DE112018001872T5

DE112018001872T5 - Feldformer für einen drahtlosen leistungssender

Info

Publication number: DE112018001872T5
Application number: DE112018001872.5T
Authority: DE
Inventors: Jaejin Lee; Hao-Han Hsu; Chung-Hao J. Chen
Original assignee: Intel Corp
Current assignee: Intel Corp
Priority date: 2017-04-04
Filing date: 2018-03-01
Publication date: 2019-12-19
Also published as: WO2018186954A1; US20180287411A1; US11177680B2

Abstract

Techniken zum Fokussieren der Energie, die von einer drahtlosen Leistungssendeeinheit abgestrahlt wird, sind beschrieben. Eine beispielhafte Leistungssendeeinheit umfasst eine Sendespule, die ausgebildet ist, um ein Magnetfeld zu erzeugen, um eine Vorrichtung innerhalb eines aktiven drahtlosen Ladebereichs drahtlos mit Leistung zu versorgen. Die Leistungssendeeinheit umfasst auch eine Leistungserzeugungsschaltungsanordnung, um Strom an die Sendespule zu liefern, um das Magnetfeld zu erzeugen. Die Leistungssendeeinheit umfasst auch eine Ferritstruktur, die unter der Sendespule angeordnet ist, die Ferritstruktur umfassend eine flache Platte und einen Vorsprung von Ferritmaterial, der über die flache Platte herausragt.

Description

BEZUGNAHME AUF VERWANDTE ANMELDUNG
Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität des Anmeldetags der US-Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen 15/478,501 von Jaejin LEE et al. mit dem Titel „FIELD SHAPER FOR A WIRELESS POWER TRANSMITTER“, eingereicht am 4. April 2017, und die hierin durch Bezugnahme aufgenommen ist.
TECHNISCHES GEBIET
Diese Offenbarung bezieht sich im Allgemeinen auf Techniken zur drahtlosen Leistungsübertragung. Insbesondere bezieht sich diese Offenbarung auf Techniken zum Eindämmen des elektromagnetischen Feldes, das durch einen drahtlosen Leistungssender erzeugt wird.
HINTERGRUND
Ein grundlegendes, drahtloses Leistungsübertragungssystem kann eine drahtlose Leistungssendereinheit (PTU; power transmitter unit) und eine drahtlose Leistungsempfangseinheit (PRU; power receiving unit) umfassen. Eine PRU kann in einer mobilen Rechenvorrichtung, wie beispielsweise einem Laptop, Tablet oder Smartphone implementiert sein, die auf einer Ladematte platziert werden kann, die mit einer PTU ausgestattet ist. Die PTU kann eine Sende- (Tx) Spule umfassen und eine PRU kann eine Empfangs- (Rx) Spule umfassen. Bei typischen drahtlosen Leistungsübertragungssystemen erzeugt die Sendespule ein alternierendes elektromagnetisches Feld und die Empfangsspule nimmt die Leistung aus dem elektromagnetischen Feld auf und wandelt sie in elektrischen Strom zurück, um die Batterie aufzuladen und/oder die Vorrichtung mit Leistung zu versorgen.
Zwei gängige Techniken für drahtlose Leistungsübertragung werden als induktives Laden und Magnetresonanzladen bezeichnet. Bei induktivem Laden sind die Sende- und Empfangsspulen eng gekoppelt und arbeiten wie zwei Wicklungen eines Transformators. Bei Magnetresonanzladen sind die Sende- und Empfangsspulen lose gekoppelt und beide Spulen sind auf dieselbe Resonanzfrequenz abgestimmt, um eine Effizienz zu verbessern. Unter einigen Umständen kann das von der Sendespule erzeugte elektromagnetische Feld an Bereiche gesendet werden, die außerhalb des drahtlosen Ladebereichs sind. Diese Energie wird verschwendet und kann andere elektronische Komponenten stören.
Figurenliste

1 ist ein Blockdiagramm einer PTU, um einer PRU Leistung bereitzustellen.
2 ist ein Beispiel einer Sendespule mit einem Feldformer.
3 ist eine Seitenansicht der Sendespule und des Feldformers, die in 2 gezeigt sind.
4 ist ein anderes Beispiel einer Sendespule mit einem Feldformer.
5 ist eine Seitenansicht des Feldformers, der in 4 gezeigt ist.
6 ist ein Graph der Magnetfeldstärke für eine Sendespule mit einer Ferritstruktur mit hohem Aspektverhältnis.
7 ist ein anderes Beispiel einer feldformenden Ferritstruktur.
8 ist ein Graph der Magnetfeldstärke für eine Sendespule mit der feldformenden Ferritstruktur von 7.
9 ist ein anderes Beispiel einer feldformenden Ferritstruktur.
10 ist ein Graph der Magnetfeldstärke für eine Sendespule mit der feldformenden Ferritstruktur von 9.
11 ist ein anderes Beispiel einer Sendespule mit einem Feldformer.
12 ist eine Seitenansicht des Feldformers 140, der in 11 gezeigt ist.
13 ist ein Beispiel eines Patch-Arrays, das in Kombination mit einer Ferritstruktur verwendet werden kann, um einen Feldformer zu bilden.
14 ist ein Graph der Magnetfeldstärke für eine Sendespule mit der feldformenden Ferritstruktur und dem Patch-Array.
15 ist eine Querschnitt-Seitenansicht eines anderen Beispiels einer Sendespule mit einem Feldformer, der eine Ferritstruktur und ein Patch-Array umfasst.
16 ist eine Querschnitt-Seitenansicht eines anderen Beispiels einer Sendespule mit einem Feldformer, der eine Ferritstruktur und ein Patch-Array umfasst.
17 ist ein Prozessflussdiagramm eines Verfahrens zum Herstellen einer Sendespule mit einem Feldformer.

Dieselben Bezugszeichen werden durchgehend in der Offenbarung und den Figuren verwendet, um Bezug auf gleiche Komponenten und Merkmale zu nehmen. Bezugszeichen im 100er-Bereich beziehen sich auf Merkmale, die sich ursprünglich in 1 finden; Bezugszeichen im 200er-Bereich beziehen sich auf Merkmale, die sich ursprünglich in 2 finden, und so weiter.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Der hierin offenbarte Gegenstand bezieht sich auf Techniken zum Formen des elektromagnetischen Feldes, das von einer Sendespule einer drahtlosen Ladevorrichtung erzeugt wird. Wie vorangehend erwähnt, kann das von der Sendespule erzeugte elektromagnetische Feld dazu neigen, in einigen Fällen an unerwünschte Bereiche gesendet zu werden. Regulierungsbehörden haben Vorschriften definiert, die den Betrag von elektromagnetischer Energie, die an die Umgebung gesendet werden kann, begrenzen. Eine solche Vorschrift, die als elektromagnetische Verträglichkeit (EMC; ElectroMagnetic Compatibility) bezeichnet wird, kontrolliert gewährbare Emissionen und begrenzt elektromagnetische (EM; ElectroMagnetic) Energiepegel, um Störungen anderer Elektronik zu vermeiden. Eine andere Vorschrift, die als das Spezifische Absorptionsverhältnis (SAR; Specific Absorption Ratio) bezeichnet wird, spezifiziert die maximal zulässige Exposition von EM-Energie gegenüber dem menschlichen Körper.
In letzter Zeit gibt es Bemühungen, drahtlose Leistungsübertragungssysteme in Schreibtische und Tische einzubringen. Durch ein Einbringen von drahtlosen Ladeanschlussflächen in die Tische werden haben Rechenvorrichtungsbenutzer ein bequemes Ladeerlebnis und eine drahtfreie Umgebung haben. Um eine Kompatibilität mit den SAR-Standards sicher zu stellen, können verschiedene Techniken verwendet werden, um die elektromagnetische Strahlung von der Rückseite der sendenden Spule zu reduzieren.
Die vorliegende Offenbarung stellt eine Technik zum Formen des elektromagnetischen Felds, das von einer Sendespule abgestrahlt wird, bereit. Die Technik verwendet eine Ferritstruktur mit hoher magnetischer Permeabilität, die unter der Sendespule angeordnet ist. Die Ferritstruktur ist eine flache Platte mit einem oder mehreren Vorsprüngen von Ferritmaterial, die in oder nahe der Mitte des Ladebereichs der Sendespule angeordnet ist. Die Ferritstruktur steuert den Magnetflusspfad, um die elektromagnetische Feldstärke innerhalb des Ladebereichs zu erhöhen, während sie die elektromagnetische Feldstärke außerhalb des Ladebereichs reduziert. Auf diese Weise wird eine Übertragungseffizienz für das drahtlose Leistungsübertragungssystem erhöht, während eine unerwünschte EMI-Emission von der Sendespule unterdrückt wird. Bei einigen Ausführungsbeispielen ist ein Patch-Array unter der Ferritstruktur angeordnet. Das Patch-Array ist ausgebildet, um bei der Betriebsfrequenz des drahtlosen Leistungsübertragungsystems relativ transparent für elektromagnetische Energie zu erscheinen. Bei anderen Frequenzen erscheint das Patch-Array eher wie eine feste leitfähige Platte und reduziert ferner unerwünschte abstrahlende Emissionen.
Die hierin beschriebenen Techniken können teilweise unter Verwendung eines Drahtlos-Laden-Standardprotokolls, wie beispielsweise einer durch die Airfuel Alliance, das Wireless Power Consortium (WPC) und andere bereitgestellten Spezifikation implementiert werden. Jedoch können die hierin beschriebenen Techniken gegebenenfalls unter Verwendung irgendeines anderen Drahtlos-Laden-Standardprotokolls implementiert werden. Die hierin beschriebenen Techniken können in Systemen implementiert werden, die induktives Laden oder Magnetresonanzladen verwenden.
