TW201042884A - Wireless power charging timing and charging control - Google Patents

Description

201042884 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明大體而言係關於無線充電，且更具體言之係關於 與無線充電器有關之裝置、系統及方法。 本申請案根據35 U.S.C· §119(e)規定主張如下申請案之 優先權： 2009年 2 月 24 曰申請之名為「SMART TIMER WIRELESS CHARGING」的美國臨時專利申請案61/155,〇65，該案已 讓與給其受讓人且在此以引用之方式明確地併入本文中。 【先前技術】 通常，每一電池供電裝置（諸如，無線通信裝置（例如， 蜂巢式電話))需要其自有之充電器及電源，電源通常為AC 電源插座。此情形在許多裝置需要充電且此等裝置各自需 要其自有之單獨充電器時變得難操縱。 正開發在傳輸器與耦合至待充電之電子裝置之接收器之 間使用空中功率傳輸或無線功率傳輸的方法。該等方法通 f分成兩種_…種類縣基於在傳輸天線與待充電之 裝置上之接收天線之間的平面波輻射（亦被稱為遠場轄射） 之耗合。接收天線收集輻射功率·^對#1射功率進行整流以 用於對電池進行充電。天線通常具有諧振長度，以便改良 =合效率。此方法受如下事實影響：嫩合隨著天線之 的距離增加而快速地衰減’以，難以在合理距離(例 如’小於1公尺至2公尺）内充 ^ , 另外，因為傳輸系統輻 波，所以無意輕射可能在未經由濾波加以恰當控制 146707.doc 201042884 的情況下干擾其他系統。 「有關無線能量傳輸技藝之其他方法係基於内嵌於（例如） 「充電」裝置、塾塊或表面中之傳輸天線與内嵌於待充電 ’ t主機電子裝置中之接收天線(加上整流電路)之間的電感 t此方法具有如下缺點：傳輸天線與接收天線之間的 間隔^頁非常緊密（例如，在千分之幾公尺内）。儘管此方 法確實具有同時對同一區域中之多個裝置進行充電的能 〇 力，但此區域通常非常小且要求使用者將該等裝置準確地 位至特定區域。itf*々卜，+ 36 1〇 , t 卜兩要根據使用者偏好來控制傳輸 之計時及充電器之效能。 【實施方式】 詞語「例示性」在本文中用以意謂「充當實例、例子或 說明」。未必將本文中被描述為「例示性」之任何實施例 皆解釋為比其他實施例較佳或有利。 下文中、’、。口附加圖式所闡述之詳細描述意欲作為本發明 〇 t例示性實施例的描述，以意欲表示可實踐本發明之僅 有：施例。貫穿此描述所使用之術語「例示性」意謂「充 田實例命J子或s兄明」，且未必應被解釋為比其他例示性 實施例較佳或有利。詳έ » $ j评、、、田私述出於提供對本發明之例示性 貫施例之激底理解之目沾& " 的而匕括特定細節。熟習此項技術 者應瞭解可在無此等特定細節之情況下實踐本發明之例 示性實施例。在一此你丨工丄 二^千中’以方塊圖形式來展示熟知結 構及裝置’以便避免使本文中所呈現之例示性實施例的新 穎性模糊。 146707.doc 201042884 詞語「無線功率」在本文中用以意謂在不使用實體電磁 導體之情況下自傳輸器傳輸至接收器的與電場、磁場、電 磁場或其他者相關聯的任何形式之能量。 本文中所描述之方法適用於多種通信標準，諸如， C譲A、WCDMA、◦聰及其類似者。—般熟習此項技術 者應理解，可使用多種不同技術及技藝中之任一者來表干 ^及信號。舉例而言，可藉由電壓、電流、電磁I磁 琢或磁I·生粒+光场或光學粒子或其任何組合來表示可貫 穿此詳細描述所參考之資料、指令、命令、資訊、信號、 位元、符號及碼片。 Λ 圖1况明根據本發明之各種例示性實施例的無線傳輸或 充電系統⑽。將輪人功率1G2提供至傳輸器⑽以用於產 ^用於提供能量轉移之輻射場106。接收器1〇8搞合至輕射 场1〇6且產生輸出功率110以供耦合至輸出功率110之裴置 (未圖示）儲存或消耗。傳輸器1〇4與接收器1〇8兩者被間隔 距離112 °在—例示性實施例中，傳輸器104與接收器108 係根據相互譜振關係加以組態，且當接收器⑽之譜振頻 2與傳輸器UM之諧振頻率完全相等時，傳輸器1〇4與接收 為1〇8之間的傳輸損失在接收器⑽位於輕射場1〇6之「近 場」中時係最小的。 傳輸器104進一步包括用於提供用於能量傳輸之構件的 傳輸天線m，且接收器⑽進一步包括用於提供用於能量 接收之構件的接收天線118。傳輸天線及接收天線係根據 夺人/、相關如之應用及裝置加以定大小。如所敍述，藉由 146707.doc 201042884 將傳輸天線之近場中的大部分能量麵合至接收天線（而非 以電磁波將多數能量傳播至遠場）而發生有效率的能量轉 移。當在近場中時，可在傳輸天線114與接收天線118之間 • 顯現耦合模式。可發生近場耦合的在天線114及118周圍之 . 區域在本文中被稱作耦合模式區。 圖2說明無線功率轉移系統的簡化示意目。傳輸器1〇4包 括振盪器122、功率放大器124及濾波器與匹配電路126。 0 振盪器經組態以在所要頻率下產生振盪器信號，其可回應 於調整信號123加以調整。可藉由功率放大器124以回應於 控制信號125之放大量來放大振盪器信號。