CN109038858A - 频率变化编码的谐振功率传输 - Google Patents

Abstract

涉及频率变化编码的谐振功率传输,并且提供了用于无线功率传输的系统和方法。发射控制模块产生用于发射线圈的谐振驱动频率序列。发射控制模块根据该谐振驱动频率序列调整发射线圈的谐振频率。接收控制模块将支付验证提供给发射控制模块，并作为回报从发射控制模块接收谐振驱动频率序列。接收控制模块根据该谐振驱动频率序列调整接收线圈的谐振频率。发射线圈和接收线圈的谐振频率同时改变以保持耦合和高效的功率传输。

Description

频率变化编码的谐振功率传输

本申请为申请日是2015年6月15日、申请号是201510328894.1、发明名称为“频率变化编码的谐振功率传输”的中国申请的分案申请。

技术领域

本文中所公开的示例实施例涉及例如用于给诸如移动装置的电子装置充电的无线功率传输。

背景技术

除非在本文中另外表明，否则本部分中所述的材料对于本申请中的权利要求来说不是现有技术并且不由于包括在本部分中而被承认是现有技术。

在移动性越来越高的世界中，现在常见的是，用户具有他或她在远离家或办公室时经常使用的一个或多个移动装置，诸如电话或膝上型计算机。这些装置的这样的移动使用通常需要使用给这些装置供电的充电电池。电池的长期使用耗尽了电池，这些电池然后需要被再充电以便连续地将功率提供给装置。

为了给电池再充电，通常有必要找到便于装置的用户的电插座或其它合适的充电机构。然而，即使可找到方便的电插座，这也要求用户具有与装置兼容的、而且还与电插座兼容的有线充电器。在许多情况下，用户将不会随身携带有线充电器，因为有线充电器的体积可能很大，因此不易于随身携带。在用户不具有有线充电器的这些情况下，可能不存在可供使用的兼容的电插座，尤其是如果用户正在外国旅行的话。

无线功率传输是无需有线充电器而且也无论位置如何都可无线地将功率传输给装置的技术。该技术可用于使用无线地递送给装置的信号来给装置电池充电。

概述

本文中所公开的一些实施例涉及一种被构造为将无线功率传输提供给一个或多个移动装置的系统。示例系统包括与移动装置的接收线圈电磁耦合的发射线圈。发射线圈产生电磁信号，该电磁信号在接收线圈中感应电流以便将功率提供给移动装置。该系统还可包括通信地耦合到发射线圈和移动装置的控制模块。控制模块产生谐振驱动频率序列，并根据所产生的谐振驱动频率序列调整发射线圈的谐振驱动频率。控制模块还将谐振驱动频率序列提供给移动装置以允许移动装置的接收线圈与发射线圈基本上相同的谐振驱动频率被驱动。

本文中所公开的一些实施例涉及一种用于使移动装置接收无线功率传输的系统。示例系统包括移动装置的与发射线圈电磁耦合的接收线圈。发射线圈所产生的电磁信号在接收线圈中感应电流。卫星系统还包括通信地耦合到接收线圈和控制发射线圈的发射模块的控制模块。控制模块从发射模块接收用于发射线圈的谐振驱动频率序列。控制模块根据该谐振驱动频率序列调整接收线圈的谐振接收频率，以使得接收线圈的谐振接收频率与发射线圈的谐振驱动频率匹配。

本文中所公开的一些实施例涉及一种将无线功率传输提供给装置的方法，所述装置诸如也可被称为移动装置的移动电子装置。产生用于发射线圈的谐振驱动频率序列。可将第一谐振驱动频率的电磁信号发射到移动装置的接收线圈。可根据所产生的谐振驱动频率序列将发射线圈的第一谐振驱动频率调整为第二谐振驱动频率。可将所产生的谐振驱动频率序列提供给移动装置，以使得可与调整发射线圈谐振驱动频率同时地将接收线圈的谐振频率调整为与发射线圈的谐振驱动频率匹配。

本文中所公开的一些实施例涉及一种用于使移动装置接收无线功率传输的方法。可从控制发射线圈的发射模块接收用于发射线圈的谐振驱动频率序列。移动装置的接收线圈可接收从发射线圈以第一谐振驱动频率发射的第一电磁信号。可根据所接收的谐振驱动频率序列将接收线圈的第一谐振接收频率调整为第二谐振接收频率。

前述概要仅仅是说明性的，而并不意图以任何方式是限制性的。除了说明性的方面，上述实施例和特征、另外的方面、实施例和特征将通过参考附图和下面的详细描述而变得显而易见。

附图说明

通过结合附图进行的以下描述和所附权利要求，本公开的前述和其它特征将变得更充分地显而易见。理解，这些附图仅仅描绘了根据本公开的几个实施例，因此，不应被认为是限制其范围，将通过使用附图来更具体地、更详细地描述本公开，在附图中：

图1A是用于将无线功率提供给移动装置的系统的说明性环境的示意图。

图1B是用于将无线功率提供给移动装置的系统的说明性替代环境的示意图。

图2是用于将无线功率提供给移动装置的系统的说明性替代环境的例证。

图3是发射线圈和接收线圈的等效电路的说明性实施例的示意图。

图4说明谐振驱动频率序列的说明性实施例。

图5说明谐振驱动频率序列如何随时间变化以及在过零时如何变化的视图。

图6说明可调整感应器的说明性实施例的示意图。

图7说明0之间的伪随机数如何用于选择不同的谐振驱动频率之一的示例。

图8是将无线功率传输提供给一个或多个移动装置的方法的说明性实施例的流程图。

图9是用于使移动装置接收无线功率传输的方法的说明性实施例的流程图。

图10示出根据本公开的、被布置为调整发射线圈或接收线圈的谐振频率的示例计算装置。

具体实施方式

在以下详细描述中，对附图进行参考，所述附图形成详细描述的一部分。除非上下文另外指示，否则在附图中，相似的符号通常标识相似的部件。在详细描述、附图和权利要求中描述的说明性实施例并不意味着是限制性的。在不脱离本文所提供的主题的精神或范围的情况下，可以利用其它实施例，以及可以进行其它改变。如在本文中一般地描述的和在图中示出的那样，本公开的各方面可以以广泛多样的不同配置被布置、替代、组合、分割和设计，所有这些在本文中都被明确地构想。

本文中所公开的实施例涉及用于将无线功率传输提供给提供支付的移动装置、同时对于不提供支付的移动装置阻止功率传输的系统和方法。根据实施例，发射线圈可在公共场所中实施。发射线圈可与被带到该公共场所中的移动装置的接收线圈电耦合。电耦合允许发射线圈产生的电磁信号在接收线圈中感应电流，从而提供给移动装置的电池充电的功率。

在一个实施例中，通信地耦合到发射线圈的发射控制模块产生用于发射线圈的谐振驱动频率序列。发射控制模块在不同的时间间隔期间根据谐振驱动频率序列调整发射线圈的谐振驱动频率，以确保只有能够跟随谐振驱动频率的变化的那些接收线圈能够保持与发射线圈的高效的耦合和功率传输。

在一个实施例中，发射控制模块通过调整与发射线圈相关联的电抗元件来调整谐振驱动频率或者使得谐振驱动频率被调整。在一个实施例中，电抗元件可以是可调整电感或可调整电容。

在一个实施例中，移动装置的接收控制模块可通信地耦合到发射控制模块。接收控制模块可将已经提供了用于无线功率传输的一定形式的支付的验证提供给发射控制模块。作为响应，发射控制模块可将谐振驱动频率序列提供给接收控制模块。

在一个实施例中，接收控制模块通信地耦合到接收线圈，并且可根据谐振驱动频率序列调整等于发射线圈的谐振驱动频率的谐振接收频率。

在一个实施例中，接收控制模块通过调整与接收线圈相关联的电抗元件来调整谐振接收频率或者使得谐振接收频率被调整。在一个实施例中，电抗元件可以是可调整电感或可调整电容。在一个实施例中，谐振接收频率基本上与谐振驱动频率调整同时地调整或改变。因此，发射线圈和接收线圈之间的高效的电耦合和功率传输能够在时间间隔期间保持。

图1A是用于将无线功率提供给一个或多个移动装置的系统的环境100的实施例的示意图。如所示，环境100可在场所105中实施。在一个实施例中，场所105可以是具有移动装置的许多不同的人常去的公共商业机构，诸如餐馆、机场、商店等。

环境100可包括发射线圈110。如下面将更详细地说明的，发射线圈110能够以各种谐振频率提供电磁信号170以将功率提供给一个或多个移动装置140。在一些实施例中，发射线圈110可在场所105的天花板或地面中或者在场所105的诸如桌子、柜台或椅子的家具中实施，以使得发射线圈可更容易地与已经被带到场所105中的多个移动装置140和相关联的接收线圈150耦合。在这样的实施例中，发射线圈110可实现为在所有方向上强烈地提供电磁信号170的圆形或方形形状。在其它实施例中，发射线圈110可实现为可能够在移动装置140更有可能所在的一个或多个方向上控制电磁信号的方向性的非平面线圈。

