TW201145751A - Battery with integrated wireless power receiver and/or RFID - Google Patents

Description

201145751 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明涉及功率轉換’更具體地說，涉及一種無線功率轉 換以及支援的通信。 【先前技術】 無線供電的概念（即，無需電源線即可為設備供電）已經 存在一段時間了’並且最近走向了商業化。而且，有兩個正在 商討的標準無線通信聯盟（wireless communication alliance，簡 稱 WPC)和消費電子協會（consumer electronics association， 簡稱CEA)來規範無線供電系統。 現在市場上有售的無線供電產品包括發射單元、接從單 元、和雙向控制通道。在這些產品中’最主要的能量傳輸方法 是電感耦合’不過，在一些低功率的應用中，可包括太陽能傳 輸、熱電子能量傳輸，和/或電容能量傳輸。應用這些產品時， 接收單元是必須連接至需無線供電的設備的分立單元。因此， 若接收單元不與設備連接，設備自身是無法無線供電的。 要研製這些產品’需要在電感功率傳輸、閉環系統、和複 雜荷載（multiple load)支援上下功夫。在電感功率傳輸領域 裏，研究主要集中在為實現諧振、效率、和/或散熱（thermal issues)、檢測負載、關閉電感功率傳輸、線圈校準、磁力校準 (magnetic alignment )、低伏幻像供電（l〇wer phantom power)、具有負荷補償的d、E等級功率發射器、天線設計、 和線圈開關（coil switching)而對發射和接收電路（每一電路 均包含單個電感器）的調諧進行的優化上。 ⑤ 201145751 定at ’研究主要集中在用特定的控制通道協 ’反向散射協議（^scatter)，紅外資料協定（祖）， 或藍牙财）調節發射功率、發射諧振、基準 1 率傳輪最大化。同樣的，只蝴电和發射單元是來自ί 道上細_通韻定_ _應商，鱗功率傳輸就 此夠實現。贴，當上述鮮她織嘗鱗立_控制通道協 定的標準時’供應商可以隨意使用所選擇的任何一種協議，實 現不同供應商的無線供電產品的相容。 雖然在商業化的無線供電系統上已經做出了努力，但是仍 然需要在實現性價比高和/或具有豐富特性的無線供電系統上 投入更大的努力。 【發明内容】 本發明提供-鍊置和_綠，並縣合_在發明内 容和具體實施方式部分以及權利要求中進行進—步的描述。 根據本發_-方面，提出—種電池（battery)，包括： 陽極； 陰極； 與所述陽極和所述陰極連接的一個或多個可充電電池 (rechargeable cell)； 用於確定所述一個或多個可充電單元的電壓的電壓傳感 電路；以及 賴識別（RPID)標籤’所述射頻識別標籤包括： 收發器部分（transceiver section); 用於存儲電池資訊和電池充電參數的記憶體；以及 201145751 處理模組，用於： 獲得電壓； 基於所述電壓、所述電池充電資訊和所述電池充 電參數中的至少一項來確定電池充電需求；以及 通過所述收發器部分傳送所述電池充電需求。 作為優選，所述電池進一步包括： 所述收發器部分包括線圈，其中所述線圈可集成在所述陽 極和所述陰極的至少一個中，並且，其中所述線圈收發給定頻 帶内的電磁信號，並且在直流（DC)時是所述陽極和所述陰 極中至少一個的導電元件。 作為優選，所述電池資訊包括以下至少一個： 電池充電參數； 電池充電歷史； 所述電池的壽命；以及 所述電池的剩餘可充電次數（rechargeable life)。 作為優選’所述電池充電需求包括以下至少一個： 電池充電參數，以及 電池充電需要的等級。 作為優選，所述電池進一步包括·· 用於從無線供電電磁場產生交流1 (AC)電壓的無線供 電線圈；以及 電池充電電路，用於： 將AC電塵轉換成電池充電電壓；以及 通過所述電池充電電壓為所述一個或多個可充電電 201145751 池充電。 作為優選，所述電池進一步包括： 支撐所述RFID電路和所述電壓傳感電路的柔性襯底 (flexiblesubstrate);以及 包裝所述一個或多個可充電單元和所述柔性襯底的殼 (casing) ° 根據本發明的另一方面，提供一種電池，包括： 一個或多個可充電電池； 用於從無線供電電磁塲產生交流電（AC)電壓的無線供 電線圈；以及 電池克電電路，用於： 依據電池充電控制信號從所述AC電壓產生電池充電 電壓；以及 使能時’通過電池充電電壓為所述一個或多個可充電 電池充電。 作為優選，所述電池進一步包括： 射頻識別（RFID)模組，用於： 產生所述電池充電控制信號；以及 與無線供電發射器設備通信。 作為優選，所述電池充電電路包括： 輸出耦合電路（outputcouplingcircuit)，用於： 為所述一個或多個可充電電池提供所述電池充電電 壓； 當檢測到無線供電電磁場時，斷開所述一個或多個可 201145751 充電電池與所述電池的極端的連接；以及 當檢測到無線供電電磁場時，將所述電池充電電路的 輸出端連接至所述極端。 作為優選，所述電池充電電路包括： 用於確定所述一個或多個可充電電池的電壓的電壓傳感 電路； 用於檢測無線供電電磁場的檢測電路；以及 用於基於所述電壓和對所述無線供電電磁場的檢測來使 能對所述一個或多個可充電電池的充電操作的處理模組。 作為優選，所述電池進一步包括： 連接至所述一個或多個可充電電池的陽極；以及 連接至所述一個或多個可充電單元的陰極；其中所述無線 供電線圈可集成在所述陽極和所述陰極的至少一個中。 作為優選，所述電池還包括： 支樓所述電池充電電路的至少一部分的柔性襯底；以及 包裝所述一個或多個可充電電池和所述柔性襯底的殼 (casing)。 根據本發明的另一個方面’提供一種電池電路模組，包括： 用於從無線供電電磁場產生交流電（AC)電壓的無線供 電線圈； 電池充電電路，用於： 依據電池充電資訊從所述AC電壓產生電池充電電 壓；以及 使能時，通過電池充電電壓為所述一個或多個可充電 201145751 電池充電；以及 射頻識別（RFID)模組’用於： 與無線供電發射器設備通信；以及 至少部分基於與無線供電發射器設備的通信來產生 電池充電資訊。 作為優選，所述電池充電電路包括： 用於確定電池電壓的電壓傳感電路； 用於檢測所述無線供電電磁場的檢測電路；以及 用於根據所述電壓和對所述無線供電電磁場的檢測來使 能對所述一個或多個可充電單元電池的充電操作的處理模組。 作為優選，所述電池電路模組進一步包括： 至> 支樓所述電壓充電電路的至少一部分和所述rpid模 組的柔性襯底。 作為優選，所述RFID模組包括： 線圈； 與所述線圈耦合的收發器部分； 用於存儲包括電池資訊和電池充電參數中至少一個的所 述電池充電資訊的記憶體；以及 用於處理電池充電資訊的處理模組。 作為優選，所述電池電路模組進一步包括： 集成於所述無線供電線圈的所述線圈。 作為優選，所述電池電路模組進一步包括： 處理模組，用於： 處理對所述無線供電電磁場的檢測； 201145751 處理對電池電壓的確定； 基於所述電壓和對所述無線供電電磁場的檢測來使 能對所述電池的充電操作； 處理與所述無線供電發射器設備通信的基帶部分；以 及 產生電池充電資訊。 本發明的各種優點、各個方面和I街特齡X及操作實例的 細節，將在以下的說明書和附圖中進行詳細介紹。 【實施方式】 圖1為無線供電純的實施例的結構示意圖，包括益線供 ，(一 WP)發射（τχ)單元10和一個或多個設備ΐ2ΐ4,τχ 單兀10包括處理模組18、WP收發器20、和功率τχ電路16。 設備12·Η中的每-個包括w狀（接收）電路22、28、處 理模組26、30以及WP收發器24、3〇。設備i2_i4很可能包 括依賴於其舰魏的多個其他部件。例如，設備G W可以 為手機、個人音頻/視頻播放機、視頻遊戲機、玩具等，以及 包括相應的電路。 WP TX單元1()中和設備12_14的每一個中的處理模組 18、26、32可為單個處理設備或多個處理設備。這些處理器 件可_處理器、微控制器、數位信號處理器、微型電腦、中 央處理單元、現場可編程畴列、可編轉輯科、狀態機、 邏輯電路、類比、數位電路、和/或任何基於電路硬編碼 和/或操作指令來控制信號（類比和/或數位）的設備。處理模 組I8、26、32可具有相_記麵和/或存儲單元，其可為單 201145751 人和/或處理模組18、26、32的欲 易L…存儲&備可為唯讀記，紐、隨機存取記憶體、 易失性記憶體、靜態記紐、_記憶體、 、、=心-、快取記龍、和/或存儲數位資訊的任何設備。 f意，如果處理模組18、26、32包含-個以上的處理設備， 備設置(例如’通過有線和/或無線匯流排結構直 連接在起)或为散设置（例如，通過局域網和/或廣域網的 間=連接的雲§丨算）。應進—步注意的是當處理模組18、％、 月b通過狀態機、類比電路、數位電路、和/或賴電路實現 個或夕個功能時，存儲相應操作指令的記憶體和/或記憶元 件可嵌入在電路中或設於電路外，該電路包括狀態機、類比電 路、數位電路和/或邏輯電路。仍需更進_步注意的是，存儲 單元存儲的，且處理模組18、26、32執行的硬編碼和/或操作 指令與圖1-28中描述的至少一部分步驟和/或功能對應。 