可包括濾波器 與匹配電路126以濾出諧波或其他非吾人所樂見的頻率且 使傳輸器104之阻抗匹配於傳輸天線丨〗4。 接收器可包括匹配電路132及整流器與切換電路以產生 DC功率輸出以對電池136進行充電（如圖2所示）或對耦合至 接收器之裝置進行供電（未圖示）。可包括匹配電路132以使 Q 接收器108之阻抗匹配於接收天線118。 如圖3所說明，例示性實施例中所使用之天線可經組態 為環圈」天線15 〇，其在本文中亦可被稱作「磁性」天 線丨衣圈天線可經組態以包括空心或實心（諸如，鐵氧體 磁心）。空心環圈天線可更容許將外來實體裝置置放於磁 〜附近。另外’空心環圈天線允許將其他組件置放於磁心 區域内。此外’空心環圈可更容易使接收天線118(圖2)能 夠置放於傳輸天線114(圖2)之平面内，其中傳輸天線 114(圖2)之耦合模式區可更強大。 146707.doc 201042884 如所敍述，在傳輸器104與接 接近匹配諧振期間發生傳 -配^自振或 率的能量轉移。然而，即 之間的有效 的諧振不匹配時，亦可在接收器⑽之間 自傳輸天線之近場的能_合至駐 =將來 間中）而發生能量轉移。^里自傳輸天線傳播至自由空 環圈或磁性天線之諸振頻率係基於電感及電容。環圈天 線中之電感通常僅為藉由環 ^<電感，而通當脾® 谷添加至環圈天線之電感 ' ^ 你r/r晋α自振頻率下建立嗜捃姓 構。作為一非限制性實例，可將 逯。白振、，〇 加至天線以建立產生2及電容器154添 屋生伯振“唬156之諧振電路。因此， 直徑之環圈天線，為誘發譜振所需要之電容的大小 隨者環圈之直徑或電感增加而 性天線之直徑增加，近場之有效率的：：=或磁 .^ ^ 贫 < 啕欢丰的迠里轉移區域增加。 U ’其他譜振電路係可能的。作為另—非限制性實例， 可將電容时行地置放於環圈天線之兩個料之間。此 ^一般熟習此項技術者應認識到’對於傳輸天線，諸振 ^號156可為至環圈天線15 0之輸入。 本發明之例示性實施例包括在彼此之近場中之兩個天線 之間的耦合功率。如所敍述’近場為在天線周圍之區域， 其中存在電磁場，但該等電磁場可能不傳播或輻射遠離該 天線。其通常經限制至在天線之實體體積附近的體積。在 本發明之例示性實施例中，將磁型天線(諸如，單&環圈 146707.doc 201042884 天線及多匝環圈天線）用於傳輸（Tx)天線系統及接收（RX)天 良系統兩者，因為與電型天線（諸如，小偶極）之電近場相 比較，磁型天線之磁近場振幅傾向於較高。此允許該對天 線之間的潛在較高的耦合。另外，亦預期「電性」天線 (例如，偶極及單極）或磁性天線與電性天線之組合。

Tx天線可在足夠低之頻率下及在天線大小足夠大之情況 下進仃操作，以在顯著地大於藉由早先所提及之遠場及電 0 感方法所允許之距離的距離下達成至小Rx天線之良好耦合 (例如，>·4 dB)。若Tx天線經正確地定大小，則當將主機 裝置上之RX天線置放於受驅動Τχ環圈天線之耦合模式區内 (亦即，在近場中）時，可達成高耦合位準（例如，犯至 -4 dB)。 圖4為根據本發明之一例示性實施例之傳輸器的簡化方 塊圖。傳輪器200包括傳輸電路202及傳輸天線204。通 '吊傳輸電路202藉由提供導致在傳輸天線2〇4周圍產生近 ◎ 昜此i之振盪彳§號而將RF功率提供至傳輸天線204。藉由 貫例傳輪器200可在13.56 MHz ISM頻帶下進行操作。 例不性傳輸電路2〇2包括：固定阻抗匹配電路2〇6，其用 於使傳輸電路2〇2之阻抗（例如，5〇歐姆）匹配於傳輸天線 4，及低通濾波器（lpf)2〇8，其經組態以將諳波發射減 少至防止耦合至接收器1〇8(圖丨）之裝置之自干擾的位準。 他例示）·生貝施例可包括不同濾波器拓撲（包括（但不限於） 使特疋頻率衰減而同時使其他頻率通過的陷波濾波器卜 且可匕括自適應阻抗匹配，其可基於可量測傳輸量度（諸 146707.doc 201042884 如’至天線之輸出功率或藉 m a,- 冰 刀千孜大态所汲取之DC電 ::?化。傳輸電路202進-步包括功率放大器… 傳輸天線2G4之例示性_率輪出可為大二二。 傳輸電路202進一步句鉍卢押-… 接收器針對特定 又(次作用時間循環)期間啟用振盪器212、 於凋整振盪器之頻率，且用於調整用於實施通信協定以 7經由鄰㈣置之附接式接收器而與鄰近裝置互動的輸 率位準。如稍後所論述，處理器叫亦可經組態以在 一預定時間間隔期間回應於至少一充電模式或根據一充電 排程來啟動傳輪器及撤銷啟動傳輸器，或啟用傳輸器而產 生輻射場或停用傳輪器而不產生輻射場。 傳輸電路202可進一步包括負載感測電路216，其用於偵 測在藉由傳輸天線2〇4所產生之近場附近存在或不存在主 動接，器。藉由實例，負載感測電路216監視流動至功率 放大器210之電流’該電流受在藉由傳輸天線綱所產生之 近場附近存在或不存在线接收器影響。藉由處理器214 來監視對功率放大器21〇上之負載之改變的㈣，以用於 判定是否啟用振盪器212以傳輸能量以與主動接收器通 信0 傳輸天線204可實施為天線條帶（antenna strip)，其中厚 度、寬度及金屬類型經選擇成使電阻性損失保持為低。在 習知實施中，傳輪天線2〇4通常可經組態用於與較大結構 146707.doc -10- 201042884 (諸如，工作台、墊塊、燈具或其他不便攜帶之組態)相關 聯。因^，傳輪天線204通常將不需要「區數（turns)」，以 便具有實際尺寸。傳輪天線204之例示性實施可為「電學 上小的」（亦即，波長之分數），且經調諧以藉由使用電容 器來界疋4振頻率而在較低可用頻率下譜振。在傳輸天線 204之直徑或邊長（若為正方形環圈）相料接收天線可較大 Ο