如线121所指示的，发射控制模块120可通信地耦合到发射线圈110。如果两个元件能够彼此经由有线、无线或其它通信接口进行通信，则它们可通信地耦合。如下面将更详细地说明的，发射控制模块可产生用于发射线圈110的谐振驱动频率序列101。发射控制模块120还可根据所产生的谐振频率序列101来调整发射线圈110发射电磁信号170的谐振驱动频率或者使得谐振驱动频率被调整。在一些实施例中，发射线圈110和发射控制模块120可以是发射器装置的一部分。

环境100还可包括移动装置140。省略号145表示可能存在任何数量的附加的移动装置。因此，移动装置140的描述也将适用于这些附加的移动装置145。移动装置140可以是任何类型的移动装置，诸如移动电话、平板、膝上型计算机或其它移动计算装置。尽管使用术语“移动”，但是移动装置140也可以是任何计算装置，甚至是可能通常不被认为是移动装置的那些装置。在一些实施例中，移动装置还可包括用于给单独的移动装置充电的外部充电装置。

移动装置140可电耦合到接收线圈150。在一些实施例中，接收线圈150可实现为移动装置140的内部组件。在其它实施例中，接收线圈150可以在外部耦合到移动装置，或者可以是外部耦合的装置，诸如USB加密狗。如下面将更详细地说明的，接收线圈150可电磁耦合到发射线圈110，并且从发射线圈110接收电磁信号170。电磁信号170可在接收线圈150中感应电流以有效地将功率提供给移动装置140。例如，电流可给移动装置140的电池或其它电源充电。

环境100还可包括接收控制模块160。如线125和165所指示的，接收控制模块160经由网络130通信地耦合到发射控制模块120。网络130可以是互联网、场所105的局域网、无线网络、有线网络或任何其它类型的通信网络。如下面将更详细地说明的，接收控制模块160可通过网络130从发射控制模块120接收谐振驱动频率序列101。

如线161所指示的，接收控制模块160也通信地耦合到移动装置140和接收线圈150。如下面将更详细地描述的，接收控制模块160可根据所接收的谐振频率序列101来调整接收线圈150接收电磁信号170的谐振驱动频率或者使得谐振驱动频被调整，以使得接收线圈150能够通过以与发射线圈110相同的谐振频率操作来保持电磁耦合到发射线圈110。因为接收控制模块160通信地耦合到发射控制模块120、移动装置140和接收线圈150，所以发射控制模块120也至少间接地通信地耦合到移动装置140和接收线圈150。

图1B是用于将无线功率提供给一个或多个移动装置的系统的环境100的替代实施例的示意图。如所示，发射线圈110以及移动装置140和接收线圈150可如图1A的环境中那样位于场所105中。

然而，在图1B的环境中，控制模块180可位于与场所105分开。如线181、182和183所指示的，控制模块180可通过网络130通信地耦合到发射线圈110以及移动装置140和接收线圈150。在实施例中，控制模块180可产生用于发射线圈110和接收线圈150两者的谐振驱动频率序列101。因此，本文中所公开的实施例构想用于产生并提供谐振驱动频率序列101以及用于调整谐振频率的远程控制模块。

尽管在图1B中未示出，但是环境100不限于单个远程控制模块180。因此，可能存在一个或多个附加的远程控制模块180，例如与发射线圈110相关联的远程控制模块和与接收线圈150相关联的远程控制模块180，这些远程控制模块可用于产生并提供谐振驱动频率序列101并且可用于调整谐振频率。

现在将说明发射线圈110和接收线圈150的示例电磁相互作用。发射线圈110是可产生可与接收线圈150电磁耦合的信号(更具体地说，电磁信号170)的发射装置的示例。描述该耦合的替代方式是，发射线圈110创建在接收线圈150中感应电流的振荡磁场。在一个实施例中，当发射线圈110包括环线或者一匝或多匝时，流过发射线圈110的交流可产生被接收线圈150接收的磁场。在一些示例中，接收线圈150可与发射线圈110磁耦合。在一些示例中，发射线圈在接收线圈处产生电磁场，该电磁场在接收线圈中感应信号。具体地说，当在发射线圈110中流动的电流通过电磁感应在接收线圈150中感应电流或电压时，发射线圈110与接收线圈150耦合。发射线圈110和接收线圈150之间的耦合的强度可取决于它们之间的距离、它们的相对形状以及与公共轴线的关系。因此，发射线圈110创建将能量传输到接收线圈150的振荡磁场。在一些示例中，非常小的电场被创建，与人类组织或其它动物组织的任何相互作用应是可忽略的，因此，应该不会由于发射线圈110和接收线圈150的耦合而导致不利健康的影响。

在一些实施例中，发射线圈110可具有接收线圈150的面积几倍的面积。在一些示例中，发射线圈直径可以是接收线圈直径的倍数，其中该倍数大于1，并且可以至少为2。这有利地允许发射线圈在移动装置140和145的多个接收线圈150中感应电流。在一些实施例中，发射线圈110可将1W和100W之间的发射功率发射到接收线圈150，更具体地说，发射线圈可发射60W和100W之间的发射功率。也可实现1W和100W之间的其它发射功率子范围。此外，也可根据需要实现高于100W的发射功率范围。

在一个实施例中，发射线圈110和接收线圈150可在1MHz和50MHz之间的频率范围内操作，但是其它频率范围也被构想。具体地说，发射线圈110和接收线圈150可发射或接收1MHz和50MHz之间的范围内的电磁信号170。如下面将更详细地描述的，可根据谐振驱动频率序列101调整发射线圈110和接收线圈150的频率范围。

图3说明发射线圈和接收线圈的等效电路的示意图，更具体地说，是对应于发射线圈110的发射线圈310和对应于接收线圈150的接收线圈320的等效电路的示意图。发射线圈310可被驱动源305以驱动频率驱动，驱动源305可以是任何合理的驱动源，诸如在本文中关于图3进一步讨论的那些驱动源。尽管未示出，但是驱动源305可包括确保与发射线圈310适当的阻抗匹配所需的阻抗匹配电路。发射线圈310可包括电感312(L_T)、电容313(C_T)和电阻314(R_T)。

接收线圈320可与负载330耦合，负载330可以是移动装置140的电池。尽管未示出，负载330可包括确保与接收线圈320适当的阻抗匹配所需的阻抗匹配电路。负载可包括被构造为给电荷储存装置充电的充电电路，所述电荷储存装置诸如电池、电容器、超级电容器、燃料电池等。充电电路可包括整流器、电压调整器、电压限制器以及适合于给电荷储存装置充电的任何其它的电子电路。接收线圈320可包括电感322(L_R)、电容323(C_R)和电阻324(R_R)。电阻324可以不是单独的元件，而是可由其它电路元件和导线本身的电阻形成。

驱动源305将发射线圈310泵送到高水平的储存能量。在一些示例中，发射线圈310通过在电感312的磁场和电容313的电场之间来回变换能量来以诸如1MHz和50MHz之间的MHz频率发射。在一些示例中，发射线圈的Q(品质因子)可以约为1000或其它高Q值，并且由电阻313引起的电阻损失可能很低。换句话说，当电阻低时，Q值高。因此,在一些实施例中,导线电阻可以是重要参数。发射线圈310和接收线圈320的Q可被设置为高水平以促进当谐振频率匹配时高效的功率传输。

接收线圈接收发射线圈310产生的信号(诸如电磁信号170)的至少一部分。当接收线圈320的谐振频率基本上与发射线圈310相同时，接收的信号通过在电感322的磁场和电容323的电场之间来回变换能量来将接收线圈泵送到类似于发射线圈的能量水平。接收线圈的Q也可能很高，诸如Q约为1000，并且由电阻323引起的电阻损失可能很低。接收线圈然后可将能量提供给负载330。

如以上所讨论的，在一些示例中，发射线圈310和接收线圈320可以以基本上相同的谐振频率操作。如果发射线圈和接收线圈的Q因子保持很高，则可实现高效的耦合。为了使发射线圈310和接收线圈320的谐振频率基本上相等，应满足以下方程：

其中f_T和f_R分别是发射线圈310和接收线圈320的谐振频率。

发射线圈310和接收线圈320的耦合系数k_TR：

其中M_TR是发射线圈310和接收线圈320的互感。

如前面关于图1A和1B所讨论的，发射线圈11和发射控制模块120可在场所105处实施，并且移动装置140和接收线圈150可被带到场所105中。发射线圈110和接收线圈150可如前所述那样电磁耦合，这可使得接收线圈150给移动装置140的电池或其它电源充电。

在许多情况下，场所105的所有者可能会承担安装发射线圈110和发射控制模块120的重大成本，并且可能会承担连续地操作和维护发射线圈110和发射控制模块120的成本。因此，场所105的所有者可能期望对移动装置140的用户收取使用发射线圈110给移动装置140充电的费用。然而，为了使这样的收费系统工作，可能需要有一个这样的机制，该机制仅允许已经提供了一定形式的支付的移动装置140的接收线圈150与发射线圈110充分耦合，从而充分地接收电磁信号170，同时阻止未支付的移动装置140。有利地，本文中所公开的实施例如将更详细地描述的那样提供这样的机制。

