CN107710549B - 用于无线功率发射器中的线圈配置的装置、方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本文描述了用于在系统、方法和装置中实现无线功率发射器中的线圈配置的技术。一种用于无线功率发射器中的线圈配置的装置可以包括具有内侧部分和外侧部分的发射线圈，以及被配置为基于检测条件在内侧部分上发起电流的开关。

Description

用于无线功率发射器中的线圈配置的装置、方法和系统
技术领域
本公开一般涉及用于无线充电的技术。具体地，本公开涉及无线功率发射器中的线圈配置。
背景技术
基础无线充电系统可以包括无线功率发射器单元(PTU)和无线功率接收单元(PRU)。例如，PTU可以包括发射(Tx)线圈，并且PRU可以包括接收(Rx)线圈。磁共振无线充电可以采用Tx线圈和Rx线圈之间的磁耦合。在一些情况下，PRU可以被实现在诸如移动计算设备之类的计算设备中，其能够被放置在包括PTU的充电垫上。在一些情况下，当在PTU和PRU线圈之间传递功率时，磁场均匀性设计目标可能驱动PTU线圈设计朝向大量紧密间隔的匝和相对较高的能量损失的方面，而在PTU和PRU线圈之间传递功率时，对于在PRU与PTU之间的垂直于PTU表面方向上的大间隔可能要求最小的线圈耦合效率，这驱动PTU线圈设计朝向具有大间隔的较小匝以实现最低能量损耗的方面。
附图说明
图1是向PRU提供功率的PTU的框图，其中PTU包括被配置为基于检测条件来配置线圈的逻辑；
图2是检测条件可以触发线圈的某种配置的环境的图示；
图3是示出了具有可重配置组件的线圈的示图；
图4是示出了各种线圈配置和各种间距的磁场分布的示图；
图5是示出了根据检测的潜在间距来配置发射器线圈的过程的流程图；
图6是示出了根据检测的发射器线圈和接收器线圈之间的重叠进行发射器线圈配置的过程的流程图；
图7是示出了具有与外侧部分交错的部分的发射器线圈的示图；以及
图8是示出了用于无线功率发射器中的线圈配置的方法的框图。
在整个公开文件和附图中使用相同数字来指代相似的组件和特征。100系列中的数字指代最初在图1中出现的特征；200系列中的数字指代最初在图2中出现的特征；以此类推。
具体实施方式
本公开一般涉及无线充电技术。具体地，本文描述的技术包括在具有Tx线圈的无线功率发射单元(PTU)中的装置，Tx线圈包括两部分：外侧部分和内侧部分，外侧部分在无线功率的发射期间接通，内侧部分在无线功率的发射期间可以被接通或关闭，以便根据Tx和感应耦合的Rx线圈之间的间距来调整磁场均匀性。如上所述，在一些情况下，磁场均匀性设计目标可以驱动设计朝向大量紧密间隔的匝和具有相对较高的能量损耗(相对于从PTU的Tx线圈发射的能量而言)的方面，而对于在功率接收单元(PRU)与PTU之间的垂直于PTU表面方向上的大间隔而言，可能要求最小耦合效率，这驱动设计朝向具有较大间隔的较小匝以具有最低能量损耗(相对于从Tx线圈发射的能量而言)的方面。换句话说，本文描述的动态地改变线圈配置的技术可以用于根据检测条件(诸如间距)来获得高质量(Q)因子。
本文提到的Q因子是相对于在谐振器(诸如PTU的Tx线圈)中提供并存储的能量而言能量损耗的度量。在本情景下，Q因子可以是用于在Tx线圈处生成磁场的能量与在Tx线圈处发热而损失的能量的量的对比度量。
本文提到的间距(间隔距离，separation distance)是在垂直于PTU的表面方向上到PRU的距离。例如，当具有PRU的计算设备被放置在桌台的顶部表面上时，PTU可以被放置在桌台下面以便方便地为该计算设备进行桌面充电。在这种情景下，PRU与PTU之间的间距可能大于当PRU被直接放置在具有PTU的充电垫的顶部时所产生的间距。在PTU位于桌台下面的桌面充电情景中，可以检测到指示较大间距的条件，并且Tx线圈可以被配置为中断Tx线圈的内侧部分上的电流，以便重新分布磁场并获得比其他情况下更高的Q。
本文提到的内侧部分可以是被配置为周长比外侧部分的最大匝小的一个或多个线圈匝。换句话说，在下面将参考图7讨论的一些配置中，内侧部分的直径可以比外侧部分的一个或多个匝大。
所描述的技术能够使得一种PTU设计自动适应多个潜在的使用情况并实现更好的用户体验。通常，本文描述的技术包括能够具有两个或多个不同配置的可重配置线圈。两个或多个不同配置中的一个被优化以支持在小间距情况下的场均匀性要求，而另一个被优化以在大间距情况下实现最大效率。该重配置可以由Tx线圈上的一个或多个开关组件实现，该一个或多个开关组件由检测条件的PTU电路中的一个或多个传感器的输入触发。
此外，在一些情况下，检测条件除了指示间距之外，还可以指示其他事情。例如，检测条件可以指示具有PRU的计算设备包括相对较大的机箱。与较小机箱的计算设备相比，由于PTU生成的磁场和相对较大的机箱的相互作用，可能会发生电抗偏移。在这种情景下，考虑到大机箱的相互作用，Tx线圈可以被配置为通过在内侧部分上发起电流并且同时继续向外侧部分提供电流来增强与PRU的磁耦合，这将在下面更详细地讨论。