(例女〇·50么尺）的例示性應用中，傳輸天線204將未必需 要大量匝數來獲得合理電容。 在例示性實施例t，可使_合至⑽中之傳輸天線及 接收天線的-或多個額外天線。此等額外天線包含諸如主 動或被動天線之中繼器天線。被動天線可僅包括天線環圈 及用於調譜天線之諸振頻率的電容性元件。除了天線環圈 及一或多個調諧電容器以外，主動元件亦可包括用於增加 I中繼之近场輻射之強度的放大器。然而，藉由傳輸天線 來產生恆定輻射可能不係理想的。 本發明之例示性實施例係有關使用計時演算法來判定充 電器之效能及無線功率之傳輸的無線充電器。此等計時演 算法可根據使用者偏好來控制充電器。換言之，充電界^ ，組態以具有基於計時之充電設定，該充電設定可經二程 式化以基於使用者之偏好而在特㈣間間隔期間自動 輪無線功率，且在其他時間間隔期間保持斷開。 :例而言’充電器之使用者可能希望最小化用於操作充 電器之成本。最小化用於操作充電器之 來控制充電器以使其有時操作(諸如，僅在離峰== 146707.doc 201042884 期間操作）來達成β A _ 攻在—例不性霄施例t，智藝型蛊魄# 電器可覺察到即時能量價n b T U無線充 之雜W價格貝§fl，且可經組態以僅在每天 之離峰或廉價能量時間對 晉心…m電子裝置進行充電。可自外部裝 ""貪訊。或者’可指定-般的離峰時間，使得 充電器可僅在預指中+ & 仗仔 、疋之低成本時間進行操作。 另外’充電器之使用去I At在h3、 Μ -V Jr ^ ^ S關注人類或動物曝露於電 磁安全性問題。因此，使用者可能僅希望裝置在 :“曝料最小值時之特定時間 時間之實例可包括：使1^丁㈣"亥尊 相#人、帛Μ 无、睡且很可能與充電器 相距合適的距離時的時間， Ψ * 一天功間兒里不太可能在充 ==耍時的時間。在該例示性實施例中 =經組態以僅在每天之特定時間（諸如，在u 5:00 a.m.之間）進行操作。另一實例可為：充電器僅在辦 在工作時間期間進行操作。在該實例中，充電哭 在辦公場所内在工作時間期間傳輸無線功:： 在非工作時間期間保持斷開。可將該等經預程式 模式儲存於充電器内以供使用者選擇。亦可存在用去 進行程式化及根據使用者 式。 偏好進仃再程U匕的計時模 /5說明根據本發明之—例示性實施例的針對接收時間 Μ之充電裝置710的充電器計時系統7〇〇 諸如時間伺服器720之外部裝 、置可” 词服器72〇接收時間資訊。充電裝置7 ^間 夕ρ弓从、击拉-Γ 上 χ、听間柯服盗720 之間的連接可經由任何類型之連接’包括無線、有線、光 146707.doc 201042884 纖或其任何組合。充電裝置do可經由網路73〇而連接至時 間飼服器720(如圖5所示）或直接連接至時間飼服器72〇。該 時間伺服器之-實㈣網路時間協定（Ντρ)飼服器。 在細作中，充電器計時系統7〇〇可包括充電裝置，充 • 電裝置710與時間伺服器720通信以接收藉由充電裝置71〇 之處理器使用以判定是否使充電裝置710將無線功率傳輸 至電子裝置的時間。若充電裝置710所接收之時間係在預 〇定之可接受時間間隔内，則可傳輸無線功率。充電裝置 710可經組態以按無線方式對定位於附近之至少—電子襄 置進行充電。更具體言之，充電襄置m可包括至少—傳 輸天線（例如，圖2所描繪之傳輸天線m)，其經組態以將 功率按無線方式傳輸至接收天線（例如，圖2所描綠之接收 天線118)及麵合至定位於附近之電子裝置之電池（例如，圖 2所描繪之電池136)的關聯接收器（例如，圖2所描繪之接收 器⑽）。在接收天線及關聯接收器處接收到無線傳輸之功 〇 率後，便可將功率供應至電子裝置之電池。 若充電裝置710自時間伺服器所接收之時間不在預定之 可接受時間間隔内，則不可傳輸無線功率。在此狀況下， 控制器（例如，圖2之處理器114)撤銷啟動無線功率傳 路’直至時間落在預定時間間隔内為止。 圖6說明根據本發明之一例示性實施例的針對接收計時 Μ之充電裝置710的充電器計時系統750。充電裝置71〇 可與諸如電子裝置鳩之外部裝置通信，且經組態以自電 子裝置760接收時間資訊。舉例而言，電子裝置76〇 146707.doc -13- 201042884 CDMA或GSM電話或個人數 或接收時間資訊之其他電子：Γ)，但可使用保持 子裝置。电子裝置760可為最終 置71〇Vh:T供無線功率之相同裝置之-。與充電裝 置之間的連接可經由任何類型之連接，包括諸如 ^ ^或其他個人區域網㈣定之無線連接。 心… I裝置710可具有用於自電子褒置760接收 之：器。若充電裝置71°自時間飼服器所接收 之可接受時間間隔内，則不可傳輸無線功 =在此狀況下’控制器(例如，圖2之處理器】 止。 輸$路直至時間^職時間間隔内為 ^自電子裘置7轉收時間資訊以外充電裝置7 可自電子裝置760接收其他資訊（諸如’充電排程）。