DE102015100781A1

DE102015100781A1 - Kapazitive-element-kopplung bei drahtloser leistung

Info

Publication number: DE102015100781A1
Application number: DE102015100781.9A
Authority: DE
Inventors: Songnan Yang; Janardhan Koratikere Narayan; Sreenivas Kasturi; Jonathan Rosenfeld; Masud Hannan
Original assignee: Intel Corp
Current assignee: Intel Corp
Priority date: 2014-03-07
Filing date: 2015-01-20
Publication date: 2015-09-10
Also published as: TWI586068B; JP2015171317A; US20150255988A1; TW201731194A; TWI645641B; CN104901430A; TW201603434A; BR102015002579A2; CN104901430B; US9923380B2; JP5973600B2

Abstract

Techniken der kapazitiven Kopplung in einem System für drahtlose Leistung werden hier beschrieben. Die Techniken können das Ausbilden einer Sendespule beinhalten, die induktiv an eine Empfangsspule einer zu ladenden Einrichtung (DUC – Device Under Charge) gekoppelt werden soll. Die Techniken können das Ausbilden eines kapazitiven Elements der Sendespule beinhalten, das kapazitiv an eine leitende Komponente der DUC gekoppelt werden soll.

Description

Erfindungsgebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft allgemein Techniken zum drahtlosen Laden. Die vorliegende Offenbarung betrifft insbesondere die kapazitive Kopplung eines kapazitiven Elements an ein leitendes Element einer zu ladenden Einrichtung.
Allgemeiner Stand der Technik
Drahtloses Laden über Magnetresonanz kann eine magnetische Kopplung zwischen einer Sendespule (Tx) und einer Empfangsspule (Rx) verwenden. Die Tx-Spule und die Rx-Spule können auf der Basis einer induktiven Resonanzkopplung gekoppelt werden, wobei elektrische Energie durch eine induktive Kopplung aufgrund dessen, dass jede Spule so abgestimmt ist, dass sie mit einer im Wesentlichen ähnlichen Frequenz schwingt, von der Tx-Spule zur Rx-Spule übertragen wird. In einigen Szenarien wird eine Tx-Spule möglicherweise verstimmt, wenn ein mit der Tx-Spule assoziiertes Magnetfeld mit leitenden Komponenten wie etwa einem Metallchassis einer empfangenden Einrichtung interagiert. Falls beispielsweise eine ladende Einrichtung eine Metallkomponente besitzt, die mit dem Magnetfeld einer Tx-Spule interagiert, kann auf der Metallkomponente ein Doppelstrom induziert werden, wobei ein reaktives Magnetfeld mit entgegengesetzter Richtung zum Magnetfeld der Tx-Spule generiert wird. In diesem Szenarium führt das Verstimmen der Tx-Spule über das reaktive Magnetfeld zu einer geringeren Leistungsübertragungseffizienz.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1A ist ein Diagramm, das ein kapazitives Element in Reihe mit einer Sendespule darstellt;
1B ist ein Diagramm, das das an ein leitendes Element gekoppelte kapazitive Element darstellt;
1C ist ein Diagramm, das ein Schaltungsäquivalent zum Diagramm von 1B darstellt;
2A ist ein Diagramm, das ein kapazitives Element parallel zu einer Sendespule darstellt;
2B ist ein Diagramm, das das an ein leitendes Element parallel zur Sendespule gekoppelte kapazitive Element darstellt;
2C ist ein Diagramm, das ein Schaltungsäquivalent zum Diagramm von 2B darstellt;
3 ist ein Diagramm, das eine beispielhafte Leistungsübertragungseinheit mit einem kapazitiven Element darstellt;
4A ist ein beispielhaftes Diagramm einer Draufsicht auf eine Leistungsübertragungseinheit mit einem in einem Interdigitalmuster ausgebildeten kapazitiven Element;
4B ist eine Querschnittsansicht der Leistungsübertragungseinheit mit einem in einem Interdigitalmuster ausgebildeten kapazitiven Element;
5A veranschaulicht Draufsichten einer Leistungsübertragungseinheit und einer zu ladenden Einrichtung unter verschiedenen Orientierungen;
5B veranschaulicht eine Draufsicht auf eine Leistungsübertragungseinheit und mehrere ladende Einrichtungen und
6 ist ein Blockdiagramm, das ein Verfahren zum Ausbilden einer Leistungsübertragungseinheit mit einem kapazitiven Element darstellt.
7 veranschaulicht ein Verfahren zum kapazitiven Koppeln in einem drahtlosen Leistungssystem.