图2是用于将无线功率提供给一个或多个移动装置的系统的环境的实施例的示意图，更具体地说，是前面关于图1A和1B所讨论的环境100的替代视图的示意图。为了清晰起见，图2中未示出图1A和1B中所示的一些元件，诸如网络130，但是这样的元件可以被假定为是图2的环境的一部分。图2的环境100可在场所105处实施，但是这不是必需的。

图2说明发射控制模块120的说明性实施例。在说明性实施例中，发射控制模块120可以是耦合到发射线圈110的计算装置，诸如关于图10所讨论的计算装置，可以是包括发射线圈110的单个发射器装置的一部分，或者它可以是驻留在耦合到发射线圈的计算系统上的软件应用的一部分。如关于图1A和1B所讨论的，发射控制模块120可以在发射线圈110的局部，或者可以远离发射线圈110。因此，发射控制模块120的实际实现不限于本文中所公开的实施例。

如所示，发射控制模块120可包括频率序列发生器221、支付模块222和控制逻辑223。频率序列发生器221、支付模块222和控制逻辑223可实现为硬件模块、软件模块或硬件和软件的任何组合，下面将更详细地讨论它们。

如线225所示，发射控制模块120可通过频率发生器216通信地耦合到发射线圈110，频率发生器216可以是任何合理的频率发生器。可替代地，控制模块120可直接地通信地耦合到发射线圈110。频率发生器216可将根据谐振驱动频率序列101的谐振驱动频率提供给发射线圈110以使发射线圈以该谐振驱动频率操作。尽管被示为与发射控制模块120分开，但是在一些实施例中，频率发生器216可以是发射控制模块120的一部分或者与发射控制模块120相关联。可以是任何合理的电源的电源212将电功率提供给频率发生器216和发射线圈110。

电抗元件215可以与发射线圈110相关联或者电耦合到发射线圈110。更具体地说，电抗元件215可对应于前面关于图3所讨论的电感312(L_T)或电容313(C_T)。在一个实施例中，电抗元件215可以是可调整电感或可调整电容之一。如下面将更详细地描述的，电抗元件215可被调整，从而调整发射线圈110的谐振频率或谐振。尽管被示为与发射控制模块120分开，但是在一些实施例中，电抗元件215可以是发射控制模块120的一部分或者与发射控制模块120相关联。

图2还说明了接收控制模块160的说明性实施例。在说明性实施例中，接收控制模块160可以是在移动装置140的处理器上运行的应用，可以是移动装置140的处理单元，可以是应用和处理单元的组合，或者可以是耦合到移动装置140的计算装置，诸如关于图10所讨论的计算装置。如关于图1A和1B所讨论的，接收控制模块160可在移动装置140的本地或者是移动装置140的一部分，或者可以远离移动装置140。因此，接收控制模块160的实际实现不限于本文中所公开的实施例。

如所示，接收控制模块160可包括频率序列发生器261、支付模块262和控制逻辑263。频率序列发生器261、支付模块262和控制逻辑263可实现为硬件模块、软件模块或硬件和软件的任何组合，下面将更详细地讨论它们。

如线265所示，接收控制模块160可通过频率发生器256通信地耦合到接收线圈150，频率发生器256可以是任何合理的频率发生器。可替代地，接收控制模块可直接地通信地耦合到接收线圈150。频率发生器256可将根据谐振驱动频率序列101的谐振接收频率提供给接收线圈150，以使接收线圈150以基本上与发射线圈110的谐振驱动频率相同的谐振接收频率操作。尽管被示为与接收控制模块160分开，但是在一些实施例中，频率发生器256可以是接收控制模块160的一部分或者与接收控制模块160相关联。将理解，谐振接收频率是驱动接收线圈150的频率，并且在本文中可被标识为“谐振接收频率”以简单地区分发射线圈110的谐振驱动频率。

接收控制模块160还可包括电池或其它电源254。电池254可以是任何合理的电池，并且可将功率提供给移动装置140的各种元件。在一些实施例中，可实现将在接收线圈150中感应的电流转化为可给电池254充电的合适的形式(诸如直流)的整流器257。

电抗元件253可以与接收线圈150相关联或者电耦合到接收线圈150。更具体地说，电抗元件253可对应于前面关于图3所讨论的电感322(L_R)或电容323(C_R)。在一个实施例中，电抗元件253可以是可调整电感或可调整电容之一。如下面更详细地描述的，电抗元件253可被调整，从而调整接收线圈150的谐振接收频率或谐振。尽管被示为与接收控制模块160分开，但是在一些实施例中，电抗元件253可以是接收控制线圈160的一部分或者与接收控制线圈160相关联。

现在将解释环境100的各种元件或系统仅允许已经提供了一定形式的支付的移动装置140的接收线圈150充分地与发射线圈100耦合、从而充分地接收电磁信号170的操作。频率序列发生器221可产生谐振驱动频率序列101。谐振驱动频率序列101可以是发射线圈110(和接收线圈150)的操作范围内的随机的或以其它方式不可预测的频率序列。换句话说，谐振驱动频率序列101通常将不按可被装置140的用户容易地知道或查明的任何次序。

另外，谐振驱动频率序列101可随相位或时间而变化，并且可在实现这些频率中的每个的数量的周期内变化。例如，图4说明谐振驱动频率序列101的说明性实施例。具体地说，该图说明了在电流/电压对时间或相位的曲线图上绘制的四个谐振驱动频率410、420、430和440(也被称为f₁、f₂、f₃和f₄)的序列。如所示，频率410具有第一相位，频率420具有第二相位，频率430具有第三相位，频率440具有第四相位。将指出，频率的各种相位是不同的。

尽管图4仅示出了用于频率410、420、430和440中的每个的一个周期，但是本文中所公开的实施例不限于一个周期。在一些实施例中，每个频率的周期的数量可以改变。例如，频率410可持续10个周期，频率420可持续一个周期，频率430可持续四个周期，频率440可持续20个周期。在其它实施例中，对于每个频率可存在100个周期或更多个周期。

图4还说明了在电流或电压过零415、425、435和445时频率从一个频率转换到另一个频率。当发射线圈或接收线圈的电感中的能量为零并且该线圈中的所有能量都在该线圈的电容中时，电流过零发生。同样地，当发射线圈或接收线圈的电容中的能量为零并且该线圈中的所有能量都在该线圈的电感中时，电压过零发生。因此，对于具有可调整电感的发射线圈或接收线圈，频率可在电流过零时改变，对于具有可调整电容的发射线圈或接收线圈，频率可在电压过零时改变。

因为接收线圈具有很大的Q因子，所以其谐振频率必须保持与发射器频率精密匹配以高效地接收功率。因此，不能跟随谐振驱动频率序列101的移动装置140将从发射线圈110接收减小得多的功率。另外，如果接收器不能跟随谐振驱动频率101，则它将还与发射的信号异相，这将使接收的功率减小得更多。因此，即使装置140因随机的机会能够与发射线圈耦合，移动装置也将仅在变为异相之前的非常短的数量的周期内保持高效耦合。

各种频率的间隔也可以是当产生谐振驱动频率序列101时的考虑因素。频率间隔可由发射线圈和接收线圈的Q因子确定，因为是在线圈的谐振生成峰值处的功率的一半的情况下的频率改变。在离谐振几个Δf的频率处，几乎没有功率传输；在5Q处，仅有大约3％的功率传输。因此，如果频率相隔几个f/Q，则即使发射线圈101和接收线圈之间的某一耦合仍然保持，不能跟随谐振驱动频率序列101的装置140在频率改变之后也将几乎不会从发射线圈110接收到功率。

例如，假设线圈具有1000的Q因子，并且中心频率fc＝10MHz。使用方程并且假定N＝11个不同的频率，所得的谐振驱动频率序列101将是9.75MHz、9.80MHz、9.85MHz、…、10.20MHz、10.25MHz。

图5说明谐振驱动频率序列101如何随时间改变以及在过零时如何改变的替代视图。将指出，为了高效地传输功率，发射线圈110和接收线圈150的谐振频率应基本上同时改变。因此，谐振驱动频率序列101可指定该序列中的实际的频率集，并且还可指定关于该频率集的操作信息，诸如每一个频率在改变发生之前将被实施多久、改变的时间或用于每一个频率的周期的数量。

返回到图2，发射线圈模块120可使频率发生器216以谐振驱动频率驱动发射线圈110。发射控制模块120然后可使频率发生器根据谐振驱动频率序列101的第一谐振驱动频率来调整或改变发射线圈110的谐振驱动频率。为了确保发射线圈保持谐振，发射控制模块120可调整电抗元件215或者使得电抗元件215被调整以确保发射线圈以谐振驱动频率序列101的第一谐振驱动频率操作。更具体地说，在一个实施例中，控制逻辑223可调制电抗元件215或者使得电抗元件215被调整。

例如，因为如前面所讨论的，发射线圈110的谐振频率等于所以在一个实施例中，发射线圈110的电感或电容(是电抗元件215的示例)可被调整以确保发射线圈以谐振驱动频率序列101的第一谐振驱动频率操作。发射线圈110的构造可确定电感或电容中的哪个被调整。也就是说，发射线圈110的一些实施例可包括可调整电感，发射线圈110的一些实施例可包括可调整电容，发射线圈110的一些实施例可包括可调整电感和可调整电容两者。

