CN105393317A - 用于传送电磁功率的方法和装置 - Google Patents

Abstract

一种方法和装置，用于利用输入线圈(112)从第一可变磁场(120)感应地获得交流电；利用输出线圈(114)使用所述交流电形成第二可变磁场(130)；以及将所述交流电从输入线圈(112)传导至输出线圈(114)。

Description

用于传送电磁功率的方法和装置

技术领域

本申请一般涉及传送电磁功率。特别地，尽管并非排他地，本申请涉及为便携式设备传送电磁功率。

背景技术

诸如移动电话和平板电脑之类的便携式设备通常是电池供电的，并且配备有用于接收来自外部充电器的插头的充电功率的充电连接器。近来，已使得无线充电可用于最先进的移动电话。利用无线充电，移动电话可以被置于充电枕上，该充电枕包含线圈和用于使该线圈发射可变磁场的必要电路。移动电话可以使用其自身的线圈和整流器电路从该可变磁场获得直流电。

发明内容

本发明示例的各个方面在权利要求中阐述。

根据本发明的第一示例方面，提供了一种装置，包括：

输入线圈，其配置成在输入线圈处从第一可变磁场感应地获得交流电；

输出线圈，其配置成在输出线圈处使用交流电形成第二可变磁场；以及

布线，其配置成将交流电从输入线圈传导至输出线圈。

输入线圈和输出线圈可以在操作和/或结构上相同或相似。

该装置可以包括通过布线连接至交流电的另外的线圈。该另外的线圈可以配置成交替地充当另外的可变磁场输入部件和另外的可变磁场输出部件。该另外的线圈可以在操作和/或结构上相同或相似。

输入线圈可以包括一个、两个或多于两个的回路。

输出线圈可以包括一个、两个或多于两个的回路。

输出线圈可以与输入线圈间隔开。输出线圈可以与输入线圈间隔开大于3、5或8厘米的距离。输出线圈可以与输入线圈间隔开不大于10厘米或25厘米的距离。该距离可以长达数米。

输入线圈可以是平面线圈。输入线圈可以是柔性平面线圈。

输出线圈可以是平面线圈。输出线圈可以是柔性平面线圈。

布线可以是柔性的。

输入线圈可以是柔性的。

输出线圈可以是柔性的。

布线、输入线圈和输出线圈中的任何一个可以被柔性罩体覆盖。整个装置可以包括柔性罩体。整个装置可以是柔性的。

该装置可以配置成为便携式设备传送电磁功率。该装置可以配置成对便携式设备供电。该便携式设备可以选自以下设备：移动电话；平板电脑；导航设备；游戏设备；电子图书；音乐播放器；视频播放器；相机；摄像机；以及摄录像机。

根据本发明的第二示例方面，提供了一种用于电子设备的支撑设备，包括：

配置成形成输出表面和用于与外部磁功率发射元件接合的输入表面的结构；

在输入表面上或在其后面的输入线圈，其配置成在输入线圈处从第一可变磁场感应地获得交流电；

在输出表面上或在其后面的输出线圈，其配置成在输出线圈处使用交流电形成第二可变磁场；以及

布线，其配置成将交流电从输入线圈传导至输出线圈。

支撑设备可以是封装体。该封装体可以包括透明窗口。该封装体可以配置成支撑电子设备，使得电子设备通过该窗口至少部分地可见。

该电子设备可以包括显示器，该显示器在电子设备被输出表面支撑或者挨着输出表面时通过所述窗口可见。该显示器可以包括触摸屏。该电子设备可以是便携式设备。该电子设备可以选自以下设备：移动电话；平板电脑；导航设备；游戏设备；电子图书；音乐播放器；视频播放器；相机；摄像机；以及摄录像机。

