TWI574482B - 用於行動裝置應用之無線能源轉換系統 - Google Patents

用於行動裝置應用之無線能源轉換系統 Download PDF

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TWI574482B
TWI574482B TW104112375A TW104112375A TWI574482B TW I574482 B TWI574482 B TW I574482B TW 104112375 A TW104112375 A TW 104112375A TW 104112375 A TW104112375 A TW 104112375A TW I574482 B TWI574482 B TW I574482B
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沃爾坎 益芙
亞歷山大Ｐ 麥考利
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外崔色堤股份公司
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Description

用於行動裝置應用之無線能源轉換系統 【相關案】
本申請案主張2014年4月16日申請的美國臨時申請案第61/980,420號、2014年4月21日申請的美國臨時申請案第61/981,983號、2014年7月14日申請的美國臨時申請案第62/024,419號、2014年10月2日申請的美國臨時申請案第62/059,035號、2014年11月11日申請的美國臨時申請案第62/078,379號及2014年11月14日申請的美國臨時申請案第62/079,817號之權益，該等臨時申請案之內容全部以引用方式併入本文。
本發明係關於一種用於行動裝置應用之無線能源轉換。
可使用各種已知技術來無線地轉換能源或功率，以用於例如進行工作之目的，諸如，用於為電子裝置供電或充電。例如，無線功率轉換系統(例如，高諧振無線功率轉換系統)可包括高品質因數諧振器，該等高品質因數諧振器可經驅動以產生振盪電磁場且可與振盪磁場相互作用，以在電子電路中產生電流及/或電壓。亦即，可使用振 盪磁場無線地轉換能源。例如，源諧振器(例如，耦接至諸如AC幹線、電池、太陽能板等的電力供應)與遠端諧振器(例如，與電子行動裝置、外殼、套筒、盒、蓋子、充電器等整合)之間的無線能源交換可交換無線能源，如以上所述者，可用來為相關聯電子行動裝置供電或充電。
當諧振器經調諧至大體上相同頻率時且當系統中之損耗最小時，可最佳化源諧振器與遠端(裝置)諧振器之間的無線能源交換。作為一非限制性實例，諸如智慧型電話或其他行動電子裝置的遠端裝置，可使用無線地供應的功率或能源直接供電，或該等裝置可耦接至能源儲存單元，諸如，電池、超級電容器(super-capacitor)、超電容器(ultra-capacitor)等(或其它他種類之功率汲極)，其中該能源儲存單元可經無線地充電或再充電，且/或其中無線功率轉換機構可為對裝置之主電源的補充。然而，雖然已知諧振器設計可在處於一距離處時經最佳化，但是此等諧振器可在例如更接近方面並非最佳的。例如，作為一非限制性實例，源諧振器可在每一諧振器移動至彼此更接近時解諧裝置諧振器。另外，可用於無線能源轉換的已知電流感測技術可例如由於一些類型之無線能源轉換中使用的高電流及高頻率而具有過大損耗及功率耗散，可具有在無線能源轉換中使用的頻率限制，可易受磁干擾影響，可為昂貴的，且可增加整體裝置之大小。
在一示例性實行方案中，無線能源轉換系統 可包括但不限於第一層之導電材料，該第一層之導電材料可定位成接近第二層。第二層之磁性材料可定位成接近第一層之導電材料及第三層。第三層可定位成接近第二層及第四層，其中該第三層可包括第一諧振器線圈，其中該第一諧振器線圈可經配置以在第二諧振器線圈接近該第一諧振器線圈時將無線能源轉換至第二諧振器線圈。第四層可定位成接近第三層，其中該第四層可包括複數個導電材料。
可包括以下示例性特徵中的一或多個。複數個導電材料之塊之大小、形狀及幾何位置中的至少一者可在第一諧振器線圈接近第二諧振器線圈時減少第二諧振器線圈中之電感移位。該形狀可為矩形。該形狀可為方形。複數個導電材料之塊中的至少一第一部分可為第一形狀，且其中複數個導電材料之塊中的至少一第二部分可為第二形狀。複數個導電材料之塊中的至少一部分可佈置相對於第一諧振器線圈以棋盤式圖案佈置。第一諧振器線圈可包括銅跡線(trace)。例如，跡線之至少一部分可包括銅。磁性材料可包括肥粒鐵(ferrite)。例如，磁性材料之至少一部分可包括肥粒鐵。第四層之複數個導電材料之塊可包括銅。第一層之導電材料可包括銅。第一層可耦接至行動電池單元之表面。磁性材料可具有小於1mm之厚度。磁性材料可具有小於0.5mm之厚度。第一諧振器線圈可經配置以將至少5W之能源轉換至第二諧振器線圈。第一諧振器線圈可經配置以將至少10W之能源轉換至第二諧振器線圈。