在一个实施例中，电抗元件215可以是可根据谐振驱动频率的改变而调整的可调整电感。图6说明可调整感应器600的说明性实施例的示意图。如所示，可调整感应器600包括感应器605，其具有若干个不同的匝数和电容器640。开关615可使感应器在感应器605的若干个匝数之间切换以通过改变总匝数来改变感应器605的电感。例如，当开关615切换到匝数610时，感应器605提供电感L₁。同样地，当开关615切换到匝数620时，感应器605提供电感L₂。类似地，当开关615切换到匝数630时，感应器605提供电感L₃。如前面所讨论的，在当可调整电感器600中的所有能量都被储存在电容器640中时的电流过零时，开关615应在匝数之间切换。

在另一实施例中，电抗元件215可以是可调整电容。可调整电容可包括可调整电容器，诸如由电压控制的变容二极管电容。可调整电容还可以是MOSFET开关网络或MEMs可变电容器阵列。

返回到图2，在对于谐振驱动频率序列101中的第一谐振驱动频率指定的时间量或周期数量发生之后，发射控制模块120可使频率发生器216以谐振驱动频率序列101的第二谐振驱动频率驱动发射线圈110。另外，发射控制模块120可调整电抗元件215以确保发射线圈110的谐振频率与第二谐振驱动频率匹配。发射控制模制120可根据谐振驱动频率序列101连续地调整发射线圈的驱动频率和谐振。

如前面所讨论的，场所105的所有者可能期望从由发射线圈110供电的移动装置140接收支付以及阻止未支付移动装置140。因此，在图2的说明性实施例中，接收控制模块260可包括支付模块262。支付模块262可允许移动装置240的用户提供用于使发射线圈110给电池254充电的一定形式的支付。在一些实施例中，支付模块262可允许用户通过网络130访问支付网站，在该支付网站中，信用卡可作为一种支付形式输入。在其它实施例中，支付模块262可通过网络262访问在线支付服务，诸如PayPal，在该在线支付服务中，一定形式的支付可被输入。在其它实施例中，支付模块262可允许交换可被认为是一定形式的支付的电子资金或其它商品或服务。因此，支付形式可以是可被移动装置140的用户交换的并且可被场所105的所有者接受以允许接入发射线圈110的任何东西。

在一个实施例中，支付模块262可以是当装置140的用户进入场所105时自动地启动的应用的部分，或者可以在场所105处或者在远离场所105的地方手动地启动。该应用可从发射控制模块120的支付模块222接收关于使用发射线圈110的成本和服务长度的信息。该信息然后可被提供给装置140的用户，该用户然后可使用该应用来输入一定形式的支付。该应用还可存储允许移动装置140的用户购买发射线圈110的使用、然后在未来的日子使用发射线圈110将电磁信号170提供给移动装置140的未使用存款。

支付模块262可将支付验证信息236提供给支付模块222。支付验证信息236验证:移动装置140已经进行了可接受的形式的支付并且该移动装置作为响应应接收谐振驱动频率序列101。

在一个实施例中，支付模块222可包括广告模块222A。广告模块222A的操作可以是接收或产生移动装置140的用户可能感兴趣的各种广告。广告可通过网络130提供给支付模块262。移动装置140的用户然后可将广告视为使用发射线圈110的一种支付形式。支付模块然后可将支付验证信息236提供给支付模块222。在该实施例中，支付验证信息236可指示或验证:移动装置140已经播放了广告，使得用户可观看广告。

支付模块222一接收到支付验证信息236，频率序列发生器221就可将谐振驱动频率序列101提供给频率序列发生器261。在一个实施例中，谐振驱动频率序列101可以是实际的谐振频率(诸如关于图4和5所讨论的那些谐振频率)的列表。另外，在一些实施例中，谐振驱动频率序列101可包括关于频率的附加信息，诸如每个频率的周期数量和时间长度或相位，以使得接收控制模块可知道何时改变接收线圈150的谐振频率，以使得改变基本上与发射线圈110的谐振频率移动同时地发生。

在另一实施例中，频率序列发生器221可包括可用于帮助产生谐振驱动频率序列101的计数器和加密密钥201。在一个实施例中，密码安全的伪随机数发生器(CSPRNG)算法可用于实现计数器和加密密钥201，但是还可实现其它算法和系统。在实施例中，CSPRNG可在“计数器模式”下操作。在该模式下，频率序列发生器221可将计数器和加密密钥201发送给频率序列发生器262。加密密钥可用于对计数器值进行加密，计数器值可连续地增加如0、1、2等。每个加密可创建0和1之间的伪随机数，该伪随机数可用于选择谐振驱动频率序列101的谐振驱动频率。因为频率序列发生器221和频率序列发生器262都具有同一计数器和加密密钥201，所以用于这两者的谐振驱动频率序列101的频率值将相同地改变。

图7说明0和1之间的伪随机数如何用于选择11个不同的谐振驱动频率之一的示例。如所示，频率索引包括11个不同的谐振驱动频率。产生如图7中的箭头所指示的略大于0.4的伪随机数。该伪随机数落在频率索引5内。因此，对应于频率索引5的谐振驱动频率被选为谐振驱动频率。因为频率序列发生器221和频率序列发生器262具有同一计数器和加密密钥201，所以它们都将产生相同的频率索引序列。有利地，没有接收到计数器和加密密钥201的移动装置140将不能跟随改变的频率索引，因为伪随机发生器的加密性很强。

另外，计数器和加密密钥201的使用可容易地适应于向移动装置140销售使用发射线圈110充电的时间包。例如，加密密钥可按规律时间间隔(诸如一分钟)改变，与此同时计数器被重置为零。移动装置140的用户可购买期望的多个时间间隔，并接收与他们购买的时间间隔一样多的加密密钥。

返回到图2，接收控制模块260可使频率发生器256以基本上与发射线圈110的谐振驱动频率相同的谐振接收频率驱动接收线圈150，以确保两个线圈之间的优化的或高效的电耦合。在一个实施例中，发射线圈110和接收线圈150可在谐振驱动频率序列101被移动装置140接收之前通过被基本上类似的谐振频率驱动而电磁耦合。

接收控制模块160然后可使频率发生器256根据谐振驱动频率序列101的第一谐振驱动频率来调整或改变发射线圈110的谐振接收频率。为了确保接收线圈150保持谐振，接收控制模块160可调整电抗元件253或者使得电抗元件253被调整以确保接收线圈150以等于谐振驱动频率序列101的第一谐振驱动频率的谐振接收频率操作。更具体地说，在一个实施例中，控制逻辑263可调制电抗元件253或者使得电抗元件253被调整。

例如，因为如前面所讨论的，接收线圈150的谐振接收频率等于所以在一个实施例中，接收线圈150的电感或电容(是电抗元件253的示例)可被调整以确保接收线圈150以等于谐振驱动频率序列101的第一谐振驱动频率的谐振接收频率操作。接收线圈150的构造可确定电感或电容中的哪个被调整。也就是说，接收线圈150的一些实施例可包括可调整电感，接收线圈150的一些实施例可包括可调整电容，接收线圈150的一些实施例可包括可调整电感和可调整电容两者。

在一个实施例中，电抗元件253可以是可根据谐振接收频率的改变而调整的可调整电感。可调整电感可对应于前面关于图6所讨论的可调整感应器。在另一实施例中，电抗元件253可以是可调整电容。可调整电容可包括由电压控制的可调整电容器，诸如变容二极管电容。可调整电容还可以是MOSFET开关网络或MEMs可变电容器阵列。

在对于谐振驱动频率序列101中的第一谐振驱动频率指定的时间量或周期数量发生之后，接收控制模块160可使频率发生器256以等于谐振驱动频率序列101的第二谐振驱动频率的第二谐振接收频率驱动接收线圈150。另外，接收控制模块160可调整电抗元件253以确保接收线圈150的谐振接收频率与第二谐振驱动频率匹配。接收控制模块160可根据谐振驱动频率序列101连续地调整接收线圈150的谐振接收频率和谐振。

因为接收控制模块160和发射控制模块120在电流或电压过零时调整它们各自的相关联的电抗元件，所以在一个实施例中，接收控制模块160和发射控制模块120都可调整它们各自相关联的电抗元件的电感或者都可调整它们各自相关联的电抗元件的电容以确保线圈保持同相。

在一些实施例中，移动装置140在接收线圈150可与发射线圈耦合之前可能需要等待与发射线圈110同步，尤其是在接收线圈150在发射线圈110的进行中的发射周期期间尝试耦合的那些情况下。在这样的实施例中，接收控制模块160可研究所接收的谐振驱动频率序列101以确定频率改变发生的下一个时间间隔。接收控制模块160然后可调整电抗元件253，以使得接收线圈150准备好在下一次频率改变时以正确地谐振频率耦合。此时，耦合可能发生。在一些实施例中，电磁信号170中的额外的磁尖峰脉冲可用于表示帮助同步的频率改变的起始点。

