TW201607200A - 在充電裝置中降低磁場變化 - Google Patents

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Abstract

系統及方法提供無線充電裝置，具有界定充電區的凹狀充電平台。無線充電裝置包含三維發射器線圈、及至少一增加的發射器線圈，在該凹狀充電平台內具有不均勻的間隔，以降低與三維發射器線圈相關連的磁場變異。

Description

在充電裝置中降低磁場變化
此處所述的態樣大致上關於無線充電裝置。更特別地，此處所述的態樣關於具有充電站及發射線圈的無線充電裝置，充電站具有凹陷剖面，發射線圈具有間隔以降低磁場變異。
由內部可充電電池供電的電子裝置一般會要求電池再充電。目前的無線充電平台通常具有充電裝置及發射器，充電裝置設有充電墊，充電墊具有大致平坦的、平面的充電表面，發射器會發送配置在電子裝置中的接收器收到的充電訊號。但是，使用此充電墊會要求在墊上的特定位置以緊密空間近接的方式來將電子裝置配向，以致於其功率接收器與充電墊的功率發射器適當地操作上對齊。
100‧‧‧無線充電裝置
102‧‧‧充電區
104‧‧‧充電站
302‧‧‧線圈匝
400‧‧‧三維螺旋結構
402‧‧‧第一線圈匝
404‧‧‧第二線圈匝
406‧‧‧第三線圈匝
408‧‧‧第四線圈匝
410‧‧‧第五線圈匝
412‧‧‧第六線圈匝
414‧‧‧第七線圈匝
416‧‧‧第八線圈匝
600‧‧‧TX線圈
604‧‧‧碗
702‧‧‧寄生線圈
704‧‧‧電容器
802‧‧‧寄生線圈
在閱讀說明書及後附的申請專利範圍、以及參考附圖之後，習於此技藝者將清楚各式各樣的態樣優點，其中： 圖1是根據態樣之無線充電裝置的實施例之前透視圖；圖2A、2B、及2C均顯示磁場分佈中特定變數圖；圖3是具有凹狀的無線充電裝置的剖面視圖；圖4是無線充電裝置的曲線圖；圖5顯示無線充電裝置的磁場分佈圖；圖6是配置成宛如碗的三維發射器線圈的透視圖；圖7是具有線圈與寄生線圈的無線充電裝置的曲線圖；圖8是具有線圈與寄生線圈的無線充電裝置的透視圖；以及圖9是方塊圖，顯示無線充電裝置的形成方法。
【發明內容與實施方式】
此處說明的技術係關於無線充電裝置的實施例。無線充電裝置包含界定充電區之凹狀充電平台。至少一發射器線圈圍繞平台配置。三維發射器線圈包含線圈匝以載送交流電。也包含至少一增加的匝以載送交流電。如下述更詳細說明般，線圈匝以非均勻間隔相隔離以降低與三維發射器線圈相關的磁場變化。
圖1是根據態樣之無線充電裝置的實施例之前透視圖。無線充電裝置100配置成將內部配置的一或更多電子裝置的可充電電池(未顯示)充電，可充電電池被支撐於半球狀或碗狀充電站104所界定的充電區102中。不管一 或多個電子裝置相對於無線充電裝置100的分別位置及空間配向為何，半球狀或碗狀充電站104可以同時充電放置在充電區102中的一或多個電子裝置。裝置的尺寸及型狀會不同且具有相同的或不同的功能，例如可轉換的平板電腦、電子書(ebook)閱讀器、智慧型手錶、或是智慧型穿戴裝置。由於所示的充電站104接受具有不同功能及/或製造商的裝置，以及不要求裝置被插入或連接至充電站104以便它們被充電，所以，其實質地代表通用的無線充電解決之道。如同稍後將更詳細說明般，充電站104可以使用電磁能量以將分別的電子裝置的電池充電。雖然未顯示於圖1中，但是，充電站104可以包含傳輸線圈，傳輸線圈的匝之間具有不均勻的間隔。當電流流經傳輸線圈時，不均勻的間隔使得與傳輸線圈相關的磁場能夠相當均勻分佈。當與線圈之間具有均勻間隔的傳輸線圈相比時，磁場的均勻分佈可以提供相當一致的充電。