可將該 充電排程自電子裝置76〇傳輸 ^ 】兄€忒置71 〇，以便設定佳 用2義型充電時間之完整排程，或針對充電裝置710之 至J '一充電模式設定奋雪g聋p弓 〇 . W P W 7U)4iP- 3 ，可將充電模式自充 電袭置m傳輸至電子袭置鳩以在電子裝置⑽之介面上 檢視及/或變更此等充電模式。具有 多個充電時間或充電模式有關之資訊的充電排程可：由： 型資料播案（諸如，舰樓案）而在電子裝置76〇與充^ 置710之間傳達。或者’可使用其他檔案類型。 、 或者，或結合自外部裝置接收時間資訊’充電裝置川 可經由諸如振盥器之内部時鐘而在内部走時準確。儘管今 例示性實施例可能會歸因於時間漂移而遭遇—^的= 146707.doc •14- 201042884 準確性問題，但準確度問題對於普邋使用者而言係可忽略 的。如下文將關於充電裝置710之介面所論述，使用者可 能需要在充電裝置710上或在充電裝置710附近存在關於當 前時間及日期的視覺資訊。可將供應該視覺時間顯示之時 間源重新運用至處理器以控制傳輸器傳輸無線功率之操作 性。該介面可允許使用者手動地設定或程式化時間，該時 間可表示或可不表示確切的當前時間。

Q 圖7說明根據本發明之一例示性實施例的充電裝置8〇〇。 充電裝置800可包含使得能夠將一或多個電子裝置置放於 —充電區内之任何實體組態’該充電區包含由無線功率傳 輸器所產生之輻射場。舉例而言，充電裝置8〇〇可經組態 以具有實質上水平表面，該表面經組態以供一或多個電子 裝置置放於其上。另外，充電裝置8〇〇可實施為攜帶型充 電裝置（例如，袋子）或靜止充電裝置（例如，工作台）。 充電裝置800可包括並置的或可能定位於遠端的介面 8〇1。介面801包括複數個充電模式顯示器（亦即，充=模 式顯示器「正常」、充電模式顯示器「經濟」、充電模=顯 不器「夜間」、充電模式顯示器「使用者定 ^ 〜土」），其中 每一指示符顯示器可經組態用於傳送圖形、 、 乂敌干文字或 其任何組合。具體言之，每一充電模式§ 八顯不态可經組態以 傳送與充電裝置800之充電模式有關的資

L才日不符806A 至806D可與個別模式相關聯以按視覺方 a、 、4曰不虽前充電 式（充電裝置8 0 0正在該充電模式下進行操作）。指干j 806A至806D可實施為LED或某一其他形式之視覺指二^二 146707.doc -15- 201042884 =如包括顯示區8°7,顯示區807經組態以顯 資I如先前所論述，所顯示之曰期 ί:。輸入區8°8可經組態以准許使用者手動地改變 』不£ 807所顯示之日期或時間。 :例而言，充電模式顯示器「正常」可 正常操作中之夯雷驻 〜以，.、'負不興 工各 、置402之充電模式有關的資訊。可將 為在高功率充電狀態或低功率信標狀 =專輸功率（見圖11Α至圖UD)。充電模式顯 、 =!以顯示與第二充電模式(諸如，經濟型充電二) :關的…可將經濟型充電操作視為 =離::電_局部能一進行。= 夜門型充雷;^ m組態以顯不與第三充電模式（諸如’ 人m尤ir呆t)有關的資訊。可將夜間型充電操作視為 :、糸兒里）可能熟睡之時間。可將此等最初三個例 不性核式預程式化為充電裝置之 程式化之模式，心h , 存在其他經預 /如，基於卫作時間之充電或基於在校時 可凋整經預程式化之模式以使之符合 =情。指示符顯示器「使用者定義型」可經組態:： 的資訊四^模式（諸如，使用者可程式化充電操作）有關 ' 字使用者可程式化模式視為基於使用者所需要 之任何時間排程㈣行。如以上所論述，㈣制者= 型释式模式之時間排程可自充電裝置議自身上之介面801 進订輸入來°又疋’或自外部裝置傳達至充電裝置800。 146707.doc -16- 201042884 介面801可包括輪人區8〇5，其具有對應於與每—充電模 式顯示器相關聯之每一模式的功能性。輸入區8〇5可經組 許使用者在㈣^之間妹選擇絲據使用者偏好 來設定模式。因此讳 此視使用者之偏好而定，傳輪器之充電 模式係可互換的. & 的：：!01亦可顯示或傳送與充電裝置_之充電模式有關 Ο Ο ;其：貧訊。舉例而言，若選擇使用者定義型模式，則可 展不關於彼模式之更多資 jt 之時間）。 夕貝。κ(老如，傳輸之時間及非傳輸 二：熟習此項技術者應認識到，可 ::介面801所說明之三種模式的模式。舉例而V:: 由充電裝置所媒° 基於 斤焱仵之局部離峰能率的 預程式化之模式。基於諸如正常睡=充電了存在經 間、在校時間等等之時間的日時型充電可二在:務工作時 式化之模式。使用者亦 存在其他經預程 多種使用者定義型模2立且可程式化新模式。可分配 他經使用相’使得使用者可能㈣在不損失其 同模式且在1=預程式化之模式的情-下程式化不 你供式之間達行選擇。— 個以上的非傳輪時間，因為在24小時之Ζ式亦可具有一 止傳輪之若干時間間隔。充電排程之/又内可能存在禁 每週之工作日而定 可程式性亦可允許視 星期-至星期五之:::同：間，諸如以下實例:選擇在 在星期六或星期日之此等：二•-之間進行傳輪，但 或星期曰之此等相同時==行傳輪，在星期六 在豕晨接近傳輪器之時間 146707.doc 201042884 :能居多。必要時’可為該等工作日選擇不同的傳輪時 6另外’存在諸如快速充電模式之其他模式，其指示 疋可接受百分比之充電之後對襄置進行充電。舉例而言， 各種電池技術需要在電池接近完全充電狀態時花費明顯 長的時間來增加對電池的充電。