TW201236299A - Wireless power system and method with improved alignment - Google Patents

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201236299 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是關於將一可攜式裝置與一感應式無線式電源 供應器對齊的系統及方法，更明確地說，是關於使用磁吸 引力對齊在一感應充電表面上之可攜式裝置的系統。 【先前技術】 感應式無線式電源供應系統包括具有一初級線圈的一 感應式電源供應器，以及具有一次級線圈的一可攜式裝 置。該感應式電源供應器也可包括一感應式充電表面用於 放置該可攜式裝置。在此架構的典型狀況下，可攜式裝置 係放置在該感應式充電表面上，以致初級線圈和次級線圈 對齊’並可感應式耦合以供無線式電力傳送。 某些應用例中，曾試過要將次級線圏緊密對齊並鄰近 緊鄰該感應式充電表面的初級線圈放置。對齊及鄰近會影 響初級線圈與次級線圈之間的交互電感，這又會影響到電 力傳送效率。用於本說明書之描述時，對齊（aligninent) 一詞是表示初級線圈和次級線圈同心放置，且鄰近 (proximity) —詞是涉及初級線圈與次級線圈之間的平面 距離。 使用者往往沒注意到初級線圈或次級線圈在感應式電 源供應器或可攜式電子裝置之内的確切位置。次級線圈和 初級線圈可能並未外露，讓使用者了解它們在可攜式電子 裝置或感應式無線式電源供應器内的位置。缺少某些額外 的資訊，使用者可能會覺得很難達成初級線圈與次級線圈 之間持續對齊，並因而不清楚兩者之間的電力傳送效率。 3 ^OtS-OOSTW-Moogr.SpeTiuH.aoe 201236299 因此，許多傳統的系統與方法都曾經試過要改善使用者提 供次級線圈相對於初級線圈之緊密對齊的能力。 用於促進初級線圈與次級線圈適當對齊之傳統系統及 方法的某些範例’包括幾何形狀相合的表面、永久磁體、 磁性吸引物、多重線圈陣列、巢式線圈，以及可活動式線 圈。這些祕及方法可經設計以透過緊密對齊在初級線圈 與次級線圈之間生成改進的交互電感。 使用多重線圈陣列的-感應式無線式電源供應器，可 容許使用者放置可攜式電子裝置#近錢式電源供應器， 而不需考量特殊的位置或緊密對齊。多重線圈陣列可包括 一個以上的初級線圈位於感應式充電表面的不同區域，以 致任何一個初級線圈可被選用以便無線式供電一可攜式電 子裝置。因此，次級線圈可放置其上而緊密對齊至少一初 級線圈的表©區域可增加，如此可讓制者不需知道次級 線2相對於一初級線圈的位置。然而’多重線圈陣列傾向 於:^起來十分φ貴，這在許多狀況下使得它們不適於當 做是達成初級線圈與次級線圈之間緊密對齊的解決方案。 使用可活動式線圈的一感應式無線式電源供應器中， =用者也可將可攜式電子裝置靠近感應式無線式電源供應 °放置’而不需考量特殊的位置或緊密對齊。因此，此範 =的感應式無線式電源供應器也容許空間自由度。可活動 ，應器之内的位置，以促進其與次級線圈：應; ‘V«用例巾驅動器或馬達可依據感測到的次級線圈位置 2移動初級_。可活動式線㈣統中所使用的此實際 移動之結果’元件可能易於機械失誤。 201236299 巢式線圈，例如像是一或多個線圈嵌於另一線圈之 内，可能會限制感應式充電器的交換操作性。明確地說， 雖然巢式線圈解決方案可提供某些空間自由度，感應式充 電器及可攜式裝置可使用一特殊巢式幾何配置，以供彼此 操作。 另一範例中，感應式電源供應器包括永久磁體或磁性 吸引物，以改進初級線圈與次級線圈之間的對齊。永久磁 體或磁性吸引物可與初級線圈和次級線圈關連，以生成磁 力。舉例來說，初級線圈和次級線圈可各自擁有彼此吸引 的永久磁體。另一範例中，初級線圈或次級線圈其中之一 可擁有一永久磁體，用來吸引具有一磁性吸引物的其他線 圈，該磁性吸引物是在另外那個線圈中是一鐵磁塊。因此， 永久磁體可被用來透過磁力將可攜式電子裝置往感應式電 源供應器吸引。使用此磁力，系統可協助使用者相對於初 級線圈對齊次級線圈。 在使用永久磁體的此範例系統中，若缺少某些特定限 制，可能無法達成對齊及靠近。首先，永久磁體可能會在 有一交流磁場出現時升溫，造成不想要的熱傳輸至附近元 件。其次，用來將可攜式電子裝置對齊感應式電源供應器 的力量可能很大。較大磁力會與較大永久磁體有關，且可 攜式電子裝置或感應式電源供應器之内的空間可能有限。 永久磁體也會很昂貴。其三，永久磁體可能會吸引周遭物 體，例如像是紙夾，這會造成不良的感應式無線供電系統 使用者經驗。第四個限制可能是由該永久磁體生成的直流 磁通量。一系統的感應式性能可能會因為永久磁體出現靠 近感應式線圈及磁導而被降級。進一步，直流磁通量的出 201236299 現會降低磁性屏蔽材料的飽和點。這些磁性屏蔽材料可被 用來引導感應式充電系統的交流磁通，而且較低飽和點意 味更多交流磁通會喪失。 近來，永久磁體之特性的平衡可包括性能取捨。舉例 來說，太弱的磁體可能不會影響對齊，或可能不會被使用 者感覺到。另一方面，太強的磁體會導致當可攜式裝置被 拿起來時感應式充電器被抬離桌面。 【發明内容】 本發明提供一種自我對齊感應式無線供電系統及方 法，其中無線式感應線圈以及一外部直流電磁場可被用來 吸引無線式感應線圈朝向一期望位置以得到更有效率的無 線式電力傳送。更明確地說，透過該無線式感應線圈所施 加的直接電流或直流電流，產生一臨.時直流磁場或靜磁 場，其與外部直流磁體或鐵磁性吸引器互動，並導致作用 在該無線式感應線圈上的磁力。當該臨時直流磁場以及外 部直流磁體具有與相同方向的磁矩，會在該無線式感應線 圈上出現一吸引力。或者，為了產生一吸引力，一外部磁 場可用如下方式生成：（1)使用一直流電流通過另一無線式 感應線圈，（2) —磁體，（3) —鐵磁性吸引器，或（4)任何上 述物品的組合。 一具體實施例中.，自我對齊無線供電系統由兩無線式 感應線圈製造一臨時直流磁場，以吸引兩者在一起。在此 具體實施例中，初級線圈可以是一無線式感應線圈，且一 次級線圈可以是另一無線式感應線圈，其中該初級線圈係 位在一感應式無線式電源供應器之内，且該次級線圈係位 201236299 在HI式電子裝置之内。從初級線圈 臨時直流磁場所產生的力量迫使線圈更接近於 對齊操作的時段過去之後，系統可斷電該 二於 並使用一交流磁場開始感應式電力傳送。 磁穷 另-具體實施例中，一臨時直流磁場可由初級線圈或 次級線圈其中之-產生，且—磁體可和初級線圈或次級線 圈之一的另一個關連。舉例來說，磁體可能與電子可攜式 農置中的次級_關連。接著—臨時直流磁場可從該初級 線圈生成，以便在初級線圈和與該次級線圈關連的磁體之 間產生一吸引力。此吸引力可被用來對齊初級線圈與次級 線圈，以供有效的電力傳送。或者，一磁體可被放置在感 應式電源供應器中，且一臨時直流磁場由該次級線圈由該 次級線圈產生，以對齊該電子可攜式裝置。 另一具體實施例中’一臨時直流磁場可由初級線圈或 次級線圈其中之一產生’且一鐵磁性吸引器可和初級線圈 或次級線圈之一的另一個關連。舉例來說，一鐵磁性吸引 器可與電子可攜式裝置中的次級線圈關連。