磁共振無線充電(例如A4WP標準所界定般)採用共振發射(TX)線圈與共振接收(RX)線圈之間的磁耦合以達成功率傳送。在這些型式的無線充電系統中常見的議題是當RX線圈在充電區中移內時配送給RX線圈的功率之非均勻本質。此議題是由TX線圈所產生之固有的非均勻磁場分佈所造成的，當無線功率傳輸系統的TX及RX線圈彼此非當接近時(例如在碗表面上充電的裝置之配置)，這特別明顯。在「Z方向」上，垂直於線圈匝延伸，磁場均勻度是磁場的Hz分量上的因數。在「R方 向」上，從線圈中心點向上伸，磁場均勻度是磁場的Hr分量上的因數。這些因數可以如下述等式1及等式2所示般：
在等式1及等式2中，K(k)及E(k)是第一及第二種完全橢圓積分函數，以及。
圖2A、2B、及2C均顯示磁場分佈的特定變數圖。在202，顯示由單一迴路(圓柱座標)產生的z方向磁場(HZ)，在204，顯示不同的垂直分離(z)之HZ分佈，以及，在206，顯示顯示不同的垂直分離(R)之HZ分佈。在204，顯示在不同高度(z)由單一迴路產生的z方向磁場(HZ)的分佈。習知地，三維Tx線圈設計成具有設有不均勻的間隔之多個匝，以致於合併的z方向磁場在離線圈固定距離處的表面上最佳化。對於彎曲表面，特別是用於充電小型穿戴裝置之彎曲表面，在離表面某距離處的磁場H□的垂直方向對於在整個彎曲表面上的均勻度必須最佳化，這使得在不同高度因導入三維Tx線圈產生的R方向分量之問題顯著地複雜化，垂直分量的成分也隨著表面曲度而變。
圖3是具有凹狀的無線充電裝置的剖面圖。如圖3所示，顯示例如圖1的碗狀充電站104等碗狀無線充電發射 器之剖面視圖300。如圖3所示，碗狀充電站104具有曲面半徑「R」以及位於角位置「□」的單一線圈匝302。碗狀充電站104的厚度是「t」。根據上述封閉式說明，在具有角位置「φ」的內表面處之合併的垂直方向磁場「H↑」可以以等式3、等式4、及等式5表示：H ↑(θ,φ)=H z (θ,φ)．cos φ-H r (θ,φ)．sin φ 等式3
H z (θ,φ)=H z (x(θ,φ),z(θ,φ))=H z ((R-t)．sin φ,R．cos θ-(R-t)．cos φ) 等式4
H r (θ,φ)=H r (x(θ,φ),z(θ,φ))=H r ((R-t)．sin φ,R．cos θ-(R-t)．cos φ) 等式5
線圈的對應半徑可以以R * sin θ代表。
根據等式3-5的此封閉式表示，可以計算配置在延著碗狀充電站104的曲線之不同角位置的線圈之多個匝。此外，在給定的碗表面之給定區域內垂直的磁場之最小變化的線圈之間的電流分佈及位置可以為了最小磁場變異而最佳化。
依循公式，藉由將為了最小合併的表面垂直H場變異之最佳化，執行具有複數個相連匝之線圈設計。根據等式1及等式2中的推導，延著碗內表面的總垂直場可以以等式6表示：
最佳化處理以在不同角度[□1,□2,□3...□n]之初始匝群開始。然後，延著碗的內表面(變化的□)計算此結合的H□total，以及，計算H□total的變異數作為最佳化的成本函數。產生新的線圈位置合併群以用於評估。可以使 用基因演繹法以重複處理直到成本函數的結果最小為止，或是停止降低為止。在各式態樣中，基因演繹法可為試探式搜尋，其為模仿自然選取的處理。在某些態樣中，使用基因演繹法以重複處理直到符合預定臨界值為止，以成本函數的變化小於某臨界值來定義所述預定臨界值。
最佳化變數是線圈匝角度位置□=[□1,□2,□3...□n]。為了形成最佳化問題，應界定用於各最佳化變數的限制。舉例而言，在此特定設計中，最大的角度偏移是60度，以致於所有線圈由此尺寸限制。此外，對於各內匝，其尺寸不應超過下一較大迴路的尺寸以及應有t的間隔(在本實例中為5mm)以留下空間用於軌跡寬度及間隙(例如，t>t-1+3°)。
最佳化問題式7及式8界定：arg min(Var(H ↑total (φ))),受制於：0<<60° 式7
(θ t )>(θ t-1)+3° 式8
圖4是無線充電裝置的曲線圖。此處所述的線圈設計包含連續的三維螺旋結構400。線圈可由14AWG線構成以最小化軌跡電阻。在本實例中，匝之間的最小間隔可為5毫米(mm)(3度角間隔)以最小化匝間電容。