WPTX單元1〇通過一個或多個控制通道34與設備1214 的WP收發器24、30進行通信’所述一個或多個控制通道使 用 ISM ((industrial，scientific and medical))頻段 36 中一個或 多個頻率和/或另一未被許可的頻段38中一個或多個頻率。通 過控制通道34的通信可使用一個或多個標準協議40、44和/ 或一個或多個專有協議（pr〇prieary pr〇t〇cai) 42、46。例如， 標準協議40、44可包括藍牙（2400^11^)'1^£虹八]^(高 性能無線局域網）（5800MHz)、IEEE802.il (2400MHz 和 5800 MHz)、和 IEEE 802.15.4 (使用 915 MHz 或 2400 MHz 的個人局域網）。 201145751 ISM頻帶36包括： 頻率範圍 中心頻率 6.765-6.795MHz 6.780 MHz 13.553-13.567 MHz 13.560 MHz 26.957-27.283 MHz 27.120 MHz 40.66-40.70 MHz 40.68 MHz 433.05-434.79 MHz 433.92 MHz 902-928 MHz 915 MHz GHz 2.400-2.500GHz 2.450 GHz 5.725-5.875 GHz 5.800 GHz 24-24.25 GHz 24.125 GHz 61-61.5 GHz 61.25 GHz 122-123 GHz 122.5 GHz 244-246 GHz 245 GHz 每一 WP電源收發器20、24、30 (例如’ WP TX單元 10和每一設備12-14中的WP電源收發器）包括基帶處理（通 過相應的處理模組18、26、32實現）、射頻（RF )和/或MMWR (毫米波）發射器部分、和RF和/或MM WR接收器部分。在 應角實例中，基帶處理依據一個或多個無線通信撫準（例如， GSM、CDMA、WCDMA、HSUPA、HSDPA、WiMAX、EDGE、 GPRS、IEEE 802.1卜藍牙、zigBee、UMTS(通用移動通信系 統)、LTE (長期决進）、IEEE 802.16、EV-DO (演進資料優化）、 專有協找）將出站資料轉換為出站符號流^這轉換包括以

12 201145751 下個或多個·加擾、馨孔（puncturing)、編碼、交織、星座 映射―錢ti〇n mapping)、調製、擴頻、跳頻、波束成型 (beamf_ing)、钟分組編碼、空頻分組編碼、頻域到時域 變換、和/或數字基帶到中頻變換。 上發射器部分將出站符號流轉換為出站即信號，該出站奸 信號具有給定頻帶（例如，ISM頻帶36) _載_率。在 -實施例巾’通過將㈣槪流與本地振盪混齡產生上變頻 信號來實現上述功能。—個或多個功率放大ϋ和/或功率放大 器驅動器放大該上變頻信號（該上變頻信號還可經過即帶通 ;慮波）來產生出站RF信號。在另一實施例中，發射器部分包 括產生振躺紐H。㈣符驗提供調整紐她的相位資 訊（例如’+/娜目移]和/或_目位調製])，以產生作為出站 虾信號發射的相位已調整即信號。在另一實施例中，出站 符號流包括振幅資訊（例如，權振幅調製])，聽調整相位 已調整號的振幅以產生出站处信號。 在另實施例中’發射器部分包括產生振盈的振盡器。出 站符號提供調整振盪頻率的鮮資訊（例如，+M聰移]和/ 或f(t)|；調頻])以產生作為出站处信號發射的鮮已調整处 信號。在另—實施例中，出站符號流包括用於調整頻率已調整 RF信號的振幅以產生出站RP信號的振幅資訊。在更進一步 的實施例中，發射n部分包括產生減的缝器。出站符號提 供調整振盪幅度的振幅資訊（例如，+/_ΔΑ[__ AW[調 幅])，以產生出站RP信號。 接收11部分接收和放大人站RF錢以產纽大的入站 13 201145751 RF信號。接收器部分可將放大的入站RF信號的I (同相）和 Q(正交）組分與本地振盪的同相和正交組分混合以產生混合 I信號和混合Q信號。混合I和Q信號合併產生入站符號流。 在本實施例中’入站符號可包括相位資訊（例如，+/_ΔΘ[相移] 和/或e(t)[相位調製])和/或頻率資訊（例如，+/_ΔίΓ頻移]和/ 或f(t)[調頻])。在另一實施例和或先前實施例的進一步闡述 中’入站RF U虎包括振幅資訊（例如，+/_△△[幅移]和/或 A(t)[調幅])。為了恢復振幅資訊，接收器部分包括振幅檢測 器’諸如包絡檢波器、低通濾波器等。 基帶處理依據一個或多個無線通信標準（例如，GSM、 CDMA、WCDMA、HSUPA、HSDPA、WiMAX、EDGE、GPRS、 IEEE 802.1卜藍牙、ZigBee、UMTS(通用移動通信系統）、LTE (長期决進）、IEEE 802.16、EV-DO (演變資料優化）、專有 協定等）將入站符號流轉換為入站資料（例如，控制通道資 料）。這些轉換包括以下一個或多個：數位中頻到基帶變換、 時域到頻域變換、空時分組解碼、空頻分組解碼、解調、擴頻 解碼、跳頻解碼、波束成型解碼、星座解映射、解交織、解碼、 解馨孔、和/或解擾。 WP TX單元10通過控制通道與設備m4通信以促進 WPTX單元10向設備12-14的功率RX電路22、28.的有效無 線功率傳輸。例如，該通信可以確定使用哪個頻率，重置設備 12-14以改善磁耦合，調諧功率τχ電路16和/或功率狀電路 的部件22、28的元件，指明期望的功率等級，調整功率等級 等。就這點而言，能量從功率Τχ電路16到一個或多個設備 201145751 28的無線傳輸過程中，WP TX單

12_14的功率rx電路22、 二、又備I2 U通以提供無線能量傳輸的期望性能等級。 在另-操作實财，接收單元處理她26、％用於識別 應注.意’控制通道包括多個控制通道協定中的—個，所述 固控制通道協定包括至少—個或多個標準控制通道協定和/ :、個或夕個專有控制通道協定。應進一步注意的是，發射單 讀發器2G可使職巾—個控舰道協定，還能夠使用多個 控制通，協定中的子集。例如，一個發射單元收發器20可用 藍牙，定或專有協定來充t控制通道協定，而另—個無線供電 發射，元10 &另-個發射單元收發器2〇可用不同的控制通 道協定。歧點而言，接收單元需要識聰制通道協定。 接收單70處理模組26、32可通過分析發射單元收發器發 射的信標錢來識職舰道協定，從而確定通道協定。 作為選擇’或除了前述例子外，接收單元處理模組26、&可 使用默認的控制通道協定並通過接收來自發射單元收發器2〇 的δ又置通# (setUpC〇mmunicati〇n)來識別控制通道協定。作 為另一選擇，或除了前述例子外，接收單元處理模組26、32 可通過掃描控制通道活動的頻譜來識別控制通道協定以產生 已掃描頻譜，以及從已掃描的頻譜中識別控制通道協定。再另 一作為選擇的例子中，或除了前述的例子外，接收單元處理模 組26、32可使用已知的控制通道協定並通過喚醒試錯系統 (trial and error system)來識別控制通道協定。 當接收單元處理模組26、32識別到控制通道協定時，就 15 201145751 確定接收單元收發器是否有能力用控制通道協定進行通信。例 如’處理模組可確定接收單元收發器24、30是否能夠支援控 制通道協定。當接收單元收發器24、30能夠應用控制通道協 定進行通信時，處理模組協調接收單元收發器的配置來通過控 制通道收發與無線供電電磁場相關的通信。接收單元收發器 24、30的組成將在圖6中做更詳細的描述。 在作為選擇的另一識別控制通道協定的例子中，發射單元 收發器20和接收單元收發器24、3〇可協商使用哪一健制通 道協定。例如發射單元收發器可與接收單元收發器收發協商資 訊（例如，哪個協定它們都支援，期望的資料傳輸率，可用的 帶寬等）來相互選擇控制通道協定。 如果處理模組26、32不能識別控制通道或接收單元收發 器24 30不尨使用控制通道協定，處理模組可確定接收單元 收發器是碰少支援㈣通道協定的硬體或_。當接收單元 收發器缺少軟料，處賴組生躺路消息來下錄體以支援 控制通道财。-錄财載絲，驗單 就能支援㈣通道龄了。 逋過在無線供電發射單元1〇和設備以，14之間建 通道，無線供電發射電路16根據控制通道資料如，巧 f級、頻率、調諧等）產生無線供電電磁場。無線供電接^ =2、28將無線供電電磁場轉換為賴，胁為設備㈣ 電和/或為設備12、14的至少一部分供電。 圖2是本發明的無線供電系統的另 圖，包括wp⑽供電m(發射）單元1〇和== 201145751 s又備。WP TX卓元l〇包括處理模組1 $，wp收發器2〇、rpid (射頻識別）標籤和/或閱讀器48，和功率τχ電路μ。每一 設備12-14包括WP接收（RX)電路24、28、處理模組26、 32、RFID標籤和/或閱讀器50、％、和wp收發器24、3〇。 -設備12_14很可能包括多個依賴於期望功能的其他元件。例 如，設備可以為手機、個人音頻/視頻播放機、視頻遊戲機、 玩具等，並且包括相應的電路。 在本實施例中，RFID標籤48、50、52包括有關設備12-14 和WPTX單元1〇的無線供電需求和能力的資訊。例如，該資 訊可包括使用的通信協議（例如，一個或多個標準協議、 44或一個或多個專有協議42、46)、無線供電頻譜、阻抗匹配 資訊、電池充電需求等。RpID閱讀器和標籤48、5〇、52可為 有源或無源s又備並且可使用反向散射（backscattering )進行通 信。同樣的，設備12-14首先與WPTX單元1〇通信來交換設 置（setup)資訊，並且一旦設置完成，設備12_14將通過細 收發器20、24、30與WPTX單元1〇通信。 