Die gleichen Zahlen werden durchweg in der Offenbarung und den Figuren verwendet, um auf gleiche Komponenten und Merkmale Bezug zu nehmen. Zahlen in der 100-Serie beziehen sich auf ursprünglich in 1 anzutreffende Merkmale; Zahlen in der 200-Serie beziehen sich auf ursprünglich in 2 anzutreffende Merkmale und so weiter.
Beschreibung der Ausführungsformen
Die vorliegende Offenbarung betrifft allgemein Techniken zum Korrigieren von Variationen der Induktanz in einem System zum drahtlosen Laden. Wie oben erörtert, können Systeme für drahtloses Laden über Magnetresonanz eine induktive Kopplung zwischen einer Sendespule (Tx) und einer Empfangsspule (Rx) verwenden, wobei eine ladende Einrichtung (DUC – Device Under Charge) leitende Komponenten enthalten kann, was zu Variationen der induktiven Kopplung führt, wenn ein Magnetfeld der Tx-Spule mit den leitenden Komponenten interagiert. Die hierin beschriebenen Techniken beinhalten ein kapazitives Element, das konfiguriert ist zum kapazitiven Koppeln an ein leitendes Element der DUC. Bei einigen Aspekten kann die kapazitive Kopplung zwischen dem kapazitiven Element und der leitenden Komponente die Variationen der induktiven Kopplung mindestens teilweise kompensieren.
1A ist ein Diagramm, das ein kapazitives Element in Reihe mit einer Sendespule darstellt. Die Tx-Schaltung 102 kann eine Tx-Spule 104, einen Abstimmkondensator 106 und ein kapazitives Element 108 enthalten. Der Abstimmkondensator 106 kann konfiguriert sein, die Tx-Spule so abzustimmen, dass sie mit einer mit einer gegebenen Rx-Spule assoziierten Sollfrequenz schwingt. Die Tx-Spule 104 mit einer Induktanz ”L” mit einer nicht gezeigten Rx-Spule interagiert jedoch möglicherweise mit einer leitenden Komponente einer DUC, wie unten bezüglich 1B erörtert.
Die Resonanzfrequenz ”f₀” kann durch die Gleichung 1 unten definiert werden:
In Gleichung 1 ist L die Induktanz, bevor irgendein leitendes Element eingeführt wird, und ”C” ist die Kapazität der Abstimmschaltung oder C_s, wie in 1A angegeben.
1B ist ein Diagramm, das das an ein leitendes Element gekoppelte kapazitive Element darstellt. Ein leitendes Element 110 kann eine Komponente oder ein Abschnitt einer DUC sein. Bei einigen Aspekten ist ein leitendes Element 110 ein Metallobjekt wie etwa ein Metallchassis, eine Batterie oder dergleichen, wie in 1B angegeben. Die Induktanz ”L” der Tx-Spule 104 wird infolge einer Interaktion zwischen der Tx-Spule 104 und dem leitenden Element 110 um ”ΔL” reduziert. Deshalb ist die Induktanz ”L'” gleich L – ΔL. Die Koppelkapazität (in 1B als C_c' bezeichnet), die zwischen dem Metallobjekt 110 und dem kapazitiven Element 108 gebildet wird, kann die Resonanzfrequenzänderung aufgrund einer etwaigen, durch die leitende Komponente 110 verursachte Induktanzreduktion ΔL mindestens teilweise kompensieren.
1C ist ein Diagramm, das ein Schaltungsäquivalent zum Diagramm von 1B darstellt. Die zwischen kapazitiven Elementen 108 in 1B und Metallobjekten gebildeten Kapazitäten sind äquivalent zu dem Hinzufügen des Kondensators 112 in 1C, auch als C_p bezeichnet, der durch Gleichung 2 unten definiert ist: C_p = C_c/2 Gl. 2
In Gleichung 2 ist C_c die zwischen dem Metallobjekt 110 und dem kapazitiven Element 108 gebildete Koppelkapazität, wie in 1B angegeben. Die resultierende Resonanzfrequenz f₂ in 1B und in der in 1C dargestellten Äquivalenzschaltung wird durch Gleichung 3 unten definiert:
Deshalb kann, wie oben erörtert, eine etwaige Änderung bei der Resonanzfrequenz der Tx-Spule 104 durch das Einführen der kapazitiven Elemente 108 zumindest teilweise verstellt werden.