在圖4所示的實例中，三維Tx線圈具有120度展幅之10cm半徑的碗。經由最佳化而最得線圈半徑及間隔的不均勻分佈，以提供最大表面垂直H場均勻度。
三維螺旋結構400包含八個同心的圓形線圈匝。舉例而言，線圈匝包含具有約173mm的直徑之三維發射器線 圈的第一線圈匝402、及耦合至第一線圈匝402之具有約164.6mm的第二線圈匝404。第三線圈匝406耦合至第二線圈匝404以及具有約155.2mm的直徑。第四線圈匝408可耦合至第三線圈匝406，以及具有約144.8mm的直徑。第五線圈匝410可以耦合至第四線圈匝408，以及具有約133.5mm的直徑。第六線圈匝412可以耦合至第五線圈匝410，以及具有約121mm的直徑。第七線圈匝414可以耦合至第六線圈匝412，以及具有約98.3mm的直徑。第八線圈匝416可以耦合至第七線圈匝412，以及具有約66mm的直徑。
在圖4中，特定尺寸不侷限於此處所述的態樣。可以根據上述最佳化處理而使用其它尺寸。
圖5顯示無線充電裝置的磁場分佈圖。在圖500中，水平軸是離三維螺旋結構的中心之距離，例如上述參考圖4所述的三維螺旋結構400。垂直軸代表合併的垂直H場。如圖5所示，在高達60-70%的角偏移(亦即達到40度等等)時，場是相當均勻，可支援裝置充電。
圖6是配置成宛如碗的三維發射器線圈的透視圖。三維TX線圈600具有如上述參考圖4所述的所三維螺旋結構400中所標示的間隔。在某些情境中，三維TX線圈600如602所示，以連續銅線圍繞碗604的外表面。在圖6中，假定三維TX線圈600的各匝串聯及載送類似電流，而使設計最佳化。
圖7是具有線圈與寄生線圈的無線充電裝置的曲線 圖。在某些態樣中，為了進一步增進與接收器裝置的耦合及增進場均勻度，實施至一寄生線圈702。寄生線圈702是配置在例如上述參考圖6所述的三維TX線圈600等三維TX線圈的其它線圈匝之間的線圈匝。寄生線圈702可以調諧及配置成載送在策略位置導入的非單元電流。藉由使電流以與三維TX線圈600上傳播的電流相反的方向傳播，則由寄生線圈702載送的非單元電流可以使與三維TX線圈600相關的磁場再分佈。如圖7所示，根據所需磁場變化，寄生線圈702可由串聯電容器704調諧。
藉由在線圈匝之間導入不均勻的電流分佈論點，可將設有例如寄生線圈702等一或更多寄生線圈的設計最佳化，其中，垂直H場表示如下：
其中，a=[a1,a2,a3...an]說明多個線圈匝之間的電流比例。最佳化處理將使a及□最佳化而取得以均勻度及耦合容量之觀點而言的所需磁場分佈。在界定電流比例之後，可調諧串聯電容器704以取得電流比例。
圖8是具有線圈與寄生線圈的無線充電裝置的透視圖。如圖8所示，例如寄生線圈802等寄生線圈可以具有約112mm的直徑。寄生線圈802配置成使與例如參考圖4之上述的匝414等匝相關的磁場再分佈。
圖9是方塊圖，顯示無線充電裝置的形成方法。在區塊902，方法900包含形成界定充電區之凹狀充電平台。 在區塊904，方法900包含形成圍繞充電平台配置之三維發射器線圈。三維發射器線圈包含配置成導通電流的匝以及配置成導通電流的其它匝。在匝之間的間隔是不均勻的，以致於相較於線圈匝間具有均勻間隔的線圈匝，磁場變異相當均勻。
在某些態樣中，在區塊906，方法900包含形成寄生線圈。寄生線圈可以形成於發射線圈的至少二匝之間。寄生線圈可以配置成產生與發射線圈的驅動電流相關連之磁場的一部份之再分佈。在區塊908，形成調諧元件。磁場的再分佈是可根據調諧元件的電容而配置的。舉例而言，相較於更高的調諧元件的電容，調諧元件的較低電容可以產生更大的磁場再分佈。
在某些態樣中，方法900包含三維發射器線圈間隔的最佳化。舉例而言，方法900包含：辨識初始具有偏離延伸經過線圈中心的軸之各線圈匝的任何角度之線圈結構，以及決定線圈結構的磁場變異。可以根據標示磁場的均勻度之成本函數的結果，調整角度。