在另一示例性實行方案中，無線能源轉換系統可包括但不限於第一層之導電材料，該第一層之導電材料可定位成接近第二層。第二層之磁性材料可定位成接近第一層之導電材料及第三層。第三層可定位成接近第二層及第四層，其中該第三層可包括複數個導電材料之塊。第四層可定位接近第三層，其中該第四層可包括第一諧振器線圈，其中該第一諧振器線圈可經配置以在第二諧振器線圈接近第一諧振器線圈時將無線能源轉換至第二諧振器線圈。
可以包括以下示例性特徵中的一或多個。複數個導電材料之塊之大小、形狀及幾何位置中的至少一者可在第一諧振器線圈接近第二諧振器線圈時減少第二諧振器線圈中之電感移位。該形狀可為矩形。該形狀可為方形。複數個導電材料之塊中的至少一第一部分可為第一形狀，且其中複數個導電材料之塊中的至少一第二部分可為第二形狀。複數個導電材料之塊中的至少一部分可相對於第一諧振器線圈以棋盤式圖案佈置。第一諧振器線圈可包括銅跡線。磁性材料可包括肥粒鐵。第三層之複數個導電材料之塊可包括銅。第一層之導電材料可包括銅。第一層可耦接至行動電池單元之表面。磁性材料可具有小於1mm之厚度。磁性材料可具有小於0.5mm之厚度。第一諧振器線圈可經配置以將至少5W之能源轉換至第二諧振器線圈。第一諧振器線圈可經配置以將至少10W之能源轉換至第二諧振器線圈。
在另一示例性實行方案中，用於無線能源轉換系統之諧振器可包括但不限於第一諧振器線圈，其中該第一諧振器線圈可經配置以在第一諧振器線圈接近第二諧振器線圈時將無線能源轉換至第二諧振器線圈。第一繞組(first winding)之跡線可包括在第一諧振器線圈中，其中該第一繞組之跡線可包括導電材料。第二繞組(second winding)之跡線可以包括在第一諧振器線圈中，其中該第二繞組之跡線可包括導電材料。第一繞組之跡線之一部分可在交叉點處橫越第二繞組之跡線之一部分。
可包括以下示例性特徵中的一或多個。用於第一繞組之跡線之部分可在交叉點處橫越用於第二繞組之跡線之部分，而在用於第一繞組之跡線之部分與用於第二繞組之跡線之部分之間無實體接觸。可將第一諧振器線圈印刷在印刷電路板上，其中用於第一繞組之跡線之部分可在該交叉點處於印刷電路板之第一側上停止，且可在印刷電路板之第二側上延續，其中在印刷電路板之第二側上的用於第二繞組之跡線之部分可在第二側上停止且可在交叉點之後於第一側上延續。用於第一繞組之跡線之部分可在到達交叉點之前，於印刷電路板之第一層上的用於第二繞組之跡線之部分的第一側上停止，且可在到達交叉點之後，於印刷電路板之第二層上的用於第二繞組之跡線之部分的第二側上延續。用於第一繞組之跡線之一第二部分可在對稱交叉點處橫越用於第二繞組之跡線之一第二部分。交叉點可存在於第一諧振器線圈之中間部分中。交叉點可 存在於第一諧振器線圈之末端部分中。第一繞組及第二繞組中至少一者之跡線可包括銅線圈。第一層之導電材料可經包括且定位成接近第二層。第二層之磁性材料可經包括且定位成接近第一層之導電材料及第三層。第三層可經包括且定位成接近第二層及第四層，其中第三層可包括第一諧振器線圈。第四層可經包括且定位成接近第三層，其中該第四層可包括複數個導電材料之塊。
在另一示例性實行方案中，無線能源轉換系統可包括但不限於第一層之導電材料，該第一層之導電材料可定位成接近第二層。第二層之磁性材料可經包括且定位成接近第一層之導電材料及第三層。第三層可定位成接近第二層及第四層，其中該第三層可包括第一諧振器線圈，其中該第一諧振器線圈可經配置以在第一諧振器線圈接近第二諧振器線圈時將無線能源轉換至第二諧振器線圈。第一繞組之跡線可包括在第一諧振器線圈中，其中該第一繞組之跡線可包括導電材料。第二繞組之跡線可包括在第一諧振器線圈中，其中該第二繞組之跡線可包括導電材料。用於第一繞組之跡線之一部分可在交叉點處橫越用於第二繞組之跡線之一部分。第四層可包括複數個導電材料之塊。
可包括以下示例性特徵中的一或多個。用於第一繞組之跡線之部分可在交叉點處橫越用於第二繞組之跡線之部分，而在用於第一繞組之跡線之部分與用於第二繞組之跡線之部分之間無實體接觸。可將第一諧振器線圈 印刷在印刷電路板上，其中用於第一繞組之跡線之部分可在交叉點處於印刷電路板之第一側上停止，且可在印刷電路板之第二側上延續，其中在該印刷電路板之第二側上的用於第二繞組之跡線之部分可在第二側上停止且可在交叉點之後於第一側上延續。用於第一繞組之跡線之部分可在到達交叉點之前，於印刷電路板之第一層上的用於第二繞組之跡線之部分的第一側上停止，且可在到達交叉點之後，於印刷電路板之第二層上的用於第二繞組之跡線之部分的第二側上延續。用於第一繞組之跡線之一第二部分可在對稱交叉點處橫越用於第二繞組之跡線之一第二部分。交叉點可存在於第一諧振器線圈之中間部分中。交叉點可存在於第一諧振器線圈之末端部分中。第一繞組及第二繞組中至少一者之跡線可包括銅線圈。複數個導電材料之塊之大小、形狀及幾何位置中至少一者可在第一諧振器線圈接近第二諧振器線圈時減少第二諧振器線圈中之電感移位。