1 ist ein Blockdiagramm einer PTU, um einer PRU Leistung bereitzustellen. Eine PTU 102 kann mit einer PRU 104 über eine Magnetkopplung zwischen zwei Resonatoren, die hierin als die Sendespule und die Empfangsspule 108 bezeichnet werden, gekoppelt sein, wie durch den Pfeil 110 angezeigt ist. Während eines Betriebs können die Sendespule 106 und die Empfangsspule 108 eng gekoppelt sein, wie bei einem induktiven Laden, oder lose gekoppelt sein, wie bei einem Magnetresonanzladen.
Die PTU 102 kann einen Oszillator 112, einen Leistungsverstärker 114, einen Gleichstrom-zu-Gleichstrom (DC2DC; Direct Current to Direct Current) -Wandler 116 und eine Anpassungsschaltung 118 umfassen. Der Oszillator 112 ist ausgebildet, um ein periodisches oszillierendes elektrisches Signal mit einer bestimmten Frequenz zu erzeugen, die für drahtlose Leistungsübertragung verwendet wird. Die bestimmte Frequenz ist hierin als die Betriebsfrequenz bezeichnet. Der Leistungsverstärker 114 empfängt Gleichstromleistung von dem DC2DC-Wandler 116 und verstärkt das von dem Oszillator 112 empfangene Signal. Die Anpassungsschaltung 118 passt die Impedanz des Leistungsverstärkers 114 an die Impedanz der Sendespule 106 an, um eine effiziente Leistungsübertragung sicherzustellen. Die Anpassungsschaltung 118 kann irgendeine geeignete Anordnung von elektrischen Komponenten wie beispielsweise Kondensatoren, Induktivitäten und anderen Schaltungselementen umfassen, die angepasst werden können, um die Sendespule 106 dem Leistungsverstärker 114 Impedanzanzupassen. Bei einigen Beispielen kann die PTU 102 mit einem Schreibtisch oder Tisch eingebettet sein.
Andere Komponenten der PTU können einen Stromsensor 120, ein Bluetooth Low Energy (BLE) Modul 122, eine Steuerung 124 und anderes umfassen. Der Stromsensor 120 kann ein Amperemeter, ein Voltmeter oder irgendein anderer Sensor sein, der ausgebildet ist, um Lastschwankungen zu erfassen, die aufgrund einer induktiven Kopplung zwischen der PTU 102 und einem anderen Objekt, wie beispielsweise der PRU 104, auftreten. Der Stromsensor 120 kann der Steuerung 124 der PTU 102 eine Anzeige einer Laständerung bereitstellen. Die Steuerung 124 kann ausgebildet sein, um verschiedene Aspekte des Betriebs der PTU 102 zu steuern. Beispielsweise kann die Steuerung 124 eine Frequenz und/oder einen Leistungspegel der Leistung, die von der Sendespule 106 abgestrahlt wird, einstellen. Die Steuerung 124 kann auch die Kommunikationen zwischen der PTU 102 und der PRU 104 durch das BLE-Modul 122 steuern.
Die PRU 104 kann eine Komponente einer Rechenvorrichtung 126 sein, die ausgebildet ist, um drahtlos durch die induktive Kopplung 110 Leistung von der PTU 102 zu empfangen. Die Rechenvorrichtung 126 kann irgendeine geeignete Art von Rechenvorrichtung sein, umfassend einen Laptop-Computer, ein Ultrabook, einen Tablet-Computer, ein Phablet, ein Mobiltelefon, ein Smartphone, eine Smart Watch und anderer Arten von mobilen batteriebetriebenen Vorrichtungen.
Die PRU 104 kann einen Gleichrichter 128, einen DC2DC-Wandler 130, ein Batterieladegerät 132 und eine Batterie 134 umfassen. Die Rechenvorrichtung 126 empfängt elektrische Leistung als einen Magnetfluss, der durch die Empfangsspule 108 fließt. Der Gleichrichter 128 empfängt eine Wechselstrom (AC; alternating current) -Spannung von der Empfangsspule 108 und erzeugt eine gleichgerichtete DC-Spannung (Vrect). Der DC2DC-Wandler 130 empfängt die gleichgerichtete Spannung von dem Gleichrichter 128, wandelt die Spannung in einen geeigneten Spannungspegel um und stellt die Ausgabe dem Batterieladegerät 132 bereit. Die Batterie 134 versorgt die verschiedene Plattformhardware der Rechenvorrichtung 126 mit Leistung. Die Plattformhardware umfasst die Prozessoren, Arbeitsspeicher (memory), Datenspeicher (storage) -Vorrichtungen, Kommunikationsbusse, I/O-Schnittstellen, Kommunikationsvorrichtungen, Anzeigevorrichtungen und andere Komponenten, die die Rechenvorrichtung 126 bilden.
Die PRU 104 kann auch ein Bluetooth Low Energy (BLE)-Modul 136 und eine Steuerung 138 umfassen. Die Steuerung 138 ist ausgebildet, um mit der PTU 102 einen drahtlosen Handshake durchzuführen. Wie vorangehend erörtert wurde, kann der drahtlose Handshake-Broadcast durch die BLE-Module 122 und 136 oder eine andere drahtlose Datenübertragungskomponente durchgeführt werden. Verschiedene Arten von Informationen können während des drahtlosen Handshakes gesendet werden, umfassend Leistungsbudget, drahtlose Ladefähigkeiten, Größe der Rechenvorrichtung 126 und andere Informationen.
Die PTU 102 umfasst auch einen Feldformer 140. Der Feldformer 140 umfasst die weiter unten beschriebene Ferritstruktur. Die Feldformer steuert den Magnetflusspfad, um die elektromagnetische Feldstärke innerhalb des Ladebereichs zu erhöhen, während er die elektromagnetische Feldstärke außerhalb des Ladebereichs reduziert. Bei einigen Ausführungsbeispielen umfasst der Feldformer 140 auch ein Patch-Array-Schild, das über der Ferritstruktur angeordnet ist. Das Patch-Array ist frequenzselektiv. Speziell erscheint das Patch-Array relativ transparent für elektromagnetische Energie, die mit der Betriebsfrequenz abgestrahlt wird. Das reduziert die Auswirkungen des Patch-Arrays auf die gewünschten elektromagnetischen Übertragungen. Bei anderen Frequenzen erscheint das Patch-Array eher wie eine feste leitfähige Platte und reduziert unerwünschte abstrahlende Emissionen. Einige Beispiele von Patch-Arrays gemäß den vorliegenden Techniken werden weiter unten Bezug nehmend auf die 11-16 beschrieben.
Das Blockdiagramm von 1 soll nicht anzeigen, dass die PTU 102 und/oder die PRU 104 alle der in 1 gezeigten Komponenten umfassen sollen. Ferner können die PTU 102 und die PRU 104 irgendeine Anzahl zusätzlicher Komponenten, die nicht in 1 gezeigt sind, umfassen, abhängig von den Details der spezifischen Implementierung.
2 ist ein Beispiel einer Sendespule mit einem Feldformer. Die Sendespule 106 kann eine oder mehrere leitfähige Windungen umfassen, die ausgebildet sind, um Strom von der PTU-Schaltungsanordnung 200 zu empfangen. Die PTU-Schaltungsanordnung 200 kann die Komponenten umfassen, die Bezug nehmend auf 1 beschrieben sind, wie beispielsweise den Oszillator 112, den Leistungsverstärker 114, den DC2DC-Wandler 116, die Anpassungsschaltung 118 und andere. Strom, der auf den leitfähigen Windungen fließt, erzeugt das Magnetfeld, das für ein drahtloses Laden verwendet wird. Die Sendespule, die in 2 gezeigt ist, umfasst mehrere Windungen, die in spezifischen Distanzen beabstandet sind. Die Anzahl von Windungen, die Form der Windungen und die Beabstandung zwischen den Windungen können gewählt werden, um das elektromagnetische Feld innerhalb des aktiven Ladebereichs zu fokussieren. Die spezifische Anordnung, die in 1 gezeigt ist, ist jedoch keine Einschränkung der vorliegenden Techniken. Die aktuellen Techniken können unter Verwendung irgendeiner geeigneten Art von Sendespule mit irgendeiner Anzahl, Form oder Beabstandung von Windungen implementiert werden.
In Bezug auf die Sendespule 106 gibt es einen definierten Bereich über der Sendespule, der hierin als der aktive Ladebereich bezeichnet wird. Der aktive Ladebereich ist, wo die PRUs 104 platziert werden sollen, sodass die PTU 102 aktiviert wird und beginnen wird, ein oszillierendes Magnetfeld zu erzeugen, um die PRU 104 zu laden. Typischerweise wird das Magnetfeld innerhalb des aktiven Ladebereichs auf einem relativ gleichmäßigen und starken Level erhalten. Außerhalb des Ladebereichs wird das Magnetfeld mit einer Entfernung schwächer. Bei einigen Beispielen wird die aktive Ladefläche etwa gleich zu der Fläche sein, die von der Sendespule oder der äußeren Windung, wenn es mehr als eine gibt, begrenzt ist.