Zusätzlich zu der Reihenverbindung von kapazitiven Elementen, in 1A, 1B und 1C beschrieben und wie unten unter Bezugnahme auf 3 erörtert, können die kapazitiven Elemente auch in einer Parallelkonfiguration an die Tx-Spule angeschlossen sein, wie unten unter Bezugnahme auf 2A, 2B, 2C und 4A und 4B erörtert.
2A ist ein Diagramm, das ein kapazitives Element parallel zu einer Sendespule darstellt. Die Tx-Schaltung 202 kann eine Tx-Spule 204, den Abstimmkondensator 206 und ein kapazitives Element 208 enthalten. Wie oben unter Bezugnahme auf die 1A–1C erörtert, kann der Abstimmkondensator 206 konfiguriert sein, die Tx-Spule 204 so abzustimmen, dass sie mit einer Sollfrequenz schwingt, wie etwa der durch Gleichung 1 definierten Frequenz f₀. In diesem Szenarium ist das kapazitive Element bezüglich der Tx-Spule 204 parallel angeordnet, wie unten ausführlicher erörtert.
2B ist ein Diagramm, das das an ein leitendes Element parallel zur Sendespule gekoppelte kapazitive Element darstellt. In diesem Beispiel ist die Kapazität ”C_c” in 2B angegeben, und eine resultierende Induktanz L'' der kapazitiven Elemente 208 angesichts des Metallobjekts 210 ist durch Gleichung 4 unten definiert:
2C ist ein Diagramm, das ein Schaltungsäquivalent zum Diagramm von 2B darstellt. Wie in 2C durch den gestrichelten Kasten 212 dargestellt, ist das äquivalente kapazitive Element 208 parallel zur Tx-Spule 204.
Entweder bei einer Parallelkonfiguration wie etwa in 2A–2C oder in einer Reihenkonfiguration wie etwa in den 1A–1C kann die zwischen den kapazitiven Elementen und dem Metallobjekt gebildete Kapazität zu einer Verstellung der Abstimmung der Tx-Spule führen, was sich wiederum auf die Leistungsübertragungseffizienz zwischen der Sendespule und der Empfangsspule auswirkt, doch liefert eine Parallelkonfiguration möglicherweise aufgrund der Impedanztransformationscharakteristik der Parallelverbindung eine geringfügig niedrigere Effizienz. Diese Charakteristik kann für einen Leistungsverstärker hilfreich sein, der mit der Spule verbunden ist, wenn mehr ladende Einrichtungen hinzugefügt werden, was zu einer relativ höheren Impedanz führt, die dem Leistungsverstärker präsentiert wird.
Die Aspekte von kapazitiven Elementen, entweder in Reihe, wie bei 108 in 1A und 1B dargestellt, oder parallel, wie bei 204 in 2A und 2B dargestellt, können in einem beliebigen geeigneten Design implementiert werden. Einige beispielhafte Designs werden unten erörtert.
3 ist ein Diagramm, das eine beispielhafte Leistungsübertragungseinheit mit einem kapazitiven Element darstellt. Eine Bodenansicht der Leistungsübertragungseinheit 300 ist bei 302 dargestellt, eine Draufsicht auf die Leistungsübertragungseinheit 300 ist bei 304 dargestellt, und eine Querschnittsansicht der Leistungsübertragungseinheit ist bei 306 dargestellt. Die Leistungsübertragungseinheit 300 enthält ein kapazitives Element mit zwei leitenden Elektrodenplatten 308, wie in der Bodenansicht 302 und der Querschnittsansicht 306 dargestellt. Bei einigen Aspekten können die leitenden Elektrodenplatten 308 aus Kupfer oder irgendeinem anderen geeigneten leitenden Material bestehen. Die Elektroden 308 können kommunikativ an eine Tx-Abstimmschaltung gekoppelt sein, die zum Abstimmen der Leistungsübertragungseinheit 300 konfiguriert ist. Bei anderen Aspekten können die leitenden Elektrodenplatten 308 so gemustert sein, dass ein gleicher Überlappungsbereich ungeachtet der Platzierung einer zu ladenden Einrichtung erzielt wird. Ferritmaterial 310 wird ebenfalls zwischen den Elektrodenplatten und der Spule verwendet, um den Effekt der hinzugefügten Metallelektrodenplatte auf die Spule zu reduzieren, doch kann das Ferritmaterial 310 entfallen, indem gewisse Muster auf der Elektrode verwendet werden, so dass sie sich nicht auf die Leistung der Tx-Spule auswirkt. Weiterhin kann ein dielektrisches Overlay 310 ermöglichen, dass die leitenden Elektrodenplatten 308 mindestens einen Teil eines Offsets bei der Induktanz, die durch die leitende Komponente der zu ladenden Einrichtung bewirkt wird, kapazitiv kompensieren. Beispielsweise kann eine Einrichtung mit einer Empfangsspule auf der Leistungsübertragungseinheit 300 platziert werden, um induktiv an eine Tx-Spule 312 gekoppelt zu werden, wie in der Draufsicht 304 und der Querschnittsansicht 306 von 3 dargestellt.
