和耦合器天线被集成到一起从而形成该无线对接组合。
在示例16中，如示例13、14或15中所记载的无线对接组合，其中无线充电单元还包括：导电机架，该导电机架被放置于该设备的底部表面，该导电机架包括保险装置，该保险装置在底部表面形成开口，其中导电机架被配置为被动设备电极；电介质插入物，其被放置以覆盖保险装置的区域；以及导电薄板，其被集成到电介质插入物，该导电薄板被配置为主动设备电极，其中，该主动设备电极和被动设备电极协助接收或发送充电电能。
在示例17中，如示例13、14或15中所记载的无线对接组合，其中无线充电单元包括导电薄板，该导电薄板被耦合器天线用作接地层。
在示例18中，如示例15中所记载的无线对接组合，其中无线充电单元包括导电机架，该导电机架被直接连接到系统接地。
在示例19中，如示例13、14或15中所记载的无线对接组合，其中滤波器单元是将耦合器天线耦合至无线通信模块的高频滤波器单元，该高频滤波器单元在无线通信模块的输入端口和输出端口处包括去耦合电容器，去耦合电容器被配置为分别向数据信号和充电电能提供低阻抗和高阻抗。
在示例20中，如示例19中所记载的无线对接组合，其中高频滤波器包括衰减器，该衰减器被配置为控制数据信号的强度，其中，数据信号的强度还通过在无线连接期间调整耦合器天线与另一耦合器天线之间的耦合电容来进行进一步控制。
在示例21中，如示例13、14或15中所记载的无线对接组合，其中高频滤波器包括一组分立巴伦，其被配置为有助于数据信号的连续性。
在示例22中，如示例13、14或15中所记载的无线对接组合，其中该无线对接组合是如下项中的组件：平板计算机、移动电话或膝上型计算机。
示例23是在设备中实现无线充电和无线连接组合的方法，该方法包括：通过耦合器天线来接收或发送数据信号；通过无线充电单元来接收无线充电电能；以及通过使用电容器来将数据信号与无线充电电能相分离，其中该电容器分别向数据信号和无线充电电能提供阻抗。
在示例24中，如示例23中所记载的无线对接组合，其中对数据信号的接收或发送使用衰减器进行，该衰减器被配置为控制数据信号的强度，其中，数据信号的强度还通过在无线连接期间调整耦合器天线与另一耦合器天线之间的耦合电容来进行进一步控制。
在示例25中，如示例23或24中所记载的无线对接组合，其中，去耦合电容器被放置于无线保真(Wi-Fi)模块的输入端口和输出端口处，其中该Wi-Fi模块被配置为处理数据信号。
在示例26中，如示例23、24或25中所记载的无线对接组合，其中，数据信号包括高频数据信号，而无线充电电能包括低频无线充电电能。

Claims (14)

1.一种用于无线充电的设备，包括无线充电器、无线通信模块、滤波器单元，其中：
所述无线充电器被配置为促进接收充电电能，并且所述无线充电器包括耦合器天线和导电机架，其中，所述耦合器天线被配置为协助接收或发送数据信号，所述导电机架被放置于所述设备的底部表面，所述导电机架包括保险装置，该保险装置在底部表面形成开口，其中所述导电机架被配置作为被动设备电极；
所述无线通信模块被配置为处理所述数据信号；并且
所述滤波器单元将所述耦合器天线耦合至所述无线通信模块，
其中，所述滤波器单元包括电容器，该电容器分别向所述数据信号和所述充电电能提供第一阻抗和第二阻抗。
2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述无线充电器还包括：
电介质插入物，其被放置以覆盖所述保险装置的区域；以及
导电薄板，其被集成到所述电介质插入物，所述导电薄板被配置为主动设备电极，其中，所述主动设备电极和所述被动设备电极协助接收所述充电电能。
3.根据权利要求1所述的设备，其中所述无线通信模块是WiFi模块。
4.根据权利要求3所述的设备，其中至少一个去耦合电容器被放置于所述WiFi模块的输入端口和输出端口处。
5.根据权利要求1所述的设备，其中所述滤波器单元是高频滤波器，其包括衰减器，该衰减器被配置为控制所述数据信号的幅度，其中，所述数据信号的幅度还通过在无线连接期间调整所述耦合器天线与另一耦合器天线之间的耦合电容来进行进一步控制。
6.根据权利要求1所述的设备，还包括无线充电单元，该无线充电单元被配置为协助接收所述充电电能，其中所述无线充电单元和所述耦合器天线被集成到一起从而形成单个单元。
7.根据权利要求6所述的设备，其中所述无线充电单元包括导电薄板，该导电薄板被所述耦合器天线用作接地层。
8.根据权利要求6所述的设备，其中所述无线充电单元包括导电机架，该导电机架被直接连接到系统接地。
9.根据权利要求6所述的设备，其中所述耦合器天线到所述无线充电单元的集成包括接地参考，该接地参考包括缩减的电路区域。
10.根据权利要求1所述的设备，其中所述滤波器单元包括一组分立巴伦，该组分立巴伦被配置为有助于所述数据信号的连续性。
11.一种在设备中实现无线充电和无线连接组合的方法，该方法包括：
通过耦合器天线来接收或发送数据信号；
通过无线充电器来接收无线充电电能，所述无线充电器包括被放置于所述设备的底部表面的导电机架，所述导电机架包括保险装置，该保险装置在底部表面形成开口，其中所述导电机架被配置作为被动设备电极；以及
通过使用电容器来将所述数据信号与所述无线充电电能相分离，其中所述电容器分别向所述数据信号和所述无线充电电能提供第一阻抗和第二阻抗。
12.根据权利要求11所述的方法，其中对所述数据信号的接收或发送使用衰减器进行，该衰减器被配置为控制所述数据信号的强度，其中，所述数据信号的强度还通过在无线连接期间调整所述耦合器天线与另一耦合器天线之间的耦合电容来进行进一步控制。
13.根据权利要求11所述的方法，其中，所述电容器被放置于无线保真Wi-Fi模块的输入端口和输出端口处，其中该Wi-Fi模块被配置为处理所述数据信号。
14.根据权利要求11所述的方法，其中，所述数据信号包括高频数据信号，而所述无线充电电能包括低频无线充电电能。
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