Unter der Sendespule 106 ist ein beispielhaftes Ausführungsbeispiel eines Feldformers 140. Bei diesem Beispiel ist der Feldformer 140 eine Ferritstruktur 202, die eine flache Peripherieplatte 204 unter der Sendespule 106 und einen Vorsprung 206 in der Mitte der Ferritstruktur 202 umfasst, und mit der Mitte der Sendespule 106 ausgerichtet ist. Die Ferritstruktur 202 kann aus irgendeinem geeigneten hochpermeablen, verlustarmen ferromagnetischen Material hergestellt sein, umfassend Eisen, Nickel, Kupfer, Spinell-Ferrite, hexagonale Ferrite und andere. Der Vorsprung 206, der in 2 gezeigt ist, ist ein quadratischer Vorsprung. Jedoch wird darauf hingewiesen, dass andere Formen auch möglich sind, umfassend einen runden Vorsprung, ein Quadrat mit abgerundeten Ecken und andere. Zusätzliche Merkmale der Ferritstruktur 202 können Bezug nehmend auf 3 besser verstanden werden.
3 ist eine Seitenansicht der Sendespule und des Feldformers, die in 2 gezeigt sind. Wie in 3 gezeigt ist, weist der Vorsprung 206 der Ferritstruktur 202 eine spezifizierte Breite, w, und Höhe, h, auf. Die Breite und Höhe des Vorsprungs 206 kann basierend auf den gewünschten Feldstärkecharakteristika innerhalb des Ladebereichs ausgewählt werden. Bei einem beispielhaften Ausführungsbeispiel kann die Breite ungefähr 50 mm sein und die Höhe kann ungefähr 8 mm sein. Jedoch können die Höhe und Breite abhängig von den Entwurfsdetails einer spezifischen Implementierung unterschiedlich sein. Die Breite und Höhe können für eine spezifische Implementierung abgestimmt sein, basierend auf gemessenen und/oder simulierten Feldcharakteristika, die durch die Ferritstruktur 202 und die Sendespulen 106 -Kombination bereitgestellt sind. Die Dicke, t, der flachen Peripherieplatte 204 kann ungefähr 1 Millimeter sein.
Zusätzlich kann die Höhe der Sendespule 106 über der Ferritstruktur 202 spezifiziert sein, um die gewünschten Feldcharakteristika zu erreichen. Bei dem in 3 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Höhe der Sendespule 106 über der flachen Peripherieplatte 204 der Ferritstruktur 202 niedriger als die Höhe des Vorsprungs 206, und der Vorsprung 206 bricht die Ebene der Sendespule 106. Bei einigen beispielhaften Ausführungsbeispielen ist die Höhe der Sendespule 106 über der flachen Peripherieplatte 204 der Ferritstruktur 202 niedriger als die Höhe des Vorsprungs 206, so dass die Sendespule 106 über der Oberseite des Vorsprungs 206 sitzt. Bei einigen Beispielen kann die Sendespule 106 direkt oben auf der flachen Peripherieplatte 204 der Ferritstruktur 202 aufliegen.
Die Sendespule 106 neigt dazu, ein großes Magnetfeld nahe der Mitte der Sendespule 106 zu erzeugen. Die Auswirkung des Vorsprungs 206 in der Mitte der Ferritstruktur 102 ist es, das Magnetfeld in der Nähe der Mitte der Sendespule 106 weiter zu intensivieren.
4 ist ein anderes Beispiel einer Sendespule mit einem Feldformer. Der Feldformer 140 ist eine andere Ferritstruktur 202, die im Wesentlichen ähnlich zu der Ferritstruktur 202 ist, die Bezug nehmend auf 2 und 3 beschrieben ist. Die Ferritstruktur 202 umfasst die flache Peripherieplatte 204 unter der Sendespule 106 und einen Vorsprung 206, der in der Mitte der Ferritstruktur 202 und mit der Mitte der Sendespule 106 ausgerichtet ist. Jedoch ist der Vorsprung 206 in der Mitte der Ferritstruktur 202 eine Matrix aus individuellen Fingern 400. Die Finger 400 können irgendeine geeignete Form sein. Ferner, obwohl eine 5 × 5 Matrix aus Fingern 400 gezeigt ist, kann der Vorsprung 206 in irgendeine geeignete Anzahl von Fingern unterteilt werden, umfassend 2 × 2, 3 × 3, 4 × 4, 6 × 6 oder mehr. Zusätzliche Merkmale der Ferritstruktur 202 können Bezug nehmend auf 5 besser verstanden werden.
5 ist eine Seitenansicht des Feldformers, der in 4 gezeigt ist. Wie in 5 gezeigt ist, umfasst der Vorsprung 206 der Ferritstruktur 202 ein Array von Fingern 400 mit gleicher Höhe, z, und einer Breite, x. Die Höhe, z, und Breite, x, können so gewählt sein, dass sie ein hohes Aspektverhältnis, a, bereitstellen, das gleich der Höhe geteilt durch die Breite (a = z/x) ist. Das Aspektverhältnis kann größer als oder gleich 1 sein und kann in dem Bereich von 1 bis 10 sein. Das Magnetfeld (Hz) und die effektive Permeabilität entlang der vertikalen Z-Richtung (µ_eff, z) nehmen beide mit abnehmendem Entmagnetisierungsfaktor (N_z) gemäß den Gleichungen (1) und (2) zu. In den nachfolgenden Gleichungen ist M Magnetisierung und µ_r ist relative Permeabilität. $H z = 4 π M (1 - N_{z})$
$μ_{e f f, z} = \frac{μ_{r}}{1 + N_{z} (μ_{r} - 1)}$
Der Entmagnetisierungsfaktor kann gemäß Gleichung 3 berechnet werden und nimmt mit zunehmendem Aspektverhältnis ab. $N_{z} = \frac{1}{(a^{2} - 1)} [\frac{a}{\sqrt{a^{2} - 1}} 1 n (a + \sqrt{a^{2} -}) - 1]$
Dementsprechend kann die Ferritstruktur mit einem großem Aspektverhältnis eine Magnetfeldintensität und Gleichmäßigkeit in dem Ladebereich verbessern. Die Breite, x, und Höhe, z, können für eine spezifische Implementierung abgestimmt sein, basierend auf gemessenen und/oder simulierten Feldcharakteristika, die durch die Feldformer und Sendespulen -Kombination bereitgestellt sind.
6 ist ein Graph der Magnetfeldstärke für eine Sendespule mit einer Ferritstruktur mit hohem Aspektverhältnis. Genauer repräsentiert der Graph von 6 simulierte Magnetfeldwerte für eine Sendespule mit einer Ferritstruktur mit hohem Aspektverhältnis des Typs, der in 4 und 5 gezeigt ist. Die X-Achse repräsentiert eine Distanz über die Sendespule in die x-Richtung, wobei die Mitte der Spule bei 200 mm ist. Die Y-Achse repräsentiert die simulierte Magnetfeldstärke, die in Ampere pro Meter bei konstanter Distanz über der Sendespule gemessen wird.
Die gestrichelte Linie 602 repräsentiert die Magnetfeldstärke für eine Sendespule mit einer völlig flachen Ferritplatte, d.h. ohne Vorsprünge. Die gepunktete Linie 604 und die durchgezogene Linie 606 repräsentieren eine Sendespule mit einer Ferritstruktur des Typs, der vorangehend Bezug nehmend auf die 4 und 5 beschrieben ist. Genauer gesagt, repräsentiert die gepunktete Linie 604 eine Ferritstruktur mit Fingern, die ein Aspektverhältnis von 1 aufweisen. Die gepunktete Linie 606 repräsentiert eine Ferritstruktur mit Fingern, die ein Aspektverhältnis von 10 aufweisen. Die in 6 gezeigten Ergebnisse demonstrieren, dass, wenn das Aspektverhältnis der Finger zunimmt, die Magnetfeldintensität zunimmt.
7 ist ein anderes Beispiel einer feldformenden Ferritstruktur. Der Einfachheit halber ist nur die Seitenansicht gezeigt. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass die Draufsicht im Wesentlichen ähnlich zu der Draufsicht von 4 aussehen kann. Die Ferritstruktur 202, die in 7 gezeigt ist, ist im Wesentlichen ähnlich zu der Ferritstruktur 202, die Bezug nehmend auf 4 und 5 beschrieben ist. Die Ferritstruktur 202 umfasst die flache Peripherieplatte 204 unter der Sendespule 106 und einen Vorsprung 206, der in der Mitte der Ferritstruktur 202 und mit der Mitte der Sendespule 106 ausgerichtet ist. Zusätzlich ist der Vorsprung 206 in der Mitte der Ferritstruktur 202 ist eine Matrix aus individuellen Fingern 700.
Bei dem Ausführungsbeispiel von 7 sind die Finger 700 jedoch nicht gleichmäßig von gleicher Höhe. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Höhe (z) der Finger 700 in der Nähe der Mitte des Vorsprungs 206 höher und in den äußeren Abschnitten des Vorsprungs 206 niedriger. Die Breite (x) der Finger ist die gleiche für jeden Finger. Daher ist das Aspektverhältnis, a, in Richtung der Mitte des Vorsprungs 206 höher. Genauer zeigt 7 drei Aspektverhältnisse, a1, a2 und a'. Bei einem beispielhaften Ausführungsbeispiel kann a1 gleich 2 sein, a2 kann gleich 7 sein und a' kann gleich 10 sein. Abhängig von den gewünschten Feldcharakteristika sind auch andere Anordnungen möglich. Durch ein Bereitstellen unterschiedlicher Aspektverhältnisse für jeden der Finger wird ermöglicht, dass die Feldcharakteristika auf einen gewünschten Satz von Charakteristika abgestimmt werden können. Beispielsweise kann ein Platzieren eines Fingers mit einem höheren Aspektverhältnis in Richtung der Mitte des Vorsprungs das Magnetfeld nahe der Mitte des Ladebereichs fokussieren.