一臨時直流磁 場可接著由該初級線圈生成，以便在初級線圈和與該次級 線圈關連的鐵磁性吸引器之間產生一吸引力。此吸引力可 被用來對齊初級線圈與次級線圈，以供有效的電力傳送。 或者，一鐵磁性吸引器可被放置在感應式電源供應器中， 且一臨時直流磁場由該次級線圈由該次級線圈產生，以對 齊該電子可攜式裝置。 另一具體實施例中’一磁體可與初級線圈或次級線圈 其中之一關連，其中該線圈可被施加一直流電流以產生一 臨時直流磁場，而與從磁體產生的直流磁場結合。舉例來 201236299 說，一磁體以及一次級線圈可放置在該電子可攜式裝置 内。一直流電流可被施加至該次級線圈，以產生由磁體所 產生之磁場之外的一直流磁場。由磁體所產生的直流磁場 可增強或減少由該電子可攜式裝置而來的直流磁場強度。 因此，若一直流磁場係從該初級線圈產生，一吸引力可協 助次級線圈及初級線圈達成改良的對齊。 另-具體實施例中，由初級線圏、次級線圈或兩者同 時而來之直流磁場產生的吸引力，可被用來做為提供給使 用者的觸覺回授。當―使用者放置電子可_式裝置接近感 應式電源供應器的時候’可能會有一吸引力產生，以致使 用者可感覺到-個方向的力，並移動該電子可携式裝置朝 向與該感應式電源供應器之初級線圈適當對齊。 -】目我對齊無線供電系統的一種方法包 初級線圈及次級線圈。該無線式電源 仏應糸Α可由感應式電源供應器或可攜式電子I置至 直流磁場。臨時直流磁場可藉由施加二 直感應式電源供應器或可攜式裝置至少其中之一 =產生。臨時直流磁場可與另—直流磁場交互作用， 生一吸引力用於協助對齊初級線圈和次級線圈。 2體實:例中，用於自我對齊無線供電系統的一種 時對齊初級線圈及次级;r到有：可攜式電子震置出現 出現，可進行-對圈。::旦偵測出可槁式電子裝置 間的接近和對齊1齊:庠=初級線圈及次級線圈之 生，純可奸後，或衫—時段待其發 範二==送，並監控對齊是否可改善。在- 子裝置可在電力傳送期間移動，如此做 201236299 法可觸發一重新對齊要求。 另一具體實施例中，一種用於自我對齊無線供電系統 的方法，包括判定一感應式電源供應器以及一電子可攜式 裝置之間的電力傳送效率。若效率低，那麼系統可生成一 對齊要求並實施一對齊操作。自我對齊無線供電系統可停 止傳送電力，並開始供應直流電流至初級電感器或次及電 感器至少其中之一，以造成對齊。待此對齊操作發生後， 系統可恢復電力傳送。 另一觀點中，自我對齊無線供電系統包括一感應式無 線式電源供應器，其具有一初級線圈陣列。若一可攜式電 子裝置係放置在該陣列上，自我對齊無線供電系統可造成 可攜式電子裝置中的次級線圈與感應式無線式電源供應器 的至少一初級線圈對齊。 又一觀點中，無線供電系統包括一感應元件，用於在 一無線式電力傳送器、摩擦性材料，以及一磁體中使用。 該摩擦性材料能夠處於一嚙合位置，以致使用者相對於一 感應式電源供應器移動電子可攜式裝置的能力受限或被避 免。進一步，該磁體係耦合至該摩擦性材料，若有一直流 磁場出現，該磁體將該摩擦性材料由一正常狀態移至一交 替狀態。 本發明提供一簡單且有效率的無線供電系統，其協助 一可攜式裝置相對於一感應式電源供應器對齊，以供改進 電力傳送效率。該無線供電系統可使用一無線式感應線圈 以產生一臨時直流磁場。如此做法可具成本效益，並且是 用於無線供電系統的可靠對齊輔助。確實，現有無線式感 201236299 應線圈，例如像是初級線圈、次級線圈，或以上兩者，可 被用來當做是一對齊輔助。 參考本文之具體實施例的詳細描述以及圖示，將更容 易理解並領會本發明的這些和其他目標、優點及特徵。 【實施方式】 第一圖顯示合於本發明一具體實施例用於磁吸引之直 流線圈驅動系統的代表性示意圖。直流線圈驅動系統 (_包括-感應式電源供應器（1G2Wx及能夠接收無線式 電力的-電子可攜式1置(1阶感應式電源供應器（1〇2) 可包括-初级線圈（112)，且電子可攜式裝置（1〇4)可包括一 次級線圈（132)。初級線圈（112)和次級線圈（132)至少其中 之-可藉由施加給它直流電流而被用來做為對齊輔助。此 直流電流會造成一臨時電磁場被生成，其可與另一直流電 磁場交互作用以造成一機械力（例如，一吸引力）。此機 械力可被用來協助次級線圈（132)與初級線圈（112)對齊，以 改進電力傳送效率。 感應式電源供應器（1〇2)可以是任何種類能夠經由一 電磁場傳送電力的感應式無線式電源供應器。為本說明書 之目的，本發明係以用於施加電力至一可攜式電子裝置 (104)的特定感應式電源供應器（1〇2)加以描述，。然而，本 發明相當適於配合其他無線式電源供應器電路使用，並且 可替換地基本上包括能夠由一初級線圈傳送電力至一次級 線圈的任何無線式電源供應器電路。 感應式電源供應器（102)可包括本技藝所習知的元 件，並且此夠無線式傳送能量至該電子可攜式裝置（1 〇4)。 201236299 在一可替換的具體實施例中，感應式電源供應器（1〇2)可提 供能量至多種電子可攜式裝置（1〇4"進一步，感應式電源 供應盗（102)可同時提供能量至多個電子可攜式裝置（丨〇4)。 可攜式電子裝置（104)可以是能夠經由一電磁場接收 電力的任何種類裝置。為本說明書之目的’本發明係以用 於從一感應式電源供應器（丨〇 2)接收電力之特定感應式電 源供應器（104)加以描述。然而，本發明相當適於配合其他 可攜式電子元件電路使用’並可替換地基本上能夠包括可 由一感應式電源供應器（1〇2)接收電力的任何可攜式電子 裝置電路。 可攜式電子裂置（1〇4)係描述為一整合式裝置，具有結 合為在一起的感應式接收器單元以及裝置電路。然而，該 :攜式電子裝置（1〇4)可以是—獨立分離的感應式接收器 單凡’基本上能夠連接至任何種類的電子裝置或整合為 一 °在一範例中’可攜式電子裝置（104)可以是-行動電話 或其他可攜式裝置’並可靠近感應式電源供應印〇2)放 置’以無線式接收電力用於實施多項操作，例如像是電池 充電、操作—顯示幕’或處理器功能。另-範例中，可攜 ^電子裝置(1G4)可以是—轉接器，連接至其他裝置用於由 感應式電源供應器（102)提供它電力。 圖至第十一圖顯示直流線圈驅動系統（100)的各 =助對齊方式。當然’輔助對齊的方式可依感應式電源 (魔)和可攜式電子裝置配置而隨應_而有 =同。—具體實施例中’無線供電系統可藉由供應直流 一無線式感應線圈開始操作，例如像是初級線圈 )或次級線圈（132)。如此可生成一臨時直流磁場，與感 201236299 應式電源供應器（102)或可攜式電子裝置（104)其中之一所 產成的另一直流磁場交互作用。因此，可在感應式電源供 應器（102)和可攜式電子裝置（1〇4)之間產生一吸引力用來 輔助對齊。 第一圖所繪出具體實施例中，直流線圈驅動系統（100) 包括一感應式電源供應器（102)，以及能夠接收無線式電力 的一電子可攜式裝置（104)。感應式電源供應器（102)可包括 一電源供應器（120)、控制器（116)、反相器（118)，以及儲 能電路（110)。可替換的具體實施例中，感應式電源供應器 (1〇2)可包括一主磁石（未顯示）。感應式電源供應器（102) 可將能量由一型式（例如像是由交流主電源（122)而來的交 流線路電壓）轉換成另一型式，用於無線式能量傳送。