在一些情况下，本文讨论的技术可以使用无线充电标准协议来实现，诸如在2014年11月5日由无线功率联盟(Alliance For Wireless Power,A4WP)版本1.3提供的规范。无线功率接收(Rx)线圈可以是功率接收单元(PRU)中的组件，而无线功率发射(Tx)线圈可以是功率发射单元(PTU)中的组件，这将在下面更详细地讨论。然而，本文描述的技术也可以在适用情况下使用任何其他无线充电标准协议来实现。
图1是向PRU提供功率的PTU的框图，其中PTU包括基于检测条件配置线圈的逻辑。PTU 102可以通过谐振器106和108之间的磁感应耦合耦合到PRU 104，如箭头110所示。PRU104可以是被配置为通过感应耦合110接收充电的计算设备111的组件。谐振器106在本文中可以被称为PTU 102的Tx线圈106。谐振器108在本文中可以被称为PRU 104的Rx线圈108。
如图1所示，PTU 104可以包括逻辑112。逻辑112在本文中可以被称为检测逻辑112。检测逻辑112可以被配置为PTU的集成组件(诸如控制器114的组件、匹配网络116的组件)，配置为单独组件，或者配置为PTU 102的任意其他组件的集成组件，或者其任意组合。
在任意情况下，检测逻辑112可以被配置为检测触发Tx线圈106的重配置的条件。例如，检测逻辑112可以包括传感器，诸如方向传感器，其被配置为检测与间距相关联的方向，这将在下面参考图2更详细地讨论。方向传感器的示例可以包括陀螺仪、加速度计、倾斜计等的任意组合。当检测到指示间距的较大增加的条件时，逻辑112可以被配置为通过减小Tx线圈106的内侧部分上的电流以增大感应耦合110的Q因子，来重配置Tx线圈106。作为另一示例，PTU 102和PRU 104之间的无线握手可以指示计算设备111和Rx线圈108的大小类别(size category)。在一些情况下，无线握手由PTU 102的蓝牙低功耗(BLE)模块118和PRU104的BLE模块120执行。在A4WP标准中，无线握手可以指示具有在匹配网络114处检测的预定义电抗偏移的PRU 104的大小类别。然而，在一些情况下，计算设备111的较大机箱可以通过与生成感应耦合110的磁场通量的干扰，来与感应耦合110相互作用。在这种情况下，高于大小类别所预期的预定义阈值的电抗偏移可以由匹配网络114检测到。当检测到高于预定义阈值的电抗偏移时，逻辑112可以被配置为通过增加在其上具有驱动电流的线圈匝的数目来增强感应耦合110。换句话说，逻辑112可以被配置为在Tx线圈108的内侧部分上发起电流。
检测逻辑112可以由一个或多个组件组成，诸如电子电路组件。在一些情况下，检测逻辑112可以实现一个或多个电容器、电感器等等，以在Tx线圈110的不同部分驱动不同的电流，在Tx线圈的一部分上驱动具有不同幅值的电流，在感应耦合110中引入相移，或者其任意组合。其他细节将在下面参考图2以及在整个说明书、附图和权利要求中被更详细地讨论。
在图1中，感应耦合可以发生在Tx线圈106和Rx线圈108之间，并且在与感应耦合相关联的磁通量通过Rx线圈108时，计算设备111可以接收功率。整流器122可以从Rx线圈108接收具有交流电(AC)的电压，并且可以被配置为生成具有直流电(DC)的整流电压(Vrect)。如图1所示，DC2DC转换器124提供DC输出到电池IC 126、功率开关128和电池130以及系统负载132。然而，在一些情况下，DC2DC转换器122可以被实现为电池充电器IC 114的组件，这消除了一个降压级和潜在的低效率(否则，如果DC2DC转换器122被实现为分立组件(如图1所示)则这种情况可能发生)。
PRU 104还可以包括被配置为发起具有无线握手数据的无线广播的控制器134。如上所述，无线握手广播可以由无线数据传输组件(诸如BLE模块120)执行。在一些情况下，无线数据传输组件可以被集成为控制器134、负载调制电路136、直流到直流(DC2DC)转换器125的组件或者其任意组合，其中数据传输可以由负载调制中的模式指示。
PTU 102可以包括被配置为与BLE模块120通信的BLE模块118。PTU 102还可以包括电流传感器138、控制器140、功率放大器142、DC2DC转换器144、振荡器146和匹配网络116。电流传感器138可以是安培计、伏特计或被配置为感测由于PTU 102和另一物体(例如PRU104)之间的感应耦合而发生的负载变化的任意其他传感器。电流传感器138可以向PTU 102的控制器140提供负载变化的指示。控制器140可以对功率放大器142施加功率，功率放大器142被配置为从DC2DC转换器144接收直流电(DC)并且放大电流并使电流振荡。振荡器146可以使以给定频率提供的功率振荡，并且匹配网络116可以用于匹配提供给PTU 102的谐振器106的放大振荡。
图1的框图并不意图指示PTU 102和/或PRU 104要包括图1所示的全部组件。此外，取决于具体实现的细节，PTU 102和/或PRU 104可以包括任意数目的在图1中未示出的其他组件。