8 ist ein Graph der Magnetfeldstärke für eine Sendespule mit der feldformenden Ferritstruktur von 7. Die X-Achse repräsentiert eine Distanz über die Sendespule in die x-Richtung, wobei die Mitte der Spule bei 200 mm ist. Die Y-Achse repräsentiert die simulierte Magnetfeldstärke, die in Ampere pro Meter bei einer konstanten Distanz über der Sendespule gemessen wird.
Die durchgezogene Linie 802 repräsentiert die Magnetfeldstärke für eine Sendespule mit einer Ferritstruktur mit Fingern gleicher Größe, wie in 5 gezeigt ist, und aufweisend ein Aspektverhältnis von 10 (verglichen mit. 6, Linie 606). Die gestrichelte Linie 804 repräsentiert die Magnetfeldstärke für eine Sendespule mit einer Ferritstruktur mit Fingern eines variablen Aspektverhältnisses, wie in 7 gezeigt ist. Die in 8 gezeigten Ergebnisse demonstrieren, dass ein Erhöhen des Aspektverhältnisses der Finger in Richtung der Mitte des Vorsprungs, verglichen mit Fingern in Richtung der Peripherie des Vorsprungs, die Auswirkung hat, dass das Magnetfeld in Richtung der Mitte des Vorsprungs fokussiert wird.
9 ist ein anderes Beispiel einer feldformenden Ferritstruktur. Der Einfachheit halber ist nur die Seitenansicht gezeigt. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass die Draufsicht im Wesentlichen ähnlich zu der Draufsicht von 4 aussehen kann. Die Ferritstruktur 202, die in 9 gezeigt ist, ist im Wesentlichen ähnlich zu der Ferritstruktur 202, die Bezug nehmend auf 4 und 5 beschrieben ist. Die Ferritstruktur 202 umfasst eine flache Peripherieplatte 204 unter der Sendespule 106 und einen Vorsprung 206, der in der Mitte der Ferritstruktur 202 und mit der Mitte der Sendespule 106 ausgerichtet ist. Zusätzlich ist der Vorsprung 206 in der Mitte der Ferritstruktur 202 ist eine Matrix aus individuellen Fingern 900.
Jedoch ist bei dem Ausführungsbeispiel von 9F die Höhe (z) der Finger 900 nahe der Peripherie des Vorsprungs 206 höher und nahe der Mitte des Vorsprungs 206 niedriger. Die Breite (x) der Finger ist die gleiche für jeden Finger. Daher ist das Aspektverhältnis, a, in Richtung der Mitte des Vorsprungs 206 niedriger. Genauer zeigt 9 drei Aspektverhältnisse, a1, a2 und a". Bei einem beispielhaften Ausführungsbeispiel kann a1 gleich 7 sein, a2 kann gleich 2 sein und a" kann gleich 10 sein. Abhängig von den gewünschten Feldcharakteristika sind auch andere Anordnungen möglich. Ein Platzieren von Fingern mit niedrigerem Aspektverhältnis in Richtung der Mitte des Vorsprungs, kann das Magnetfeld nahe der Mitte des Ladebereichs reduzieren und das Magnetfeld in Richtung der Ränder des Vorsprungs refokussieren.
10 ist ein Graph der Magnetfeldstärke für eine Sendespule mit der feldformenden Ferritstruktur von 9. Die X-Achse repräsentiert eine Distanz über die Sendespule in die x-Richtung, wobei die Mitte der Spule bei 200 mm ist. Die Y-Achse repräsentiert die simulierte Magnetfeldstärke, die in Ampere pro Meter bei konstanter Distanz über der Sendespule gemessen wird.
Die durchgezogene Linie 1002 repräsentiert die Magnetfeldstärke für eine Sendespule mit einer Ferritstruktur mit Fingern gleicher Größe, wie in 5 gezeigt ist, und aufweisend ein Aspektverhältnis von 10 (verglichen mit. 6, Linie 606). Die gestrichelte Linie 1004 repräsentiert die Magnetfeldstärke für eine Sendespule mit einer Ferritstruktur mit Fingern eines variablen Aspektverhältnisses, wie in 9 gezeigt ist. Die in 10 gezeigten Ergebnisse demonstrieren, dass ein Verringern des Aspektverhältnisses der Finger in Richtung der Mitte des Vorsprungs, verglichen mit Fingern in Richtung der Peripherie des Vorsprungs, die Auswirkung hat, dass das Magnetfeld nahe der Mitte des Vorsprungs verringert wird und das Magnetfeld in Richtung der Ränder des Vorsprungs fokussiert wird.
11 ist ein anderes Beispiel einer Sendespule mit einem Feldformer. Bei diesem Beispiel umfasst der Feldformer 140 eine Ferritstruktur 202 und ein Patch-Array 1100, das über der Ferritstruktur 202 angeordnet ist. Die Ferritstruktur 202 kann irgendeine der vorangehend in Bezug auf die 2-10 beschriebenen Ferritstrukturen sein und umfasst den Vorsprung 206. Das Patch-Array 1110 umfasst eine Matrix von leitfähigen Patches 1102, die Seite-an-Seite unter und parallel zu der Sendespule 106 angeordnet sind. Die Sendespule 106 ist über dem Patch-Array 1100 angeordnet. Das Patch-Array 1100 umfasst eine Öffnung in der Mitte, die es dem Vorsprung 206 erlaubt, durch die Mitte des Patch-Arrays 1100 hindurchzuragen. Die Anordnung des Patch-Arrays 1100 und der Ferritstruktur 202 kann möglicherweise Bezug nehmend auf 12 besser verstanden werden.
12 ist eine Seitenansicht des Feldformers 140, der in 11 gezeigt ist. Wie in 12 gezeigt ist, sitzt das Patch-Array 1100 unter der Sendespule 106 und über der flachen Peripherieplatte 204 der Ferritstruktur 202. Der Vorsprung 206 ragt durch die Mitte des Patch-Arrays 1100 hindurch. Das Patch-Array 1100 ist ausgebildet, um elektromagnetische Energie unter der Sendespule 106 zu reduzieren. Das Patch-Array 1100 ist frequenzselektiv, was bedeutet, dass seine elektrischen Charakteristika bei unterschiedlichen Frequenzen unterschiedlich sind. Bei der Betriebsfrequenz verhält sich das Patch-Array 1100 transparenter zu der elektromagnetischen Energie, was die Verringerung des Magnetfeldes über der Sendespule 106 bei der Betriebsfrequenz reduziert. Bei anderen Frequenzen verhält sich das Patch-Array 1100 eher wie ein Festleiter und reduziert somit das Magnetfeld über und unter dem Patch-Array 1100 und der Sendespule 106 bei Frequenzen, die nicht die Betriebsfrequenz sind.
Die Frequenzselektivität kann durch ein Koppeln der Patches 1102 miteinander mit einer spezifischen Induktivität und Kapazität erreicht werden, um eine parallele LC-Resonanzschaltung zwischen jedem Patch 1102 zu erzeugen. Bei einigen Beispielen wird die LC-Schaltung unter Verwendung von Induktivitäten und Kondensatoren als diskrete Schaltungselemente erzeugt. Bei einigen Beispielen wird die LC-Schaltung durch die Struktur des Patch-Arrays erzeugt, wie beispielsweise die Beabstandung zwischen den Patches 1102 und anderen Faktoren. Einige Beispiele von Frequenzselektivitäts-Patch-Arrays sind ferner Bezug nehmend auf 13 beschrieben.
13 ist ein Beispiel eines Patch-Arrays, das in Kombination mit einer Ferritstruktur verwendet werden kann, um einen Feldformer zu bilden. Das in 13 gezeigte Patch-Array 1100 umfasst ein Array von rechteckigen leitfähigen Patches 1102 mit Zwischenräumen zwischen den Patches 1102. Jedes Patch 1102 ist ein flaches Panel aus leitfähigem Material, wie beispielsweise Aluminium, Kupfer, anderen Metallen und leitfähigen Polymeren. Jedes Patch 1102 ist mit den benachbarten Patches 1102 durch eine LC-Schaltung 1300 gekoppelt, die den Zwischenraum zwischen den Patches 1102 überspannt. Jede LC-Schaltung 1300 umfasst ein kapazitives Element 1302 und ein induktives Element 1304, die parallel über einen entsprechenden Zwischenraum geschaltet sind und den Zwischenraum überbrücken. Die Werte des kapazitiven Elements 1302 und des induktiven Elements 1304 können derart gewählt sein, dass die Resonanzfrequenz der LC-Schaltungen 1300 die Betriebsfrequenz des drahtlosen Leistungsübertragungssystems ist. Bei einigen Beispielen wird die Betriebsfrequenz des drahtlosen Leistungsübertragungssystems etwa 6,78 MHz sein.
Bei der Betriebsfrequenz wird durch die Resonanz der parallelen LC-Schaltung 1300 eine hohe Impedanz erzeugt, die verhindert, dass Strom zwischen den Patches 1102 fließt. Dies verursacht, dass der Strom, der auf dem Patch-Array 1100 durch die Sendespule induziert ist, nicht durchgehend ist. Bei anderen Frequenzen kann der Strom aufgrund von niedriger Impedanz durch die Patches 1102 fließen. Der induzierte Strom auf dem Patch-Array 1100 wird durchgehend und verursacht eine Abnahme bei der Stromintensität an der Sendespule. Auf diese Weise kann unbeabsichtigte Strahlung mit dem frequenzselektiven Patch-Array 1100 effektiv unterdrückt werden.