因此，已经接收到谐振驱动频率序列101的发射线圈110和接收线圈150将以基本上相同的谐振频率操作，并且还基本上同时地改变谐振频率。这将使得接收线圈150可保持与发射线圈110的高效电耦合，从而继续使可用于给电池254充电的电流被电磁信号170感应。因为只有将可接受形式的支付提供给发射控制模块120的装置140将接收到谐振驱动频率序列101，所以所有其它的装置140将不能保持与发射线圈110的高效耦合，并且将不能被发射线圈110供电。

图8是将无线功率传输提供给一个或多个移动装置的方法800的说明性实施例的流程图。方法800以及本文中所述的其它方法和处理阐述了各种方框或动作，这些方框或动作可被描述为可由硬件、软件、固件和/或它们的组合执行的处理、功能操作、事件和/或动作等。方法800可包括如方框810、820、830和840所示的一个或多个操作。

在方框810(“产生用于发射线圈的谐振驱动频率序列”)中，可产生用于发射线圈的谐振驱动频率序列。例如，在一个说明性实施例中，发射控制模块120的频率序列发生器221可以以前述方式产生谐振驱动频率序列101。谐振驱动频率序列101可以是在发射线圈110的操作范围内的随机的或以其它方式不可预测的频率序列。谐振驱动频率序列101还可指定关于频率集的操作信息，诸如每一个频率在改变发生之前将被实施多久、改变的时间、或用于每一个频率的周期的数量。

在方框820(“将第一谐振驱动频率的电磁信号发射到一个或多个移动装置的一个或多个接收线圈”)中，可将第一谐振驱动频率的电磁信号发射到一个或多个移动装置的一个或多个接收线圈。例如，在一个说明性实施例中，电磁信号170可由发射线圈110发射到移动装置140的接收线圈150。电磁信号可由发射线圈110以第一谐振驱动频率发射，并且被接收线圈以等于第一谐振驱动频率的第一谐振接收频率接收。这以前述方式引起发射线圈110和接收线圈150之间的电耦合。如前所述，该耦合使得电磁信号170在接收线圈150中感应电流，从而将功率提供给一个或多个移动装置。

在方框830(“根据所产生的谐振驱动频率序列将发射线圈的第一谐振驱动频率调整为第二谐振驱动频率”)中，可根据所产生的谐振驱动频率序列将发射线圈的第一谐振驱动频率调整为第二谐振驱动频率。例如，在一个说明性实施例中，如前所述，发射控制模块120可根据谐振驱动频率序列101将发射线圈110的第一谐振驱动频率调整为第二谐振驱动频率，或者使得发射线圈110的第一谐振驱动频率被调整为第二谐振驱动频率。在一个实施例中，发射控制模块调整与发射线圈110相关联的电抗元件215或者与发射线圈110相关联的电抗元件215被调整,以保持发射线圈的谐振。如前所述，电抗元件215可以是可调整电感或电容。

在方框840(“将所产生的谐振驱动频率序列提供给所述一个或多个移动装置”)中，可将所产生的谐振驱动频率序列提供给所述一个或多个移动装置。例如，在一个说明性实施例中，发射控制模块120可通过网络130将谐振驱动频率序列101提供给接收控制模块160。这使得移动装置140的线圈150的谐振接收频率可基本上与发射线圈以前述方式从第一谐振驱动频率调整为第二谐振驱动频率同时地从第一谐振接收频率调整为等于第二谐振驱动频率的第二谐振接收频率。

图9是用于使移动装置接收无线功率传输的方法900的说明性实施例的流程图。方法900可包括如方框910、920和930所示的一个或多个操作。

在方框910(“从控制发射线圈的发射模块接收用于发射线圈的谐振驱动频率序列”)中，可从控制发射线圈的发射模块接收用于发射线圈的谐振驱动频率序列。例如，在一个说明性实施例中，接收控制模块260的频率序列发生器261可从发射控制模块120接收谐振驱动频率序列101。如前面所讨论的，谐振驱动频率序列101可以是在发射线圈110和接收线圈150的操作范围内的随机的或以其它方式不可预测的频率序列。谐振驱动频率序列101还可指定关于频率集的操作信息，诸如每一个频率在改变发生之前将被实施多久、改变的时间、或用于每一个频率的周期的数量。

在方框920(“接收从发射线圈以第一谐振驱动频率发射的第一电磁信号”)中，接收线圈可接收从发射线圈以第一谐振驱动频率发射的第一电磁信号。例如，在一个说明性实施例中，接收线圈150可以以等于发射线圈110的第一谐振驱动频率的第一谐振接收频率操作，从而与发射线圈110耦合。接收线圈150可接收到电磁信号170，因为该信号是由发射线圈110以第一谐振驱动频率发射的。如前所述，电磁信号170可在接收线圈150中感应能够将功率提供给移动装置140的电流。

在方框930(“根据所接收的谐振驱动频率序列将接收线圈的第一谐振接收频率调整为第二谐振接收频率”)中，可根据所接收的谐振驱动频率序列将接收线圈的第一谐振接收频率调整为第二谐振接收频率。例如，在一个说明性实施例中，如前所述，接收控制模块160可根据谐振驱动频率序列101将接收线圈150的第一谐振接收频率调整为第二谐振接收频率，或者使得接收线圈150的第一谐振接收频率被调整为第二谐振接收频率。在一个实施例中，接收控制模块160调整与接收线圈150相关联的电抗元件253，或者使得与接收线圈150相关联的电抗元件253被调整。如前所述，电抗元件253可以是可调整电感或电容。

将第一谐振接收频率调整为第二谐振接收频率使得接收线圈150接收从发射线圈110以发射线圈110的第二谐振驱动频率发射的第二电磁信号170。因为第二谐振接收频率可等于第二谐振驱动频率，所以当频率改变时，接收线圈能够保持与发射线圈110耦合。

对于本文中所公开的这种以及其它过程和方法来说，在过程和方法中所执行的功能可以以不同的顺序来实施。此外，概述的操作仅作为示例被提供，并且其中一些操作可以是可选的，可被组合成更少的步骤和操作，可被补以进一步的操作，或可被扩展到附加的操作中，而不会有损所公开的实施例的本质。

图10示出根据本公开的被布置为调整发射线圈或接收线圈的谐振频率以及接收支付信息的示例计算装置1000。在非常基本的配置1002中，计算装置1000一般包括一个或多个处理器1004和系统存储器1006。存储器总线1008可用于处理器1004和系统存储器1006之间的通信。

取决于期望的配置，处理器1004可以是任何类型，包括但不限于微处理器(μP)、微控制器(μC)、数字信号处理器(DSP)或它们的任何组合。处理器1004可包括一个或多个等级的高速缓存，诸如等级一的高速缓存1010和等级二的高速缓存1012、处理器核1014和寄存器1016。示例处理器核1014可包括算术逻辑单元(ALU)、浮点单元(FPU)、数字信号处理核(DSP核)或它们的任何组合。示例存储器控制器1018也可与处理器1004一起使用，或者在一些实现中，存储器控制器1018可以是处理器1004的内部部分。

取决于期望的配置，系统存储器1006可以是任何类型，包括但不限于易失性存储器(诸如RAM)、非易失性存储器(诸如ROM、闪存等)或它们的任何组合。系统存储器1006可包括操作系统1020、一个或多个应用1022和程序数据1024。应用1022可包括频率调整应用1026，其被布置为执行如本文中所述的操作中的至少一些，包括关于图8和9的方法800-900所述的那些操作中的至少一些。程序数据1024可包括对于调整发射或接收线圈的谐振频率可能有用的配置信息1028，和/或可包括本文中所述的各种其它模块/组件可使用的和/或产生的其它信息。配置信息1028可包括电容值、电抗值、电感值、驱动频率、线圈面积等。在一些实施例中，应用1022可被布置为在操作系统1020上与程序数据1024一起操作，以使得光学部件如本文中所述那样形成和重构。该所述的基本配置1002在图10中通过内部虚线内的那些部件而被示出。

计算装置1000可具有其它特征或功能以及用于促进基本配置1002和任何所需的装置和接口之间的通信的附加接口。例如，总线/接口控制器1030可被用来促进基本配置1002与一个或多个数据存储装置1032之间经由存储接口总线1034的通信。数据存储装置1032可以是可移除存储装置1036、不可移除存储装置1038或它们的组合。可移除存储装置和不可移除存储装置的示例举几个例子来说包括诸如软盘驱动器和硬盘驱动器(HDD)的磁盘装置、诸如压缩盘(CD)驱动器或数字通用盘(DVD)驱动器的光盘驱动器、固态驱动器(SSD)和磁带驱动器。示例计算机存储介质可包括在信息存储的任何方法或技术中被实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除的介质，诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其它数据。

系统存储器1006、可移除存储装置1036和不可移除存储装置1038是计算机存储介质的示例。计算机存储介质包括但不限于：RAM、ROM、EEPROM、闪存或其它存储技术、CD-ROM、数字通用盘(DVD)或其它光学存储装置、磁带盒、磁带、磁盘存储装置或其它磁存储器装置或可用于存储期望的信息以及可被计算装置1000访问的任何其它介质。任何这样的计算机存储介质可以是计算装置1000的部分。

