CN106464030A - 用于移动设备应用的无线能量传输 - Google Patents

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CN106464030A CN201580032315.7A CN201580032315A CN106464030A CN 106464030 A CN106464030 A CN 106464030A CN 201580032315 A CN201580032315 A CN 201580032315A CN 106464030 A CN106464030 A CN 106464030A
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Abstract

无线能量传输系统可包括可位于第二层附近的第一导电材料层。磁性材料的第二层位于第一导电材料层和第三层的附近。第三层位于第二层和第四层的附近，其中第三层可包括第一谐振器线圈，其中，第一谐振器线圈可被配置为当第二谐振器线圈接近第一谐振器线圈时将无线能量传输到第二谐振器线圈。第四层位于第三层附近，其中第四层可包括多个导电材料。

Description

用于移动设备应用的无线能量传输
相关案例
本申请要求于2014年4月16日提交的美国临时申请No.61/980,420、于2014年4月21日提交的美国临时申请No.61/981,983、于2014年7月14日提交的美国临时申请No.62/024,419、于2014年10月02日提交的美国临时申请No.62/059,035、于2014年11月11日提交的美国临时专利申请No.62/078,379、于2014年11月14日提交的美国临时专利申请No.62/079,817的权益，这些专利申请的内容全部以引用方式并入本文。
背景技术
为了例如做功的目的，诸如为了给电气设备供电或充电，可使用多种已知技术无线地传输能量或电力。例如，无线电力传输系统(例如，高谐振无线电力传输系统)可包括高品质因数谐振器，该高品质因数谐振器可被驱动以生成振荡电磁场并且可与振荡磁场相互作用以生成电子电路中的电流和/或电压。即，可使用振荡磁场无线地传输能量。举例来说，(例如，耦接到电源诸如AC干线、电池、太阳能电池板等的)源谐振器与(例如，与电子移动设备、外壳、套筒、壳体、盖子、充电器等集成的)远程谐振器之间的无线能量交换可交换无线能量，其如以上所提到的可用于给相关联的电子移动设备供电或充电。
当谐振器被调谐至基本上相同的频率时并且当系统中的损耗最小时可使源谐振器与远程(设备)谐振器之间的无线能量交换最优化。作为非限制性实例，可使用无线供应的电力或能量直接给远程设备诸如智能电话或其它移动电子设备供电，或者设备可耦接到能量存储单元诸如电池、超级电容器、超电容器等等(或其它类型的耗用功率)，其中能量存储单元可被无线地充电或再充电，并且/或者无线电力传输机制可以是设备的主电源的补充。然而，虽然在一段距离处时可使已知的谐振器设备设计地最优化，但例如在更近的附近这些谐振器可能不是最佳的。举例来说，作为非限制性实例，随着各个谐振器更靠近在彼此附近，源谐振器可解谐设备谐振器。另外，例如，已知的可用于无线能量传输的当前感测技术可能对于用于一些类型的无线能量传输中的高强度电流和高频率具有过度的损耗和功率耗散，当前的感测技术可能具有用于无线能量传输的频率限制，可能易受磁干扰的影响，可能是昂贵的并且可增加总设备的尺寸。
发明内容
在一个示例实施方式中，无线能量传输系统可包括但不限于位于第二层附近的第一导电材料层。磁性材料的第二层可位于第一导电材料层和第三层的附近。第三层可位于第二层和第四层的附近，其中第三层可包括第一谐振器线圈，其中第一谐振器线圈可被配置用于当第二谐振器线圈接近第一谐振器线圈时将无线能量传输到第二谐振器线圈。第四层可位于第三层的附近，其中第四层可包括多个导电材料。
可包括下列示例特征中的一个或多个。当第一谐振器线圈接近第二谐振器线圈时，多个导电材料片的尺寸、形状和几何位置中的至少一个可减小第二谐振器线圈中的电感偏移。形状可为矩形。形状可为正方形。多个导电材料片的至少第一部分可为第一形状，并且其中多个导电材料片的至少第二部分可为第二形状。多个导电材料片的至少一部分可相对于第一谐振器线圈以格状图案来布置。第一谐振器线圈可包括铜迹线。例如，迹线的至少一部分可包括铜。磁性材料可包括铁氧体。例如，磁性材料的至少一部分可包括铁氧体。第四层的多个导电材料片可包括铜。第一导电材料层可包括铜。第一层可耦接到移动电池单元的表面。磁性材料可具有小于1mm的厚度。磁性材料可具有小于0.5mm的厚度。第一谐振器线圈可被配置为将至少5W的能量传输到第二谐振器线圈。第一谐振器线圈可被配置为将至少10W的能量传输到第二谐振器线圈。
在另一个示例实施方式中，无线能量传输系统可包括但不限于可位于第二层的第一导电材料层的附近。磁性材料的第二层可位于第一导电材料层和第三层的附近。第三层可位于第二层和第四层的附近，其中第三层可包括多个导电材料片。第四层可位于第三层的附近，其中第四层可包括第一谐振器线圈，其中第一谐振器线圈可被配置用于当第二谐振器线圈接近第一谐振器线圈时将无线能量传输到第二谐振器线圈。
可包括下列示例特征中的一个或多个。当第一谐振器线圈接近第二谐振器线圈时，多个导电材料片的尺寸、形状和几何位置中的至少一个可减小第二谐振器线圈中的电感偏移。形状可为矩形。形状可为正方形。多个导电材料片的至少第一部分可为第一形状，并且其中多个导电材料片的至少第二部分可为第二形状。多个导电材料片的至少一部分可相对于第一谐振器线圈以格状图案来布置。第一谐振器线圈可包括铜迹线。磁性材料可包括铁氧体。第三层的多个导电材料片可包括铜。第一导电材料层可包括铜。第一层可耦接到移动电池单元的表面。磁性材料可具有小于1mm的厚度。磁性材料可具有小于0.5mm的厚度。第一谐振器线圈可被配置用于将至少5W的能量传输到第二谐振器线圈。第一谐振器线圈可被配置用于将至少10W的能量传输到第二谐振器线圈。
在另一个示例实施方式中，用于无线能量传输系统的谐振器可包括但不限于第一谐振器线圈，其中第一谐振器线圈可被配置为当第一谐振器线圈接近第二谐振器线圈时将无线能量传输到第二谐振器线圈。在第一谐振器线圈中可包括第一迹线绕组，其中第一迹线绕组可包括导电材料。在第一谐振器线圈中可包括第二迹线绕组，其中第二迹线绕组可包括导电材料。第一绕组的一部分迹线可在交叉点处在所述第二绕组的一部分迹线上方与第二绕组的一部分迹线交叉。
可包括下列示例特征中的一个或多个。第一绕组的一部分迹线在交叉点处在第二绕组的一部分迹线上方与第二绕组的一部分迹线交叉，而在第二绕组的一部分迹线之间没有物理接触。第一谐振器线圈可被印刷在印刷电路板上，其中第一绕组的一部分迹线可在交叉点处在印刷电路板的第一侧面上停止并且可在印刷电路板的第二侧面上继续，其中在印刷电路板的第二侧面上的第二绕组的一部分迹线可在第二侧面上停止并且可在交叉点之后在第一侧面上继续。第一绕组的一部分迹线可在到达交叉点之前在印刷电路板的第一层上的第二绕组的一部分迹线的第一侧面上停止，并且可在到达交叉点之后在印刷电路板的第二层上的第二绕组的一部分迹线的第二侧面上继续。第一绕组的第二部分迹线可在对称的交叉点处与第二绕组的一部分迹线交叉。交叉点可出现在第一谐振器线圈的中间部分。交叉点可出现在第一谐振器线圈的端部部分。第一绕组和第二绕组中至少一个的迹线可包括铜线圈。可包括第一导电材料层并且第一导电材料层可位于第二层的附近。可包括第二磁性材料层并且第二磁性材料层可位于第一导电材料层和第三层的附近。可包括第三层并且第三层可位于第二层和第四层的附近，其中第三层可包括第一谐振器线圈。可包括第四层并且第四层可位于第三层的附近，其中第四层可包括多个导电材料片。
在另一个示例实施方式中，无线能量传输系统可包括但不限于可位于第二层的第一导电材料层的附近。可包括第二磁性材料层并且第二磁性材料层可位于第一导电材料层和第三层的附近。第三层可位于第二层和第四层的附近，其中第三层可包括第一谐振器线圈，其中第一谐振器线圈可被配置为当第一谐振器线圈接近第二谐振器线圈时将无线能量传输到第二谐振器线圈。在第一谐振器线圈中可包括第一迹线绕组，其中第一迹线绕组可包括导电材料。在第一谐振器线圈中可包括第二迹线绕组，其中第二迹线绕组可包括导电材料。第一绕组的一部分迹线可在交叉点处与第二绕组的一部分迹线交叉。第四层可包括多个导电材料片。
可包括下列示例特征中的一个或多个。第一绕组的一部分迹线可在交叉点处在所述第二绕组的一部分迹线上方与第二绕组的一部分迹线交叉，而在所述第一绕组的一部分迹线和所述第二绕组的一部分迹线之间没有物理接触。第一谐振器线圈可被印刷在印刷电路板上，其中第一绕组的一部分迹线可在交叉点处在印刷电路板的第一侧面上停止并且可在印刷电路板的第二侧面上继续，其中在印刷电路板的第二侧面上的第二绕组的一部分迹线可在第二侧面上停止并且可在交叉点之后在第一侧面上继续。第一绕组的一部分迹线可在到达交叉点之前在印刷电路板的第一层上的第二绕组的一部分迹线的第一侧面上停止，并且可在到达交叉点之后在印刷电路板的第二层上的第二绕组的一部分迹线的第二侧面上继续。第一绕组的第二部分迹线可在对称的交叉点处与第二绕组的一部分迹线交叉。交叉点可出现在第一谐振器线圈的中间部分。交叉点可出现在第一谐振器线圈的端部部分。第一绕组和第二绕组中至少一个的迹线可包括铜线圈。当第一谐振器线圈接近第二谐振器线圈时，多个导电材料片的尺寸、形状和几何位置中的至少一个可减小第二谐振器中的电感偏移。