Die Abmessungen des Patch-Arrays 1100 können experimentell bestimmt werden und werden von der gewünschten Betriebsfrequenz abhängen. Für eine Betriebsfrequenz von 6,78 MHz kann das Patch-Array 1100 ein Array von 25 quadratischen Patches umfassen, von denen jedes auf einer Seite etwa 50 Millimeter (mm) ist. Der Zwischenraum zwischen den Patches 1102 kann etwa 2 mm sein. Diese beispielhaften Abmessungen führen zu einem Patch-Array 1100, das etwa 258 Millimeter x 258 Millimeter ist. Die Anzahl von Patches 1102 kann erhöht oder verringert werden, um für die Größe der Sendespule, die abgeschirmt wird, geeignet zu sein. Das Patch-Array 1100 kann gleich oder größer sein als der Bereich, der von der Sendespule abgedeckt wird. Bei einem Beispiel, bei dem das Patch-Array 140 nur eine einzige Windung umfasst, kann das Patch-Array 140 auf einen äußeren Umfang von Patches 202 beschränkt sein, der im Allgemeinen der Kontur der einzelnen Windung folgt.
14 ist ein Graph der Magnetfeldstärke für eine Sendespule mit der feldformenden Ferritstruktur und dem Patch-Array. Genauer repräsentiert der Graph von 14 simulierte Magnetfeldwerte für eine Sendespule mit einer feldformenden Ferritstruktur und einem Patch-Array des Typs, der in den 11 und 12 gezeigt ist. Die X-Achse repräsentiert eine Distanz über die Sendespule in die x-Richtung, wobei die Mitte der Spule bei 200 mm ist. Die Y-Achse repräsentiert die simulierte Magnetfeldstärke, die in Ampere pro Meter bei konstanter Distanz über der Sendespule gemessen wird.
Die durchgezogene Linie 1402 repräsentiert nur die Magnetfeldstärke für eine Sendespule, d.h. ohne Ferritstruktur oder Patch-Array. Die gepunktete Linie 1404 repräsentiert eine Sendespule mit einem Patch-Array und ohne Ferritstruktur. Die gestrichelte Linie 1606 repräsentiert eine Sendespule mit einem Patch-Array und einer Ferritstruktur, wie in den 11 und 12 gezeigt ist. Wie in 14 gezeigt ist, neigt das Patch-Array dazu, die Magnetfeldintensität im Vergleich zu der Sendespule allein zu reduzieren. Jedoch erhöht das Vorliegen der Ferritstruktur zusätzlich zu dem Patch-Array die Magnetfeldstärke und verringert die Magnetfeldreduktion, die durch das Patch-Array verursacht wird.
15 ist eine Querschnitt-Seitenansicht eines anderen Beispiels einer Sendespule mit einem Feldformer, der eine Ferritstruktur und ein Patch-Array umfasst. Bei diesem Beispiel sind zwei Windungen der Sendespule 106 gezeigt. Unter der Sendespule 106 ist das Patch-Array 1100. Bei diesem Beispiel sind die Patches des Patch-Arrays 1100 unter den Windungen der Sendespule 106 positioniert, und es gibt Zwischenräume in dem Patch-Array 1100 zwischen den Windungen der Sendespule 106. Unter dem Patch-Array 1100 ist die Ferritstruktur 202. Die Ferritstruktur umfasst die flache Platte 204 und mehrere Vorsprünge 206. Die Vorsprünge 206 sind zwischen den Windungen der Sendespule 106 und in den Zwischenräumen zwischen den Patches des Patch-Arrays 1100 positioniert.
16 ist eine Querschnitt-Seitenansicht eines anderen Beispiels einer Sendespule mit einem Feldformer, der eine Ferritstruktur und ein Patch-Array umfasst. Der beispielhafte Feldformer gemäß 16 ist ähnlich zu dem Feldformer, der in 15 gezeigt ist. Der beispielhafte Feldformer gemäß 16 umfasst das Patch-Array 1100 mit Patches, die unterhalb der Windungen der Sendespule 106 positioniert sind, und die Ferritstruktur mit Vorsprüngen 206, die zwischen den Windungen der Sendespule 106 und in den Zwischenräumen zwischen den Patches des Patch-Arrays 1100 positioniert sind. Bei diesem Beispiel umfassen die Vorsprünge 206 jedoch eine Matrix aus individuellen Fingern 1600. Die Finger 1600 können irgendeine geeignete Form und Größe sein, umfassend die Konfigurationen, die vorangehend Bezug nehmend auf die 5, 7 und 9 beschrieben sind. Ferner, können die Vorsprünge 206 in irgendeine geeignete Anzahl von Fingern unterteilt sein, umfassend 2 × 2, 3 × 3, 4 × 4, 6 × 6 oder mehr.
17 ist ein Prozessflussdiagramm eines Verfahrens zum Herstellen einer Sendespule mit einem Feldformer. Der Verfahren kann bei Block 1702 beginnen.
Bei Block 1702 wird eine Sendespule gebildet. Die Sendespule ist ausgebildet, um ein Magnetfeld zu erzeugen, um eine Vorrichtung innerhalb eines aktiven drahtlosen Ladebereichs drahtlos mit Leistung zu versorgen. Die Sendespule umfasst zumindest eine Windung und kann auch mehrere Windungen umfassen. Die Abmessungen der Windungen können ausgewählt werden, um die magnetische Energie innerhalb des aktiven Ladebereichs zu fokussieren.
Bei Block 1704 wird eine Leistungserzeugungsschaltungsanordnung leitfähig mit der Sendespule gekoppelt. Die Leistungserzeugungsschaltungsanordnung ist ausgebildet, um Strom an die Sendespule zu liefern, um das Magnetfeld bei einer gewünschten Frequenz oder einem Frequenzbereich zu erzeugen.
Bei Block 1706 wird eine Ferritstruktur unter der Sendespule angeordnet. Die Ferritstruktur umfasst eine flache Platte und einen Vorsprung von Ferritmaterial, der über die flache Platte herausragt. Die Ferritstruktur kann irgendeine der beispielhaften Ferritstrukturen sein, die vorangehend beschrieben sind.
Bei Block 1708 kann ein Patch-Array in einer Nähe der Sendespule angeordnet werden. Das Patch-Array kann parallel zu der Sendespule entweder über oder unter der Sendespule angeordnet werden. Bei einigen Ausführungsbeispielen wird das Patch-Array zwischen der Ferritstruktur und der Sendespule angeordnet. Das Patch-Array ist ausgebildet, um die Stärke des Magnetfelds, das von der Sendespule erzeugt wird, bei Frequenzen außerhalb der Betriebsfrequenz während eines Betriebs der Leistungssendeeinheit zu reduzieren. Das Patch-Array kann irgendein geeignetes frequenzselektives Patch-Array sein, umfassend eines der vorangehend beschriebenen Patch-Arrays. Bei einigen Ausführungsbeispielen wird das Patch-Array weggelassen und der Block 1708 wird nicht ausgeführt.
Das Verfahren 1700 sollte nicht so interpretiert werden, dass es bedeutet, dass die Blöcke notwendigerweise in der gezeigten Reihenfolge ausgeführt werden. Ferner können in dem Verfahren 1700 weniger oder mehrere Aktionen umfasst sein, abhängig von den Entwurfsgesichtspunkten einer bestimmten Implementierung.
BEISPIELE
Beispiel 1 ist eine Leistungssendeeinheit mit einem Feldformer. Die Leistungssendeeinheit umfasst eine Sendespule, die ausgebildet ist, um ein Magnetfeld zu erzeugen, um eine Vorrichtung innerhalb eines aktiven drahtlosen Ladebereichs drahtlos mit Leistung zu versorgen, und eine Leistungserzeugungsschaltungsanordnung, um Strom an die Sendespule zu liefern, um das Magnetfeld zu erzeugen. Die Leistungssendeeinheit umfasst auch eine Ferritstruktur, die unter der Sendespule angeordnet ist. Die Ferritstruktur umfasst eine flache Platte und einen Vorsprung von Ferritmaterial, der über die flache Platte herausragt.
Beispiel 2 umfasst die Leistungssendeeinheit mit einem Feldformer gemäß Beispiel 1, umfassend oder nicht umfassend optionale Merkmale. Bei diesem Beispiel umfasst der Vorsprung von Ferritmaterial einen einzelnen Vorsprung, der unter einer Mitte der Sendespule angeordnet ist.
Beispiel 3 umfasst die Leistungssendeeinheit mit einem Feldformer gemäß irgendeinem der Beispiele 1 bis 2, umfassend oder nicht umfassend optionale Merkmale. Bei diesem Beispiel umfasst der Vorsprung von Ferritmaterial eine Mehrzahl von Fingern mit gleicher Höhe, wobei jeder Finger ein Aspektverhältnis von zwei oder größer aufweist.
Beispiel 4 umfasst die Leistungssendeeinheit mit einem Feldformer gemäß irgendeinem der Beispiele 1 bis 3, umfassend oder nicht umfassend optionale Merkmale. Bei diesem Beispiel umfasst der Vorsprung von Ferritmaterial eine Mehrzahl von Fingern von variierender Höhe und variierendem Aspektverhältnis.