因此，快速充電模式使裝 置能夠在無需充電器在充電過程之較低效率段繼續充電： 情況^下實質上得到充電。其他模式可包括視偏好而將功率 位準調整至較高值及較低值以提供電池之快速充電，或择 由降低功率位準而提供緩慢充電。亦可為正在同時充電: 不同裝置個別地選擇額外模式。 另外’除了指示選擇哪一充電模式以外，介面8〇1亦可 曰不傳輸器之當前狀態。該指示可作為顯示器之—部分發 =’諸如’使用—或多個閃光燈來指示充電器是否正在傳 j力率且亦各不定位於關聯充電區内之一或多個電子裝置 是否正被充電。另孙 人 电另外，"面801亦可經組態以指示在一時 刻存在於關聯電子裝置内之電荷的量。 另外，充電裝置_可經組態以按聽覺方式傳送與充電 、置之充電模式有關的資訊。更具體言之，例如，介面 1可〜组㈣按聽覺方式傳送充電模式（例如，經濟型、 曰：型、使用者定義型’等等)或充電模式狀態改變(當使 =進行該改變時）的資訊。另外，介面8〇1可經組態以按 =方式傳送指示充電裝置是正在傳輸或是處於傳輸狀態 支的貝讯。彳面801亦可經組態以指示特$電子裝置是 146707.doc •18. 201042884 否被充电、在一時刻存在於特定電子裝置 量，或其任何紐合。 電何的 Ο Ο 充電裝置8 G G亦可經組態以使電子裝置振動以指 模式或充電|置_充電模式之轉變。作為_實例，充電 裝置8〇〇可經組態以使電子裝置82〇振動以指示充電裝 8〇0現正傳輸無線功率。舉例而言，當前時間可為10:00 Π，其可為已被使用者定義為充電狀態開始的時間。另 電裝置卿可經組態以使電子裝置咖在自其充電狀 ^ :至非充電狀態時振動，例如，在5:〇〇 a.功或已被使 用者定義為充電裝置8〇〇之充電狀態為結束的時間。必然 不同的充電板式（諸如，經濟型充電模 工作時間之充電模式，或任何其他使用者定義型充= 式）可存在其他時間間隔。 儘管圖7將介面801說明為具有單獨且相異之指示符及輸 二’但亦可存在更整合之介面。舉例而言，顯示榮幕可 才曰丁諸如存在哪些模式之資訊，且按視覺方式指示當前已 選擇哪Γ充電模式。舉例而言，可經由緊接於充電模式識 J符之視覺&不、反白顯示充電模式識別符等而將當前模 式選擇傳達至使用者。另外’可存在用以控制模式之選 擇、程式化及操作的單—輸人區。可存在併人有顯示榮幕 (諸如’觸控螢幕顯示器)之輸入區以輔助使用者巡覽選單 來選擇:程式化或操作不同充電模式。可經由介面801之 巡覽而獲得關於充電模式之資訊。 圖8說明根據本發明之-例示性實施例的具有至少一介 146707.doc -19- 201042884 面咖之另一充電裝置850。充電裝置85〇可經組態以按血 線方式對定位於充電裝置85G之内部區奶内的至少， 裝置820進行充電。更具體言之，充電裝置㈣可包括至少 一傳輸天線（例如’圖2所描繪之傳輸天線114)，其經组離 以將功率按無線方式傳輸至接收天線(例如，圖2所描緣： 接收天線118)及麵合至定位於内部區咖内之電子襞置咖 之電池（例如，圖2所描緣之電池136)的關聯接收器（例如， 圖2所描繪之接收器108)。在接收天線及關聯接收器處接 收到按無線方式傳輸之功率後，便可將功率供應至電子裝 f 820之電池。可根據預定時間間隔、充電模式或根據預 定充電排程來啟用充電裝置85〇使之傳輸無線功率或停用 充電裝置850使之不傳輸無線功率。 如圖8所說明，介面8〇1可定位於充電裝置85〇之外部表 面上’且經組態以傳送圖形、文數字文字或其任何細合。 如先前藉由圖7所論述及展示，介面8〇1可經組態以料與 充電裝置之一或多種充電模式有關的資訊。 另外，圖7及圖8之介面8〇1可經進一步組態以傳送與定 位於充電裝置之充電區内之一或多個電子裝置之充電狀態 :關的資訊。舉例而言，根據一例示性實施例，介面 可經組態成以可分辨圖案來顯示經定位成接近於裝置識別 符（例如，「相機」）之顯示元件中的一或多個燈，以指示充 電裝置之充電區内的關聯電子裝置82〇是否正被充電。此 外，介面801可經組態成以另—可分辨圖案來顯示—或多 個燈，以指示充電裝置之充電區内的關聯電子裝置被 146707.doc -20- 201042884 完全充電β另外，與办，丨二 梦署^丨+ ]而5，介面801可經組態以顯示蛊 裝置識別付相關聯之一或多個連續燈，以指 二 完全充電。 电卞凌置破 Λ，另卜"面SO1可經組態以按視覺或聽覺方式傳送識別 付’諸如’裝置標籤(例如’使用者名稱)、裝置類型 如，蜂巢式電話、相機，等等）或其任何組合。另外，」 面801可經組態以括φ Ο Ο 於充電裝置之充電二的關碑、貝訊’該資訊指示定位 直之充电£内的關聯電子裝置82〇是否正 或定位於充電裝置之充電區内的關聯電子裝置8 = 完全充電。作為-非限制性實例，若相機定位於充電裝= 之充電區内，則介面801可經組態以按視覺或聽覺方式識 ^目機（例如’按聽覺方式傳送「相機」），且按視覺· 覺方式傳达相機之充電狀態(例如，按聽覺 充電」）。 、疋被 如以上所描述，充電裝置_、85〇或附近裝置可 =天線’且因此’其内之一或多個電子裝置可經由且有 傳輸天線及中繼H天線之存在物的充電裝置被充電。如 文中所描述之每-充電裝置可僅實施為（例如）攜:型充°電 裝置’諸如’背包、公文包、錢包、衣服、行李，等等。 