计算装置1000也可包括用于促进从各种接口装置(例如，输出装置1042、外围接口1044和通信装置1046)到基本配置1002的经由总线/接口控制器1030的通信的接口总线1040。示例输出装置1042包括图形处理单元1048和音频处理单元1050，其可被配置为与诸如显示器或扬声器的各种外部装置经由一个或多个A/V端口1052进行通信。示例外围接口1044包括串行接口控制器1054或并行接口控制器1056，其可被配置为与诸如输入装置(例如，键盘、鼠标、笔、声音输入装置，触摸输入装置等)或其它外围装置(例如，打印机、扫描仪等)的外部装置经由一个或多个I/O端口1058进行通信。示例通信装置1046包括网络控制器1060，其可被布置为促进与一个或多个其它计算装置1062经由一个或多个通信端口1064在网络通信链路上的通信。

网络通信链路可以是通信介质的一个示例。通信介质通常可以被体现为计算机可读指令、数据结构、程序模块或诸如载波或其它传输机制的调制数据信号中的其它数据，并且可包括任何信息递送介质。“调制数据信号”可以是具有其特性集合中的一个或多个或者被更改为对信号中的信息进行编码的信号。举例来说，而非限制，通信介质可包括诸如有线网络或有线直接连接的有线介质、诸如声学、射频(RF)、微波、红外(IR)和其它无线介质的无线介质。如本文中所使用的术语计算机可读介质可包括存储介质和通信介质两者。

计算装置1000也可被实施为小型便携式(或移动)电子装置的一部分，所述电子装置诸如蜂窝电话、个人数据助理(PDA)、个人媒体播放器装置、无线网表装置、个人耳机装置、专用装置或包括以上功能中的任何功能的混合装置。计算装置1000也可被实施作为包括笔记本计算机和非笔记本计算机配置两者的个人计算机。

示例无线功率传输系统可被部署在公共场所中、公交车辆环境(诸如飞机、轮船、公交车、火车等)内等，所述公共场所诸如零售环境(诸如餐馆、专业饮料承办公司、购物中心等)、基于运输的环境(诸如机场、汽车站、火车站、停车场等)。然而，部署这样的系统对于公共场所的所有者来说可能是昂贵的。与环境相关联的所有者和/或运营商因此可能期望选择性地仅对向所有者支付了费用的用户提供无线功率传输，同时对没有支付该费用的用户阻止功率传输。一些实施例允许所有者通过例如下述方式收回安装无线功率系统的成本，即，向用户收取费用，用户然后接收谐振驱动频率序列(包括相关联的时间数据，如果适用)或允许无线功率传输被与用户相关联的装置接收的其它数据；或者向用户显示广告。

在一些实施例中，被构造为将无线功率传输提供给装置的系统包括发射线圈、接收线圈和控制模块，发射线圈被构造为产生电磁信号，接收线圈与该装置相关联，控制模块通信地耦合到发射线圈和该装置。电磁信号在接收线圈中感应电流以有效地将功率提供给装置。控制模块可被构造为产生驱动频率(诸如谐振驱动频率)序列，并根据所产生的驱动频率序列、因此电磁辐射的频率调整发射线圈的发射频率。控制模块可被进一步构造为将谐振驱动频率序列提供给装置。装置然后可被构造为在充电过程期间将装置的接收线圈的谐振调整为在频率和时间上都与发射频率匹配。在一些示例中，控制模块可通过网络耦合到一个或多个移动装置，并且可通过该网络将谐振驱动频率序列提供给所述一个或多个移动装置。

在一些示例中，接收线圈可位于将被充电的移动装置外部的充电装置中。可被认为是本描述中和权利要求中的移动装置的示例的外部充电装置也可包括控制模块或者通信地耦合到控制模块。外部充电装置可从发射线圈接收电磁信号，并且还可以前述方式接收驱动频率序列。外部充电装置然后可被构造为在充电过程期间将装置的接收线圈的谐振调整为在频率和时间上都与发射频率匹配。外部充电装置可包括用于连接到移动装置以将电荷提供给移动装置的插头或其它电连接器。这样，任何类型的移动装置可通过本文中所公开的实施例充电，而不必被构造为包括接收线圈。

在一些示例中，控制模块可被进一步构造为从移动装置接收支付验证信息，所述支付验证信息指示已经从移动装置接收到一定形式的支付。所述形式的支付可以是场所处的物品的整笔支付、购买(例如，通过收据上所提供的存取码)、订阅、非货币(诸如俱乐部中的个人信息或会员资格的提供)等。对移动装置提供谐振驱动频率序列可以是以支付验证信息为条件的。

在一些示例中，类似方法可用于收取用于更高功率应用(例如，与移动电子装置相比)的费用。例如，类似方法可用于给车辆的电荷储存装置(诸如电动车或混合动力车辆)充电。

在一些示例中，序列的持续时间可用于确定充电时间。在一些示例中，可购买对应于预定充电持续时间的序列。

本文中所公开的一个实施例提供一种将无线功率传输提供给一个或多个移动装置的系统。该系统包括：发射线圈，其被构造为产生电磁信号，所述电磁信号在所述一个或多个移动装置的一个或多个接收线圈中感应电流以有效地将功率提供给所述一个或多个移动装置；以及控制模块，其通信地耦合到发射线圈和所述一个或多个移动装置，所述控制模块被构造为产生谐振驱动频率序列并根据所产生的谐振驱动频率序列调整发射线圈的谐振驱动频率。控制模块被进一步构造为将谐振驱动频率序列提供给所述一个或多个移动装置以有效地允许所述一个或多个移动装置的所述一个或多个接收线圈与发射线圈基本上相同的谐振驱动频率被驱动。所产生的谐振驱动频率序列是随机序列。

控制模块通过网络耦合到所述一个或多个移动装置，并且通过该网络将谐振驱动频率序列提供给所述一个或多个移动装置。控制模块被进一步构造为接收支付验证信息，所述支付验证信息指示已经从所述一个或多个移动装置中的至少一个接收到一定形式的支付，并且其中控制模块将谐振驱动频率序列提供给提供支付验证信息的所述至少一个移动装置。控制模块被构造为将广告提供给所述一个或多个移动装置，并且一接收到指示所述一个或多个移动装置中的一个移动装置已经观看了该广告的信息，就将谐振驱动频率序列提供给该移动装置。

发射线圈位于公共场所中，并且被构造为在位于该公共场所中的所述一个或多个移动装置中感应电流。发射线圈被构造为在1至50MHz的频率范围内操作。发射线圈被构造为发射0W和100W之间的发射功率。

所述系统还包括电耦合到发射线圈的电抗元件和频率发生器。电抗元件被构造为被控制模块根据谐振驱动频率序列进行调整以有效地改变发射线圈发射的谐振驱动频率，并且频率发生器以该谐振驱动频率驱动发射线圈。

控制模块包括电耦合到发射线圈的电抗元件、频率发生器和控制逻辑，所述控制逻辑被构造为根据谐振驱动频率序列调整电抗元件以有效地改变发射线圈发射的谐振驱动频率。控制逻辑被进一步构造为将频率发生器驱动发射线圈的频率调整为谐振频率。

在所述系统中，电抗元件是可调整电感或可调整电容之一。电抗元件包括MOSFET开关网络。电抗元件通过电抗元件的不同匝数之间的切换来进行调整。电抗元件是由电压控制的变容二极管电容器。

在所述系统中，控制模块在电流过零或电压过零时调整发射线圈的谐振驱动频率。控制模块在随机数量的周期之后调整发射线圈的谐振驱动频率。控制模块在随机时间量之后调整发射线圈的谐振驱动频率。

在所述系统中，谐振驱动频率序列作为频率和改变这些频率的时间的列表发送到所述一个或多个移动装置。可替代地，计数器和加密密钥用于产生谐振驱动频率序列，该计数器和加密密钥与频率索引相关联，所述频率索引指定序列中的在特定时间段期间将被使用的每个谐振驱动频率，并且该计数器和加密密钥被提供给所述一个或多个移动装置，以使得所述一个或多个移动装置可使用频率索引来确定序列的哪个特定谐振驱动频率在所述特定时间段使用。

本文中所公开的一个实施例提供一种将无线功率传输提供给所述一个或多个移动装置的方法。该方法包括：产生用于发射线圈的谐振驱动频率序列；发射线圈将第一谐振驱动频率的电磁信号发射到一个或多个移动装置的一个或多个接收线圈，所述电磁信号在所述一个或多个接收线圈中感应电流以有效地将功率提供给所述一个或多个移动装置，所述一个或多个接收线圈以等于第一谐振驱动频率的第一谐振接收频率操作；根据所产生的谐振驱动频率序列将发射线圈的第一谐振驱动频率调整为第二谐振驱动频率；并将所产生的谐振驱动频率序列提供给所述一个或多个移动装置以有效地允许所述一个或多个移动装置的一个或多个接收线圈的谐振接收频率基本上与发射线圈从第一谐振驱动频率调整为第二谐振驱动频率同时地从第一谐振接收频率调整为等于第二谐振驱动频率的第二谐振接收频率。在所述方法中，所产生的谐振驱动频率序列是随机序列。