實例1是無線充電裝置。無線充電裝置包含圍繞凹狀充電平台設置之三維發射器線圈。三維發射器線圈包含線圈匝以導通電流。三維發射器線圈也包含增加的線圈匝以導通電流。線圈匝以不均勻的間隔相隔開，以降低垂直於凹狀充電平台的表面之方向上與三維發射器線圈相關連的磁場變異。
實例2包含實例1的標的。在本實例中，線圈匝包含 具有約173毫米的直徑之三維發射器線圈的第一線圈匝。線圈匝也包含耦合至第一線圈匝之三維發射器線圈的第二線圈匝，第二線圈匝具有約164.6毫米直徑。
實例3包含實例1-2的任何組合之標的。在本實例中，線圈匝包含耦合至第二線圈匝之三維發射器線圈的第三線圈匝，第三線圈匝具有約155.2毫米的直徑。線圈匝也包含耦合至第三線圈匝之三維發射器線圈的第四線圈匝，第四線圈匝具有約144.8毫米的直徑。
實例4包含實例1-3的任何組合之標的。在本實例中，線圈匝包含耦合至第四線圈匝之三維發射器線圈的第五線圈匝，第五線圈匝具有約133.5毫米的直徑。線圈匝也包含耦合至第五線圈匝之三維發射器線圈的第六線圈匝，第六線圈匝具有約121毫米的直徑。
實例5包含實例1-4的任何組合之標的。在本實例中，線圈匝包含耦合至第六線圈匝之三維發射器線圈的第七線圈匝，第七線圈匝具有98毫米的直徑。
實例6包含實例1-5的任何組合之標的。在本實例中，線圈匝包含耦合至第七線圈匝之三維發射器線圈的第八線圈匝，第八線圈匝具有約66毫米的直徑。
實例7包含實例1-6的任何組合之標的。在本實例中，不均勻間隔是根據各匝的尺寸比例。舉例而言，根據實例1-6中線圈匝之間的比例，與實例1-6有關的上述間隔可用以決定線圈匝之間的交錯間隔。
實例8包含實例1-7的任何組合之標的。在本實例 中，凹狀與離凹狀中心點約100毫米的半圓之120度角相關連。
實例9包含實例1-8的任何組合之標的。在本實例中，無線充電裝置也包含寄生線圈以產生與發射器線圈的驅動電流相關連的磁場之一部份的再分佈。無線充電裝置也包含調諧元件以調諧寄生線圈，調諧元件包括電容器，其中，再分佈是可根據調諧元件的電容而配置的。
實例10包含實例1-9的任何組合之標的。在本實例中，無線充電裝置也包含其它寄生線圈以產生與發射線圈的驅動電流相關連的磁場之一部份的再分佈。無線充電裝置也包含增加的調諧元件，各個增加的調諧元件耦合至分別的寄生線圈。
實例11是形成無線充電裝置的方法。方法包含形成界定充電區之凹狀充電平台。方法也包含形成圍繞充電平台配置之三維發射器線圈。三維發射器線圈包含導通電流的匝。三維發射器線圈也包含導通電流的增加的匝。線圈匝以不均勻的間隔相隔離以降低垂直於凹狀充電平台的表面之方向上與三維發射器線圈相關連的磁場變異。
實例12包含實例10的標的。在本實例中，線圈匝包含具有約173毫米的直徑之三維發射器線圈的第一線圈匝。線圈匝也包含耦合至第一線圈匝之三維發射器線圈的第二線圈匝，第二線圈匝具有約164.6毫米直徑。
實例13包含實例11-12的任何組合之標的。在本實例中，線圈匝包含耦合至第二線圈匝之三維發射器線圈的 第三線圈匝，第三線圈匝具有約155.2毫米的直徑。線圈匝也包含耦合至第三線圈匝之三維發射器線圈的第四線圈匝，第四線圈匝具有約144.8毫米的直徑。
實例14包含實例11-13的任何組合之標的。在本實例中，線圈匝包含耦合至第四線圈匝之三維發射器線圈的第五線圈匝，第五線圈匝具有約133.5毫米的直徑。線圈匝也包含耦合至第五線圈匝之三維發射器線圈的第六線圈匝，第六線圈匝具有約121毫米的直徑。
實例15包含實例11-14的任何組合之標的。在本實例中，線圈匝包含耦合至第六線圈匝之三維發射器線圈的第七線圈匝，第七線圈匝具有98毫米的直徑。線圈匝包含耦合至第七線圈匝之三維發射器線圈的第八線圈匝，第八線圈匝具有約66毫米的直徑。
實例16包含實例11-15的任何組合之標的。在本實例中，方法又包含決定各匝的尺寸比例，其中，根據比例，形成線圈匝之間的交錯間隔。