因此’具有中繼器天線之攜帶型裝置亦可包括諸如本文^ 所描述之介面801的介面。另外’本文中所描述之每—充 電裝置可實施為（例如）靜止充電裝置，諸如，工作台、 桌或任何其他靜止傢具。 0 書 圖9說明根據本發明之一例示性實施例的可無線充電之 146707.doc 21 201042884 电子哀置922。裝置922可包含任何可無線充電之電子裝 f ’諸如（僅舉例而言），蜂巢式f話、攜帶型媒體播放 态、相機、個人數位助理，及其類似者，或其任何組合。 裝置922可包括介面924，且可經組態以傳送可視及/或可 聽訊息以警報農置使用者。更具體言之，裝置922可顯示 !近無線充電器之充電狀態，包括無線充電器當前所處之 $作杈式。舉例而言’無線充電器可經設定為處於經濟模 二，八中無、線充電器經設定以在預定時間間隔期間（諸 在相離峰能率之時間期間）將無線功率 :裝:門在此實例中，最靠近於裝彻之充電器的狀Ϊ 式下」，或換言之，無線功率傳輸被停用。在經濟模 :夺間传斷開」指示符且停用無線功率傳輸指示當前 在適當預定時間間隔之外，從而進一步 間不為低能率週期中之一者。 f 二設定以在諸如使用者可程式化充電模式 下，使用者了^進行操作，在使用者可程式化充電模式 裝置時之指線充電器可將無線功率傳輸至可充電 另外m °使用者可基於人們可能熟睡或以 在學校時）之時門谁在工作或兒童 笙扠4 夺間進仃寻判定。基於使用者之排浐砧+ 1可減少人類曝露於電磁輕射。在單一充電模：、 :位置之間的轉變(例如，充電器自接通轉為斷門式之狀 笔器自斷開轉為接通）期間， 芬、斷開’或充 P)或振動），以向使用者通知關 J46707.doc •22· 201042884 聯充電咨視先爾狀態而現處於接通或斷開。在自一模式至 另一模式之轉蠻α丨上,Φ κ A 供八主 去濟模式切換至經使用 者备·式化·^式）_ pq @ Ο Ο Π -ρ β 如顯示及/或傳送警報（例 • 如裝置922之嗶聲或振動），以向使用去、虽A M祕 ^ ^ ’门便用者通知關聯充電器 . s刖處於哪—充電模式。 另外’根據本發明之一例示性 態以按聽覺方式傳逆及經組 t = 达及/或颁不關於一或多個無線充電器 〇 該—或多個無線充電器可經組態以按無線方式對 #置4仃充電。更具體言之，在一例示性實施例中， 裝置9:2可經組態以顯示說明經組態以按無線方式對裝置 922進订充電之_或多個無線充電器之位置的地圖。在另 ^示性實施例中，裝置922可經組態以經由文字及/或可 U ^而提供經組態以按無線方式對裝置9U進行充電之 2或多個無線充電器之位置。另外，在另-例示性實施例 ，裝置922可經組態以按聽覺方式傳送及/或顯示至該一 〇 或多個無線充電器之巡覽方向。 料-非限制性實例，裝置922可經組態以向使用者提 供表接近於裝置92?夕_ # Vm Λ· 2之—或多個無線充電器之位置及至該 -或多個無線充電器之巡覽方向。作為一更特定實例，且 ㈣9所說明，裝置922可經組態以顯示關於附近無線充電 斋之當前模式（例如，正常模式、經濟模式、夜間模式、 使用者可心式化模式，等等）。裳置922可經組態以經由任 何已知且合適之偵測構件及/或經由填入式資料庫似而獲 得關於無線充電器位置之資訊。裝置奶可經組態以變更 146707.doc -23· 201042884 一或多個無線充電器之模式，包括針對指定充電器設定充 電排程或設定針對使用者可程式化模式之操作參數及時 圖1〇說明根據本發明之—例示性實施例的用於按無線方 式對電子裝置進行充電之方法的流程圖i議。可獲得時間 資Λ(1010)。Τ自諸如先前所論述之時間伺服器或電子裝 置的外部裝置獲得時間資訊。可藉由充電裝置在内部自内 部時間源或《㈣彳專時間資訊。進行時間t訊是否在預 定允許時間内之判定（咖）。可藉由判定t前充電模式（充 電器當前經設定以在該充電模式下操作）以及用於允許及 禁止無線功率之傳輸的與彼模式相關聯之預定時間間隔來 貫現該判定。如先前所論述，充電模式可為預定義的或使 用者可程式化的。 若當前時間不在如藉由充電裝置之當前充電模式所定義 之預定允許時間間隔内’則停用充電襄置之傳輪器 (1030)，且不將無線功率傳輪至附近電子裝置。若當前時 2係在如藉由充電裝置之#前充電模式所定義之預定允許 時間間隔内，則啟用右領· # ¥ β ⑽用“裝置之傳輸g，且將無線功率傳 輸至附近電子裝置（1040)。 存在來自為本發明之實施例之本方法的若干優點，1允 許針對無線充電器之操作的較多使用者控制。此添加控制 ^由僅在需要時及/或在能量成本最廉價時進行操作或 猎由操作以限制人類曝露於電磁輻射而針對充電器之使用 者減少能量成本。此額外控制亦可向❹者提供根據使用 146707.doc -24 - 201042884 者之偏好及詳情來判定充電計劃的能力。 熟習此項技術者應進一步瞭解，結合本文中所揭示之例 示时施例所描述之各種說明性邏輯區塊、模組、電路及 演算步驟可實施為電子硬體、電腦軟體或電子硬體與電腦 軟體兩者之組合。為了清楚地說明硬體與軟體之此互換 性上文已大體上在功能性方面描述各種說明性組件、區 塊、模組、電路及步驟。將該功能性實施為硬體或是軟體 Ο ❹ 視特定應用及強加於整個系統之設計約束而定。熟習此項 技術者可針對每-特定應用以變化之方式來實施所描述之 功能性’但不應將該等實施決策解釋為導致脫離本發明之 例示性實施例的範疇。 