TW202220335A - 用於電力設備之配件 - Google Patents

Abstract

本發明為一種用於電力設備之配件，該配件可包括一無線電力接收器，該無線電力接收器係被當為配件，並被配置於一第一無線電力傳輸區域中時接收電力。該配件更可包括一無線電力傳輸器，該無線電力傳輸器係與該無線電力接收器電性耦合。該無線電力傳輸器係用以經由一第二無線電力傳輸區域為該電子設備供電，該第二無線電力傳輸區域係較該第一無線電力傳輸區域為小。該無線電力傳輸器可包括符合QI標準之無線電力傳輸器。

Description

用於電力設備之配件

本發明係為一種無線電力傳輸之相關領域。且本申請案要求2020年6月11日所提出之標題為「ELECTRONIC DEVICE CASE FOR USE WITH A WIRELESS POWER TRANSFER SYSTEM」之美國臨時專利申請案第63/037,666號，以及2021年2月3日所提出之標題為「ELECTRONIC DEVICE CASE FOR USE WITH A WIRELESS POWER TRANSFER SYSTEM」之美國臨時專利申請案第63/145,001號之權益及優先權，其內容係以引用方式整體併入本文中。

無線電力傳輸是將電能從一電源傳輸至一電力負載，該電源與該電力負載不使用人造導體連接。一無線電力傳輸系統包括一傳輸器與一或多個接收器裝置。該傳輸器係連接至一電源，並將電力轉換為一時變電磁場。該一或多個收器裝置經由該電磁場接收電力，並將接收到的電力轉換回一電流，以由該電力負載使用。

無線充電聯盟(WPC)採用QI標準，係為一廣泛使用之介面，其定義使用於一短距離內之感應充電之無線電力傳輸。通常，QI標準僅能完成距離4公分或更近之裝置之無線充電。QI標準一般係依靠一充電板以及 置於該板上之一相容電子裝置，透過諧振感應耦合使該相容電子裝置之一電池充電。

韓國專利申請案No.20170137569描述一手機機殼，其係包括設置於該機殼上之一充電模組，以便於藉外部提供之電力所產生的磁共振方法傳輸至一可攜式終端時進行無線充電，當該可攜式終端係安裝於該機殼上時，其係為可拆卸地安裝；以及改善相機倍率和光線之一鏡頭。但是，該手機機殼如同其他使用QI標準的裝置，範圍有限，係要求該手機機殼在一充電座之一近距離內(例如少於4公分)。

因此，本發明人有鑑於上述缺失，期能提出一種用於電力設備之配件，令使用者可輕易完成操作及安裝，乃潛心研思、設計組製，以提供使用者便利性，為本發明人所欲研發之發明動機者。

本發明之主要目的，係在說明用於電力設備之配件的各種實施例，例如保護殼，其中該配件係用以於自一第一無線電力傳輸區域接收無線電力，並使用一第二無線電力傳輸區域將電力傳輸至該電子設備。該電子設備之配件可包括一無線電力接收器以及一無線電力傳輸器。該無線電力接收器可用於該電子設備的外殼在第一無線電力傳輸區域中時接收電力。該無線電力傳輸器可用以透過較該第一無線電力傳輸區域為小之第二無線電力傳輸區域對該電子設備供電。

位於該外殼內之該無線電力傳輸器係為一第一無線電力傳輸器。該無線電力接收器係用以自該外殼外部之一第二無線電力傳輸器接收電力，該第二無線電力傳輸器係由一射頻(RF)電源供電，以於一無線電力 傳輸區域中各處傳輸電力。該第一無線電力傳輸器係為符合QI標準之無線電力傳輸器。該電子設備係為智慧型手機、筆記型電腦裝置、平板電腦裝置、智慧型手錶裝置、照明裝置及感測器之其中任一。

該配件，更包括一外殼，該外殼係可拆卸安裝於該電子設備，該拆卸安裝方式係採用為壓合套入、摩擦配合、連接配合及黏合連接之其中任一，其中該無線電力接收器及該無線電力傳輸器係配置於該外殼之第一表面與該外殼之第二表面之間。該外殼可更包括一處理電路，該處理電路係配置為由該無線電力接收器無線接收之電力，且從交流(AC)信號轉換為直流(DC)信號，並向該無線電力傳輸器提供直流(DC)信號。

為了能夠更進一步瞭解本發明之特徵、特點和技術內容，請參閱以下有關本發明之詳細說明與附圖，惟所附圖式僅提供參考與說明用，非用以限制本發明。

10:配件

100:無線電力傳輸系統

101:無線電力傳輸區域

102:可變形狀因子傳輸器

103:電容器

104:佈線線段

105:電流

106:磁場

108:電源

108a:平衡不平衡轉換器

109a:驅動迴圈

109b:鐵氧體磁心

109c:同軸電纜

109d:調諧電容器

109e:調諧電容器

110:距離

15:外殼

20:無線電力接收器

201:平行線傳輸線

201a:正弦形圖標

201b:正弦形圖標

201c:電容器對

201d:平行線

202:導電連接

202a:端點A

202b:端點B

203:導體屏蔽

203a:屏蔽傳輸線

204:佈線迴路

204a:端點A

204b:端點B

204c:端點C

204d:端點D

205a:等效電路

205b:等效電路

206:矩形迴路

206a:變壓器

207:分佈電容串

208:同軸電纜

209:雙絞線

209a:螺線

209b:螺線

209c:螺線

209d:螺線

209e:導電橋B

209f:導電橋A

210a:分佈電容串A

210b:分佈電容串B

210c:分佈電容串C

210d:分佈電容串D

210e:分佈電容串E

211:電容器

212:電感段

213:電容器

214:電感段

215:電容器

216:電容器

217:電容器

218:電感段

219:電感段

220a:表面A

220b:表面B

220c:表面C

220d:表面D

221:圖說

222:組合電容器

223:組合電容器

224:部分

225:介電材料片

230a:導電條

230b:導電條

230c:導電條

230d:導電條

230e:導電條

230f:導電條

230g:導電條

230h:導電條

230j:導電條

230k:導電條

230m:導電條

230n:導電條

230p:導電條

231:圖說

233:開口

241:圖說

25:無線電力傳輸器

250:電力傳輸器

251:介電材料片

260:電力傳輸器

270:直流電壓供應器

271:射頻電源電路

272:第一節點

273:推挽式切換電路

274:閘極驅動電路

275:晶體振盪器

276a:第一端點

276b:第二端點

30:處理電路

30a:第一電路

30b:第二電路

300:圖說

50:電子設備

500:行動裝置

500a:接收器裝置A

500b:接收器裝置B

500c:接收器裝置C

500d:接收器裝置電路

500e:布置圖

501:位置

501a:整流電路A

501b:整流電路B

501c:整流電路C

501d:整流電路D

501e:整流電路E

502:LED

503a:外線

503b:內線

504:直流-直流轉換器

55:負載

600:桌面

圖1係本發明之一或多個實施例之具有用於電力設備之配件的範例無線電力傳輸系統之示意圖，該電子設備係包括一無線電力接收器和一無線電力傳輸器。

圖2係本發明之一或多個實施例之圖1之該範例無線電力傳輸系統之一電路圖。

圖3A、3B以及3C係本發明之一或多個實施例之具有一可變形狀因子傳輸器之一範例無線電力傳輸系統之示意圖。

圖4A、4B、4C、4D、4E、4F、4G、4H、4J、4K、4L、4M、4N以及4P係說明本發明之一或多個實施例之一範例可變形狀因子傳輸器之各種圖式。

圖5A、5B、5C、5D以及5E係本發明之一或多個實施例之一範例可變形狀因子傳輸器之範例特徵。

圖6A以及6B係本發明之一或多個實施例之範例射頻(RF)電源之示意圖。

圖7A、7B、7C、7D以及7E係本發明之一或多個實施例之範例接收器裝置之示意圖及佈局圖。

本發明係關於一種與無線電力傳輸系統一起使用的外殼。各種類型的智慧型手機和其他電子設備包括可無線供電之無線電力接收器。舉例來說，今天，QI標準是主要的無線充電標準。因此，各種智慧型手機包含符合QI標準的無線電力接收器。要為這些智慧型手機及其他類型的電子設備充電，一智慧型手機必須放置於一充電面上，因而與該充電面形成一物理連接。舉例來說，在智慧型手機中符合QI標準的無線電力接收器必須放置於距離符合QI標準之無線電力傳輸器的5公分以內。

不過大型的無線電力傳輸區域是可使用的，例如揭露於轉讓給Etherdyne Technologies,Inc的美國專利第10,250,078號。但由於在現有電子設備中的無線電力接收器的設計，電子設備無法從大型的無線電力傳輸區域接收電力，並且必須藉由將電子設備放置於一充電座上充電。更換或修改現有電子設備中之現有無線電力接收器，使其能在這些較大的無線電力傳輸區域中無線接收電力也是不可能的。

因此，此處針對電子設備之外殼或其他配件說明各種實施例，電子設備係用以從一大型無線電力傳輸區域接收無線電力，以及使用一第二無線電力傳輸區域(例如一符合QI標準之無線電力傳輸區域)傳輸電力至電子設備。在各實施例中，電子設備之外殼、轉接器或其他配件可包括一無線電力接收器和一無線電力傳輸器。無線電力接收器可用以於該外殼及/或該電子設備在第一無線電力傳輸區域時接收電力，例如，當該外殼及/或該電子設備距離一傳輸器數呎遠時。無線電力傳輸器可用以透過第二無線電力傳輸區域為電子設備供電，如將予以說明的。

現在將參考附圖詳細說明本發明之具體實施例。為求一致，各圖中的相同元件以相同的標號表示。在本發明之實施例之以下詳細說明中，為了提供對本發明更透徹的理解，提出了許多具體細節。然而，對所屬技術領域中具有通常技術者來說顯而易見的是，實施例可在沒有具體細節的情況下實現。在其他情況下，為避免使說明不必要地複雜化，眾所周知的特徵未詳細描述。

在以下說明中，在本發明的各種實施例中，針對一圖式所描述的任何組件可相當任何其他圖式所描述的一或多個類似名稱的組件。為求簡明，這些組件中之至少一部分是以各種圖例為依據而隱含識別的。再者，針對各圖式這些組件的說明將不再重覆。因此，各圖式之組件之各個及每一實施例係以引用方式併入並假定其為可選擇性地存在於具有一或多個類似名稱的組件的每個其他的圖中。此外，依據各種實施例，圖式之組件之任何說明係被解釋為一可選擇的實施例，其係以附加、結合、或取代在任何其他圖式中關於對應類似名稱組件說明之實施例來實施。在圖式 中，黑色實心共線點表示在實心共線點之前及/或之後類似於組件之附加組件可以為可選擇地存在。