可 替換的具體實施例中，交流主電源（122)可以是直流電力輸 入或其他適當能源。控制器（丨16)和反相器（118)可包括本技 藝所習知的電路’其中控制器（116)及反相器（118)(包括與 之關連的切換器SW1、SW2、SW3)可用一交流或直流信 號驅動儲能電路（110)。舉例來說，反相器（118)可提供一交 流毡號至儲能電路（11〇)，以產生交流磁通量用於傳送能量 至電子可攜式裝置（104)。反相器（118)也可提供一直流信號 至儲能電路（11〇)，以由該儲能電路（11〇)生成一直流磁場。 感應式電源供應器（102)可具有能力與一電子可攜式 裝置（104)通訊。舉例來說，感應式電源供應器（1〇2)及電子 可攜式裝置（104)可使用一調變技術經由初級電感器（112) 以及次級電感器（132)彼此通訊。另一範例，感應式電源供 應器（102)和電子可攜式裝置（1〇4)可具有收發器用於通信。 儲能電路（110)包括一初級諧振電容器（114)以及一初 12 201236299 級電感器（112)。笛 ^ 感器㈣的串聯^圖顯示初級譜振電容器⑽)及初級電 聯配置，或適合用的具體實施例可包括-併 的其他配置。另—可替換的配置中，感應式 益(102)可包括一初級電感器而不是一 Π 14^ ffl t 91电谷 σ ; '、生由一電感器無線式傳送電能而不需譜振。 第圖中的控制器⑴6)可控制初級線圈（1 於無線式電力傳送的交流模式鶴，毅以祕磁吸 的，抓模，驅動。無線式電力傳送期間，初級線圈( 用攸反相$(118)而來的交流驅 SW1置於接通位罟^ v , 曰由竹切換器 c, ^ ，並分別接通且斷路反相器切換器SW2 SW3 :以便初級線圈内生成交流電流。用於磁吸引 級線圈（112)可用—直流電流驅動，其基本上係 通過置於斷路位置的切換器撕傳遞而來。磁吸引= 期間，反相益切換器請2、SW3可兩者均置於接通位置: 在某些具體實施例中的主磁石可以是由本技藝所習知 材料所製j的-水久磁體。或者，主磁石可以是—臨時磁

體，或由一軟性鐵磁材料製成的磁性吸引物，當後L 獨立分離之磁場_齊時可生成—磁場。舉例來說，若存在 以-直流電流流過—導線線圈而產生的獨立磁場，一塊鐵 可生成磁場。 本具體實施你]中，電子可攜式裝置（1〇4)可包括一次級 無線式電力接收器（U0)，_整流器⑴6)，一直流/直流轉 換器（138)’負載(140)，儲能元件(142)，次級控制器（14句， 以及副磁石（108)。副磁石⑽)或磁性吸引物可和前文所描 述的主磁石類似。可替換的具體實施例中，副磁石⑽)可 13 OACttMt* tou^c^v CAsewv-otsw-ots-ooirfu-ots-ooir-ipfnuei.t 201236299 能並不包括在電子可攜式裝置（104)當中。負載（14〇)可包括 一電池’或其他電子可攜式裝置（104)相關電路。舉例來 說，電子可攜式裝置（104)可以是具有一可充電電池的行動 電話。整流器（136)和直流/直流轉換器（138)可包括本技術 中所習知的元件，用於將從次級無線式電力接收器（13〇)而 來的電能轉換成為可供電子可攜式裝置（1 〇4)使用的形式。 次級控制器（144)可包括任何本技術所習知用於提供 電能至次級電感器（132)的電路。當電子可攜式裝置（14〇) 想要實施對齊操作時，次級控制器（14 4)可由儲能元件（14 2 ) 傳送能量至次級電感器（132)，以產生一直流磁場。儲能元 件（142)可以疋電池、電谷器、超電容器’或另外的適當儲 能裝置。一可替換的具體實施例中，儲能元件（142)可以是 包括在負載（140)之内的電池。 次級無線式電力接收器（130)可包括一次級諧振電容 器（134)以及一次級電感器（132) ’其中該次級無線式電力接 收器（130)可使得電子可攜式裝置（1〇4)能夠接收電力而不 需實體連接至感應式電源供應器（102)。第一圖所繪出具體 實施例中顯示用於次級無線式電力接收器（130)的一串聯 配置’但可替換的具體實施例可包括併聯配置或非諧振配 置。舉例來說’一非諧振配置可能並不包括諧振電容器 (134) 〇 第二a至第二c圖繪出本具體實施例的各種配置。直流 線圈驅動系統（300)包括類似關於第一圖所描述之具體實 施例的元件。感應式電源供應器（302)可包括初級電感器 (312)，感應式電源供應器電路，初級屏蔽(35〇)，以及充電 表面（354)。感應式電源供應器電路可包括一電源供應器， 14 201236299 控制器，以及反相器，其可能類似於其他具體實施例中所 描述的電源供應器（120)，控制器（116)，以及反相器（ι18)。 初級屏蔽（350)可由能夠引導直流線圈驅動系統（3〇〇)之磁 通量的材料製成。 初級電感器（312)可類似於上述初級電感器（112)。初級 電感器（312)可具有能力，產生一直流磁場用於將能量傳送 至該電子可攜式裝置（304)。初級電感器（312)可由感應式電 源供應器（302)產生一直流磁場，以產生一吸引力協助與次 級電感器（332)對齊。主磁石係包括在感應式電源供應器 (302)之内的可替換具體實施例中，初級電感器（312)和主磁 石可由該感應式電源供應器（302)產生一直流磁場。 感應式電源供應器（302)可内嵌於一較大構造内，例如 像是一桌面，並可包括一表面，在其上可供電子可攜式裝 置（304)放置以用於充電。或者，感應式電源供應器（3〇2) 可以是一獨立分離裝置’具有一表面（354)以在其上放置一 電子可攜式裝置（304)用於充電。該感應式電源供應器（3〇2) 的一表面部分可以是一充電表面（354)，此充電表面也可緊 鄰初級電感器（312)。可替換的具體實施例中，感應式電源 供應器（302)可包括一初級電感器（312)陣列緊鄰該充電表 面（354)。又進一步的可替換具體實施例中，此初級電感器 (312)陣列可包括與該陣列中之各初級電感器（312)關連的 主磁石。本具體實施例中，若電子可攜式裝置(3〇4)係靠近 充電表面（354)放置，（1)感應式電源供應器（3〇2)可傳送能 量至電子可攜式裝置（304)，或（2)直流線圈驅動系統(3〇〇) 可使用一對齊操作以迫使次級電感器（332)朝向與該電感 器（334)的特定區域對齊。這些特定區域可容許比充電表面 15 201236299 (354)之其他區域更有效率的能量傳送。 本具體實施例中，電子可攜式裝置(304)可類似於電子 可攜式裝置（104)，以致它可包括次級電感器（332)、副磁石 (308) ’以及次級電子元件電路。次級電子元件電路可包括 類似於第一圖之具體實施例的電路，例如像是一整流器 (136)，直流/直流轉換器（138)，負載（140)，儲能元件（142)， 次級控制器（144)，以及次級諧振電容器（134)。可替換的具 體實施例中，電子可攜式裝置(304)可能並未包括副磁石 (308)。回到本具體實施例，電子可攜式裝置（304)可進一步 包括次級屏蔽(352) ’其可由能夠引導磁通量的材料製成。 副磁石（308)及次級電感器（332)的放置可彼此相關，以致副 磁石係靠近次級電感器（332)的中央放置。副磁石（308)及次 級電感器（332)可由電子可攜式裝置（3 04)產生一直流磁 場，其包含由副磁石（308)及次級電感器（332)所生成的直流 磁場。