图2是检测条件可以触发线圈的某种配置的环境的图示。如上所述，检测条件可以指示PRU和PTU之间(例如图1的PTU 102和PRU 104之间)的较大间距。在图2中，PTU 102可以按桌面顶部方向放置，如202所示，其中PTU 102被放置在桌台204的顶部表面上。PTU 102可以包括206所示的外侧部分(outer portion)和208所示的内侧部分(inner portion)。在桌面顶部方向202中，PRU 104可以被直接放置在PTU 102上，而不是如210所指示，当PTU 102被固定在桌面底部方向时PRU 104被放置在桌台表面上。如图2所示，相对于桌面顶部方向202中的间距来说，桌面底部方向210中的间距可能较大。因此，基于给定方向的检测可以对PTU 102的Tx线圈进行重配置。例如，检测逻辑112可以包括传感器，PTU电路212可以包括方向传感器，该方向传感器被配置为检测正面朝上(202)还是倒置方向(210)。
虽然图2示出了在桌面底部方向210中PTU 102是倒置方向，但是可以想到，在一些情况下，PTU 102在桌面底部方向210中可以是正面向上地固定。在这种情景下，检测逻辑112不是通过指示方向的方向传感器来检测桌面底部方向210，而是可以被配置为打开和关闭内侧部分208。在“打开”位置，与Vrect(整流电压)、Irect(整流电流)或其任意组合相关的数据可以被从PRU 104提供或检测。在“关闭”位置，也可以收集与Vrect、Irect或其任意组合相关的数据。然后，检测逻辑112可以比较每个位置的Vrect、Irect或其任意组合，以确定哪种配置将由于间距而导致最高Q因子。
图3是示出了具有可重配置组件的线圈的图示。如上面关于图1和图2所讨论的，Tx线圈106可以包括外侧部分206和内侧部分208。可以基于检测条件(诸如上述在图2中讨论的桌面顶部方向202)在内侧部分208上发起电流。然而，在间距增加的桌面底部方向210期间，在Tx线圈106上驱动的电流可能在内侧部分208上被中断或改变。如图3所示，可以通过在虚线框304的展开图中302所示的切换开关来在内侧部分208上发起或中断电流。
虽然图3示出了电流在内侧部分208和外侧部分210中被串联地驱动，但是内侧部分208也可以与外侧部分210并联地被驱动。此外，如上面关于图1所讨论的，检测逻辑112的组件可以包括调谐电容器、电感器等，其被配置为发起相移，从而导致磁场分布的变化。
图4是示出了各种线圈结构和各种间距的磁场分布的示图。在示例402中，Tx线圈(诸如图1的Tx线圈106)将电流驱动到内侧部分和外侧部分二者，诸如图2和图3的外侧部分206和内侧部分208。如虚线框404所示，当从PTU 102到PRU 104的间距为约5毫米(mm)时所得到的均匀区域为约300mm×200mm。然而，当在406处间距为50mm时(诸如在图2的桌面底部方向210中)，在PTU和PRU谐振器之间产生可保证的耦合效率的区域为大约150mm×270mm，如虚线区域408所指示。
如上所述，本文描述的技术包括基于检测条件动态地配置Tx线圈106。在410处，类似于402，间距仍为5mm，但是由虚线框412指示的在5mm处的磁场分布包括均匀性降低的较大区域，如虚线框414所指示。均匀性降低的区域414是由于中断在上述关于图2和图3讨论的内侧部分208上的驱动电流而导致的。然而，在416处指示的50mm间距的情况下，PTU和PRU谐振器之间的可保证的耦合效率的区域418要相对大于其中内侧部分208和外侧部分206二者由相同电流驱动的可保证区域408。具体地，在50mm间距情况下，区域418为约170mm×295mm。换句话说，由于重配置Tx线圈106使其只有外侧部分206被电流驱动，所以区域408小于区域418。
图5是示出了用于根据检测的潜在间距来配置发射器线圈的过程的流程图。在图5中，配置的示例包括上面参考图2所讨论的方向，即桌面顶部方向202和桌面底部方向210。过程500开始于502，其中传感器(诸如图1的检测逻辑112的传感器)检测配置变化。在一些情况下，在先检测502可以包括扫描任何配置变化。在块504，判定PTU 102是否处于桌面顶部方向202中。如果是，则Tx线圈106被设置为紧密间隔配置，其中内侧部分206和外侧部分208二者都被驱动，如506所指示，并且过程返回到502。如果PTU 102不在桌面顶部方向202中，则过程500包括确定PTU 102是否处于桌面底部方向210中，如508所指示。确定(508)PTU102是否处于桌面底部方向210中可以通过各种方法来执行。例如，如上所述，检测逻辑112可以参考方向传感器来确定给定方向。作为另一示例，检测逻辑112可以从按钮或其他输入设备接收指示给定方向的手动指示。作为另一示例，检测逻辑112可以被连接到某一电路，该电路在PTU 102经由紧固设备(诸如螺钉)被固定到桌面底部方向210时被开关。也可以想到其他示例。
在任意情况下，如果在508未确定桌面底部方向210，则过程500返回到502，其中继续扫描配置变化。如果确定了桌面底部方向210，则在块510，Tx线圈106被设置为大间隔配置。
如上文关于图2所提到的，尽管可以通过指示方向的方向传感器来检测桌面底部方向210，但是在502处也可以通过打开和关闭内侧部分208来执行检测。在“打开”位置，与Vrect(整流电压)、Irect(整流电流)或其任意组合相关的数据可以被从PRU 104提供或检测。在“关闭”位置，也可以收集与Vrect、Irect或其任意组合相关的数据。然后，检测逻辑112可以比较每个位置的Vrect、Irect或其任意组合，以确定哪种配置将由于间距而导致最高Q因子。