可利用經設計以執行本文中所描述之功能的通用處理 器、數位信號處理器（DSP)、特殊應用積體電路（ASIC)、 場可程式㈣陣mFPGA)或其他可程式化邏輯裝置、離散 閘或電晶體邏輯、離散硬體組件或其任何組合來實施或執 行結合本文中所揭示之例示性實施例所描述之各種說明性 邏輯區塊、模組及電路。通用處理器可為微處判，作在 料例中，處理器可為任何習知處理器、控制器、微控制 益或狀態機。處理器亦可實施為計算裝置之組合，例如， 瞻與微處理器之組合、複數個微處理器、結合Dsp核心 之—或多個微處理器，或任何其他該組態。 結合本文所揭示之例示性實施例所描述之方法或寅曾法 =可直接以硬體、以藉由處理器所執行之軟體模：或 體與軟體模組兩者之組合加以體現。軟體模組可駐留 146707.doc -25· 201042884 :機存取記憶體(RAM)、快閃記憶體、唯讀記憶體 :、電可程式化ROM(EPR〇M)、電可抹除可程式化 卜 0M)、暫存11、硬碟、抽取式碟、CD-ROM或 t㈣Γ 6知的任何其他形式之儲存媒體中。例示性錯 H 處理器’使得處理器可自儲存媒體讀取資訊 搜^ 仔媒體纟替代例中，儲存媒體可與處 W ⑯式。處理器及儲存媒體可駐留於ASIC中。 CJ駐留於使用者終端機中。在替代例中，處理器及儲 存媒體可作為離散組件而駐留於使用者終端機中。 盆2=_示性實施例中，可以硬體、軟體、動體或 心且口來貫施所描述之功能。若以軟體加以實施，則 1體亥ΓΓ作為一或多個指令或程式碼而赌存於電腦可 " ' 由電腦可讀媒體進行傳輸。電腦可讀媒體包 程媒體及通信媒體兩者，通信媒體包括促進電腦 “雷二ΐ至另一處之傳送的任何媒體。儲存媒體可為可 之任何可用媒體。藉由實例而非限制，該等 盆他光'RGM'EEPR0M、CD-R0M或 ;=碟姥存裝置、磁碟儲存裝置或其他磁性職置， 或可用以載運或儲存呈指令或資料結構之形式之所要 電腦存取的任何其他媒體。又，將任何連接二 媒體。舉例而言，若使用同_二 數位用戶線（觀）或諸如紅外線、益線 == 無線技術而自網站、伺服器或其他遠端源傳輸 、5由電镜、光纖電、纜、雙絞線、DSL或諸如紅外 146707.doc -26- 201042884 線、無線電及微波之無線技術包括於媒體之定義中。如本 文中所使用，磁碟及光碟包括緊密光碟（CD)、雷射光碟、 光碟數位多功能光碟（DVD) '軟性磁碟及藍光光碟，其 巾磁碟通常以磁性方式再生資料，而光碟利用雷射以光學 . 方式再生貝料。上述各物之組合亦應包括於電腦可讀媒體 之範疇内。 、' 提供所揭示之例示性實施例的前述描述以使任何熟習此 〇 帛技*者皆能夠製造或使用本發明。在不脫離本發明之精 神或範嘴的情況下，對此等例示性實施例之各種修改對於 熟習此項技術者將顯而易見，且本文令所界定之一般原理 可應用於其他實施例。因此，本發明不意欲限於本文中所 展不之實施例，而應符合與本文中所揭示之原 徵一致的最廣泛範疇。 4賴特 【圖式簡單說明】 圖1說明無線功率轉移系統的簡化方塊w。 Ο ®2說明無線功率轉移系統的簡化示意圖。 意=說明用於本發明之例示性實施例中之環圈天線的示 圖4為根據本發明之一例示丨生眘 塊圖。 丁也貫施例之傳輪器的簡化方 圖5說明根據本發明之一 資訊之充電裝置的充電器計時系統^例的針對接收時間 資m之本發明之一例示性實施例的針對接收計時 貝λ之充電裝置的充電器計時系統。 于 146707.doc -27· 201042884 圖7說明根據本發明之一例示性實施例的充電裝置。 圖8說明根據本發明之一例示性實施例的具有至少一介 面之另一充電裝置。 圖9說明根據本發明之一例示性實施例的可也仏> 4 』無綠充電之 電子裝置。 圖10說明根據本發> ...... ^ 例的用於松 式對電子裝置進行充電之方法的流程圖。 、齊無線方 【主要元件符號說明】 100 無線傳輸或充電系統 102 輸入功率 104 傳輸器 106 輻射場 108 接收器 110 輸出功率 112 距離 114 傳輸天線/處理器 118 接收天線 122 振盪器 123 調整信號 124 功率放大器 125 控制信號 126 渡波益與匹配電路 132 匹配電路 136 電池 146707.doc •28· 201042884 150 壤圈天線 152 電容器 154 電容器 156 諧振信號 200 傳輸器 .202 傳輸電路 204 傳輸天線 206 固定阻抗匹配電路 Ό 208 低通濾波器（LPF) 210 功率放大器 212 振盪器 214 處理器 216 負載感測電路 700 充電器計時糸統 710 充電裝置 Ο 720 時間伺服器 730 網路 750 充電器計時系統 • 760 電子裝置 . 800 充電裝置 801 介面 805Α 輸入區 805Β 輸入區 805C 輸入區 146707.doc -29- 201042884 805D 輸入區 806A 指示符 806B 指示符 806C 指示符 806D 指示符 807 顯不區 808 輸入區 820A 電子裝置 820B 電子裝置 820C 電子裝置 850 充電裝置 855 内部區 922 電子裝置 924 介面 926 資料庫 146707.doc -30

Claims (1)

