CN114375534A - 无线功率传输系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种包括无线功率传输系统的装置。该系统包括与在同一频率范围内工作的其他系统相比它可以在扩展距离上无线传输更多功率的特征。该系统具有散热特征，可在高温环境下有效工作，并比典型的功率传输系统在更高层次和/或更远的距离上传输功率。该系统还可能包括在严酷环境中使用时能够承受机械震动、应力和冲击的设计特征。该系统还可以包括减少电磁干扰(EMI)的适配，并且可以包括具有增强性能的磁性/铁磁性属性的特殊形状的组件。其他可能特征包括通过在一个电路或一块电路板内组合多个元件来进行功率调节，以防止过电流、过压和/或反向电压。其他特征可能包括在一个模块内集成天线和电池。

Description

无线功率传输系统

相关申请交叉引用

本申请请求下述优先权(i)美国非临时申请号16/517,058，2019年7月19日提交且名为“WIRELESS POWER TRANSFER SYSTEM WITH EXTENDED WIRELESS CHARGING RANGE(具有扩展无线充电范围的无线功率传输系统)”，以及(ii)美国非临时申请号16/517,077，2019年7月19日提交且名为“PREEMPTIVE THERMAL MITIGATION FOR WIRELESS POWERTRANSFER SYSTEMS(用于无线功率传输系统的抢占式热缓解)”，它们每个都通过引用以其整体结合于此。

技术领域

本申请涉及包括用于无线功率传输(WPT)系统的组件、装配件、模块和构件的装置、系统和方法。

背景技术

无线功率传输的挑战涉及发射元件能够产生足够高的磁场通量集中以到达特定距离处的接收元件。

当发射元件产生的磁场在接收元件中感生出电场，并因而产生电流时，就会发生感应式无线功率传输。这些发射和接收元件通常采用线圈的形式。无线传输的功率的量取决于互感，互感是发射机电感、接收机电感和耦合的函数。耦合根据耦合系数(“k”)被测量，该系数量化了接收机线圈捕获了多少磁场。

当发射元件和接收元件之间的距离增加时，耦合将减小这会导致较低的互感以及较少的功率传输。这种影响可以通过增加发射机电感和/或接收机电感来抵消。一个缺点是这样做会导致等效串联电阻(ESR)增加，从而导致更多热量和更大的能量损失。

在设计现代系统时，电子学和磁学设计师必须权衡，因为在较大距离上有效传输功率的设计通常会产生更大的电磁干扰(EMI)和更高的热阶(heat level)。此外，如果热阶上升过高，则电气系统的部件可能会损坏或被迫关闭。过热也会降低电池寿命。

其中较长距离无线功率传输将有帮助的情况的示例包括恶劣环境，在其中必须在设备周围放置相当大的外壳或屏障，从而阻止发射线圈和接收线圈彼此靠近定位。其他类似的例子包括其中附件—如手带、电话盖、卡座、机箱、车载支架、个人电子设备附件、电话夹和/或触控笔托架—必须位于发射线圈和接收线圈之间的情况。

较长距离的无线功率传输经常还受限于正充电的设备的设计，充电系统的设计或两者组合。例如，需要充电的设备的大小和数量可能不允许长距离充电。同样，充电系统的尺寸和设计可以预先确定设备的最大充电距离，该距离小于设备要充电所需的距离。要求设备放置在充电底板(charging bay)中或与充电底板接触的当前充电系统可能无法对超尺寸的设备进行充电。即使是多板系统也没有解决这个问题。一个在其中需要充电的设备的大小和数量是有关系的且需要底板或多底板充电系统的示例是在工业仓库中，多个库存跟踪设备需要同时充电，特别是在夜间或轮班之间。

影响当前多设备在较长距离处充电的效率的另一个问题是充电效率通常要求每个功率接收设备与功率发射机正确对准。无论是在单个印刷电路板上还是在多个印刷电路板上提供，或者即使WPT线圈可能由多个控制器或一个控制器驱动，以机械方式将接收机和充电系统中的发射机或发射机电路对准的发射机外壳设计都不能解决上述问题。

当前较远距离充电的另一个问题涉及到在检测物体是否可接受充电或它们是否真的是可能对针对可接受设备的充电质量产生负面影响的“异”物方面存在的限制和挑战。异物检测具有挑战性，因为很多时候很难制定方案来正确区分异物和有效对象。通常，异物通过其在总功率传输中产生的功率损失来检测。在延长的z(或垂直)高度和大容量充电的情况下，系统中的可接受损耗明显较高，因此，增加了确定是否存在异物的难度。

在工作距离增加的情况下，大量电流也必须通过发射机系统、线圈和相关部件，以便向接收机传输足够的功率。这种增加的电流产生热量，并经常导致发射机系统的温度随时间升高。在许多情况下，这种温度升高最终会触发过热故障并关闭整个WPT系统，从而中断用户的充电服务。已经采用了传统的热缓解技术，包括散热组件，如散热器、脊、风扇等；然而，产品或系统需求经常会使这些难以使用或无法使用。

在无线功率传输系统中的数据通信领域中也存在挑战。许多现代功率传输系统都依赖于功率发射机和功率接收机之间的数据通信，从而可以进行适当的调整以保持充电效率。(数据传输和功率传输可通过使用单个天线或不同的天线来完成。)然而，通常可能存在邻近的其他天线或设备，其使用类似的通信方法，并且可能使得难以区分并适当过滤有效和/或高效无线功率传输所需的消息。除上述情况外，在处理系统在规定的距离和工作频率下提供功率所需的较大电流方面也存在挑战。因此，组件选择对于确保可靠和安全的操作系统而言至关重要。

电气系统在某些使用情况中有其他限制，在设计WPT系统时必须考虑这些限制。增强无线功率传输性能的系统部件(如铁氧体)在受到突然冲击或高应力时，可能容易出现裂纹或断裂。热量积聚是另一个问题；例如，在高温下过度和/或长时间暴露可能导致部件损坏，或可能迫使系统减速或停机，限制了电气系统的可靠性和实用性。此外，热问题通常限制可在系统(如无线功率系统)中传输的瓦数。这种情况是因为，给定恒定电压，更高的瓦数传输电平将需要更多的电流，而更高的电流电平会导致归因于电阻而产生的热量的指数级增加。

一般来说，电子设备中的散热功能使用导热材料(如金属)以从设备中散热。如果该导热材料具有暴露于空气或另一周围环境的大表面积，则热被有效地传递到周围环境并从设备被带走。更大的表面积导致更有效的散热，并可以通过使用更大量的导热材料来实现，且也可以通过诸如风扇、鳍片、销、杆和/或其他突起之类的适配件来实现。以这种方式消散多余热量的专用部件通常被称为“散热器”。然而，具有散热特征的现有系统往往受到限制，因为它们的散热器由金属制成，这意味着磁场可以与之耦合并通过例如感生涡流的方式增加热量的产生。此外，现有的散热特征通常成本高昂，并可能需要异种材料和/或大量空间。最后，也是更重要的一点，由金属制成的散热器不会始终提供足够的电磁干扰(EMI)保护，因为它们没有被接地到主接地平面。

除了上述这些之外，重要的是要注意，对于在系统中构建了两个或更多的发射机或者两个或更多的接收机的多底板解决方案而言，散热是至关重要的。由于发热部件彼此靠近定位，它们的综合效应可能会比在单个充电系统中更快地将温度升高到不可接受的水平。更强大的功率供应被用于向多底板系统输送功率，并且此类系统需要更长的电缆将功率输送到每个底板。这会导致更高的损失，其产生更多的热量。对于这样的硬件配置，将热量从其产生的地方重定向到可以将其散发到周围环境中的地方变得至关重要。如果自然对流和传导冷却不足以将此类系统保持在安全温度水平，则必须使用主动冷却(通过风扇或其他类似子系统)。这进一步增加了此类系统的复杂性和拥有成本。

一般来说，当前的无线功率系统在短距离上工作。例如，典型的Qi^TM系统使用3mm-5mm的线圈到线圈的距离范围。因此，需要一种能限制电磁干扰和热量产生的功率传输系统，同时还能在扩展距离上传输可接受的功率量。此外，还需要提供一种能够在25kHz-300kHz低频范围内工作的系统。

同样，随着“多用途(multi-up)”充电站将多个无线充电发射机系统紧密地封装在一起，系统间干扰水平也会增加。当系统以相同的技术(即2个Qi^TM发射机)工作时，这些影响会被放大。因此，一旦线圈的中心位于附近线圈的直径的大约3倍范围以内，就需要解决系统间的非预期交互。这对于用于功率传输和/或数据传输的线圈就是如此。

此外，在当前的WPT系统中，对于通过在驻波载波顶部上调制信息以在功率接收单元(PRU)和功率发射单元(PTU)之间传输数据的系统来说，PTU只能支持与单个PRU的通信。换句话说，对于每个PRU，系统需要一个完整的PTU。这增加了充电系统的最终价格(该价格取决于必须支持多少个PRU)以及PTU的成本[系统成本与(#PRU)*(#PTU)成比例]。此外，对于上述系统，数据信道的带宽(BW)受到载波频率和调制频率，f_m，的限制，其中BW＝2*f_m。此外，调幅AM的大小直接影响发射机功率放大器PA看到的瞬时阻抗(阻抗变化越大，就要求更稳定且更宽容的功率放大器)。因此，还需要一种更坚固、成本更低的解决方案。

发明内容

该系统包括允许与在相同或类似频率或频率范围中工作的当前系统相比在更长的范围、扩展距离以及更大的容量上无线地传输更多的功率的特征。该系统具有可选的散热特征。这些特征允许在更长的范围、扩展的距离和更大的容量下有效运行，而不会出现过度升温和/或高温环境。该系统可包含坚固的设计特征，可承受震动、振动、跌落和冲击。该系统还可包括电磁干扰(EMI)缓解特征、由特定材料制成的定制成形部件以增强系统性能，或支持或指导系统条件和/或性能的系统和/或模块电子设备。还包括天线和/或电池集成选项。

根据本公开的各种实施例，提供了用于无线功率传输(WPT)系统的组件、装配件、模块和方法，与在相同或类似频率范围内工作的其他系统相比，这些系统在更长的范围、扩展距离和更大的容量下无线传输更多的功率。本文公开的各种实施例通常适用于功率发射(Tx)和/或功率接收(Rx)系统、装置、发射机、接收机及相关构件和组件。此外，根据本发明的各种实施例，公开了用于限制电磁干扰(EMI)水平，管理过热，加固以承受震动、振动、冲击和跌落，检测异物，有效地通信数据以及最大化在多个无线功率发射机之间和跨多个无线功率发射机的效率的特征、结构和构造，它们每个个别地或同时起作用。

此外，本发明的各种实施例应用于Qi系统、类Qi系统或类似的低频系统，以便当其中的实施例被合并到此类系统中时，其中的实施例使得这些系统能够在更长的范围、扩展距离和更大的容量传输更多的功率。这是通过重定向、重塑和/或聚焦无线Tx系统产生的磁场以便磁场在更长的范围、扩展距离和更大的容量下发生变化来实现的。本申请提供了线圈设计、固件设置(其影响控制回路)和热缓解的特征(由于为达到这些更长范围、扩展距离和更大容量所需的电流，可能会显著升温)的各种实施例，每一个都可以单独或以其组合的形式并入此类系统中。

在公开的一些实施例中，组件、装配件、模块、结构、构造或配置包括一种或多种保护材料，其中一种或多种保护材料避免或抑制移动、应力、压力、冲击、跌落、震动、振动或其组合中的一种。在一些实施例中，保护性材料包括泡沫、粘合剂、树脂、弹性体、聚合物、塑料、复合材料、金属、合金、界面材料、垫、板、块、片、膜、箔、织物、编织物、条带、网、筛网、封装或定制形式中的一种，以及它们的组合。在一些实施例中，保护性材料包括一种或多种压敏粘合剂。在一些实施例中，保护性材料包括一个或多个封装。在一些实施例中，所述一个或多个封装包括一个或多个组件。在一些实施例中，所述一个或多个封装组件包括上述保护性材料中的至少一种。在一些实施例中，所述一个或多个封装围绕功率系统的一个或多个单独组件。在一些实施例中，所述一个或多个封装组件包括托架、支架、支柱和/或机械支撑构造。

本文公开的实施例包括：组件、装配件、模块、结构、构造或配置，包括磁性材料、铁磁性材料或其组合中的一种，其中所述组件、装配件、结构、构造或配置重塑由无线功率发射机产生的磁场，使得磁场更集中于功率接收器所在的远处位置或空间体积位置处。这种磁场集中增加了发射机和接收机之间的耦合，产生了更高效的功率传输。一些实施例还包括具有磁性材料、铁磁性材料或其组合中的一个的组件、装配件、模块、结构、构造或配置，其中所述组件、装配件、结构、构造或配置包括磁性材料，所述磁性材料包括具有表面积的表面，其中所述磁性材料的表面包括一个或多个水平面，每个水平面可选地包括从所述一个或多个水平面中的至少一个垂直延伸的一个或多个突起。