在另一个示例实施方式中，用于无线能量传输的电流感测系统可包括但不限于印刷电路板，其中印刷电路板可包括至少第一层、第二层和第三层。可包括导电材料环路，其中导电材料环路在第二层上可包括直径D3。可包括导电材料线圈，其中导电材料线圈可具有至少2匝，其中通过第一层、第二层和第三层中的每个连接的导电材料线圈可占据外径为D1并且内径为D2的第一层和第三层。导电材料环路可耦接到导电材料线圈。
可包括下列示例特征中的一个或多个。导体的电流值可通过将导体布线通过导体材料线圈的内径D2来测量。导体可为谐振器线圈的一部分。包括并联谐振电路并且并联谐振电路可去除谐波成分。可包括带有电压输出的差分放大器。包括峰值检测器电路并且峰值检测器电路可包括运算放大器以示踪电压输出的峰值并且测定导体的测量电流值。可包括接近第二层和第三层的第四层，其中第四层包括另外的导电材料环路，另外的导电材料环路耦接到导电材料环路和导电材料线圈中的至少一个，其中另外的圆形导电材料环路在第四层上具有直径D3。导电材料线圈可包括铜迹线。导电材料线圈可被配置有直的回路和平衡绕组中的至少一个。频率在85kHz至20MHz范围内的电流可被配置为待测量。导电材料线圈可具有至少15匝。
在另一个示例实施方式中，通过电流感测系统执行的方法可包括但不限于以交流电驱动导体。可使用电流感测系统测量交流电的振幅值和相位值。
在附图和以下描述中列出了一个或多个实施方式的细节。从描述、附图和牵力要求中，其它可能的示例特征和/或可能的示例优点将变得显而易见。一些实施方式可不具有那些可能的示例特征和/或可能的示例优点，并且此类可能的示例特征和/或可能的示例优点不一定为一些实施方式所必需的。
附图说明
图1为根据本公开的一个或多个示例实施方式的无线能量传输系统的示例图解视图；
图2A为根据本公开的一个或多个示例实施方式的设备谐振器线圈的示例图解视图并且图2B为根据本公开的一个或多个示例实施方式的源谐振器线圈的示例图解视图；
图3为根据本公开的一个或多个示例实施方式的设备谐振器的示例图解视图；
图4为根据本公开的一个或多个示例实施方式的无线能量源的示例图解视图；
图5为根据本公开的一个或多个示例实施方式的无线能量传输系统的示例图解视图；
图6为根据本公开的一个或多个示例实施方式的无线能量源的示例图解视图；
图7为根据本公开的一个或多个示例实施方式的无线能量传输系统的示例图解视图；
图8为根据本公开的一个或多个示例实施方式的无线能量传输系统的示例图解视图；
图9为根据本公开的一个或多个示例实施方式的无线能量源的示例图解视图；
图10为根据本公开的一个或多个示例实施方式的无线能量源的示例图解视图；
图11A至图11B为根据本公开的一个或多个示例实施方式的无线能量传输系统的示例图解视图；
图12A至图12H为根据本公开的一个或多个示例实施方式的无线能量源的层的示例图解视图；
图13为根据本公开的一个或多个示例实施方式的源谐振器线圈的示例图解视图；
图14A为根据本公开的一个或多个示例实施方式的一个或多个源谐振器线圈的示例图解视图，图14B至图14C为根据本公开的一个或多个示例实施方式的无线能量传输系统的示例图解视图，并且图14D为根据本公开的一个或多个示例实施方式的源谐振器线圈的层的示例图解视图；
图15为根据本公开的一个或多个示例实施方式的源谐振器线圈的示例图解视图；
图16为根据本公开的一个或多个示例实施方式的源谐振器线圈的示例图解视图；
图17为根据本公开的一个或多个示例实施方式的源谐振器线圈的示例图解视图；
图18为根据本公开的一个或多个示例实施方式的源谐振器线圈的示例图解视图；
图19A至图19B为根据本公开的一个或多个示例实施方式的源谐振器线圈的示例图解视图；
图20为根据本公开的一个或多个示例实施方式的源谐振器线圈的示例图解视图；
图21为根据本公开的一个或多个示例实施方式的用于无线能量传输系统的电流传感器的示例图解视图；
图22为根据本公开的一个或多个示例实施方式的用于无线能量传输系统的电流传感器的示例图解视图；
图23为根据本公开的一个或多个示例实施方式的用于无线能量传输系统的示例电流传感器的输出测量值的示例图表；
图24为根据本公开的一个或多个示例实施方式的用于无线能量源的电流传感器的示例示意性图解视图；
图25为根据本公开的一个或多个示例实施方式的用于无线能量源的电流传感器的示例示意性图解视图；以及
图26为根据本公开的一个或多个示例实施方式的用于无线能量传输系统的示例电流传感器的输出测量值的示例图表。
在各种附图中类似的参考符号指示类似的元件。
具体实施方式
在共同拥有的美国专利申请公开号2010/0141042A1、美国专利申请公开号N0.2014/0049118A1、美国专利申请公开号2012/0119569A1和美国专利申请公开号2013/0069753A1中公开了无线电力传输系统的各种方面，这些专利申请的全部内容以引用的方式并入本文。
如以上所提到的，为了例如做功的目的，诸如为了给电气设备供电或充电，可使用多种已知技术无线地传输能量或电力。例如，无线电力传输系统(例如，高谐振无线电力传输系统)可包括高品质因数谐振器，该高品质因数谐振器可被驱动以生成振荡电磁场并且可与振荡磁场相互作用以生成电子电路中的电流和/或电压。即，可使用振荡磁场无线地传输能量。举例来说，(例如，耦接到电源诸如AC干线、电池、太阳能电池板等的)源谐振器与(例如，与移动设备、外壳、套筒、壳体、盖子、充电器等集成的)远程(设备)谐振器之间的无线能量交换可交换无线能量，其如以上所提到的，可用于给相关联的移动设备供电或充电。谐振器，诸如电磁谐振器，可包括电感元件(例如，导电材料诸如铜的环路)、分布电感或具有电感L的电感的组合，以及电容元件、分布电容或带有电容C的电容的组合。在提供有初始能量诸如存储在电容器中的电场能的条件下，系统可以随着电容器放电将能量转换成存储在电感器(电感器反过来可将能量传输回成存储在电容器104中的电场能)中的磁场能量而振荡。术语“环路”或“线圈”可用于大体指示传导结构(例如，线、管、条/迹线等)，该传导结构可以以任何匝数围绕或环绕任何形状和尺寸的表面。用于无线能量传输的谐振器的更有深度的描述和示例可见于以上所提到的共同拥有的专利申请中的一个或多个。
至少参考图1，其示出了无线能量传输系统100的示例表示。在一些实施方式中，无线能量传输系统100可用于移动设备应用，并且可包括例如一个或多个源(例如，源104)以及一个或多个设备(例如，设备102)。在一些实施方式中，耦接到源的电源可为直流电(DC)(例如，电池或其它DC功率源)或交流电(AC)(例如，壁源或其它AC电源)。在一些实施方式中，微控制器(例如，微控制器106)可以以工作频率驱动功率放大器(例如，功率放大器108)。在一些实施方式中，微控制器106可用于驱动功率放大器108作为带内通信装置。源谐振器(例如，源谐振器110)的谐振频率可与工作频率相同。在一些实施方式中，工作频率可包括所谓的“高频”，其可等于或大于85KHz、大于200KHz或大于1MHz。在一些实施方式中，工作频率可包括高频，诸如6.78MHz或13.56MHz。应当理解，可使用各种其它频率，包括比以上所提到的频率小的频率，而不背离本公开的范围。在一些实施方式中，功率放大器108可为例如D类或E类放大器。然而，应当理解，可使用其它类的放大器而不背离本公开的范围。源104可具有与设备102进行带外无线通信的装置，诸如蓝牙或WiFi。
在一些实施方式中，无线能量设备(例如，设备102)可包括被设计用以捕获由无线能量源(例如，经由源谐振器110的源104)生成的振荡磁场的设备谐振器(例如，设备谐振器112)。设备102也可具有与源104进行带外无线通信的装置。设备102可包括管理电力的控制器(例如，嵌入式控制器114)。设备102的输出可为负载，诸如电池、器具、移动电子设备等。应当理解，可包括设备102和源104的各种其它方面，诸如阻抗匹配网络等，而不背离本公开的范围。用于无线能量传输的源、设备及其相关联的相互作用/用途的更有深度的描述和示例可见于以上所提到的共同拥有的专利申请中的一个或多个。同样地，本公开的任何特定实施方式(例如，配置、部件、电子设备)的示例和描述应仅仅被视为示例而不应被视为在其他方面限制本公开的范围。
在一些实施方式中，一个或多个设备谐振器及其相关联的电子器件可被集成到移动设备的外壳中。例如，如以下将更详细讨论的，可以设计谐振器和电子器件使其轮廓足够薄，例如，以装配到移动电话外壳的后部。又如，可以设计谐振器和电子器件使其轮廓足够薄，例如，以被集成到用于移动设备的套筒或附接件以及其上搁置移动设备的充电垫中。套筒或附接件可经由移动设备的口装配到移动设备上。由一个或多个设备谐振器和电子器件捕获的能量可用于给移动设备的电池直接充电(例如，通过有线连接或经由移动设备的充电口)。在一些实施方式中，用于移动设备的套筒或附接件可包括一个或多个由例如铜、磁性材料、铝等制成的屏蔽物。在一些实施方式中，屏蔽物可用于减少套筒环境中的磁场损耗、减少移动设备中的磁场损耗并且/或者用作磁场的导向装置。在一些实施方式中，可设计这些套筒使其不阻塞移动设备的口、扬声器、相机等等。用于无线能量传输的屏蔽物的更有深度的描述和示例可见于以上所提到的共同拥有的专利申请中的一个或多个。