该窗口可以配置成使得在电子设备挨着输出表面时能够通过窗口操作触摸屏。该窗口可以配置成使得在电子设备挨着输出表面时能够通过窗口操作相机(扬声器、麦克风)。

输入表面可以与输出表面平行。输入表面和输出表面可以通过一空间被隔开。该空间可以至少部分地由电子设备的部件或配件占据。输入表面和输出表面可以形成封装体的两个相对表面。输入线圈和输出线圈可以被对准，使得当多个支撑设备相互倚靠地归组在例如货架中时，每个被夹持的支撑设备的输出线圈可操作地与另一支撑设备的相邻输入表面的输入线圈耦合，使得功率可以通过支撑设备的链条被传递。

输出表面可以是电子设备可以被置于其上的支撑表面。

输入表面可以垂直于输出表面。

输入表面可以至少部分地形成支撑设备的外表面。

支撑设备可以是支架。输入表面和输出表面可以配置成形成支架的两个不同的外表面。支架可以是三角形的。所述表面可以相对于彼此是倾斜的。支架可以具有第一朝向和第二朝向，在第一朝向中支架的第一表面充当输出表面且第二表面充当输入表面，并且在第二朝向中第一表面充当输入表面且第二表面充当输出表面。

根据本发明的第三示例方面，提供了一种罩体，其适用于电子设备并且包括配置成将可变磁场从罩体后面传送到电子设备的第一示例方面的装置。

罩体可以是智能罩体。罩体可以包括额外的电池。

根据本发明的第四示例方面，提供了一种家具，包括：

用于提供第一可变磁场的基座(dock)，该基座包括输入表面；

用于保持配置成从可变磁场获得电功率的电子设备的搁置部分，该搁置部分包括输出表面；

在输入表面上或在其后面的输入线圈，其配置成在输入线圈处从第一可变磁场的提供中感应地获得交流电；

在输出表面上或在其后面的输出线圈，其配置成在输出线圈处使用交流电形成第二可变磁场；以及

布线，其配置成将交流电从输入线圈传导至输出线圈。

所述家具可以是桌子。

输入表面和输出表面可以位于所述家具的一构件的不同侧上。可选地或附加地，输入表面和输出表面可以位于所述家具的一构件的同一侧上。

输入线圈可以被掩藏。

输出线圈可以被掩藏。

布线可以被掩藏。

输入表面和输出表面中的一个或多个可以具有与其周围环境相对应的外观。

根据本发明的第五示例方面，提供了一种方法，包括：

利用输入线圈从第一可变磁场感应地获得交流电；

利用输出线圈使用交流电形成第二可变磁场；以及

将交流电从输入线圈传导至输出线圈。

根据本发明的第六示例实施例，提供了一种系统，其包括第一方面的装置和配置成通过所述装置接收电磁功率的便携式设备。

在上文中已经说明了本发明的不同的非约束性示例方面和实施例。上文中的实施例仅仅被用来解释可以在本发明的实现中利用的所选方面或步骤。一些实施例可以仅参考本发明的某些示例方面来呈现。应当理解的是，相应的实施例也可以应用于其它示例方面。