1. 201042884 七、申請專利範圍： h 一種無線功率充電裝置，其包含： 至y -無線功率傳輸器，其經組態用於將無線功率 輸至一或多個電子裝置；及 ▲處理n ’其與該至少—無線功率傳輸器通信，其中 在—預定時間間隔期間控制該無線功 Ο Ο 2.==線㈣*’其中該預定時間間隔係基 3· Γ:ΐ項2之無線充電裝置’其進-步包含-内部時間. 時二内部時間源與該處理⑽合且經組態以將該當前 夺間貝矾發送至該處理器。 4.如4求項2之無線充電裝置 通 丹運步包3與该處理器 接收當前時間資訊。 外置 5·如請求項！之盔後 入^ 策充電裝置，其進-步包含-介面，該 :，以按視覺方式顯示該充電裝置之充電模式資 二充電模式資訊與由該處理器用於控制該無線 力革傳輪益之該預定時間間隔有關。 6·如請求項5之盤蜱右堂壯里 廿丄 區，料入「 中該介面包括-輸入 Μ〜组以准許—使用者調整由該處理器用 ^ °"·、，、冰功率傳輸器之該預定時間間隔。 ’ 之無線充電裝置，其中該充電模式資訊包括 數個、，生儲存之充雷 充私扠式，且其中該介面包括一輸入 146707.doc 201042884 區，該輸入區經組態以准許一使用者在該複數個模式之 間進行選擇以改變由該處理器用於控制該無線功率傳輸 器之該預定時間間隔。 8. 如請求項1之無線充電裝置，其中該外部裝置包含―护 間伺服器。 ^ 9. 如請求項1之無線充電裝置，其中該外部裝置 — . S 揭 T 1電子裝置，該攜帶型電子裝置經組態為一相機、一 電話、一音訊/視訊播放器及一個人數位助理中之至少一 者0 10·如請求項丨之無線充電裝置’其中該處理器經進一步組 二、回應於至 充電模式來啟動及撤銷啟動該無線功 率傳輸器，其中該至少一充電模式指示用於停用：無線 功=傳輸ϋ之該預定時間間隔及用於啟用該無線功率傳 輸器之至少一其他時間間隔。 η·=請求項1G之無線充電裝置，#中該至少-充電模式係 基於與能率之時間有關的成本。 其中該至少一充電模式係 12.如請求項10之無線充電裝置 基於一使用者排程。 13 ·如Μ求項1 〇之無線充電裝置 t ，、〜 / νο ό 7「囬，1 介面經組態以將該奋雷# a , ^ 肝"褒兄电裝置自根據該至少一充電模式$ 作切換至根據另一充電模式操作。 A如請求項13之無線充電裝置，其中該介面包含一心 該輸入區經組態以修改該至少一充電模式之該等日〗 間間隔。 146707.doc 201042884 15.如請求項13之無線充電裝置，其中該介面包含—輸入 區’該輪入區經組態以修改該至少一充電模式。 16_ 一種操作一充電裝置之方法，該方法包含： 在一第一預定時間間隔期間啟用至一或多個電子裝置 之無線功率傳輸；及 在一第二預定時間間隔期間停用至該一或多個電子事 置之無線功率傳輸。 0 17.如請求項16之方法，其進一步包含經由該充電裝置之一 介面而程式化該第一預定時間間隔及該第二預定時間間 隔。 18. 如請求項16之方法，其進一步包含經由自一外部裝置傳 輸時間間隔資訊而程式化該第一預定時間間隔及該第二 預定時間間隔。 19. 如請求項16之方法，其進一步包含在複數個額外預定時 間間隔期間啟用及停用至一或多個電子裝置之無線功率 ❹ 傳輸。 2〇·如請求項16之方法，其中當回應於—預定充電排程時， 自動地發生啟用及停用無線功率傳輸。 21. 如請求項20之方法，其進一步包含利用新時間資訊來更 新該預定充電排程。 22. 如請求項21之方法，其中更新該預定充電排裎包括自一 外部裝置接收一資料檔案，其中該資料檔案含有該新時 間資訊。 23. 如請求項16之方法，其進一步包含： 146707.doc 201042884 獲得當前時間資訊，其中該第— 預义時間間隔在基於 該“時間資訊之-預定允許時間週期内，且 二預定時間間隔不在基於該當前時 、人 時間週—預定允許 24. 如請求項23之方法，其中獲得當前時間資訊 部裝置獲得時間資訊。 ^ 25. 如請求項23之方法，其中 雷㈣… 時間貢訊包括自該充 電裝置之内。卩振盛器獲得時間資訊。 26. —種充電裝置，其包含： 用於在-第-預定時間間隔期間啟用 裝置之無線功率傳輸的構件；及 飞夕個屯子 子時間間隔期間停用至該-或多個電 于褒置之無線功率傳輸的構件。 27. 如請求項26之充電裝置 第-子… 置其中该第-預定時間間隔及該 預疋時間間隔為—預定充電排程之一部分。 28. 如睛求項26之充電梦晋 ._ 、置，其進一步包含用於改變該if 5* 充電排程之時間資訊的構件。 ㈣預疋 29. —種無線功率接收裝置，其包含： 電裝：：：：接：器，其經組態以與來自—無線功率充 轉換為用於:::=，且經進-步組態以將該輻射場 — 、π…線功率接收裝置之功率；及 —傳輸器，其用於將時 裝置以在預€傳輸至⑽線功率充電 30…員疋W，隔期間撤鎖啟動該輻射場。 3〇.如4項29之無線 千接收裝置，其中該時間資訊包含 146707.doc 201042884 一使用者可程式化充電排程。 3 1.如請求項29之無線功率接收裝置，其進一步包含一電子 顯示器，該電子顯示器經組態以顯示與至少一附近無線 充電裝置之充電狀態有關的資訊。

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