所公开的实施例包括比当前的功率传输(Tx)系统更有效地散热、限制热量积聚并创造了为在广泛的应用中使用主题技术的新选项的各特征。一些实施例包括位于金属底盘上的一个或多个功率传输线圈，金属底盘被配置为散热。

各实施例在要求苛刻的应用中尤其有用，例如，当在高温环境中、在有限空间内、在高功率、高电流、高电压下、使用昂贵的主动冷却装置等条件下工作时。在这样的情形中，组件必须保持在一定温度以下才能有效工作。例如，典型的无线功率系统不能用于扩展范围或扩展功率应用的一个原因是，这样做会增加电压和电流，导致过热累积，这可能危及工作，并可能导致系统关闭。具体地，关于使用主动冷却装置，本申请的各实施例在没有主动冷却的情况下散热，这具有降低成本的附加益处。然而，本申请的散热实施例可被配置为包括主动冷却。主动冷却还可包括机械结构和/或液体冷却结构。一些实施例有效地散热，允许系统和工艺即使在工作要求和/或条件导致产生大量热量时也能继续操作。

本文公开的实施例包括具有磁性材料芯的磁性材料背衬，其中具有磁性材料芯的磁性材料背衬通过在更均匀的方向上聚焦磁场来增加耦合。具有磁性材料芯的磁性材料背衬包括扁平配置、“顶帽”、T-芯、T-形芯、E-芯或E-形磁性材料结构中的一个。所述磁性材料结构还包括具有一厚度的基底和一个或多个突起或位于该基底上方或基底下方的其他单独结构，该结构具有或不具有一个或多个突起。即使发射机和接收机之间的距离增加，所得到的在发射机和接收机之间耦合的增加也会转化为更有效的功率传输。在一些实施例中，磁性材料背衬的尺寸比当前标准WPT系统中通常发现的尺寸更大，其提供了一种发射机，该发射机提供了比当前WPT系统更高的效率。这种更高的效率是对扩展距离和容量性能的补充，而当前的WPT系统通常无法做到这一点。因此，这在下述使用情况下提供了特别的优势：紧凑型发射机不如在更长范围、扩展距离和更大容量下具有更高的无线功率传输效率重要。

本文公开的一些实施例包括单线圈、多层线圈、多层次线圈或其组合。在一些实施例中，单线圈、多层线圈、多层次线圈或其组合位于一个或多个平面上。位于一个或多个平面上的线圈进一步增加了在无线发射机和无线接收机之间的耦合和空间自由度。一个或多个单线圈、多层、多层次线圈或其组合可定位在磁性材料之上、之处、附近或与其邻近。一个或多个单线圈、多层、多层次线圈或其组合可包括位于第一磁性材料之上、之处、附近或与其邻近的第一线圈部分，以及位于第二磁性材料之上、之处、附近或与其邻近的第二线圈部分。一个或多个单线圈、多层、多层次线圈或其组合可定位在n个磁性材料之上、之处、附近或与其邻近。多层和多层次线圈可以串联连接，可以位于一个或多个水平面中，或者两者都有。一些实施例包括Tx线圈、Rx线圈或这两者，其中Tx线圈、Rx线圈或这两者包括单个线圈、多层线圈、多层次线圈或其组合中的一个，其中Tx线圈、Rx线圈或这两者位于一种磁性材料、包括多块的一种磁性材料或一种或多种磁性材料中的一个之上、之处、附近或与其邻近。所述包含多块的磁性材料，所述一种或多种磁性材料，或这两者可进一步包括相同的材料或两种或更多种不同的磁性材料。两个或更多个Tx线圈或Rx线圈及其各自的驱动电路各自被配置为由公共控制器控制，或替换地，每个可由其自身的唯一控制器控制。一些实施例包括Tx线圈、Rx线圈或这两者，其中Tx线圈、Rx线圈或这两者包括单个线圈、多层线圈、多层次线圈或其组合中的一个，其中单个线圈、多层线圈、多层次线圈或其组合包括一个或多个扩展连接端，其中，至少一个扩展连接端的一部分包括绝缘材料。所述绝缘材料还可以被进一步配置为仅包围至少一个扩展连接端。在这种情况下，所述绝缘材料不会包围所述线圈结构的导线的任何部分。在一些实施例中，功率系统包括单线圈、多层线圈、多层次线圈或其组合中的一个。多层或多层次线圈还可包括位于第一平面内的第一线圈部分和位于第二平面内的第二线圈部分。在一些实施例中，多层或多层次线圈是配置成无线地传输功率、能量和/或数据的天线。

当瓦数范围大于1nW直至30W时，本文公开的实施例在约5mm至约25mm的距离处提供功率传输。当以Qi^TM频率工作时，即25kHz–300kHz，进一步提供了这些功率传输距离。当前配置的Qi^TM兼容系统通常仅在3m至5mm的距离内工作，以有效地无线传输电力。

在此所述的各实施例提供了减少的EMI。一些实施例通过在固定频率下工作提供减少的EMI，而一些实施例在可变频率下工作时提供减少的EMI。

本说明书中公开的实施例和描述被设想为可单独使用和/或彼此组合使用。此外，在本公开中，术语“托架”和“支柱”可以互换使用。这些术语指的是被配置为将其他组件固定在适当位置的组件，并且也可以配置为提供诸如导热性、导电性、热绝缘、电绝缘或其组合等特征。

一些实施例包括一个或多个电路板、电路和/或固件。在这些实施例中的一些实施例中，电路板包括印刷电路板(PCB)。

电路在本文中定义为在设备或装置中执行特定功能的电路或电路系统的详细规划或布置。该电路提供功率、能量或数据沿其行进的线路或路径，例如在驱动、发送、接受、广播、通信、消散、传导或携带信号、功率、能量和/或数据时。在一些实施例中，电路是调节电路。一些实施例可以包括一个或多个驱动电路。两个或多个驱动电路可以是彼此的副本。两个或多个驱动电路可以位于单个电路板或两个或多个电路板上。在一些实施例中，调节电路包括电阻器网络。在一些实施例中，调节电路指定了激活的阈值。激活阈值是保护和/或工作阈值，包括过压保护(OVP)、欠压保护(UVP)、过电流保护(OCP)、过功率保护(OPP)、过负载保护(OLP)、过温保护(OTP)、空载操作(NLO)和功率良好信号中的一个，以及它们的组合。在一些实施例中，调节电路包括正温度系数(PTC)保险丝。在一些实施例中，一个或多个PTC保险丝是可复位的。在一些实施例中，调节电路包括一个或多个场效应晶体管(FET)。在一些实施例中，一个或多个FET包括P沟道或P型金属氧化物半导体FET(PMOSFET/PFET)和/或N沟道或N型金属氧化物半导体FET(NMOSFET/NFET)。一些实施例包括FET、NFET、PFET、PTC保险丝或其组合中的一种。一些实施例还包括在一个或多个集成电路、一个或多个电路板或其组合中的FET、NFET、PFET、PTC保险丝或其组合之一。一些实施例包括调节电路，该电路包括额定电流为4A-10A的组件。一些实施例包括一个或多个Q系数传感电路，该电路具有包括额定功率为0.5W的电阻器。一些实施例包括一个或多个线圈调谐电容器，其额定电压为100V–400V。这样的额定电压减轻了例如，线圈调谐电容器在功率传输高达30W工作时的损坏。一些实施例包括一个或多个电感器，其功率转换电流饱和额定值为7A-20A。此类额定值可防止在功率传输高达30W工作时和/或在受到大的冲击电流时对无线功率系统电路的损坏。一些实施例包括一个或多个电阻器，具有约为10k欧姆至150k欧姆的电阻。一个或多个电阻器可用于解调通信。

固件是一种具有嵌入式软件指令的特定类软件，其为特定硬件提供控制功能。例如，固件可以提供标准化的工作环境，允许更多的硬件独立性，甚至可以作为一个完整的操作系统，执行所有控制、监控和数据操作功能。在本申请中，固件提供用于与其他设备或装置发送、接受、广播、通信、消散、传导或携带信号、功率、能量和/或数据的指令，以便执行功能。一些实施例包括包含指令的固件，该指令包括调谐指令、检测指令、认证指令、设置指令、验证指令、询问指令或其组合之一。固件指令还可以包括调谐、调整、异物检测(FOD)、认证、认证中介、验证、询问和/或功率需求检测中的一个。这些中的任何一个都可以动态执行，并且还可以基于实时接收的输入。在一些实施例中，指令向组件、装配件、模块、结构、构造或配置提供功能指令。例如，固件可以调整线圈增益，在开始无线功率传输之前在发射机和接收机之间调解身份验证，和/或在启动功能之前通过询问每个对象的电子设备或固件来区分异物和可接受对象。在一些实施例中，固件与电子设备协同工作，以在功率传输之前和/或之后询问和/或验证对象是外来的或可接受的。在一些实施例中，固件通过从先前的接收机数据学习来动态调整FOD限制。

一些实施例包括控制器固件，控制器固件包括限制通过发射机线圈的电流量的指令。电流限制可进一步由系统设计者静态设置。通过发射机线圈的电流可以通过包括但不限于：频率调制、振幅调制、占空比调制或其组合的方式来改变。在一些实施例中，控制器固件包括基于编程到控制器中的静态阈值限制通过发射机线圈的电流量的指令。在一些实施例中，控制器固件包括限制通过发射机线圈的电流量的指令，其中可以基于预先编程或直接在发射机设备上测量的参数的数据集动态计算所述限制。这些参数可包括但不限于：环境温度、磁场强度、系统输入电流(尤其是在使用多个发射机时)或其组合。一些实施例包括控制器固件，其包括同步两个或多个无线功率系统的指令。控制器固件同步指令还可以包括减少空闲功率的指令、控制总最大传送功率的指令、控制一个或多个接收机中的每个接收机的总最大传送功率的指令、用于优化符合系统热阈值限制的功率传输的指令中的一个或其组合。一些实施例包括控制器固件，该控制器固件包括优化多个接收器之间的功率传递的指令。控制器固件优化指令还可以包括基于接收机或发射机中的最大允许热升、最大允许电压、最大允许电流中的一个或其组合的指令。一些实施例包括控制器固件，其包括改变驱动电路的一个或多个占空比、一个或多个电压、一个或多个频率中的一个或其组合的指令。该变化指令还可以包括同时最大化跨一个或多个无线功率发射机的效率的指令、保持单个工作频率的指令、调谐到最大效率的指令中的一个或其组合。实施例包括包含指令的控制器固件。实施例包括控制器，其中控制器以包含25kHz-300kHz范围的可变频率工作。

一些实施例包括托架或支架，所述托架或支架还包括容器、容座、外壳、外套、盖、遮盖物、壳体、护套、架子、支座、支撑、基底、机架或其组合。在一些实施例中，托架或支架提供导热性、散热性、传热性、隔热性、导电性、电绝缘性、机械稳定性、机械支撑、结构坚固性中的一种，其中所述机械托架也配置为提供机械稳定性。托架可以是机械的、板或各种单独组件的装配件，组装用于固定、支撑和/或屏蔽功率系统、发电系统、功率传输系统、功率接收系统或装配件、模块及其组合。

一些实施例包括一个或多个配置为提供导热性、隔热性、导电性、电绝缘性、电接地、结构完整性或其组合的组件。

一些实施例包括一个或多个具有磁性和/或铁磁性属性的组件，其被配置为增强感应电耦合。具有磁性和/或铁磁性的组件还包括位于天线线圈旁边、后面、下面或之下的部分。一些实施例替换地包括一个或多个具有磁性/铁磁性属性的组件，其中至少一个组件部分或完全被天线线圈包围。一些实施例包括一个或多个具有磁性/铁磁性属性的组件。具有磁性/铁磁性属性的一个或多个组件还可包括位于天线线圈下的第一部分和由天线线圈包围的第二部分，反之亦然。每个天线线圈可包括相同的线圈材料、线圈导线类型和/或线圈构造、不同的线圈材料、线圈导线类型和/或线圈构造，或其组合。具有磁性/铁磁性属性的一个或多个组件的第一部分和第二部分还可以被定位成一个在另一个的顶部。在一些实施例中，所述第二部分位于所述第一部分的顶上，反之亦然。在一些实施例中，装置、设备、装配件、模块或功率系统中的一个包括一个或多个具有磁性/铁磁性属性的组件，或包括具有第一磁性/铁磁性材料和第二磁性材料之一的组件，其中，第一或第二磁性/铁磁性材料可以是每个相同的，也可以是每个不同的。在一些实施例中，装置、设备、装配件、模块或功率系统中的一个包括部分位于或完全位于线圈内的第三磁性/铁磁性组件。所述线圈还可包括单线圈、多层线圈或多层次线圈。在一些实施例中，第三磁性/铁磁性组件还包括线圈，其中所述线圈是绕线线圈，并且其中所述绕线线圈是部分或完全绕线的。