附图说明

为了更完整地理解本发明的示例实施例，现在参考结合附图提供的随后的说明，在附图中：

图1示出本发明第一示例方面的系统；

图2作为透视图示出根据本发明第二示例方面的用于电子设备的支撑设备；

图3作为直接从一侧看到的截面图示出根据本发明第二示例方面的用于电子设备的支撑设备；

图4示出一示例实施例，在该示例实施例中，输入表面和输出表面形成封装体的两个相对表面；

图5示出一示例实施例的支撑设备，在该示例实施例中，输出表面是电子设备可以置于其上的支撑表面；

图6示出一示例实施例的支撑设备，在该示例实施例中，支撑设备是支架；

图7示出一支架，在该支架中，在支架的第一表面充当输出表面且第二表面充当输入表面的第一朝向中，两个表面相对于彼此是倾斜的；

图8示出处于第二朝向的支架，在所述第二朝向中，第一表面充当输入表面且第二表面充当输出表面；

图9示出根据本发明第三示例方面的罩体；

图10示出根据本发明第四示例方面的一件家具；以及

图11示出说明根据本发明第五示例方面的过程的流程图。

具体实施方式

参照附图的图1至11理解本发明的示例实施例及其潜在优势。在本文档中，同样的附图标记表示同样的部件或步骤。

图1示出本发明第一示例方面的系统100。系统100包括装置110。装置110包括：

输入线圈112，其配置成在输入线圈112处从第一可变磁场120感应地获得交流电；

输出线圈114，其配置成在输出线圈114处使用交流电形成第二可变磁场130；以及

布线116，其配置成将交流电从输入线圈112传导至输出线圈114。

在示例实施例中，输入线圈112和输出线圈114中的任一个或两个包括布置成进一步引导磁通量的诸如铁氧体之类的一个或多个磁屏蔽材料。在示例实施例中，磁屏蔽材料从铁磁性金属或者含有铁、镍或钴的金属中选择。

图1还示出配置成产生第一可变磁场120的感应充电器140以及配置成从第二可变磁场130获得电流的电子设备300。

在示例实施例中，输入线圈112和输出线圈114在操作和/或结构上相同或相似。

在示例实施例中，该装置包括通过布线116连接到交流电的另外的线圈118。在示例实施例中，该另外的线圈118配置成交替地充当另外的可变磁场输入部件以及另外的可变磁场输出构件。在示例实施例中，该另外的线圈在操作和/或结构上与输入线圈112和/或输出线圈114相同或相似。另外的线圈118可如图1中那样与输出线圈114并联连接、或者与输出线圈114串联连接。在两个或多个另外的线圈的情况下，另外的线圈中的一些可以关于输出线圈114并联连接、并且一些可以关于输出线圈114串联连接。

在示例实施例中，输入线圈112包括一个、两个或多于两个的回路(loop)。

在示例实施例中，输出线圈114包括一个、两个或多于两个的回路。

在示例实施例中，输出线圈114与输入线圈112间隔开。在示例实施例中，输出线圈114与输入线圈112间隔开的距离大于3、5或8厘米。在示例实施例中，输出线圈114与输入线圈112间隔开的距离不大于10厘米或25厘米。在示例实施例中，输入线圈112和输出线圈114通过布线间隔开高达数米的距离。

在示例实施例中，输入线圈112是平面线圈。在示例实施例中，输入线圈是柔性平面线圈。

在示例实施例中，输出线圈114是平面线圈。在示例实施例中，输出线圈114是柔性平面线圈。

在示例实施例中，布线是柔性的。

在示例实施例中，输入线圈112是柔性的。

在示例实施例中，输出线圈114是柔性的。

在示例实施例中，布线116、输入线圈112和输出线圈114中的任何一个被柔性罩体覆盖。在示例实施例中，整个装置包括柔性罩体119。在示例实施例中，整个装置是柔性的。

在示例实施例中，装置110是薄的。在示例实施例中，输入线圈112、输出线圈114和布线116中的任何一个或全部具有0.2到5毫米或更小的厚度。

在示例实施例中，输入线圈112、输出线圈114和布线116中的任何一个或全部由柔性电隔离材料或刚性元件的柔性结构制成，在所述柔性结构上或柔性结构内设置有导电线。在示例实施例中，输入线圈112、输出线圈114和布线116中的任何一个或全部还包括磁屏蔽元件，其包括磁屏蔽材料、位于至少一个线圈的背面侧上以便引导在所述的至少一个线圈中的磁通量。

图2和3作为透视图(图2)和直接从一侧看到的截面图(图3)示出根据本发明第二示例方面的用于电子设备300的支撑设备200。支撑设备200包括：

配置成形成输出表面212和用于与外部磁功率发射元件400接合的输入表面214的结构210；

在输入表面214上或在其后面的输入线圈112，其配置成在输入线圈112处从第一可变磁场120(见图1)感应地获得交流电；

在输出表面212上或在其后面的输出线圈114，其配置成在输出线圈114处使用交流电形成第二可变磁场130(见图1)；以及

布线116，其配置成将交流电从输入线圈112传导至输出线圈114。

在示例实施例中，支撑设备200是封装体。在示例实施例中，该封装体包括透明窗口220。在示例实施例中，该封装体配置成支撑电子设备300，使得电子设备300通过窗口220至少部分地可见。