所述方法包括通过网络将所产生的谐振驱动频率序列从发射线圈的控制模块提供给所述一个或多个移动装置。所述方法包括：接收支付验证信息，所述支付验证信息指示已经从所述一个或多个移动装置中的至少一个接收到一定形式的支付；并将所产生的谐振驱动频率序列提供给提供了支付验证信息的所述至少一个移动装置。所述方法包括：将广告提供给所述一个或多个移动装置，并且一接收到指示所述一个或多个移动装置中的一个移动装置已经观看了该广告的信息，就将所产生的谐振驱动频率序列提供给该移动装置。

在所述方法中，根据所产生的谐振驱动频率序列将发射线圈的第一谐振驱动频率调整为第二谐振驱动频率的步骤包括以下中的一个或多个：调整电耦合到发射线圈的电抗元件；调整频率发生器驱动发射线圈的频率；在电流过零时或者在电压过零时调整发射线圈的谐振驱动频率；在随机数量的周期之后调整发射线圈的谐振驱动频率；或者在随机时间量之后调整发射线圈的谐振驱动频率。

本文中所公开的一个实施例提供一种用于使移动装置接收无线功率传输的系统。该系统包括：接收线圈，其被构造为从发射线圈接收电磁信号，发射线圈所产生的电磁信号被构造为在接收线圈中感应电流；以及控制模块，其通信地耦合到接收线圈和控制发射线圈的发射模块，所述控制模块被构造为从发射模块接收用于发射线圈的谐振驱动频率序列。控制模块被构造为根据谐振驱动频率序列调整接收线圈的谐振接收频率，以使得接收线圈的谐振接收频率与发射线圈的谐振驱动频率匹配。在所述系统中，谐振驱动频率序列是随机序列。接收线圈在已经安装了发射线圈的公共场所中从发射线圈接收电磁信号。

控制模块通过网络耦合到发射模块，并通过该网络从发射模块接收谐振驱动频率序列。控制模块被进一步构造为在接收谐振驱动频率序列之前将支付验证信息提供给发射模块，并且其中谐振驱动频率序列响应于提供支付验证信息而被接收。控制模块被构造为从发射模块接收广告并提供该广告已经被观看的验证，其中谐振驱动频率序列响应于验证该广告已经被观看而被接收。

所述系统还包括电耦合到接收线圈的电抗元件和频率发生器。电抗元件被构造为被控制模块根据谐振驱动频率序列进行调整以有效地改变接收线圈接收电磁信号的谐振接收频率。频率发生器以谐振接收频率驱动接收线圈。所述系统还包括整流器，其被构造为将直流递送到移动装置的可再充电电池。

在所述系统中，控制模块包括电耦合到发射线圈的电抗元件、频率发生器和控制逻辑，该控制逻辑被构造为根据谐振驱动频率序列调整电抗元件以有效地改变接收线圈发射的谐振接收频率。控制逻辑被进一步构造为将频率发生器驱动接收线圈的频率调整为谐振接收频率。

在所述系统中，电抗元件包括MOSFET开关网络。在所述系统中，电抗元件是可调整电感或可调整电容之一。

在所述系统中，控制模块在电流过零或电压过零时调整接收线圈的谐振驱动频率。控制模块在随机数量的周期之后调整接收线圈的谐振驱动频率。控制模块在随机时间量之后调整接收线圈的谐振接收频率。

在所述系统中，谐振驱动频率序列作为频率和改变这些频率的时间的列表被控制模块从发射模块接收。可替代地，计数器和加密密钥被用于产生谐振驱动频率序列，该计数器和加密密钥与频率索引相关联，所述频率索引指定序列中的在特定时间段期间将被使用的每个谐振驱动频率，并且该计数器和加密密钥被控制模块从发射模块接收，以使得控制模块可使用频率索引来确定序列的哪个特定谐振驱动频率在所述特定时间段使用。

本文中所公开的一个实施例提供一种用于使移动装置接收无线功率传输的方法。该方法包括：从控制发射线圈的发射模块接收用于发射线圈的谐振驱动频率序列；在移动装置的以等于发射线圈的第一谐振驱动频率的第一谐振接收频率操作的接收线圈处，接收从发射线圈以第一谐振驱动频率发射的第一电磁信号，所述电磁信号在接收线圈中感应电流以有效地将功率提供给移动装置；并根据所接收的谐振驱动频率序列将接收线圈的第一谐振接收频率调整为第二谐振接收频率，以使得接收线圈能够接收从发射线圈以第二谐振驱动频率发射的第二电磁信号，所述第二谐振接收频率等于第二谐振驱动频率。在所述方法中，所接收的谐振驱动频率序列是随机序列。

所述方法包括通过网络从发射模块接收谐振驱动频率序列。所述方法包括：将支付验证信息提供给发射模块，并响应于提供支付验证信息，接收谐振驱动频率序列。所述方法包括：从发射模块接收广告，将该广告已经被观看的验证提供给发射模块，并响应于验证该广告已经被观看，接收谐振驱动频率序列。

在所述方法中，根据所接收的谐振驱动频率序列将接收线圈的第一谐振接收频率调整为第二谐振接收频率的步骤包括以下中的一个或多个：调整电耦合到接收线圈的电抗元件；调整频率发生器驱动接收线圈的频率；在电流过零时或者在电压过零时调整接收线圈的谐振接收频率；在随机数量的周期之后调整接收线圈的谐振接收频率；或者在随机时间量之后调整接收线圈的谐振接收频率。

在本申请中所述的特定实施例(意图使其作为各方面的例证)方面，本公开不应当是受限的。在不脱离其精神和范围的情况下可以做出许多修改和改变。通过前述描述，本公开范围内的功能等价的方法和设备(除本文中所列举的那些之外)对于本领域技术人员来说将是显而易见的。意图使这样的修改和改变落在所附权利要求的范围内。本公开仅由所附权利要求的各项以及这样的权利要求所赋予的等同物的全部范围一起来限定。本公开并不限于特定的方法、试剂、化合物成分或生物系统(当然其可以变化)。本文中所使用的术语仅仅是为了描述特定实施例的目的，且并不意图是限制性的。

在说明性实施例中，本文中所述的操作、处理等中的任何一个可被实施作为存储在计算机可读介质上的计算机可读指令。这些计算机可读指令可被移动单元、网络元件和/或任何其它的计算装置的处理器执行。

硬件或软件的使用一般是(但不总是，因为在某些上下文下，硬件和软件之间的选择可能变得重要)表示成本对效率权衡的设计选择。存在通过其可实现本文中所述的处理和/或系统和/或其它技术的各种媒介物(例如，硬件、软件和/或固件)，并且优选媒介物将随着部署这些处理和/或系统和/或其它技术的上下文而变化。例如，如果实施者确定速度和精度是最重要的，则实施者可主要选择硬件和/或固件媒介物；如果灵活性是最重要的，则可主要选择软件实现；或者，再一次可替代地，实施者可选择硬件、软件和/或固件的某一组合。

前述的详细描述已经通过使用框图、流程图和/或示例阐述了装置和/或处理的各种实施例。只要这样的框图、流程图和/或示例包含一个或多个功能和/或操作，本领域技术人员将理解，这样的框图、流程图或示例内的每个功能和/或操作可单个地和/或共同地用范围广泛的硬件、软件、固件或它们的几乎任何组合来实现。在一个实施例中，本文中所述的主题的几个部分可经由专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、数字信号处理器(DSP)或其它集成格式来实现。然而，本文中所公开的实施例的一些方面可整个地或部分地在集成电路中等效地实现，实现为在一个或多个计算机上运行的一个或多个计算机程序(例如，在一个或多个计算机系统上运行的一个或多个程序)，实现为在一个或多个处理器上运行的一个或多个程序(例如，在一个或多个微处理器上运行的一个或多个程序)，实现为固件，或者实现它们的几乎任何组合，并且根据本公开，设计电路和/或编写用于软件和/或固件的代码是可能的。另外，本文中所述的主题的机制能够以各种形式作为程序产品分布，并且本文中所述的主题的说明性实施例不管用于实际实现该分布的信号承载介质的具体类型如何都适用。信号承载介质的示例包括但不限于以下：可记录类型的介质，诸如软盘、硬盘驱动器、压缩盘(CD)、数字通用盘(DVD)、数字带、计算机存储器等；以及传输类型的介质，诸如数字和/或模拟通信介质(例如，光纤电缆、波导、有线通信链路、无线通信链路等)。

本领域技术人员将认识到，以本文中所阐述的方式描述装置和/或处理、其后使用工程实践将这样的所述的装置和/或处理集成到数据处理系统中在本领域内是常见的。也就是说，本文中所述的装置和/或处理的至少一部分可经由合理量的实验集成到数据处理系统中。本领域技术人员将认识到，典型的数据处理系统一般包括以下中的一个或多个：系统单元壳体、视频显示设备、诸如易失性和非易失性存储器的存储器、诸如微处理器和数字信号处理器的处理器、诸如操作系统的计算实体、驱动器、图形用户界面、以及应用程序、诸如触控板或触摸屏的一个或多个交互装置、和/或包括反馈回路和控制电机(例如，用于感测位置和/或速率的反馈；用于移动和/或调整组件和/或数量的控制电机)的控制系统。典型的数据处理系统可利用任何合适的市售部件来实现，诸如常见于数据计算/通信和/或网络计算/通信系统中的那些部件。