在另一示例性實行方案中，用於無線能源轉換之電流感測系統可包括但不限於印刷電路板，其中該印刷電路板可包括至少一第一層、一第二層及一第三層。可包括導電材料之環路，其中導電材料之環路可在第二層上包括直徑D3。可包括導電材料之線圈，其中導電材料之線圈可具有至少2匝，其中導電材料之線圈可以外徑D1及內徑D2佔據第一層及第三層，經由第一層、第二層及第三層中每一者連接。導電材料之環路可耦接至導電材料之 線圈。
可包括以下示例性特徵中的一或多個。可以藉由使導體佈線穿過導電材料之線圈之內徑D2來量測導體之電流值。導體可為諧振器線圈之部分。並聯諧振電路可經包括且可移除諧波含量。可包括具有電壓輸出的差分放大器。峰值偵測器電路可經包括，且可包括運算放大器以追蹤電壓輸出之峰值且決定導體之所量測電流值。可以包括接近第二層及第三層的第四層，其中該第四層可包括導電材料之額外環路，該額外環路耦接至導電材料之環路及導電材料之線圈中至少一者，其中導電材料之額外環形環路可在第四層上具有直徑D3。導電材料之線圈可包括銅跡線。導電材料之線圈可經配置為具有筆直回線及平衡繞組中至少一者。頻率在85kHz至20MHz之範圍內的電流可經配置以被量測。導電材料之線圈可具有至少15匝。
在另一示例性實行方案中，藉由電流感測系統執行的方法可包括但不限於以交流電流驅動導體。可使用電流感測系統來量測交流電流之振幅值及相位值。
在伴隨圖式及以下描述中闡述一或多個示例性實行方案之細節。其他可能的示例性特徵及/或可能的示例性優點將自描述、圖式及申請專利範圍變得顯而易見。一些實行方案可不具有該等可能的示例性特徵及/或可能的示例性優點，且此類可能的示例性特徵及/或可能的示例性優點可未必為一些實行方案所需要的。
D1‧‧‧外徑
D2‧‧‧內徑
D3‧‧‧直徑
D4‧‧‧直徑
Z1‧‧‧高度
Z2‧‧‧高度
100‧‧‧無線能源轉換系統
102‧‧‧裝置
104‧‧‧源
106‧‧‧微控制器
108‧‧‧功率放大器
110‧‧‧源諧振器
112‧‧‧裝置諧振器
112a‧‧‧裝置諧振器線圈
112b‧‧‧源諧振器線圈
112c‧‧‧裝置諧振器線圈
114‧‧‧嵌入式控制器
402‧‧‧源
404‧‧‧裝置
406‧‧‧源諧振器線圈
408‧‧‧磁性材料
410‧‧‧中心孔
602‧‧‧源諧振器線圈
604‧‧‧裝置諧振器線圈
606‧‧‧源諧振器線圈
608‧‧‧水平條
610‧‧‧垂直條
902‧‧‧源諧振器線圈
904‧‧‧磁性材料
906‧‧‧磁性材料
1102‧‧‧裝置
1104‧‧‧源
1106‧‧‧行動電子裝置
1110‧‧‧裝置諧振器線圈
1112‧‧‧行動電池單元
1114‧‧‧導電材料
1116‧‧‧磁性材料
1118‧‧‧導電材料之塊
1120‧‧‧源諧振器線圈
1202‧‧‧源諧振器線圈
1204‧‧‧軸
1206‧‧‧源諧振器線圈
1208‧‧‧軸
1302‧‧‧源諧振器線圈
1402‧‧‧層
1404‧‧‧層
1406‧‧‧軸
1408‧‧‧軸
1410‧‧‧源諧振器
1412‧‧‧源諧振器
1414‧‧‧裝置諧振器
1416‧‧‧裝置諧振器
1418‧‧‧前側
1420‧‧‧後側
1502‧‧‧源諧振器線圈
1602‧‧‧源諧振器線圈
1604‧‧‧繞組
1606‧‧‧繞組
1608a‧‧‧交叉點
1608b‧‧‧交叉點
1608c‧‧‧交叉點
1608d‧‧‧交叉點
1608e‧‧‧交叉點
1608f‧‧‧交叉點
1608g‧‧‧交叉點
1608h‧‧‧交叉點
1610‧‧‧點
1612‧‧‧點
1702‧‧‧源諧振器線圈
1704‧‧‧繞組
1706‧‧‧繞組
1708‧‧‧點
1710‧‧‧點
1712a‧‧‧交叉點
1712b‧‧‧交叉點
1712c‧‧‧交叉點
1802‧‧‧源諧振器線圈
1804‧‧‧繞組
1806‧‧‧繞組
1808‧‧‧點
1810‧‧‧點
1812a‧‧‧交叉點
1812b‧‧‧交叉點
1812c‧‧‧交叉點
2002‧‧‧諧振器線圈
2004‧‧‧繞組
2006‧‧‧繞組
2008‧‧‧點
2010‧‧‧點
2102‧‧‧電流感測器線圈
2104‧‧‧孔
2106‧‧‧內部線圈
2108‧‧‧內部線圈
2110‧‧‧線圈繞組