圖3是本發明的無線供電系統的另一實施例的結構示意 圖，包括WP (無線供電）τχ (發射）單元10和一個或多個 設備12-14。WPTX單元⑺包括處理模組…肌^射頻識 別）標籤和/或閱讀器48,和功率TX電路Γ6。每一設備12-14 包括WP接收（RX)電路22、28，處理模組26、32，以及 RFID標籤和/或閱讀器50、52。設備12_14很可能包括多個依 賴於期望功能的其他部件。例如，設備可以為手機、個人音頻 /視頻播放機、視頻遊戲機、玩具等’並且包括相應的電路。 17 201145751 在本實施例中’RFID標籤48、50、52包括有關設備12-14 和WPTX單元10的無線供電需求和能力的資訊。例如，資訊 可包括使用的通信協議（例如，一個或多個標準協議54或一 個或多個專有協議56)、無線供電頻譜，阻抗匹配資訊、電池 充電需求等^除了交換設定資訊外，WP TX單元1〇和設備 12-14使用RFID標籤和閱讀器48、50、50作為它們之間的主 要通信手段。應注意的是，RFID閱讀器和標籤48、50、52可 為有源或無源設備，並且可用反向散射進行通信。 圖4是本發明的無線供電系統的另一實施例的結構示意 圖，包括WPTX單元10和設備58。設備58包括功率接收器 電路62、電池充電器64、電池66、直流變直流轉換器68、處 理模組70、記憶體72、多個I/O (輸入/輸出）模組74、多個 電路模組76-78、時鐘產生單元8〇，和功率管理單元82。應注 意’設備58可為圖1-3所示的設備12-14之一。 在本實施例中’在WPTX單元1〇和設備58建立通信後， WP TX單元1〇產生由集成在設備％ +的功率接收器電路 接收的電磁場。這將結合後續的—個或多個關進行更具體的 描述。功率接收器電路62通過電磁場產生AC電壓，將av 電壓整4產生整流電壓，再對整流賴進行濾波以產生Μ 幹線電壓Cdct讀age灿）（例如，v+和v_)。神接收器電 =2可基於處理模組7〇提供的控制信號進行調譜。該調譜包 2節一個或多倾磁場和/或無線供電接收器電路62的電磁 諸如電路的品質隨（quality facto)，調節阻抗，限流 〇 201145751 電池充電器64將DV幹線電壓轉換成提供給電池66的電 池充電電壓。電池充電器64監控充電過程以確保根據電池的 型號適當充電，以及一旦電池66充電完成，可實現連續補充 充電（trickle charge)。應注意’處理模組7〇可為電池充電器 …64提供控制信號，以便依據電池型號來控制充電操作。 直轉直流轉換器68將電池電壓（例如，、4 2V等） 轉換成一個或多個供電電壓（例如，IV、2.2V、3.3V、5V、 12V等）。直流轉直流轉換器68為在功率管理模組82控制下 的一個或多個其他模組70、72、74、76、78、80提供供電電 壓。通常，功率管理模組82用於通過器件58將電源功耗控制 在最佳等級（例如，平衡性能和電池壽命）。就這一點而言， 功率管理模組82可將每一模組7〇、72、74、％、78、8〇視為 可被勿別控制的分離供電島（separate 彡。例如， 當電路模組76·78未啟辦，神管雜組82可峨電路模 組76-78的供電。在另一個例子中’功率管理模組可在電 路模、、且76_78不需要工作在最大潛力狀態時減少提供給電路模 組76-78的電麗。 除了控制提供給每個供電島的供電電屢外，功率管理模組 82可使用時鐘信號控制提供給每一電路模组π%的時鐘信 號。例如’當電路空間時，功率管理模組82可減少提供減少 的供電 給電路模組76_78，但禁止給祕歡職提供 時鐘信號。這樣’就使電源雜最小化了，但是—旦需要，電 路模、、且76_78可以迅速啟動。在另__個例子中功率管理模組 82可在電路模組76_78不需要工作在最大潛力狀態時降低提 201145751 供給電路模組76-78的時鐘信號的頻率。 如’如果為::58提供至少-部分功能。例 二輪=::=):74 為， Ζ的”面。例如，電路模組可產生出站資料(例 到的數位圖像）。處理模组處理出站 集 如，產生數位圖像擋）並將已^已處理貝料(例 模组以便顯干⑼出站龍提供給輸入/輸出 一編細麵邊輸出設備上（例如，LCD顯示器）。另外 列子中’輸人/輸出模組可接收來自週邊輸人元件（例如， 盤i的入站資料（例如’撥打電話指令），並提供給 矛、了模、、且。處理模組處理人站龍以產生已處理人站資料⑽ 重獲在呼叫命令中識別的目標的電話號碼）。處理模組將 ，處理入站資料提供給電路模組，執行已處理入站資料上的功 能（例如，撥打電話到目標用戶）。 圖5是本發明的無線供電系統的另一實施例的結構示意 圖’包括功率發射器電路84和功率接收器電路86。功率發射 器電路84包括線圈（即電感），整流和調節電路88，阻抗匹 配和觸發電路90、處理模組92、和RF和/或mmW收發器94。 功率接收器電路86包括線圈、阻抗匹配和整流電路％、調節 電路98、和RF和/或mmw收發器ι〇〇。功率接收器電路器 86與電池充電器1〇4以及處理模組1〇2連接。就這一點而言， 功率接收器電路84可很容易地集成在設備中並使用設備（例 201145751 如，處理模組1〇2)的元件。就此而言，功率接收器電路86 不是-個與設備連接_齡的元件，而是城驗成部分。 應注意’典型地，設備12、14、58將包括外殼，用於將功率 接收器電路86、電池充電器1〇4、電池1〇6、和勝譲w收 發器1〇〇、處理模組102、以及圖4示出的組件容納在内。 在操作實例中’功率收發電路84的整流和調節電路將Ac 電壓（例如，110VAC，2202VAC等）轉換為DC電壓（例如， 160VDC ’ 320VDC等）。阻抗匹配和觸發電路9〇使τχ功率 線圈（power coil)在給定頻率（例如，1〇ΜΗζ等）内以交替 方式（例如，全橋逆變器，半橋逆變器）與DC電壓連接。阻 抗匹配使t容和'線圈構成的LC電路調譜到期望的譜振頻率以 及得到期望的品質隨。例如，LC電路可調料在觸發速率 (excitation rate )譜振。 功率RX單元86的線圈靠近τχ單元84的線圈以接收由 τχ線圈產生的電磁場並由此產生AC電壓。Lc電路的狀線 圈和電容可通過調譜得到期冑的諳振和/或品質因數。阻抗匹 配和整流電路％對RX線圈的AC電壓進行整流，以產生通 賴節電路來調節的DC幹線電壓。圖中其餘的功能已在前文 中做了描述和/或將在下文繼續闡述。 圖6是本發明的無線供電設備1〇8的實施例的結構示音 圖’包括功率狀電路110 .和/或MMW資料處理模組112 (將在處理模組中實現）和Rp和/或應|收發器ιΐ4。处 和/或MMW資料處理模組112包括出站符號轉換模組12〇， 和入站符號轉換模組122。虾和/或觀界收發器ιΐ4包括發 21 201145751 射器124和接收器126。發射器124包括低if (例如，〇至低. MHz)帶通遽波器128、混頻模組130、ΡΑ(功率放大器）132、 ' 和RF帶通濾波器134。接收器126包括RF帶通渡波器136， LNA (低雜訊濾波器）138，混頻模組14〇，低π?帶通遽波器 142。如果發射器125和接收器126共用一根天線，收發器114 將進一步包括TX/RX隔離電路144 (例如，迴圈器 (circulator)、變壓器式巴倫（transf〇rmer balun)、τχ/κχ 開 關等）。 在操作實例中，資料處理模組112基於正在實施的通信協 定和相應的資料調製來進行自我配置。而且，收發器控制模組 提供控制信號給收發器114以基於正在實施的協議調整其一 個或多個元件。就這一點而言，資料處理模組112和收發器 114可實施-個或多個通信協議和/或一個或多個專有通信協 S義。應注思，设備108可包括一個或多個可配置資 料處理模組112和/或一個或多個可配置w收發器丨J 4。 圖7是本發明的無線供電系統的一部分的實施例的結構 示思圖，無線供電系統包括功率發射器電路144和功率接收器 電路146。功率發射器電路144包括整流和調節電路148，阻 抗匹配和觸發電路150 ’處理模組152，調製器/解調器 154，和NFC線圈156。功率接收器電路146包括阻抗匹配和 , 整流電路158,調節電路跡調製器/解調器162和 線圈164。功率接收器電路146與電池充電H (圖中未顯示） 和處理模組166連接。 在操作實例巾’功率發㈣電路144的整流和調節電路 22 201145751 148將AC電壓（例如，ii〇VAC，22〇VAC等）轉換為％電 壓（例如，160VDC ’ 320VDC等）。阻抗匹配和觸發電路15〇 使TX功率線圈在給定頻率（例如，1〇MHz等）内以交替方式 (例如，全橋逆變器，半橋逆變器）與DC電壓連接。阻抗匹 配使電容和、線圈構成的LC t路調諧到期望的諧振頻率以及得 到期望的品質因數。例如，LC電路可雛為在觸魏率諸振。 功率接收器電路146的線圈靠近發射器電路144的線圈以 接收由TX線圈產生的磁場並由此產生AC電壓。狀線圈和 電容構成的LC電料觸到賊的雜和/或^韻數。阻抗 匹配和整流電路158對RX線圈的AC電壓進行整流，以產生 通過調節電路160來調節的DC幹線電壓。 〇又備通過 NFC (near field communication，近場通信）170 與功率發射ϋ電路I44進行通信。例如，當設備有資料要傳輸 到功率發射器電路144時，處理模組166產生提供給臟調 製器/解調ϋ 162的資料。NFC調製/解編162在用以驅動 NFC線圈164的給定頻率（例如，13 μηζ、9〇〇 μηζ等）調 製資料。