图6是示出了根据检测的发射器线圈和接收器线圈之间的重叠进行发射器线圈配置的过程的流程图。如上所述，检测可以包括检测指示PRU(诸如PRU 104)的大小的类别和Rx线圈108预期的相应的电抗偏移。在块602，图1的检测逻辑112可以扫描条件的改变。在块604，检测到条件的改变。在示例过程600中，改变的检测指示待充电设备的类别改变。在块606，判定电抗偏移是否大于阈值。如上所述，给定的待充电设备具有通过BLE模块118和120之间的无线握手先前确定的预期电抗偏移阈值。如果在块606电抗偏移高于预期电抗偏移阈值，则在块608判定Vrect是否小于为在PTU 102和PRU 104之间的最佳无线充电而预定义的设定电压(Vset)。在块608，如果Vrect小于Vset而传输电流(Itx)大于或等于最大电流(Itx_max)，则过程600可以继续到块610，其中更多的线圈匝被接通。例如，Tx线圈106可以在内侧部分208上发起电流，并且继续驱动外侧部分206上的电流，以便当Tx线圈106和Rx线圈108重叠到由电抗偏移超过预期电抗偏移阈值指示的某一程度时，增强耦合。
如果在块608Vrect小于Vset，但是传输电流(Itx)小于或等于最大电流(Itx_max)，则过程600可以继续到块612。在块612，过程600包括确定Vrect是否小于与给定PTU102和PRU 104组合的最大电压量相关联的高电压(Vhigh)。如果Vrect小于Vhigh且Itx小于或等于标称传输电流(Itx_nominal)，则过程600继续到614，其中当PTU 102和PRU 104重叠较少时，Tx线圈106的内侧部分208被关闭以减弱感应耦合110。
如图6所示，如果在块606电抗偏移不超过预期电抗偏移阈值，则过程600可以跳过608并进行到块612。此外，如果Vrect大于Vhigh而Itx小于或等于Itx_nominal，则过程600可以跳过614并返回到块604。
图7是示出了具有与外侧部分交错的部分的发射器线圈的示图。尽管图2和图3示出了内侧部分208完全在外侧部分206内的情形，但是本文考虑了其他示例性方面。例如，在图7中，外侧部分206可以按照如702指示的交错配置与内侧部分208组合。具体地，内侧部分208的外部匝可以大于外侧部分206的内部匝706。可以想到其他设计，诸如在内侧部分208中的每一个上包括更多的匝、在外侧部分206上包括更多匝、或其任意组合。
图8是示出了无线功率发射器中进行线圈配置的方法的框图。在块802，方法800可以包括检测与感应耦合到发射器线圈的接收线圈相关的条件，该发射线圈具有在外侧部分上发起的电流。在块804，方法800可以包括基于检测条件在内侧部分上发起电流。
在一些情况下，检测条件可以包括Tx线圈106和Rx线圈108之间的间距。在该情况下，在块804，在内侧部分上发起电流包括基于检测的间距增加发射器线圈的磁场均匀性。
在一些情况下，方法800还可以包括检测由于Tx线圈106和Rx线圈108之间的线圈重叠的度量引起的电抗偏移。在这种情景下，方法800还可以包括在检测到电抗偏移时中断发射线圈的内侧部分上的电流，以减弱发射线圈到接收器线圈的磁耦合。
在一些情况下，该方法还包括启动无线充电组件，该无线充电组件被配置为相对于外侧部分改变在内侧部分上驱动的电流的特性。在一些情况下，内侧部分被串联地电耦合到外侧部分。然而，在一些情况下，内侧部分被并联地电耦合到外侧部分。
在802，检测条件可以包括检测与检测条件潜在地相关联的无线功率发射器的方向。此外，在一些情况下，在块804在内侧部分上发起电流的操作在无线功率发射器的无线充电操作期间被动态地执行。
示例
示例1是一种用于无线功率发射器中的线圈配置的装置。在该示例中，无线充电设备可以包括具有内侧部分和外侧部分的发射线圈，以及被配置为基于检测条件在内侧部分上发起电流的开关。
示例2包括示例1的装置。在该示例中，检测条件可以包括发射线圈和感应耦合到发射线圈的接收线圈之间的间距。
示例3包括示例1-2的任意组合的装置。在该示例中，在内侧部分上发起电流的操作被配置为基于所检测的间距增加发射器线圈的磁场均匀性。
示例4包括示例1-3的任意组合的装置。在该示例中，检测条件可以包括发射器线圈和感应耦合到发射器线圈的接收器线圈之间的线圈重叠的度量。
示例5包括示例1-4的任意组合的装置。在该示例中，开关还被配置为启动无线充电组件，该无线充电组件被配置为相对于外侧部分改变在内侧部分上驱动的电流的特性。
示例6包括示例1-5的任意组合的装置。在该示例中，内侧部分被配置为串联地电耦合到外侧部分。
示例7包括示例1-6的任意组合的装置。在该示例中，内侧部分被配置为并联地电耦合到外侧部分。
示例8包括示例1-7的任意组合的装置。该示例包括用于检测条件的传感器。
示例9包括示例1-8的任意组合的装置。在该示例中，传感器可以包括方向传感器、电抗偏移检测器及其任意组合，该方向传感器用于确定与检测条件相关联的方向，该电抗偏移检测器被配置为检测与发射器线圈处和接收器线圈的重叠相关联的电抗偏移。