Beispiel 5 umfasst die Leistungssendeeinheit mit einem Feldformer gemäß irgendeinem der Beispiele 1 bis 4, umfassend oder nicht umfassend optionale Merkmale. Bei diesem Beispiel umfasst der Vorsprung von Ferritmaterial eine Mehrzahl von Fingern, umfassend einen ersten Satz von Fingern in einer Mitte des Vorsprungs und zumindest einen zweiten Satz von Fingern an einer Peripherie des Vorsprungs, wobei der erste Satz von Fingern in der Mitte des Vorsprungs ein höheres Aspektverhältnis aufweist als der zweite Satz von Fingern an der Peripherie des Vorsprungs.
Beispiel 6 umfasst die Leistungssendeeinheit mit einem Feldformer gemäß irgendeinem der Beispiele 1 bis 5, umfassend oder nicht umfassend optionale Merkmale. Bei diesem Beispiel umfasst der Vorsprung von Ferritmaterial eine Mehrzahl von Fingern, umfassend einen ersten Satz von Fingern in einer Mitte des Vorsprungs und zumindest einen zweiten Satz von Fingern an einer Peripherie des Vorsprungs, wobei der erste Satz von Fingern in der Mitte des Vorsprungs ein niedrigeres Aspektverhältnis aufweist als der zweite Satz von Fingern an der Peripherie des Vorsprungs.
Beispiel 7 umfasst die Leistungssendeeinheit mit einem Feldformer gemäß irgendeinem der Beispiele 1 bis 6, umfassend oder nicht umfassend optionale Merkmale. Bei diesem Beispiel umfasst die Leistungssendeeinheit mit einem Feldformer ein Patch-Array, das zwischen der Sendespule und der Ferritstruktur angeordnet ist. Optional umfasst das Patch-Array ein Array von leitfähigen Patches, wobei jedes der leitfähigen Patches mit einem benachbarten leitfähigen Patch des Patch-Arrays durch eine Resonanzschaltung gekoppelt ist. Optional umfasst die Resonanzschaltung eine LC-Schaltung, die einen Kondensator und eine Induktivität parallel umfasst.
Beispiel 8 umfasst die Leistungssendeeinheit mit einem Feldformer gemäß irgendeinem der Beispiele 1 bis 7, umfassend oder nicht umfassend optionale Merkmale. Bei diesem Beispiel ist die Leistungssendeeinheit in eine Tischplatte eingebaut.
Beispiel 9 ist ein Verfahren zum Herstellen einer Leistungssendeeinheit. Das Verfahren umfasst ein Bilden eine Sendespule, die ausgebildet ist, um ein Magnetfeld zu erzeugen, um eine Vorrichtung innerhalb eines aktiven drahtlosen Ladebereichs drahtlos mit Leistung zu versorgen, und ein leitfähiges Koppeln einer Leistungserzeugungsschaltungsanordnung mit der Sendespule. Die Leistungserzeugungsschaltungsanordnung soll Strom an die Sendespule zu liefern, um das Magnetfeld zu erzeugen. Das Verfahren umfasst auch ein Anordnen einer Ferritstruktur, die unter der Sendespule angeordnet ist. Die Ferritstruktur umfasst eine flache Platte und einen Vorsprung von Ferritmaterial, der über die flache Platte herausragt.
Beispiel 10 umfasst das Verfahren gemäß Beispiel 9, umfassend oder nicht umfassend optionale Merkmale. Bei diesem Beispiel umfasst der Vorsprung von Ferritmaterial einen einzelnen Vorsprung, der unter einer Mitte der Sendespule angeordnet ist.
Beispiel 11 umfasst das Verfahren gemäß irgendeinem der Beispiele 9 bis 10, umfassend oder nicht umfassend optionale Merkmale. Bei diesem Beispiel umfasst der Vorsprung von Ferritmaterial eine Mehrzahl von Fingern mit gleicher Höhe, wobei jeder Finger ein Aspektverhältnis von zwei oder größer aufweist.
Beispiel 12 umfasst das Verfahren gemäß irgendeinem der Beispiele 9 bis 11, umfassend oder nicht umfassend optionale Merkmale. Bei diesem Beispiel umfasst der Vorsprung von Ferritmaterial eine Mehrzahl von Fingern von variierender Höhe und variierendem Aspektverhältnis.
Beispiel 13 umfasst das Verfahren gemäß irgendeinem der Beispiele 9 bis 12, umfassend oder nicht umfassend optionale Merkmale. Bei diesem Beispiel umfasst der Vorsprung von Ferritmaterial eine Mehrzahl von Fingern, umfassend einen ersten Satz von Fingern in einer Mitte des Vorsprungs und zumindest einen zweiten Satz von Fingern an einer Peripherie des Vorsprungs, wobei der erste Satz von Fingern in der Mitte des Vorsprungs ein höheres Aspektverhältnis aufweist als der zweite Satz von Fingern an der Peripherie des Vorsprungs.
Beispiel 14 umfasst das Verfahren gemäß irgendeinem der Beispiele 9 bis 13, umfassend oder nicht umfassend optionale Merkmale. Bei diesem Beispiel umfasst der Vorsprung von Ferritmaterial eine Mehrzahl von Fingern, umfassend einen ersten Satz von Fingern in einer Mitte des Vorsprungs und zumindest einen zweiten Satz von Fingern an einer Peripherie des Vorsprungs, wobei der erste Satz von Fingern in der Mitte des Vorsprungs ein niedrigeres Aspektverhältnis aufweist als der zweite Satz von Fingern an der Peripherie des Vorsprungs.
Beispiel 15 umfasst das Verfahren gemäß irgendeinem der Beispiele 9 bis 14, umfassend oder nicht umfassend optionale Merkmale. Bei diesem Beispiel umfasst das Verfahren ein Anordnen eines Patch-Arrays zwischen der Sendespule und der Ferritstruktur. Optional umfasst das Patch-Array ein Array von leitfähigen Patches, wobei jedes der leitfähigen Patches mit einem benachbarten leitfähigen Patch des Patch-Arrays durch eine Resonanzschaltung gekoppelt ist. Optional umfasst die Resonanzschaltung eine LC-Schaltung, die einen Kondensator und eine Induktivität parallel umfasst.
Beispiel 16 umfasst das Verfahren gemäß irgendeinem der Beispiele 9 bis 15, umfassend oder nicht umfassend optionale Merkmale. Bei diesem Beispiel umfasst das Verfahren ein Anordnen der Leistungssendeeinheit in eine Tischplatte.
Beispiel 17 ist ein Leistungssender mit einem Feldformer. Der Leistungssender umfasst eine Sendespule, die ausgebildet ist, um ein Magnetfeld zu erzeugen, um eine Vorrichtung innerhalb eines aktiven drahtlosen Ladebereichs drahtlos mit Leistung zu versorgen, und elektrische Anschlüsse, um die Sendespule mit einer elektrischen Leistungsquelle zu koppeln. Der Leistungssender umfasst auch eine Ferritstruktur, die unter der Sendespule angeordnet ist. Die Ferritstruktur umfasst eine flache Platte und einen Vorsprung von Ferritmaterial, der über die flache Platte herausragt.
Beispiel 18 umfasst die Leistungssender mit einem Feldformer gemäß Beispiel 17, umfassend oder nicht umfassend optionale Merkmale. Bei diesem Beispiel umfasst der Vorsprung von Ferritmaterial einen einzelnen Vorsprung, der unter einer Mitte der Sendespule angeordnet ist.
Beispiel 19 umfasst den Leistungssender mit einem Feldformer gemäß irgendeinem der Beispiele 17 bis 18, umfassend oder nicht umfassend optionale Merkmale. Bei diesem Beispiel umfasst der Vorsprung von Ferritmaterial eine Mehrzahl von Fingern mit gleicher Höhe, wobei jeder Finger ein Aspektverhältnis von zwei oder größer aufweist.
Beispiel 20 umfasst den Leistungssender mit einem Feldformer gemäß irgendeinem der Beispiele 17 bis 19, umfassend oder nicht umfassend optionale Merkmale. Bei diesem Beispiel umfasst der Vorsprung von Ferritmaterial eine Mehrzahl von Fingern von variierender Höhe und variierendem Aspektverhältnis.
Beispiel 21 umfasst den Leistungssender mit einem Feldformer gemäß irgendeinem der Beispiele 17 bis 20, umfassend oder nicht umfassend optionale Merkmale. Bei diesem Beispiel umfasst der Vorsprung von Ferritmaterial eine Mehrzahl von Fingern, umfassend einen ersten Satz von Fingern in einer Mitte des Vorsprungs und zumindest einen zweiten Satz von Fingern an einer Peripherie des Vorsprungs, wobei der erste Satz von Fingern in der Mitte des Vorsprungs ein höheres Aspektverhältnis aufweist als der zweite Satz von Fingern an der Peripherie des Vorsprungs.
Beispiel 22 umfasst den Leistungssender mit einem Feldformer gemäß irgendeinem der Beispiele 17 bis 21, umfassend oder nicht umfassend optionale Merkmale. Bei diesem Beispiel umfasst der Vorsprung von Ferritmaterial eine Mehrzahl von Fingern, umfassend einen ersten Satz von Fingern in einer Mitte des Vorsprungs und zumindest einen zweiten Satz von Fingern an einer Peripherie des Vorsprungs, wobei der erste Satz von Fingern in einer Mitte des Vorsprungs ein niedrigeres Aspektverhältnis aufweist als der zweite Satz von Fingern an der Peripherie des Vorsprungs.