一些实施例包括一种或多种隔热材料。在一些实施例中，一种或多种隔热材料包含泡沫。

在一些实施例中，该装置包括一个或多个空隙，位于发热组件和一个或多个外表面之间。所述一个或多个空隙还包括空气。

在一些实施例中，所述装置包括包含一个或多个通孔的电子元件，其中所述一个或多个通孔可连接到线圈、导线、导线连接端或导体中的一个或多个。所述一个或多个通孔还可通过围绕所述一个或多个通孔中的至少一个的导电镀层连接。一个或多个通孔可替换地通过通孔、焊料、凸片、导线、销、螺钉、铆钉中的一个或其组合连接。

一些实施例包括具有至少一个槽口的一个或多个组件。所述至少一个槽口还包括一个或多个缺口。这样的槽口和/或缺口管理由于电流通过线圈而产生的涡流。

一些实施例包括线圈或导体，其中所述线圈或导体包括一个或多个连接端。在一些实施例中，所述一个或多个连接端以从约70°到约110°的角度范围被弯曲。

本文公开的一些实施例包括逆变器。所述逆变器被配置为在装置、设备、装配件、模块或功率系统中工作。在一些实施例中，所述逆变器是配置为以固定频率工作的全桥逆变器。在一些实施例中，所述逆变器是配置为以固定频率工作的半桥逆变器。

本文公开的一些实施例包括功率接收机或功率接收系统，其中所述功率接收机或功率接收系统包括垫片(spacer)。所述垫片进一步位于接收线圈和电池之间。在一些实施例中，所述垫片位于磁性/铁磁性组件和电池之间。在一些实施例中，功率接收机或功率接收系统是模块。所述模块还包括一个或多个天线、一个或多个电池组、一个或多个电池或其组合。

一些实施例包括功率传输系统，其中功率、能量或数据中的一个被传输到两个或多个接收机，其中所述两个或多个接收机包括不同的电负载、不同的剖面中的一个或两者都有。一些实施例包括Tx系统，其中到一个或多个接收设备的数据传输包括不同于功率天线的数据天线。一些实施例包括Tx系统，其中一个或多个发射机动态地分配频率或频率范围。一些实施例包括Tx系统，一个或多个发射机的指定频率或频率范围最小化噪声和/或减轻和/或管理噪声源的影响。一些实施例包括包含在单个机械外壳内的两个或多个无线功率系统。单个外壳还可包括用于对准发射机和接收机、Tx和Rx线圈、Tx和Rx模块或Tx和Rx装配件的机械对准特征。一些实施例包括外壳，其中所述外壳包括机械对准特征，该机械对准特征包括平坦或非平坦表面。非平面对准表面进一步配置为将一个或多个Tx线圈的一个或多个中心对准一个或多个Rx线圈的一个或多个中心。一个或多个Tx线圈与一个或多个Rx线圈的一个或多个对准中心包括10mm的最大偏移。一些实施例包括多底板系统，所述多底板系统包括一个或多个发射机和一个或多个接收机。一些实施例还包括发射机外壳，所述发射机外壳可进一步配置为确保每个发射机和接收机线圈之间的对准。一些实施例包括无线功率控制器，其被配置为测量通过发射机线圈的电流。无线功率控制器还包括用于测量小电阻器上的电压的电路、与发射机线圈串联的调谐电容器、磁电流传感元件中的一个或其组合。一些实施例被配置为通过频率调制、幅度调制、占空比调制中的一个或其组合来改变功率。一些实施例还可以被配置为通过频率调制、幅度调制、占空比调制中的一个或其组合来改变给单个Rx装置或设备的功率。一些实施例包括固件，所述固件包括用于通过频率调制、幅度调制、占空比调制中的一个或其组合来改变功率的指令。一些实施例包括固件，所述固件还包括用于通过频率调制、幅度调制、占空比调制中的一个或其组合来改变功率的指令。一些实施例可被配置为除了通过频率调制、幅度调制、占空比调制中的一个或其组合来改变功率之外，还管理由Tx和/或Rx装置或设备的构件或组件所产生的热量。

在一些实施例中，发射机与接收机通信，并且在它们之间协商无线功率连接。在一些实施例中，电流限制可编程为静态值；该静态值可以是通过发射机线圈而不会导致超温故障的最大电流水平。在一些实施例中，可以使用来自表格的数据和/或来自传感器测量的数据动态计算电流限制。在一些实施例中，发射机控制器被配置成改变流过发射机线圈的电流，以减少发射机功率损耗。在一些实施例中，发射机控制器被配置为在初始握手期间与接收机协商功率连接，并且可以被配置为如果测量的发射机线圈电流超过设定的电流限制和/或某温度限制，则拒绝任何进一步的功率增加。在一些实施例中，该协商是动态的。在一些实施例中，发射机控制器被配置为在初始握手期间与接收机协商功率连接，并且基于设置的电流限制和/或温度限制将功率传输连接更改为较低功率方案以减少发射机线圈电流。在一些实施例中，该协商是动态的。在一些实施例中，发射机或接收机被配置为周期性地重新协商无线功率连接，并且发射机控制器可以基于设置的电流限制拒绝给接收机的任何进一步的功率增加。在一些实施例中，发射机或接收机被配置为周期性地重新协商无线功率连接，并且发射机控制器可以基于设置的电流限制将功率传输连接改变为较低功率方案，以减少发射机线圈电流。在一些实施例中，控制器被配置为使用时隙技术对数据进行编码/解码。在一些实施例中，控制器被配置为使用频率调制FM对数据进行编码/解码。在一些实施例中，控制器被配置为使用编码调制(CM)对数据进行编码/解码，例如但不限于哈达玛/沃尔什编码。在一些实施例中，控制器被配置为通过动态调整耦合线圈的阻抗来使用阻抗调制(IM)对数据进行编码/解码。在一些实施例中，控制器被配置为实现模拟和/或数字滤波。在一些实施例中，Tx控制器被配置成基于感测可用工作频率的频谱强度来选择工作频率。在一些实施例中，功率接收(Rx)控制器被配置为抖动编码频率以减少与Rx数据生成相关联的频谱峰值能量。在一些实施例中，Tx控制器被配置为抖动工作频率以减少与载波生成相关联的频谱峰值能量。在一些实施例中，Tx控制器被配置为抖动工作幅值以减少与载波生成相关联的频谱峰值能量。

本发明的其他主要特征和优点对于本领域技术人员来说，在审查了以下附图、详细描述和所附权利要求后将变得显而易见。

附图说明

图1示出了功率传输(Tx)系统实施例的一部分的分解透视图。图1缺少功率传输线圈装配件。

图2示出了Tx系统实施例的分解透视图，其中示出了图1的各构件和功率传输线圈装配件。

图3A示出了经装配的图2的Tx系统实施例的透视图。

图3B示出了经装配的Tx系统实施例的一部分的放大图。

图4是图3A的经装配的Tx系统实施例的俯视图。

图5是图3A的经装配的Tx系统实施例的底视图。

图6A是图3A的经装配的Tx系统实施例的第一侧视图。

图6B是图3A的经装配的Tx系统实施例的第二侧视图。

图6C是图3的经装配的Tx系统实施例的端视图。该端视图与示出线圈端部连接的端部相对。

图7取自图6B的截面7-7，示出了装配好的Tx系统实施例的横截面。

图8是具有热管理特征的Tx系统实施例的横截面图。

图9A是T型磁性材料实施例的透视图。

图9B示出了图9A的磁性材料实施例相对于托架的分解透视图。

图9C示出了装配后的磁性材料和托架的透视图。

图9D是E芯磁性材料实施例的透视俯视图。

图9E是替换的E芯磁性材料实施例的透视图。

图9F是Tx线圈和图9E的E芯磁性材料实施例的分解透视图。

图9G是装配后的Tx线圈和图9F的E芯磁性材料实施例的分解透视图。与图9F中的单线圈层相比，该Tx线圈示出了一个附加线圈层。附加线圈层位于E芯磁体的外缘的顶部。

图9H示出了由图9F的Tx线圈和标准Rx电话线圈产生的磁场的实际模拟。

图10A是示出磁性材料和功率发射线圈的实施例的图像。所述线圈与连接端呈直角弯曲。

图10B是附连到电路板和托架装配件的图10A的实施例的连接端部分的放大图像。

图10C是与图10B相同的图像，不同的是，该图像已被注释，以突出到电路板和托架装配件的线圈连接端。

图11A是功率接收(Rx)系统的端视图的图像。

图11B是图11A的Rx系统的侧视图的图像。

图12是本申请的Rx系统的Rx线圈的实施例的分解透视图。

图13是用在Tx系统中的电路的示意图。

图14是现有技术的标准化MP-A2 Tx线圈的图像。

图15是现有技术的标准化A11/MP-A11 Tx线圈的图像。

图16是具有热管理特征的Tx系统实施例的分解透视图。

图17取自图16的截面17-17，示出了Tx系统实施例的横截面。

图18是示出热管理构件的图17的经装配的Tx系统实施例的一部分的构件的分解透视图。

图19与图18相似，除了该分解透视图包括Tx线圈装配件。

图20是装配后的图19的Tx系统的透视图。

图21是Tx线圈装配件实施例的分解透视图。

图22示出了装配好的Tx线圈实施例的透视图。

图23示出了图22的Tx线圈装配件在用在多底板Tx系统的布置中的实施例。

具体实施方式

以下对本申请的详细描述参考附图。说明书和附图不限制主题技术；它们仅用于说明示例性实施例。在不脱离所要求保护的精神和范围的情况下，还考虑了其他实施例。

在以下具体实施方式中，通过这些示例阐述了众多具体细节以便提供对相关教导的透彻理解。然而，对于本领域技术人员而言应当显而易见的是，可以在没有此类细节的情况下实践本教导。在其他实例中，为了避免不必要地模糊本教导的各方面，在相对较高的层次上描述了公知的方法、进程、组件、和/或电路，而不提供太多细节。

尽管本说明书包含许多特定内容，但是特定内容不应被解读为是对可能要求保护的范围的限制，而应被解读为是对主题的特定实现的描述。也可将在本说明书中单独的各实施例的情境中所描述的某些特征以组合的形式实现在单个实施例中。相反，在单个实施例的情境下描述的各个特征也可以在多个实施例中被分开地或以任何合适的子组合的方式实施。此外，虽然诸特征在以上可被描述为以某些组合的方式起作用且甚至最初是如此要求保护的，但来自所要求保护的组合的一个或多个特征在一些情形中可从该组合被删去，且所要求保护的组合可以针对子组合、或子组合的变体。

现在参考附图，示出并公开了主题技术的各实施例。

图1示出了功率传输(Tx)系统100实施例的一部分的分解透视图。所示构件包括电绝缘材料101，磁性材料102a、102b，挡板103，粘合剂104，托架105，热垫片106，电路板107，金属弹簧垫圈108a、108b和螺钉109a、109b。

图2示出了Tx系统实施例的分解透视图，该实施例具有图1的各构件和功率传输(Tx)线圈111组件。Tx线圈111包括导电线。导线是导体。如本文所定义，单词“导线”是一段导电材料，其可以是二维导电线或具有可忽略厚度的轨迹，其可以沿表面延伸，或者，导线可以是三维导电线路或轨迹，具有可接触到表面的规定厚度或直径。导线可以包括迹线、丝线、细丝或其组合。“迹线(trace)”是一条可沿基板表面延伸的导电线或轨迹。迹线可以是沿表面延伸的二维线，或者，迹线可以是可与表面接触的三维导线。“丝线(filar)”是一条可沿基板表面延伸的导电线或轨迹。丝线可以是沿表面延伸的二维线，或者，丝线可以是可与表面接触的三维导线。“细丝(filament)”是一种可与表面接触的导电螺纹或线状结构。这些元件可以是单个元件或多个元件，例如复丝元件或多丝元件。此外，大量的电线、迹线、丝线和细丝编可以被编织、缠绞或卷绕在一起，例如一根绞合线、一根带状物或一根电缆。本文所定义的导线可以包括裸露的金属表面，或者也可以包括一层电绝缘材料，例如接触并包围电线的金属表面的介电材料。

图2的Tx线圈111是圆形线圈，但还考虑了其他线圈配置，例如圆形螺线管配置、方形螺线管配置、环形螺旋配置、方形螺旋配置、矩形配置、三角形配置、环形螺旋螺线管配置、方形螺旋螺线管配置和共形螺线管配置。如本文所用，术语“共形”定义为在形式上与结构的形状、轮廓和/或拓扑相似或相同，或在形式上与结构的形状、轮廓和/或拓扑协调一致。Tx线圈111的导线可以具有横截面形状，例如但不限于环形横截面、矩形横截面、方形横截面、三角形横截面、椭圆形横截面或其组合。导线可包括铜、金、银、铝、钙、钨、锌、镍、铁及其组合或合金，所述导线还可包括钛、铂、铱、钽、铌、锆、铪、镍钛诺、金、钯、碳及其组合或合金，包括各种不锈钢，铂铱合金和Co-Cr-Ni合金，例如MP35N、Havar^TM和Elgiloy^TM，此外，所述电线可以是分层电线、包层电线、复合层电线、复合包层电线、多层电线或任何上述材料组合中的多包层电线。