在整個申請案中，序數(例如第一、第二、第三等等)可用作為一元件(即申請案中之任何名詞)之形容詞。序數的使用不是暗示或創造元件之任何特定排序，也不是將任何元件限制為僅為單一元件，除非明確揭露，例如使用詞「之前」、「之後」、「單個」或其他用詞。反而，序數的使用是為了區分元件。作為範例來說，一第一元件係與一第二元件不同，且該第一元件可包括超過一個元件，且在元件的排序係在該第二元件之後(或之前)。

現在來看圖1，其係表示根據本發明之各種實施例之一無線電力傳輸系統100之範例示意圖。無線電力傳輸系統100可包括一大面積無線電力傳輸器(圖未示)或與其結合使用，如就圖1和圖2所描述的。可理解的是，無線電力傳輸器可於無線電力傳輸區域101內提供電力，如圖3A及圖3B所示。

參考圖1，無線電力傳輸系統100可包括一配件，例如用於電子設備(圖未示)之配件10，該配件10可安裝或以其他方式結合至電子設備。雖然此處所說明之各種實施例係關於配件10作為電子設備之外殼，但在其他的實施例中，配件可包括電子設備支座、充電座、配件等。電子設備可包括，例如智慧型手機、筆記型電腦裝置、平板電腦裝置、智慧型手錶裝置、照明裝置、感測器、擴增實境(AR)裝置、虛擬實境(VR)裝置之其中任一。如此，配件10可包括用於電子設備之外殼，其包括一外殼15，該外殼係可拆卸安裝於該電子設備，該拆卸安裝方式係採用為壓合套入、摩擦配合、連 接配合、磁性連接及黏合連接之其中任一或其組合。

配件10可包括一無線電力接收器20(此處亦作一接收器裝置)、一無線電力傳輸器25、以及一處理電路30。舉例來說，外殼15可包括一第一表面(圖未示)以及一第二表面(圖未示)，其中無線電力接收器20、無線電力傳輸器25、以及處理電路30係至少部分設置於該第一表面與該第二表面之間。

無線電力接收器20可用以於配件10及/或所連接之電子設備位於無線電力傳輸區域101中時接收電力。舉例來說，配件10及/或所連接之電子設備可作為該等接收器之一，其於圖3A與圖3B中之表示為A至F。為此，無線電力接收器20係用以自無線電力傳輸器(圖未示)接收電力，特別是配件10外部的一個。舉例來說，無線電力接收器20係用以自連接至射頻電源之傳輸器接收電力，該射頻電源係於大型無線電力傳輸區域101中各處傳輸電力。

無線電力傳輸器25可經由直接或非直接的連接(例如經由處理電路30)與無線電力接收器20電性耦合。無線電力傳輸器25可用以經由與大面積類型的無線電力傳輸區域101分開之無線電力傳輸區域為電子設備供電。舉例來說，無線電力傳輸器25可為符合QI標準之無線電力傳輸器。由於許多類型的電力裝置包括符合QI標準的無線電力接收器，配件10可從較大的無線電力傳輸區域(例如無線電力傳輸區域101)接收電力，並經由配件10的無線電力傳輸器25將電力傳輸至電子設備。如此，對於電子設備來說，改變電子設備的接收器電路以於無線電力傳輸區域101接收電力是不必要的。

在一些實施例中，無線電力傳輸器25主要係直接為電子設備供電、或為電子設備之至少一電池充電，例如為可攜式電子裝置供電之電池。

該處理電路30可用以過濾任何接收自無線電力接收器20之電力信號。舉例來說，處理電路30可包括信號平滑電路，這是可理解的。再者，該處理電路30可用以，例如，若有需要，將無線電力接收器20無線接收之電力，從交流(AC)信號轉換為直流(DC)信號，並向無線電力傳輸器25提供直流(DC)信號。在一些實施例中，處理電路30可包括一第一電路30a和一第二電路30b，雖然在一些實施例中，第一電路30a和第二電路30b可整合為單晶片、電路板、或以其他方式整合至單電路中。在一範例中，第一電路30a可包括無線電力接收器20之電路，而第二電路30b可包括與無線電力傳輸器25耦合之電路。

以下將更詳細描述，無線電力接收器20可包括一接收線圈，如圖1中所示。舉例來說，接收線圈可由一導電材料所形成且形成一單一圓形、方形或矩形環，如圖1中所示。在其他範例中，接收線圈電路可包括一二極體串，其係由一外線、一內線以及多個二極體所形成，每一二極體都具有耦合至該外線的第一端、以及耦合至該內線的第二端，以使各二極體係互為並聯。該二極體串可形成環形迴路。再者，一整流電路可耦合至該二極體串之端點。且該整流電路可包括一或多個電容器，其中至少一電容器係配置為使該二極體串與振盪磁場發生諧振並增強感應的振盪電壓。該整流二極體係對感應的振盪電壓進行整流，以於該二極體串的外線和內線之間產生直流電壓差，從而為並聯的二極體供電。

在進一步的實施例中，無線電力接收器20可包括一接收線圈電路、或關於圖7A至7E於此所說明之其他接收電路。在一些實施例中，雖然顯示係與處理電路分離，但配件10的無線電力接收器20及/或無線電力傳輸器25可與處理電路配置於同一基板上、或以一積體電路(IC)方式提供。在一些實施例中，配件10包括一鐵氧磁體基板或具有相似特性之其他材料，以使自無線電力傳輸區域101之電力接收、以及電子設備之電力傳輸最佳化。

在各個實施例中，配件，例如配件10，可包括一電池(圖未示)，在電子設備包括一電池的情況下，其係和電子設備之電池分開。為此，電池可用以為電子設備充電、或以其他方式為電子設備供電，例如，經由一有線的電力連接(例如，使用USB、USB-C或類似類型的連接)。或者，無線電力接收器20所接收的電力可儲存於配件10的電池內，且儲存於電池內的電力可用以經由例如一QI傳輸器之無線電力傳輸器25傳輸至電子設備。

在進一步的實施例中，配件10可包括一或多個磁鐵(圖未示)或一磁性裝置。該一或多個磁鐵中的每一個都可以是順磁性或鐵磁性之其中任一，該磁鐵係使配件10形成一電磁聯結封裝置閉於配件10及/或一外部充電裝置中，例如一外部的QI充電裝置。舉例來說，配件10之一磁性裝置可磁性耦合至配置於一手機或平板中之一磁性裝置。在另一範例中，配件10之一磁性裝置可磁性耦合至一外部QI充電裝置或一裝置座，例如一車用手機座。

現在來看圖2，其係表示電路圖之一範例。電路圖包括用於電子設備50之配件10。電子設備50可包括一電路、一電池、及/或其他負載 55。舉例來說，電子設備50係為智慧型手機、筆記型電腦裝置、平板電腦裝置、智慧型手錶裝置、照明裝置及感測器之其中任一。電路圖可包括多個電感L₁…L_N、電容器C₁…C_N等等。

在實施例中，電子設備50為一感測器，如可理解的，該感測器可以不包括一電池，但可包括電路或其他負載55。如此，電子設備50可包括不具有一電池之可攜式或非可攜式的電子裝置，其中該無線電力傳輸器係對電子設備50的處理電路直接供電。

類似於圖1中說明於上的實施例，配件10可包括無線電力接收器20以及無線電力傳輸器25。無線電力接收器20可用以於配件10及/或電子設備50係位於無線電力傳輸區域101中時接收電力。為此，無線電力接收器20用以自無線電力傳輸器(圖未示)接收電力，尤其是配件10外部的。舉例來說，無線電力接收器20係用以自連接至射頻電源之傳輸器接收電力，其係於大型無線電力傳輸區域101中各處傳輸電力。

圖3A表示依據一或多個實施例之無線電力傳輸系統100之一示意圖。在一或多個實施例中，圖3A中所示之一或多個模組和元件可被省略、重複及/或替代。因此，本發明之實施例不應該被視為受限於圖3A所示之模組之具體配置。

如圖3A中所示，無線電力傳輸系統100可包括一可變形狀因子傳輸器102，其係自射頻電源108接收電力以跨越具有一或多個接收器裝置(例如表示為圓形圖標，標記為A、B、C、D、E及F)配置於其中之無線電力傳輸區域101。各組件係詳述於後。

在本發明之一或多個實施例中，無線電力傳輸區域101係任 何三維(3D)物理空間，其中一或多個接收器係自可變形狀因子傳輸器102接收電力。舉例來說，無線電力傳輸區域101可包括在一建築物或一車輛內之一三維空間，例如房間、走廊、汽車、公車、火車、飛機或宇宙飛船的客艙、或建築物或車輛的任何部分。在另一範例中，無線電力傳輸區域101可包括一非封閉的三維空間，例如遊戲場、道路、遊樂園、或在地上、在地面上方或遠離地面在空中(例如大氣層或星際空間)之任何類型的場域。在又一範例中，無線電力傳輸區域101可包括一地下或水下空間，例如一洞穴、靠近海洋平台或海床之一水下區域等等。在另一範例中，無線電力傳輸區域101可包括上述範例之結合。

在本發明之一或多個實施例中，可變形狀因子傳輸器102係完全配置於無線電力傳輸區域101內、與無線電力傳輸區域101重疊、或在無線電力傳輸區域101的附近。在一或多個實施例中，至少一部分的可變形狀因子傳輸器102可插入保護套中、嵌入材料片、獨立於無線電力傳輸區域101、或連接到無線電力傳輸區域101。在一或多個實施例中，至少一部分的可變形狀因子傳輸器102，相對於無線電力傳輸區域101及/或配置於其中之一或多個接收器裝置(例如表示為圓形圖標，標記為A、B、C、D、E及F)，可為靜止或移動。在本發明之一或多個實施例中，可變形狀因子傳輸器102係根據無線電力傳輸區域101所外加之一幾合拘束而調適。舉例來說，可變形狀因子傳輸器102可由柔韌的材料製成，如此可變形狀因子傳輸器102之形狀因子係由使用者改變以配合無線電力傳輸區域101之房間、走廊、客艙、遊戲場、道路、遊樂園、場地、洞穴、水下區域等之物理形狀。在上下文中，可變形狀因子傳輸器102之形狀因子係以無線電力傳輸區域101為根據。 舉例來說，可變形狀因子傳輸器102之形狀因子可包括一3D部分，例如一曲面、一螺旋曲線等等。