Bei einigen Szenarien hängt die Koppelkapazität der leitenden Elektrodenplatten 308 möglicherweise von dem Abstand zwischen den leitenden Elektrodenplatten 308 und den leitenden Komponenten einer zu ladenden Einrichtung ab. Weiterhin hängt bei einigen Aspekten die Koppelkapazität der leitenden Elektrodenplatten 308 möglicherweise von der Größe der zu ladenden Einrichtung ab. Bei den hierin beschriebenen Aspekten können ein strategischer Abstand, die Elektrodengröße, ein dielektrisches Overlay-Material und dergleichen auf der Basis eines mittleren Abstands einer leitenden Komponente einer zu ladenden Einrichtung für mehrere Arten von zu ladenden Einrichtungen, für mehrere Modelle der zu ladenden Einrichtungen und dergleichen gewählt werden. Weiterhin können bei einigen Aspekten ein strategischer Abstand, die Elektrodengröße, ein dielektrisches Overlay-Material und dergleichen derart gewählt werden, dass mehrere ladende Einrichtungen an die Tx-Spule 312 gekoppelt werden können, wie unter Bezugnahme auf 6B ausführlicher erörtert.
4A ist ein Beispieldiagramm einer Draufsicht auf eine Leistungsübertragungseinheit mit einem in einem Interdigitalmuster ausgebildeten kapazitiven Element. Wie in 4 dargestellt, sind mehrere kapazitive Elemente, wie etwa kapazitive Koppelplatten 402, 404, in der Leistungsübertragungseinheit 400A enthalten. Die kapazitiven Koppelplatten 402, 404 können ähnlich dem dielektrischen Overlay 310 von 3 unter einem dielektrischen Overlay-Material angeordnet sein. In diesem Beispiel sind die kapazitiven Koppelplatten 402, 404 auf der Tx-Spule 406 der Leistungsübertragungseinheit 400A angeordnet. Wie in 4A dargestellt, wird ein beabstandetes Interdigitalmuster verwendet, um die Interferenz auf das von der Tx-Spule 406 unter sich generierte Magnetfeld zu reduzieren. Die kapazitive Koppelplatte 402 enthält mehrere Arme, die miteinander verbunden sind, und die Arme sind mit der kapazitiven Koppelplatte 404 mit einer ähnlichen Struktur verschachtelt. Wie unten ausführlicher erörtert, kann, wenn eine durch den Kasten 410 angegebene ladende Einrichtung auf der Leistungsübertragungseinheit 400 platziert wird, die Kapazität der kapazitiven Koppelplatten 402, 404 von der Länge 412 der zu ladenden Einrichtung 410 und einem Abstand 414 zwischen den kapazitiven Koppelplatten 402, 404 abhängen.
4B ist eine Querschnittsansicht der Leistungsübertragungseinheit mit einem in einem Interdigitalmuster ausgebildeten kapazitiven Element. Die kapazitiven Koppelplatten 402, 404 sowie Wicklungen der Tx-Spule 406 sind in 4B dargestellt. Zwischen benachbarten Kapazitätskoppelplatten 404, 406 ist eine koplanare Streifenkapazität C_cs ausgebildet, wie durch 416 in 4B angegeben. Wenn eine ladende Einrichtung 410 auf der Leistungsübertragungseinheit 400B platziert wird, werden Parallelplattenkapazitäten (C_pp) bei 418 zwischen einer leitenden Komponente in der zu ladenden Einrichtung 410 und den durch die ladende Einrichtung 410 bedeckten kapazitiven Koppelplatten 402, 404 ausgebildet. Die Kapazitäten der kapazitiven Koppelplatten 402, 404 können durch Gleichungen 5, 6 und 7 unten bestimmt werden.