在示例实施例中，电子设备包括显示器310(见图3)，当电子设备300被输出表面212支撑或者挨着输出表面212时，所述显示器310通过窗口220可见。在示例实施例中，显示器310包括触摸屏312。在示例实施例中，窗口220配置成当电子设备300挨着输出表面212时使得能够通过窗口220操作触摸屏312。

在示例实施例中，输入表面214与输出表面212平行。在示例实施例中，输入表面214和输出表面212可以通过一空间(见图5)而被隔开。在示例实施例中，该空间至少部分地由电子设备300的部件或配件占据。

在示例实施例中，电子设备300是便携式设备。例如，装置110可以配置成对电子设备300供电，即，向该电子设备(或者在示例实施例中在当时向两个或多个电子设备)提供工作功率。在示例实施例中，电子设备300选自以下设备：移动电话；平板电脑；导航设备；游戏设备；电子图书；音乐播放器；视频播放器；相机；摄像机；和摄录像机。在示例实施例中，电子设备300设置有适合的无线供电电路，其配置成接收来自装置110的功率。在示例实施例中，电子设备300包括电池并且配置成通过从装置110接收的功率对电池充电。在示例实施例中，系统由装置110和电子设备300形成以使得在电子设备300被放置在或附接到装置110上时用户能够使用装置110来在对于其使用而言的便利方向上引导电子设备300。

在示例实施例中，装置110和便携式设备配置成形成机械附接，该机械附接被配置成相对于装置110将便携式设备保持在适合的位置。例如，装置110和/或便携式设备可以配备有下述中的一个或多个：磁体；磁粘附元件；搭扣带；按扣；钩；环；形状锁合元件；以及上述的任何组合。

图4示出一示例实施例，在该示例实施例中，输入表面214和输出表面212形成封装体的两个相对表面。在示例实施例中，输入线圈和输出线圈被对准，使得当多个支撑设备200被相互倚靠地归组在例如货架410中时，每个被夹持的支撑设备200的输出线圈114可操作地与另一支撑设备200的相邻输入表面214的输入线圈114耦合，使得功率可以通过支撑设备200的链条被传递。

为了悬挂在货架410中，封装体200包括在任一端或者两端上的挂耳440。这些挂耳例如可以是可折叠的纸板或塑料环。

在示例实施例中，每个封装体具有相同或相似的装置110，用于通过一系列这样的装置110传送从可变磁场接收的功率。应理解的是，存在着由于功率在磁与电形式之间的每个转换所引发的以及还由于通过布线的传输所引发的一些功率损失。为了使得在两跳或更多跳之后接收到功率的电子设备300能够按照意图工作，一个示例实施例使电子设备中的整流得到适应，使得电子设备可以以可用于该电子设备的可变磁场来工作。在另一示例实施例中，一个或多个封装体中的输入和输出线圈112、114被形成为使得输入线圈112中的回路和输出线圈114中的回路的数量适当地不同，使得在后续单元的输入线圈112处感应的电压不会过度下降。

在示例实施例中，电子设备300具有被引导朝向封装体中的窗口的显示侧。当封装体在货架中被引导朝向用户或客户时，输出线圈114位于显示侧上并且使用从封装体的后侧接收的功率输出可变磁场。为了还为封装体内的电子设备提供足够的功率，可以使用三回路装置(three-loopapparatus)110，在该三回路装置110中，设置有参考图1描述的另外的线圈118以用于向封装体200内的电子设备300提供能量。