图2进一步示出Tx线圈111可装配到磁性材料102a、102b。磁性材料102a、102b可包括磁性材料。磁体包括过渡金属和氧的陶瓷化合物，它们具有铁磁性，但不导电(换句话说，是一种绝缘材料)。磁体还包括与镍、锌、锰或其组合中的一种结合的氧化铁。磁性材料102a、102b包括低矫顽力。磁性材料的低矫顽力意味着该材料的磁化可以很容易地反转方向，而不会消耗太多能量(即磁滞损耗)，而该材料的高电阻率防止在磁芯中形成涡流(这是另一种能量损耗源)。本申请的磁性材料的矫顽力(也称为磁通饱和密度或B_sat)大于0.5特斯拉。磁性材料102a、102b包括磁导率。自由空间具有等于μ0的渗透率μ。具有远大于μ0的磁导率的材料将磁通量集中在低磁阻路径上，因此可用于在需要其的区域中包含磁通量。更重要的是，在紧密耦合的情况下，具有更高磁导率的材料会在发射机上感生更高的电感，并在接收机上感生更高的电感。更高的电感会产生更大的互感，从而允许在更长的范围、扩展的距离和更大的容量上的无线功率传输。磁性材料102a、102b根据应用的工作频率包括100μ’至10000μ的磁导率。预期的磁性材料102a、102b可以是磁性屏蔽材料。磁屏蔽材料可重定向磁场，从而其减少了磁场对被屏蔽的物品的影响。磁屏蔽材料可进一步促进磁场完成其路径。更重要的是，磁屏蔽材料重定向、重塑和/或聚焦由无线Tx系统产生的磁场，从而使磁场更集中于Rx系统所驻留的远程位置处或空间体积位置内，从而使得本申请的无线Tx系统能够在更长的范围、扩展的距离和更大的容量下无线传输更多的功率。此类磁屏蔽材料可包括但不限于包含磁性材料的锌，例如锰锌、镍锌、铜锌、镁锌及其组合。这些和其他磁性材料配方可并入聚合物材料基体中，以形成与Tx线圈111共形的柔性磁性垫、片或组件。此类材料的示例可以包括但不限于：加利福尼亚州圣何塞市的北川工业美国有限公司生产的FFSR和FFSX系列的磁性材料，以及明尼苏达州明尼阿波利斯市的3M^TM公司生产的磁通场定向RFIC材料。

图2进一步示出，除了可装配到磁性材料102a、102b之外，Tx线圈111还可装配到可选挡板103。如本文所用，装配的Tx线圈被定义为线圈装配件，包括Tx线圈111、磁性材料102a、102b和可选挡板103。挡板被定义为将Tx线圈111固定到位的结构。挡板可进一步为Tx线圈提供结构完整性。挡板可包括围绕Tx线圈的框架。框架可能是共形的，也可能不是共形的。挡板可包括凹槽和/或槽。凹槽和/或槽可被配置为容纳Tx线圈的一根或多根导线、Tx线圈本身或这两者。挡板可以包括一个边缘，该边缘被配置为将Tx线圈固定或保持到位。所述挡板可包括容纳Tx线圈的一根或多根导线、Tx线圈本身或这两者的倾斜面。

虽然挡板103在图2中被示为Tx系统100的组件，但是可以设想挡板103可以物理地集成到Tx系统100的外壳(未示出)中，或者集成到Tx系统所附连到的对象的外壳(也未示出)。在后一种情况下，一个示例性实施例是充电器的外壳，其中外壳包括一个挡板，该挡板是物理附连到外壳上的单独构造，例如充电器盖，或者是作为外壳的一部分预先成形的，例如通过冲压、渐进冲压或深冲工艺，或者是外壳的模制零件，例如通过塑料注射成型、金属注射成型、夹具浇注成型或使用柔性材料所符合的刚性框架成形柔性材料的其他成型工艺。以这种方式，挡板103不仅可以将Tx线圈111固定到位，还可以促进Tx线圈与功率接收(Rx)线圈的对准。还可以设想，装配好的Tx系统可以物理地附连到在充电器外壳中形成的挡板上，或者使用与形成挡板103所述的相同方法固定到外壳中的预成型挡板隔间上。

另一个示例性实施例是作为支撑结构的一部分的挡板，例如桌子、工作台、支架、橱柜或其他类似配置的支撑结构，其中所述支撑结构包括物理附连到所述支撑结构、作为其一部分进行加工、刻入或插入所述支撑结构的挡板。挡板可以位于表面、壁、底面或用于容纳挡板的开口中。还可以设想，支撑结构可以包括装配好的Tx系统100，该系统固定在挡板上，所述挡板物理附连到支撑结构上、作为支撑结构的一部分进行加工、刻入或插入支撑结构中。

图2的挡板103可包括金属、合金、塑料、聚合物、泡沫金属、泡沫塑料、泡沫聚合物、复合材料或其组合。由两种或两种以上组成材料制成的复合材料具有不同的物理和化学属性，因此当组合时，产生具有不同于单个组分的特性的复合材料。各个组分在成品结构中保持独立和不同。重要的是，可以专门选择复合材料的各个组分，以生产具有最小化或甚至解决应用问题的属性的材料。因此，可以定制复合材料，以专门解决，例如，热管理、磁场管理、磁场集中、电磁干扰(EMI)缓解、噪声敏感性屏蔽、重量、成本、磁场耦合强度(捕获)，以实现更广泛和/或更强的无线功率传输，或者在超过了目前的能力的扩展距离上的无线功率传输。注意，Tx线圈111可以通过除挡板103之外的其他结构或硬件固定到Tx系统100，而不脱离本发明的范围。

参考图2，具有磁体102a、102b和可选挡板103的Tx线圈111被示出为可附连到可选托架105。托架105可包括金属、泡沫金属、合金、泡沫合金、塑料、泡沫塑料、聚合物、发泡聚合物、复合材料或其组合。复合材料可以与挡板103的复合材料相同或不同。类似于挡板103的复合材料，托架105的复合材料包括单个组分，这些组分可以被专门选择来生产具有最小化或解决应用问题的属性的材料，并且可以被定制以专门解决类似问题，例如，热管理、磁场管理、磁场集中、电磁干扰(EMI)缓解、噪声敏感性屏蔽、重量、成本、磁场耦合强度(捕获)，以实现更广泛和/或更强的无线功率传输，或在超出当前能力的扩展距离上的无线功率传输。注意，Tx线圈111可以通过除托架105之外的其他结构或硬件固定到Tx系统100，而不脱离本发明的范围。

与可选挡板103类似，虽然托架105在图2中被示为Tx系统100的组件，但是可以设想挡板105可以物理地集成到Tx系统100的外壳(未示出)中，或者集成到Tx系统所附连到的对象的外壳(也未示出)。在后一种情况下，一个示例性实施例是充电器的外壳，其中外壳包括一个托架，该托架是物理附连到外壳上的单独构造，例如充电器盖，或者是作为外壳的一部分预先成形的，例如通过冲压、渐进冲压或深冲工艺，或者是外壳的模制零件，例如通过塑料注射成型、金属注射成型、夹具浇注成型或使用柔性材料所符合的刚性框架成形柔性材料的其他成型工艺。以这种方式，托架105不仅可以将装配的Tx线圈111和挡板103固定到位，还可以促进Tx线圈111与Rx线圈的对准。还可以设想，装配好的Tx系统可以物理地附连到充电器的外壳，或者使用与用于形成托架105所述的相同方法固定到外壳中的预成型隔间。

另一个示例性实施例是作为支撑结构的一部分的托架，例如桌子、工作台、支架、橱柜或其他类似配置的支撑结构，其中所述支撑结构包括物理附连到所述支撑结构、作为其一部分进行加工、刻入或插入所述支撑结构的托架。托架可以位于表面、壁、底面或用于容纳托架的开口中。还可以设想，支撑结构可以包括装配好的Tx系统100，该系统固定在托架上，所述托架物理附连到支撑结构上、作为支撑结构的一部分进行加工、刻入或插入支撑结构中。

Tx线圈111和磁性材料102a、102b(带有或不带有图2中所示的挡板103)可以使用粘合剂104固定到托架105。粘合剂104可包括结构粘合剂、自粘粘合剂、自粘贴粘合剂或压敏粘合剂(PSA)。粘合剂104还可以包括散热器，以便于散热。散热器可包括主体，主体包括高导热材料的垫、板、块、片、膜、箔、织物、筛网、编织物、网、泡沫、定制纤维或线形式或条带。散热器还可包括任何形状或形式的微粒或高导热性材料的颗粒，包括球型、薄片、椭圆形、梯形、板状、不规则、树枝状、片状、纤维、须状、管、管状、角形、对称、不对称、压制粉末、压制团块及其组合。高导热材料包括银、铜、金、黄铜、铝、铁、钢、各种碳(包括石墨、石墨烯、金刚石、热解石墨和富勒烯)，以及它们的组合或其合金。可以设想，散热器可以包括单独的或与另一个不同物体的组合的任何物体，其与一个或多个微粒或颗粒选项组合。Tx线圈111可替换地使用环氧树脂、热环氧树脂、胶带、胶水、热糊或任何粘附介质被装配到托架105上，所述粘附介质被施加到两个单独项的一个表面或两个表面，以便粘附介质将其结合在一起并阻止其分离。粘合介质104还可以包括散热器，以便于散热。此外，替换地，可以使用紧固件将Tx线圈11装配到托架105上，所述紧固件包括螺钉、卡钉、钉子、尼龙搭扣或其组合。设想任何粘附介质，单独或与另一不同粘附介质的组合，可与一个或多个紧固件选项组合使用。

电路板107也可装配到托架105。装配件被示为使用热垫片106。可以使用热界面材料来代替热垫片106。热界面材料是插入在两个组件之间以增强它们之间热耦合的任何材料。热垫片106(或者替换地，热界面材料)也可以单独或组合地包括上述任何一种散热器，以促进散热。电路板107可以可选地在电路和托架之间配备有附加的高导热性材料，以便可以从电路板和/或电路板组件中提取热量，以用于通过支架105散热。出于该目的，前述任何一种高导热性材料均可单独使用，或与上述材料组合使用。此外，在电路板和托架之间添加的高导热材料可任选地与热垫片106一起使用或不与热垫片106一起使用。热垫片在本文中定义为专门设计用于在产生热量的结构区域中发挥作用的组件。热垫片106可通过多种方式制造。例如，热垫片可以使用模具切割。或者，可以在不使用模具的情况下切割热垫片，换句话说，是无模具切割。切割可以包括标准形式，或者可以定制以从固化的热粘合剂、糊料、树脂或弹性体、热复合材料、热界面材料、间隙垫、过滤垫及其组合中的一种形成热垫片106。此外，热垫片106可以由能够附连、分离和/或密封装置或设备中的两个表面的任何可成形材料切割而成。除了切割，热垫片还可以通过冲压或冲孔制造。热垫片也可以通过模制可流动材料，然后进行固化来制成。热垫片106可包括聚氨酯、硅酮、泡沫、海绵、橡胶、聚四氟乙烯(PTFE)或其组合。此外，上述任何一种材料都可以与之前命名的任何高导热性材料结合使用。可能热垫片材料的附加商用非限制性示例包括

聚氨酯垫片、

硅胶垫片、3M^TM热垫片、

PTFE垫片、

绝缘体垫片或

绝缘体垫片，其中任何一种都可以通过散热器、反射箔和界面材料、衬里等被进一步定制以增强导热性。电路板107可以替换地使用环氧树脂、热环氧树脂、胶带、胶水、热糊或任何粘附介质装配到托架105上，所述粘附介质被施加到两个单独项的一个表面或两个表面，以便所述粘附介质将它们结合在一起并阻止它们的分离。粘合介质104还可以包括散热器，以便于散热。此外，替换地，可以使用紧固件将电路板107装配到托架105上，所述紧固件包括螺钉、卡钉、钉子、尼龙搭扣或其组合。设想任何粘附介质，单独或与另一不同粘附介质的组合，可与一个或多个紧固件选项或任意一个或多个热垫片106组合使用。