在本發明之一或多個實施例中，接收器裝置A至F可以是例如個人等之一或多個使用者使用的相同類型或不同類型。在一或多個實施例中，一或多個接收器裝置A至F係配置於整個無線電力傳輸區域101中的使用者指定位置，並且在無線電力傳輸期間是固定的。在一或多個實施例中，一或多個接收器裝置A至F具有的範圍，係較無線電力傳輸區域101之範圍為小。在一或多個實施例中，一或多個接收器裝置A至F具有的範圍，係與電力傳輸區域101之範圍相當或更大。舉例來說，接收器裝置A可為由使用者放置於一房間或走廊的天花板上的一照明裝置。在一或多個實施例中，一或多個接收器裝置A至F係由各使用者攜帶，在無線電力傳輸期間不時在整個無線電力傳輸區域101中移動。

根據可變形狀因子傳輸器102的近場電磁場的性質，沒有被任何接收器裝置接收到的近場電磁場電力係返回可變形狀因子傳輸器102與射頻電源108。與透過輻射電力之遠場電磁場相比，其係導致對無線電力傳輸無成效的能量損失。接收器裝置A、接收器裝置B、接收器裝置C、接收器裝置D、接收器裝置E、以及接收器裝置F之範例係參考圖7A、7B、7C、7D以及7E說明於下。

在本發明之一或多個實施例中，可變形狀因子傳輸器102包括分佈式電容串。特別是，分佈式電容串包括複數個電容佈線線段，其係串聯連接以傳導由電源108所產生之射頻(RF)電流105。RF電流105感應磁場(例如磁場106)，其係存在於整個無線電力傳輸區域101。在一或多個實施例 中，分佈式電容串係沿一路徑配置，使得整個無線電力傳輸區域101的磁場係超過以該等接收器裝置之電力需求為根據之一閾值。在此情況下，該路徑係以該無線電力傳輸區域101為根據。在一或多個實施例中，RF電流105係於一端點A 204a及一端點B 204b進入/離開電線。在一或多個實施例中，附加的中介組件(圖未示)亦可插入連續的電容佈線線段中、或插入於連續的電容佈線線段和一或多個端點(例如端點A 204a、端點B 204b)之間，而不阻礙可變形狀因子傳輸器102之操作。

在一或多個實施例中，各電容佈線線段包括一電容器(例如電容器103)，其係連接至一佈線線段(例如佈線線段104)。在一或多個實施例中，在可變形狀因子傳輸器102中之各個電容器(例如電容器103)具有相同的標稱電容值，如其中任何其他的電容器，其係於在無線電力傳輸區域101中配置可變形狀因子傳輸器102之前確定。舉例來說，在可變形狀因子傳輸器102中之電容器(例如電容器103)係可於一使用者使用可變形狀因子傳輸器102於無線電力傳輸區域101中以無線方式提供電力之前在工廠中安裝。電容器(例如電容器103)可為一合適的類型，例如陶瓷電容器、薄膜和紙質電容器、電解電容器、聚合物電容器、銀雲母電容器等等。在一或多個實施例中，一或多個電容器可包括由鋁或其他金屬氧化物層隔開之二鋁或其他金屬片、箔、或薄膜。就像在工廠製造過程中的典型情況，在可變形狀因子傳輸器102中的所有電容器(例如電容器103)的電容值可能在一個範圍(稱作一電容範圍)內變化，例如由於一製造公差。

在一或多個實施例中，各電容佈線線段包括一佈線線段，其係具有一預定線段長度和每單位長度之一預定電感。舉例來說，可變形狀 因子傳輸器102中之佈線線段(例如佈線線段104)，在使用者使用可變形狀因子傳輸器102於無線電力傳輸區域101中以無線方式提供電力之前，係可於工廠中安裝。佈線線段(例如佈線線段104)可為適合的類型，例如由銅、鋁或其他適合的金屬及/或合金材料所製成的絕緣或非絕緣線段、片、箔或薄膜。在一或多個實施例中，一或多個佈線線段(例如佈線線段104)係可彎曲的或柔韌的，使使用者可以彎曲、拉長、或以其他方式改變一或多個佈線線段的形狀。如同在工廠製造過程中的典型情況，在可變形狀因子傳輸器102中的每個和所有佈線線段(例如佈線線段104)的長度及電感值係於一範圍(稱作長度範圍和電感範圍)內變化，例如，由於製造公差。

在本發明之一或多個實施例中，藉由限制電場，在可變形狀因子傳輸器102中的電容器(例如電容器103)係減少雜散電場和佈線線段(例如佈線線段104)之合成感應電壓。因此，可變形狀因子傳輸器102中的電容器(例如電容器103)係減少儲存於佈線線段(例如佈線線段104)之雜散電容中的能量、與無線電力傳輸系統100中的總能量之比值。與雜散電容有關的感應電壓及儲存能量的減少，係降低了因環境互動造成的損失，並提高了使用者安全。

在本發明之一或多個實施例中，可變形狀因子傳輸器102係與一特徵頻率有關，其係至少依據預定電容、預定線段長度以及每單位長度之預定電感。可變形狀因子傳輸器102之特徵頻率係參考圖式4A、4B、4D、4E、5A、5B、5C、5D及5E說明於下。在本說明書中，名詞「特徵頻率」及「諧振頻率」係可依據上下文替換使用。

在一或多個實施例中，代替與電源108的直接連接，可變形 狀因子傳輸器102係經由驅動迴路109a使用電感耦合從電源108接收電力。圖3B顯示在感應耦合電力配置下之無線電力傳輸系統100之示意圖。經由驅動迴圈109a接收之電力的細節係參考圖3C說明於下。

圖3C顯示經由描述於上圖3B中之驅動迴圈109a提供電力之示意圖。在一或多個實施例中，圖3C中所示之一或多個模組或元件係可被省略、重複及/或替代。因此，本發明之實施例不應該被視為受限於圖3C中所示模組之具體配置。

如圖3C所示，驅動迴圈109a包括一或多個導線迴路(例如具有電感L1)，其係經由平衡不平衝轉換器108a耦合至電源108。平衡不平衡轉換器108a包括調諧電容器A 109d(例如具有可變電容C1)、調諧電容器B 109e(例如具有可變電容C2)、以及同軸電纜109c(例如盤繞在一鐵氧體磁心109b上並具有電感L2)。具體地，驅動迴路109a係位於距離可變形狀因子傳輸器102一距離110遠，如此電源108係經跨越該距離110之電磁耦合供電至可變形狀因子傳輸器102。在一或多個實施例中，調諧電容器B 109e與鐵氧體磁心109b的電感L2諧振，形成並聯諧振LC電路，其係於同軸電纜109c的兩端之間外加一高阻抗。再者，調諧電容器A 109d係用以調整驅動迴路109a的諧振頻率，以匹配射頻電源108之頻率。驅動迴路109a和可變形狀因子傳輸器102之間的距離110可調整，使可變形狀因子傳輸器102之表觀輸入阻抗與同軸電纜109c的阻抗和射頻電源108之輸出阻抗相匹配。

圖4A係顯示本發明之一或多個實施例中之平行線傳輸線201之示意圖。在一或多個實施例中，圖4A中所示之一或多個模組或元件係可被省略、重複及/或替代。因此，本發明之實施例不應該被視為受限於圖 4A中所示模組之具體配置。

如圖4A中所示，正弦形圖標201a和201b係代表沿二平行線201d傳播的電磁波。平行線傳輸線201係由二平行線201d所組成，各平行線都有由電容器連接的佈線線段，其中s表示各佈線綿段的長度，C表示各電容器的電容值，以及q表示沿平行線傳輸線201上的電荷位移。在二平行線201d傳導RF電流(例如圖3A中所述之電流105)之上下文中，二平行線201d的各線皆亦於本文中被稱作導線。正弦形圖標201a和201b之間的距離係與平行線傳輸線201的長度相當，而二串並聯電容器之間的間距和平行線傳輸線201的寬度相當。雖然平行線傳輸線201的長度與無線電力傳輸區域101的其他維度的長度可能為可比較的，但平行線傳輸線201的寬度可能在從小於一公分到無線電力傳輸區域101的寬度或其他維度的範圍中。在一或多個實施例中，平行線傳輸線201相當於圖3A中所述之可變形狀因子傳輸器102的一部分。換句話說，圖3A中所述之分佈電容器串的二段係配置為互相平行。一般來說，電荷q，沿平行線傳輸線201的位移是一個沿平行線傳輸線201的位置與時間的函數。針對平行線傳輸線201，對應的電荷密度(即每單位長度的電荷)，pA、以及電流I係由以下方程式1所給定。在方程式1中，x和t分別表示沿平行線傳輸線201的位置以及時間。

表1係顯示整個文件裡使用於方程式中的變數的補充定義。

電能U _j ，其係儲存於平行線傳輸線201中之一對相鄰的電容器中(例如電容器對201c)，由以下方程式2所給定。

在s遠小於q的空間變化的情況下，儲存能量U _j 除以線段長度 s可被視作是儲存於沿著平行線傳輸線201上的該等電容器C中的能量密度。讓c表示在平行線傳輸線201的二平行線之間每單位長度的雜散電容量。沿著平行線傳輸線201上每單位長度所儲存的總電能u _E 係由以下方程式3所給定。

沿著平行線傳輸線201上每單位長度所儲存的總磁能u _B 係由以下方程式4所給定。

因此，平行線傳輸線201的拉格朗日函數係由以下方程式5所給定。

平行線傳輸線201的廣義動量n、歐拉-拉格朗日運動方程式和波動方程式由以下方程式6、方程式7、方程式8所給定。

依據波動方程式方程式8，平行線傳輸線201的頻散關係係由以下方程式9a、方程式9b、以及方程式9c所給定。

ω ²=v ² k ²+ω ₀ ² 方程式9c

在方程式9a、方程式9b、以及方程式9c中，ω代表角頻，k代表波數，v代表漸近波速度，如方程式9a中所定義，ω₀代表截止角頻率，如方程式9b中所定義。尤其是，截止角頻率ω₀係與平行線傳輸線201的長度無關，而是隨其寬度呈對數變化。在一或多個實施例中，平行線傳輸線201的一或多個結合電容器的佈線線段係可拆卸的。因此，平行線傳輸線是可以重新配置的，基本上不需由使用者依據無線電力傳輸區域101的尺寸改變ω₀來改變總長度。

根據方程式9c，圖5A係顯示角頻ω對波數k的圖，以說明平行線傳輸線201的頻散關係。此外，相速度v _p 和群速度v _g 係由以下方程式10a和方程式10b所給定。