在一些实施方式中，并且至少参考图2A，其示出了示例设备谐振器线圈112a。如以上所提到的，谐振器线圈可被集成在例如移动电子设备、移动电子设备(诸如移动电话、智能电话、平板计算机等)的套筒或壳体中。在一些实施方式中，可针对移动电子设备优化谐振器线圈112a以有效地接收至少3W的功率、至少5W的功率或更大的功率，并且电力传输的效率可为例如大于30％、大于50％、大于70％或更高。图2B示出了可被集成到垫、表面、桌面等的源谐振器线圈112b的示例实施方式。
在一些实施方式中，并且至少参考图3，其示出了另一个示例设备谐振器线圈112c。如以上所提到的，谐振器线圈可被集成到移动电子设备诸如蓝牙头戴式耳机、传感器、可穿戴件等中。在一些实施方式中，可针对电子设备优化谐振器线圈112c以有效地接收至少0.5W的功率、至少1W的功率或更大的功率，并且电力传输的效率可为例如大于10％、大于20％、大于30％或更高。无线能量传输的电力传输优化的更有深度的描述和示例可见于以上所提到的共同拥有的专利申请中的一个或多个。
如以上所提到的，当谐振器被调谐至基本上相同的频率时并且当系统中的损耗最小时，源谐振器与设备谐振器之间的无线能量交换可能最优化。作为非限制性实例，可使用无线供应的电力或能量直接给设备诸如智能电话供电，或者设备可耦接到能量存储单元诸如电池、超级(super-capacitor)电容器、超电容器(ultra-capacitor)等(或其它类型的功率耗用)，其中能量存储单元可被无线地充电或再充电，并且/或者无线电力传输机制可为设备的主功率源的补充。
然而，虽然在源在距设备一段距离处时可使已知的谐振器设备最优化，但在更近的附近这些谐振器可不是最优的。举例来说，随着各个谐振器更靠近在彼此附近，源谐振器可解谐设备谐振器。更具体地，对于具有磁性材料的无线能量源，设备谐振器的电感可随着设备接近源而偏移，这可降低效率。虽然磁性材料可用于减少由于环境中的有损耗材料或源谐振器所耦接到的电子器件的磁场中的损耗，但设备谐振器中的电感偏移仍导致大于预期的或低于预期的输出电压。举例来说，在大于预期的输出电压的示例情形下，设备谐振器可持续损坏其电子器件和/负载(诸如智能电话)。在低于预期的输出电压的示例情形下，设备谐振器可能不能捕获足够的电力用于有效的操作。
带有多个磁性材料片的无线能量传输系统：
在一些实施方式中，用于无线传输能量的源可包括多个层。举例来说，层中的一个可包括导电材料(例如，铜)，其可耦接到功率源。另一个层可包括磁性材料，并且又一个层可包括被配置为当各个谐振器足够靠近彼此时与另一个谐振器交换无线能量的谐振器。应当理解，也可包括其它层。如以上所提到的，虽然磁性材料可用于减少由于例如环境中的有损耗材料或源谐振器所耦接到的电子器件而导致的磁场中的损耗，但设备谐振器中的电感偏移仍导致大于预期的或低于预期的输出电压。举例来说，响应于附近的磁性材料(例如，诸如当设备接近源以无线充电时)，设备谐振器的电感可增加。在一些实施方式中，为了抵消该增加，可去除或布置用于源中的部分磁性材料。例如，如以上所讨论的并且也至少参考图4至图5，示例源(例如，源402)的磁性材料408中带有中心孔410的源谐振器线圈406可使得设备谐振器的电感恢复到大约其原始值。换句话说，设备电感的“原始值”可被广义地描述为设备谐振器在自由空间中的自感。在一些实施方式中，并且至少参考图5，当示例设备(例如，设备404)相对于源402偏置时，电感仍可能偏移，这可由例如设备404直接在磁性材料408之上而引起。举例来说，仅仅为了示例目的，假设对于相对于源谐振器406的中心20mm×40mm的位置平移，电感仍可变化例如约17％。又如，对于相对于源谐振器406的中心10mm×20mm的位置平移，电感仍可能变化例如约5.6％。
在一些实施方式中，当接近设备谐振器时，源中多个磁性材料片的尺寸、形状、几何位置或它们的组合可减小设备谐振器中的电感偏移。举例来说，并且至少参考图6至图7，为避免使电感偏移，磁性材料可接近源谐振器线圈602以多根水平条608来布置。举例来说，对于设备谐振器线圈604相对于源谐振器602的中心的例如20mm×40mm的位置平移，电感可变化约15％。对于相对于源谐振器602的中心的例如10mm×20mm的位置平移，电感可变化约4.3％。
又如，并且至少参考图8，在一些实施方式中，为避免使电感偏移，磁性材料可相对于源谐振器线圈606以垂直条610来成型和布置。举例来说，对于设备谐振器线圈604相对于源谐振器606的中心的20mm×40mm的位置平移，电感可变化约17％。对于相对于源谐振器606的中心的例如10mm×20mm的位置平移，电感可变化约7.2％。
再如，并且至少参考图9至图10，在一些实施方式中，为避免使电感偏移，磁性材料可相对于源谐振器线圈902以棋盘状图案来布置。举例来说，磁性材料的棋盘状图案可为较粗的，诸如实例图9所示，或更细小，诸如实例图10所示。在图9所示的具有较粗的磁性材料904配置的实例中，对于相对于源谐振器线圈902的中心的例如20mm×40mm的位置平移，电感可变化约11％。对于相对于源谐振器902的中心的例如10mm×20mm的位置平移，电感可变化约2.2％。在图10所示的具有较细的磁性材料906配置的实例中，对于相对于源谐振器线圈902的中心的例如20mm×40mm的位置平移，电感可变化约12％。对于相对于源谐振器902的中心的例如10mm×20mm的位置平移，电感可变化约1.4％。
同样地，通过使用不同的形状、尺寸和几何图案的用于源的磁性材料，可减小设备谐振器的电感偏移量。应当理解，可使用不同的形状、尺寸、几何图案以及它们的组合的磁性材料而不背离本公开的范围。例如，多个磁性材料片的至少第一部分可为第一形状(例如，正方形)，并且多个磁性材料片的至少第二部分可为第二形状(例如，矩形)。又如，多个磁性材料片的至少第一部分可为第一尺寸(例如，10mm乘20mm)，并且多个磁性材料片的至少第二部分可为第二尺寸(例如，20mm×40mm)。再如，多个磁性材料片的至少第一部分可为第一图案(例如，格状图案)，并且多个磁性材料片的至少第二部分可为第二图案(例如，水平条)。同样地，对磁性材料的特定尺寸、形状和几何图案的描述应仅仅被视为示例而不应被视为在其他方面限制本公开的范围。如以下将更详细讨论的，可使用导电材料在形状、尺寸、几何图案以及它们的组合上的类似变型形式，以及可使用导电材料和磁性材料在形状、尺寸、几何图案以及它们的组合上的混合变型形式。
带有多个导电材料片的无线能量传输系统：
如以上所提到的，虽然磁性材料可用于减少由于环境中的有损耗材料或源谐振器可耦接到的电子器件而导致的磁场中的损耗，但设备谐振器中的电感偏移仍导致大于预期的或低于预期的输出电压。在一些实施方式中，为避免使设备谐振器的电感偏移，源的磁性材料和/或源谐振器线圈的某些部分可由导电材料覆盖。
如以上所讨论的并且也至少参考图11A，其示出了示例源1104和设备1102(未按比例绘制)。在示例中，设备1102可包括设备谐振器线圈1110和负载(例如，表示为移动电子设备1106的一部分)。在一些实施方式中，无线能量传输系统可包括第一导电材料(例如，导电材料1114)层，其中导电材料1114可被配置为覆盖电源1112的一些或所有表面。在一些实施方式中，第一导电材料1114层可为铜。然而，应当理解，也可使用导电材料的其它示例诸如铝而不背离本公开的范围。在一些实施方式中，电源可为电池。然而，应当理解，可使用其它示例电源而不背离本公开的范围。
在一些实施方式中，第二磁性材料(例如，磁性材料1116)层可位于接近第一导电材料层和第三层(例如，在第一导电材料层与第三层之间)。在一些实施方式中，磁性材料1116可包括铁氧体。然而，应当理解，可使用其它磁性材料而不背离本公开的范围。如以上所讨论的，磁性材料1116可用于将设备谐振器线圈1110与移动电子设备1106屏蔽开。在一些实施方式中，磁性材料1116可具有小于1mm的厚度。在一些实施方式中，磁性材料1116可具有小于0.5mm的厚度。然而，应当理解，取决于源1104的期望特性，磁性材料1116可具有各种其它的厚度。在一些实施方式中，磁性材料的厚度可取决于预期的传输的功率电平。当暴露于处于较高功率电平下的较高磁场时磁性材料可饱和。因此，较厚的磁性材料可具有较高的饱和点。例如，对于传输大约10W功率的源，0.3mm的磁性材料可足够。在一些实施方式中，磁性材料的厚度可另外在例如0.3mm至0.7mm、1mm+等的范围内。
在一些实施方式中，第三层可位于第二层和第四层的附近(例如，在第二层与第四层之间)，其中第三层可包括多个导电材料片(例如，导电材料片1118)。如以下将更详细讨论的，在一些实施方式中，被放置在源谐振器线圈1120与磁性材料1116之间的导电材料片1118可具有各种形状、尺寸和图案化的位置(类似于以上对磁性材料片的讨论以及至少在图6至图10中所示的)。