NFC線® I64產生磁場，該磁場由功率發射器電路 144的NFC線圈156接收。腦調製/解調單元154解調脈 線圈156提供的信號以恢復提供給處理模组152的發射資料。 從功率發射H電路M4向設備傳輸的資料峨似方式進行處 理。 圖8是本發明的無線供電系統的部分的另一實施例的結 構示意圖’無線供電系、统包括功率發射器電路172和功率接= 器電路174。功率發射器電路172包括整流和調節電路μ、 23 201145751 阻抗匹配和觸發電路178、處理模組19〇、NPC調製器/解調器 188、200、和共用WP&NFC線圈2〇2。功率接收器電路174 、 包括阻抗匹配和整流電路204、調節電路206、NFC調製器/ 解調器216、220、和NFC線圈222。功率接收器電路174與 電池充電器（圖中未顯示）和處理模組218連接。 在操作實例巾’神發射H電路172的整流和調節電路 176將AC電壓（例如，iiovac，220VAC等）轉換為DC電 壓（例如，160VDC ’ 320VDC等）。阻抗匹配和觸發電路178 使TX功率線圈202在給定頻率（例如，1〇MHz等）内以交替 方式（例如，全橋逆變器，半橋逆變器）與〇(：電壓連接。阻 抗匹配使電容和線圈構成的LC電路調諧到期望的諧振頻率以 及得到期望的品制數。例如，Lc電路可繼為在觸發速率 諧振。 功率接收器電路174的線圈202靠近功率發射器電路172 的線圈222以接收由τχ線圈2〇2產生的電磁場並由此產生 AC電壓。RX線圈222和電容構成的lc電路可通過調諧得到 期望的s皆振和/或期望的品質因數。阻抗匹配和整流電路2〇4 將RX線圈222的AC電壓進行整流，以產生通過調節電路調 節的DC幹線電壓。 設備使用共用WP&NFC線圈202、222並通過NFC (近 場通信）與WP TX單元進行通信。例如，當設備有資料要傳 輸到WPTX單元時’處理模組218產生提供給npc資料調製 器216的資料。NFC資料調製器216在給定頻率（例如，η MHz，900MHz等）調製資料以產生振幅分量（A⑴）212和相 24 ⑤ 201145751 位分量（Φ(ί)) 214。相位分量214調節振盪（C0S(D(t))的相位 以產生已調相振蘯（cos(co(t)+ Φ(ί)) 210。功率放大器208通 過振幅分量212放大已調相振盪210以產生已調幅調相的信號 (Α⑴cos(co(t)+〇)⑼）。信號通過與共用ψρ&ΝΚ：線圈222的 AC耦合傳送到WPTX單元的。 WP TX單元的共用線圈2〇2接收信號（例如， A〇COS(iD〇(t))*A(t) cos(co⑼饰⑴），其 + A〇 是 WP 信號的幅度， ω〇是WP信號的頻率）。NPC信號分量與資料解調器2〇〇 ac 耦合，且WP分量提供給阻抗匹配電路178。資料解調器2〇〇 從幅度分量186和相位分量184中恢復資料，並將資料提供給 處理模組190。 圖9是本發明的無線供電系統的另一實施例的結構示意 圖，包括WP TX早元226和設備228。設備228包括AVP線 圈230、功率RX電路232、電池充電器234、電池236、多路 器（multiplexer) 238或其類似器件、直流-直流轉換器24〇、 處理模組242、10介面模組244、記憶體246、功率管理單元 248、NFC功率恢復模組252、和/或RF/MMW功率恢復模組 250。 在操作實例中，當電池236已經耗盡或即將耗盡並且沒有 充足的功率為最小電路提供功率以便為電池充電時，功 率恢復模組252和/或RF/MMW功率恢復模組250產生應急電 壓來為啟動電池充電提供電能。一旦從WpTX單元226接收 到電Sb，應急供電發電機將停止工作，然後供電電壓VI可在 充電過程中和/或充電完成後（例如，連續補充充電模組）用 25 201145751 於為5又備228供電。注意到只要接收到wp的電能，νι或取 自於WP電能的其他電壓將為設備228供電。 圖10是本發明的無線供電設備254的另一實施例的結構 示意，無線供電設備254包括處理模組256、整流和阻抗匹配 電路（例如’電容和二極體）258、RX線圈260、降壓（buck) 和/或升壓(boost)轉換器262、連續補充充電電路(trickle charge circuit) 264、電池266、和電池電流感測器268。處理模組256 包括電池充電器控制器270、升壓控制器272、降壓控制器 274、阻抗匹配控制280、RF/MMW和/或NTC資料處理模組 276。處理模組256可進一步包括功率管理單元282。注意到 處理模組256可與轉換器262、整流電路258、連續補充充電 電路264、和/或電池電流感測器268的一個或多個元件設置在 單個積體電路上或多個積體電路上。 在才呆作貫例中，RX線圈260 (包括一個或多個可調電感） 接收來自WP TX單元的磁場並以此產生ac電壓。將可調電 感調諧（僅與RX線圈260 —起）到期望的諧振頻率、阻抗、 和/或品質因數以便於產生AC電壓。全橋整流器（例如，二 極體）對AC電壓進行整流以產生已整流電壓，經過電容濾波 後產生DC幹線電壓（例如，3-20V) 降壓和/或升壓轉換器262'在DC幹線電壓下降時使能為 降壓轉換器以產生電池充電電壓（以及為設備提供電壓 Vdd)，以及在DC幹線電壓上升時使能為升壓轉換器以產生電 池充電電壓（以及提供電壓Vdd)。注意當降壓和/或升壓轉換 器262處於升壓模式時，降壓電晶體（transist〇r)是使能的。 26 201145751 還注意到降壓和/或升壓轉換器况可包括多個電感、電晶體、 二極體、和電容以產生多個供電電壓。 當電池266充電時，電池充電控制模組27〇監控電池電流 和電壓以確保充電按照電池266的充電需求進行。當電池2紐 充電完成時，電池266斷開與轉換器262 (轉換器262可停止 工作或使能以提供Vdd)的連接並且電池266將進行連續補充 充電。注意當wp丟失時’連接電池266以便為設備254提供 電能。 圖11是本發明的無線供電設備12-14、58的處理模組的 狀態示意圖，包括6個狀態286 :空閒284、充電設置288、 充電290、連續補充充電292、WP操作功率管理294、電池操 作功率管理296。設備開始於空間狀態284 ,然後等待檢測 WPTX單元、WP操作使能、或電池操作使能。設備可同時處 在充電狀態286中的一個狀態和WP操作功率管理狀態294 中。 當設備檢測到WP TX單元（例如，通過RFiD通信，控 制通道通信，感應磁場等）時，設備從空閒狀態284轉為充電 設置狀態288。當處於充電設置狀態288時，如圖12和/或13 所示的設備功能將在下文進行描述。如果設置失敗，設備將返 回到空閒狀態’_該失敗由控制通道通信的建立失敗、Wp Τχ 單元當前不能為設備服務、電路故障、壞電池或連接丢失所致。 當充電設置完成後，設備轉換到充電狀態290。在充電狀 態290時’如圖14和/或15所示的設備功能將在下文進行描 述。如果充電失敗或充電完成但不需要連續補充充電時，設備 27 201145751 ^返回到空舰態。如果充電完叙f池㈣稍補充充電， 設備將轉換到連續補充充電狀態292。設備將保持在這個狀態 直f報錯（例如’貞wpTX單元的連接吾失）或連續補充充 電完成。上述兩種情況發生任意—種，設備將返回空閒狀態 284。 當使能設備操作時’ 一旦設備使能並連接到w τχ單 元，設備就轉換到WP操作功率管理狀態294。當處於此狀態 夺如圖16所示的设備功能將在下文進行描述。當設備未使 能（例如’ Μ閉’設為睡眠模式等）時設備返_^閒狀態 284 ;主思到當輯在這個狀態時，設備還可處在充電狀態中 的一個狀態。 田口又備與WP ΤΧ單元斷開連接時，設備將從呢操作狀 態294轉換到電池操作功率管理狀態2%。當設備使能且沒有 與wp τχ單元連接時，設備還可從空閒狀態2科進入電池操 作狀態296。當處於此狀態時，如_ 17所示的設備功能將在 下文進行描述。當再次與w τχ單元連接時，設備將返回 WP操作狀態294。當設備未使能（例如，關閉，設為睡眠模 式’電池電量鮮）時’設備將返回空閒狀態284。 在一實施例中，設備可包括積體電路（IC)，該積體電路 包括無線轉接㈣電路86醜少—部分（例如，#上線圈， 片上可變電容，阻抗匹配和整流電路96 (整流電路的二極體 可不在片上）的树’和調節電路98的祕）、收發器、以及 處理模組》無線功率接收II電路將電磁信號轉換為電壓，且當 收發器能運行時，收發控制通道通信。 28 201145751 處理模_於在檢測到無線功率發射器單元時，將設備從 閒=L轉換到充電狀態。處理模纟且咖於在檢測到無線供電 發射器電路並且設備使能時將設備從空閒雜轉換為無線供 電操作狀S。處靴纟_於錢魏運行且沒檢剩無線功 率七射器電路時將③備從空閒狀態轉換為電池操作狀態。 、可選的’或除了上述内容外，處理模、组可用於通過控制通 道通鎌測鱗轉發射ϋ單元的可祕。·，處理模組可 在無線功率發射料兀能料，確定電池充電需求以及設備是 否啟動。然;後’處理模組可在電池需求與閥值相比不樂觀時， 用電壓啟動電池充電。該處理錢備啟崎，使能無線供電操 作以及s無線供電發射器不可用時，使能設備的電池操作模 式。 圖12是本發明的充電設置狀態298的方法的實施例的邏 輯框圖，首先，設絲WTX料—起着鮮通信協定 勘。通信協議300的例子如圖！_3所示。