图2中还示出了装配在Tx线圈111顶部的电绝缘材料101。绝缘材料101可包括聚酰亚胺、丙烯酸、玻璃纤维、橡胶、聚酯、聚醚酰亚胺、聚四氟乙烯、聚乙烯、聚醚醚酮(PEEK)、聚乙烯萘甲酸酯、聚氯乙烯(PVC)、氟聚合物、共聚物、陶瓷材料、磁性材料、层压板、树脂、纸和薄膜、泡沫材料、硅酮、海绵、橡胶、软陶瓷填充的硅酮弹性体(带或不带衬垫)、硅酮涂层织物或网，或其组合。泡沫材料可进一步包括高温硅酮泡沫、开孔泡沫(例如但不限于聚氨酯)、网状聚氨酯泡沫、闭孔泡沫(例如但不限于聚乙烯)、交联聚乙烯泡沫或其组合。电绝缘材料101还可以是热绝缘的，例如，如果用户可以接触，或者是热传导的，这取决于应用的要求。电绝缘材料101也可以是反射的，其中电绝缘材料包括能够反射辐射热的箔。绝缘材料101可以封装装配的Tx线圈，所述装配的Tx线圈包括磁体102a、102b，其中所述磁体可以是磁性屏蔽材料。由此，装配好的功率Tx线圈的封装提供了保护，以防止所述线圈组件可能受到的损坏，例如震动、振动、冲击和跌落。

图3A示出了图2的装配好的Tx系统100的透视图，示出了紧固后螺钉109a和109b的顶端和底端。

图3B示出了图3A的Tx系统100的一部分的放大截面图。可见的是挡板103的一部分、托架105的一部分、热垫片106的一部分、电路板107的一部分、金属弹簧垫圈108a和螺钉109a。所示的螺钉109a穿过一个通过电路板107和托架105的孔，并与挡板103的孔中的螺纹啮合。在紧固之前，将电路板107的孔、托架105和挡板103对准。将螺钉插入对准的通孔或孔中并固定到垫圈108a上，从而将电路板107、托架105和挡板103彼此固定，如图所示。金属弹簧垫圈108a在被压平时提供预紧力，以防止螺钉109a从挡板103中退出来。弹簧力还允许金属弹簧垫圈108a电连接螺钉109a、电路板107和托架105，从而确保托架105和电路板107之间的连续接地路径。在本实施例中，热垫片106包括导热和电绝缘材料。热垫片106将电路107热连接到托架105，为电路板107和/或其组件产生的要传导的热量提供连续的热路径，以便由托架105进行散热。这对于运行期间Tx系统100的正确热管理很重要。此外，紧固装配件包括单个连接，其中单个连接在结构上同时与电路板107和托架105进行电气和热连接。热连接在本文中定义为热流经的路径或线路。热连接结构可以包括具有两个或多个点或主体的路径或线路，热通过其传导。此外，热连接结构可包括构造，该构造包括两个或多个点对点或主体对主体的连接。

图4是图3A的经装配的Tx系统100的俯视图。

图5是示出电路板107的图3A的Tx系统100的底视图。本申请的电路板是Tx系统100的构件，该Tx系统100包括允许以印刷电路板配置、多层印刷线路板或点到点构造板装配电路、数据电路之一或这两者的结构。此外，电路板的电气和数据电路可以能够一起或单独地传输电能、电磁能、电力和电子数据的组合。本申请的电路板还可包括组件非限制性元件，例如电感器、电容器、电阻器、开关、散热器、散热结构、散热垫、带通、高通和低通滤波器等。电路板还可包括LC振荡电路。LC振荡电路被定义为电感器和电容器，或晶体或MEMS振荡器等机械等效物，以形成对频率响应的电路。LC振荡电路可包括LC电路。LC电路可包括谐振频率下的高阻抗或低阻抗。LC振荡电路或LC电路可用作带通滤波器、带阻滤波器或振荡器。此外，电路板组件可包括美国专利号为8567048、8610530、8653927、8680960、8692641、8692642、8698590、8698591、8707546、8710948、8803649、8823481、8823482、8855786、8860545、8898885、9208942、9232893、9300046、9306358、9439287和9444213的多层导线或多层多匝技术，其通过引用整体并入本文。本申请的电路板可以是线圈电路板或主Tx系统电路板，每个电路板单独构造或构造在单个单一电路板配置内。任何类型和/或组合的多个电路板可以通过连接器进行物理和/或电气连接，连接器包括通孔、焊料、薄片、导线、销、螺钉或铆钉中的一个。

图6A示出了图3A的装配好的Tx系统100的第一侧视图。线圈连接端112示出在图6A第一侧的左侧上。

图6B示出了图3A的装配好的Tx系统100的第二侧视图。。线圈连接端112示出在图6A第一侧的左侧上。

图6C是图3的装配好的Tx系统100的端视图。线圈连接端112位于所示装配好的Tx系统端视图的相对端。

图7是从图6B的装配好的Tx系统的截面7-7中截取的横截面图(该截面图中不存在线圈端部连接112)。Tx线圈111的导线呈圆形，然而，如前所述，Tx线圈的导线可以具有各种其他横截面形状。

图8是具有热管理特征的Tx系统200的实施例的横截面图。所示为：前壳体201、气隙202、泡沫203、Tx线圈204、磁性材料205、包括托架顶部组件206a和托架底部组件206b的两件式托架206、电路板207和后壳体208。在本实施例中，泡沫203是电绝缘材料。可设想，可以替换使用先前命名的任何电绝缘材料101来代替泡沫203。泡沫203或替代的电绝缘材料也可以是隔热材料或导热材料，这取决于应用。如果用户可接触前壳体201，则可选择隔热泡沫，以便当用户进行接触时，用户不会遭受在Tx系统200工作时由于前表面温度升高而可能出现的任何不适。如果前壳体201不可被用户接触，而是暴露于环境200中，则可以选择导热泡沫，以便在Tx系统200工作时产生的任何热量都可以消散到环境200中。

图8中还示出了可选安装板209。可选安装板209可以为Tx系统200提供支撑，可以将Tx系统200安装到物体上，例如但不限于支架，或者可以将Tx系统200和/或其组件产生的热量耗散到周围环境210。

图8的磁体205、电路板207和后壳体208中描绘的箭头是指示方向热流的示例。更具体地说，磁体205的示例性箭头指示如何将热量从Tx线圈204散发到托架顶部组件205a。类似地，电路板207中描绘的示例性箭头指示如何将热量从电路板207和/或其组件散发到托架顶部组件205a。同样，后壳体208中描绘的示例性箭头指示如何将热量从托架底部组件206b散发到可选安装板209，并且随后从可选安装板209散发到周围环境210。应理解，在没有可选安装板的情况下，后壳体208中描绘的示例性箭头将指示热量可从托架底部组件206b消散到周围环境210。用于散热的材料应具有高导热性。非限制性示例包括：银、铜、金、黄铜、铝、铁、钢、各种碳(包括石墨、石墨烯、金刚石、热解石墨和富勒烯)，以及它们的组合或其合金。如前所述，也可使用复合材料。非限制性示例包括金属基复合材料(MMC)，包括铜-钨、AlSiC(铝基体中的碳化硅)、Dymalloy(铜-银合金基体中的金刚石)和E材料(铍基体中的氧化铍)。

图9A示出了T形磁性材料的实施例的透视图，该T形磁性材料包括两个组件、磁芯102a和磁性背衬102b。磁芯102a和磁性基底102b可通过使用粘合剂或环氧树脂形成，替换地，磁芯102a和磁性背衬102b可通过将粉末压入模具以获得所需形状，然后进行烧结工艺来形成。形成磁芯102a和磁性背衬102b的另一种方法是装配、然后压制和/或烧结多层磁性薄片。T形磁性材料可交替地包括单一材料构造，其中T形磁性材料的一部分包括作为从磁性基底延伸的突起的磁芯。在单材料构造中，磁芯突起可以从单个起始磁性材料件延伸至磁性底座来形成。上述相同的替代工艺可用于形成单一材料构造T形磁性材料。在所示的T形实施例中，磁芯102a同心定位在磁性背衬102b的顶部。然而，可以理解的是，磁芯可能位于与磁性背衬顶部偏心的位置。进一步设想，可以将多个磁芯定位在单个磁性背衬的顶部上。还可以设想，磁芯102a、磁性基底102b或两者都可以包括一种或多种磁性材料。一种或多种磁性材料可以是相同的，也可以是每个具有不同的磁性材料。所述一种或多种磁性材料可进一步在磁芯102a、磁性基底103b或两者中平面分层；如果是环形或椭圆形或其他由半径定义的圆形表面，则通过沿径向向外延伸的层沿纵向或z轴排列；如果形状不是环形或圆形或径向定义，则层沿x或y轴方向向外延伸。

图9B示出了图9A的磁性材料实施例相对于托架105的分解透视图。支架105可包括电屏蔽材料、热传导材料、散热材料、电接地结构或其组合中的一种。

关于电气接地，Tx系统111中的任何电路板107要电气接地是很重要的。作为托架105一部分的电气接地结构是一种方便的接地选择。例如，再次参考图3B，金属弹簧垫圈108a与螺钉109a一起被示出。螺钉109a的螺纹穿过穿过贯穿所述垫圈中心延伸的孔。在本实施例中，螺钉109a是一种捕获螺钉。该横截面图示出，从螺钉109a的假想中心线的右侧和左侧，螺纹已捕捉到所述垫圈的孔的边缘。捕获所述垫圈的孔的边缘导致所述垫圈的一部分从其制造的平面配置变成成角度弯曲。在该横截面图中还可以看到金属弹簧垫圈108a的外边缘。金属弹簧垫圈108a的外边缘(包括整个外边缘周长)被示出为夹在电路板107和托架105之间。该横截面图将金属弹簧垫圈边缘图示为延伸至电路板107和托架105的平端，其中延伸部分最初是平的，然后呈现角度弯曲，最终将孔边缘定位在螺钉109a的螺纹处。在螺钉109a的右侧，还示出了夹在电路板107和托架105之间的热垫片106。当带有其垫圈的捕获螺钉有意地将电路板107的接地板电连接到托架105时，电路板随后被接地到所述托架。将托架接地至电路对于减少静电放电(EDS)和潜在危险电弧事件是至关重要的。类似地，将热垫片106夹在电路板107和托架105之间以将所述电路板热连接到所述托架，从而使电路板和/或电路板组件中产生的热量能够从所述电路板传导到托架，以最终耗散。以上公开的实施例只是将电路板107电接地和/或热连接到托架105的一种方法。在不脱离本发明范围的情况下，存在将电路板107电接地和/或热连接到托架105的其他配置。

在图9B的托架105中还可以看到槽口105a、105b和105c。所示的槽口只是一个可能的实施例。在应用之前，托架槽口可以在托架内或围绕托架周围以任何形状和方式定位。在一些实施例中，槽口可被定位以管理归因于通过天线线圈的电流的涡流的产生。金属屏蔽中产生的涡流会降低Tx线圈的电感，从而引入损耗，这降低了Tx线圈的品质因数。一个或多个槽口好处在于：槽口的存在会导致涡流路径被修改。涡流的流动与Tx线圈的电流流动的方向相反，并且在槽口附近流动，以保持涡流回路。因此，槽口区域处涡流产生的磁场将相互抵消。槽口的存在结合屏蔽材料减轻了涡流对Tx线圈可能产生的大部分影响。此外，屏蔽的连续性基本上保持完整。因此，即使存在槽口，屏蔽仍保持足够的连续性，以维持足够的EMI屏蔽。已知Tx线圈的磁场通常与EMI金属屏蔽耦合，即使存在磁屏蔽以防止耦合。为了不发生耦合，磁屏蔽的尺寸必须是无限的。因此，屏蔽中的槽口导致朝向EMI屏蔽的总面积更小，这意味着将耦合的磁场更少，并且将流动的涡流更少，如前所述，涡流通常与线圈的电流流动的方向相反。除了本实施例中所示的槽口配置之外，还存在所述支架的其他槽口配置，用于在不脱离本发明范围的情况下管理Tx系统100的工作。

FIG.图9C示出了装配后的磁性材料102和托架105的透视图。

图9D是E芯磁性材料实施例的透视俯视图。该实施例包括磁芯400a、磁性背衬400b和磁环400c。磁环400c从磁性背衬400b的外边缘向内隔开，并从所述磁性背衬的顶面向上突出。磁芯400a和磁环400c用于引导和聚焦磁场，从而改善与接收机线圈的耦合。此外，磁环400c提供了一条低电阻路径，磁场通过该路径被定向，从而限制了否则将通过附近金属组件的磁通量。这种类型的实施例将涡流的形成最小化，否则涡流会抵消发射机的磁场并限制磁场强度。

图9E是替换的E芯磁性材料实施例的透视图。在本实施例中，所示为磁性背衬400b的外缘周长处的环形壁400c’，而不是从磁性基底400b外缘向内间隔开的磁环400c。

图9F是Tx线圈401和图9E的E芯磁性材料400c’的分解透视图。图示为Tx线圈401，其(由于其形状)在电流通过其时产生磁场。这里，所述线圈401位于包括磁芯400a、磁性背衬400b和磁环400c的磁性组合的上方。磁性组合功能有助于引导和集中线圈401产生的磁场，还可以限制否则由通过附近金属物体的磁通量产生的副作用。