要注意的是，隨波數k漸近趨近0，相速度v _p 漸近趨近無限大，群速度v _g 漸近趨近0，角頻ω漸近趨近ω₀。

圖4B係顯示根據本發明之一或多個實施例，由射頻電源所驅動之平行線傳輸線201之示意圖。在一或多個實施例中，圖4B中所示之一或多個模組或元件係可被省略、重複及/或替代。因此，本發明之實施例不應該被視為受限於圖4B中所示模組之具體配置。

如圖4B所示，平行線傳輸線201係由經端點A 204a與端點B 204b連接之射頻電源108所驅動。此外，平行線傳輸線201係以導電連接202終止，並以特徵頻率ω₀運作。在本發明之一或多個實施例中，導電連接202 可由可變電容器或其他電子元件代替，其可用以微調平行線傳輸線201的特徵頻率。

在本發明之一或多個實施例中，圖4B中所示之平行線傳輸線201的配置係近似上面圖2A中所述之可變形狀因子傳輸器102。與圖3A類似，接收器裝置(例如表示為A、B、C、D、E、和F之圓形圖標)係配置於圖4B中所示之平行線傳輸線201的周圍。該近似尤其適合無線電力傳輸區域101具有一狹長形狀，且可變形狀因子傳輸器102之分佈式電容串係依據無線電力傳輸區域101的狹長形狀配置為一對平行線的情況。如下所述，可變形狀因子傳輸器102的特徵頻率係與參考圖4A說明於上之ω₀相符，基本上與平行線傳輸線201的長度無關，而是隨其寬度呈對數變化。

在圖4B所示之配置中，沿著平行線傳輸線201的駐波，如由射頻電源108所激發的，係具有無限大的相速度。因此，沿著平行線傳輸線201的電壓和電流皆係在平行線傳輸線201的不同位置的相位上。換句話說，不管平行線傳輸線201的物理長度如何，平行線傳輸線201的有效電長度等於零。在平行線傳輸線201中沒有能量損失的情況下，不管平行線傳輸線201的物理長度如何，平行線傳輸線201的輸入阻抗，如表現出給射頻電源108的，係等於零。換句話說，無論平行線傳輸線201的物理長度係較驅動頻率，即ω₀，的自由空間波長(例如根據無線電力傳輸區域101的傳輸介質)短得多或長得多，平行線傳輸線201係等效於諧振於ω₀的RLC電路(圖未示)。因此，由射頻電源108所驅動、並由導電連接202所終止之平行線傳輸線201係可用作為無線電力傳輸之一諧振電源，以感應放置於平行線傳輸線201附近之接收器裝置之諧振。尤其是，諧振接收器裝置係耦合至由平行線傳輸線201的駐 波所產生之電及/或磁場，並自電及/或磁場接收電力。

在一或多個實施例中，諧振接收器裝置係自平行線傳輸線201之一近電磁場接收電力。即使平行線傳輸線201的物理長度遠大於驅動頻率的自由空間波長(例如根據無線電力傳輸區域101之傳輸介質)，由射頻電源108所提供的電力基本上係保留於平行線傳輸線201中，用於傳輸至附近的諧振接收器設備而不會損失於遠場輻射。起因於輻射損耗的平行線傳輸線的品質因子，僅取決於導線間距和導線半徑，而非長度。

圖4C係顯示具有分佈電容之平行線傳輸線201之一變化，其中該等導線之一係形成環繞另一導線之一導體屏蔽203，此後稱作屏蔽傳輸線203a。舉例來說，導體屏蔽203基本上可為圓柱形的。圖4C中所示之屏蔽傳輸線203a係與上圖4B中所示之平行線傳輸線201以相同的原理運作，只是分佈電容僅放置於中心導體上。在一些配置中，中心導體可能不與外導體(即導電屏蔽203)同心。此外，中心導體和外導體(即導電屏蔽203)的截面可能不是圓形的。

在本發明之一或多個實施例中，圖4C中所示之屏蔽傳輸線203a類似說明於上圖3A中之可變形狀因子傳輸器102。類似於圖3A，接收器裝置(例如標作A、B、C、D、E與F的圓形圖標)係配置於圖4C中所示之平行線傳輸線201的周圍。該類似係特別適用於無線電力傳輸區域101符合一導電外殼中之內部空間的情況，例如在一金屬管線、一飛機或太空梭之機體內等等。如圖4C中所示，可變形狀因子傳輸器102的特徵頻率係符合參考上圖3A及3B說明之ω₀，其基本上係與長度無關，並且隨導電屏蔽203之直徑呈對數變化。圖3C中所示之屏蔽傳輸線203a之特徵頻率係由方程式11所給定。要 注意的是，由於僅有該等導線其中之一包括分佈式電容之事實，此與方程式9b不同之處在於

的係數

圖5B係顯示任意長度之平行線輸出線(例如圖4A或圖4B中所示)之品質因子Q的圖式，其係由AWG銅線組成，於6.78MHz驅動，為(在二線之間之)間隔d除以自由空間波長λ的函數。對於相對自由空間波長較大的導線間距來說，Q係因輻射損耗而被抑制的。然而，對於與自由空間波長相比為小之導線間距來說，輻射係被抑制的，且損耗係以銅線中的歐姆損耗為主。

要注意的是，由於導電屏蔽203完全封閉了內部電磁場，所以屏蔽傳輸線203a沒有輻射損耗。

相反地，參考下圖4D說明，雖然由射頻電源108所驅動的導線迴路亦可將電力傳輸至附近的諧振接收器裝置，但由於遠場輻射，因為導線迴路的尺寸係增加以接近或超過驅動頻率的自由空間波長，電力傳輸的效率係降低。圖5C係顯示了由14美國線規(AWG)的銅線所組成之一圓形迴路之品質因子Q之圖式，其係於6.78MHz被驅動，係為迴路半徑a除以自由空間波長λ之一函數。要注意的是，隨著迴路半徑相對於自由空間波長變大，Q變低，因此無線電力傳輸之效率係受到抑制。

圖4D係依據本發明之一或多個實施例之顯示佈線迴路204之示意圖，其係具有分佈式電容並由射頻電源108驅動。在一或多個實施例中，圖4D中所示之一或多個模組和元件可被省略、重複及/或替代。因此，本發明之實施例不應該被視為受限於圖4D中所示模組之具體配置。

在一或多個實施例中，佈線迴路204具有一圓形迴路半徑a以及一線半徑b(符合線規)(圖未示)，並由長度s的佈線線段所組成，其係以複數個電容器C所連接。在本發明之一或多個實施例中，圖4D中所示的佈線迴路204的配置，係類似於上圖3A中所述之可變形狀因子傳輸器102。該類似特別適用於無線電力傳輸區域101的特定形狀與可變形狀因子傳輸器102的圓形因子符合的情況下。如下所述，可變形狀因子傳輸器102的特徵頻率係符合佈線迴路204的諧振頻率ω₀，且基本上與佈線迴路204的寬度及/或長度(即形狀因數)無關。

74佈線迴路204之電感L、總電容C _tot 、以及諧振角頻率ω ₀係由以下方程式12a、方程式12b、方程式12c所給定。

在方程式12a、方程式12b、以及方程式12c中，N表示在佈線迴路204中之佈線線段或電容器C的數量，μ表示無線電力傳輸區域101中傳輸介質的磁導率。在一或多個實施例中，諧振角頻率ω₀僅微弱地依佈線迴路204的半徑a或線半徑b而定。在一個或多個實施例中，佈線迴路204之一或多個佈線線段與相聯三電容係為可拆卸的。因此，佈線迴路204係可依據無線電力傳輸區域101的尺寸被重新配置，而不需藉由使用者改變迴路半徑實質上改變諧振角頻率ω₀。

與上圖4A所示的平行線傳輸線201不同，當半徑a變成與驅動頻率，即ω₀，的自由空間波長(例如根據無線電力傳輸區域101的傳輸介質)相當或超過時，佈線迴路204變成有效的遠場輻射器。承載均勻電流的佈線的閉合迴路的輻射電阻(即，因遠場輻射產生的有效串聯電阻)R _rad係由以下方程式13a所示的佈線路徑之二重積分所給定。

在方程式13a中，根據無線電力傳輸區域101的傳輸介質，

為自由空間的阻抗，κ為自由空間波數。根據適用佈線迴路204的方程式13a，圖5D係顯示輻射電阻除以自由空間阻抗作為半徑除以波長之一函數之圖式。由圖5D可以看出，對於大或小的迴路半徑，輻射電阻具有以下方程式14所給定之漸近形式。

因輻射造成的迴路的品質因子Q等於感抗ω₀ L除以總串聯電阻R，其係包括輻射電阻R _rad。隨輻射電阻的增加，品質因子係降低，導致無線電力傳輸的效率降低。

對於圖4D中所示的圓形佈線迴路204來說，方程式12c適用於此，

，其中a是迴路半徑，b是線半徑。對圖4B中所 示之平行線傳輸線201，方程式9b適用且其可表示為

，其中d是平行線傳輸線的寬度，b是線半徑。若ln(a/b)

ln(d/b)，特徵頻率ω₀對圓形迴路和平行線配置具有相似的值。以此方式，根據使用者適合的狹長形狀因子或圓形形狀因子，可以製造在狹長形狀服務區域和圓形服務區域皆可使用的單個的可變形狀因子傳輸器102。換句話說，依據用以製造可變形狀因子傳輸器102的線徑b，使用者可以選擇迴路半徑a和平行線傳輸線寬度d，使ln(a/b)

ln(d/b)。以此方法，在工廠中所製造的單個的可變形狀因子傳輸器可配置為圖4B中所述之一平行線形狀因子或圖4D中所述之一圓形形狀因子，以提供電力到調整至特定諧振頻率ω₀之同一組接收裝置。

圖4E係顯示根據本發明之一或多個實施例之矩形迴路206之一示意圖，其係具有分佈式電容，並由射頻電源108所驅動。在本發明之一或多個實施例中，矩形迴路206的配置係類似上圖3A中所述之可變形狀因子傳輸器102。類似於圖3A，接收器裝置(例如標記為圓形圖標A、B、C、D、E和F)係配置於圖4E所示之矩形迴路206周圍。舉例來說，矩形迴路206可符合圖4B中所示之平行線傳輸線201，其係由使用者調整以適合矩形的無線電力傳輸區域。在另一範例中，矩形迴路206可符合圖4D中所示之佈線迴路204，其係由使用者調整以適合矩形的無線電力傳輸區域。如圖4E所示，矩形迴路206係由射頻電源108使用變壓器耦合模式所驅動。具體地，變壓器206a包括與一次線圈L₁並聯之電容器C₁、以及與二次線圈L₂並聯之電容器C₃。此外，圖4B中所示之導電連接202係由電容器C₂取代。為了電源108與矩形迴路206之間的阻抗匹配，以及為了調整矩形迴路206的諧振頻率，電容器C₁、C₂和C₃的電容值可於工廠中及/或由使用者調整。