注意到步驟可開始 於假設-個默認通信㈣（例如，娜，藍牙等）來初始化 通' 然後旦建立通信，選擇另一個通信協定。然後方法繼 續執仃’設财定設備是碰秘制通道與單元同步 3〇2。換句話說’就是判斷設備和WTx單元之間是否建立了 可用的控制通道。若是’設備建立與WP TX單元的控制通道 通信304然後跳出狀態3〇6。 ▲如果沒有建立控制通道，方法繼續執行，設備確定標準通 =協定（例如’有能力處理的協議）是否窮盡通若沒有， 设備重複執行選擇另—個標準協定彻，若標準協定已經窮 29 201145751 =繼續執行，設備選擇專有通信協定3ι 義還左忍到，不管它是標準協定還 4協 r到调細叫鮮祕物m =，與WPTX單元的控制通道通信314，然：： 如果沒有使用專有協定建立控制通道，方法繼續執钟 備確定專有協定（例如，可執行的協議）是否窮盡316。如ς 沒有’設健複執行選擇另-鱗有協議31()。若專有協議已 窮盡，方法繼續執行，設備由於報錯跳出該狀態318。 圖13是本發明的充電設置狀態32〇的方法的另一實施例 ，邏輯框® ’首先，設備_ WP ΤΧ單元的咖^標藏來確 定期望的控制通道協定322。方法繼續執行，設備確定是否能 夠執行期望的控制通道協定324。若是，方法繼續執行，設備 建立與WP ΤΧ之間的控制通道通信326 ,並跳出狀態328。 如果設備沒有期望的控制通道協定’方法繼續執行，設備 確定其是否具有支援期望的控制通道協定的硬體330。例如， 是否包括NFC電路、RF電路、和/或MMW電路以支援期望 控制通道協定的工作頻率、供電需求、傳輸範圍等。若是，則 設備缺少期望的控制通道協定的軟體，方法繼續執行，設備不 載期望控制通道協定的軟體332。在設備安裝軟體後，方法繼 ⑤ 201145751 續執行，設備建立與WPTX單元之間的控制通道通信326。 若設備沒有支援控制通道協定的硬體，方法繼續執行，設 備確定是否可以用RFID作為與WPTX單元通信的控制通道協 定334。在一實施例中，若設備請求使用RFID，如果WP TX 單元允許’方法繼續執行，設備使用RFID作為與WPTX單元 之間的控制通道協定336。若設備不能使用RFID作為控制通 道，設備由於報錯跳出該狀態338。 圖14是本發明的充電狀態34〇的方法的實施例的邏輯框 圖’首先’設備確定電池的級別342 (例如，基於電池型號的 電池剩餘壽命，設備的供電需求等）。方法繼續執行，設備確 疋電池疋否需要充電344-346。例如，電池的電量是否降到了 閾值以下’這可基於電池壽命、未充滿電、和/或其他條件。 右電池不需要充電，方法回刺始狀態，若需制執行下 二步驟。在下一步驟中’設備與WP TX單元通信以確定以下 個或夕個.阻抗匹配設置、工作鮮、功率級、線圈數量等 348。方法繼續執行’設備確定是否需要調整功率RX電路一 ^多個的阻抗、功率RX電路的工作頻率、功率等級等，並 在需要時做出合適的調整350。 沪，執行，設備設置充電參數352 (例如，，限 μ連續充f等級，充餅關 為電池乃忒繼續執仃，設備 電並監控該充電過程354 (例如，充電雷 電壓）。設_射w 和/或充電 街還確疋疋否還在WPTX單元的範圍 ， _續執行’設備確定充電是 疋 執行，設晋取乃8右否，方法繼續 置（例如，若需要在隨後的迴圈中進行調節）充電參 31 201145751 數348。若設備不在WP TX單元的範圍内，方法繼續執行， 設備由於報錯跳出狀態360。如果電池充電完成，設備也跳出 狀態360。 圖15是本發明的充電需求與充電效率的比較的框圖，設 備通過此框圖確定是否需要圖14所述的充電。由圖15可知， 確定充電是否需要是基於電池壽命和充電效率成比例變化 的。就此而言，當電池壽命很高時，只當能高效充電時才為電 池充電。隨著電池壽命的減少，在某個時刻，充電需求就會增 加，遠大于高效充電的需求。 圖16是本發明的無線供電功率管理狀態364的方法的邏 輯框圖’首先，設備確定電池是否需要充電364。若都，方法 繼續執行’設備斷開電池與充電器的連接366。若需要或被電 池充電需求請求，設備進行連續補充充電。方法_執行，設 備綠定電路模組的活動狀態368 (例如，未使能，啟動，空間 等）°方法繼續執行’設備確定啟動電路觀的時鐘頻率（例 如選擇正好滿足操作需求的時鐘頻率，典型地該頻率小於最 高時鐘頻率）370。 、 方法繼續執行，設備確定啟動和空閒電路模_供電電壓 例如叹備可為空閒電路模組設定功率等級，此功率等 級僅夠確定電路是繼翁持_狀祕是跳轉顺動狀態。另 一不例中’設财為啟動電賴組設定神等級，此功率等級 僅夠使電路模纟峨行其任務典型地該功率等級低於最大功率 等級。 方法繼續執行，設備紐動電路使能時齡號，紐將選 ⑤ 32 201145751 » 擇的功率等級提供給啟動和空閒電路模組374。方法繼續執 行，設備確定是否仍與WP τχ單元連接376。若是，方法回 到開始重新執行。若否，方法繼續執行，設備跳出狀態別。 ，意到在這個狀態巾，t設備是電池操作時，設備的功率管理 疋個較不關鍵的任務。就此而言，會將時鐘信號速率和功率 等級設定為接近最大值以增強性能。 圖17是本發明的電池供電功率管理狀態380的方法的邏 輯框圖’首先設備斷開電池與充電器的連接，並使電池作為主 要的電源382。方法繼續執行，設備確定電路模組的活動狀態 384 (例如，未使能，啟動，空閒等）。方法繼續執行，設備確 定每個啟動的電路模組的最小可接受時鐘健以及最小可接 受供電電壓（例如，Vdd) 386。 方法繼續進行，設備使得時鐘發生器產生最小可接受時鐘 頻率’使能轉換器產生最小可接受供電電壓388。方法繼續進 行’設備為每個空閒電路模組確定最小可接受空閒供電電壓以 及無時鐘信號390。方法繼續進行，設備使能轉換器產生空閒 供電電壓392。方法繼續進行，設備確定是否仍處於電池模式 中394 ’若疋則重複該方法，若否，設備離開此狀態。 圖18是本㈣的無線供電電齡制實關的結構示意 圖，包括電腦600、無線鍵盤6〇2、無線滑鼠6〇4、移動電話 ⑼6、個人音頻/視頻（A/V)播放器6〇8、外設硬體驅動61〇、 其他潛在的週邊電腦設備（例如，搖桿（j〇y stick)，觸摸板， 跟蹤球（trackball) ’揚聲器等）。電腦6〇〇可為膝上型電腦、 平板顯示H (paneldisplay)電腦（例如，平板賴⑽⑻）， 33 201145751 傳統電腦等’還包括無線電源模組。 在實施例中，電腦600通過功率發射器電路612 (即， WPTX單元）無線供電，並為外設元件(；例如，鍵盤602、滑 鼠604、移動電話606、個人AV播放器608、硬體驅動610 等）無線供電。電腦600可同時或順序地向外設602-610無線 供電。每個外設602-610可使用傳統的無線通信協定（例如， 藍牙）和/或WP控制通道與電腦600無線通信。 儘管圖18示出了電腦系統，但本概念適用於更廣泛的系 統。例如，無線供電系統可包括基本的設備（例如，電腦、電 視、顯示器、有線機頂盒、衛星機頂盒、家用電子設備等）和 至少-個外設（例如，則35示出的外設、語音和/或視頻娱 樂元件、遠端控彻等）。基本的設備包括辨轉換單元、功 能模組、和收發器。外設包括無線功率接收器、外設單元、和 收發器。 在基本設備中，功率轉換單元將功率源轉換為電磁信號。 例如，功率轉換單元可包括電源和無線功率發射器電路。電源 將功率源（例如’ AC電壓）轉換為輸出Dc電壓。鱗功率 發射器電路將輸出DC電壓轉換為電磁信號。另—示例中，功 率轉換單元包括無線功率接收器電 _率接綱_推（_，帛 電路__換騎磁信號。'在後 2例子中’輸人電磁信號可有第—鮮，並且該電磁信號可 有第一頻率使其間的干擾降到最少。 基本設備的功能模組執行與週邊資訊（例如，用於傳送週 34 ⑤ 201145751 邊資訊的通信協定、來自外設的輸入資料，來自外設的輸入命 令’外設的輸出資料，和/或外設的輸出命令）相關的功能。 例如’若功能模組是中央處理單元且外設是用戶輸入設備（例 如’觸摸屏’袖珍鍵盤，滑鼠，鍵盤等），用戶輸入設備可產 生資料和/或中央處理器執行的命令。另一示例中，若功能模 組是記憶體並且外設是用戶輸出設備，記憶體提供資料供用戶 輸出設備顯示（例如’可聽的和/或可見的）。 基本設備的收發器與外設的收發器通信與電磁信號相關 的資訊。與電磁信號相關的資訊包括控制通道協定，電磁信號 頻率，阻抗匹配參數，諧振頻率調諧參數，和/或這裏描述的 其他電磁特性。 基本設備的收發器也與外設收發器通信週邊資訊。就這一 點而言，收發器用於無線供電控制通道通信和外設功能（例 如’資料和/或命令）通信。 除了包括功率轉換單元、功能模組、和收發器外，基本設 備還包括電池、電池充電器、和處理模組。電池充電器使用供 電電壓為在一個或多個附圖中所闡述的基本電池充電。處理模 組協調電池的充電、有關電磁信號的資訊的傳送、以及週邊資 訊的傳送。 外設的無線功率接收器電路將電磁信號轉換為一個或多 個附圖中闡述的電壓。外設的週邊單元處理該週邊資訊。例 如，週邊單元可為基本設備生成輸入資料，其中週邊資訊包括 輪入資料。在另-示射’週邊單元可為基本設備產生輸入命 7，其中週邊資訊包括輸入命令。在另一示例中，週邊單元可 35 201145751 對基本設備的輸出資料執行魏，其巾週邊資訊包括輪出資 料。在另-示例中’週邊單元可依據來自基本設備的輪出命令. 執行功能，其中週邊資訊包括輸出命令。 除了包括無線供電接收器、週邊單元、和收發器外，外設 還包括電池、電池充電n、和處理模組。電池充電器使用供電 電壓為週邊電池充電。