在一些实施方式中，第四层可位于第三层的附近，其中第四层可包括第一谐振器线圈(例如，源谐振器线圈1120)，并且其中源谐振器线圈1120可被配置为当源谐振器线圈1120接近设备谐振器线圈1110(例如，在充电区域内)时与第二谐振器线圈(例如，设备谐振器线圈1110)传输无线能量。举例来说，如以上所提到的，源谐振器(例如，其可耦接到电源诸如AC干线、电池、太阳能电池板等)与设备谐振器(例如，与移动设备、外壳、套筒、壳体、盖子、充电器等集成的)之间的无线能量传输也如以上所提到的可用于给相关联的(移动)电子设备供电或充电。
在一些实施方式中，源谐振器线圈1120可包括铜迹线。举例来说，可使用已知的技术将源谐振器线圈1120设计在印刷电路板(PCB)内。应当理解，视情况而定，PCB可包括多种变型形式，诸如印刷线路板(PWB)、印刷电路组件(PCA)、印刷电路板组件(PCBA)等或它们的组合。同样地，在适当的情况下，贯穿本文所使用的术语“印刷电路板”或“PCB”可被解释为包括以上提到的变型形式中的一种或多种。在一些实施方式中，第一层、第二层、第三层和第四层中的至少一个可在不同的PCB平面上。举例来说，在示例中，假设使用至少两层(平面)的PCB。在示例中，PCB可包括在PCB的第二层(例如，第二平面)上的源谐振器线圈1120，并且多个导电材料片1118可在PCB的一个或多个不同层(例如，第一平面)上。在一些实施方式中，可使用平面位置的各种组合而不背离本公开的范围。举例来说，多个导电材料片1118的一部分可位于PCB平面中的一个上，并且多个导电材料片1118的第二部分可位于PCB平面中的另一个上。在一些实施方式中，两个平面可为相同的平面。在一些实施方式中，层中的至少一些不必为PCB的一部分。举例来说，在一些实施方式中，导电材料1114可为耦接到PCB的顶部(或底部)的单独的材料片。在一些实施方式中，仅两层导电材料可在PCB内，其中剩余的层可在PCB之外。同样地，对在PCB内的任何数量的层的描述应仅仅被视为示例而不应被视为限制本公开的范围。
在一些实施方式中，可增加源谐振器线圈1120的迹线以增加其品质因数。例如，可存在用于产生迹线的较大数量的环路、较大量的导电材料等。用于无线能量传输的谐振器品质因数(即，Q因数)的更有深度的描述和示例可见于以上所提到的共同拥有的专利申请中的一个或多个。作为响应，可减少在源谐振器线圈1120下面的导电材料片以补偿设备谐振器1110可“看见”或受其影响的增加的导电材料的量。
应当理解，可以以不同的次序配置以上提到的源层的次序。举例来说，至少参考图11B，源1104可具有由导电材料1114构成的第一层、由磁性材料1116构成的第二层、由一个或多个源谐振器线圈1120构成的第三层以及由多个导电材料片1118构成的第四层。换言之，在一些实施方式中，由多个导电材料片1118构成的第四层可为面向设备1102的外层。同样地，所述的“层”的次序应仅仅被视为示例而不应被视为限制本公开的范围。类似地，术语“第一层”、“第二层”等的使用不一定代表层的特定次序。
在一些实施方式中，第一层可被配置为耦接到移动电池单元1112的表面。举例来说，如以上所提到的，以上示例配置可令人满意地执行从而以小到足以被集成为移动电池单元的一部分而不必改变移动电池单元自身占有空间来交换无线能量。在一些实施方式中，“连接”到移动电池单元1112可为与直接电气连接相对的物理机械连接(或反之亦然)。在实例中，谐振器可包括例如铁氧体和金属屏蔽物以防止磁场与移动电池单元1112相互作用。
在一些实施方式中，如以下将更详细讨论的，源1104可包括多个源谐振器。举例来说，在一些实施方式中，两个或多个源谐振器可并排使用(例如，水平地或彼此在相同的平面中)，其中它们各自的水平轴对齐(或不对齐)，以及彼此垂直地(例如，在上面/在下面)在不同的平面中，其中它们各自的垂直轴对齐(或不对齐)，以增加设备谐振器1110与至少一个源谐振器之间的耦接。在一些实施方式中，两个或更多个源谐振器可串联和/或并联连接。同样地，对单个(例如，源)谐振器的描述应仅仅被视为示例，并且可不被解释为多于一个源谐振器。
在一些实施方式中，并且至少参考图12A，源谐振器线圈1202可关于轴1204对称。在一些实施方式中，源谐振器线圈1202可具有一个或多个(例如，三个或更多个环路，如图12A所示)或者四个或更多个环路(如图12C所示)。应当理解，根据源谐振器线圈1202的期望特性可使用任何数量的环路。例如，源谐振器线圈1202可被最优化用于以离开源谐振器线圈1202的表面(在Z方向上或离开页面)大约3mm的距离将电力传输到无线设备谐振器。在一些实施方式中，可针对设备谐振器线圈的尺寸和/或针对到设备谐振器线圈的不同距离优化源谐振器线圈1202。例如距离可为3mm、5mm、10mm或更大。
在一些实施方式中，如以上所讨论的并且也至少参考图12A至图12H，被放置在源谐振器线圈1120与磁性材料1116之间的导电材料片1118可具有各种形状、尺寸和图案化(或非图案化)的位置(类似于以上对至少在图6至图10中的磁性材料片的讨论)。在一些实施方式中，当源谐振器线圈1120接近设备谐振器线圈1110时，多个导电材料片1118的尺寸、形状和几何位置中的至少一个可减小设备谐振器线圈1110中的电感偏移。举例来说，在源谐振器线圈1120的中心(可较大的暴露于磁性材料)，导电材料片1118在尺寸上可更大并且被放置得更靠近彼此，如设备谐振器线圈1110所看见的。例如，图12B示出了具有多个导电材料片1118的示例实施方式，导电材料片1118可被放置在源谐振器线圈1202的下面(例如，使来自图12A的轴1204与来自图12B的轴1204对齐)以减小设备谐振器线圈1110电感变化。在示例中，示出了导电材料片1118的各种形状、尺寸和几何图案。例如，形状可为矩形。再如，形状可为正方形。再如，多个导电材料片1118的至少第一部分可为第一形状，并且其中多个导电材料片1118的至少第二部分可为第二形状。再如，多个导电材料片1118的至少第一部分可相对于第一谐振器线圈的中心为水平的。再如，多个导电材料片1118的至少第一部分可相对于第一谐振器线圈的中心为垂直的。再如，多个导电材料片1118的至少一部分可相对于第一谐振器线圈以格状图案来布置。如从图12B可见，朝向源谐振器线圈1202的中心，导电材料片1118可更加紧密并且/或者具有较大的尺寸。在一些实施方式中，如以上所提到的，多个导电材料片1118可为铜(或其它导电材料)。
又如，并且至少参考图12C至图12D，源谐振器线圈1206可具有四匝导电迹线并且可被最优化用于以离开源谐振器线圈1206的表面(例如，在Z方向上或离开页面)大约3mm或更大的距离将电力传输到无线设备谐振器。类似于图12B，图12D示出了被放置在源谐振器线圈1206下面(例如，使来自图12C的轴1208与来自图12D的轴1208对齐)以减小设备谐振器线圈电感变化的导电材料片1118的示例实施方式。在示例实施方式中，朝向源谐振器线圈1206的中心，导电材料片可更加紧密并且/或者具有较大的尺寸。
又如，并且至少参考图12E至图12F，源谐振器线圈1202(也如图12A所示)可被最优化用于以离开源谐振器线圈1202的表面(例如，在Z方向上或离开页面)大约3mm或更大的距离将电力传输到无线设备谐振器。类似于图12B，图12F示出了被放置在源谐振器线圈1202下面(例如，使来自图12E的轴1204与来自图12F的轴1204对齐)以减小设备谐振器线圈电感变化的导电材料片1118的示例实施方式。在实例中，相比于图12B，在源谐振器线圈1202的中心，导电材料片1118在形状、尺寸和图案上可稍微更均匀。
又如，并且至少参考图12G至图12H，源谐振器线圈1206(也如图12C所示)可被最优化用于以离开源谐振器线圈1206的表面(例如，在Z方向上或离开页面)大约3mm或更大的距离将电力传输到无线设备谐振器。类似于图12B，图12H示出了被放置在源谐振器线圈1206下面(例如，使来自图12G的轴1208与来自图12H的轴1208对齐)以减小设备谐振器线圈电感变化的导电材料片1118的示例实施方式。在实例中，相比于图12B，在源谐振器线圈1202的中心，导电材料片1118在形状、尺寸和图案上可稍微更均匀。
应当理解，可根据期望的特性使用其它源和谐振器设计而不背离本公开的范围。例如，并且至少参考图13，示例源谐振器线圈1302可被最优化用于以离开源谐振器线圈1302的表面(例如，在Z方向上或离开页面)大约至多46mm(包括46mm)的距离将电力传输到无线设备谐振器。在示例中，谐振器线圈1302可为大约142mm×192mm。在另一个示例中，源谐振器线圈1302可以能够传输等于或大于10W的功率、大于15W的功率、大于30W的功率或更大的功率。