圖4F係顯示使用電容耦合模式連接電源108之示意圖。具體地，電源108係經由一同軸電纜208和一雙絞線209連接至一分佈電容串207，在一調諧電容器C1的兩端。調諧電容器C1的值可於工廠中或由使用者調整，以提供與射頻電源108和同軸電纜208兩者適當的阻抗匹配。藉由將同軸電纜208的屏蔽裝附至分佈式電容器串207之一電壓節點上，同軸電纜208的屏蔽係維持接地電位。

在一或多個實施例中，分佈電容串207可符合圖4B和4C中所示之平行線傳輸線201的一部分、圖4D中所示之佈線迴路204的一部分、或圖4E中所示之矩形迴路206的一部分。由電源108所感應之相對於地210的電壓量，係表示為沿分式電容串207的位置的函數。

圖4G係顯示使用替代電容耦合模式將電源108連接至可變形狀因子傳輸器之一示意圖。如圖4G所示，諧振平衡不平衡轉換器211係用以將電源108連接至調諧電容器C1。

圖5E係電感作為一矩形迴路(例如上圖3E中所示之矩形迴路206)長寬比(以寬度/半周長表示)之函數之一圖式，其係由83呎的14AWG線製成，以6.78MHz驅動。具有圖5E中所示之長寬比之範圍之矩形迴路，係代表圖4D中所示之佈線迴路204可由使用者調整為各種形狀，以適用任何無線電力傳輸區域。該圖式係顯示當周長(即相當於佈線迴路204的周長)保持固定但長寬比改變時矩形迴路的電感。從圖式中可以看出，當長寬比在0.05和0.95之間的大範圍內變化時，電感的變化係小於20%。因此，當改造為在大範圍長寬比下之一矩形迴路時，佈線迴路204的特徵頻率係變化小於10%。這說明了具有分佈式電容的迴路的諧振頻率對調整形狀因子的變化係相對不敏 感。

回到圖3A的討論，在本發明之一或多個實施例中，無線電力傳輸系統100係以ISM頻段為基礎，提供在無線電力傳輸區域101中各處之無線電力傳輸。在可變形狀因子傳輸器102近似於圖4A、4B、或4C中所示之平行線傳輸線201的情況下，佈線線段長度s、每單位長度電感l、以及電容C的值可依據方程式9b於工廠中選擇，以維持平行線傳輸線201的諧振角頻率ω₀與射頻電源的角頻率相等，其可以在定義於國際電信聯盟(ITU)無線電規則第5條5.138款之A類頻段(即6.765MHz到6.795MHz)中。

在可變形狀因子傳輸器102近似於圖4D中所示之佈線迴路204的情況下，佈線線段長度s、以及電容C的值係可依據方程式12c於工廠中選擇，以維持佈線迴路204的諧振角頻率ω₀與射頻電源的角頻率相等，其可以在定義於國際電信聯盟(ITU)無線電規則第5條5.138款之A類頻段(即6.765MHz到6.795MHz)中。

在本發明之一或多個實施例中，控制前述的製造公差，以使最終的電容範圍、長度範圍、以及電感範圍不會造成諧振角頻率ω₀偏離A類頻段(即6.765MHz到6.795MHz)中。另外，對於上述兩種情況，因為在可變形狀因子傳輸器102的使用者調整形狀因子和平行線傳輸線201或佈線迴路204的簡化形狀因子之間的物理差異，所以有近似誤差存在。在本發明之一或多個實施例中，為補償前述製造公差和近似誤差，可變形狀因子傳輸器102的輸入阻抗及特徵頻率可於工廠中、亦可由使用者進行調整。

進一步討論上圖3A，圖4H係顯示可變形狀因子傳輸器102之一等效電路A 205a、以及一等效電路B 205b之示意圖。為了來自電源108的 最佳電力傳輸，可變形狀因子傳輸器102的輸入阻抗係與電源108的輸出阻抗(表示為電阻R _L )匹配。電阻R為一有效串聯電阻，其係代表可變形狀因子傳輸器102的所有損耗源(例如歐姆損耗、輻射損耗、介電損耗等等)。可變電容器C₁係決定可變形狀因子傳輸器102在其振頻率下的視在輸入阻抗，而可變電容器C₂係設置諧振頻率。

等效電路B 205b係符合等效電路A 205a之一簡化形式，其中C₂、C₃和L已合併為一單一電抗χ。當C₁具有方程式15所給定的值時，可變形狀因子傳輸器102的輸入阻抗等於R_L。

對於R_L<R的情況，可以使用圖4E中所示之變壓器耦合模式。對於R_L

R的情況，可以使用圖4F中所示之電容耦合模式。

圖4J係顯示一或多個實施例之可變形狀因子傳輸器102之一範例結構，其係依據下列圖說221來描述。

在一或多個實施例中，圖4J中所示之一或多個模組和元件可被省略、重複及/或替代。因此，本發明之實施例不應該被視為受限於圖4J中所示模組之具體配置。

如圖4J所示，分佈電容串A 210a及分佈電容串B 210b係為上圖3A和3B中所述之可變形狀因子傳輸器102之二範例結構。因此，在上圖4D 和4E中所分別描述之佈線迴路204和矩形迴路206，係可以以分佈電容器串A 210a、分佈電容器串B 210b或其組合為基礎。尤其，分佈電容串A 210a和分佈電容串B 210b顯示符合佈線迴路204或矩形迴路206之剖面圖之二範例結構。具體地，該剖面圖包括在佈線迴路204或矩形迴路206中之連續電容器以及佈線線段的剖面。

分佈電容串A 210a包括由貼附於一介電材料片之二相對表面(即表面A 220a、表面B 220b)之導電條230a、230b、230c、230d、230e、230f等所構成之電容器。具體來說，一片體具有三維(3D)形狀因子，其中大部分(例如大於90%)的表面積係為二相對表面所有。換句話說，片體的厚度(即此二相對表面之間的距離)遠小於此二相對表面之尺寸。在上下文中，片體的三維形狀因子可表示為二維形狀因子，其厚度係沿著垂直於二維形狀因子之一表面(例如表面A 220a、表面B 220b)之第三維度。導電條係一導電材料之片體，係貼附於介電材料片上，並具有遠小於其(例如小於10%)之面積。分佈電容器串A 210a係以剖面圖來作說明，其係顯示導電條與介電材料片之剖面。尤其是，剖面圖係沿第三維度剖切表面A 220a及表面B 220b，以顯示導電條和介電材料片之厚度。

在一或多個實施例中，導電條230a、230b、230c、230d、230e、230f等中之一或多個係使用導電油墨、糊膏、塗料、或其他導電塗層材料印刷於表面A 220a及/或表面B 220b上。在一或多個實施例中，導電條230a、230b、230c、230d、230e、230f等中之一或多個係藉由選擇性地蝕刻與介電材料片疊層壓合之一或多個導電膜而形成。舉例來說，導電膜和介電材料片係可藉由熱、壓力、黏著劑、焊接、或其他合適的方法疊層壓合在一起。

舉例來說，電容器211包括導電條230a和導電條230e的重疊部分，其係分別貼附於表面A 220a及表面B 220b上，相隔介電材料之厚度d。導電條230a和導電條230e的重疊部分係於電容器211的平行板結構中形成二電極。類似地，電容器213包括導電條230b和導電條230e的重疊部分，其係分別貼附於表面A 220a及表面B 220b上，相隔介電材料之厚度d。導電條230b和導電條230e的重疊部分係於電容器213的平行板結構中形成二電極。二相鄰導電條的重疊部分係稱作具有一距離x的重疊區域。此外，導電條230a、230b、230c、230d、230e、230f等中之每一皆係作為連接分佈電容串A 210a中之二相鄰電容器之電感段。舉例來說，導電條230e作為，或以其他方式實現電感段212，以串聯連接電容器211和電容器213。因此，電容器211與電感段212係形成分佈電容串A 210a之多個電容佈線線段之一。類似地，電容器213與電感段214係形成分佈電容串A 210a之該多個電容佈線線段之另一。在分佈電容串A 210a中，電感段所貼附之介電材料片之表面，係於表面A 220a和表面B 220b之間交替。舉例來說，電感段212和電容器213之一電極係整合為一單一導電條230e貼附於表面A 220a，而電感段214和電容器213之另一電極係整合為一單一導電條230b貼附於表面B 220b。在上下文中，分佈電容串A 210a中所示之各電容佈線線段係為第一類型的整合電容佈線線段。如本文所用，整合電容佈線線段係串聯連接之一電容器和一電感段，其中電感段和電容器之一電極係整合為一單一導電條。

進一步如圖4J所示，分佈電容串B 210b係包括由貼附於一介電材料片之二相對表面(即表面C 220c、表面D 220d)上之導電條230g、230h、230j、230k、230m、230n、230p等所構成之電容器。與分佈電容串A 210a類 似，分佈電容串B 210b係可藉由印刷、層壓、蝕刻或其組合來構成。舉例來說，電容器215包括導電條230g和導電條230m之重疊部分，其係分別貼附於表面C 220c和表面D 220d上，相隔介電材料之厚度d。導電條230g和導電條230m的重疊部分係於電容器216的平行板結構中形成二電極。電容器217包括導電條230h和導電條230m之重疊部分，其係分別貼附於表面C 220c和表面D 220d上，相隔介電材料之厚度d。導電條230h和導電條230m的重疊部分係於電容器217的平行板結構中形成二電極。電容器217和電容器216係於導電條230m處互相串聯連接以形成一組合電容器222，其本身係連接於導電條230g和導電條230h之間。類似地，組合電容器223，其包括串聯連接之二電容器，係連接於導電條230h和導電條230j之間。此外，導電條230g、230h、230j等中之每一個係作為連接分佈電容串B 210b中二相鄰的組合電容器之電感段。舉例來說，導電條230h係作為或以其他方式實現電感段218，以串聯連接組合電容器222及組合電容器223。因此，組合電容器222和電感段218係形成分佈電容串B 210b之該多個電容佈線線段之一。類似地，組合電容器223和電感段219係形成分佈電容串B 210b的該多個電容佈線線段中之另一。在分佈電容串B 210b中，電感段215、218、219等係貼附於介電材料片之一單一表面(即表面C 220c)。舉例來說，電感段218與組合電容器223之一電極係整合為一單一導電條230h，其係貼附於表面C 210c上，而電感段219與組合電容器223之另一電極係整合為一單一導電條230j，其係貼附於同一表面C 210c上。在上下文中，在分佈電容串B 210b中所示之各電容佈線線段係為第二類型的整合電容佈線線段。