图9G是装配后的Rx线圈501和图9F的E芯磁体400c’的实施例的透视图。Rx线圈501包括相互连接的线圈段501a和501b，以形成多线圈装配件。注意，线圈段501b位于磁芯400a周围和磁性背衬400b(不可见)上。线圈段501a至少部分地位于环形壁400c’的顶面上，并且由于位于环形壁400c’的顶面上，因此位于比线圈段501a更高的水平面上。在该实施例中，磁结构影响磁通量传导和集中。因此，线圈段501a产生的磁场将被集中引导，并允许在扩展的z距离处与小型接收机进行更高的耦合。此外，线圈段501产生的磁场将受到增加耦合和充电距离的磁性结构的影响。此外，磁性结构能够实现更大的功率传输空间范围，如更大体积的应用所需。更大的功率传输空间范围允许接收机更有效地工作，所述接收机，例如，在x-y平面以及z方向上偏移。

图9H示出了由图9F的Tx线圈401产生的并由标准Rx电话线圈在扩展距离处捕获的磁场的实际模拟。标准的Rx电话线圈是由线圈后面的金属块模制成的。所述金属块被用来模拟电池。模拟示出由Tx线圈401产生的磁场被Rx电话线圈在9mm的扩展z距离处捕获。如前所述，Qi^TM无线Tx系统通常在3mm-5mm的线圈到线圈的距离之间工作。本申请的成形磁体已示出有利地重塑磁场，使得线圈到线圈的耦合可在扩展的z距离处发生，其中z距离延长约2倍至约5倍于当前Qi^TM无线Tx系统的距离。此外，本申请的成形磁体可将当前Qi^TM无线Tx系统的耦合延伸至约5mm至约25mm的z距离。磁体可包括T芯形状、E芯形状、定制形状中的一种或其组合。与目前的标准发射器相比，前面讨论的任何T芯、E芯和定制形状都可以成功地用于将磁场重塑为扩展z-距离耦合达最少5％。另外，之前讨论过的任何T芯、E芯和定制形状(每个与其与线圈到磁场的关系的结合)，也可能会进一步增加至少另外5％的z方向耦合。一个包含一个结构的实施例，该结构包括一个线圈和一个磁性材料，其中线圈和位于该线圈的内径处的磁性材料之间的间隙为2mm，该实施例重塑磁场，使耦合增加5％。另一个实施例包括一个结构，该结构包括一个线圈和一个磁性材料，其中线圈的外周边缘和位于线圈下方的磁性材料之间的间隙为2mm，该实施例重塑磁场，使耦合也增加5％。磁性材料可包括磁体。所述磁体还可以包括单个单一构件，所述单个单一构件还包括一个或多个结构组件。

图10A是示出实际磁性材料102a、102和Tx线圈111的实施例的图像。Tx线圈111包括一个或多个连接端112，一个或多个连接以90°角度弯曲。在装配到磁性材料102a、102b之前，将连接端112预弯曲成90°。虽然图10A示出了要弯曲90°的Tx线圈111的连接端112，但可以设想，所述连接端可以以便于装配的任何角度预弯曲。例如，所述连接端可以替换地以70°直至110°的角度预先弯曲。连接端112可以通过手动或回流焊接工艺附连到电路板(未示出)。连接端112可以可选地镀锡以促进可焊性。弯曲连接端112允许经由通孔或孔将弯曲端放置到电路板107中，这消除了为了实现电路板连接而对线圈布线或服务循环选项(service loop option)的任何需要。电路板通孔或孔连接增加了连接的强度，使连接对震动、振动、冲击和跌落更具弹性，从而提高了Tx系统100的耐用性。此外，电路板通孔或孔连接导致更小的装配占地面积。

图10B是附连到电路板107和托架105装配件的图10A的实施例的连接端部分的放大图像。

图10C是与图10B相同的图像，不同的是，该图像已被注释，以突出到电路板107和托架105装配件的线圈连接端112。图中示出了焊接至电路板107的电镀孔107a、107b的连接端112。

图11A是功率接收(Rx)系统1100的端视图的图像。所示为功率接收(Rx)电子设备1101和功率接收(Rx)线圈1111。

图11B是图11A的Rx系统1100的侧视图的图像。在该视图中，Rx电子设备1101位于图像的右侧，并且Rx线圈1111在Rx系统的顶部更清晰可见。Rx系统的这个实施例包括电池组1121。电池组包括两个电池1121a和1121b。在Rx系统1100的底部有一个盖子1130。

图12是本申请的Rx线圈1200的实施例的分解透视图。该实施例是图11B的Rx系统1100的Rx线圈1111的示例。所示的Rx线圈1200的组件包括：粘合剂1210、柔性印刷电路(FPC)Rx线圈1211、磁性材料1212和垫片1213。Rx线圈1200遵循分层布置，其中各层按以下从顶层开始，以底层结束的顺序排列：顶层是粘合剂1210，它是第一粘合剂层，然后是FPCRx线圈1211，然后是磁性材料1212。在磁性材料1212之后是粘合剂1210，其是第二粘合剂层。第二粘合剂层之后是垫片1213。底层是粘合剂1210，它是第三粘合剂层。因此，图12的Rx线圈1200总共包括六层。注意，FPC Rx线圈1211夹在粘合剂1210和磁性材料1212之间，粘合剂1210包括位于FPC Rx线圈顶部的第一粘合剂层和位于FPC Rx线圈下方的磁性材料1212。此外，带有磁性材料1212的FPC Rx线圈1211被夹在粘合剂1210之间，该夹层粘合剂包括第一粘合剂层和第二粘合剂层。这种特殊的布置使得线圈可以机械地固定在前壳体上，从而使发射机线圈和接收机线圈之间的距离最小化。将磁性材料1212直接置于Rx线圈1111的后面还可以缩短Tx磁性材料和Rx磁性材料之间的距离，从而提高功率传输系统的性能和发射机-接收机耦合。还要注意，垫片1213夹在粘合剂1210之间。在这种情况下，垫片1213被夹在第二粘合剂和第三粘合剂层中间。在本实施例中，垫片1213用于用磁性材料1212和电池或电池组(未示出)分离Rx线圈1211。这种布置的优点有两个：(1)当可用空间有限时，这种布置允许更薄的构造；以及，(2)这种布置降低了Rx线圈1211的等效串联电阻(ESR)。减少的ESR提高了所述线圈的品质因数。品质因数影响无线功率传输效率，并影响无线传输距离，即传输范围。此外，这样的布置使得功率接收装置或设备的受限物理定向(当前无线传输系统为了实现最佳、完整和未损坏的无线功率传输而需要这些装置或设备)变得不必要。其他实施例可以替换地包括一个或多个垫片，其中每个垫片包括相同的厚度、形状和/或尺寸。然而，其他实施例可以替换地包括一个或多个垫片，其中所述一个或多个垫片中的至少一个包括不同的厚度、形状和/或尺寸。在一些实施例中，磁性材料1212替换地包括磁性材料、铁磁性材料、磁性屏蔽材料、金属屏蔽材料、带图案切口的金属屏蔽材料、EMI屏蔽材料、非晶材料、纳米晶材料、复合材料、具有矫顽力大于0.5特斯拉的材料、具有磁导率在100μ′到10000μ′之间的材料中的一个或其组合。设想了没有磁性材料1212的实施例。此外，柔性印刷电路(FPC)Rx线圈1211可替代地包括先前公开的任何线圈导线。粘合剂1210可包括先前公开的任何粘附介质。粘合剂1210和任何替代的粘附介质可进一步包括散热器，所述散热器包括先前公开的任何散热器材料。Rx线圈1200还可以包括一个或多个滤波器。一个或多个滤波器可以是特殊类型的滤波器，例如但不限于梳状滤波器。

图13是显示Tx系统100、200的可选电路1300的构件的示意图。这里，全桥逆变器1301用于将DC功率转换为AC，以便驱动Tx线圈。全桥逆变器1301的电压可以被改变以改变发射的功率的电平。在一个实施例中，工作频率可以保持固定。可以设想，在一些实施例中可以替换地使用半桥逆变器

图14是现有技术标准化MP-A2 Tx线圈10的图像，其通常用于Qi^TM兼容无线功率应用。所示为Tx线圈导线结构11和位于Tx线圈导线结构11下方的屏蔽12。

图15是现有技术标准化A11/MP-A11 Tx线圈20的图像，其通常用于Qi^TM兼容无线功率应用。所示为Tx线圈导线结构21和位于Tx线圈导线结构21下方的屏蔽22。在本实施例中，屏蔽22为T形，包括屏蔽芯22a和屏蔽基座22b。

图16是具有热管理特征的Tx系统1600的实施例的分解透视图。所示构件包括泡沫1601、Tx线圈1602、磁体1606、粘合剂1603、热耗散器1604、屏蔽1608和电路板1605。在该示例性实施例中，热耗散器1604包括两个部分1604a、1604b，每个部分都包括散热鳍片1604c。可以设想，热耗散器1604可以采用可装配到Tx系统的任何形式。热耗散器1604可包括多个组件，每个组件分别构造，然后装配；或者，替换地，散热器1604可以包括单个构造，该单个构造由单个材料体制造。热耗散器1604的鳍片1604c增加了所述散热器上的表面积，这有助于散热到Tx系统1600的构件和/或周围环境(未显示)。在该示例性实施例中，可以将热量从电路板1605和/或其组件散发到Tx系统1600的构件和/或周围环境(未示出)。热耗散器1604可装配至屏蔽1608。或者，热耗散器1604和屏蔽1608可以包括单一构造，该单一构造由单一材料体制造。

图17取自图16的截面17-17，示出了装配好的Tx系统1600实施例的横截面。在该横截面中，除了图16的所有元件之外，还示出了示例性可选热界面材料1607。此外，图16中的热耗散器1604和屏蔽1608在该横截面中被示为单个构造的散热器1604'。关于可选热界面材料1607，可以设想，可以替代地使用先前公开的一种或多种热界面材料。此外，可选热界面材料1607可包括先前公开的任何形状或配置。在该示例性实施例中，所示的每个可选热界面材料1607被夹在(换言之，被定位在)电路板1605的组件和磁体1606之间，以便热界面材料1607可以将来自电路板1605的发热组件的热量传导到热耗散器1604’，其中，热耗散器1604’将该组件产生的热量传导并消散至Tx系统1600的另一个构件和/或周围环境(未显示)。

图18是图16的装配好的Tx系统1600的示例性实施例的一部分的各构件的分解透视图。在本实施例中，可选热界面材料1607被示出在四个位置。电路板1605的一个组件的顶部上有三个热界面材料1607a、1607b和1607c。第四可选热界面材料1607d被示出在电路板1607下方。热界面材料1607a、1607b、1607c将热量从电路板1605的发热组件传导到屏蔽1608。热界面材料1607d将热量从电路板1605传导到Tx系统1600的构件(未显示)和/或周围环境(也未显示)。

本领域技术人员将理解，除了图6、17和18中所示的实施例之外，还有许多其他方式能将可选热界面材料1607定位在Tx系统1600中。

图19与图18相似，除了该分解透视图包括Tx线圈装配件。所示的Tx线圈装配件包括一个Tx线圈1602和一个磁体1606，其中该磁体1606是一个E芯磁体。所述Tx线圈1602是包括至少两个线圈的多层线圈。可设想线圈层的数量可以是应用所需的和/或适合设备或装置所允许的空间的数量。还可以设想，磁体1606可以替换地是T芯磁体或可装配到热耗散器1604的任何磁性形状。磁体1606也可以是磁性屏蔽材料。磁体可以替换地是金属屏蔽。金属屏蔽提供EMI和磁屏蔽。磁屏蔽还提供由线圈在工作期间可能产生的热传导。因此，金属屏蔽就像一个散热器，从线圈吸收热量，然后将热量从线圈中分散出去，以避免和/或缓解系统过热。类似地，金属屏蔽还提供在工作过程中可能由电路板和/或电路板组件产生的热量的传导，从电路板和/或电路板组件吸收热量，然后将热量从所述电路板和/或所述组件分散出去。

图20是装配后的图19的Tx系统1650的透视图。Tx系统1650能够在扩展距离上无线功率传输，同时有效地散发系统在工作期间产生的热量。

图21是包含Tx线圈2101、磁体2102和挡板2103的Tx线圈装配件2100的实施例的分解透视图。挡板2103可以替换地是托架或支架。在该视图中，Tx线圈2101被装配到磁体2102上。Tx线圈还具有线圈端2104，其从磁体2102的边缘延伸一段距离。可设想Tx线圈2101可包括先前公开的任何形状和/或任何导线。磁体2102还可包括T芯、E芯或先前公开的任何形状。磁体2102还可以包括先前公开的任何替代材料。挡板2103是一个开放式支架，这意味着对该支架的周围壁没有底板或基底。挡板2103还被配置为接受线圈/磁性装配件的最外层形状的配置，在本实施例中，其是磁体2102。挡板2103可包括绝缘材料、磁屏蔽材料、EMI屏蔽材料、磁体、塑料、聚合物、复合物、玻璃、陶瓷、金属中的一种或其组合。虽然，图21中的挡板2103被示出为配置成接受Tx线圈的磁性配置，但本领域技术人员将理解，挡板2103可以替换地包括平面配置、基座或与Tx线圈装配件不一致的形状。