2112‧‧‧線圈繞組
2202‧‧‧高度
2204‧‧‧頂層
2206‧‧‧內層
2208‧‧‧內層
2210‧‧‧底層
2212‧‧‧區域
2302‧‧‧波形
2304‧‧‧波形
2402‧‧‧電流感測器
2404‧‧‧差分放大器
2406‧‧‧電路
2502‧‧‧端子
2504‧‧‧端子
2600‧‧‧經驗結果
圖1為根據本揭示內容之一或多個示例性實行方案之無線能源轉換系統的示例性圖解視圖；圖2A為根據本揭示內容之一或多個示例性實行方案之裝置諧振器線圈的示例性圖解視圖，且圖2B為根據本揭示內容之一或多個示例性實行方案之源諧振器線圈的示例性圖解視圖；圖3為根據本揭示內容之一或多個示例性實行方案之裝置諧振器的示例性圖解視圖；圖4為根據本揭示內容之一或多個示例性實行方案之無線能量源的示例性圖解視圖；圖5為根據本揭示內容之一或多個示例性實行方案之無線能源轉換系統的示例性圖解視圖；圖6為根據本揭示內容之一或多個示例性實行方案之無線能量源的示例性圖解視圖；圖7為根據本揭示內容之一或多個示例性實行方案之無線能源轉換系統的示例性圖解視圖；圖8為根據本揭示內容之一或多個示例性實行方案之無線能源轉換系統的示例性圖解視圖；圖9為根據本揭示內容之一或多個示例性實行方案之無線能量源的示例性圖解視圖；圖10為根據本揭示內容之一或多個示例性實行方案之無線能量源的示例性圖解視圖；圖11A至圖11B為根據本揭示內容之一或多個示例性實行方案之無線能源轉換系統的示例性圖解視 圖；圖12A至圖12H為根據本揭示內容之一或多個示例性實行方案之無線能量源之層的示例性圖解視圖；圖13為根據本揭示內容之一或多個示例性實行方案之源諧振器線圈的示例性圖解視圖；圖14A為根據本揭示內容之一或多個示例性實行方案之一或多個源諧振器線圈的示例性圖解視圖，圖14B至圖14C為根據本揭示內容之一或多個示例性實行方案之無線能源轉換系統的示例性圖解視圖，且圖14D為根據本揭示內容之一或多個示例性實行方案之源諧振器線圈之層的示例性圖解視圖；圖15為根據本揭示內容之一或多個示例性實行方案之源諧振器線圈的示例性圖解視圖；圖16為根據本揭示內容之一或多個示例性實行方案之源諧振器線圈的示例性圖解視圖；圖17為根據本揭示內容之一或多個示例性實行方案之源諧振器線圈的示例性圖解視圖；圖18為根據本揭示內容之一或多個示例性實行方案之源諧振器線圈的示例性圖解視圖；圖19A至圖19B為根據本揭示內容之一或多個示例性實行方案之源諧振器線圈的示例性圖解視圖；圖20為根據本揭示內容之一或多個示例性實行方案之源諧振器線圈的示例性圖解視圖；圖21為根據本揭示內容之一或多個示例性 實行方案之用於無線能源轉換系統之電流感測器的示例性圖解視圖；圖22為根據本揭示內容之一或多個示例性實行方案之用於無線能源轉換系統之電流感測器的示例性圖解視圖；圖23為根據本揭示內容之一或多個示例性實行方案的用於無線能源轉換系統之示例性電流感測器之輸出量測的示例性圖表；圖24為根據本揭示內容之一或多個示例性實行方案之用於無線能量源之電流感測器的示例性示意性圖解視圖；圖25為根據本揭示內容之一或多個示例性實行方案之用於無線能量源之電流感測器的示例性示意性圖解視圖；以及圖26為根據本揭示內容之一或多個示例性實行方案的用於無線能源轉換系統之示例性電流感測器之輸出量測的示例性圖表。
在各種圖式中之相同參考符號指示相同元件。
無線功率轉換系統之各種態樣例如在共同擁有的美國專利申請公開案第2010/0141042 A1號、美國專利申請公開案第2014/0049118 A1號、美國專利申請公開案第2012/0119569 A1號及美國專利申請公開案 2013/0069753 A1中予以公開，該等專利申請公開案之全部內容以引用方式併入本文。
如以上所述，可使用各種已知技術來無線地轉換能源或功率，以用於例如進行工作之目的，諸如，用於為電子裝置供電或充電。例如，無線功率轉換系統(例如，高諧振無線功率轉換系統)可包括高品質因數諧振器，該等高品質因數諧振器可經驅動以產生振盪電磁場且可與振盪磁場相互作用以在電子電路中產生電流及/或電壓。亦即，可使用振盪磁場無線地轉換能源。例如，源諧振器(例如，耦接至諸如AC幹線、電池、太陽能板等的電力供應)與遠端(裝置)諧振器(例如，與行動裝置、外殼、套筒、盒、蓋子、充電器等整合)之間的無線能源交換可交換無線能源，此舉如以上所述可用來為相關聯行動裝置供電或充電。諸如電磁諧振器的諧振器可包括電感元件(例如，諸如銅的導電材料之環路)、分佈電感或帶有電感L的電感之組合，以及電容元件、分佈電容或帶有電容C的電容之組合。具有初始能源，諸如，儲存在電容器中的電場能源，系統可隨電容器放電而振盪，從而將能源轉換為儲存在感應器中的磁場能源，該感應器亦可將能源轉換回儲存在電容器(源104)中的電場能源。術語「環路」或「線圈」可通常用來一般地指示傳導結構(例如，電線、管、條帶/跡線等)，該傳導結構可以任何數目之匝包圍或圍繞任何形狀及尺寸之表面。用於無線能源轉換之諧振器之更深入描述及實例可見於以上所述共同擁有的專利申請案中之一或多者中。