副磁石（308)並末包括在電子可攜式裝置（304)内的可 替換具體實施例中，次級電感器（332)可由該電子可攜式裝 置（304)產生一直流磁場。 現在參照第三圖，顯示的是直流線圈驅動系統(4〇〇)之 實體構造的第二個具體實施例。直流線圈驅動系統(400)包 括的元件頻似關於第二a圖至第二c圖所描述之具體實施 例。此構造當中的初級線圈（312)顯示為具有一關連主磁石 (306)，其 <靠近初級線圈（312)放置。主磁石（306)可類似 於上述的彡磁石。若以一交流電流驅動，初級線圈（312)可 發揮如一感應式電力傳送線圈的功能，若以一直流電流驅 動，可發揮有如一電磁體的功能與次級線圈（332)交互作 用。此配#中的次級線圈（332)顯示為並沒有一關連副磁 201236299 石，並且可用於產生一直流磁場用於磁吸引力。 第三圖還顯示用於初級線圈（312)及次級線圈（332)的 可能線圈配置。感應式電源供應器可包括一初級電感器或 感應式元件，類似於初級線圈（312)配置。進一步，包括在 電子可攜式裝置中的次級電感器也可類似於次級線圈（332) 配置。所繪出具體實施例中，初級線圈（312)係由一導電材 料的多層螺旋所形成’並在靠近中央處包括一空洞》或者， 線圈（312)可形成一平面螺旋或由中央往外形成一螺旋而 無空洞。靠近中央的空洞可容許主磁石（3〇6)放置。初級線 圈（312)並不限於螺旋構形’並且可由許多種不同導電材料 構形所形成。可使用能夠產生一磁場的任何初級線圈（312) 構形。舉例來說’初級線圈（312)可由一導電材料的蜗旋繞 組或是導電材料的單獨迴圈製成。線圈也可擁有多個繞圈 以任何方向堆疊在一起。在第二個具體實施例中，初級線 圈（312)可以是附著至電子元件電路的線圈，使用本技藝中 所習知的各種方法達成。可替換的具體實施例中，初:線 圈（3⑺可以是-印刷電路板（PCB )線路。次級線圈（332) 的實體構形可如同前文關於初級線圈（312)的描述而有所 變化。 接著來看第五圖所繪出直流線圈驅動系統(漏)的第 三具體實施例，初級線圈（312)和次級線圈⑽)均顯示為不 具關連磁體。直流線圈驅動系統(5〇0)可包括類似 a圖至第二e圖所描述之具體實施例的元件。此構形中的初 级線圈⑶2)及次級線圈（332)兩者均可回應一直流電流產 生一直流磁場。若兩磁場為相同方向，一吸引力可協助迫 使兩線圈對齊。待一對齊操作後’可施加直流電流至初級 17 201236299 線圈（312)以感應式傳送電力至次級線圈β 332. 如第五圖所顯示’直流線圈驅動系統的第三具體實施 例可使用初級電感器（12)及次級電感器（32)製造一吸引 力，用於對齊感應式電源供應器和電子可攜式裝置。初級 電感器（12)可類似於上述各個初級電感器（112, 312, 412)， 旅巧*置於一感應式電源供應器之内。次級電感器（32)可類 似於上述各個次級電感器（132, 332, 412)，並可置於一電子 sf攜式裝置之内。 第三具體實施例中’感應式電源供應器及電子可攜式 慕爹可造成直流電流(73, 83)分別流經初級電感器（12)及次 級電感器（32)。流經初級電感器（12)的直流電流(73)在初級 電威器（12)周圍產生一靜磁場或直流磁場，其係由直流磁 通暈（72)表示。直流磁通量（72)係一向量，代表當直流電流 依所示方向流動時靠近初級電感器（12)中央的直流磁 磁。流經次級電感器（32)的直流電流(83)產生類似結果。直 滋通量（82)係一向量’代表當直流電流(83)依所示方向流 動時靠近次級電感器（32)中央的直流磁場。如本技藝所習 _ ,由初級電感器（12)產生的直流磁場可產生作用於移動 電精的力量，例如像是次級電感器（32)中流動的電流。由 I級電感器（3 2)產生的直流磁場也可產生作用於移動電荷 $力量，例如像是初級電感器（12)當中流動的電流。若由 初級電感器（12)及次級電感器（32)而來的直流磁通(72, 82) 德相同方向，次級電感器（32)和初級電感器（12)可產生一吸 弓I力。 18 D:\CC^!k· aSe0M/-M5Vt/ MS-eeinP(/ MS^ar SP«-nurl.4b( 201236299 第三具體實施例中’對齊操作可使用直流磁場以在初 級電感器（12)及次級電感器（32)之間產生一吸引力。 若初級電感器（12)及次級電感器（32)未對齊，那麼一對 齊操作可協助初級電感器（12)與次級電感器（32)之間的垂 直對齊。初級電感器（12)和次級電感器（3 2)的垂直對齊可容 許由感應式電源供應器至電子可攜式裝置的無線式能量傳 送期間更有效率操作。#直流電流不再提供至初級電感器 (12)、次級電感器（32) ’或疋兩者均無提供，對齊操作期間 出現的直流磁通量可被移除如此做法容許使用一交流磁場 用於有效率的無線式能量傳送。 可替換的具體實施例中，對齊操作可包括傳至使用者 的觸覺回授。由直流磁場產生的吸引力可用來提供回授至 使用者，以致使用者可感受到某個方向的力，並移動次級 電感器（32)至與初級電感器（32)對齊以用於有效率的無線 式能量傳送。舉例來說，若吸引力不夠強到能靠它自己移 動可攜式電子裝置至對齊，那麼觸覺回授可用來引導使用 者手動對齊電子可攜式裝置與感應式電源供應器。 如第六圖及第七圖所示’直流線圈驅動系統可使用初 級電感器（12)、次級電感器（32)以及一磁體至少其中之一， 以產生一直流磁場用於對齊感應式電源供應器與電子可攜 式裝置。如第六圖所示，直流線圈驅動系統包括初級電感 器（12)、-人級電感器（32)以及副磁石（8)。副磁石（8)可類似 於上述各個副磁石（108, 308)。直流緣圈驅動器可使用副磁 石（8) ’以在電子可攜式裝置中生成一直流磁場。直流磁通 量（84)是靠近副磁石（8)中央之直流磁場的向量表示，其中 該副磁石（8)可具有一磁矩與直流磁通量（84)相同方向。可 19 201236299 替換的具體實施例中，直流線圈驅動系統可使用副磁石（8) 和直流電流（85)的組合，以生成一直流磁場。這些具體實 施例中，由直流電流（85)流經次級電感器（32)所產生的直流 磁場可輔助由副磁石（8)產生的直流磁場。 初級電感器（12)可用來產生一直流磁場，類似於第五 圖所描述的具體實施例。直流磁通量（74)係一向量，代表 當直流電流（75)依所示方向流經初級電感器（12)時靠近初 級電感器（12)中央的直流磁場。如關於第五圖之具體實施 例所討論，由初級電感器（12)及副磁石（8)生成的直流磁場 可造成相互作用力作用於在一媒材中的電荷移動，例如像 是在初級電感器（12)的電流或磁體中的電子。若由初級電 感器（12)及副磁石（8)而來的直流磁通（74，8句係相同方 向，兩者之間可產生一吸引力。此吸引力可造成初級電感 器和副磁石（8)達成對齊。對齊操作之後，初級電感器（12) 可開始產生用於無線式能量傳送的交流磁通量，而不是直 流磁通量，其中若在無線式能量傳送期間出現，該直流磁 通量會產生無效率。 直流線圈驅動系統使用副磁石（8)和流經次級電感器 (32)之直流電流（85)以由該電子可攜式裝置產生組合之直 流磁場的可替換具體實施例中，組合直流磁場可和由初級 電感器（12)生成的一直流磁場交互作用，以產生如前述具 體實施例類似結果。