在一些实施方式中，如以下提到的，源1104可包括多个源谐振器。举例来说，并且至少参考图14A，其示出了用于无线能量源的示例双层谐振器线圈。即，层1404可包括一个源谐振器线圈，并且层1404可包括另一个源谐振器线圈。同样地，对单个源谐振器线圈的描述应仅仅被视为示例。在一个示例中，谐振器线圈可被最优化用于以离开源谐振器的表面(例如，在Z方向上或离开页面)大约例如6mm(±1mm)的距离将电力传输到无线设备谐振器。举例来说，谐振器线圈的两个层1402和1404可被印刷在PCB的两个层上，其中轴1406可与轴1408对齐。示例源谐振器线圈可以能够传输大于30W的功率。在一些示例实施方式中，具有两个或更多个谐振器线圈呈以在一个或多个方向分量上生成具有最小强度变化的磁场可为有利的。例如，双层谐振器线圈可使磁场的垂直分量的强度变化减到最小。多层性质的谐振器线圈可通过产生足够大的有效区域来使在设备谐振器线圈的X偏置和Y偏置两者上的较大移动成为可能。在一些实施方式中，有效区域可被定义为使磁场变化在其之上减到最小的区域。在一些实施方式中，容纳谐振器线圈的各个部分的PCB的两个层可被印刷在PCB上，由此使得层相隔得足够远以降低或消除可发生在两个层上的迹线之间的寄生电容。在一些实施方式中，容纳谐振器线圈的各个部分的层可相隔至少0.5mm、相隔至少1mm、相隔至少2mm、相隔至少4mm或更大。在一些实施方式中，容纳谐振器线圈的各个部分的PCB的两个层可被印刷在电路板上，由此使得层相隔得足够远以降低或消除谐振器的自谐振。
在一些实施方式中，并且至少参考图14B，其示出了具有两个或更多个源谐振器(例如，1410和1412)和设备谐振器(例如，1414)的无线电力系统的示例。在示例中，源谐振器1410和1412可切换地耦接到控制器从而以Z1和/或Z2的高度传输电力，控制器可分别在源谐振器1410与1412之间切换。在一些实施方式中，并且至少参考图14C，其示出了带有两个或更多个源谐振器(例如，1410和1412)和两个或更多个设备谐振器(例如，1414和1416)的无线电力系统的示例。在一些实施方式中，控制器可在不同的源谐振器1410与1412之间切换，其可被配置用于最大的场均一性和/或最大的谐振器线圈到线圈的效率。举例来说，在一个实例中，控制器可切换到源谐振器1410、1412中的一个用于针对较近的设备谐振器1416在低的Z高度Z1处的最大的场均一性。在另一个实例中，控制器可切换到其它源谐振器1410、1412中的一个，用于针对另一个设备谐振器1414在高的Z高度Z2处的最大谐振器线圈到线圈的效率。在一些实施方式中，取决于设备谐振器的尺寸，控制器可在两个不同的源谐振器1410与1412之间切换。例如，源谐振器1414和1412的尺寸可不同，由此使得它们可将电力有效地传输到不同尺寸的设备谐振器。源谐振器中的一个可比另一个小，并且因此可以能够适应小的设备谐振器。在较小的源谐振器可有效地将能量传输到小的设备谐振器时，可关闭两个源谐振器中较大的源谐振器以保存能量。
在一些实施方式中，并且至少参考图14D，其示出了可形成在PCB上的示例源谐振器的两面(正面1418和背面1420)。在示例中，谐振器可能能够在5mm的Z高度处传输大约例如16W的功率。谐振器可包括例如220pF±2％的分布电容。在实例中，在5mm的Z高度处所得的充电区域可为例如160mm×150mm的区域。
在一些实施方式中，并且至少参考图15，其示出了用于无线能量源的示例谐振器线圈1502。在示例中，谐振器线圈1502可被最优化用于以离开源谐振器线圈1502的表面(例如，在Z方向上或离开页面)大约在26mm与46mm之间(包括26mm和46mm)的距离将电力传输到无线设备谐振器。在一些实施方式中，示例源谐振器线圈1502可以能够传输大于例如30W的功率。在一些实施方式中，示例源谐振器线圈1502可由并联或串联放置的两个谐振器线圈制成。
带有交叉迹线的无线能量传输系统：
在一些实施方式中，源谐振器线圈的形状可被设定(例如，经由谐振器线圈的绕组)用于实现均匀的充电区域。例如，均匀的充电区域可允许在整个充电区域以类似的功率电平(经由源谐振器)给设备(经由设备谐振器)充电。在另一个实例中，均匀的充电区域可允许在整个充电区域中类似的低损耗速率，从而增加了效率。如以下将更详细讨论的，(例如，以并联绕组)使整个线圈中的电流平衡可有助于实现均匀的充电区域和磁场，以及产生对称的谐振器线圈。
如以上所讨论的并且也至少参考图16至图20，无线能量传输系统可包括第一谐振器线圈。例如，无线能量传输系统可包括源谐振器线圈1602，其中，源谐振器线圈1602可被配置为当源谐振器线圈1602接近设备谐振器线圈时将无线能量传输到第二/设备(例如，设备谐振器)谐振器线圈。举例来说，如以上所提到的，到源谐振器(例如，耦接到电源诸如AC干线、电池、太阳能电池板等的源谐振器)和设备谐振器(例如，与移动设备、外壳、套筒、壳体、盖子、充电器等集成的设备谐振器)的无线能量传输可用于给相关联的移动电子设备供电或充电。在一些实施方式中，类似于对图11A的讨论，源可包括：第一导电材料层，其中，导电材料可被配置为耦接到功率源；第二磁性材料层，其位于第一导电材料层和第三层的附近；第三层，其位于第二层和第四层的附近，其中，第三层可包括多个导电材料片；第四层，其位于第三层的附近，其中第四层可包括源谐振器线圈1602。在一些实施方式中，第三层可包括源谐振器线圈1602；第四层位于第三层附近，其中第四层可包括多个导电材料片。在一些实施方式中，源可类似于以上提到的对图11A或11B的讨论来配置。然而，应当理解，可使用源配置的其它组合而不背离本公开的范围。
在一些实施方式中，并且至少参考图16，在源谐振器线圈1602中可包括第一迹线绕组(例如，绕组1604)，其中绕组1604可包括导电材料。在源谐振器线圈1602中可包括第二迹线绕组(绕组1606)，其中绕组1606可包括导电材料。在一些实施方式中，第一绕组和第二绕组中的至少一个的迹线可包括用于导电材料的铜线圈。
在一些实施方式中，源谐振器线圈1602的绕组1604和绕组1606可在交叉点处交叉、交错或重叠。在一些实施方式中，在线圈绕组中具有交叉点可有助于以并联绕组平衡整个线圈的电流。例如，在交叉点(例如，交叉点1608a、交叉点1608b、交叉点1608c、交叉点1608d、交叉点1608e、交叉点1608f、交叉点1608g和/或交叉点1608h)处，绕组1604的一部分迹线可与绕组1606的一部分迹线交叉。在一些实施方式中，使绕组交叉可有助于使(各个绕组中的)电流相对于彼此平衡或近似相等。因此，在一些实施方式中，线圈绕组的交叉可有助于实现对称的谐振器线圈，其可使更均匀的磁场和充电区域成为可能。在一些实施方式中，诸如源谐振器线圈1602，线圈的绕组可被均匀地隔开以有助于实现均匀的充电区域。在一些实施方式中，交叉点可利于在平面中容纳谐振器线圈。例如，许多源外壳将谐振器线圈限制在平且薄的垫状机械外壳中，由此使得其可在表面上具有低的剖面或被安装在平层(table)下面。
例如，源谐振器线圈1602可以能够在例如46mm的Z高度处传输大约16W的功率。在该实施方式中，在46mm的高度处可得到的充电区域可以是大约例如140mm×120mm的区域。在一些实施方式中，绕组中的两个可并联连接。例如，绕组1604和绕组1606可并联连接(例如，绕组1604可连接到1610，并且绕组1606可连接到1612)。在一些实施方式中，交叉点可产生对称的谐振器线圈，该对称的谐振器线圈可产生均匀的磁场并且可平衡沿着并联驱动的迹线的不同路径的阻抗。在一些实施方式中，源谐振器线圈1602可包括一个或多个在1612和1610处连接到绕组的电容器以形成源谐振器。在一个实施方式中，源谐振器线圈诸如图16所示的源谐振器线圈在绕组之间可具有均匀的空间，由此使得使用较大量的导电迹线并且因此产生带有较大品质因数的谐振器线圈。
在一些实施方式中，绕组1604的第二部分迹线可在对称的交叉点处于绕组1606的第二部分迹线交叉。例如，如至少从图16可见，绕组1604和绕组1606可被配置为形成多个交叉点(例如，交叉点1608a、交叉点1608b、交叉点1608c、交叉点1608d、交叉点1608e、交叉点1608f、交叉点1608g和/或交叉点1608h)。在示例中，交叉点1608d可对称于交叉点1608e。又如，交叉点1608b可对称于交叉点1608f。应当理解，可使用非对称交叉点而不背离本公开的范围。
在一些实施方式中，交叉点可出现在谐振器线圈1602的中间部分。例如，如至少从图16可见，交叉点位于谐振器线圈1602的中间部分。相反，交叉点可出现在谐振器线圈1602的端部部分。举例来说，并且至少参考图12A，其示出了沿着轴1204在谐振器线圈1202的端部部分处的两个交叉点。即，在谐振器线圈1202的伸长的端部处示出了两个交叉点。在一些实施方式中，交叉点可位于谐振器线圈的中间部分和端部部分的组合处以及谐振器的任何其它部分处。同样地，对交叉点的具体位置的描述应仅仅被视为示例而不应被视为在其他方面限制本公开的范围。
在一些实施方式中，并且至少参考图17，其示出了具有交叉点的另一个示例谐振器线圈1702。例如，源谐振器线圈1702可以能够在例如6mm的Z高度处传输大约例如16W至33W的功率。在示例中，在6mm的Z高度处所得的充电区域可为例如300mm×140mm的区域。在一些实施方式中，谐振器1702可包括圆形形状和方形形状以有助于实现给定充电区域的均匀的磁场/充电区域。在示例中，谐振器线圈1702包括两个并联连接的绕组1704和1706(例如，绕组1704可连接到1708，并且绕组1706可连接到1710)。在另一个实例中，绕组1704和绕组1706可产生交叉点(例如，交叉点1712a、交叉点1712b、交叉点1712c以及图17所示的其它未标记的交叉点)。在一些实施方式中，源谐振器线圈1702可包括一个或多个在1710和1708处连接到绕组的电容器。