图22是装配后的图21的各构件的透视图。所示的Tx线圈组件2100包括一个包含延长引线的线圈。线圈的延长引线有助于在Tx系统内准确定位Tx线圈装配件。包含Tx线圈装配件位置精度的Tx系统有利地影响电气性能，同时保持良好的机械稳定性。挡板2103进一步加固了Tx线圈装配件2100。挡板2103还可以对线圈2101在工作期间产生的任何热量进行热管理。挡板2103可以包括先前公开的任何材料、组件、特征和配置。

图23示出了图22的Tx线圈装配件2100在多底板Tx系统中使用的示例性布置的实施例。所示为电路板2200，其中电路板包括六个电路。电路板可以包括印刷电路板、多层印刷线路板或点对点构造板中的一个。电路板2200中的六条电路中的每一条都支持六个盘，每个盘都与Tx线圈装配件2100进行物理和电气连接。带有六个Tx线圈装配件的电路板包括一个多底板Tx模块2300。多底板Tx模块2300可装配到多底板Tx系统(未显示)。本领域技术人员将理解，先前公开的Tx线圈的任何实施例可用于构造多底架模块2300，其中该模块的Tx线圈可以全部相同、全部不同，或者在全部相同和全部不同之间的任何组合中。此外，Tx模块2300可包括应用所需和/或适合于Tx系统和/或装置所允许的空间内的尽可能多的Tx线圈、电路板和/或电路。

多底板系统可包括一个或多个发射机和一个或多个接收机。多底板系统还可以包括发射机壳体，所述发射器壳体被配置为提供接收机的对接和/或发射机和接收机线圈之间的对准。多底板系统可包括一个或多个电路板。所述一个或多个电路板可以包括印刷电路板、多层印刷线路板、点对点构造板中的一个或其组合。

所述多底板系统包括控制器，该控制器被配置为测量通过发射机线圈的电流。控制器还可以包括电路板、电路、固件中的一个或其组合。多底板系统的电路可包括调节电路。调节电路可包括电阻器网络。调节电路可指定激活阈值。阈值激活可包括保护和/或工作阈值，其中指定的激活阈值包括过压保护(OVP)、欠压保护(UVP)、过电流保护(OCP)、过功率保护(OPP)、过负载保护(OLP)、过温保护(OTP)、空载操作(NLO)和功率良好信号中的一个，或其组合。调节电路可包括一个或多个正温度系数(PTC)保险丝。一个或多个PTC保险丝可以重置。调节电路可包括一个或多个场效应晶体管(FET)。一个或多个FET可包括P沟道或P型金属氧化物半导体FET(PMOSFET/PFET)和/或N沟道或N型金属氧化物半导体FET(NMOSFET/NFET)。调节电路可包括FET、NFET、PFET、PTC保险丝中的一个或其组合。调节电路还可包括在一个或多个集成电路、一个或多个电路板中的一个或其组合内的FET、NFET、PFET、PTC保险丝之一或其组合。调节电路可包括具有额定电流为4A-10A的组件。调节电路可包括具有一个Q系数传感电路，该电路具有包括额定功率为0.5W的电阻器。调节电路可包括线圈调谐电容器，其额定电压为100V–400V。这样的额定电压减轻了例如，线圈调谐电容器在功率传输高达30W工作时的损坏。节电路可包括电感器，其功率转换电流饱和额定值为7A-20A。此类额定值可防止在功率传输高达30W工作时和/或在受到大的冲击电流时对无线功率系统电路的损坏。

所述多底板系统包括包含指令的固件，该指令包括调谐指令、检测指令、认证指令、设置指令、验证指令、询问指令之一或其组合。固件指令还可以包括调谐、调整、异物检测(FOD)、认证、认证中介、验证、功率要求中的一个或其组合，该指令可以向组件、装配件、模块、结构、构造或配置提供功能指令。例如，固件可以调整线圈增益，在开始无线功率传输之前在发射机和接收机之间调解身份验证，和/或在启动功能之前通过询问每个对象的电子设备或固件来区分异物和可接受对象。在一些实施例中，固件与电子设备协同工作，以在功率转移之前和/或之后询问和/或验证对象是外来的还是可接受的。

所述多底板系统可包括控制器固件，该控制器固件被配置为限制通过发射机线圈的电流量。电流限制可由系统设计者进一步静态设置。通过发射机线圈的电流可以通过包括但不限于下述的方法来改变：频率调制、振幅调制、占空比调制或其组合。控制器固件可基于编程到控制器中的静态阈值限制通过发射机线圈的电流量。控制器固件可限制通过发射机线圈的电流量，其中可以基于预先编程或直接在发射机设备上测量的参数的数据集来动态计算所述限制。

一种用于在扩展的线圈到线圈的距离、扩展的发射机-接收机范围和/或更大的发射机-接收机容量下传输功率的无线功率系统包括：接收线圈；一个或多个与接收线圈电连接的接收电子设备；包括磁性材料的发射线圈；所述发射线圈能够耦合到接收线圈和一个或多个发射电子设备。本申请的无线功率系统还包括电连接到发射线圈的一个或多个发射电子设备，其中发射电子设备包括控制系统回路，其中当控制系统回路变化频率、输入电压、输入电流、或占空比中的一个或多个时，所述无线功率系统保持不间断工作。本申请的无线功率系统还包括至少一个接收电子设备，其中所述至少一个接收电子设备包括在8V和50V之间的整流电压范围。本申请的无线功率系统可包括工作频率，其中所述工作频率范围从约25kHz至约300kHz。本申请的无线功率系统可传输大于1nW直至30W的功率。本申请的无线功率系统可在5mm至25mm的线圈到线圈距离传输功率。本申请的无线功率系统包括发射线圈，其中所述发射线圈包括发射线圈表面，并且磁性材料包括磁性材料表面，其中磁性材料表面等于或大于发射线圈表面。本申请的无线功率系统还包括磁性材料表面，其中磁性材料表面包括700mm²到10000mm²之间的表面积。本申请的无线功率系统还包括磁性材料表面，其中磁性材料表面还包括两个或多个水平面，其中所述两个或多个水平面中的至少一个延伸超出另一个水平面。本申请的无线功率系统包括一个或多个发射电子设备，其中所述一个或多个发射电子设备还包括调谐电路。本申请的无线功率系统包括调谐电路，其中，当调谐电路被调整时，调谐电路的LC振荡电路的谐振频率以低于无线功率系统的工作频率的频率谐振。本申请的无线功率系统包括磁性材料，其中磁性材料包括T芯形状、E芯形状、定制形状中的一种或其组合。本申请的无线电源系统包括线圈组件，其中所述线圈组件包括线圈和磁性材料，其中所述磁性材料位于线圈组件的线圈的内径处，并且其中线圈和磁性材料包括位于这两者之间的至少2mm的间隙。磁性材料可以是磁性材料。磁性材料可包括磁体。所述磁性体还可以包括单个单一构件，所述单个单一构件还包括一个或多个结构组件。本申请的无线功率系统可包括至少一个发射线圈和至少一个接收线圈，其中至少一个发射线圈、至少一个接收线圈或两者都包括单个线圈、多层线圈、多层次线圈中的一个或其组合。多层线圈、多层次线圈或这两者可进一步包括包含一个或多个线圈的线圈结构。多层线圈、多层次线圈或这两者可进一步包括至少一个串联连接。多层线圈、多层次线圈或这两者可位于一个或多个水平面内。

如本文所用，“功率系统”通常与功率传输系统、功率接收系统和/或发电系统互换使用。非限制性示例包括：无线功率发射机或无线功率接收机；发射机或接收机；Tx或Rx。本文中使用的术语“功率系统”被定义为从一个点、位置、装置或装置向另一点、位置、一个或多个装置，或者在线路或路径的一部分或全部上，不使用导线作为物理链接来发送、接受、广播、通信或携带信号、功率、能量和/或数据的设备或装置。

“构件”一词在本文中用于表示“构成装配件的各个组件”。“组件”一词在本文中的意思是“一个装配件的独立构件的集合”。因此，一个实施例由各个构件组件构成。

本文使用的“示例性”一词意味着用作示例、实例或说明。本文中描述为“示例性”或作为“示例”的任何实施例不必被解释为优于或胜过其他实施例。此外，在说明书或权利要求中使用术语“包括”、“具有”等的范围内，这种术语旨在是以类似于术语“包括有(comprise)”的方式包括，因为“包括有(comprise)”是当如在权利要求中被采用作衔接词时所解释的。此外，在说明书或权利要求中使用术语“包括”、“具有”等的范围内，这种术语旨在是以类似于术语“包括有(comprise)”的方式包括，因为“包括有(comprise)”是当如在权利要求中被采用作衔接词时所解释的。

如在此所使用，在一系列项目之前的短语“至少一个”(用术语“和”或“或”来分隔任何项目)，作为一个整体修改列表，而不是列表的每个成员(即，每个项目)。短语“至少一个”不要求在列出的每个项目中选择至少一项；相反，该短语的含义包括任意一个项目的至少一个，和/或项目的任意组合的至少一个，和/或每个项目的至少一个项目。例如，短语“A、B和C中的至少一个”或“A、B或C中的至少一个”各自指仅A、仅B或仅C；A、B和C的任意组合；和/或A、B和C中的每个的至少一个。

谓词“配置为”、“可操作为”和“编程为”并不意味着对主语进行任何具体的有形或无形的修改，而是旨在互换使用。在一个或多个实施例中，配置为监视和控制操作或组件的处理器也可以指被编程为监视和控制操作的处理器，或可操作为监视和控制操作的处理器。同样，配置为执行代码的处理器可以被解释为编程为执行代码或可操作为执行代码的处理器。

诸如“方面”之类的短语并不意味着该方面对主题技术是必要的，或者该方面适用于主题技术的所有配置。与方面有关的公开可适用于所有配置，或一个或多个配置。一个方面可以提供本公开的一个或多个示例。诸如“方面”之类的短语可以指一个或多个方面，反之亦然。诸如“实施例”之类的短语并不意味着该实施例对主题技术是必要的，或者该实施例适用于主题技术的所有配置。与实施例有关的公开可适用于所有实施例，或一个或多个实施例。一个实施例可以提供本公开的一个或多个示例。诸如“实施例”之类的短语可以指一个或多个实施例，反之亦然。诸如“配置”之类的短语并不意味着该配置对主题技术是必要的，或者该配置适用于主题技术的所有配置。与配置有关的公开可适用于所有配置，或一个或多个配置。一个配置可以提供本公开的一个或多个示例。诸如“配置”之类的短语可以指一个或多个配置，反之亦然。

在本公开中，术语“电池”被理解为指几种类型的负载之一；例如，它可以指一个储能组件、一系列储能组件，或适合接收电力的某种其他类型的负载。应当理解，本文公开的实施例适于向电池以外的元件提供功率和/或电流；非限制性示例包括电容器和通用电气设备和/或装置。

在本说明书中，术语“T芯”、“T形”和“顶帽”可以互换使用。如本文所定义，并被理解为指特定结构，其中磁性材料，例如磁体，包括较大结构和较小结构，较大结构延伸超过较小结构。在一些实施例中，较大结构可包括至少一个水平面。在一些实施例中，较大的结构可以为较小的结构提供基底。较小的结构可能位于较大结构的顶部、下方或顶部和下方两者。较小的结构可能位于中心、偏离中心、倾斜、成角度、倾斜、对称、不对称、偏离直线、到一侧、在一侧上、不均匀或相对于较大的结构轴向对准。在一个实施例中，磁性材料包括位于较大结构顶部(或下方，取决于朝向)的较小结构。所述布置的较小结构可包括与较大结构相同的磁性材料；或者，替换地，所述布置的较小结构可以包括与较大结构不同的磁性材料。期望较小结构、较大结构或这两者的磁性材料可包括多个磁性材料，这些磁性材料要么成分不同，要么成分相同，它们彼此分层成一条直线，或者彼此交错，其尺寸和/或形状相同，或尺寸和/或形状不同，根据应用要求和/或打算的特定预期性能结果，可单独或组合应用其中任何一种。例如，两种或两种以上磁性材料可以是分层的、网状的、编织的、条带的、轧制的或挤压的，以便两种或更多的材料分布遍及较小的结构、较大的结构或这两者中。磁性材料甚至可以被压制或挤压，形成较小的结构、较大的结构或这两者，其中其结构包括两个或更多离散的磁性材料区域。

所述“T芯”、“T形”或“顶帽”布置可替换地包括单个单一主体，其中该单个单一主体的磁性材料包括物理上从较大结构突出的较小结构。单一主体可以包括一种以上的磁性材料。例如，两个或多个磁性材料片(大小相同或大小不同)可以分层，然后形成单个主体，具有“T芯”、“T形”或“顶帽”突起。替换地，一种复合磁性材料件包括两种或更多磁性材料，其中所述磁性材料可以是网状的、编织的、条带的、轧制的或挤压的，以便所述两种或更多材料分布遍及所述单一主体中。磁性材料甚至可以被压制或挤压，形成单一主体，该主体包括该单一主体内的两个或更多离散磁性材料区域。在这种情况下，例如，一个磁性材料区域可以提供单一主体的较小结构部分，而不同的磁性材料区域可以提供单一主体的较大结构部分。