實例17包含實例11-16的任何組合之標的。在本實例中，方法又包含：辨識具有偏離延伸經過線圈中心的軸之各線圈匝的任何角度之線圈結構。方法也包含決定線圈結構的磁場變異，以及，根據標示磁場的最佳化均勻度之成本函數的結果，調整角度。
實例18包含實例11-17的任何組合之標的。在本實例中，凹狀與離凹狀中心點約100毫米的半圓之120度角相關連。
實例19包含實例11-18的任何組合之標的。在本實例中，方法又包含形成寄生線圈，產生與發射線圈的驅動電流相關連之磁場的一部份之再分佈。方法也包含形成調諧元件以調諧寄生線圈，調諧元件包括電容器，其中，再分佈是可根據調諧元件的電容而配置的。
實例20包含實例11-19的任何組合之標的。在本實例中，方法又包含形成增加的寄生線圈，以產生與發射線圈的驅動電流相關連之磁場的一部份之再分佈。方法也包含形成增加的調諧元件以調諧寄生線圈，各增加的調諧元件耦合至分別的寄生線圈。
實例21是無線充電系統。無線充電系統包含圍繞凹狀充電平台設置之三維發射器線圈。三維發射器線圈包含線圈匝以導通電流。三維發射器線圈也包含增加的線圈匝以導通電流。線圈匝以不均勻的間隔相隔開，以降低垂直於凹狀充電平台的表面之方向上與三維發射器線圈相關連的磁場變異。
實例22包含實例21的標的。在本實例中，線圈匝包含具有約173毫米的直徑之三維發射器線圈的第一線圈匝。線圈匝也包含耦合至第一線圈匝之三維發射器線圈的第二線圈匝，第二線圈匝具有約164.6毫米直徑。
實例23包含實例21-22的任何組合之標的。在本實例中，線圈匝包含耦合至第二線圈匝之三維發射器線圈的第三線圈匝，第三線圈匝具有約155.2毫米的直徑。線圈匝也包含耦合至第三線圈匝之三維發射器線圈的第四線圈 匝，第四線圈匝具有約144.8毫米的直徑。
實例24包含實例21-23的任何組合之標的。在本實例中，線圈匝包含耦合至第四線圈匝之三維發射器線圈的第五線圈匝，第五線圈匝具有約133.5毫米的直徑。線圈匝也包含耦合至第五線圈匝之三維發射器線圈的第六線圈匝，第六線圈匝具有約121毫米的直徑。
實例25包含實例21-24的任何組合之標的。在本實例中，線圈匝包含耦合至第六線圈匝之三維發射器線圈的第七線圈匝，第七線圈匝具有98毫米的直徑。
實例26包含實例21-25的任何組合之標的。在本實例中，線圈匝包含耦合至第七線圈匝之三維發射器線圈的第八線圈匝，第八線圈匝具有約66毫米的直徑。
實例27包含實例21-26的任何組合之標的。在本實例中，不均勻間隔是根據各匝的尺寸比例。舉例而言，根據實例1-6中線圈匝之間的比例，與實例1-6有關的上述間隔可用以決定線圈匝之間的交錯間隔。
實例28包含實例21-27的任何組合之標的。在本實例中，凹狀與離凹狀中心點約100毫米的半圓之120度角相關連。
實例29包含實例21-28的任何組合之標的。在本實例中，無線充電系統也包含寄生線圈以產生與發射器線圈的驅動電流相關連的磁場之一部份的再分佈。無線充電裝置也包含調諧元件以調諧寄生線圈，調諧元件包括電容器，其中，再分佈是可根據調諧元件的電容而配置的。
實例30包含實例21-29的任何組合之標的。在本實例中，非均勻間隔的尺寸是根據一匝對另一匝的比例，以及，其中，尺寸可根據比例而比例化。
實例31是無線充電設備。設備包含用於凹狀充電的機構，用於凹狀充電之機構界定充電區。設備包含用於三維發射器線圈充電的機構，所述機構圍繞用於凹狀充電之機構配置。用於三維發射器線圈充電的機構包含線圈匝以導通電流。三維發射器線圈也包含增加的線圈匝以導通電流。線圈匝以不均勻的間隔相隔開，以降低垂直於凹狀充電平台的表面之方向上與三維發射器線圈相關連的磁場變異。
實例32包含實例31的標的。在本實例中，線圈匝包含具有約173毫米的直徑之用於三維發射器線圈充電的機構的第一線圈匝。線圈匝也包含耦合至第一線圈匝之三維發射器線圈的第二線圈匝，第二線圈匝具有約164.6毫米直徑。