這些可替換的具體實施例中，副磁石 (8)和抓經-人級電感器(3 2)的直流電流兩者均產生可彼此輔 助：直磁场。因此’用來產生適當吸引力之副磁石⑻的 力里或磁通里②度可較單獨使用副磁石⑻時更小，且無線 式電力傳送期間在該系統中的直流磁通量分 量可進一步減 20 201236299 少ο 第七圖的具體實施例類似於第八圖的具體實施例，除 了直流線圈驅動系統在感應式電源供應器當中包括主磁石 (6)，而不疋在電子可攜式裝置當中包括副磁石（8)。主磁石 (6)可類似於副磁石（8)。進一步，主磁石（6)可產生一直流 磁場，與電子可攜式裝置中所生成的磁場交互作用，以得 到與上述具體貫施例類似結果。主磁石（6)的機能也在以下 方面類似於副磁（8):其直流磁場可輔助由直流電流（77)流 經初級電感器所生成的直流磁場（12)。第七圖亦顯示直流 磁通(76, 86)，與前述直流磁通(74, 84)類似。進一步，本具 體實施例中顯示直流磁力（78, 88)。 第八圖的直流線圈驅動系統繪出第四具體實施例，其 包括一感應式電源供應器具有一初級電感器陣列（613)。初 級電感器陣列（613)可包括多個初級電感器（612)，其可個別 通電或可集體通電’以傳送電力至具有一次級電感器（632) 的電子可攜式裝置。初級電感器（612)及次級電感器（632) 可分別類似於關於其他具體實施例所描述的初級電感器 (12, 112, 312)及次級電感器（32, 132, 332)。可替換的具體 實施例中’初級電感器（612)可具有關連的主磁石，類似於 其他具體實施例中所描述的主磁石（6, 106, 306)。再進一步 可替換的具體實施例中，次級電感器（632)可具有一關連副 磁石，類似於其他具體實施例中所描述的副磁石（8，108, 308)。 第四具體實施例中，初級電感器陣列（613)可被設置為 至少一初級電感器（612)係足夠靠近一次級電感器（632)，以 造成一對齊操作。次級電感器（633)可代表對齊操作之後的 21 201236299 次級電感器（632) ’該操作造成次級電感器（632)移動。對齊 操作可採用任何一項前述具體實施例的形式。舉例來說， 至少一個初級電感器（612)以及次級電感器（632)可各自產 生一直流磁場彼此交互作用’其可造成至少一個初級電感 器（612)以及次級電感器（632)之間的吸引力。或者，可在感 應式電源供應器或電子可攜式裝置其中之一單獨使用磁 體’或與由初級電感器（612)或次級電感器（632)至少其中之 一所生成之直流磁場合併使用。 可替換的具體實施例中’初級電感器陣列（613)的至少 初級電感器（612)可產生一直流磁場，造成一吸引力作用 在一磁體或磁性吸引物上，以對齊次級電感器（632)。進一 步，至少一初級電感器（612)可產生一直流磁場造成一排斥 力作用在一磁體或磁性吸引物上，以對齊次級電感器 (632)。為對齊次級電感器（632)的對齊操作期間，吸引力及 排斥力可單獨使用或合併使用。或者，若可攜式裝置與該 感應式電源供應器並不相容或是充電程序完成，吸引力及 排斥力可被用來將一可攜式裝置推離充電表面。 第八圖所示的對齊操作使用一個別初級電感器（612a) 以對背一次級電感器（632)。可替換的具體實施例中，初級 電感器陣列（613)當中的一個以上或一群初級電感器（612) 可產生一直流磁場，將次級電感器（632)對齊充電表面上的 期望位置。舉例來說’一群初級電感器（612)可產生一組合 直"IL礎場’迫使次級電感器相對於一群三個的初級電感器 (612)對齊—特定位置。 第九圖顯示用於操作該直流線圈驅動系統（100)之方 的'—- 务體實施例。若一電子可攜式裝置（104)被放置於靠 22 201236299 =貼該感應式電源供應器之充電表面的初級電感器 蚀用、可開始操作。步驟術。感應式電源供應器（102)可 使用初級電感器（1 12)回音杳难雷^ ^«地 ()口曰查為電子可攜式裝置（1〇4)是否 。步驟704。或者，感應式電源供應器_)可使用一 發射器（未顯示）回音查詢電子可攜式裝置（刚)是否出 現。、又-具體實關中，電子可攜輕置⑽)可使用次級 電^(132)或-發射器（未顯示）回音檢查感應式電源供 應器(102)是否出現。進—步’偵測是否有一電源供應 現的功能可能在某些具體實施例中為其固有機能’ ^匕可 不使用回音檢查。 不論是否知道其與否出現，電子可攜式裝置（1〇4)可發 出一請求，用於對齊感應式電源供應器（1〇2)<}步驟7〇6。 或者，感應式電源供應器（102)可發出一請求，用於對齊電 子可攜式裝置（104)。一旦接收到一請求，直流線圈驅動系 統（100)可暫時中止交流充電，並開始提供直流電流至該初 級電感器（112)。步驟708。或者，交流充電可以不暫時中 止’因為直流線圈驅動系統（100)目前並未直流充電該電子 可攜式裝置（104)。本具體實施例中，待接收到對齊請求 後’電子可攜式裝置（1〇4)可開始提供直流電流至次級電感 器（132)。步驟710。如之前具體實施例所描述，流經初級 電感器（112)、次級電感器（132)或流經兩者的直流電流可產 生一直流磁場。感應式電源供應器（102)或電子可攜式裝置 (104)包括一磁體的具體實施例中，直流線圈驅動系統（1〇〇) 可能並不提供直流電流至個別初級電感器（112)或次級電 感器（132)以生成一直流磁場。 可替換的具體實施例中’直流線圈系統（100)可無需發 23 201236299 送或接收對齊請求就開始提供直流電流至次級電感器（132) 或初級電感器（112)其中之一。 感應式電源供應器（102)和電子可攜式裝置（1〇4)當中 的直流磁場被用來在感應式電源供應器（1〇2)與電子可攜 式裝置（104)之間產生一吸引力經過一段時間之後，直流線 圈驅動系統（100)可將通往初級電感器（112)、次級電感器 (132)其中之一或兩者的直流電流斷路。這段時間可能是一 預設期間，或可從直流週期驅動系統（1〇〇)的操作參數決 定，例如像是電力傳送效率。電子可攜式裝置（1〇4)的交流 充電可開始。步驟712。 可替換的具體實施例中，待電力傳送被啟始之後，電 子可攜式裝置（104)可要要求一對齊操作。可在每一次啟始 有效電力傳送時提出此要求。 第十圖顯示用於操作該直流線圈驅動系統（1〇〇)之方 法的另一具體實施例。若一電子可攜式裝置（1〇4)被放置靠 L緊貼π亥感應式電源供應斋之充電表面的初級電感器 (112)，可開始操作。 102.步驟802。此具體實施例中，直流線圈驅動系統 (100)開始提供電力至€子可攜式裝置（1G4)e步驟8〇4。或 者，直流線圈驅動系統（100)可在啟始電力傳送之前實施一 對背，作。本具體實施例中，直流線圈驅動系統(⑽)可藉 由測里操作參數判定電力傳送效率。步驟806。操作參數可 包括多個测量值’例如像是該直流線圈驅動系統(100)當中 不同位置的電壓或電流。若直流線圈驅動系統⑽)判定電 力傳达效率可接受’接著它可繼續提供電力至電子可機式 24 201236299 裝f。若電力傳送效率不被接受，直流線圈驅動系統（100) 可、時中止電力傳送，並使用流經初級電感器（112)、次級 電感裔（m)其中之—或兩者的直流電流，開始對齊操作。 