示例10包括示例1-9的任意组合的装置。在该示例中，在检测到电抗偏移时，开关被配置为中断发射器线圈的内侧部分上的电流，以减弱发射器线圈与接收器线圈的磁耦合。
示例11是一种用于无线功率发射器中的线圈配置的方法。在该示例中，该方法可以包括检测与感应耦合到发射器线圈的接收器线圈相关的条件，基于检测条件在内侧部分上发起电流，其中该发射器线圈具有在外侧部分上发起的电流。
示例12包括示例11的方法。在该示例中，检测条件可以包括发射器线圈和接收器线圈之间的间距。
示例13包括示例11-12的任意组合的方法。在该示例中，在内侧部分上发起电流可以包括基于检测的间距增加发射器线圈的磁场均匀性。
示例14包括示例11-13的任意组合的方法。该示例包括检测由于发射器线圈和接收器线圈之间的线圈重叠的度量引起的电抗偏移。
示例15包括示例11-14的任意组合的方法。该示例包括在检测到电抗偏移时中断在发射器线圈的内侧部分上的电流，以减弱发射器线圈与接收器线圈的磁耦合。
示例16包括示例11-15的任意组合的方法。该示例包括启动无线充电组件，该无线充电组件被配置为相对于外侧部分改变在内侧部分上驱动的电流的特性。
示例17包括示例11-16的任意组合的方法。在该示例中，内侧部分被配置为串联地电耦合到外侧部分。
示例18包括示例11-17的任意组合的方法。在该示例中，内侧部分被配置为并联地电耦合到外侧部分。
示例19包括示例11-18的任意组合的方法。在该示例中，检测条件可以包括检测与检测条件潜在地相关联的无线功率发射器的方向。
示例20包括示例11-19的任意组合的方法。在该示例中，在无线功率发射器的无线充电操作期间，动态地执行在内侧部分上发起电流的操作。
示例21是一种用于无线功率发射器中的线圈配置的系统。在该示例中，无线充电设备可以包括具有内侧部分和外侧部分的发射线圈、用于检测与无线功率发射相关联的条件的传感器、以及被配置为基于检测条件来在内侧部分上发起电流的开关。
示例22包括示例21的系统。在该示例中，检测条件可以包括发射线圈和感应耦合到发射线圈的接收线圈之间的间距。
示例23包括示例21-22的任意组合的系统。在该示例中，在内侧部分上发起电流的操作被配置为基于检测的间距增加发射器线圈的磁场均匀性。
示例24包括示例21-23的任意组合的系统。在该示例中，检测条件可以包括发射器线圈和感应耦合到发射器线圈的接收器线圈之间的线圈重叠的测量。
示例25包括示例21-24的任意组合的系统。在该示例中，开关还被配置为启动无线充电组件，该无线充电组件被配置为相对于外侧部分改变在内侧部分上驱动的电流的特性。
示例26包括示例21-25的任意组合的系统。在该示例中，内侧部分被配置为串联地电耦合到外侧部分。
示例27包括示例21-26的任意组合的系统。在该示例中，内侧部分被配置为并联地电耦合到外侧部分。
示例28包括示例21-27的任意组合的系统。在该示例中，传感器可以包括无线功率发射器的集成组件。
示例29包括示例21-28的任意组合的系统。在该示例中，传感器可以包括方向传感器、电抗偏移检测器及其任意组合，该方向传感器用于确定与检测条件相关联的方向，该电抗偏移检测器被配置为检测与发射器线圈处和接收器线圈的重叠相关联的电抗偏移。
示例30包括示例21-29的任意组合的系统。在该示例中，在检测到电抗偏移时，开关被配置为中断发射器线圈的内侧部分上的电流，以减弱发射器线圈与接收器线圈的磁耦合。
示例31是一种用于无线功率发射器中的线圈配置的装置。在该示例中，该装置可以包括具有内侧部分和外侧部分的发射器线圈，以及被配置为基于检测条件在内侧部分上发起电流的电流调整装置。
示例32包括示例31的装置。在该示例中，检测条件可以包括发射器线圈和感应耦合到发射器线圈的接收器线圈之间的间距。
示例33包括示例31-32的任意组合的装置。在该示例中，在内侧部分上发起电流的操作被配置为基于检测的间距增加发射器线圈的磁场均匀性。
示例34包括示例31-33的任意组合的装置。在该示例中，检测的条件可以包括发射器线圈和感应耦合到发射器线圈的接收器线圈之间的线圈重叠的度量。
示例35包括示例31-34的任意组合的装置。在该示例中，电流调整装置还被配置为启动无线充电组件，该无线充电组件被配置为相对于外侧部分改变在内侧部分上驱动的电流的特性。
示例36包括示例31-35的任意组合的装置。在该示例中，内侧部分被配置为串联地电耦合到外侧部分。
示例37包括示例31-36的任意组合的装置。在该示例中，内侧部分被配置为并联地电耦合到外侧部分。
示例38包括示例31-37的任意组合的装置。该示例包括用于检测条件的传感器。
示例39包括示例31-38的任意组合的装置。在该示例中，传感器可以包括方向传感器、电抗偏移检测器及其任意组合，该方向传感器用于确定与检测条件相关联的方向，该电抗偏移检测器被配置为检测与发射器线圈处和接收器线圈的重叠相关联的电抗偏移。
示例40包括示例31-39的任意组合的装置。在该示例中，在检测到电抗偏移时，电流调整装置被配置为中断发射器线圈的内侧部分上的电流，以减弱发射器线圈与接收器线圈的磁耦合。