參考至少圖1，顯示出無線能源轉換系統100之一示例性表示。在一些實行方案中，無線能源轉換系統100可用於行動裝置應用，且可包括例如一或多個源(例如，源104)及一或多個裝置(例如，裝置102)。在一些實行方案中，耦接至源的電力供應可為直流電流(DC)(例如，電池或其他DC電源)或交流電流(AC)(例如，壁式源或其他AC電源)。在一些實行方案中，微控制器(例如，微控制器106)可在操作頻率下驅動功率放大器(例如，功率放大器108)。在一些實行方案中，微控制器106可用來驅動功率放大器108，以作為帶內通訊之手段。源諧振器(例如，源諧振器110)之諧振頻率可與操作頻率相同。在一些實行方案中，操作頻率可包括所謂的「高頻率」，該等「高頻率」可等於或大於85KHz、大於200KHz或大於1MHz。在一些實行方案中，操作頻率可包括諸如6.78MHz或13.56MHz的高頻率。將瞭解，可在不脫離本揭示內容之範圍的情況下使用各種其他頻率，包括相較於以上所述的較小頻率。在一些實行方案中，功率放大器108可為例如D類或E類放大器。然而，將瞭解，可在不脫離本揭示內容之範圍的情況下使用其他類之放大器。源104可具有與裝置102的帶外無線通訊之手段，諸如，藍芽或WiFi。
在一些實行方案中，無線能源裝置(例如，裝置102)可包括裝置諧振器(例如，裝置諧振器112)，該裝置諧振器經設計以捕獲由無線能量源(例如，經由源諧振器110的源104)產生的振盪磁場。裝置102亦可具有與源104 的帶外無線通訊之手段。裝置102可包括控制器(例如，嵌入式控制器114)以管理功率。裝置102之輸出可為負載，諸如，電池、家用電器、行動電子裝置等。將瞭解，可在不脫離本揭示內容之範圍的情況下包括裝置102及源104之各種其他態樣，諸如，阻抗匹配網路等。用於無線能源轉換之源、裝置及該等源、裝置之相關聯相互作用/使用之更深入描述及實例可見於以上所述共同擁有的專利申請案中之一或多者中。因而，本揭示內容之任何特定實行方案(例如，組態、組件、電子裝置)之實例及描述應僅視為實例且不以其他方式限制本揭示內容之範圍。
在一些實行方案中，一或多個裝置諧振器及其相關聯電子設備可整合至行動裝置之外殼中。例如，如以下將更詳細地論述，諧振器及電子設備可經設計，使得該諧振器及電子設備之輪廓足夠薄，例如以裝配至行動電話外殼之後部。作為另一實例，諧振器及電子設備可經設計，使得該諧振器及電子設備之輪廓足夠薄，例如以整合至用於行動裝置的套筒或附件以及用以擱置行動裝置的充電墊中。套筒或附件可以經由行動裝置之埠裝配至行動裝置上。由裝置諧振器及電子設備捕獲的能源可用來直接為行動裝置之電池充電(例如，藉由有線連接或經由行動裝置之充電埠)。在一些實行方案中，用於行動裝置的套筒或附件可包括由例如銅、磁性材料、鋁等製成的一或多個屏蔽。在一些實行方案中，屏蔽可用來減少套筒之環境中的磁場損耗，減少行動裝置中的磁場損耗且/或用作磁場的導引。 在一些實行方案中，套筒可經設計，使得該套筒不阻擋行動裝置之埠、揚聲器、燈、照相機等。用於無線能源轉換之屏蔽之更深入描述及實例可見於以上所述共同擁有的專利申請案中之一或多者中。
在一些實行方案中，且參考至少圖2A，顯示出示例性裝置諧振器線圈112a。如以上所述，諧振器線圈可整合於例如行動電子裝置，用於行動電子裝置之套筒或盒中，該行動電子裝置諸如行動電話、智慧型電話、平板電腦等。在一些實行方案中，裝置諧振器線圈112a可針對行動電子裝置加以最佳化，以有效地接收例如至少3W之功率、至少5W之功率或更大功率，且功率轉換之效率可例如大於30%、大於50%、大於70%或更大。圖2B顯示出可整合至墊、表面、桌上等中的源諧振器線圈112b之示例性實行方案。
在一些實行方案中，且參考至少圖3，顯示出另一示例性裝置諧振器線圈112c。如以上所述，諧振器線圈可整合至諸如藍芽耳機、感測器、隨身裝置等的行動電子裝置中。在一些實行方案中，裝置諧振器線圈112c可針對電子裝置加以最佳化，以有效地接收例如至少0.5W之功率、至少1W之功率或更大功率，且功率轉換之效率可例如大於10%、大於20%、大於30%或更大。用於無線能源轉換之功率轉換最佳化之更深入描述及實例可見於以上所述共同擁有的專利申請案中之一或多者中。