v驟812待對齊操作完成後，直流線圈驅動系統（1〇〇)可 繼續電力傳送。步驟814。 可替換的具體實施财，待對㈣作發生之後，直流 Λ圈驅動系統（1 QQ)可持繼監控電力傳送效率若效率變得 不可接受’直流線圈驅動系統（100)可使用流經初級電感器 (叫、次級電感器（132)其中之一或兩者的直流電流，實行 另一對齊操作。 、第十一圖顯示用於操作該直流線圈驅動系統（100)之 勺具體只施例。此具體實施例中，直流線圈驅動系 統(1=)可包括-初級電感器陣列，與關於第八圖所描述之 ^體實施例類似。此具體實施例中，初級電感器陣列（613) 可透過切換器矩陣連接至一單獨電感器驅動器，以致個 別初級電感器（612)可被選取。可替換的具體實施例中，可 使用切換器矩陣以及一個以上的電感器驅動器選取一群 ^ &初、’及電感器（612)。直流線圈驅動系統（100)可選取初 級電感器陣列（613) t中的各個初級電感 類，W檢查。步驟。若任一初級電(感器>(= 到電子可攜式裝置，那麼這些初級電感器（612)可各自實 施一數位式回音檢查。步驟91〇及912。接收最強信號強度 的那個初級電感器（612)可接著開始傳送電力至電子可攜 式^置。步驟916。若電子可攜式裝置包括一副磁石，那麼 直流線圈驅動系統可藉由測量操作參數決定電力傳送效 率。若電力傳送效率少於可接受程度，直流線圈驅動系統 25 WOfwilc* 20»〇(βΡΙ/ CAUe"fU-0iS\K-0U-CCI7VU-0tS-00S7-Sp*-'autl.^ot 201236299 可接著實行-對齊操作。若電子可攜式裳置並不包括一副 磁石’那麼直流線圈驅動系統可在各次電力傳送開始的時 候實行-對齊操作。步驟918。可替換的具體實施例中，直 流線圈驅動系統可使用前述關於第九圖及第十圖所描述的 方法之，待初級電感器（612)或一群初級電感器（612)被選 取之後傳送電力至一電子可攜式裝置。 至於第五具體實施例，如第十二圖至第十四圖所描 ，’-摩擦性材料(23G)，例如像是―覆上橡膠的材料，附 著至感應式電源供應器或電子可攜式裝置至少其中一項的 外喊。感應式電源供應器和電子可攜式裝置可類似於上述 所描述者，並可具有或不具有一直流線圈驅動系統。 〇摩擦性材料(230)可經配置，以增加在感應式電源供應 器之表面上移動電子可攜式裝置的力量。舉例來說，一摩 擦性材料(230)可具有由1至2的磨擦係數（COF)，或是其 摩擦係數高於外殼材料的摩擦係數，例如像是具有小於〇 5 的摩擦係數。摩擦材料（230)的摩擦係數也可高過一嚙合面 的摩擦係數’其中摩擦材料(230)因應電子可攜式裝置與感 應式電源供應器之間的對齊而與後者接觸。以此方法，若 摩擦係材料(23〇)並不與嚙合面接觸，較少摩擦的表面容許 電子可攜式裝置在感應式電源供應器的表面上更加輕易滑 動’此係相對於若摩擦性材料(230)與嚙合面接觸時要在該 表上移動電子可攜式裝置所需力量而言。 摩擦性材料(2 3 0)可被併入與感應式電源供應器（3 〇 2) 和電子可攜式裝置（304)至少其中之一外殼耦合的一整片 橡膠元件(250)内，如前文關於第二c圖所描述。摩擦性材 料(230)可形成在整片橡膠元件（25〇)之上的襯墊，並可為圓 26 O'^iftktuizc^^vCAse^fiuofnn-eis-M^pu-ots-oatr-spt-Tiutf.aec 201236299 \ 形（如圖中所示）、正方形、環形，或是凸出於該襯墊表 面的多個結節。進一步，摩擦性材料(230)可形成整個襯墊 表面，或一部分的襯墊。 單片橡膠元件（250)也可包括一安裝凸緣（252)以及一 可撓曲膜片區（254)。一磁體或鐵磁塊(2〇8)(類似於上述的 主磁石）可被置放於該單片橡膠元件（250)的一侧，與摩擦 性材料(230)的接觸面相對《可替換的具體實施例中，摩擦 性材料(230)和鐵磁塊(208)可經由一彈簧或其他適當構造 耦合至外殼，而不使用單片橡膠元件(250)。 可撓曲膜片區（254)可容許摩擦性材料（230)回復正常 狀態，至於此正常狀態究竟係指收縮位置或嚙合位置，依 據其構形決定。可撓曲膜片區（254)可能像是彈簧一樣，以 致若鐵磁塊(208)並未被迫離開正常狀態，可撓曲膜片區 (254)維持或回復摩擦性材料（230)的正常狀態或位置。或 者’若鐵磁塊(208)並末被迫離開正常狀態，重力可強迫可 撓曲膜片區維持或回復正常狀態或位置。 安裝凸緣(252)可促進耦合至感應式電源供應器及電 子可攜式裝置至少其中之一的外殼。鐵磁塊(2〇8)可相對於 感應式電源供應器之初級線圈或電子可攜式裝置之次級線 圈中心放置或共軸放置，或可置於不同位置。例如，依據 其構形，鐵磁塊(208)和摩擦材料(230)可距離初級線圈或次 級線圈至少2公分放置。 一具體實施例使用時，摩擦性材料(230)可處於在感應 式電源供應器内的收縮位置，以致使用者可在充電表面上 自由滑動電子可攜式裝置。換句話說，為因應電子可攜式

27 〇AC〇M>kt iOnc^CPV CASlC\n-0iS\PUOiS-0OI7W-06S-M7-Spe-,nutl.dK 201236299 裝置並未與感應式充電器對齊 腔内。為因應電子可攜式裝置 材料(230)縮回一空 供傳送電力，摩擦性材料⑵_；=應式電源供應器對齊以 面。在某些具體實施例中，此^合電子可携式裝置的表 者，以致使用者感受到電子=提供觸覺回授給使用 器之間對齊。可替換的具體實施=置== 係放置在電子可攜式裝晋肉右厚擦性材枓(230) 式電源供應H的表面。 §崎料(23〇)可喷合感應 本具體實施例的-示範例，摩擦性 該摩擦性材料（230)放詈的锄# & 枓（30)以及畀k 步詈之内二 塊(2〇8)係位在電子可攜式 裝置内。此·例中，摩擦性材 狀態的收縮位置。如之前 / )仍保持在其正爷 mm應式電源供應器之上自由移動。為因應鐵磁 ㈣06、，^月向置於感應式電源供應器當中的一永久磁 源供性材料(23〇)離開其正常位置，嘯合感應式電 二:^、、面。如此一* ’摩擦性材料(230)可避免或減 9可攜式裝置在錢式電源供應器上為因應達成適當 對背所做的自由移動。摩擦性材料(230)可喃合感應式電源 供應器’以致要解開或錯開感應式電源供應器與電子可攜 f裝，的力f大於若雜性材料絲喃合時在感應式電源 仏f器上自由移動電子可攜式裝置所需力量。解開或錯開 力里的選取係設計選項考量。摩擦性材料（23〇)的摩擦係 數鐵磁塊(208)與永久磁體（206)之間的磁力，以及其他設 項，會影響解開或錯開力量。例如，解開或錯開力量 可二足夠大’以致於(a)—人無法毫無困難地解開或移動電 57攜式裝置，直到電池完全充電，（b)稍微輕推電子可攜