實例33包含實例31-32的任何組合之標的。在本實例中，線圈匝包含耦合至第二線圈匝之用於三維發射器線圈充電的機構之第三線圈匝，第三線圈匝具有約155.2毫米的直徑。線圈匝也包含耦合至第三線圈匝之用於三維發射器線圈充電的機構的第四線圈匝，第四線圈匝具有約144.8毫米的直徑。
實例34包含實例31-33的任何組合之標的。在本實例中，線圈匝包含耦合至第四線圈匝之用於三維發射器線 圈充電的機構的第五線圈匝，第五線圈匝具有約133.5毫米的直徑。線圈匝也包含耦合至第五線圈匝之用於三維發射器線圈充電的機構的第六線圈匝，第六線圈匝具有約121毫米的直徑。
實例35包含實例31-34的任何組合之標的。在本實例中，線圈匝包含耦合至第六線圈匝之用於三維發射器線圈充電的機構的第七線圈匝，第七線圈匝具有98毫米的直徑。
實例36包含實例31-35的任何組合之標的。在本實例中，線圈匝包含耦合至第七線圈匝之用於三維發射器線圈充電的機構的第八線圈匝，第八線圈匝具有約66毫米的直徑。
實例37包含實例31-36的任何組合之標的。在本實例中，不均勻間隔是根據各匝的尺寸比例。舉例而言，根據實例31-36中線圈匝之間的比例，與實例1-6有關的上述間隔可用以決定線圈匝之間的交錯間隔。
實例38包含實例31-37的任何組合之標的。在本實例中，凹狀與離凹狀中心點約100毫米的半圓之120度角相關連。
實例39包含實例31-38的任何組合之標的。在本實例中，設備也包含寄生線圈以產生與發射器線圈的驅動電流相關連的磁場之一部份的再分佈。設備也包含調諧元件以調諧寄生線圈，調諧元件包括電容器，其中，再分佈是可根據調諧元件的電容而配置的。
實例40包含實例31-39的任何組合之標的。在本實例中，非均勻間隔的尺寸是根據一匝對另一匝的比例，以及，其中，尺寸可根據比例而比例化。
實例41是無線充電系統。設備包含用於形成界定充電區的凹狀充電平台之機構，以及用於形成圍繞凹狀充電平台設置之三維發射器線圈的機構。三維發射器線圈包含線圈匝以導通電流。三維發射器線圈也包含增加的線圈匝以導通電流。線圈匝以不均勻的間隔相隔開，以降低垂直於凹狀充電平台的表面之方向上與三維發射器線圈相關連的磁場變異。
實例42包含實例41的標的。在本實例中，線圈匝包含具有約173毫米的直徑之三維發射器線圈的第一線圈匝。線圈匝也包含耦合至第一線圈匝之三維發射器線圈的第二線圈匝，第二線圈匝具有約164.6毫米直徑。
實例43包含實例41-42的任何組合之標的。在本實例中，線圈匝包含耦合至第二線圈匝之三維發射器線圈的第三線圈匝，第三線圈匝具有約155.2毫米的直徑。線圈匝也包含耦合至第三線圈匝之三維發射器線圈的第四線圈匝，第四線圈匝具有約144.8毫米的直徑。
實例44包含實例41-43的任何組合之標的。在本實例中，線圈匝包含耦合至第四線圈匝之三維發射器線圈的第五線圈匝，第五線圈匝具有約133.5毫米的直徑。線圈匝也包含耦合至第五線圈匝之三維發射器線圈的第六線圈匝，第六線圈匝具有約121毫米的直徑。
實例45包含實例41-44的任何組合之標的。在本實例中，線圈匝包含耦合至第六線圈匝之三維發射器線圈的第七線圈匝，第七線圈匝具有98毫米的直徑。線圈匝包含耦合至第七線圈匝之三維發射器線圈的第八線圈匝，第八線圈匝具有約66毫米的直徑。
實例46包含實例41-45的任何組合之標的。在本實例中，設備包含用於決定各匝的尺寸之比例，其中，根據比例形成線圈匝之間的交錯間隔。
實例47包含實例41-46的任何組合之標的。在本實例中，設備包含用於辨識各線圈匝具有離延伸經過線圈的中心軸任意角度之線圈結構之機構。設備也包含用於決定線圈結構的磁場變異之機構、以及用於根據標示磁場的最佳化均勻度之成本函數的結果以調整角度的機構。此處載述的機構包含電腦可讀取的媒體，例如具有可執行實例47的操作之指令之非暫時的電腦可讀取的媒體。
實例48包含實例41-17的任何組合之標的。在本實例中，凹狀與離凹狀中心點約100毫米的半圓之120度角相關連。