在另一示例实施例中，封装体针对不同的用途具有两个不同的朝向(orientation)110。当封装体在货架410中处于第一朝向时，第一封装体420将来自该封装体后侧的磁功率中继到其处于对准的位置处的前侧以供下一封装体接收。相反，在第二朝向中，第二封装体430利用第二输入线圈112’接收来自其后侧的磁功率，并通过第二布线116’将电流传送到第二输出线圈114’。利用第二输出线圈114’，第二封装体430将第二封装体430内的磁功率输出到电子设备300。在更简单的变型中，没有第二输出线圈，而是替代为将最外面的封装体旋转到第二朝向，电子设备300具有的磁充电接收元件足够靠近前一封装体的输出线圈并因此在系统处于使用中时从前一封装体的输出线圈接收功率。

图5示出一示例实施例的支撑设备500，在该示例实施例中，输出表面是电子设备可以置于其上的支撑表面。

在示例实施例中，输入表面214垂直于输出表面212。

在示例实施例中，输入表面212至少部分地形成支撑设备200的外表面610。

图6示出一示例实施例的支撑设备200，在该示例实施例中，支撑设备200是处于第一朝向的支架600。在示例实施例中，输入表面214和输出表面212配置成形成支架的两个不同的外表面610、620。支架600可以具有三角形、多项式(polynomial)或者其它规则或不规则的形状或轮廓。支架600还具有用于对第三外表面630上的电子设备交替地充电或者同时充电的第二输出线圈114’。

图7示出处于第二朝向的支架600，在所述第二朝向中支架700的第三表面630充当输入表面214且第一表面610充当输出表面212。

图8示出处于第三朝向的支架600，在所述第三朝向中第二表面620充当输入表面214且第一表面610充当输出表面212。

在示例实施例中，支架600是刚性单元。支架600可以由木材、塑料、陶瓷、玻璃、橡胶和/或金属制成(如果线圈被放置成使得可变磁场能够到达线圈，例如，如果线圈被放置在金属结构之上)。

图9示出根据本发明第三示例方面的罩体900。罩体900适用于电子设备130并且包括配置成将来自罩体900后面的可变磁场传送到电子设备130的第一示例方面的装置110。

在示例实施例中，罩体900是一种智能罩体。在示例实施例中，罩体包括额外的电池910。

图10示出根据本发明第四示例方面的一件家具1000。这件家具1000包括：

用于提供第一可变磁场120的基座1010，基座1010包括输入表面214；

用于保持电子设备300(其配置成从第一可变磁场120获得电功率)的搁置部分1020，搁置部分1020包括输出表面212；

在输入表面214上或在其后面的输入线圈112，其配置成在输入线圈112处从可变磁场120的提供中感应地获得交流电；

在输出表面212上或在其后面的输出线圈114，其配置成在输出线圈114处使用交流电形成第二可变磁场130；以及

布线116，其配置成将交流电从输入线圈112传导至输出线圈114。

在示例实施例中，该件家具1000是桌子。在示例实施例中，基座1010仅仅是桌面、桌腿的一部分，或者附接到桌子的部件。

在示例实施例中，输入表面214和输出表面212位于该件家具1000的一构件的不同侧上。可选地或附加地，输入表面214和输出表面212位于该件家具1000的一构件的同一侧上。