Bei den obigen Gleichungen ist K das vollständige elliptische Integral der ersten Art, ”I” ist die Länge der zu ladenden Einrichtung, wie durch den gestrichelten Pfeil 412 angegeben, ”w” ist die Breite jeder Koppelplatte 420, ”s” ist der Abstand zwischen benachbarten kapazitiven Koppelplatten 402, 404, wie durch den gestrichelten Pfeil 414 in 4A oben angegeben, und ”d” ist die Dicke eines dielektrischen Overlay 422, wie durch die Klammer bei 424 angegeben. Eine Kombination der obigen Parameter kann verwendet werden, um Bedingungen konstanter Resonanzfrequenz zu erfüllen, wie durch Gleichung 8 angegeben. L(C_s + C_s) = L'(C_s + C_cs + C_pp) = L''(C_s + C_cs + 2C_pp) = L'''(C_s + C_cs + 3C_pp) Gl. 8
In Gleichung 8 stellen L', L'' und L''' jeweils die Induktanz der verstimmten Tx-Spule dar, wenn 1, 2 und 3 ladende Einrichtungen auf der Tx-Spule mit einem vordefinierten Trennabstand ”D” platziert werden. Bei einem Beispiel beträgt die Breite ”w” 2 Millimeter (mm), die Dicke ”d” des dielektrischen Overlay beträgt 1,3 mm, die Länge der Länge ”I” 412 der zu ladenden Einrichtung 410 beträgt 120 mm, der Abstand ”s” 414 zwischen benachbarten kapazitiven Koppelplatten 402, 404, beträgt 35 mm, und die Trennung zwischen zu ladenden Einrichtungen ”D” beträgt 6 mm.
5A zeigt Draufsichten auf eine Leistungsübertragungseinheit und eine ladende Einrichtung unter verschiedenen Orientierungen. Die kapazitiven Koppelplatten 402, 404 sind strategisch beabstandet, um eine große Positionsflexibilität zu bieten, so dass ungeachtet der Orientierung/des Orts, an der/dem die ladende Einrichtung 410 platziert wird, immer etwa das gleiche Ausmaß an Überlappung zwischen der zu ladenden Einrichtung und den beiden Koppelplatten 402, 404 vorliegt, wie jeweils bei 502, 504, 506 angegeben.
5B zeigt eine Draufsicht auf eine Leistungsübertragungseinheit und mehrere ladende Einrichtungen. Der Verstimmeffekt einer leitenden Komponente wie etwa eines Metallobjekts innerhalb einer zu ladenden Einrichtung 410 wird möglicherweise verstärkt, wenn mehrere ladende Einrichtungen mit leitenden Komponenten auf der Leistungsübertragungseinheit platziert werden. Bei einigen Aspekten können hier beschriebene Techniken zusätzliche leitende Komponenten in mehreren zu ladenden Einrichtungen 410 kompensieren, wie durch 508, 510, 512 angegeben.
6 ist ein Blockdiagramm, das ein Verfahren zum Ausbilden einer Leistungsübertragungseinheit mit einem kapazitiven Element darstellt. Bei Block 602 beinhaltet das Verfahren 600 das Ausbilden einer Sendespule, die induktiv an eine Empfangsspule einer zu ladenden Einrichtung (DUC) gekoppelt werden soll. Bei Block 604 beinhaltet das Verfahren 600 das Ausbilden eines kapazitiven Elements der Sendespule, die kapazitiv an eine leitende Komponente in der DUC gekoppelt werden soll.
Wie oben erörtert, kann das kapazitive Element in einer Parallelkonfiguration, einer Reihenkonfiguration oder einer beliebigen Kombination davon ausgebildet werden. In jeder dieser Konfigurationen kann die induktive Kopplung zwischen der Tx-Spule und der Rx-Spule durch eine Änderung bei einer Resonanzfrequenz der Tx-Spule aufgrund der Interaktion der Tx-Spule und der leitenden Elemente der DUC beeinflusst werden. Weiterhin kann eine Änderung bei der Resonanzfrequenz die Effizienz des Leistungstransfers zwischen der Tx-Spule und der Rx-Spule beeinflussen. Bei einigen Szenarien wird das kapazitive Element als Elektrodenplatten unter der Spule ausgebildet. Bei anderen Szenarien wird das kapazitive Element als mehrere Platten in einem Interdigitalmuster ausgebildet.
7 veranschaulicht ein Verfahren des kapazitiven Koppelns in einem System für drahtlose Leistung. Wie oben erörtert, kann eine Leistungsübertragungseinheit induktiv an eine Leistungsempfangseinheit gekoppelt werden. Eine leitende Komponente der Leistungsempfangseinheit kann jedoch das induktive Koppeln stören. Bei Block 702 kann eine induktive Kopplung zwischen einer Leistungsübertragungseinheit und einer Leistungsempfangseinheit durch eine kapazitive Kopplung zwischen dem bei 602 ausgebildeten kapazitiven Element, an die leitende Komponente gekoppelt, verstellt werden. Bei 704 kompensiert eine Änderung bei der induktiven Kopplung, wie etwa während der Verstellung 702, eine Änderung aufgrund der leitenden Komponente.