如上所述，在上圖4D和4E中所分別描述之佈線迴路204和矩 形迴路206，係可以以分佈電容器串A 210a、分佈電容器串B 210b或其組合為基礎。換句話說，分佈電容串A 210a中之第一類型的整合電容佈線線段及/或分佈電容串B 210b中之第二類型的整合電容佈線線段，係可以被包括於上圖4D和4E中所分別描述之佈線迴路204及/或矩形迴路206中。雖然一特定數量的整合電容佈線線段係顯示於上面的分佈電容串A 210a和分佈電容串B 210b中，但佈線迴路204及/或矩形迴路206亦可包括任一類型之更多數目的整合電容佈線線段、或任一類型之更少數目的整合電容佈線線段，而非在分佈式電容器串A 210a和分佈式電容器串B 210b中所示。在一或多個實施例中，任一類型或二種類型的整合電容佈線線段係與其他形式的電容佈線線段(例如以分離的電容器與電感為基礎)結合，以形成佈線迴路204及/或矩形迴路206，其係分別描述於上圖4D及4E中。

圖4K係顯示一或多個實施例之可變形狀因子傳輸器102之一範例結構，其係依據上述圖說221所描述。在一或多個實施例中，圖4K中所示之一或多個模組和元件可被省略、重複及/或替代。因此，本發明之實施例不應該被視為受限於圖4K中所示模組之具體配置。

如圖4K所示，電力傳輸器250，係依據上述圖說221所描述，係顯示符合上圖4E之三維圖式之一範例結構。電力傳輸器250之矩形迴路206係依據參考上圖4J說明之分佈電容串A 210a。具體地，矩形迴路206之一部分224係對應於圖4J中所描述的分佈電容串A 210a之三維圖式。換句話說，圖4J中所描述之分佈電容串A 210a係對應該部分224之一剖面(以雙箭頭和虛線表示)。分佈電容串A 210a中的導電條和介電材料片的厚度係於三維圖式中被省略，為清楚顯示前述的二維形狀因子。

矩形迴路206之射頻特性係說明於下，其中矩形迴路206的寬度、長度和重疊區域的數目係分別表示為a、b、及n。二相鄰導電條間之重疊面積A係可使用方程式16來計算，其中導電條寬度、導電條長度、以及重疊區域距離係分別表示為w、l、以及x表示。

A=w×x 方程式16

各重疊區域的電容係可使用方程式17來計算，其中介電常數和介電材料片之厚度係分別表示為ε和d。

矩形迴路206之總電容係可以方程式18來計算。

矩形迴路206之總電感係可以方程式19以及方程式20來計算。

諧振頻率

諧振頻率與矩形迴路206的其他參數間的附加關係係包括方程式22、方程式23、以及方程式24。

表2列出根據上列方程式之矩形迴路206之射頻特性之四個範例。

在一或多個實施例中，電力傳輸器250係根據一預定無線電力傳輸區域配置。舉例來說，該預定無線電力傳輸區域可為一桌面表面，一或多個行動接收器裝置(例如手機)係放置於其上以接收無線電力傳輸。矩形迴路206可以沿著依據該桌面表面之一路徑可動或固定地配置。舉例來說，該路徑可為該桌面表面的邊緣、該桌面表面的上下、該桌面表面上方的固定裝置或天花板、該桌面表面下方的地板上或嵌於其中等等。電源108係經端點A 202a與端點B 202b連接至電容佈線線段，並可插入接近該桌面表面的牆壁上的一電源插座。介電材料片225係包含路徑的至少一部分，以實現矩形迴路206之電容器，並為矩形迴路206提供機械支撐。

在另一範例中，該預定無線電力傳輸區域可為鄰近窗戶之一 空間，其中一或多個接收器裝置(例如手機)係配置於該空間周圍以接收無線電力傳輸。矩形迴路206可以沿著依據該窗戶之一路徑可動或固定地配置。舉例來說，該路徑可為窗框的邊緣、窗玻璃表面的前後、嵌入窗玻璃或窗框等等。電源108可插入裝設該窗戶之牆壁上的電源插座、或連接至該牆壁表面後之電源插座。

在一或多個實施例中，介電材料片、導電條、及/或整合電容佈線線段中之一或多個可為堅硬的或易彎曲的、透明的、半透明的、或不透明的，係依各自的厚度及/或組成而定。儘管介電材料片、導電條及/或整合電容佈線線段的二維形狀因子在圖4K中係顯示為矩形，和所示不同的二維形狀因子(例如多邊形、圓形、卵形、橢圓形、螺旋形等形狀或其組合)，亦可藉由介電材料片、導電條及/或整合電容佈線線段顯示。儘管在圖4K中，矩形迴路206中的導電條係採用一矩形所描繪之一路徑，矩形迴路206中的導電條亦可採用不同形狀所描繪之一不同路徑，係將矩形迴路206變成一個有著不同形狀的迴路，例如一多邊形、圓形、卵形、橢圓形、螺旋形等迴路或其組合。雖然在圖4K中係顯示在矩形迴路206中之一特定數量的導電條及/或整合電容佈線線段，電力傳輸器250亦可包括比所示之更多的整合電容佈線線段、或更少數目的整合電容佈線線段。

圖4L係顯示一或多個實施例之可變形狀因子傳輸器102之一範例結構。在一或多個實施例中，圖4L中所示之一或多個模組和元件可被省略、重複及/或替代。因此，本發明之實施例不應該被視為受限於圖中4L所示模組之具體配置。

如圖4L所示，根據下列圖說231所描述。

該電力傳輸器260係顯示符合上圖4K中所描述之電力傳輸器250之頂視圖之一範例結構。尤其，頂視圖係具有沿前述垂直於電力傳輸器250之表面(例如表面A 220a、表面B 220b)之第三維度的觀看方向。電力傳輸器260包括一矩形迴路206a，其係使用介電材料片251實現並連接至電源108。矩形迴路206a和介電材料片251係上圖4K中所描述之矩形迴路206和介電材料片225之變化。舉例來說，矩形迴路206a和矩形迴路206具有不同數目的電容佈線線段。此外，介電材料片251包括一開口233，其中介電材料係自介電材料片251上切下。

在一或多個實施例中，電源108係使用至少一柔性電路實現，該至少一柔性電路係具有一薄絕緣聚合物膜、以及固定於其上之電子晶片。舉例來說，柔性電路可裝附於介電材料片251上及/或由其機械地支撐。包含電源108之電力傳輸器260之一部分之範例細節係依據下列圖說241顯示於圖4M中。

如圖4M所示，電源108包括一柔性電路108a，其係連接至裝 附於介電材料片251之一表面之數個導電條。導電條包括一螺線A 209a、一螺線B 209b、一螺線C 209c、以及一螺線D 209d。螺線A 209a之一端係標作端點A 204a，螺線B 209b之一端係標作端點B 204b，螺線C 209c之一端係標作端點C 204c，螺線D 209d之一端係標作端點D 204d。螺線A 209a與螺線B 209b之另一端係使用導電橋A 209f互相連接，以實現電源108中所包含隔離變壓器的次級導電繞組。螺線C 209c與螺線D 209d之另一端係使用導電橋B 209e互相連接，以實現該隔離變壓器的初級導電繞組。導電橋A 209f和導電橋B 209e係可使用絕緣導線或其他電連接方法來實現。初級導電繞組和次級導電繞組係互相纏結，以提供該隔離變壓器之電感耦合效應。此外，電源108中所包含之某些電容器(標作C1和C2)可連接至端點A 204a、端點B 204b、端點C 204c、以及端點D 204d。電容器C1和C2可為焊接至端點的分離式電容、或使用貼附於介電材料片251之二相對表面上之其他的導電條而實現的電容器。舉例來說，隔離變壓器和電容器C1與C2可為一阻抗匹配電路的一部分或與其相關，以使電源108之一預定輸出阻抗與圖4L中所描述之矩形迴路206a中之分佈電容串基本上匹配。

圖4N係顯示一或多個實施例之依據上圖4K中所描述之電力傳輸器250之無線電力傳輸區域之應用範例。在一或多個實施例中，圖4N中所示之一或多個模組和元件可被省略、重複及/或替代。因此，本發明之實施例不應該被視為受限於圖4N中所示模組之具體配置。

如圖4N所示，無線電力傳輸區域包括桌面600，其中電力傳輸器250之矩形迴路206係沿著桌面600的邊緣。介電材料片225係放在桌面600的上方，此處為求清楚而將厚度省略。電源108的電源線和插頭亦被省 略。接收器裝置A 500a與接收器裝置B 500b係自電力傳輸器250接收無線電力傳輸，以點亮裝於玻璃底部的裝飾發光二極體(LED)串。接收器裝置A 500a與接收器裝置B 500b的範例係參考下圖7A、7B、7D與7E說明。此外，接收器裝置C 500c為一市售產品，其係自電力傳輸器250接收無線電力傳輸，以為例如一手機、平板電腦、筆記型電腦等之行動裝置500之電池充電。表3係顯示電力傳輸器250之四種範例負載情況之輸入電力與輸入電流。

類似於在圖4J中所描述之分佈電容串A 210a和分佈電容串B 210b，圖4P係顯示一或多個實施例之可變形狀因子傳輸器之其他結構。尤其是，二導電膜的重疊部分相當於電容，而任一導電膜的非重疊部分相當於電感。在一或多個實施例中，圖4P中所示之一或多個模組和元件可被省略、重複及/或替代。因此，本發明之實施例不應該被視為受限於圖4P中所示模組之具體配置。

如圖4P所示，分佈電容串C 210c、分佈電容串D 210d、以及 分佈電容串E 210e係上圖3A與3B中所說明之可變形狀因子傳輸器102之三個附加的範例結構。依據下列圖說300。

介電質是將導電膜的二層分隔的一層。機械支撐並非由介電質提供，而是由單獨且各別的絕緣機械基板提供，其係顯示於導電膜層和介電質層下方。介電質可包括增長於導電膜其中一層之表面上之一氧化層，其可為金屬導體。介電層可覆蓋下導電層的整個上表面，如分佈電容串C 210c中所示，或可僅覆蓋重疊區域，如分佈電容串D 210d中所示。