示例41是一种用于无线功率发射器中的线圈配置的方法。在该示例中，该方法可以包括检测与感应耦合到发射无线功率的装置的接收线圈相关的条件，基于检测条件在内侧部分上发起电流，其中该发射无线功率的装置具有在外侧部分上发起的电流。
示例42包括示例41的方法。在该示例中，检测条件可以包括发射无线功率的装置和接收线圈之间的间距。
示例43包括示例41-42的任意组合的装置。在该示例中，在内侧部分上发起电流的操作可以包括基于检测的间距增加发射无线功率的装置的磁场均匀性。
示例44包括示例41-43的任意组合的方法。该示例包括检测由于发射无线功率的装置和接收器线圈之间的线圈重叠的度量引起的电抗偏移。
示例45包括示例41-44的任意组合的方法。该示例包括在检测到电抗偏移时，中断发射无线功率的装置的内侧部分上的电流，以减弱发射无线功率的装置与接收器线圈的磁耦合。
示例46包括示例41-45的任意组合的方法。该示例包括启动无线充电组件，该无线充电组件被配置为相对于外侧部分改变在内侧部分上驱动的电流的特性。
示例47包括示例41-46的任意组合的方法。在该示例中，内侧部分被配置为串联地电耦合到外侧部分。
示例48包括示例41-47的任意组合的方法。在该示例中，内侧部分被配置为并联地电耦合到外侧部分。
示例49包括示例41-48的任意组合的方法。在该示例中，检测条件可以包括检测与检测条件潜在地相关联的无线功率发射器的方向。
示例50包括示例41-49的任意组合的方法。在该示例中，在无线功率发射器的无线充电操作期间，动态地执行在内侧部分上发起电流的操作。
本文描述和说明的全部组件、特征、结构、特性等不必全部被包括在某个具体方面或多个方面。例如，如果说明书陈述组件、特征、结构或特性“可以”、“可能”、“能”或“能够”被包括，则具体的组件、特征、结构或特性不是必需被包括。如果说明书或权利要求书涉及“一”或“一个”元件，则并不意味着仅有一个元件。如果说明书或权利要求书涉及“额外”元件，则并不排除不止一个额外元件。
应该注意，虽然一些方面已经参考具体实现被描述，但是其它实现根据一些方面也是可能的。此外，本文描述的和/或附图中图示说明的其它特征或电路元件的布置和/或顺序不需要以所示和所述的具体方式被布置。许多其它布置根据一些方面也是可能的。
在图中所示的每个系统中，在一些情况下，元件中的每个可以具有相同的参考标记或不同的参考标记来暗示元件可以是不同的和/或相似的。然而，元件可以足够灵活以具有不同实现并与本文所示或所述的一些或全部系统一起工作。图中所示的各个元件可以是相同的或不同的。哪个元件被称为第一元件和哪个元件被称为第二元件是任意的。
应该理解前面提到的示例中的细节可以用于一个或多个方面的任意地方。例如，上述计算设备的全部可选特征也可以关于本文所述的方法或计算机可读介质被实现。此外，虽然流程图和/或状态图在本文中已经被用于描述多个方面，但是技术不限于本文中的简图或相应描述。例如，流程不需要移动通过每个所示的框或状态或以本文所示和所述的相同顺序移动通过。
本技术不限于本文列出的具体细节。实际上，受益于本公开的本领域的技术人员将意识到在本技术的范围内可以从上述说明书和附图进行许多其它变化。此外，包括任意修改的所附权利要求书定义本技术的范围。

Claims (19)

1.一种用于无线功率发射器中的线圈配置的装置，包括：
包括内侧部分和外侧部分的发射器线圈，其中所述外侧部分具有在该外侧部分上发起的电流，并且其中所述内侧部分的线圈匝的周长被配置为小于所述外侧部分的线圈匝的周长，以使得所述外侧部分套在所述内侧部分外部；以及
被配置为基于检测条件在所述内侧部分上发起或中断电流的开关。
2.根据权利要求1所述的装置，其中所述检测条件包括所述发射器线圈和感应耦合到所述发射器线圈的接收器线圈之间的间距。
3.根据权利要求2所述的装置，其中在所述内侧部分上发起电流的操作被配置为基于所述间距增加所述发射器线圈的磁场均匀性。
4.根据权利要求1所述的装置，其中所述检测条件包括所述发射器线圈和感应耦合到所述发射器线圈的接收器线圈之间的线圈重叠的度量。
5.根据权利要求1-4中的任一项所述的装置，其中所述内侧部分被配置为串联地电耦合到所述外侧部分。
6.根据权利要求1-4中的任一项所述的装置，其中所述内侧部分被配置为并联地电耦合到所述外侧部分。
7.一种用于无线功率发射器中的线圈配置的方法，包括：
检测与感应耦合到发射器线圈的接收器线圈相关的条件，其中该发射器线圈包括内侧部分和外侧部分，并且所述外侧部分具有在该外侧部分上发起的电流，其中所述内侧部分的线圈匝的周长被配置为小于所述外侧部分的线圈匝的周长，以使得所述外侧部分套在所述内侧部分外部；以及
基于检测条件在所述内侧部分上发起或中断电流。
8.根据权利要求7所述的方法，其中所述检测条件包括所述发射器线圈和所述接收器线圈之间的间距。
9.根据权利要求8所述的方法，其中在所述内侧部分上发起电流包括基于所述间距增加所述发射器线圈的磁场均匀性。
10.根据权利要求7所述的方法，还包括检测由于所述发射器线圈和所述接收器线圈之间的线圈重叠的度量引起的电抗偏移。
11.根据权利要求10所述的方法，还包括在检测到所述电抗偏移时中断所述发射器线圈的内侧部分上的电流，以减弱所述发射器线圈到所述接收器线圈的磁耦合。