處理模組協調電池的充電、有關電磁信 號的資訊的傳送，以及週邊資訊的傳送。 基本設備和/或外設可包括1C (積體電路）以支援上述功 能。例如’1C可包括至少-部分的無線功率接收器電路（例 如，一個或多個線圈，電容，和不在片上的整流電路的二極 體）、至少一部分的電池充電器（例如，一個或多個開關電晶 體、輸出濾波電容、和可不在片上的電感）、收發器、和處理 模組。 圖19是本發明的無線供電電腦系統的電源模組（例如， 電腦電源模組616和外設電源模組614)的實施例的結構示意 圖。電腦電源模組616包括無線收發器620、功率接收器電路 622、電池充電器624、電池626、功率轉換TX (發射）電路 628、處理模組630、記憶體632。外設電源模組614包括無線 收發器634、功率接收電路（RXckt) 636、電池充電器638、 和電池640。 在實施例中，功率發射器電路618產生由電腦電源模組 616的功率接收器電路622接收的電磁場，以實現無線電能傳 輸。功率接收器電路622根據處理模組630提供的控制信號產 生DC幹線電壓。電池充電器624將DC幹線電壓轉換為電池 36 ⑤ 201145751 . 充電電屬’提供給電池626。功率轉換TX電路628產生與外 »又電源模組614的功率rx電路636磁耦合的磁場。當電腦電 源模組616接近功率發射器電路618時功率轉換τχ電路必 由DC幹線電麼供電，或在電腦電源模組㈣未接近功率發射 — 11電路618時，功率轉換TX電路628由使用電池626供電。 外设電源模、组636㈣率rx電路從功率轉換τχ電路628 的磁場產生DC幹線電壓。電池充電器624將DC幹線電壓轉 換為電池充電電麼，用於為電池伽充電。電腦電源模組⑽ 通過無線收發器㈣、634 (例如，rf、mmw、和/或舰） 與外設電《組6H進行與無線供電事宜⑽如，頻率選擇， 工作頻率，阻抗眺設置，功料級，等）侧的通信。而且， …、線收發器620、634可用於傳輸外設與電腦之間的資料。例 =右外叹疋無線鍵盤，鍵盤信號將通過無線收發器傳送到電 腦注思到多個外設中，每個都包括無線收發器、已架設好的 需要網路層配合通信的局域網。 β電源模組（例如，電腦電源模组616和外設電源模組6⑷ 可包括ic (積體電路）以支援其功能。例如，ic可包括至少 科的無線功率接收器電路（例如，一個或多個線圈、電容、 ^在片上的整流電路的二極體）’至少-部分的無線功率發 射器電路（例如，一個或多個的線圈-、電容、和可不在片上^ 直流轉交流電路的開關電晶體）、和收發器。無線功率接收器 電路用於將電磁錢轉換為霞，其中，絲功率發射器單^ 產生電磁信號。無線功率發射器電路用於將電壓轉換為第二電 磁號。接I)欠器傳送有關第一電磁信號的第一資訊、有關第二 37 201145751 電磁信號的第二資訊、以及有關功能執行的週邊資訊。 圖20是本發明的電腦電源模组642时施例的結構示意 圖，包括功率接收器電路644、電池充電器648、電池65〇、 功率轉換TX電路646、無線收發器652、和處理模組654。功 率接收器電路644包括RX線圈656、可調電容⑽、阻抗匹 配和整流電路660、調節電路662、和控制通道收發器664。 功率轉換τχ電路646包括多工器666、直流轉交流轉換器 668、阻抗匹配電路670、可調電容672、和線圈674。 在操作實例中，功率接收器電路644的狀線圈656從接 收自WP TX單元的TX線圈的電磁場產生AC電壓。阻抗匹 配和整流電路660通過調節電路662將AC電壓轉換為DC幹 線電壓。電池充電器648使用DC幹線電壓為電池650充電。 當電腦接收來自WPTX單元646的無線功率時，功率轉 換TX電路646由DC幹線電壓為供電，並且當電腦處在電池 操作模式（假設電池650有足夠的電能為外設充電）時，功率 轉換TX電路646由電池650供電。在wp模式下，直流轉交 轉換器668將DC幹線電壓轉換為通過阻抗匹配電路670提 供給線圈674的AC電壓。線圈674產生供外設電源模組的 RX線圈接收的磁場。在實施例中’電腦電源模組642的功率 接收器電路644的RX線圈656的AC電壓可具有與功率轉換 TX模組646的TX線圈674的AC電壓相同的或不同的頻率。 菖電腦處在電池操作狀態時’若電池650擁有足夠電能 (例如’期望的電池壽命等級）來為一個或多個外設充電，功 率轉換TX電路646產生上述磁場。若電池650沒有足夠的電 38 ⑤ 201145751 能’功率轉換TX電路646將停止運行。 一圖21是本發明的電腦電源模組_的另一實施例的結構 示意圖，包括RX線圈678、可調電容_、整流二極體6幻、 儲能電容684、降壓和/或升轉換器咖、電池_、電池電 流感測器_、連續補充充電電路搬、直流轉交流轉換器 694、另-個可調電容696、和處理模組柳。處理模組_包 括RX阻抗匹配模、组700、控制通道處理模組7〇2、升壓控制 模組706、降壓控制模、组、電池充電器控制模組71〇、直 流轉交流㈣敝712、和τχ阻抗匹配控麵組714。而且， 處理模組698彳實現無線收發器的基帶處理716。注意理 模組698和-個或多個元件可設置在一個或多個積體電路上。 在後面半塊電路的倾财，直流轉交雜組694接收降 壓和/或升屋轉換器686產生的DC幹線電壓直流轉交流模 組694包括全橋變換器拓撲以激發線圈697。直流轉交流控制 模組712產生開關信號來在期望的頻率處驅動直流轉交流模 組694。阻抗匹配控制電路714調節電容6%和/或線圈697的 阻抗以獲得的魏鮮和/或品質隨。例如，阻抗匹配 控制電路714可調諸電容696和電感697使之在直流轉交流轉 換器694的開關頻率上譜振，使之成為欠阻尼電路或過阻尼電 路。在另一實施例中，直流轉交流轉換器694可包括半橋變換 器拓撲。;i意到如圖1〇所示的前半塊電路以同樣的方式運行。 圖22是本發明的週邊設備電源模組722的實施例的結構 不思圖，包括RX線圈724、可調節電容726、阻抗匹配和整 流電路728、調節電路730、電池充電器732、電池734、處理 39 201145751 模組736、和無線收發器738。 在實施例中，RX線圈724從接收自電腦電源模組的τχ 線圈的磁場產生AC電壓。阻抗匹配和整流電路728通過調節 電路730的調節將AC f壓轉換為DC幹線電壓。電池充電器 732使用DC幹線電壓為電池734充電。 … 圖23是本發明的週邊設備電源模組740的另一實施例的 結構示思圖，包括處理模組742、整流和阻抗匹配電路744 (例 如，電容和二極體）、RX線圈746、降壓和/或升壓轉換電路 乃〇、連續補充充電電路748、電池752、和電池電流感測器 754。處理模組742包括電池充電器控制器756、升壓控制器 758、降壓控制器760、阻抗匹配電路762、RF/MMW和/或 NFC基帶處理模組764。注意到處理模組742可與轉換器750 的一個或多個元件、整流電路744、連續補充充電電路748、 和/或電池電流感測器754 —起集成到單個積體電路上或集成 在多個積體電路上。 在操作實例中，RX線圈746 (包括一個或多個可調電感） 接收來自電腦電源模組的磁場並產生AC電壓。將可調電容 744調諧（與RX線圈746斷開或連接）到便於產生AC電壓 的期望的諧振、阻抗、和/或品質因數。全橋整流器744(例如， 二極體）將AC電壓進行整流以產生已整流電壓，再通過電容 744濾波以產生DC幹線電壓（例如3-20V)。 降壓和/或升壓轉換器750在DC幹線電壓下降時可使能 為降壓轉換器以產生電池充電電壓（以及為設備提供供電電壓 Vdd)’在DC幹線電壓上升時可使能為升壓轉換器產生電池充 201145751 電電壓（以及提供供電電壓Vdd)。注意當降壓和/或升壓轉換 器750處於升壓模式時，降壓電晶體是使能的。還注意到降壓 和/或升壓轉換器750可包括多個電感、電晶體、二極體、和 電容以產生多個供電電壓。 當電池752充電時，電池充電控制模组756監控電池752 的電流和電壓以確保充電按照電池752的充電需求進行。當電 池752充電完成時，電池752將斷開與轉換器750 (未使能或 使能挺供Vdd)的連接並且電池752將進行連續補充充電 748。注意當WP丟失時，連接電池752以為設備提供電能。 圖24是本發明的無線供電系統的另一實施例的結構示意 圖，包括WPTX單元和設備1050。圖中示出了，功率丁乂電 路和RFID標籤和/或WPTX單元的閱讀器。設備1〇5〇包括功 率RX電路1052、電池充電器和/或直流轉直流轉換器ι〇54、 電池1056 (包括RHD標籤1〇58)、處理模組1〇6〇、記憶體 1062、多個輸入/輸出（I/O )模組1064、多個電路模組 麵-麵、時難生單元聰、mD錢和/或關器祕、 和功率管理單元1074。 在操作實例中，當WTX單元和設備1〇5〇建立通信後， W TX單元產生電磁場，由設備1〇5〇的功率RX電路1〇52 ‘接收:功♦ RX電路觀由電磁場產生AC.·電壓，將av電壓 整流得到整流電壓’再通過濾波减波得到％幹線電壓（例 如V+和V-)。可基於處理模組1〇6〇提供的控制信號對功 ==進行調譜。調譜包括調節電路的品質因數 阻抗、限流等。 41 201145751 電池充電器1054將DV幹線電壓轉換成為電池ι〇56充電 的電池充電電壓。電池充電器1〇54監控充電過程以確保根據 電池的型號適當充電，以及當電池1〇56充電完成後為其提供 連續補充充電。注思到處理模組1〇6〇可為電池充電器IQ%提 供控制信號，以便依據電池1056型號調節充電過程。