在一些实施方式中，并且至少参考图18，其示出了带有交叉点的另一个示例谐振器线圈1802。例如，源谐振器线圈1802可以能够在例如26m和46mm的Z高度处传输大约例如33W的功率。在一个实例中，在26mm的Z高度处所得的充电区域可为例如220mm×150mm的区域。在46mm的Z高度处所得的充电区域可为例如210mm×140mm的区域。在一些实施方式中，谐振器1802可包括两个并联连接的绕组1804和1806(例如，绕组1804可连接到1808，并且绕组1806可连接到1810)。在另一个实例中，绕组1804和绕组1806可产生交叉点(例如，交叉点1812a、交叉点1812b、交叉点1812c以及图18所示的其它未标记的交叉点)。在一些实施方式中，源谐振器线圈1802可包括一个或多个在1810和1808处连接到绕组的电容器。
应当理解，其它谐振器线圈设计可使用交叉点。举例来说，在以上提到的图12A、12C、12E和12G中类似地示出了可使用交叉点的示例谐振器线圈设计。在以下所讨论的图19A和图19B处示出了可使用交叉点的另外的示例谐振器线圈设计。同样地，对使用交叉点的任何特定谐振器线圈设计的描述应仅仅被视为示例而不应被视为在其他方面限制本公开的范围。
在一些实施方式中，第一绕组的一部分迹线可在第一绕组的一部分迹线与第二绕组的一部分迹线之间绝缘的情况下在交叉点处与第二绕组的一部分迹线交叉。举例来说，仅仅为了示例目的，假设以上提到的来自图16的谐振器线圈1602被构造在单层PCB上。在一个实例中，在交叉点(例如，1608a)处绕组1604与绕组1606之间可存在绝缘材料。
在一些实施方式中，第一谐振器线圈可被印刷在PCB上，其中第一绕组的一部分迹线可在交叉点处在印刷电路板的第一侧面上停止并且可在印刷电路板的第二侧面上继续，其中在印刷电路板的第二侧面上的第二绕组的一部分迹线可在第二侧面上停止并且可在交叉点之后在第一侧面上继续。在一些实施方式中，使用不同层的PCB，第一绕组的一部分迹线可在交叉点处与第二绕组的一部分迹线交叉。举例来说，第一绕组的一部分迹线可在到达交叉点之前在印刷电路板的第一层上的第二绕组的一部分迹线的第一侧面上停止，并且可在到达交叉点之后在印刷电路板的第二层上的第二绕组的一部分迹线的第二侧面上继续。
举例来说，并且至少参考图20，其示出了另一个示例谐振器线圈2002。仅仅为了示例目的，假设谐振器线圈2002以绕组2004和绕组2006构建在双层PCB上。在一个实例中，绕组2004可通过使绕组2006的迹线在PCB顶层上的点2008处停止并且然后在PCB低层上的点2010处继续来与绕组2006交叉。
应当理解，可使用产生交叉点的其它技术而不背离本公开的范围。同样地，对交叉技术的实例描述应仅仅被视为示例而不应被视为限制本公开的范围。
带有电流感测的无线能量传输系统：
可用于无线能量传输的已知电流感测技术可包括例如围绕迹线或线的拾取回路、霍尔效应传感器、电流感测变压器、电流感测电阻器等。这些技术可例如对于用于无线能量传输中的高强度电流和高频率具有过度的损耗和功率耗散，可具有用于无线能量传输的频率限制，可易受磁干扰的影响，可为昂贵的并且假设技术被结合到设备自身则可增加正在测量其电流的总设备的尺寸。
另外，在测量例如高谐振无线电力传输系统中的电流中，电流的高频和谐波以及由源谐振器生成的磁场在使用以上所提到的方法时可能存在挑战。在一些实施方式中，如以下将更详细讨论的，罗戈夫斯基(Rogowski)线圈可用作用于无线电力传输系统的电流传感器的一部分。罗戈夫斯基线圈可具有例如高再现性、阻隔来自源谐振器磁场的影响的能力以及根据电压电平输出确定均方根(RMS)电流的能力。所测量的线圈(以及罗戈夫斯基线圈)可为导体/导电材料或迹线，诸如铜、包铜钢、利兹线(Litz)等等，并且所测量的线圈可以以功率源(例如，AC源)驱动。
在一些实施方式中，如以下将更详细示出的，导体的(微分)电流值可通过将导体布线通过导体材料线圈的内径D2来测量。导体可为谐振器线圈的一部分。例如，谐振器的电流值可用于，例如，设定磁场水平以便无线地传输电力，并且同样地，其可用以获知其值。在一些实施方式中，电流测量可在源谐振器上测量作为对电流电平的确认并且可用作对控制电路的反馈。例如，响应于来自电流传感器的反馈信号，控制电路系统可调大或调小供给至源谐振器的电力。在一些实施方式中，(例如，AC)电流测量的幅值/振幅值和相位值相互关系可用于测量阻抗随示例公开的电流感测系统的变化。也可使用电流测量的其它用途。
作为电流传感器的罗戈夫斯基线圈可用于低频应用，诸如50Hz至60Hz，用于例如电力网应用。类似地，当应用于大于1MHz的信号时以上所提到的测量电流的方法可失效。当被放置在磁性噪声环境诸如(高谐振)无线能量传输系统中所提供的磁性噪声环境中时，它们也可失效。因此，在一些实施方式中，示例电流传感器可允许例如测量高频电流同时阻隔传感器上的磁干扰，从制造观点来看可容易地再现并且具有耐受制造中的公差的能力，并且可包括并联谐振滤波器或衡消滤波器(balanced filter)以去除所测量的信号中的谐波成分和/或共模电压。如以下将更详细讨论的，在一些实施方式中，带有滤波器的电流传感器可被生产在用于例如无线能量传输系统的印刷电路板(PCB)上，并且(1)可阻隔来自无线能量传输源谐振器的磁场影响，(2)可不受所测量的电流中的DC偏置的影响，(3)可包括测量高频电流的能力，(4)可不具有由于缺乏磁性材料芯的芯饱和的问题，(5)由于滤波器可使电流信号中的谐波被衰减成为可能，(6)可不呈现关于源谐振器的明显的阻抗偏移或插入损耗，(7)从制造观点来看可为高度再现的，(8)因为许多部件诸如罗戈夫斯基线圈自身可经由PCB层中的迹线制成所以可为小且低成本的设计，(9)可不导致由于机械变化而产生传感器能力上的显著变化，并且(10)可使为缩放电压且容易测量的输出成为可能。
如以上所讨论的，并且也至少参考图21至图26，用于无线能量传输的电流感测系统可包括印刷电路板(PCB)，其中印刷电路板可包括至少第一层、第二层和第三层。可包括导电材料环路，其中导电材料环路在第二层上可包括直径D3。可包括导电材料线圈，其中导电材料线圈可具有至少2匝，其中通过第一层、第二层和第三层中的每个连接的导电材料线圈(例如，大多数导电材料线圈)可占据外径为D1并且内径为D2的第一层和第三层。导电材料环路可耦接至导电材料线圈。
例如，并且至少参考图21至图22，电流传感器的线圈(例如，电流传感器线圈2102)可被设计用于使区域中的匝数达到最大以及使线圈自身的面积达到最大。在非限制性实例中，电流传感器线圈2102可具有例如17匝，其中外径D1为例如400mm并且内径D2为例如200mm。在一些实施方式中，可包括导电材料环路，其中导电材料环路在第二层上可包括直径D3。例如，电流传感器线圈2102可包括导电材料环路(例如，一个或多个内部线圈2106和2108)。内径D2可大于所测量的导体的空间，例如，孔2104的直径D4。在一些实施方式中，保持较小的“占用空间”或外部面积(outer area)以便在小尺寸PCB上实现尺寸实用的传感器。在一些实施方式中，可以设定传感器的尺寸使得其可与正在测量的导体产生在相同的PCB上。在一些实施方式中，导电材料环路和导电材料线圈可形成罗戈夫斯基线圈。例如，罗戈夫斯基线圈可由导电材料环路和导电材料线圈形成，其中环路可在端点通路(未示于图22中)处连接到线圈。在实例中，罗戈夫斯基线圈可占据PCB的所有层。
在一些实施方式中，电流传感器线圈2102可被设计主要占据PCB的顶层2204和底层2210以及两个内层2206和2208，其可使电流传感器2102绕其自身闭合。在一些实施方式中，可包括导电材料线圈，诸如线圈绕组2110和线圈绕组2112，其可具有至少2匝。在一些实施方式中，导电材料线圈可具有至少15匝。在一些实施方式中，通过PCB的第一层、第二层和第三层中的每个连接的大多数线圈绕组2110和线圈绕组2112可占据外径为D1并且内径为D2的第一层和第三层。例如，连接可发生在看起来仅仅连接到底部右手侧上的线圈的通路中。可以连接外线圈和内环路，并且可以没有实际上完成整个环路，因为它们可反而返回到它们开始的地方。线圈2106和线圈2108的一个或多个内部部分可耦接到线圈绕组2110和线圈绕组2112。在一些实施方式中，线圈绕组2110和线圈绕组2112的结果以及各个层2204、2206、2208、2210相关联的通路可在形状上有效地为环形。电流传感器线圈2102可被配置为具有直的回路和平衡绕组(例如，用于导电材料的回路环路)中的至少一个。例如，直的回路的示例示于图21。如示例图21所示，内层上的环路可不缠绕外面两层上的线圈或不与外面两层上的线圈交错，因此示出了直的回路(例如，不交错或不缠绕)。它直接返回到可进行连接的起始点。相反，当正向路径和反向路径彼此缠绕因而变得平衡并且其中一个路径可不短于另一个路径时，可出现平衡绕组。平衡绕组可与初始线圈交错。环路和线圈可在端点通路处以没有成为完全“连接的”环路的方式连接。线圈可被配置有导电材料的平衡绕组回路环路，其中导电材料可以以避免干扰相同层上的导电材料线圈的方式占据第一层和第三层。平衡绕组回路环路可具有外径D1和内径D2。在实例中，测量值可与电流的微分成比例(而不是与电流直接成比例)。