Beispiel 23 umfasst den Leistungssender mit einem Feldformer gemäß irgendeinem der Beispiele 17 bis 22, umfassend oder nicht umfassend optionale Merkmale. Bei diesem Beispiel umfasst der Leistungssender mit einem Feldformer ein Patch-Array, das zwischen der Sendespule und der Ferritstruktur angeordnet ist. Optional umfasst das Patch-Array ein Array von leitfähigen Patches, wobei jedes der leitfähigen Patches mit einem benachbarten leitfähigen Patch des Patch-Arrays durch eine Resonanzschaltung gekoppelt ist. Optional umfasst die Resonanzschaltung eine LC-Schaltung, die einen Kondensator und eine Induktivität parallel umfasst.
Beispiel 24 umfasst den Leistungssender mit einem Feldformer gemäß irgendeinem der Beispiele 17 bis 23, umfassend oder nicht umfassend optionale Merkmale. Bei diesem Beispiel ist der Leistungssender in eine Tischplatte eingebaut.
Beispiel 25 ist eine Vorrichtung mit einem Feldformer. Die Vorrichtung umfasst Mittel zum Erzeugen eines Magnetfelds, um eine Vorrichtung innerhalb eines aktiven drahtlosen Ladebereichs drahtlos mit Leistung zu versorgen, und Mittel zum Liefern von Strom zu dem Mittel zum Erzeugen des Magnetfeldes. Die Vorrichtung umfasst auch Mittel zum Formen des Magnetfeldes. Das Mittel zum Formen des Magnetfeldes umfasst eine flache Platte von Ferritmaterial, die unter dem Mittel zum Erzeugen des Magnetfeldes angeordnet ist, und einen Vorsprung von Ferritmaterial, der über die flache Platte herausragt.
Beispiel 26 umfasst die Vorrichtung gemäß Beispiel 25, umfassend oder nicht umfassend optionale Merkmale. Bei diesem Beispiel umfasst der Vorsprung von Ferritmaterial einen einzelnen Vorsprung, der unter dem Mittel zum Erzeugen des Magnetfelds angeordnet ist.
Beispiel 27 umfasst die Vorrichtung gemäß irgendeinem der Beispiele 25 bis 26, umfassend oder nicht umfassend optionale Merkmale. Bei diesem Beispiel umfasst der Vorsprung von Ferritmaterial eine Mehrzahl von Fingern mit gleicher Höhe, wobei jeder Finger ein Aspektverhältnis von zwei oder größer aufweist.
Beispiel 28 umfasst die Vorrichtung gemäß irgendeinem der Beispiele 25 bis 27, umfassend oder nicht umfassend optionale Merkmale. Bei diesem Beispiel umfasst der Vorsprung von Ferritmaterial eine Mehrzahl von Fingern von variierender Höhe und variierendem Aspektverhältnis.
Beispiel 29 umfasst die Vorrichtung gemäß irgendeinem der Beispiele 25 bis 28, umfassend oder nicht umfassend optionale Merkmale. Bei diesem Beispiel umfasst der Vorsprung von Ferritmaterial eine Mehrzahl von Fingern, umfassend einen ersten Satz von Fingern in einer Mitte des Vorsprungs und zumindest einen zweiten Satz von Fingern an einer Peripherie des Vorsprungs, wobei der erste Satz von Fingern in der Mitte des Vorsprungs ein höheres Aspektverhältnis aufweist als der zweite Satz von Fingern an der Peripherie des Vorsprungs.
Beispiel 30 umfasst die Vorrichtung gemäß irgendeinem der Beispiele 25 bis 29, umfassend oder nicht umfassend optionale Merkmale. Bei diesem Beispiel umfasst der Vorsprung von Ferritmaterial eine Mehrzahl von Fingern, umfassend einen ersten Satz von Fingern in einer Mitte des Vorsprungs und zumindest einen zweiten Satz von Fingern an einer Peripherie des Vorsprungs, wobei der erste Satz von Fingern in der Mitte des Vorsprungs ein niedrigeres Aspektverhältnis aufweist als der zweite Satz von Fingern an der Peripherie des Vorsprungs.
Beispiel 31 umfasst die Vorrichtung gemäß irgendeinem der Beispiele 25 bis 30, umfassend oder nicht umfassend optionale Merkmale. Bei diesem Beispiel umfasst das Mittel zum Formen des Magnetfeldes ein Patch-Array, das zwischen der flachen Platte von Ferritmaterial und dem Mittel zum Erzeugen des Magnetfeldes angeordnet ist. Optional umfasst das Patch-Array ein Array von leitfähigen Patches, wobei jedes der leitfähigen Patches mit einem benachbarten leitfähigen Patch des Patch-Arrays durch eine Resonanzschaltung gekoppelt ist. Optional umfasst die Resonanzschaltung eine LC-Schaltung, die einen Kondensator und eine Induktivität parallel umfasst.
Beispiel 32 umfasst die Vorrichtung gemäß irgendeinem der Beispiele 25 bis 31, umfassend oder nicht umfassend optionale Merkmale. Bei diesem Beispiel ist die Vorrichtung in eine Tischplatte eingebaut.
Einige Ausführungsbeispiele können in eines aus Hardware, Firmware oder Software oder eine Kombination daraus implementiert sein. Einige Ausführungsbeispiele können auch als Anweisungen implementiert sein, die auf dem greifbaren, nichtflüchtigen maschinenlesbaren Medium gespeichert sind, die durch eine Rechenplattform gelesen und ausgeführt werden können, um die beschriebenen Operationen durchzuführen. Zusätzlich kann ein maschinenlesbares Medium irgendeinen Mechanismus zum Speichern oder Übertragen von Informationen in einer durch eine Maschine, z. B. einen Computer, lesbaren Form umfassen. Beispielsweise kann ein maschinenlesbares Medium unter anderem Nur-Lese-Speicher (ROM; read only memory); Direktzugriffsspeicher (RAM; random access memory), Magnetplattenspeichermedien; optische Speichermedien; Flash-Speicher-Vorrichtungen; oder elektrische, optische, akustische oder eine andere Art von ausgebreiteten Signalen, z.B. Trägerwellen, Infrarotsignale, digitale Signale oder die Schnittstellen, die Signale senden und/oder empfangen, umfassen.
Ein Ausführungsbeispiel ist eine Implementierung oder ein Beispiel. Ein Bezug in der Beschreibung auf „ein Ausführungsbeispiel“, „einige Ausführungsbeispiele“, „manche Ausführungsbeispiele“, „verschiedene Ausführungsbeispiele“ oder „andere Ausführungsbeispiele“ bedeutet, dass ein bestimmtes Merkmal, eine bestimmte Struktur oder Charakteristik, das oder die in Verbindung mit den Ausführungsbeispielen beschrieben ist, in zumindest manchen Ausführungsbeispielen umfasst ist, aber nicht notwendigerweise in allen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Techniken. Die verschiedenen Vorkommen von „einem Ausführungsbeispiel“, „einigen Ausführungsbeispielen“ oder „manchen Ausführungsbeispielen“ beziehen sich nicht alle notwendigerweise auf dieselben Ausführungsbeispiele.
Nicht alle Komponenten, Merkmale, Strukturen, Charakteristika, etc., die hierin beschriebenen und dargestellt sind, müssen in einem bestimmten Ausführungsbeispiel oder Ausführungsbeispielen umfasst sein. Wenn die Beschreibung beschreibt, dass eine Komponente, ein Merkmal, eine Struktur oder Charakteristik umfasst sein „kann“, „könnte“ oder „möglicherweise“ umfasst ist, zum Beispiel, muss diese bestimmte Komponente, dieses Merkmal, diese Struktur oder Charakteristik nicht unbedingt umfasst sein. Wenn die Beschreibung oder der Anspruch sich auf „ein“ oder „eines“ von Elementen bezieht, bedeutet das nicht, dass nur eines dieser Elemente vorhanden ist. Wenn die Beschreibung oder die Ansprüche sich auf „ein zusätzliches“ Element beziehen, schließt das nicht aus, dass mehr als eines des zusätzlichen Elements vorhanden ist.
Es wird darauf hingewiesen, dass, obwohl einige Ausführungsbeispiele in Bezug auf bestimmte Implementierungen beschrieben wurden, andere Implementierungen gemäß einigen Ausführungsbeispielen möglich sind. Zusätzlich muss die Anordnung und/oder Reihenfolge von Schaltungselementen oder anderen Merkmalen, die in den Zeichnungen dargestellt und/oder hierin beschrieben sind, nicht auf die bestimmte Weise angeordnet werden, die dargestellt und beschrieben ist. Viele andere Anordnungen sind gemäß einigen Ausführungsbeispielen möglich.
Bei jedem System, das in einer Figur gezeigt ist, können die Elemente in einigen Fällen jeweils ein gleiches Bezugszeichen oder ein unterschiedliches Bezugszeichen aufweisen, um vorzuschlagen, dass die repräsentierten Elemente unterschiedlich und/oder ähnlich sein könnten. Ein Element kann jedoch flexibel genug sein, um unterschiedliche Implementierungen aufzuweisen und mit einigen oder allen der hierin gezeigten oder beschriebenen Systeme zu arbeiten. Die verschiedenen Elemente, die in den Figuren gezeigt sind, können die gleichen oder unterschiedliche sein. Welches als ein erstes Element bezeichnet wird und welches ein zweites Element genannt wird, ist beliebig.