直流轉直流轉換器1054將電池電壓（例如，i.5v、4.2V 等）轉換成一個或多個供電電壓（例如，lv、2.2V、3.3V、 5V、12V等）。直流轉直流轉換器1〇54為在功率管理模組 控制下的一個或多個其他模組提供供電電壓。通常，功率管理 模組1074用於通過器件1050將電源功耗控制在最優狀態（例 如’平衡性能和電池壽命）。就這一點而言，功率管理模組丨〇74 可將每個模組視為可被分別控制的獨立供電島。例如，當電路 模組1068-1070是未啟動時，功率管理模組麵可切斷電路 模組1068-1070的供電。在另一個例子中，神管理模組刪 可在模組臓·_不需要工作在最大潛力狀態喊少提供給 模組1068-1070的電壓。 除了控制提供給每個供電島的供電電壓外，電壓管理模組 1074可使用時鐘信號控制提供給每個電路模組1〇68_搬〇的 時鐘信號。例如，當電路顧-1〇7〇空閒時，功率管理模組刪 可減少提供給電路模組1〇68_1〇7〇的供電電壓，停止給電路模. 組1068-腦提供時鐘信號。這樣，就使電源消耗最小化了， 而且一旦需要’電路模組麵·麵可以迅速啟動。在另一個 例子中’功率管理模組腿可在電路模組麵-1〇7〇不需要 工作在最大潛力狀態時降低提供給電路模組1〇68_1〇7〇的時鐘 42 ⑤ 201145751 信號頻率。 為使給電池1056充電更加便利，電池1056的RFID標籤 1058存儲有關有效和高效為電池1056充電的資訊。例如，資 訊可指明電池1056的型號、電池1〇56的已充電次數、期望充 電電流、期望充電電壓、期望充電持續時間、.充電電流的時基 變化、充電電壓的時基變化、連續補充充電需求等。這樣，電 池1056提供有關最佳充電的資訊，以使設備1〇5〇進行自我配 置從而能夠最佳地為電池1056充電。 圖25是本發明的無線可充電電池1〇8〇的實施例的結構示 意圖’包括線圈1090、阻抗匹配和整流電路1〇82、電池充電 器1084、電池單元1086、处1£)標籤和/或閱讀器1〇88。注意 到元件的物理尺寸決定於充電器的工作頻率以及電池 1086的充電需求。 在操作實例中，功率RX單元的線圈1〇9〇接收來自τχ 線圈的磁場並產生AC電壓。阻抗匹配和整流電路1〇82調節 線圈1090的阻抗’並且將rx線圈1〇90的AC電壓整流以產 生DC幹線電壓，該DC幹線電壓通過調節電路來調節（圖上 未標注）。注意到阻抗匹配可從電池内的電池充電電路中去 除。電池充電器1084將電壓調節到期望充電電壓，並且監控 充電電流以確保合適地充電。 - 圖26是本發明的無線可充電電池1〇92的另一實施例的結 構示意圖，包括處理模組1094、整流和阻抗匹配電路（例如: 電容和二極體）1096、RX線圈1098、降壓和/或升麼轉換器 1100、連續補充充電電路11〇1、電池單元11〇2、和電池電流 43 201145751 感測器1104。處理模組1094包括電池充電器控制器n〇6，降 壓（和/或升壓）控制器1108 ’ RFID資料處理模組1110。注 意到處理模組1094可與轉換器1100的一個或多個元件、整流 電路1096、連續補充充電電路11〇1、和/或電池電流感測器11〇4 一起設置在單個積體電路或多個積體電路中。 在操作實例中’RX線圈1098(包括一個或多個可調電感） 接收來自WP TX單元的磁場並以此產生AC電壓。全橋整流 器1096 (例如，二極體）將AC電壓進行整流以產生已整流電 壓，並經過電容濾波後產生DC幹線電壓（例如，3·2〇ν)。降 壓（和/或升壓）轉換器11〇〇在DC幹線電壓下降時可使能為 降壓轉換器以產生電池充電電壓（或在DC幹線電壓上升時可 使能為升壓轉換器以產生電池充電電壓）。 當電池1902充電時，電池充電控制模組11〇6監控電池電 流和電壓以確保充電按照電池1096的充電需求進行。當電池 1092充電完成時，電池1〇92將斷開與轉換器11〇〇 (未使能） 的連接並且電池1102將進行連續補充充電。 圖27是本發明的無線可充電電池的實施例的示意圖，包 括圖25和/或圖26示出的組件。如圖所示，rx線圈可設置在 陰極和/或陽極中。其他元件可設置在柔性電路板上，該電路 板構成了電池的外殼或套。 圖28是本發明的無線可充電電池的另一實施例的示意 圖，包括圖25和/或圖26示出的組件。如圖所示，rx線圈可 设置在陰極和/或陽極巾。其他元件可設置在柔性電路板上， 該電路板構成了電池的外殼或套。 44 201145751 ^領域普通技術人員可㈣解，術語“基本上，，或“大約”， 如芯:能用到的’對相應的術語提供-種業内可接受的公 種業内可接受的公差從小於1%到鄕，並對應於，但 不限於’讀值、·f路處理波動、溫度波動、上升和下降 時間和/或熱雜訊。本領域普通技術人員還可以理解，術語“可 祕地連接，，，正如這裏可能用到的，包括通過另—個元件、 疋件、電路或模組直接連接和間接連接，其中對於間接連接， 中間插入元件、元件、電路或池並不改變信號的#訊，但可 以調整其電流電平、電壓電平和/或功率電平。本領域普通技 術人員可知，推斷連接（亦即，—個元件根據推論連接到另一 個兀件）包括兩個元件之間用相同於“可操作地連接，，的方法直 接和間接連接。本領域普通技術人員還可知，術語“比較結果 有利，正如這裏可能用的，指兩個或多個元件、專案、信號 等之間的比較提供一個想要的關係。例如，當想要的關係是信 唬1具有大於信號2的振幅時’當信號1的振幅大於信號2的 振中田或彳吕號2的振幅小於信號1振幅時，可以得到有利的比較 結果。 圖示的和上面所述的電晶體為FETs (場效應管），為本領 域技術人員瞭解的技術’電晶體可使用任何類型的電晶體結 構’包括但不局限於雙極性電晶體、MOSFET (金屬氧化物半 導體場效應電晶體）、N極性電晶體、P極性電晶體，增強型、 耗盡型、0VT (電壓閾值）電晶體。 以上借助於說明指定的功能和關係的方法步驟對本發明 進行了描述。為了描述的方便，這些功能組成模組和方法步驟 45 201145751 的界限和順序在此處被專門定義。細，只要給定的功能和關 係能夠適纽實現’界限和順序的變化是允許的。任何上述變 化的界限或順序應被視為在權利要求保護的範圍内。 以上還借助於說明某些重要功能的功能模組對本發明進 仃了描述。為了描述的方便，這些功能組成模組的界限在此處 被專門定義。當這些重要的功能被適當地實現時，變化其界限 是允許的。類似地’流程圖模組也在此處被專門定義來說明某 些重要的功能，為廣泛應用，流程圖模組的界限和順序可以被 另外疋義，只要仍能實現這些重要功能。上述功能模組、流程 圖功能模組的界限及順序的變化仍應被視為在權利要求保護 苞圍内。本領域技術人員也知悉此處所述的功能模組，和其他 的說明性模組、模組和元件，可以如示例或由分立元件、特殊 力月b的積體電路、帶有適當軟體的處理器及類似的裝置組合而 成。 【圖式簡單說明】 圖1是依據本發明的無線供電系統的實施例的結構示意 圖； 一圖2是依據本發明的無線供電系統的另一實施例的結構 示意圖； _圖3疋依據本發明的無線供電系統的另一實施例的結構 示意圖； 一圖4疋依據本發明的無線供電系統的另一實施例的結構 示意圖； 圖5是依據本發明的無線供電系統的另一實施例的結構 46 ⑤ 201145751 示意圖； 圖； 圖6是依據本發明的無線供電設備的實施例的結構示 意 圖7是依據本發明的無線供電系統的一部分的實施例的 結構示意圖； 圖8是依據本發明的無線供電系統的一部分的另— 例的結構示意圖； 頁拖 一圖9是依據本發明的無線供電系統的另一實施例的結構 不意圖； 一圖10是依據本發明的無線供電設備的另一實施例的結構 不意圖； 圖11是依據本發明的無線供電設備的處理模組的狀態示 意圖； 圖12是依據本發明的充電設置（setup)狀態的方法的實 施例的邏輯框圖； 圖13是依據本發_充電設置狀態的方法的另一實施 的邏輯柩圖； 是依據本發明的充電狀態的方法的實施例的邏輯框 圖14 圖； Γ5Π · 園， 圖15是依據本發明的充電需求與充電效率的比較的示意 圖16是依據本發_無線供電電源f理狀態的方法的 輯框圖；圖Π是依據本發明的電池供電電源管理狀態的方法的邏 邏 47 201145751 輯框圖； ， 圖18是依據本發明的無線供電電腦系統的實施例的結構· 不意圖， 圖19是依據本發明的無線供電電腦系統中的電源模組的 實施例的結構示意圖； 圖20是依據本發明的電腦電源模組的實施例的結構示意 圖； 圖21是依據本發明的電腦電源模組的另一實施例的結構 示意圖； 圖22疋依據本發明的週邊設備電源模組的實施例的結構 示意圖； 圖23是依據本發明的週邊設備電源模組的另一實施例的 結構示意圖； 一圖24是依據本發明的無線供電系統的另一實施例的結構 示意圖； 圖25是依據本發明的無線可充電電池的實施例的結構示 意圖； 圖26是依據本發明的無線可充電電池的另一實施例的結 構示意圖； 圖27是依據本發明的無線可充電電池的實施例的示意 固 · 園， 圖28疋依據本發明的無線可充電電池的另一實施例的示 意圖。 