在一些实施方式中，线圈绕组2110的顶部迹线可占据第一层2204，内部线圈2106的第二迹线可占据第二层2206，内部线圈2108的第三迹线可占据第三层2208，并且线圈绕组2112的底部迹线可占据第四层2210。在一些实施方式中，可使用各种其它层的PCB而不背离本公开的范围。举例来说，对于制造可以使用四层PCB并且因此选择超过三层的PCB。在一些实施方式中，第四层可位于第二层和第三层附近，其中，第四层可包括另外的导电材料环路(例如，内部线圈2106和2108中的一个或多个)，其耦接到一个或多个内部线圈2106和2108以及导电材料线圈(例如，线圈绕组2110和2112)中的至少一个，其中另外的圆形导电材料环路在第四层上可具有直径D3。
在一些实施方式中，内部线圈2106和2108的第二迹线和第三迹线在四层PCB横截面中可占据相等的垂直空间或者在三层PCB的情况下可组合成单个迹线。在一些实施方式中，电路传感器线圈2102可仅仅占据PCB的三层，其中线圈绕组2110的顶部迹线占据第一层，内部线圈2106的第二迹线占据第二层，并且线圈绕组2112的底部迹线占据第三层。可通过取较大直径D1与较小直径D2之间的差并且将该差乘以高度2202给出由传感器线圈2102覆盖的近似面积2212。高度2202以示例示出作为PCB的厚度，但介电材料已被制成透明的。如果电流传感器线圈2102不占据整个PCB堆叠，那么高度2202也可被描述为电流传感器线圈2102的顶层与底层之间的距离。另一方面，如果它确实占据了整个堆叠，那么高度2202可等于PCB的厚度。
在一些实施方式中，电流传感器线圈2102可以能够测量频率在大约例如85kHz至20kHz范围内的电流。在一些实施方式中，例如，对于较低的频率，电流传感器线圈2102可被设计具有更多匝和更大面积2212以实现可测量的输出电压。在一些实施方式中，面积2212可为缠绕在内部直的回路周围的初始线圈绕组的环路面积。环路面积可由例如PCB的厚度(例如，高度2202)和内径与外径(D1和D2)来决定。在一些实施方式中，电流传感器线圈2102可测量的频率上限可由电流传感器的自谐振频率(如图24所示并且由对(罗戈夫斯基)传感器自谐振频率建立模型的L1和C4所表示的)来确定。在一些实施方式中，可通过例如增加PCB层的数量使用该类型的电流传感器来测量PCB上的电流载体。例如，在六层PCB中，电流载体可通过垂直移动贯穿所有六层来占据第一层和最后一层，同时电流传感器可占据六层PCB的中心四层并且缠绕在电流载体周围。
在一些实施方式中，并且至少参考图23，其示出了所测量的线圈电流输出的示例经验测量值。在非限制性实例中，波形2304可为所测量的线圈电流并且波形2302可为电流传感器线圈2102的输出电压。在示例测量中，线圈电流的RMS值为998.8mA并且电流传感器线圈2102的输出电压的RMS值为302.2mA。可使用这些值(例如，为了最佳准确度相互对照或否则比较)以便调整磁场水平。基于接收设备调整电流也可允许耦接上更宽的变化以具有较小的电压范围，因为电压输出电平可与电流电平(并且因此与磁场水平)成比例。这是一个实例。其它示例用途可为确保安全的磁场水平、检测阻抗变化或可改变线圈电流的其它变化等。使用其相关联的匹配网络中多个电流的线圈电流相位和幅值也可用于检测线圈处的阻抗。
在一些实施方式中，线(其可连接到谐振槽中的节点或谐振器线圈节点中的一个)可穿过在嵌入在PCB中的电流传感器线圈2102的中心中的孔。在一些实施方式中，可包括并联谐振电路并且并联谐振电路可去除谐波成分。例如，电流传感器线圈2012可随着具体定向的谐振滤波器调谐以使测量中的谐波减到最小并且传感器线圈的输出可连接到测量电路系统。在一些实施方式中，可包括衡消滤波器电路并且衡消滤波器电路可去除谐波成分和/或共模电压。在一些实施方式中，测量电路系统可过滤和缩放信号以便更容易地被微处理器读取，微处理可访问电流传感器线圈2102的测量值。
例如，并且至少参考图24，其示出了电流传感器以及可用于与电流传感器进行交互的电路的示例图解。在实例中，可由电感L1和电容C4对电流传感器2402建立模型，其中，电容C4为传感器线圈固有的。R3、R4、L2和C1可为分离的电路部件；L2和C1可为可具有与所测量的电流相同的谐振频率的谐振电路。在一个实例中，电流传感器2402可为无源的并且电压源V1可为电流传感器所处磁场的模型。在一些实施方式中，可包括带有电压输出的差分放大器。举例来说，可包括带有差分输入和单端电压输出的积分放大器。例如，电流传感器2402可连接到可具有单个电压输出的差分放大器2404。部件R1和部件R2可被设计用于给差分放大器2404加负载。在一些实施方式中，可包括峰值检测器电路并且峰值检测器电路可包括运算放大器以追踪电压输出的峰值并且确定导体的测量(差分)电流值。例如，电路系统2406可包括可用作峰值检测器的运算放大器，其可追踪输出电压的峰值并且可确定所测量的线圈电流。
在一些实施方式中，并且至少参考图21至图26，其示出了电流传感器以及可用于与电流传感器进行交互的电路的另一个示例图解。在实例中，尺寸范围可包括例如D1＝0.375英寸至0.8英寸、D2＝0.19英寸至0.4英寸，其中D3居中于D1和D2的中间，并且其中D4可取决于期望的线规并且可与操作不相干。在一些实施方式中，线圈的匝数可在大约16至36的范围内。然而，应当理解，这可为可构建的小的子集。这些变量可取决于期望的频率范围、电流范围等。
图25中相关联的电路可被配置为平衡差分放大器，平衡差分放大器可配置有积分法、后面可为二次增益级(如果需要的话)并且可由RF功率测量芯片终止，RF功率测量芯片可输出相对于峰值输入电压的电压。如在实例中所见，左边的两个端子(2502和2504)可直接来自电流传感器线圈，并且右边的端子可终止于微处理器处。
在一些实施方式中，并且至少参考图24和图26，其示出了电流传感器的示例经验结果2600。可在不同的测量AC电流电平下在峰值检测器电路(例如，电路系统2406)的输出处获得所示测量值。
在一些实施方式中，可建立相互关系以预测给定设计的电流传感器线圈的输出电压。例如，相互关系可由下式给出：
Vout＝-C*u0*ur*N*A*(di/dt)，
其中C为说明PCB的常数，u0*ur为电流传感器线圈与正在测量的电流载体之间的材料的磁导率，N为电流传感器线圈的匝密度(例如，每米的匝数)，A为电流传感器线圈的横截面面积(通过图22中的2212给出)，并且(di/dt)为正在测量的电流的变化速率。在一些实施方式中，例如，其中电流为正弦波，变化速率可为正弦波。对于其它类型的波，诸如方波，可需要积分电子器件。
在一些实施方式中，通过首先测量导体的电流电平和电流传感器的相应输出电压并且创建参考表，可根据输出电压找到所测量的电流。
虽然以上公开内容可使用移动电子设备的实例，但将明白的使，可使用任何类型的电子设备而不背离本公开的范围。同样地，使用移动电子设备的任何实例都应仅仅被视为示例而不应被视为在其他方面限制本公开的范围。
本文所使用的术语仅仅是为了描述特定实施方式并且不旨在限制本公开。如本文所使用的，单数形式“一个”、“一种”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文另外清楚地指出。将进一步理解的是，当在本说明书中使用时，术语“包括”和/或“包括着”指定所陈述的特征、整数、步骤(不一定按特定次序)、操作、元件和/或部件的存在，但并不排除一个或多个其他特征、整数、步骤(不一定按特定次序)、操作、元件、部件和/或其集合的存在或附加。
可在以下权利要求中的所有方式或步骤加上功能元件的对应的结构、材料、动作和等价物旨在包括用于结合作为具体要求保护的其它要求保护的元件执行功能的任何结构、材料或动作。已经出于说明和描述的目的呈现了本公开的描述，但其不旨在以所公开的形式穷举或限制本公开。许多修改、变型、替换以及它们的任何组合对本领域普通技术人员将显而易见，而不背离本公开的范围和精神。选择和描述一个实施方式或多个实施方式以便最好地解释本公开的原理和实际应用，并且使本领域其他普通技术人员能够理解用于适合于设想的特定用途的具有各种修改的各种实施方式和/或实施方式的任何组合的本公开。
已详细并且参考其实施方式描述了本申请的公开内容，将显而易见的是，在不背离所附权利要求书中所限定的本公开的范围的情况下，修改、变化和实施方式的任何组合(包括任何修改、变型、替换以及它们的任何组合)都是可能的。

Claims (49)

1.一种无线能量传输系统，包括：
第一导电材料层，位于第二层附近；
磁性材料的所述第二层，位于所述第一导电材料层和第三层附近；
所述第三层，位于所述第二层和第四层附近，所述第三层包括第一谐振器线圈，其中，所述第一谐振器线圈被配置为当第二谐振器线圈接近所述第一谐振器线圈时将无线能量传输到所述第二谐振器线圈；以及
所述第四层，位于所述第三层附近，其中，所述第四层包括多个导电材料。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，当所述第一谐振器线圈接近所述第二谐振器线圈时，多个导电材料片的尺寸、形状和几何位置中的至少一个减小所述第二谐振器线圈中的电感偏移。