實例49包含實例41-48的任何組合之標的。在本實例中，設備也包含用於形成寄生線圈以產生與發射器線圈的驅動電流相關連的磁場之一部份的再分佈。設備也包含用於形成調諧元件以調諧寄生線圈之機構，調諧元件包括電容器，其中，再分佈是可根據調諧元件的電容而配置的。
實例50包含實例41-49的任何組合之標的。在本實例中，包含用於形成增加的寄生線圈以產生與發射器線圈的驅動電流相關連的磁場之一部份的再分佈。設備也包含用於形成均耦合至分別的寄生線圈之增加的調諧元件之機構。
這些態樣可應用於所有型式的電池供電裝置，例如智慧型電話、行動網路裝置(MID)、智慧型平板電腦、可變形平板電腦、筆記型電腦、或其它類似的可攜式裝置。此處使用「耦合」或「連接」一詞以意指討論中的組件之間的直接或間接之任何型式的關係，以及可應用至電的、機械的、流體的、光學的、電磁的、電化學的或其它的連接。此外，此處使用「第一」、「第二」等等，僅為了便於說明，除非特別指明，否則，並不帶有時間上或依時間次序的意義。
習於此技藝者從上述說明將瞭解，所述態樣的廣義技術可以以多種形式實施。因此，雖然已配合特定實例而說明這些態樣，但是，由於習於此技藝者在研究圖式、說明書及後附申請專利範圍之後，將清楚知道其它修改，所以，這些態樣的真正範圍不應侷限於此。
600‧‧‧TX線圈
702‧‧‧寄生線圈
704‧‧‧電容器

Claims (23)

  1. 一種無線充電裝置，包括：在充電平台周圍設置之三維發射器線圈，其中，該三維發射器線圈包括：該線圈之匝用以導通電流；以及，複數個額外的線圈匝用以導通電流，該複數個線圈匝以不均勻的間隔相隔開，用以降低垂直於該充電平台的表面之方向上與三維發射器線圈相關連的磁場變異。
  2. 如申請專利範圍第1項的無線充電裝置，其中，該複數個線圈匝包括：具有約173毫米的直徑之該三維發射器線圈的第一線圈匝；以及耦合至該第一線圈匝之該三維發射器線圈的第二線圈匝，該第二線圈匝具有約164.6毫米直徑。
  3. 如申請專利範圍第2項的無線充電裝置，其中，該複數個線圈匝包括：耦合至該第二線圈匝之該三維發射器線圈的第三線圈匝，該第三線圈匝具有約155.2mm的直徑；以及，耦合至該第三線圈匝之該三維發射器線圈的第四線圈匝，該第四線圈匝具有約144.8毫米的直徑。
  4. 如申請專利範圍第3項的無線充電裝置，其中，該複數個線圈匝包括：耦合至該第四線圈匝之該三維發射器線圈的第五線圈匝，該第五線圈匝具有約133.5毫米的直徑；以及， 耦合至該第五線圈匝之該三維發射器線圈的第六線圈匝，該第六線圈匝具有約121毫米的直徑。
  5. 如申請專利範圍第4項的無線充電裝置，其中，該複數個線圈匝包括：耦合至該第六線圈匝之該三維發射器線圈的第七線圈匝，該第七線圈匝具有98毫米的直徑。
  6. 如申請專利範圍第5項的無線充電裝置，其中，該複數個線圈匝包括：耦合至該第七線圈匝之三維發射器線圈的第八線圈匝，第八線圈匝具有約66毫米的直徑。
  7. 如申請專利範圍第5項的無線充電裝置，其中，該不均勻間隔是根據該複數個線圈匝的各匝的尺寸比例。
  8. 如申請專利範圍第1項的無線充電裝置，其中，充電平台包括凹狀，以及，其中，該凹狀以離該凹狀中心點約100毫米的半圓形成且具有的120度角。
  9. 如申請專利範圍第1項的無線充電裝置，又包括：寄生線圈，用以產生與該發射器線圈的驅動電流相關連的磁場之一部份的再分佈；以及，調諧元件，用以調諧該寄生線圈，該調諧元件包括電容器，其中，該再分佈是根據該調諧元件的電容而為可配置的。
  10. 如申請專利範圍第1項的無線充電裝置，又包 括：複數個增加的寄生線圈，用以產生與該發射線圈的驅動電流相關連的該磁場之一部份的再分佈；以及，複數個增加的調諧元件，各增加的調諧元件均耦合至分別的寄生線圈。