12.根据权利要求7-11中的任一项所述的方法，其中所述内侧部分被配置为串联地电耦合到所述外侧部分。
13.根据权利要求7-11中的任一项所述的方法，其中所述内侧部分被配置为并联地电耦合到所述外侧部分。
14.根据权利要求7-11中的任一项所述的方法，包括检测与所述检测条件潜在地相关联的所述无线功率发射器的方向。
15.根据权利要求7-11中的任一项所述的方法，其中在所述无线功率发射器的无线充电操作期间，动态地执行在所述内侧部分上发起或中断电流的操作。
16.一种用于无线功率发射器中的线圈配置的系统，包括：
包括内侧部分和外侧部分的发射器线圈，其中所述外侧部分具有在该外侧部分上发起的电流，并且其中所述内侧部分的线圈匝的周长被配置为小于所述外侧部分的线圈匝的周长，以使得所述外侧部分套在所述内侧部分外部；
用于检测与无线功率发射相关联的条件的传感器；以及
被配置为基于检测条件来在所述内侧部分上发起或中断电流的开关。
17.根据权利要求16所述的系统，其中所述检测条件包括所述发射器线圈和感应耦合到所述发射器线圈的接收器线圈之间的间距，其中在所述内侧部分上发起电流的操作被配置为基于所述间距增加所述发射器线圈的磁场均匀性。
18.根据权利要求16所述的系统，其中所述检测条件包括由于所述发射器线圈和接收器线圈之间的线圈重叠的度量引起的电抗偏移，其中所述开关还被配置为在检测到所述电抗偏移时中断所述发射器线圈的内侧部分上的电流，以减弱所述发射器线圈到所述接收器线圈的磁耦合。
19.根据权利要求16-18中的任一项所述的系统，其中所述传感器包括：
陀螺仪，该陀螺仪被配置为确定与所述检测条件相关联的所述无线功率发射器的方向；或者
电抗偏移检测器，该电抗偏移检测器被配置为检测与所述发射器线圈处和接收器线圈的重叠相关联的电抗偏移。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108695957B (zh) * 2018-05-30 2021-05-28 西南交通大学 一种抗偏移恒流输出无线电能传输装置的参数优化方法
US20230075393A1 (en) * 2020-02-18 2023-03-09 Gan Systems Inc. Apparatus, systems and methods for load-adaptive 3d wireless charging
CN114974853B (zh) * 2022-05-05 2023-09-15 重庆大学 四方交叠式无线电能传输耦合线圈结构

Family Cites Families (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5121307B2 (ja) * 2007-05-28 2013-01-16 ソニーモバイルコミュニケーションズ株式会社 無接点電力伝送コイルユニット、携帯端末、送電装置、及び、無接点電力伝送システム
US8299652B2 (en) * 2008-08-20 2012-10-30 Intel Corporation Wireless power transfer apparatus and method thereof
JP5745410B2 (ja) * 2008-09-10 2015-07-08 ハートウェア、インコーポレイテッド 埋め込み医療デバイスのためのｔｅｔシステム
JP2010183814A (ja) * 2009-02-09 2010-08-19 Toyota Industries Corp 非接触電力伝送装置
US8466660B2 (en) * 2009-11-06 2013-06-18 Toyota Motor Engg. & Mfg. North America, Inc. Wireless energy transfer antennas and energy charging 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
WO2012086625A1 (ja) * 2010-12-21 2012-06-28 矢崎総業株式会社 給電システム
EP2688181B1 (en) * 2011-03-18 2018-12-26 Yazaki Corporation Power supply system
WO2013002240A1 (ja) * 2011-06-30 2013-01-03 矢崎総業株式会社 給電システムの設計方法及び給電システム
KR20130028446A (ko) * 2011-09-09 2013-03-19 엘지이노텍 주식회사 무선 전력 송신 장치 및 그 방법
JP5116904B1 (ja) * 2012-02-29 2013-01-09 中国電力株式会社 非接触給電システム、給電装置、及び非接触給電システムの制御方法
WO2013168307A1 (ja) * 2012-05-09 2013-11-14 株式会社村田製作所 ワイヤレス電力伝送システム