在示例实施例中，输入线圈被掩藏。

在示例实施例中，输出线圈被掩藏。

在示例实施例中，布线被掩藏。

掩藏可以指使得用户察觉不到。

在示例实施例中，输入表面214和输出表面212中的一个或多个具有与其周围环境相对应的外观。

图11示出说明根据本发明第五示例方面的过程1100的流程图。该过程包括：

利用输入线圈从第一可变磁场感应地获得1110交流电；

利用输出线圈使用交流电形成1120第二可变磁场；以及

将交流电从输入线圈传导1130至输出线圈。

在不以任何方式限制下面出现的权利要求的范围、解释或应用的情况下，在此公开的示例实施例中的一个或多个的技术效果是：现有的无线充电器可以用于在更方便查看的角度或者在其封装体中向电子设备提供能量。在此公开的示例实施例中的一个或多个的另一技术效果是：可以通过可变磁场源和包含给定电子设备的给定封装体之间的中间封装体的链条来对封装的电子设备供电。在此公开的示例实施例中的一个或多个的另一技术效果是：柔性的输入和输出线圈可以弯曲以分别地遵循可变磁场源的形状以及遵循电子设备的形状，其中可变磁场正在通过布线从输入线圈传送至所述电子设备。在此公开的示例实施例中的一个或多个的又一技术效果是：由于给出的示例实施例的装置的可能非常薄的形态，可以在诸如家具之类的各种新物品中提供无线充电功能。

如果需要，在此讨论的不同功能可以以不同的顺序执行和/或彼此同时执行。此外，如果需要，一个或多个前述功能可以是可选的或者可以被组合。

尽管本发明的各个方面在独立权利要求中被阐述，但是本发明的其他方面包括来自所述实施例和/或从属权利要求的特征与独立权利要求的特征的其他组合，而不仅仅是在权利要求中明确阐述的那些组合。

在此还应注意的是，尽管上文描述了本发明的示例实施例，但是这些描述不应当在限制的意义上来看待。相反，在不脱离如所附权利要求限定的本发明的范围的情况下可以作出若干变化和修改。

Claims (15)

1.一种装置，包括：

输入线圈，其配置成在所述输入线圈处从第一可变磁场感应地获得交流电；

输出线圈，其配置成在所述输出线圈处使用所述交流电形成第二可变磁场；以及

布线，其配置成将所述交流电从所述输入线圈传导至所述输出线圈。

2.如权利要求1所述的装置，其中所述输入线圈和所述输出线圈在操作和/或结构上相同或相似。

3.根据前述权利要求中任一项所述的装置，还包括：与所述输出线圈并联或串联连接的另外的线圈。

4.如权利要求3所述的装置，其中所述另外的线圈配置成交替地充当另外的可变磁场输入部件和另外的可变磁场输出部件。

5.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述输出线圈与所述输入线圈间隔开。

6.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述输入线圈是平面线圈和/或所述输出线圈是平面线圈。

7.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述装置是柔性的。

8.一种支撑设备，包括根据前述权利要求中任一项所述的装置，所述支撑设备包括：

配置成形成输出表面和用于与外部磁功率发射元件接合的输入表面的结构；

在所述输入表面上或在其后面的所述输入线圈；

在所述输出表面上或在其后面的所述输出线圈。

9.如权利要求8所述的支撑设备，其中所述支撑设备是包括透明窗口的封装体。

10.如权利要求9所述的支撑设备，其中所述封装体配置成支撑电子设备，使得所述电子设备通过所述透明窗口至少部分地可见。

11.如权利要求10所述的支撑设备，其中所述电子设备包括触摸屏显示器，所述触摸屏显示器在所述电子设备被所述输出表面支撑或者挨着所述输出表面时通过所述透明窗口可见，所述窗口配置成使得在所述电子设备挨着所述输出表面时能够通过所述窗口操作所述触摸屏显示器。

12.如权利要求8至11中任一项所述的支撑设备，其中所述输入表面与所述输出表面平行。

13.如权利要求8至12中任一项所述的支撑设备，其中所述输入线圈和所述输出线圈被对准，使得当多个所述支撑设备被相互倚靠地归组时，每个被夹持的支撑设备的输出线圈可操作地与另一支撑设备的相邻输入表面的输入线圈耦合，使得功率能够通过所述支撑设备的链条被传递。

14.如权利要求8至11中任一项所述的支撑设备，其中所述支撑设备是支架，以及其中所述输入表面和所述输出表面配置成形成所述支架的两个不同的外表面，使得所述外表面相对于彼此是倾斜的。

15.一种方法，包括：

利用输入线圈从第一可变磁场感应地获得交流电；

利用输出线圈使用所述交流电形成第二可变磁场；以及

将所述交流电从所述输入线圈传导至所述输出线圈。