Es wird darauf hingewiesen, dass Besonderheiten der vorangehend genannten Beispiele an jeder Stelle bei einem oder mehreren Ausführungsbeispielen verwendet werden können. Beispielsweise können alle optionalen Merkmale der vorangehend beschriebenen Rechenvorrichtung auch im Hinblick auf alle der Verfahren oder das computerlesbare Medium, die hierin beschrieben sind, implementiert werden. Ferner, obwohl Fluss- und/oder Zustandsdiagramme hierin möglicherweise verwendet wurden, um Ausführungsbeispiele zu beschreiben, sind die Techniken nicht auf diese Diagramme oder entsprechende Beschreibungen hierin beschränkt. Beispielsweise muss ein Fluss sich nicht in genau der gleichen Reihenfolge wie hierin dargestellt oder beschrieben ist, durch jedes dargestellte Feld oder jeden Zustand bewegen.
Die vorliegenden Techniken sind nicht auf die bestimmten hierin aufgeführten Details beschränkt. Tatsächlich werden Fachleute auf dem Gebiet, die den Vorteil dieser Offenbarung haben, erkennen, dass viele andere Variationen der vorangehenden Beschreibung und der Zeichnungen innerhalb des Schutzbereichs der vorliegenden Techniken ausgeführt werden können. Dementsprechend sind es die folgenden Ansprüche, einschließlich jeglicher Abänderungen derselben, die den Schutzbereich der vorliegenden Techniken definieren.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 15/478501 [0001]

Claims

Eine Leistungssendeeinheit mit einem Feldformer, umfassend: eine Sendespule, die ausgebildet ist, um ein Magnetfeld zu erzeugen, um eine Vorrichtung innerhalb eines aktiven drahtlosen Ladebereichs drahtlos mit Leistung zu versorgen; eine Leistungserzeugungsschaltungsanordnung, um Strom an die Sendespule zu liefern, um das Magnetfeld zu erzeugen; und eine Ferritstruktur, die unter der Sendespule angeordnet ist, die Ferritstruktur umfassend eine flache Platte und einen Vorsprung von Ferritmaterial, der über die flache Platte herausragt.
Die Leistungssendeeinheit gemäß Anspruch 1, wobei der Vorsprung von Ferritmaterial einen einzelnen Vorsprung umfasst, der unter einer Mitte der Sendespule angeordnet ist.
Die Leistungssendeeinheit gemäß Anspruch 1, wobei der Vorsprung von Ferritmaterial eine Mehrzahl von Fingern mit gleicher Höhe umfasst, wobei jeder Finger ein Aspektverhältnis von zwei oder größer aufweist.
Die Leistungssendeeinheit gemäß Anspruch 1, wobei der Vorsprung von Ferritmaterial eine Mehrzahl von Fingern von variierender Höhe und variierendem Aspektverhältnis umfasst.
Die Leistungssendeeinheit gemäß Anspruch 1, wobei der Vorsprung von Ferritmaterial eine Mehrzahl von Fingern umfasst, umfassend einen ersten Satz von Fingern in einer Mitte des Vorsprungs und zumindest einen zweiten Satz von Fingern an einer Peripherie des Vorsprungs, wobei der erste Satz von Fingern in der Mitte des Vorsprungs ein höheres Aspektverhältnis aufweist als der zweite Satz von Fingern an der Peripherie des Vorsprungs.
Die Leistungssendeeinheit gemäß Anspruch 1, wobei der Vorsprung von Ferritmaterial eine Mehrzahl von Fingern umfasst, umfassend einen ersten Satz von Fingern in einer Mitte des Vorsprungs und zumindest einen zweiten Satz von Fingern an einer Peripherie des Vorsprungs, wobei der erste Satz von Fingern in der Mitte des Vorsprungs ein niedrigeres Aspektverhältnis aufweist als der zweite Satz von Fingern an der Peripherie des Vorsprungs.
Die Leistungssendeeinheit gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, umfassend ein Patch-Array, das zwischen der Sendespule und der Ferritstruktur angeordnet ist.
Die Leistungssendeeinheit gemäß Anspruch 7, wobei das Patch-Array ein Array von leitfähigen Patches umfasst, wobei jedes der leitfähigen Patches mit einem benachbarten leitfähigen Patch des Patch-Arrays durch eine Resonanzschaltung gekoppelt ist.
Die Leistungssendeeinheit gemäß Anspruch 8, wobei die Resonanzschaltung eine LC-Schaltung umfasst, die einen Kondensator und eine Induktivität parallel umfasst.
Die Leistungssendeeinheit gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Leistungssendeeinheit in eine Tischplatte eingebaut ist.
Ein Verfahren zum Herstellen einer Leistungssendeeinheit, umfassend: Bilden eine Sendespule, die ausgebildet ist, um ein Magnetfeld zu erzeugen, um eine Vorrichtung innerhalb eines aktiven drahtlosen Ladebereichs drahtlos mit Leistung zu versorgen; leitfähiges Koppeln einer Leistungserzeugungsschaltungsanordnung mit der Sendespule, wobei die Leistungserzeugungsschaltungsanordnung Strom an die Sendespule liefern soll, um das Magnetfeld zu erzeugen; und Anordnen einer Ferritstruktur, die unter der Sendespule angeordnet ist, die Ferritstruktur umfassend eine flache Platte und einen Vorsprung von Ferritmaterial, der über die flache Platte herausragt.
Das Verfahren gemäß Anspruch 11, wobei der Vorsprung von Ferritmaterial einen einzelnen Vorsprung umfasst, der unter einer Mitte der Sendespule angeordnet ist.
Das Verfahren gemäß Anspruch 11, wobei der Vorsprung von Ferritmaterial eine Mehrzahl von Fingern mit gleicher Höhe umfasst, wobei jeder Finger ein Aspektverhältnis von zwei oder größer aufweist.
Das Verfahren gemäß Anspruch 11, wobei der Vorsprung von Ferritmaterial eine Mehrzahl von Fingern von variierender Höhe und variierendem Aspektverhältnis umfasst.
Das Verfahren gemäß einem der Ansprüche 11 bis 14, umfassend ein Anordnen eines Patch-Arrays zwischen der Sendespule und der Ferritstruktur.
Ein Leistungssender mit einem Feldformer, umfassend: eine Sendespule, die ausgebildet ist, um ein Magnetfeld zu erzeugen, um eine Vorrichtung innerhalb eines aktiven drahtlosen Ladebereichs drahtlos mit Leistung zu versorgen; elektrische Anschlüsse, um die Sendespule mit einer elektrischen Leistungsquelle zu koppeln; und eine Ferritstruktur, die unter der Sendespule angeordnet ist, die Ferritstruktur umfassend eine flache Platte und einen Vorsprung von Ferritmaterial, der über die flache Platte herausragt.
Der Leistungssender gemäß Anspruch 16, wobei der Vorsprung von Ferritmaterial eine Mehrzahl von Fingern mit gleicher Höhe umfasst, wobei jeder Finger ein Aspektverhältnis von zwei oder größer aufweist.
Der Leistungssender gemäß Anspruch 16, wobei der Vorsprung von Ferritmaterial eine Mehrzahl von Fingern von variierender Höhe und variierendem Aspektverhältnis umfasst.
Der Leistungssender gemäß einem der Ansprüche 16 bis 18, umfassend ein Patch-Array, das zwischen der Sendespule und der Ferritstruktur angeordnet ist.
Der Leistungssender gemäß Anspruch 19, wobei das Patch-Array ein Array von leitfähigen Patches umfasst, wobei jedes der leitfähigen Patches mit einem benachbarten leitfähigen Patch des Patch-Arrays durch eine Resonanzschaltung gekoppelt ist.
Eine Vorrichtung, umfassend: Mittel zum Erzeugen eines Magnetfelds, um eine Vorrichtung innerhalb eines aktiven drahtlosen Ladebereichs drahtlos mit Leistung zu versorgen; Mittel zum Liefern von Strom zu dem Mittel zum Erzeugen des Magnetfeldes; und Mittel zum Formen des Magnetfeldes, umfassend: eine flache Platte von Ferritmaterial, die unter dem Mittel zum Erzeugen des Magnetfeldes angeordnet ist; und einen Vorsprung von Ferritmaterial, der über die flache Platte herausragt.
Die Vorrichtung gemäß Anspruch 21, wobei der Vorsprung von Ferritmaterial einen einzelnen Vorsprung umfasst, der unter dem Mittel zum Erzeugen des Magnetfelds angeordnet ist.
Die Vorrichtung gemäß Anspruch 21, wobei der Vorsprung von Ferritmaterial eine Mehrzahl von Fingern umfasst, umfassend einen ersten Satz von Fingern in einer Mitte des Vorsprungs und zumindest einen zweiten Satz von Fingern an einer Peripherie des Vorsprungs, wobei der erste Satz von Fingern in der Mitte des Vorsprungs ein höheres Aspektverhältnis aufweist als der zweite Satz von Fingern an der Peripherie des Vorsprungs.
Die Vorrichtung gemäß Anspruch 21, wobei der Vorsprung von Ferritmaterial eine Mehrzahl von Fingern umfasst, umfassend einen ersten Satz von Fingern in einer Mitte des Vorsprungs und zumindest einen zweiten Satz von Fingern an einer Peripherie des Vorsprungs, wobei der erste Satz von Fingern in der Mitte des Vorsprungs ein niedrigeres Aspektverhältnis aufweist als der zweite Satz von Fingern an der Peripherie des Vorsprungs.
Die Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 21 bis 24, wobei das Mittel zum Formen des Magnetfeldes ein Patch-Array umfasst, das zwischen der flachen Platte von Ferritmaterial und dem Mittel zum Erzeugen des Magnetfeldes angeordnet ist.