WO2014063159A2 (en) * 2012-10-19 2014-04-24 Witricity Corporation Foreign object detection in wireless energy transfer systems
JP5687719B2 (ja) * 2013-01-31 2015-03-18 トヨタ自動車株式会社 受電装置、送電装置および電力伝送システム
JP6381209B2 (ja) * 2013-12-26 2018-08-29 キヤノン株式会社 送電装置、制御方法及びプログラム
US9685792B2 (en) * 2014-03-05 2017-06-20 Intel Corporation Magnetic field distrubtion in wireless power
US10461582B2 (en) * 2014-03-31 2019-10-29 Qualcomm Incorporated Systems, apparatus, and methods for wireless power receiver coil configuration
CN103944281B (zh) * 2014-04-15 2016-05-18 清华大学 一种能量发射端及无线能量传输方法
US20150303733A1 (en) * 2014-04-18 2015-10-22 Songnan Yang Reducing magnetic field variation in a charging device
EP3140680B1 (en) * 2014-05-07 2021-04-21 WiTricity Corporation Foreign object detection in wireless energy transfer systems
US10122220B2 (en) * 2014-06-18 2018-11-06 WIPQTUS Inc. Wireless power system for portable devices under rotational misalignment
US20160164332A1 (en) * 2014-12-04 2016-06-09 Intel Corporation Tiled wireless charging coil solution for extended active area
US10424968B2 (en) * 2014-12-23 2019-09-24 Uvic Industry Partnerships Inc. Methods and devices for controlling wireless power transfer levels
US9825484B2 (en) * 2015-08-25 2017-11-21 Motorola Mobility Llc Multiple coil structure for supporting multiple types of wireless charging and near field communications
US10342984B2 (en) * 2016-06-15 2019-07-09 Boston Scientific Neuromodulation Corporation Split coil for uniform magnetic field generation from an external charger for an implantable medical device
US10354794B2 (en) * 2016-08-25 2019-07-16 Witricity Corporation Multi-coil base pad with angled structure
KR102587029B1 (ko) * 2018-11-01 2023-10-10 엔에이치엔 주식회사 Iot 시스템과 무선충전수신장치의 연결을 수립하는 방법 및 시스템
US11757307B2 (en) * 2020-01-03 2023-09-12 Nucurrent, Inc. Systems and methods for dynamically tuning a wireless power transfer system
US11101848B2 (en) * 2020-01-03 2021-08-24 Nucurrent, Inc. Wireless power transmission system utilizing multiple transmission antennas with common electronics
US11437867B2 (en) * 2020-01-03 2022-09-06 Nucurrent, Inc. Systems and methods for wireless power and data transfer utilizing multiple antenna receivers

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