或者，如分佈電容串E 210e中所示，介電質可由絕緣材料之一薄膜所構成，上導電膜和下導電膜皆黏附於其上。但是，介電材料可能太薄而無法提供足夠的機械支撐，在此情況下，所有的三層可疊置於一附加絕緣層上，其係提供介電質和上下導電膜之機械支撐。

圖6A係顯示本發明之一或多個實施例之一範例射頻電源之示意圖。尤其是，圖6A中所示之範例射頻電源108可根據ISM頻帶作為上圖3A、3C、4B、4C、4D、4K、4L及4M中所描述之電源108進行操作。具體地，圖5A中所示之範例射頻電源108係包括端點A 204a和端點B 204b，其係相當於上圖3A、3C、4B、4C、4D、4K、4L及4M中所描述之電源108之二端點。 示意圖包括各種RLC電路組件之電容器、電感器與電阻器、以及各種整合電路組件之工廠零件料號。尤其是，標示為L1和L2的電感器係相當於上圖4M中所示之初級導電繞組和次級導電繞組。標示為C1和C2的電容器係相當於上圖4M中所示之同名電容器。在一或多個實施例中，圖6A中所示之一或多個模組和元件可被省略、重複及/或替代。因此，本發明之實施例不應該被視為受限於圖6A中所示模組之具體配置。

圖6B係顯示本發明之一或多個實施例之連接至一等效電路之一範例射頻電源之一示意圖。尤其是，圖6B中所示之範例射頻電源108可根據ISM頻帶作為上圖3A、3C、4B、4C、4D、4K及4L中所描述之電源108進行操作。具體地，圖6B中所示之範例射頻電源108係包括端點A 204a和端點B 204b，其係相當於上圖3A、3C、4B、4C、4D、4K及4L中所描述之電源108之二端點。示意圖包括各種RLC電路組件之電容器、電感器與電阻器、以及各種整合電路組件之工廠零件料號。尤其是，等效電路206b代表上圖4K及4L中所示之矩形迴路206、或矩形迴路206a。在一或多個實施例中，圖6B中所示之一或多個模組和元件可被省略、重複及/或替代。因此，本發明之實施例不應該被視為受限於圖6B中所示模組之具體配置。

現在將說明在圖6B中所示之射頻電源之工作原理。等效電路206b係為一諧振磁環天線。此諧振磁環天線206b包括導線之一環，其係於一預定區域的周圍附近承載振盪射頻電流。諧振磁環天線206b代表一無線電力傳輸器。振盪電流產生一磁場，其係充滿諧振磁環天線206b的內部和附近。放置於諧振磁環天線206b的內部或附近的無線電力接收器可以從環形天線206b產生的振盪磁場無線地接收電力。

諧振磁環206b之集總元件組件L1、C2及R1係為等效電路，其係分別代表諧振磁環天線206b之串聯電感、電容和電阻。這些總元件組件可能不符合諧振磁環天線206b中的實際組件。舉例來說，若諧振磁環天線206b實體大，其可能有必要用複數個連結有電容器之導線線段來建構該環，以防止因高電壓引起之局部電荷累積。在這種情況下，電容器C2代表該環中所有電容器的總串聯電容。同樣，電感器L1代表構成諧振磁環天線206b之導線之該環之總串聯電感。

電阻R1，代表諧振磁環天線的總串聯電阻。此電阻具有二組成部分，一個是所需的，另一個是不合需要的。R1之不合需要的部分來自構成該環之導線之電阻和其他的射頻耗損機制。一些電阻和耗損是不可避免的。因為有一振盪射頻電流經過該環，導線的等效串聯電阻加上所有其他的損耗源將導致熱耗與等效串聯電阻成正比。由於此熱係做無效功，因此導線的等效串聯電阻加上所有耗損源應該盡可能低。

R1的所需部分來自諧振磁環天線對置於其內部或附近之無線電力接收器之電感耦合。該環和接收器之間的互感係使電力得以自該環傳輸至接收器。

這種電力傳輸可表示為磁環中之等效串聯電阻，其中消耗於等效串聯電阻的電力代表此傳輸電力。因為消耗於此等效電阻之電力係做有用功，此電阻不需要被最小化。但是，由於此等效串聯電阻是由負載之互感造成，因此隨著負載的數目改變，此等效串聯電阻可能變化會很大。

根據一代表實施例，射頻電源108包括一直流電壓供應器270和射頻電源電路271。射頻電源電路271包括一第一節點272，其係電性耦合 至直流電壓供應器270與推挽式切換電路273。推挽式切換電路273包括一閘極驅動電路274以及一晶體振盪器275。諧振磁環天線206b的第一端點204a和第二端點204b係分別與射頻電源電路271之第一端點276a和第二端點276b電性耦合。第一端點276a和第二端點276b亦分別相當於推挽式切換電路273之第一輸出端和第二輸出端。

當諧振磁環天線206b的端點204a和204b係分別連接至射頻電源108之端點276a和276b時，諧振磁環天線206b係經由電容器C1完成。包含C1、C2、L1及R1的電路係為一諧振LC電路，其係調諧到與晶體振盪器(XTL Osc.)275在相同頻率共振。

當諧振磁環天線206b諧振時，一正弦射頻電流係於包括組件C1、C2、L1及R1之一閉迴路流動。該正弦射頻電流造成一正弦射頻電壓出現於電容器C1上。

根據此代表實施例，包括一推挽式切換電路273之一切換電路之二電晶體Q1及Q2，可為例如金屬氧化物半導體場效應電晶體(MOSFET)，係由閘極驅動電路274在切換模式下以50%的工作週期驅動。一閘極驅動器通道係被反轉，因此二金屬氧化物半導體場效應電晶體(MOSFET)被係驅動為180度異相。在射頻週期前半，電晶體Q1係關斷，電晶體Q2係導通，其係導致端點204b係經由Q2接地且於射頻週期前半期間維持接地電位。端點204a的電壓係在射頻週期前半開端從零開始，於此時間間隔內係沿正的半正弦曲線前進。在射頻週期前半結束時，端點204a的電壓回到零。

此時，二電晶體Q1和Q2切換。電晶體Q1係導通而電晶體Q2 係關斷，它們係於射頻周期後半期間保持這些狀態。端點204a係經過電晶體Q1接地，並於射頻週期後半期間保持接地電位。端點204b的電壓係於射頻週期後半開端從零開始，於此時間間隔內係沿正的半正弦曲線前進。在射頻週期後半結束時，端點204b的電壓回到零。

端點204a和204b係經由作為射頻扼流圈之電感器L2及L3連接至正的直流供應器。因此，各端點的平均電壓必須等於直流供應器電壓。各端點的平均電壓等於整個射頻週期中其電壓之時間積分除以射頻週期的期間。藉由報行此積分，可顯示各半正弦波形之峰值電壓必須等於直流供應器電壓(例如12伏特)乘以π。

因為半正弦波的峰值係等於電容器C1上射頻電壓之振幅，此條件限制電容器C1具有恒定的振幅的正弦電壓波形，其中振幅等於π乘以直流供應器電壓。應注意的事，術語「振幅」，作為用於整個圖6B和申請專利範圍中的說明之術語，係指週期波形的峰值振幅。亦應注意的是，雖然討論於此的波形是正弦波，但可能因為例如噪音、反射、組件缺陷等之各種因素而非完美的正弦波。因此，術語「正弦波」，如此處所使用之術語，係欲說明大致上正弦波之週期波形，其具有大致上恒定的週期和大致上恒定的峰值振幅值。術語「恒定」，如此處所使用，欲表示大致上恒定，峰值振幅值可能有微小變化。

假設流經金屬氧化物半導體場效電晶體(MOSFET)Q1和Q2漏極之電流遠小於流經C2、L1及R1的電流，則流經C1之射頻電流可近似等於流經C2、L1及R1之射頻電流。電容器C1上的射頻電壓係等於流經C1的射頻電流乘以C1在射頻振盪頻率下之容抗。因此，藉由保持電容器C1上一恒 定射頻電壓振幅，射頻電源108使恒定振幅之一射頻電流於由等效電路206b所表示之諧振磁環天線附近流動。

藉由在諧振磁環天線206b保持恒定射頻電流，射頻電源108確保此電流所產生之振盪磁場具有一恒定振幅。要注意的是，確保產生具有恒定振幅的磁場的條件基本上係與等效電阻R1的值無關。這表示耦合至諧振磁環天線的負載數目不會影響該環所產生之磁場之振幅。

此特性是理想的，無線裝置可以接收的最大電力係依周圍的振盪磁場而定。若對系統增加新負載會導致磁場強度降低，則新負載的增加會導致所有已存在於系統中的其他負載接收的電力減少。各負載獨立、且不影響其他負載所接收之電力是理想的。不管負載條件如何，電路108係藉由保持具有一恒定振幅之磁場來達成此功效。

與諧振磁環天線206b結合之射頻電源108，與先前已知的射頻放大器的不同點在於，事實上不管無線電力接收器放置於該天線上的負載條件如何，其係提供諧振磁環天線206b具有等幅之一射頻電流。先前已知的射頻放大器係設計為提供恒定的平均射頻電力至一固定負載，而非等幅之射頻電流至一可變負載。藉由在諧振磁環天線206b中保持等幅之射頻電流，圖6B中所示之電路係保持等幅之一磁場，其係使各無線電力接收器得以接收恒定的平均電力，而不受系統中其他接收器的數目或位置影響。

圖7A表示依據本發明之一或多個實施例之一範例接收器裝置A 500a之示意圖。在一或多個實施例中，圖7A中所示之一或多個模組和元件可被省略、重複及/或替代。因此，本發明之實施例不應該被視為受限於圖7A中所示模組之具體配置。

如圖7A所示，該接收器裝置A 500a包括數個發光二極體(LEDs)(例如LED 502)，其係並聯形成一LED串。LED串的兩端係連接至一整流電路A 501a以形成一迴路。舉例來說，該迴路可作為在上面圖3A中所述之無線電力傳輸區域101內所用之行動LED照明裝置使用之圓形迴路。在本發明之一或多個個實施例中，整流電路A 501a包括電容器C1、C2和C3、以及整流二極體D1和D2。當接收器裝置A 500a在振盪磁場中，LED串之迴路之變化磁通量係於LED串之二端點之間感應一電壓差。感應電壓差係隨時間振盪。調整電容器C3使LED串與振盪磁場產生共振，以增加感應的振盪電壓。整流二極體D1及D2對感應的振盪電壓進行整流，以於LED串之外線503a與內線503b之間產生一直流電壓差，進而輸送電力至並聯LED(例如LED 502)。電容器C1和C2作為射頻旁路電容器，以保持LED串之外503a與內線503b對射頻電流短路。接收器裝置A 500a之配置係由整流二極體D1或D2串聯LED上之結合的正向電壓降來限制迴路電壓，其係提高使用者之安全。