28 Di\tKuntti Unff^CfV 201236299 以解開或錯開電子可攜式裝置，或是⑷其他 #力量不心解開或錯開電子可攜式裝置。 材料（23〇)的喃合可造成觸覺回授傳給使用 廊哭夕信號表示電子可攜式裝置與感應式電源供 人田對齊。為因應鐵磁塊（2〇8)與永久磁體（206) 、嚙δ喪失，摩擦性材料(23〇)回復其正常狀態一―收 縮位置Τ替換的具體實施例中，摩擦性材料(之可放置 =應式電源供應㈣’並可採相同方式嗜合可攜式電子 裝置的某一表面。 —第五具體實施例的另一示範例，如第十四圖所繪出， 摩擦性材料(23〇)以及靠近該摩擦性材料(23())放置的鐵磁 塊(208)係位在感應式電源供應器内。進一步，摩擦性材料 (23〇)係靠近感應式電源供應器之初級線圈（212)的中央放 置。此示範例中，摩擦性材料(23〇)仍保持在其正常狀態的 喃〇位置。使用上述的直流線圈系統，流經初級線圈（212) 的直Sil電oil(273)造成磁力（274)。此磁力（274)接著吸引鐵 磁塊(208)並因而收縮摩擦性材料（23〇)。摩擦性材料（23〇) 收縮時，電子可攜式裝置可在感應式電源供應器的表面上 自由移動。進一步，磁力（274)也可迫使電子可攜式裝置朝 向與感應式電源供應器適當對齊，如前文所述。 因應感應式電源供應器感測到它已和電子可攜式裝置 之間對齊，可將直流電流(273)斷電，釋放鐵磁塊(2〇8)，以 致彈簧造成摩擦性材料（230)嚙合電子可攜式裝置的表 面。如此一來’當使用者滑動電子可攜式裝置橫跨感應式 電源供應器的表面時，摩擦性材料(230)喃合電子可攜式裝 置’因應感測到適當對齊’以致電子可攜式裝置不再能在 29 ^\〇£unfe9 CAS£0VU M5VU-MS-OM7\W-O(9-O0«7-^«-1turl.ebe 201236299 感應式充電器的表面上自由移動。換句話說，為因應感應 式電源供應器與電子可攜式裝置之間達成適當對齊，直流 電流(273)可被供應至初級線圈（212)的交流電流取代，造成 摩擦性材料（230)回復其正常（嚙合）狀態，以致電子可攜 式裝置在接收感應式電力的同時仍保持留在原位。進〜 步，在某些具體實施例中，摩擦性材料的嚙合可回應適當 對齊而提供觸覺回授至使用者。 ， 感應式電源供應器也可實施再對齊功能，因應電子可 攜式裝置與感應式電源供應器錯開或解開。因應錯開狀 悲，感應式電源供應器可施加直流電流（273)至初級線圈 (212) ’收縮摩擦性材料(23〇)，以便減低電子可攜式裝置與 感應式電源供應器之間的摩擦，並導致一吸引力迫使電子 可攜式裝置朝向對齊。回應感測到重新對齊，感應式電溽 供應器可施加一交流電流至初級線圈（212)，如前文所討 淪，以致摩擦性材料（23〇)被嚙合，並用於傳送感應式電力 至電子可攜式裝置。 以上係本發明之具體實施例的描述。可有許多變異及 改變而不會偏離文後隨㈣請專鄉圍所定義之本發明的 精神及其更寬廣觀點，中請專利範圍應以包括均等論在 的專利法關加轉釋。以單數_的任射請專利 之凡素’例如用「-個（a、an)」、「該（心）」、「所 稱（said)」，不應解讀為是要限制該元素為單數。 【圖式簡單說明】 第-圖繪出直流線圈驅動系統之具體實施例的代表性示意 201236299 第二a圖繪出該直流線圈驅動系統之具體實施例的實體構 造之透視圖。 第二b圖繪出該直流線圈驅動系統之具體實施例的實體構 造之透視圖，其中該系統具有隱藏的次級磁性遮蔽。 第二c圖繪出該直流線圈驅動系統之具體實施例的實體構 造之侧視圖。 第一圖緣出直流線圈驅動系統之第二具體實施例的實體構 造。 第四圖繪出直流線圈驅動系統之第三具體實施例的實體構 造。 第五圖繪出直流線圈驅動系統之第三具體實施例的代表視 圖。 第八圖繪出直流線圈驅動系統之具體實施例的代表視圖。 ^七圖繪出直流線圈驅動系統之第二具體實施例的代表視 第圖、、’曰出直流線圈驅動系統之第四具體實施例的代表視 圖。 第九圖顯不用於操作該直流線圈驅動系統的一種方法。 第十圖顯7F用於操作該直流線圈驅動系統的—種方法。 第十圖顯不用於操作該直流線圈鶴系統的—種方法。 =十=圖顯示一系統之第五具體實施例的實體構造，其擁 有一可活料雜性材料。 ^ 第十二圖的丨丨；tsi « aJ面圖，顯示具有一可活動式摩擦性材料之系 31 201236299 統的第五具體實施例之實體構造。 第十四圖繪出具有一可活動式摩擦性材料之系統的第五具 體實施例之代表視圖。 【主要元件符號說明】 SW1 Switch 切換器 SW2 Switch 切換器 SW3 Switch 切換器 6 Primary magnet 主磁石 8 Secondary magnet 副磁石 12 Primary inductor 初級電感器 32 Secondary inductor 次級電感器 72 DC magnetic flux 直流磁通量 73 DC current 直流電流 74 DC magnetic flux 直流磁通 75 DC current 直流電流 76 DC magnetic flux 直流磁通 77 DC current 直流電流 78 DC magnetic force 直流磁力 82 DC magnetic flux 直流磁通量 83 DC current 直流電流 84 DC magnetic flux 直流磁通 32 201236299 86 DC magnetic flux 直流磁通 88 DC magnetic force 直流磁力 100 DC coil drive system 直流線圈驅動糸統 102 Inductive power supply 感應式電源供應器 104 Electronic portable device 電子可攜式裝置 106 Primary magnet 主磁石 108 Secondary magnet 副磁石 110 Tank circuit 儲能電路 112 Primary coil 初級線圈 114 Primary resonant capacitor 初級諧振電容器 116 Controller 控制器 118 Inverter 反相器 120 Power supply 電源供應器 122 AC mains 父流主電源 130 Secondary wireless power receiver 次級無線式電力接收器 132 Secondary coil 次級線圈 134 Secondary resonant capacitor 次級諧振電容器 136 Rectifier 整流器 138 DC/DC converter 直流/直流轉換器 140 Load 負載 33 201236299 142 Energy storage element 儲能元件 144 Secondary controller 次級控制器 206 Permanent magnet 永久磁體 208 Ferromagnet slug 鐵磁塊 212 Primary coil 初級線圈 230 Frictional material 摩擦性材料 250 Rubber component 橡膠元件 252 Mounting Flange 安裝凸緣 254 Diaphragm region 版片區 273 DC current 直流電流 274 Magnetic force 磁力 300 DC coil drive system 直流線圈驅動系統 302 Inductive power supply 感應式電源供應器 304 Electronic portable device 電子可攜式裝置 306 Primary magnet 主磁石 308 