如以上所述，當諧振器經調諧至大體上相同 頻率時且當系統中之損耗最小時，可最佳化源諧振器與裝置諧振器之間的無線能源交換。作為一非限制性實例，諸如智慧型電話的裝置可使用無線地供應的功率或能源直接供電，或該等裝置可耦接至能源儲存單元，諸如，電池、超級電容器、超電容器等(或其他種類之功率汲極)，其中該能源儲存單元可經無線地充電或再充電，且/或其中無線功率轉換機構可為對裝置之主電源的補充。
然而，雖然已知諧振器設計可在源處於距裝置的一距離處時經最佳化，但是此等諧振器可在更接近方面並非最佳的。例如，源諧振器可在每一諧振器移動至彼此更接近時解諧裝置諧振器。更具體而言，對於具有磁性材料之無線能量源，裝置諧振器之電感可在裝置靠近源時移位，此狀況可降低效率。雖然磁性材料可用來減少歸因於環境或源諧振器所耦接至的電子設備中之有損耗材料的磁場之損耗，但是裝置諧振器中之電感移位可仍導致大於預期或小於預期的輸出電壓。例如，在大於預期的輸出電壓的示例性情境下，裝置諧振器可承受對其電子設備及/或對負載(諸如，智慧型電話)之損害。在小於預期的輸出電壓的示例性情境下，裝置諧振器可能不能捕獲用於有效操作的足夠功率。
具有多個磁性材料之塊的無線能源轉換系統：
在一些實行方案中，用於無線地轉換能源的源可包括複數個層。例如，層中之一者可包括導電材料(例如，銅)，該導電材料可耦接至電源。另一層可包括磁性材 料，且又一層可包括諧振器，該諧振器經配置以在每一諧振器處於彼此足夠接近時與另一諧振器交換無線能源。將瞭解，亦可包括其他層。如以上所述，雖然磁性材料可用來減少歸因於例如環境或源諧振器所耦接至的電子設備中之有損耗材料的磁場之損耗，但是裝置諧振器中之電感移位可仍導致大於預期或小於預期的輸出電壓。例如，裝置諧振器之電感可回應於鄰近磁性材料而增加(例如，諸如當裝置靠近源以便無線地充電時)。在一些實行方案中，為應對此增加，可移除或佈置源中所使用的磁性材料之部分。例如，如以上所論述且亦參考至少圖4至圖5，具有示例性源(例如，源402)之磁性材料408中之中心孔410的源諧振器線圈406可使裝置諧振器之電感返回至近似該裝置諧振器之原始值。換言之，裝置電感之「原始值」可廣泛地描述為裝置諧振器在自由空間中之自電感。在一些實行方案中，且參考至少圖5，當示例性裝置(例如，裝置404)相對於源402偏移時，電感可仍移位，此狀況可由例如裝置404直接在磁性材料408上方引起。例如，僅出於示例性目的而假設對於相對於源諧振器線圈406之中心的20mm乘40mm位置平移，電感可仍變化例如約17%。作為另一實例，對於相對於源諧振器線圈406之中心的10mm乘20mm位置平移，該電感可仍變化例如約5.6%。
在一些實行方案中，源中之複數個磁性材料之塊之大小、形狀、幾何位置或上述各者之組合可在接近裝置諧振器時減少裝置諧振器中之電感移位。例如，且參 考至少圖6至圖7，為避免使電感移位，可將磁性材料佈置在接近源諧振器線圈602的複數個水平條608中。例如，對於裝置諧振器線圈604相對於源諧振器線圈602之中心的示例性20mm乘40mm位置平移，電感可變化約15%。對於相對於源諧振器線圈602之中心的示例性10mm乘20mm位置平移，電感可變化約4.3%。
作為另一實例，且參考至少圖8，在一些實行方案中，為避免使電感移位，可以相對於源諧振器線圈606將磁性材料成形且佈置在垂直條610中。例如，對於裝置諧振器線圈604相對於源諧振器線圈606之中心的20mm乘40mm位置平移，電感可變化約17%。對於相對於源諧振器線圈606之中心的示例性10mm乘20mm位置平移，電感可變化約7.2%。
作為另一實例，且參考至少圖9至圖10，在一些實行方案中，為避免使電感移位，可相對於源諧振器線圈902以棋盤圖案佈置磁性材料。例如，磁性材料之棋盤圖案可較較粗略，諸如在示例性圖9中所示，或更精細，諸如在示例性圖10中所示。在圖9中所示的具有磁性材料904之粗略組態的實例中，對於相對於源諧振器線圈902之中心的示例性20mm乘40mm位置平移，電感可變化約11%。對於相對於源諧振器線圈902之中心的示例性10mm乘20mm位置平移，電感可變化約2.2%。在圖10中所示的具有磁性材料906之精細組態的實例中，對於相對於源諧振器線圈902之中心的示例性20mm乘40mm的位置平 移，電感可變化約12%。對於相對於源諧振器線圈902之中心的示例性10mm乘20mm位置平移，電感可變化約1.4%。