  11. 一種形成充電裝置的方法，包括：形成界定充電區之凹狀充電平台；以及形成在該充電平台周圍配置之三維發射器線圈；其中，該三維發射器線圈包括：該線圈之匝，用以載送電流；以及複數個額外的線圈匝，用以載送該電流，該複數個線圈匝是以不均勻的間隔相隔離以降低垂直於該凹狀充電平台的表面之方向上與該三維發射器線圈相關連的磁場變異。
  12. 如申請專利範圍第11項之方法，其中，該複數個線圈匝包括：具有約173毫米的直徑之該三維發射器線圈的第一線圈匝；以及耦合至該第一線圈匝之該三維發射器線圈的第二線圈匝，該第二線圈匝具有約164.6毫米直徑。
  13. 如申請專利範圍第12項的方法，其中，該複數個線圈匝包括：耦合至該第二線圈匝之該三維發射器線圈的第三線圈匝，該第三線圈匝具有約155.2毫米的直徑；以及， 耦合至該第三線圈匝之該三維發射器線圈的第四線圈匝，該第四線圈匝具有約144.8毫米的直徑。
  14. 如申請專利範圍第13項的方法，其中，該複數個線圈匝包括：耦合至該第四線圈匝之該三維發射器線圈的第五線圈匝，該第五線圈匝具有約133.5毫米的直徑；以及，耦合至該第五線圈匝之該三維發射器線圈的第六線圈匝，該第六線圈匝具有約121毫米的直徑。
  15. 如申請專利範圍第14項的方法，其中，該複數個線圈匝包括：耦合至該第六線圈匝之該三維發射器線圈的第七線圈匝，該第七線圈匝具有98毫米的直徑；以及耦合至該第七線圈匝之三維發射器線圈的第八線圈匝，第八線圈匝具有約66毫米的直徑。
  16. 如申請專利範圍第15項的方法，又包括決定該複數個線圈匝的各匝之尺寸的比例，其中，根據該比例而形成該複數個線圈匝之間的交錯間隔。
  17. 如申請專利範圍第11項的方法，又包括：辨識具有離延伸經過線圈的中心之軸的各線圈匝的複數個角度之線圈結構；決定線圈結構的磁場變異；以及根據標示該磁場的最佳化均勻度之成本函數的結果，以調整該複數個角度。
  18. 如申請專利範圍第11項的方法，其中該充電平 台形成有一凹狀，其中該凹狀形成有離該凹狀中心點約100毫米的半圓以及具有約120度的角。
  19. 如申請專利範圍第11項的方法，包括：形成寄生線圈，以產生與該發射器線圈的驅動電流相關連的磁場之一部份的再分佈；以及，形成調諧元件，以調諧該寄生線圈，該調諧元件包括電容器，其中，該再分佈是可根據該調諧元件的電容而配置的。
  20. 一種無線充電系統，包括：界定充電區之充電平台；以及圍繞該充電平台配置之三維發射器線圈，其中，該三維發射器線圈包括：線圈匝，以載送電流；以及複數個增加的線圈匝，以載送該電流，該複數個線圈匝是以不均勻的間隔相隔離以降低垂直於該充電平台的表面之方向上與該三維發射器線圈相關連的磁場變異。
  21. 如申請專利範圍第20項之無線充電系統，其中，該複數個線圈匝包括：具有約173毫米的直徑之該三維發射器線圈的第一線圈匝；耦合至該第一線圈匝之該三維發射器線圈的第二線圈匝，該第二線圈匝具有約164.6毫米直徑；耦合至該第二線圈匝之該三維發射器線圈的第三線圈 匝，該第三線圈匝具有約155.2毫米的直徑；耦合至該第三線圈匝之該三維發射器線圈的第四線圈匝，該第四線圈匝具有約144.8毫米的直徑；耦合至該第四線圈匝之該三維發射器線圈的第五線圈匝，該第五線圈匝具有約133.5毫米的直徑；耦合至該第五線圈匝之該三維發射器線圈的第六線圈匝，該第六線圈匝具有約121毫米的直徑；耦合至該第六線圈匝之該三維發射器線圈的第七線圈匝，該第七線圈匝具有98毫米的直徑；以及耦合至該第七線圈匝之三維發射器線圈的第八線圈匝，第八線圈匝具有約66毫米的直徑。
  22. 如申請專利範圍第20項的無線充電系統，其中，該非均勻間隔的尺寸是根據該複數個線圈匝中的一匝對另一匝的尺寸比例，以及，其中，該尺寸可根據該比例而比例化。
  23. 如申請專利範圍第20項的無線充電系統，其中，該充電平台是凹狀充電平台，以及，該非均勻間隔是降低垂直於該凹狀充電平台的表面之方向上的磁場變異。
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