【主要元件符號說明】 48 ⑤ 201145751 無線供電（WP)發射（TX)單元10 功率ΤΧ電路16 處理模組18 設備 12-14 無線供電（WP)收發器20 WPRX (接收）電路22、28 無線供電（WP)收發器24、30 處理模組26、32 控制通道 34 ISM ((industrial，scientific and medical))頻段 36 頻段 38 標準協定 40、44 專有協定（proprietary protocal) 42、46 射頻識別（RFID)標籤和/或閱讀器 48 射頻識別（RFID)標籤和/或閱讀器 50、52 設備 58 功率接收器電路62 電池充電器 64 電池 66 直流變直流轉換器68 處理模組 70 記憶體 72 I/O (輸入/輸出）模組74 電路模組 76-78 時鐘產生單元80 功率管理單元 82 功率發射器電路84 功率接收器電路86 線圈（即電感）、整流和調節電路88 阻抗匹配和觸發電路 90 處理模組 92 RF和/或MMW收發器94線圈、阻抗匹配和整流電路96 調節電路 98 RP和/或MMW收發器1〇〇 處理模組 102 電池充電器 104 電池 106 無線供電設備 108 功率RX電路 110 RF和/或MMW資料處理模組112 RF和/或MMW收發器114出站符號轉換模組 120 入站符號轉換模組122 發射器 124 發射器 125 接收器 126 低IF帶通濾波器丨28 混頻模組 130 pA (功率放大器）132 RF帶通濾波器 134 RF帶通濾波器136 低雜訊濾波器（LNA) 138 49 201145751 混頻模組 140 TX/RX隔離電路144 整流和調節電路 148 處理模組 152 NFC線圈 156 調節電路 160 NFC線圈 164 低IF帶通濾波器 142 功率接收器電路 146 阻抗匹配和觸發電路 150 NFC調製器/解調器 154 阻抗匹配和整流電路 158 NFC調製器/解調器 162 處理模組 166 NFC (near field communication，近場通信）170 功率發射器電路 172 功率接收器電路174 整流和調節電路 176 阻抗匹配和觸發電路178 NFC調製器/解調器188、200 處理模組190 TX功率線圈 202 阻抗匹配和整流電路 204 調節電路 206 功率放大器 208 已調相振盪（cos((D(t)+<D(t)) 210 振幅分量（A(t)) 212 相位分量（Φ⑴: ) 214 NFC調製器/解調器216、220 處理模組 218 NFC線圈 222 WPTX單元 226 設備 228 WP線圈 230 功率RX電路 232 電池充電器 234 電池 236 多路器（multiplexer ) 23 8 直流-直流轉換器 240 處理模組 242 10介面模組 244 記憶體 246 功率管理單元 248 RF/MMW功率恢復模組250 NFC功率恢復模組 252 無線供電設備 254 處·理模組 256 整流和阻抗匹配電路258 RX線圈 260 降壓（buck)和/或升壓（boost)轉換器262 連續補充充電電路（trickle charge circuit) 264 電池 266 電池電流感測器268 電池充電器控制器270 升壓控制器272 201145751 降壓控制器 274 RF/MMW和/或NFC資料處理模組276 阻抗匹配控制 280 功率管理單元 282 空閒狀態 284 狀態 286 充電設置狀態 288 充電狀態 290 連續補充充電狀態292 WP操作功率管理294 電池操作功率管理296 充電設置狀態 298 電腦 600 無線鍵盤 602 無線滑鼠 604 移動電話 606 個人音頻/視頻（A/V)播放器608 外設硬體驅動 610 功率發射器電路612 外設電源模組614 電腦電源模組 616 功率發射器電路618 無線收發器 620 功率接收器電路622 電池充電器 624 電池 626 功率轉換TX (發射）電路628處理模組630 記憶體 632 無線收發器634 功率接收電路（RXckt) 636 電池充電器638 電池 640 電腦電源模組 642 功率接收器電路 644 功率轉換TX電路 646 電池充電器 648 電池 650 無線收發器 652 處理模組 654 RX線圈 656 可調電容 658 阻抗匹配和整流電路660 調節電路 662 控制通道收發器664 多工器 666 直流轉交流轉換 器668 阻抗匹配電路 670 可調電容 672 線圈 674 電腦電源模組 676 線圈 678 可調電容 680 整流二極體682 儲能電容 684 降壓和/或升壓轉換器, 51 201145751 電池 688 電池電流感測器690 連續補充充電電路692 直流轉交流轉換器 694 可調電容 696 處理模組 698 RX阻抗匹配模組700 控制通道處理模組 702 升壓控制模組 706 降壓控制模組 708 電池充電器控制模組710 直流轉交流控制模組 712 TX阻抗匹配控制模組714 基帶處理 716 週邊設備電源模組 722 RX線圈 724 可調節電容 726 阻抗匹配和整流電路 728 調節電路 730 電池充電器732 電池 734 處理模組 736 無線收發器 738 週邊設備電源模組 740 處理模組 742 整流和阻抗匹配電路 744 RX線圈 746 連續補充充電電路 748 降壓和/或升壓轉換電路750 電池 752 電池電流感測器754 電池充電器控制器756 升壓控制器 758 降壓控制器760 阻抗匹配電路 762 RF/MMW和/或NFC基帶處理模組764 WPTX單元和設備1050 功率RX電路1052 電池充電器和/或直流轉直流轉換器1〇54 電池 1〇56 RFID標籤1058 處理模組 1060 記憶體 1062 輸入/輸出（I/O)模組1064 RFID·標籤和/或閱讀器1066 電路模組 1068-1070 時鐘產生單元 1072 功率管理單元1074 無線可充電電池1080 阻抗匹配和整流電路1082 電池充電器 1084 電池單元 1086 RFID標籤和/或閱讀器1088 線圈 1090 無線可充電電池1092 52 ⑤ 201145751 處理模組 1094 RX線圈 1098 連續補充充電電路1101 電池電流感測器1104 降壓（和/或升壓）控制器 RJFID資料處理模組 整流和阻抗匹配電路 降壓和/或升壓轉換器 電池單元 1102 電池充電器控制器 1108 1110 1096 1100 1106 53

Claims (1)

1. 201145751 七、申請專利範圍： 1、一種電池，其特徵在於，包括： 陽極； 陰極； 與所述陽極和所述陰極連接的一個或多個可充電單元； 用於確定所述一個或多個可充電單元的電壓的電壓傳 感電路；以及 射頻識別（RFID)標籤，所述射頻識別標籤包括： 收發器部分； 用於存儲電池資訊和電池充電參數的記憶體；以及 處理模組，用於： 獲得電壓； 基於所述電壓、所述電池充電資訊和所述電池 充電參數中的至少一項來確定電池充電需求；以及 通過所述收發器部分傳送所述電池充電需求。 2、 如申請專利範圍第1項所述的電池，其中，進一步包括： 所述收發器部分包括線圈，其中所述線圈可集成在所述 陽極和所述陰極的至少一個中，並且，其中所述線圈收發給 定頻帶内的電磁信號’並且在直流（DC)時是所述陽極和 所述陰極中至少一個的導電元件。.. 3、 如申請專利範圍第1項所述的電池，其中，所述電池資訊包 括以下至少一個： 電池充電參數； 電池充電歷史； ⑤ 201145751 戶斤述電池的壽命；以及 所述電池的剩餘可充電次數。 4、 如申請專利範圍第1項所述的電池，其中，所述電池充電需 求包括以下至少一個： 電池充電參數；以及 電池充電需要的等級。 5、 如申請專利範圍第1項所述的電池，其中，進一步包括： 用於從無線供電電磁場產生交流電（AC)電壓的無線 供電線圈；以及 電池充電電路，用於： 將AC電壓轉換成電池充電電壓；以及 通過所述電池充電電壓為所述一個或多個可充電單元 充電。 6、一種電池，其特徵在於，包括： 一個或多個可充電單元； 用於從無線供電電磁場產生交流電（AC)電壓的無線 供電線圈；以及 電池充電電路，用於： 依據電池充電控制信號從所述AC電壓產生電池充 電電壓；以及 使能時，通過電池充電電壓為所述一個或多個可充 電單元充電。 7、如申請專利範圍第6項所述的電池，其中，進一步包括： 射頻識別（RFID)模組，用於： 55 201145751 產生所述電池充電控制信號；以及 與無線供電發射器設備通信。 8、 如申請專利範圍第ό項所述的電池 ，其中，所述電池充電電 路包括： 輸出耦合電路，用於： 為所述一個或多個可充電單元提供所述電池充電 電壓； 當檢測到無線供電電磁場時，斷開所述一個或多個 可充電單元與所述電池的極端的連接；以及 當檢測到無線供電電磁場時，將所述電池充電電路 的輸出端連接至所述極端。 9、 一種電池電路模組，其特徵在於，包括： 用於從無線供電電磁場產生交流電（AC)電壓的無線 供電線圈； 電池充電電路，用於： 依據電池充電資訊從所述AC電壓產生電池充電電 壓；以及 使能時’通過電池充電電壓為所述一個或多個可充 電電池充電；以及 射頻識別（RFID)模組，用於： 與無線供電發射器設備通信；以及 至少部分基於與無線供電發射器設備的通信來產 生電池充電資訊。 Φ 10、如申請專利範圍第9*項所述的電池電路模組，其中，所述電 56 201145751 池充電電路包括： 用於確定電池電壓的電塵傳感電路； 用於檢測所述無線供電電磁場的檢測電路；以及 用於根據所述電壓和對所述無線供電電磁場的檢測來 使能對所述〆個Μ個可充電單元電池的充電操作的處理 模組。 57