因而，藉由將磁性材料之不同形狀、大小及幾何圖案用於源，可以減少裝置諧振器之電感移位之量。將瞭解，可在不脫離本揭示內容之範圍的情況下使用磁性材料之不同形狀、大小、幾何圖案及上述各者之組合。例如，該複數個磁性材料之塊之至少一第一部分可為第一形狀(例如，方形)，且該複數個磁性材料之塊之至少一第二部分可為第二形狀(例如，矩形)。作為另一實例，該複數個磁性材料之塊之至少一第一部分可為第一大小(例如，10mm乘20mm)，且該複數個磁性材料之塊之至少一第二部分可為第二大小(例如，20mm乘40mm)。作為又一實例，該複數個磁性材料之塊之至少一第一部分可為第一圖案(例如，棋盤式圖案)，且該複數個磁性材料之塊之至少一第二部分可為第二圖案(例如，水平條)。因而，磁性材料之特定大小、形狀及幾何圖案之描述應僅視為實例且不以其他方式限制本揭示內容之範圍疇。如以下將更詳細地論述，可使用導電材料之形狀、大小、幾何圖案及上述各者之組合之類似變化，並且可使用導電材料及磁性材料之形狀、大小、幾何圖案及上述各者之組合之混合變化。
具有多個導電材料之塊的無線能源轉換系統：
如以上所述，雖然磁性材料可用來減少歸因於環境或源諧振器可耦接至的電子設備中之有損耗材料的 磁場之損耗，但是裝置諧振器中之電感移位可仍然導致大於預期或小於預期的輸出電壓。在一些實行方案中，為避免使裝置諧振器之電感移位，可藉由導電材料覆蓋磁性材料之部分及/或源之源諧振器線圈。
如以上所論述，且亦參考至少圖11A，顯示出示例性源1104及裝置1102(未按比例)。在該實例中，裝置1102可包括裝置諧振器線圈1110及負載(例如，表示為行動電子裝置1106之部分)。在一些實行方案中，無線能源轉換系統可包括第一層之導電材料(例如，導電材料1114)，其中導電材料1114可經配置以覆蓋電力供應(行動電池單元1112)之表面中之一些或全部。在一些實行方案中，第一層之導電材料1114可為銅。然而，將瞭解，亦可在不脫離本揭示內容之範圍的情況下使用導電材料之其他實例，諸如，鋁。在一些實行方案中，電力供應可為電池。然而，將瞭解，可在不脫離本揭示內容之範圍的情況下使用其他示例性電力供應。
在一些實行方案中，可將第二層之磁性材料(例如，磁性材料1116)定位成接近第一層之導電材料及第三層(例如，在該第一層之導電材料與該第三層之間)。在一些實行方案中，磁性材料1116可包括肥粒鐵。將瞭解，可在不脫離本揭示內容之範圍的情況下使用其他磁性材料。如以上所論述，磁性材料1116可用來屏蔽裝置諧振器線圈1110免於行動電子裝置1106。在一些實行方案中，磁性材料1116可具有小於1mm之厚度。在一些實行方案 中，磁性材料1116可具有小於0.5mm之厚度。然而，將瞭解，磁性材料1116可具有各種其他厚度，此取決於源1104之所要的特性。在一些實行方案中，磁性材料之厚度可取決於轉換之預期功率位準。磁性材料可在暴露於在較高功率位準下的較高磁場時飽和。因此，較厚磁性材料可具有較高飽和點。例如，對於近似10W之功率的源轉換，0.3mm之磁性材料可為充分的。在一些實行方案中，磁性材料之厚度可另外在例如自0.3mm至0.7mm、1mm+等之範圍內。
在一些實行方案中，第三層可定位成接近第二層及第四層(例如，在該第二層與該第四層之間)，其中第三層可包括複數個導電材料之塊(例如，導電材料之塊1118)。如以下將更詳細地論述，在一些實行方案中，置放在源諧振器線圈1120與磁性材料1116之間的導電材料之塊1118可具有各種形狀、大小和圖案化位置(類似於磁性材料之塊之以上論述，以及至少在圖6至圖10中所示)。
在一些實行方案中，第四層可定位成接近第三層，其中第四層可包括第一諧振器線圈(例如，源諧振器線圈1120)，且其中源諧振器線圈1120可經配置以在源諧振器線圈1120接近裝置諧振器線圈1110(例如，在充電區域內)時與第二諧振器線圈(例如，裝置諧振器線圈1110)轉換無線能源。例如，如以上所述，源諧振器(例如，該源諧振器可耦接至諸如AC幹線、電池、太陽能板等的電力供應)與裝置諧振器(例如，與行動裝置、外殼、套筒、盒、 蓋子、充電器等整合)之間的無線能源轉換亦如以上所述可用來為相關聯(行動)電子裝置供電或充電。
在一些實行方案中，源諧振器線圈1120可包括銅跡線。例如，可使用已知技術將源諧振器線圈1120設計在印刷電路板(PCB)內。將瞭解，在適當時，PCB可涵蓋許多變化，諸如，印刷佈線板(PWB)、印刷電路總成(PCA)、印刷電路板總成(PCBA)等或上述各者之組合。因而，在適當情況下，可將貫穿全文使用的術語「印刷電路板」或「PCB」解釋為包括以上所述變化中之一或多者。在一些實行方案中，第一層、第二層、第三層及第四層中至少一者可以在PCB之不同平面上。例如，在該實例中，假定使用至少一雙層(平面)PCB。在該實例中，PCB可在該PCB之第二層(例如，第二平面)上含有源諧振器線圈1120，且複數個導電材料之塊1118可在PCB之一或多個不同層(例如，第一平面)上。在一些實行方案中，可在不脫離本揭示內容之範圍的情況下使用平面位置之各種組合。例如，複數個導電材料之塊1118之一部分可位於PCB平面中之一者上，且複數個導電材料之塊1118之一第二部分可位於PCB平面中之另一者上。在一些實行方案中，該等平面中之兩者可為相同平面。在一些實行方案中，層中之至少一些不需要為PCB之部分。例如，在一些實行方案中，導電材料1114可為耦接至PCB之頂部(或底部)的單獨材料之塊。在一些實行方案中，導電材料中之僅兩個層可在PCB內，其中剩餘層可在PCB之外。因而，在PCB內 的任何數目之層的描述應僅視為實例且不限制本揭示內容之範圍。