Bei 706 kann das Ändern der induktiven Kopplung relativ zu einer Änderung bei der Resonanzfrequenz und Effizienz sein. Die kapazitive Kopplung zwischen dem ausgebildeten kapazitiven Element und der leitenden Komponente der DUC führt zu einer Verstellung an der Resonanzfrequenz der Tx-Spule und deshalb der induktiven Kopplung zwischen der Tx-Spule und der Rx-Spule.
BEISPIEL 1
Die hier beschriebenen Techniken betreffen allgemein die drahtlose Übertragung und das Herstellen eines kapazitiven Mittels wie etwa eines kapazitiven Elements zum Koppeln mit leitenden Komponenten einer zu ladenden Einrichtung (DUC – Device Under Charge). Beispielsweise kann eine DUC verschiedene leitende Komponenten wie etwa Metall im Rahmen der DUC enthalten, die die induktive Kopplung, die zwischen der Sendespule und einer Empfangsspule der DUC beabsichtigt ist, abwerfen kann.
BEISPIEL 2
Die hierin beschriebenen Techniken können eine Komponente zum drahtlosen Laden beinhalten, einschließlich einer Sendespule und einem kapazitiven Mittel wie etwa einem kapazitiven Element, das an eine leitende Komponente einer zu ladenden Einrichtung (DUC) gekoppelt werden soll. Während die Sendespule induktiv an eine Empfangsspule der DUC gekoppelt werden soll, korrigiert das kapazitive Mittel eine Unterbrechung der induktiven Kopplung durch die eine oder die mehreren leitenden Komponenten der DUC.
BEISPIEL 3
Die hierin beschriebenen Techniken können eine Empfangseinheit für drahtlose Leistung einer zu ladenden Einrichtung (DUC) beinhalten. Die Empfangseinheit kann eine Empfangsspule enthalten, die induktiv an eine Sendespule einer Leistungsübertragungseinheit gekoppelt werden soll. Die Empfangseinheit kann eine leitende Komponente wie etwa einen Metallrahmen oder eine andere Rechenkomponente der DUC enthalten, die kapazitiv an ein kapazitives Element einer Sendespule koppeln soll. Die kapazitive Kopplung zwischen der leitenden Komponente und dem kapazitiven Element kann eine Unterbrechung bei einer induktiven Kopplung zwischen der Empfangsspule und der Sendespule korrigieren, die ansonsten aufgrund des leitenden Elements der DUC auftreten könnte.
BEISPIEL 4
Die hierin beschriebenen Techniken können eine Übertragungseinheit für drahtlose Leistung mit einer Sendespule und einem kapazitiven Element beinhalten. Eine Empfangseinheit kann eine Empfangsspule enthalten, die induktiv an die Sendespule gekoppelt werden soll. Die Empfangseinheit kann eine leitende Komponente wie etwa einen Metallrahmen oder eine andere Rechenkomponente der DUC enthalten, die kapazitiv an das kapazitive Element koppeln soll. Die kapazitive Kopplung zwischen der leitenden Komponente und dem kapazitiven Element kann eine Unterbrechung bei einer induktiven Kopplung zwischen der Empfangsspule und der Sendespule korrigieren, die ansonsten aufgrund des leitenden Elements der DUC auftreten könnte.
Nicht alle hierin beschriebenen und dargestellten Komponenten, Merkmale, Strukturen, Charakteristika usw. müssen in bestimmten Beispielen oder Aspekten enthalten sein. Falls die Patentschrift feststellt, dass eine Komponente, ein Merkmal, eine Struktur oder eine Charakteristik enthalten sein ”kann” oder ”könnte”, ist es beispielsweise nicht erforderlich, dass die bestimmte Komponente, das bestimmte Merkmal, die bestimmte Struktur oder die bestimmte Charakteristik enthalten ist. Falls sich die Patentschrift oder ein Anspruch auf ”ein” Element bezieht, bedeutet dies nicht, dass es von dem Element nur eines gibt. Falls die Patentschrift oder die Ansprüche sich auf ”ein zusätzliches” Element beziehen, schließt dies nicht aus, dass es von dem zusätzlichen Element mehr als eines gibt.