3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述形状为矩形。
4.根据权利要求2所述的系统，其中，所述形状为正方形。
5.根据权利要求2所述的系统，其中，所述多个导电材料片的至少第一部分为第一形状，并且其中，所述多个导电材料片的至少第二部分为第二形状。
6.根据权利要求2所述的系统，其中，所述多个导电材料片的至少一部分相对于所述第一谐振器线圈以格状图案来布置。
7.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第一谐振器线圈包括铜迹线。
8.根据权利要求1所述的系统，其中，所述磁性材料包括铁氧体。
9.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第四层的所述多个导电材料片包括铜。
10.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第一导电材料层包括铜。
11.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第一层被配置为耦接至移动电池单元的表面。
12.根据权利要求1所述的系统，其中，所述磁性材料具有小于1mm的厚度。
13.根据权利要求1所述的系统，其中，所述磁性材料具有小于0.5mm的厚度。
14.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第一谐振器线圈被配置为将至少5W的能量传输到所述第二谐振器线圈。
15.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第一谐振器线圈被配置为将至少10W的能量传输到所述第二谐振器线圈。
16.一种无线能量传输系统，包括：
第一导电材料层，位于第二层附近；
磁性材料的所述第二层，位于所述第一导电材料层和第三层附近；
所述第三层，位于所述第二层和第四层附近，其中，所述第三层包括多个导电材料片；以及
所述第四层，位于所述第三层附近，所述第四层包括第一谐振器线圈，其中，所述第一谐振器线圈被配置为当第二谐振器线圈接近所述第一谐振器线圈时将无线能量传输到所述第二谐振器线圈。
17.根据权利要求16所述的系统，其中，当所述第一谐振器接近所述第二谐振器时，所述多个导电材料片的尺寸、形状和几何位置中的至少一个减小所述第二谐振器中的电感偏移。
18.根据权利要求17所述的系统，其中，所述多个导电材料片的至少第一部分为第一形状，并且其中，所述多个导电材料片的至少第二部分为第二形状。
19.根据权利要求17所述的系统，其中，所述多个导电材料片的至少一部分相对于所述第一谐振器以格状图案来布置。
20.根据权利要求16所述的系统，其中，所述第四层的所述多个导电材料片包括铜。
21.一种用于无线能量传输系统的谐振器，包括：
第一谐振器线圈，其中，所述第一谐振器线圈被配置为当所述第一谐振器线圈接近第二谐振器线圈时将无线能量传输到所述第二谐振器线圈；
所述第一谐振器线圈中的第一迹线绕组，其中，所述第一迹线绕组包括导电材料；
所述第一谐振器线圈中的第二迹线绕组，其中，所述第二迹线绕组包括导电材料；以及
其中，所述第一绕组的一部分迹线在交叉点处在所述第二绕组的一部分迹线上方与所述第二绕组的一部分迹线交叉。
22.根据权利要求21所述的谐振器，其中，所述第一绕组的一部分迹线在交叉点处在所述第二绕组的一部分迹线上方与第二绕组的一部分迹线交叉，而在所述第一绕组的一部分迹线和所述第二绕组的一部分迹线之间没有物理接触。
23.根据权利要求22所述的谐振器，其中，所述第一谐振器线圈被印刷在印刷电路板上，其中，所述第一绕组的一部分迹线在所述交叉点处在所述印刷电路板的第一侧面上停止，并且在所述印刷电路板的第二侧面上继续，其中，在所述印刷电路板的所述第二侧面上的所述第二绕组的一部分迹线在所述交叉点之后在所述第二侧面上停止并且在所述第一侧面上继续。
24.根据权利要求23所述的谐振器，其中，所述第一绕组的一部分迹线在到达所述交叉点之前在印刷电路板的第一层上的所述第二绕组的一部分迹线的所述第一侧面上停止，并且在到达所述交叉点之后在所述印刷电路板的第二层上的所述第二绕组的一部分迹线的所述第二侧面上继续。
25.根据权利要求21所述的谐振器，其中，所述第一绕组的第二部分迹线在对称的交叉点处在所述第二绕组的第二部分迹线上方与所述第二绕组的第二部分迹线交叉。
26.根据权利要求21所述的谐振器，其中，所述交叉点出现在所述第一谐振器线圈的中间部分。
27.根据权利要求21所述的谐振器，其中，所述交叉点出现在所述第一谐振器线圈的端部部分。
28.根据权利要求21所述的谐振器，其中，所述第一绕组和所述第二绕组中至少一个的所述迹线包括铜线圈。
29.根据权利要求21所述的谐振器，进一步包括：
第一导电材料层，位于第二层附近；
磁性材料的所述第二层，位于所述第一导电材料层和第三层附近；
所述第三层，位于所述第二层和第四层附近，其中，所述第三层包括第一谐振器线圈；以及
所述第四层，位于所述第三层附近，所述第四层包括多个导电材料片。
30.一种无线能量传输系统，包括：
第一导电材料层，位于第二层附近；
磁性材料的所述第二层，位于所述第一导电材料层和第三层附近；
所述第三层，位于所述第二层和第四层附近，其中，所述第三层包括第一谐振器线圈，其中，所述第一谐振器线圈被配置为当所述第一谐振器线圈接近第二谐振器线圈时将无线能量传输到所述第二谐振器线圈，其中，所述第一谐振器线圈包括，
所述第一谐振器线圈中的第一迹线绕组，其中，所述第一迹线绕组包括导电材料；
第一谐振器线圈中的第二迹线绕组，其中，所述第二迹线绕组包括导电材料；
其中，所述第一绕组的一部分迹线在交叉点处在所述第二绕组的一部分迹线上方与所述第二绕组的一部分迹线交叉；以及
其中，所述第四层包括多个导电材料片。
31.根据权利要求30所述的系统，其中，所述第一绕组的一部分迹线在在所述交叉点处在所述第二绕组的一部分迹线上方与所述第二绕组的一部分迹线交叉，而在所述第一绕组的一部分迹线和所述交叉点处在所述第二绕组之间没有物理接触。
32.根据权利要求31所述的系统，其中，所述第一绕组的一部分迹线在到达所述交叉点之前在印刷电路板的第一层上的所述第二绕组的一部分迹线的所述第一侧面上停止，并且在到达所述交叉点之后在所述印刷电路板的第二层上的所述第二绕组的一部分迹线的所述第二侧面上继续。
33.根据权利要求30所述的系统，其中，所述第一绕组的第二部分迹线在对称的交叉点处在所述第二绕组的第二部分迹线上方与所述第二绕组的第二部分迹线交叉。
34.根据权利要求30所述的系统，其中，所述交叉点出现在所述第一谐振器线圈的中间部分。
35.根据权利要求30所述的系统，其中，所述交叉点出现在所述第一谐振器线圈的端部部分。
36.根据权利要求30所述的系统，其中，所述第一绕组和所述第二绕组中至少一个的所述迹线为铜。
37.根据权利要求30所述的系统，其中，当所述第二谐振器线圈接近所述第一谐振器线圈时，所述多个导电材料片的尺寸、形状和几何位置中的至少一个减小所述第二谐振器中的电感偏移。
38.一种电流感测系统，包括：
印刷电路板，其中，所述印刷电路板至少包括第一层、第二层和第三层；
导电材料环路，其中，所述导电材料环路在所述第二层上包括直径D3；以及
导电材料线圈，其中，所述导电材料线圈具有至少2匝；
其中，通过所述第一层、所述第二层和所述第三层中的每个连接的所述导电材料线圈占据外径为D1并且内径为D2的所述第一层和所述第三层；
其中，所述导电材料环路耦接到所述导电材料线圈。
39.根据权利要求38所述的系统，其中，通过将导体布线贯穿所述导体材料线圈的所述内径D2来测量所述导体的电流值。
40.根据权利要求39所述的系统，其中，所述导体为谐振器线圈的一部分。
41.根据权利要求38所述的系统，进一步包括并联谐振电路以去除谐波成分。
42.根据权利要求38所述的系统，进一步包括具有电压输出的差分放大器。
43.根据权利要求42所述的系统，进一步包括峰值检测器电路，所述峰值检测器电路包括运算放大器以追踪所述电压输出的峰值并且确定导体的测量电流值。
44.根据权利要求38所述的系统，进一步包括在所述第二层和所述第三层附近的第四层，其中，所述第四层包括另外的导电材料环路，所述另外的导电材料环路耦接到所述导电材料环路和所述导电材料线圈中的至少一个，其中，所述另外的圆形导电材料环路在所述第四层上具有直径D3。
45.根据权利要求38所述的系统，其中，所述导电材料线圈包括铜迹线。
46.根据权利要求38所述的系统，其中，所述导电材料线圈被配置为具有直的回路和平衡绕组中的至少一个。
47.根据权利要求38所述的系统，其中，频率在85kHz至20MHz范围内的电流被配置为待测量。
48.根据权利要求38所述的系统，其中，所述导电材料线圈具有至少15匝。
49.一种感测电流的方法，包括：
以交流电驱动导体；以及
使用权利要求38所述的电流感测系统测量所述交流电的振幅值和相位值。
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