除上述之外，还可以预期，这种类型的形状可以适配成允许线的线圈、多层印刷线圈、多层多匝印刷线圈或其他导电材料位于较大部件的顶部，同时包围较小部件。此设置将磁性材料芯(如磁芯)的优点与磁性材料基底(如磁性基底)的优点结合在一起。如本文所定义，单词“导线”是一段导电材料，其可以是二维导线或可沿表面延伸的轨迹，替换地，导线可以是可与表面接触的三维导线或轨迹。导线可以包括迹线、丝线、细线或其组合。这些元件可以是单个元件或多个元件，例如复丝元件或多丝元件。此外，大量的导线、迹线、丝线和细丝可以被编织、缠绞或卷绕在一起，例如以电缆形式。本文所定义的电线可以包括裸露的金属表面，或者也可以包括一层电绝缘材料，例如接触并包围电线的金属表面的介电材料。“迹线”是一条可沿基板表面延伸的导电线或轨迹。迹线可以是沿表面延伸的二维线，或者，迹线可以是可与表面接触的三维导线。“丝线”是一条可沿基板表面延伸的导电线或轨迹。丝线可以是沿表面延伸的二维线，或者，丝线可以是可与表面接触的三维导线。“细丝”是一种可与表面接触的导电螺纹或线状结构。总之，磁性材料T形可以由多块磁性材料制成，也可以由单个磁性材料块制成，可以是同质的、异质的、复合的，或也可以是它们的组合。

在本公开中，诸如“E芯”或“E形”之类的术语被理解为是指包括磁基座、磁基座顶部的磁芯以及从磁基座向上延伸的磁环的设置。这种设置的横截面通常形成字母“E”的形状。字母“E”的形状可能有几个旋转方向。磁性E形可以由多个磁性的材料块形成，或由单个材料主体形成。

注意，除上述形状外，还设想了磁体的组合和形状；其中一些可能包括组合元素，如基底、芯和/或环，以形成不同于上述规定的形状。

此外，上述定义应理解为包括提供类似于磁性的功能优势的材料，例如某些陶瓷材料。

本公开通篇描述的各个方面的要素为本领域普通技术人员当前或今后所知的所有结构上和功能上的等效方案通过引述被明确纳入于此，且旨在被权利要求所涵盖。此外，本文所公开的任何内容都不旨在捐献于公众，无论此类公开内容是否明确记载在权利要求书中。根据35U.S.C.§112的第六段的规定，不得对任何权项要素进行解释，除非该要素使用“用于…的装置”的短语明确陈述，或者在方法权项的情况下，该要素使用“用于……的步骤”短语陈述。

除非明确说明，否则对单数形式的要素的引用并不旨在意味着“一个且仅有一个”，而是意味着“一个或多个”。除非特别声明，否则术语“一些”指的是一个或多个。阳性代词(如他的)包括阴性和中性(如她的和它的)，反之亦然。标题和副标题(如有)仅用于方便，而不是限制主题披露。

尽管本说明书包含许多特定内容，但是特定内容不应被解读为是对可能要求保护的范围的限制，而应被解读为是对主题的特定实现的描述。也可将在本说明书中单独的各实施例的情境中所描述的某些特征以组合的形式实现在单个实施例中。相反，在单个实施例的情境下描述的各个特征也可以在多个实施例中被分开地或以任何合适的子组合的方式实施。此外，虽然诸特征在以上可被描述为以某些组合的方式起作用且甚至最初是如此要求保护的，但来自所要求保护的组合的一个或多个特征在一些情形中可从该组合被删去，且所要求保护的组合可以针对子组合、或子组合的变体。

Claims (40)

1.一种用于传输功率的无线功率系统，所述无线功率系统包括：

a.接收线圈；

b.一个或多个与所述接收线圈电连接的接收电子设备；

c.发射线圈，包括磁性材料，所述发射线圈能够耦合到所述接收线圈；以及

d.与所述发射线圈电连接的一个或多个发射电子设备，其中所述一个或多个发射电子设备中的至少一个包括控制系统回路，其中当所述控制系统回路变化频率、输入电压、输入电流或占空比中的一个或多个时，

e.其中，所述无线功率系统保持不间断工作。

2.如权利要求1所述的无线功率系统，其特征在于，其中所述磁性材料为铁磁性材料。

3.如权利要求2所述的无线功率系统，其特征在于，其中所述铁磁性材料是铁氧体。

4.如权利要求3所述的无线功率系统，其特征在于，其中所述铁氧体包括过渡金属与氧的陶瓷化合物。

5.如权利要求4所述的无线功率系统，其特征在于，其中所述铁氧体包括与镍、锌、锰结合的氧化铁。

6.如权利要求1所述的无线功率系统，其特征在于，其中所述磁性材料为磁性屏蔽材料。

7.如权利要求6所述的无线功率系统，其特征在于，其中所述磁性屏蔽材料包括锰锌、镍锌、铜锌、镁锌中的一种或其组合。

8.如权利要求1所述的无线功率系统，其特征在于，其中工作频率范围为25kHz–300kHz。

9.如权利要求1所述的无线功率系统，其特征在于，其中所述传输功率大于1nW直至30W。

10.如权利要求1所述的无线功率系统，其特征在于，其中所述传输功率的线圈到线圈的距离范围在5mm到25mm。

11.如权利要求1所述的无线功率系统，其特征在于，其中所述发射线圈包括发射线圈表面，并且所述磁性材料包括磁性材料表面，其中所述磁性材料表面等于或大于所述发射线圈表面。

12.如权利要求1所述的无线功率系统，其特征在于，其中所述磁性材料表面包括700mm²和10000mm²之间的表面积。

13.如权利要求1所述的无线功率系统，其特征在于，其中所述磁性材料表面包括至少一个水平面。

14.如权利要求1所述的无线功率系统，其特征在于，其中所述磁性材料表面还包括两个或更多水平面，其中所述两个或更多水平面中的至少一个延伸超过另一个水平面。

15.如权利要求1所述的无线功率系统，其特征在于，其中所述一个或多个发射电子设备还包括调谐电路。

16.如权利要求10所述的无线功率系统，其特征在于，其中当调整所述调谐电路时，所述调谐电路的LC振荡电路的谐振频率以低于所述无线功率系统的工作频率的频率谐振。

17.如权利要求1所述的无线功率系统，其中所述磁性材料包括T芯形状、E芯形状、定制形状中的一种或其组合。

18.如权利要求1所述的无线功率系统，包括线圈装配件，其中所述线圈装配件包括线圈和磁性材料，其中所述磁性材料位于所述线圈装配件的所述线圈的内径处，并且其中所述线圈和所述磁性材料包括位于其间的至少2mm的间隙。

19.如权利要求1所述的无线功率系统，其中所述磁性材料是铁氧体材料，其中所述铁氧体材料包括铁氧体主体，其中所述铁氧体主体包括单个单一构件，所述单个单一构件还包括一个或多个结构组件。

20.如权利要求1所述的无线功率系统，其特征在于，其中所述发射线圈、所述接收线圈或这两者包括单个线圈、多层线圈、多层次线圈中的一者或其组合。

21.一种用于传输功率的无线功率系统，所述无线功率系统包括：

a.接收线圈；

b.发射线圈，电连接到所述接收线圈；

c.一个或多个电子设备，电连接到所述接收线圈和所述发射线圈中的至少一个；以及

d.热连接到所述一个或多个电子设备的热耗散器，其中所述热耗散器被配置为分散由所述无线功率系统的至少一个或多个构件或构件的组件产生的热量。

22.如权利要求21所述的无线功率系统，其特征在于，其中所述热耗散器包括一个或多个鳍片。

23.如权利要求21所述的无线功率系统，其特征在于，其中所述热耗散器被配置为能装配到Tx线圈、Rx线圈、磁性材料、铁磁性材料、屏蔽材料、铁氧体材料、铁氧体构造、屏蔽、挡板、支架、支柱、热界面材料、粘附介质、电路板、托架、装配件、组件、构造、结构中的一个或其组合。

24.如权利要求23所述的无线功率系统，其特征在于，其中所述热耗散器被配置为能直接装配到Tx线圈、Rx线圈、磁性材料、铁磁性材料、屏蔽材料、铁氧体材料、铁氧体构造、屏蔽、挡板、支架、支柱、热界面材料、粘附介质、电路板、托架、装配件、组件、构造、结构中的一个或其组合，或能间接装配到Tx线圈、Rx线圈、磁性材料、铁磁性材料、屏蔽材料、铁氧体材料、铁氧体构造、屏蔽、挡板、支架、支柱、热界面材料、粘附介质、电路板、托架、装配件、组件、构造、结构中的一个或其组合，其中间接装配包括点对点构造、组件对组件构造、装配件对装配件构造中的一个或其组合。

25.如权利要求21所述的无线功率系统，其特征在于，其中所述热耗散器包括单个构造、由单个材料主体制造的单个构造、或多个组件构造中的一种，其中每个组件是单独的或单独构造的，并且随后能装配到所述热耗散器中。

26.如权利要求21所述的无线功率系统，其特征在于，其中所述热耗散器包括至少两个部分，其中所述至少两个部分中的至少一个包括至少一个鳍片。

27.如权利要求21所述的无线功率系统，其特征在于，其中所述热耗散器能装配到的热界面材料选自由银、铜、金、黄铜、铝、铁、钢、各种碳，包括石墨、石墨烯、金刚石、热解石墨和富勒烯、聚氨酯、硅树脂、泡沫、海绵、橡胶、聚四氟乙烯(PTFE)及其组合、复合材料或合金构成的组中。

28.如权利要求21所述的无线功率系统，其特征在于，其中所述热耗散器能装配到的散热器选自由如下主体构成的组，所述主体包括垫、板、块、片、膜、箔、织物、筛网、编织物、网、泡沫、定制纤维或丝形式或条带。

29.如权利要求21所述的无线功率系统，其中，所述热耗散器将所述无线功率系统的构件或组件产生的热量传导至所述无线功率系统的另一个构件或组件、至周围环境，或至两者以供耗散。

30.如权利要求21所述的无线功率系统，其特征在于，其中所述热耗散器位于Tx线圈附近、邻近、顶部或下方，其中所述热耗散器将热量从所述Tx线圈传导出去。

31.如权利要求21所述的无线功率系统，其特征在于，包括传导材料，其中所述传导材料同时提供导热性、导电性和电接地，并且其中所述传导材料的导电性至少为1X10⁶西门子/米。

32.如权利要求21所述的无线功率系统，其特征在于，其中所述一个或多个电子设备包括电路板、电路、固件中的一个或其组合。

33.如权利要求21所述的无线功率系统，其特征在于，其中所述一个或多个电子设备包括调节电路。

34.如权利要求21所述的无线功率系统，其特征在于，其中所述调节电路包括电阻器网络、一个或多个正温度系数(PTC)保险丝、一个或多个正可复位PTC保险丝、一个或多个场效应晶体管(FET)、一个或多个P沟道FET(PMOSFET)、一个或多个P型金属氧化物半导体FET(PFET)、一个或多个N沟道FET(NMOSFET)、一个或多个N型金属氧化物半导体FET(NFET)、一个或多个Q系数传感电路、一个或多个线圈调谐电容器中的一个或其组合。

35.如权利要求21所述的无线功率系统，其特征在于，其中所述调节电路指定阈值激活，其中指定的所述阈值激活包括过压保护(OVP)、欠压保护(UVP)、过电流保护(OCP)、过功率保护(OPP)、过载保护(OLP)、过温保护(OTP)、空载操作(NLO)、功率良好信号中的一个或其组合。

36.如权利要求21所述的无线功率系统，其特征在于，其中所述一个或多个电子设备包括离散组件，所述离散组件包括额定电流为4A–10A、额定功率至少为0.5W、额定电压为100V–200V、额定电压为200V–400V、额定饱和电流大于7A到20A中的一个或其组合。

37.如权利要求21所述的无线功率系统，其特征在于，其中所述一个或多个电子设备包括调谐电路，其中所述调谐电路包括调谐电容器。

38.如权利要求21所述的无线功率系统，其特征在于，其中所述一个或多个电子设备包括一个或多个电感器，其中所述一个或多个电感器包括大于7A至20A的额定饱和电流，并且其中所述一个或多个电感器用于功率的降压转换。

39.如权利要求21所述的无线功率系统，其特征在于，其中所述一个或多个电子设备包括固件，所述固件包括指令，所述指令包括调谐指令、检测指令、认证指令、设置指令、验证指令、询问指令之一或其组合。

40.如权利要求21所述的无线功率系统，其特征在于，其中所述固件指令还包括调谐、调整、异物检测(FOD)、认证、认证中介、验证、功率要求中的一个或其组合。

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