Es ist anzumerken, dass, wenngleich einige Aspekte unter Bezugnahme auf bestimmte Implementierungen beschrieben worden sind, andere Implementierungen gemäß einigen Aspekten möglich sind. Außerdem brauchen die Anordnung und/oder Reihenfolge von Schaltungselementen oder anderen, in den Zeichnungen dargestellten und/oder hierin beschriebenen Merkmalen nicht auf die bestimmte dargestellte und beschriebene Weise angeordnet zu sein. Viele andere Anordnungen sind gemäß einigen Aspekten möglich.
Bei jedem in einer Figur gezeigten System können die Elemente in einigen Fällen jeweils eine gleiche Bezugszahl oder eine andere Bezugszahl besitzen, um nahezulegen, dass die dargestellten Elemente verschieden und/oder ähnlich sein könnten. Ein Element kann jedoch flexibel genug sein, verschiedene Implementierungen zu besitzen und mit einigen oder allen der hierin gezeigten oder beschriebenen Systeme zu arbeiten. Die in den Figuren gezeigten verschiedenen Elemente können gleich oder verschieden sein. Welches als ein erstes Element bezeichnet wird und was ein zweites Element genannt wird, ist willkürlich.
Es versteht sich, dass Einzelheiten bei den oben erwähnten Beispielen an beliebiger Stelle in einem oder mehreren Aspekten verwendet werden können. Beispielsweise können alle optionalen Merkmale der oben beschriebenen Recheneinrichtung auch bezüglich der Verfahren oder des hierin beschriebenen computerlesbaren Mediums implementiert werden. Wenngleich Flussdiagramme und/oder Zustandsdiagramme möglicherweise hier verwendet worden sind, um Aspekte zu beschreiben, sind zudem die Techniken nicht auf jene Diagramme oder die entsprechenden Beschreibungen hierin beschränkt. Beispielsweise braucht sich der Fluss nicht notwendigerweise durch jeden dargestellten Kasten oder Zustand oder in genau der gleichen Reihenfolge, wie hierin dargestellt und beschrieben, zu bewegen.
Die vorliegenden Techniken sind nicht auf die hier aufgeführten bestimmten Details beschränkt. Tatsächlich versteht der Fachmann mit dem Vorzug dieser Offenbarung, dass viele andere Varianten der vorausgegangenen Beschreibung und der Zeichnungen innerhalb des Schutzbereichs der vorliegenden Techniken möglich sein können. Dementsprechend sind es die folgenden Ansprüche mit etwaigen Abänderungen daran, die den Schutzbereich der vorliegenden Techniken definieren.

Claims

Verfahren zum Ausbilden einer Übertragungseinheit für drahtlose Leistung, das Folgendes umfasst: Ausbilden einer Sendespule, die induktiv an eine Empfangsspule einer ladenden Einrichtung (DUC – Device Under Charge) gekoppelt werden soll; und Ausbilden eines kapazitiven Mittels der Sendespule, das kapazitiv an eine leitende Komponente der DUC gekoppelt werden soll.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die kapazitive Kopplung zwischen dem kapazitiven Mittel und der leitenden Komponente zu einer Verstellung an der induktiven Kopplung zwischen der Sendespule und der Empfangsspule führt.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Verstellung mindestens teilweise eine Änderung der induktiven Kopplung kompensiert, die aufgrund der leitenden Komponente der DUC auftritt.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Änderung der induktiven Kopplung zu einer Änderung bei einer Resonanzfrequenz der Sendespule und einer Effizienz des Leistungstransfers zwischen der Sendespule und der Empfangsspule in Beziehung steht.
Verfahren nach einer beliebigen Kombination der Ansprüche 1–4, wobei das kapazitive Mittel in Relation zur Sendespule in Reihe ausgebildet ist.
Verfahren nach einer beliebigen Kombination der Ansprüche 1–4, wobei das kapazitive Mittel in Relation zur Sendespule parallel ausgebildet ist.
Verfahren nach einer beliebigen Kombination der Ansprüche 1–6, wobei das kapazitive Mittel unter der Sendespule ausgebildete Elektrodenplatten umfasst.
Verfahren nach einer beliebigen Kombination der Ansprüche 1–6, wobei das kapazitive Mittel mehrere zwischen der Sendespule und einer dielektrischen Abdeckung für die Sendespule in einem Interdigitalmuster ausgebildete Elektrodenplatten umfasst.