Secondary magnet 副磁石 312 Primary inductor 初級電感器 332 Secondary inductor 次級電感器 350 Primary shielding 初級屏蔽 352 Secondary shielding 次級屏蔽 354 Charging surface 充電表面 34 O:\fiitjnkt tOUC^efV CAUffifilJ-OtHPU-OtS-a〇a7\n 〇tS OOIT-Sp€-Tiutt.de€ 201236299 400 DC coil drive system 直流線圈驅動系統 500 DC coil drive system 直流線圈驅動系統 612 Primary inductor 初級電感器 612a Primary inductor 初級電感器 613 Primary inductor array 初級電感器陣列 632 Secondary inductor 次級電感器 633 Secondary inductor 次級電感器 702-712 Step 步驟 802-814 Step 步驟 908-934 Step 步驟

OiieEunier 20ί2〇Κ〇Ρυ CASCeW-Ot9JV-Oty〇Ot7VU-OtS-e〇e7 Spt-1turl.dot 35

Claims (1)

1. 201236299 七、申請專利範圍： l-—種具有磁吸引力的感應式電源供應器，該感應 式電源供應器用於無線式傳送能量至一遠端裝置，該感應 式電源供應器包含： 初級線圈’能夠經由一感應式耦合無線式傳送電 力；以及 控制器，用於控制傳至該初級線圈的電流供應，其 中該電流包括直流及交流電流， 其中為回應供應該交流電流至該初級線圈，該初級線 圈無線式傳送電力至該遠端裝置； 其中為回應供應該直流電流至該初級線圈，產生一吸 引力能夠對齊該遠端裝置以供更有效率的無線式電力傳 送。 2.如申請專利範圍第1項的感應式電源供應器，其中 供應至該初級線圈的該直流電流產生一直流磁場，與該遠 端裝置内的一副磁石材料交互作用。 3 ·如申請專利範圍第2項的感應式電源供應器，其中 該第一直流磁場具有第一磁矩，且該副磁石具有第二磁 矩，其中該第一磁矩係與該第二磁矩對齊相同方向。 4. 如申請專利範圍第2項的感應式電源供應器，其中 該次級磁性材料係一次級永久磁體或一次級磁性吸引物。 5. 如申請專利範圍第1項的感應式電源供應器，進一 步包含一摩擦性材料耦合至一第一磁體，其中供應至該初 級線圈的該直流電流吸引該第一磁體，並造成該摩擦性材 料收縮，以致該摩擦性材料不會接觸到該遠端裝置的表面。 36 6· 6·201236299 6. —種用於使用磁吸引力將感應式電源供應器與 子可攜式裝置對齊的方法，包含以下步驟： 、 供應直流電流流經一第一線圈； 提供一直流磁場，其與該流經該第一線圈的直流電流 交互作用；然後 w ^對齊該感應式電源供應器與該電子可攜式裝置以供有 效率的電力傳送’此係使用由該直流電流以及該直 的交互作用所造成的吸引力達成。 ％ 7.如申請專利範圍第6項的方法，其中該直流磁場係 由感應式電源供應器產生，且該第一線圈係該電子可攜式 裝置内的一次級電感器。 δ·如申請專利範圍第6項的方法，其中該直流磁場係 由電子可攜式裝置產生，且該第—線圈係該感應式電源供 應器内的一初級電感器。 9.如申請專利範圍第6項的方法’其中該直流磁場係 由一磁體以及供應直流電流流經一次級線圈兩者至少其中 一項所產生。 10. —種具有磁吸引力的無線式電源供應器，包含： 一感應式電源供應器，其具有一初級電感器用於無線 式傳送電力至一電子裝置，該電子裝置具有一次級電感器 經由感應式耦合接收由該初級電感器而來的電力； 一第一直流磁場由一直流電流流經一第一線圈所產 生；以及 一第二直流磁場，其中該次級直流磁場與流經該第一 線圈的遠直流電流交互作用，造成該感應式電源供應器與 37 201236299 該電子裝置對齊，以供有效率的電力傳送。 u.如申請專利範圍第ίο項的無線式電源供應器，其 中该第一線圈係該初級電感器，且該第一直流磁場是由該 感應式電源供應器生成。 12. 如申請專利範圍第1〇項的無線式電源供應器，其 中該第一線圈係該次級電感器，且該第一直流磁場是由該 電子可攜式裝置生成。 13. 如申請專利範圍第1〇項的無線式電源供應器，其 中該次級直流磁場係由一磁體以及一供應至一第二線圈的 一直流電流兩者至少其中一項所產生。 14. 如申請專利範圍第13項的無線式電源供應器，其 中該磁體係一永久磁體或一磁性吸引物。 15. 如申請專利範圍第1〇項的無線式電源供應器，其 中該第一直流磁場係以一磁體輔助。 16. 如申請專利範圍第1〇項的無線式電源供應器，進 一步包含複數個初級電感器形成一陣列。 17. 如申請專利範圍第16項的無線式電源供應器，其 中該直流電流係供應至該等複數個初級電感器至少其中之 ―，以造成該感應式電源供應器與該電子可攜式裝置對 齊，以供有效率的電力傳送。 18. 如申請專利範圍第1〇項的無線式電源供應器，進 —步包含一摩擦性材料耦合至一第一磁體，其中供應至該 第一線圈的該直流電流吸引該第一磁體，並造成該摩擦性 材料收縮，以致該摩擦性材料不會接觸到該電子可攜式裝 38 如融«诚脚.侧邮邮如加此 201236299 置的表面。 19.一種用於—無線式電源供應系統的摩捧增強系 二：無線式電源供應系統包括一無線式電源供應器以及 線式電力的可攜式電子裝置，該無線式電源 應盗具有—表面可供放置該可攜式電子裝置，該摩擦增 強糸統包含： 一磁體叙合至該摩擦性材料，其中若有—直流磁場出 現’该磁體將該摩擦性㈣由―正常狀態移至—交替狀態。 增強 2〇·如申請專利範圍第19項的摩擦性材料，進一步包 含一兩用感應式元件以供使用在無線式電力傳送以及摩擦 '、中d亥兩用感應式元件的—直流電流產生該A線 式電源供應器與該可攜式電子裝置之間的無線式電力傳送 …其中兩用感應式元件的—直流電流產生該直流 、場其中4正*狀態係該喷合狀態，且其中 摩擦性材料移動至該喷合位置即為該交替狀態，以致： 面不與該摩擦性材料接觸。 21.如申請專利範圍第19項的摩擦增強系統，其中該 ίΐ狀！係該解開位置，且其中該直流磁場出現時:、該磁 :°亥摩擦性材料移至―喃合位置而為其替代狀態。 勺八!_2*如申請專利範圍第19項的摩擦增強系統，進一步 腔用於與該解開位置配合使用，以致該摩擦性材 料進入一收縮位置。 23.如申請專利範圍第19項的摩擦增進系統，其 直流磁場係自—永久·產生。 ’、 39 201236299 24. 如申請專利範圍第19項的摩擦增進系統，進一步 包含一彈簧似的元件，對該摩擦性材料施加一力，以致該 摩擦性材料被迫朝向該正常狀態，其中若該直流磁場沒有 出現時該摩擦性材料仍留在其正常狀態。 25. 如申請專利範圍第19項的摩擦增進系統，其中該 磁體係一永久磁體或一磁性吸引物。 26. 如申請專利範圍第19項的摩擦增進系統，其中該 摩擦性材料移至一嚙合位置提供觸覺回授至一使用者。 27. 如申請專利範圍第19項的摩擦增進系統，其中該 表面相對於該可攜式電子裝置具有一摩擦係數，且該表面 的摩擦係數回應該摩擦性材料移至該嚙合位置而增加。