本文中所述的主题有时说明包含在不同的其它部件内的或者与不同的其它部件耦合在一起的不同部件。这样的描绘的架构仅仅是示例性的，事实上，可实施实现相同功能的许多其它的架构。从概念的意义上来讲，实现相同功能的部件的任何布置是有效“关联的”，以使得期望的功能被实现。因此，本文中组合实现特定功能的任何两个部件可被看作是彼此“关联的”，以使得不管架构或中间部件如何，期望的功能都被实现。同样地，相关联的任何两个部件也可被视为彼此“可操作地连接”或“可操作地耦合”来实现期望的功能，并且能够如此关联的任何两个组件也可被视为彼此“可操作地可耦合”来实现期望的功能。可操作地可耦合的具体示例包括但不限于物理地可连接和/或物理交互部件、和/或无线地可交互和/或无线地交互部件、和/或逻辑地交互和/或逻辑地可交互部件。

关于基本上任何复数和/或单数术语在本文中的使用，本领域技术人员可以按照其适用于的情景和/或应用而从复数转化到单数和/或从单数转化到复数。为了清楚起见，在本文中可能明确地阐述了各种单数/复数变换。

本领域技术人员将理解的是，总之，本文中且尤其是所附权利要求(例如所附权利要求的主体)中所使用的术语通常意图是“开放的”术语(例如术语“包括”应当被解释为“包括但不限于”，术语“具有”应当被解释为“至少具有”，术语“包含”应当被解释为“包含但不限于”，等等)。本领域技术人员将进一步理解的是，如果所引入的权利要求叙述的特定数字是有意的，这样的意图将被明确叙述在权利要求中，并且在没有这样的叙述的情况下不存在这样的意图。例如，作为理解的辅助，下面所附的权利要求可以包含引入性短语“至少一个”和“一个或多个”的使用以引入权利要求叙述。然而，这样的短语的使用不应被解释为暗示着通过不定冠词“一”或“一个”引入权利要求叙述将包含这样引入的权利要求叙述的任何特定权利要求限定到包含只有一个这样的叙述的实施例，即使当该同一权利要求包括引入性短语“一个或多个”或“至少一个”以及诸如“一”或“一个”的不定冠词时也是这样(例如，“一”和/或“一个”应当被解释为意味着“至少一个”或“一个或多个”)；对于用来引入权利要求叙述的定冠词的使用来说情况是同样的。此外，即使明确记载了所引入的权利要求叙述的特定数字，本领域技术人员也将认识到，这样的记载应当被解释为意味着至少所记载的数字(例如，在没有其它修饰的情况下，“两个叙述”的直率叙述意味着至少两个叙述或者两个或更多叙述)。此外，在其中使用类似于“A、B和C等中的至少一个”的惯例的那些实例中，通常这样的构造意图是本领域技术人员将理解该惯例的意义(例如，“具有A、B和C等中的至少一个的系统”将包括但不限于单独具有A、单独具有B、单独具有C、具有A和B一起、具有A和C一起、具有B和C一起以及/或者具有A、B和C一起等的系统)。在其中使用类似于“A、B或C等中的至少一个”的惯例的那些实例中，通常这样的构造意图是本领域技术人员将理解该惯例的意义(例如，“具有A、B或C等中的至少一个的系统”将包括但不限于单独具有A、单独具有B、单独具有C、具有A和B一起、具有A和C一起、具有B和C一起以及/或者具有A、B和C一起等的系统)。本领域技术人员将进一步理解的是，实际上任何转折性词语和/或提供两个或更多替换术语的短语无论是在说明书、权利要求中还是在附图中都应当被理解为构想包括这些术语中的一个、这些术语中的任一个或这些术语两个的可能性。例如，短语“A或B”将被理解为包括“A”或“B”或“A和B”的可能性。

此外，在就马库什群组描述公开的特征或方面的情况下，本领域技术人员将认识到，由此也就马库什群组的任何单个成员或成员的子群组描述了公开。

如本领域技术人员将理解的，出于任何和所有目的，诸如在提供书面描述方面，本文中所公开的所有范围也涵盖任何和所有可能的子范围以及其子范围的组合。任何所列出的范围可被容易地理解为充分描述并使能被分解成至少相等的两半、三份、四份、五份、十份等的该同一范围。作为一非限制示例，本文中所讨论的每个范围都可被容易地分解成下三分之一、中间三分之一和上三分之一，等等。如本领域技术人员也将理解的，诸如“高达”、“至少”等的所有语言都包括所述的该数字并且指代随后可被分解成如上所讨论的子范围的范围。最后，如本领域技术人员将理解的，范围包括每个单个成员。因此，例如，具有1-3个单元的群组指代具有1个、2个或3个单元的群组。相似地，具有1-5个单元的群组指代具有1个、2个、3个、4个或5个单元的群组，以此类推。

根据前述内容，已经出于例证的目的在本文中描述了本公开的各种实施例，并且可以进行各种修改而不脱离本公开的范围和精神。因此，本文中所公开的各种实施例并不意图是限制性的，其中真实范围和精神由下面的权利要求来指明。

Claims (10)

1.一种将无线功率传输提供给一个或多个移动装置的系统，所述系统包括：

发射线圈，其被构造为产生电磁信号，所述电磁信号在所述一个或多个移动装置的一个或多个接收线圈中感应电流以将功率提供给所述一个或多个移动装置；以及

控制模块，其通信地耦合到所述发射线圈和所述一个或多个移动装置，所述控制模块被构造为产生谐振驱动频率序列并根据所产生的谐振驱动频率序列调整所述发射线圈的谐振驱动频率，

所述控制模块被进一步构造为将所述谐振驱动频率序列提供给所述一个或多个移动装置以允许所述一个或多个移动装置的所述一个或多个接收线圈通过与所述发射线圈基本上相同的谐振驱动频率被驱动。

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述控制模块通过网络耦合到所述一个或多个移动装置，并且通过所述网络将所述谐振驱动频率序列提供给所述一个或多个移动装置。

3.根据权利要求1所述的系统，其中所述控制模块被进一步构造为接收支付验证信息，所述支付验证信息指示已经从所述一个或多个移动装置中的至少一个移动装置接收到一定形式的支付，并且其中所述控制模块将所述谐振驱动频率序列提供给提供所述支付验证信息的所述至少一个移动装置。

4.根据权利要求1所述的系统，其中所述发射线圈位于公共场所中，并且被构造为在位于所述公共场所中的所述一个或多个移动装置中感应电流。

5.根据权利要求1所述的系统，其中所述发射线圈被构造为在1至50MHz的频率范围内操作，并且被构造为发射0W和100W之间的发射功率。

6.根据权利要求1所述的系统，还包括：

电抗元件，其电耦合到所述发射线圈；以及

频率发生器，

其中所述电抗元件被构造为被所述控制模块根据所述谐振驱动频率序列进行调整以改变所述发射线圈发射的谐振驱动频率，并且

其中所述频率发生器以所述谐振驱动频率驱动所述发射线圈。

7.根据权利要求6所述的系统，其中所述电抗元件是可调整电感或可调整电容之一。

8.根据权利要求1所述的系统，其中所述控制模块在电流过零或电压过零时、随机数量的周期之后、或随机时间量之后中的一个或多个来调整所述发射线圈的谐振驱动频率。

9.根据权利要求1所述的系统，其中计数器和加密密钥被用于产生所述谐振驱动频率序列，所述计数器和加密密钥与频率索引相关联，所述频率索引指定所述序列中的在特定时间段期间将被使用的每个谐振驱动频率，并且

其中所述计数器和加密密钥被提供给所述一个或多个移动装置，以使得所述一个或多个移动装置能够使用所述频率索引来确定所述序列的哪个特定谐振驱动频率在所述特定时间段使用。

10.一种用于将无线功率传输提供给一个或多个移动装置的方法，所述方法包括：

产生用于发射线圈的谐振驱动频率序列；

所述发射线圈将第一谐振驱动频率的电磁信号发射到一个或多个移动装置的一个或多个接收线圈，所述电磁信号在所述一个或多个接收线圈中感应电流以将功率提供给所述一个或多个移动装置，所述一个或多个接收线圈以等于第一谐振驱动频率的第一谐振接收频率操作；

根据所产生的谐振驱动频率序列将所述发射线圈的第一谐振驱动频率调整为第二谐振驱动频率；以及

将所产生的谐振驱动频率序列提供给所述一个或多个移动装置以允许所述一个或多个移动装置的所述一个或多个接收线圈的谐振接收频率基本上与所述发射线圈从第一谐振驱动频率调整为第二谐振驱动频率同时地从第一谐振接收频率调整为等于第二谐振驱动频率的第二谐振接收频率。