Komponente für drahtloses Laden, die Folgendes umfasst: eine Sendespule, die induktiv an eine Empfangsspule einer ladenden Einrichtung (DUC – Device Under Charge) gekoppelt werden soll; und ein kapazitives Element der Sendesspule, das kapazitiv an eine leitende Komponente der DUC gekoppelt werden soll.
Komponente zum drahtlosen Laden nach Anspruch 9, wobei die kapazitive Kopplung zwischen dem kapazitiven Element und der leitenden Komponente zu einer Verstellung an der induktiven Kopplung zwischen der Sendespule und der Empfangsspule führt.
Komponente für drahtloses Laden nach Anspruch 10, wobei die Verstellung mindestens teilweise eine Änderung der induktiven Kopplung kompensiert, die aufgrund der leitenden Komponente der DUC auftritt.
Komponente für drahtloses Laden nach Anspruch 11, wobei die Änderung der induktiven Kopplung zu einer Änderung bei einer Resonanzfrequenz der Sendespule und einer Effizienz des Leistungstransfers zwischen der Sendespule und der Empfangsspule in Beziehung steht.
Komponente für drahtloses Laden nach einer beliebigen Kombination der Ansprüche 9–12, wobei das kapazitive Element in der Sendespule in Reihe angeordnet ist.
Komponente für drahtloses Laden nach einer beliebigen Kombination der Ansprüche 9–12, wobei das kapazitive Element in der Sendespule parallel angeordnet ist.
Komponente zum drahtlosen Laden nach einer beliebigen Kombination der Ansprüche 9–14, wobei das kapazitive Element eine unter der Sendespule ausgebildete Elektrodenplatte umfasst.
Komponente für drahtloses Laden nach einer beliebigen Kombination der Ansprüche 9–14, wobei das kapazitive Element mehrere zwischen der Sendespule und einer dielektrischen Abdeckung für die Sendespule in einem Interdigitalmuster ausgebildete Elektrodenplatten umfasst.
Empfangseinheit für drahtlose Leistung einer ladenden Einrichtung (DUC), die Folgendes umfasst: eine Empfangsspule, die induktiv an eine Sendespule einer Leistungsübertragungseinheit gekoppelt werden soll; eine leitende Komponente der DUC, die kapazitiv an ein kapazitives Mittel einer Sendespule gekoppelt werden soll, wobei die Sendespule induktiv an die Empfangsspule gekoppelt werden soll.
Empfangseinheit für drahtlose Leistung nach Anspruch 17, wobei die kapazitive Kopplung zwischen dem kapazitiven Mittel und der leitenden Komponente zu einer Verstellung an der induktiven Kopplung zwischen der Sendespule und der Empfangsspule führt.
Empfangseinheit für drahtlose Leistung nach Anspruch 18, wobei die Verstellung mindestens teilweise eine Änderung der induktiven Kopplung kompensiert, die aufgrund der leitenden Komponente der DUC auftritt.
Übertragungseinheit für drahtlose Leistung, die Folgendes umfasst: eine Sendespule, die induktiv an eine Empfangsspule einer ladenden Einrichtung (DUC) gekoppelt werden soll, und zum Interagieren mit einem leitenden Element der DUC, wobei die Interaktion die induktive Kopplung zwischen der Sendespule und der Empfangsspule reduziert; und ein kapazitives Mittel der Sendespule, das kapazitiv an die leitende Komponente der DUC gekoppelt werden soll, und zum Kompensieren der Reduktion der induktiven Kopplung, die mit der leitenden Komponente der DUC assoziiert ist.
Übertragungseinheit für drahtlose Leistung nach Anspruch 20, wobei die Änderung der induktiven Kopplung zu einer Änderung bei einer Resonanzfrequenz der Sendespule und einer Effizienz des Leistungstransfers zwischen der Sendespule und der Empfangsspule in Beziehung steht.
Übertragungseinheit für drahtlose Leistung nach einer beliebigen Kombination der Ansprüche 20–21, wobei das kapazitive Mittel in Reihe zur Sendespule angeordnet ist; oder wobei das kapazitive Mittel parallel zur Sendespule angeordnet ist.
Übertragungseinheit für drahtlose Leistung nach einer beliebigen Kombination der Ansprüche 20–22, wobei das kapazitive Mittel eine unter der Sendespule ausgebildete Elektrodenplatte umfasst.
Übertragungseinheit für drahtlose Leistung nach einer beliebigen Kombination der Ansprüche 20–22, wobei das kapazitive Mittel mehrere zwischen der Sendespule und einer dielektrischen Abdeckung für die Sendespule in einem Interdigitalmuster ausgebildete Elektrodenplatten umfasst.