類似於圖7A，圖7B係顯示一範例接收器裝置B 500b，其係接收器裝置A 500a之較大版本，其具有複數個整流電路(即整流電路B 501b、整流電路C 501c、整流電路D 501d、整流電路E 501e)。接收器裝置B 500b之操作係與接收器裝置A 500a大致上相同。接收器裝置B 500b中之線段數目可選擇以提供與負載，即並聯LED，之最佳阻抗匹配。

除了圖7A與7B，圖7C係示其他範例接收器裝置之一示意圖。

圖6C係顯示本發明之一或多個實施例之一範例接收器裝置電路500c之示意圖。在一或多個實施例中，為了上圖3A中所說明之無線電力傳輸區域101內之行動或固定應用，接收器裝置電路500c係被用於具有不 同形狀、尺寸、形狀因子等之各種類型的接收器裝置中。在一或多個實施例中，接收器裝置電路500c之至少一電感器L係放置於無線電力傳輸區域內以接收無線電力傳輸。圖7C中所示之其餘組件係配置以將所接收之無線電力轉換為可由一負載所消耗之合適規格，該負載係以電阻RL表示。

如圖7C所示，電感器L係和電容器C1、C2及C3一起調諧，以於參考上圖3A至圖4G中所說明之可變形狀因子傳輸器102和射頻電源108之特徵頻率下諧振。選擇電容器C1的值以於諧振接收器以及直流-直流轉換器504的輸入之間提供一阻抗匹配。直流-直流轉換器504係將整流電壓轉換成一恒定電壓以驅動負載RL。直流-直流轉換器504係使接收器裝置電路500c得以提供一恒定電壓至負載RL，即使在將接收器裝置電路500c移動經過無線電力傳輸區域內不同磁場強度的區域的情況下。要注意的是，負載RL不需要是線性裝置，即具有線性電壓對電流關係之一裝置。負載RL的範例包括，但不限於，LED、微控制器、馬達、感測器、致動器等等。

圖7D係顯示本發明之一或多個實施例之一附加範例接收器裝置電路500d之示意圖。電感器L係和電容器C1及C2一起調諧，以於參考上圖3A至圖4G中所說明之可變形狀因子傳輸器102和射頻電源108之特徵頻率下諧振。選擇電容器C1的值以於諧振接收器以及LED負載之間提供一阻抗匹配。橋式整流器係將電容器C1上的射頻電壓轉換為直流電壓，其係驅動LED。舉例來說，LED可符合連接至玻璃底部之裝飾性發光二極體(LED)串，其係說明於上圖4N中。

圖7E係顯示上圖7D中所說明之範例接收器裝置電路500d之一布置圖500e。電感器L係由一印刷電路板(PCB)表面上之多匝扁平螺線形式 之一導電走線所構成。電容器C1及C2係於位置501處設置與螺線串聯。一第二層走線係用於印刷電路板上，以使連接得以跳過電感器L之多匝。另外要注意的是，C1和C2可設置於任何點與電感器L之多匝串聯。在圖7E中，舉例來說，電容器C2係設置於電感器L中心的斷點處。此設置有助於保持電感器L匝上之電壓分佈之對稱。

在本發明之一或多個實施例中，接收器裝置A 500a、接收器裝置B 500b、接收器裝置電路C 500c、或接收器裝置電路D 500d可自任何電磁傳輸器無線地接收電力，例如一偶極傳輸器(即磁偶極傳輸器)、具有分佈電容之環形天線、具有分佈電容之平行線傳輸線、具有分佈電容之屏蔽傳輸線等等。在本發明之一或多個實施例中，接收器裝置A 500a、接收器裝置B 500b、接收器裝置電路C 500c、及/或接收器裝置電路D 500d係設置於無線電力傳輸區域101內作為接收器裝置(A)、接收器裝置(B)、接收器裝置(C)、接收器裝置(D)、接收器裝置(E)、或接收器裝置(F)，以自可變形狀因子傳輸器102無線地接收電力。

雖然本發明係以有限數量的實施例來說明，受益於本發明之本領域技術人員，將理解其他實施例係可不脫離此處所述之本發明範圍而設計出。因此，本發明之範圍應謹由所附之申請專利範圍限制。

由以上詳細說明，可使熟知本項技藝者明瞭本發明的確可達成前述目的，實已符合專利法之規定，爰提出發明專利申請。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍；故，凡依本發明申請專利範圍及發明說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆應仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

10:配件

100:無線電力傳輸系統

101:無線電力傳輸區域

15:外殼

20:無線電力接收器

25:無線電力傳輸器

30:處理電路

30a:第一電路

30b:第二電路

Claims (15)

1. 一種用於電子設備之配件，該配件係包括：

   一無線電力接收器，該無線電力接收器係被配置於一第一無線電力傳輸區域中時接收電力；以及

   一無線電力傳輸器，該無線電力傳輸器係與該無線電力接收器電性耦合，該無線電力傳輸器係用以經由一第二無線電力傳輸區域為該電子設備供電，該第二無線電力傳輸區域係較該第一無線電力傳輸區域為小。
2. 如申請專利範圍第1項所述之用於電子設備之配件，其中該配件係一外殼：

   位於該外殼內的無線電力傳輸器係為一第一無線電力傳輸器；以及

   該無線電力接收器係用以自該外殼外部的一第二無線電力傳輸器接收電力，該第二無線電力傳輸器係由一射頻(RF)電源供電，以於一無線電力傳輸區域中各處傳輸電力。
3. 如申請專利範圍第2項所述之用於電子設備之配件，其中該第一無線電力傳輸器係為符合QI標準之無線電力傳輸器。
4. 如申請專利範圍第1項所述之用於電子設備之配件，其中該配件係一保護殼，該電子設備係為一可攜式電子裝置，該可攜式電子裝置係包括為該可攜式電子裝置所供電的至少一電池。
5. 如申請專利範圍第1項所述之用於電子設備之配件，其中該電子設備係為一可攜式電子裝置，該可攜式電子裝置係不包括一電池，而該無線電力傳輸器直接供電至該可攜式電子裝置之處理電路。
6. 如申請專利範圍第1項所述之用於電子設備之配件，更包括獨立於該電 子設備的一電池，該無線電力傳輸器更用以經由該電池對該電子設備供電。
7. 如申請專利範圍第1項所述之用於電子設備之配件，其中該電子設備係為智慧型手機、筆記型電腦裝置、平板電腦裝置、智慧型手錶裝置、照明裝置及感測器之其中任一。
8. 如申請專利範圍第1項所述之用於電子設備之配件，更包括一外殼，該外殼係可拆卸安裝於該電子設備，該拆卸安裝方式係採用為壓合套入、摩擦配合、連接配合、磁性連接及黏合連接之其中任一，其中該無線電力接收器及該無線電力傳輸器係配置於該外殼之第一表面與該外殼之第二表面之間。
9. 如申請專利範圍第1項所述之用於電子設備之配件，更包括一處理電路，該處理電路係配置為由該無線電力接收器無線接收之電力，且從交流(AC)信號轉換為直流(DC)信號，並向該無線電力傳輸器提供直流(DC)信號。
10. 如申請專利範圍第1項所述之用於電子設備之配件，其中該無線電力接收器包括：

    一接收線圈電路，該接收線圈電路包括：

    一二極體串，該二極體串係由一外線、一內線、以及多個二極體所形成，每一二極體都具有耦合至該外線之第一端、以及耦合至該內線之第二端，以使各二極體互為並聯，以形成環形迴路；以及

    一整流電路，該整流電路係耦合至該二極體串之端點，且該整流電路包括：

    多個電容器，其中至少一電容器係配置為使該二極體串與振盪磁場發生諧振並增強感應的振盪電壓；以及

    多個整流二極體，該整流二極體係對感應的振盪電壓進行整流，以於該二極體串的外線和內線之間產生直流電壓差，從而為並聯的二極體供電。
11. 如申請專利範圍第1項所述之用於電子設備之配件，其中該配件係一外殼，更包括配置於該外殼中的至少一磁鐵，用以將該外殼連接到該電子設備或是一外部充電設備。
12. 如申請專利範圍第11項所述之用於電子設備之配件，其中該至少一磁鐵係為順磁性或鐵磁性之其中任一。
13. 一種方法，係包括：

    用於電子設備之配件，該配件包括：

    一無線電力接收器，該無線電力接收器係被配置於一第一無線電力傳輸區域中時接收電力；

    一無線電力傳輸器，該無線電力傳輸器係與該無線電力接收器電性耦合，該無線電力傳輸器係用以經由一第二無線電力傳輸區域為該電子設備供電；

    將該配件放置於該第一無線電力傳輸區域中，如此該無線電力接收器係於該配件處接收電力；以及

    由該無線電力傳輸器產生該第二無線電力傳輸區域，如此該第二無線電力傳輸區域係為該電子設備供電，該第二無線電力傳輸區域係較該第一無線電力傳輸區域為小。
14. 一種方法，係包括：

    用於電子設備的外殼，該外殼係包括一無線電力接收器以及一無線電力傳輸器；

    當該電子電子設備的外殼是在一第一無線電力傳輸區域中時，該無線電力接收器係接收電力；以及

    使用電性耦合於該無線電力接收器的無線電力傳輸器，並透過一第二無線電力傳輸區域對該電子設備進行供電。
15. 如申請專利範圍第14項所述之方法，其中：

    位於該外殼內的無線電力傳輸器係為一第一無線電力傳輸器；以及

    透過該無線電發接收器接收電力係包括從該外殼外部的一第二無線電力傳輸器接收電力，該第二無線電力傳輸器係由一射頻(RF)電源供電以從一無線電力傳輸區域發射電力；

    該第一無線電力傳輸器係為符合QI標準之無線電力傳輸器；

    該電子設備係為一可攜式電子裝置，該可攜式電子裝置係包括為該可攜式電子裝置所供電的至少一電池；

    該第一電力傳輸區域相對於該第二無線電力傳輸區域係一較大的區域；以及

    該電子設備係為智慧型手機、筆記型電腦裝置、平板電腦裝置、智慧型手錶裝置、照明裝置及感測器之其中任一。

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