在一些實行方案中，可增加源諧振器線圈1120之跡線以提高該源諧振器線圈之品質因數。例如，可存在用來產生跡線的更大數目的環路、更大量的導電材料等。用於無線能源轉換之諧振器品質因數(亦即，Q因數)之更深入描述及實例可見於以上所述共同擁有的專利申請案中之一或多者中。作為回應，可減少源諧振器線圈1120下方的導電材料之塊以補償裝置諧振器線圈1110可「看見」或受影響的導電材料之增加量。
將瞭解，可以不同順序配置以上所述源層之順序。例如，參考至少圖11B，源1104可具有由導電材料1114組成的第一層、由磁性材料1116組成的第二層、由一或多個源諧振器線圈1120組成的第三層及由複數個導電材料之塊1118組成的第四層。換言之，在一些實行方案中，由複數個導電材料之塊1118組成的第四層可為面向裝置1102的外層。因而，「層」之所描述之順序應僅視為實例且不以其他方式限制本揭示內容之範圍。類似地，術語「第一層」、「第二層」等之使用不需要表示層之特定順序。
在一些實行方案中，第一層可經配置以耦接至行動電池單元1112之表面。例如，如以上所述，以上示例性組態可令人滿意地執行，以在足夠小以便在不必改變行動電池單元自身之佔據面積的情況下整合為行動電池單元之部分的大小下交換無線能源。在一些實行方案中，至 行動電池單元1112的「連接」可為實體機械連接，與直接電氣連接相反(或反之亦然)。在該實例中，諧振器可包括例如肥粒鐵及金屬屏蔽以防止與行動電池單元1112的磁場相互作用。
在一些實行方案中，如以下將更詳細地論述，源1104可包括複數個源諧振器。例如，在一些實行方案中，二或更多個源諧振器可在該等諧振器之個別水平軸對準(或未對準)的情況下並排地，並且在該等諧振器之個別垂直軸對準(或未對準)的情況下於不同平面中彼此垂直地(例如，在上方/在下方)加以使用，以提高裝置諧振器線圈1110與源諧振器中至少一者之間的耦合。在一些實行方案中，二或更多個源諧振器可串聯及/或並聯連接。因而，單個諧振器(例如，源)之描述應僅視為實例，且可解釋為多於一個源諧振器。
在一些實行方案中，且參考至少圖12A，源諧振器線圈1202可為繞軸(軸1204)對稱的。在一些實行方案中，源諧振器線圈1202可具有一或多個環路(例如，三或更多個環路，如圖12A所示)或四或更多個環路(如圖12C中所示)。將瞭解，根據源諧振器線圈1202之所要的特性，可使用任何數目之環路。例如，源諧振器線圈1202可針對將功率轉換至距源諧振器線圈1202之表面的距離為近似3mm(在Z方向上或自頁面向外)的無線裝置諧振器加以最佳化。在一些實行方案中，源諧振器線圈1202可針對裝置諧振器線圈之大小且/或針對至裝置諧振器線圈的不同距離 加以最佳化。例如，距離可為3mm、5mm、10mm或更大。
在一些實行方案中，如以上所論述且亦參考至少圖12A至圖12H，置放在源諧振器線圈1120與磁性材料1116之間的導電材料之塊1118可具有各種形狀、大小及圖案化(或非圖案化)位置(類似於至少在圖6至圖10中的磁性材料之塊之以上論述)。在一些實行方案中，複數個導電材料之塊1118之大小、形狀及幾何位置中至少一者可在源諧振器線圈1120接近裝置諧振器線圈1110時減少裝置諧振器線圈1110中之電感移位。例如，導電材料之塊1118可在可存在對磁性材料之較大暴露的源諧振器線圈1120之中心處在大小方面更大，且經置放成彼此更接近，如由裝置諧振器線圈1110來看。例如，圖12B顯示出具有複數個導電材料之塊1118的示例性實行方案，該複數個導電材料之塊置放在源諧振器線圈1202下方(例如，使圖12A之軸1204與圖12B之軸1204對準)，以減少裝置諧振器線圈1110電感之變化。在該實例中，顯示出導電材料之塊1118之各種形狀、大小及幾何圖案。例如，形狀可為矩形。作為另一實例，形狀可為方形。作為又一實例，複數個導電材料之塊1118中至少一第一部分可為第一形狀，且其中複數個導電材料之塊1118中至少一第二部分可為第二形狀。作為另一實例，複數個導電材料之塊1118中至少一部分可為相對於第一諧振器線圈之中心水平的。作為又一實例，複數個導電材料之塊1118中至少一部分可為相對 於第一諧振器線圈之中心垂直的。作為另一實例，可相對於第一諧振器線圈以棋盤式圖案佈置複數個導電材料之塊1118之至少一部分。如可自圖12B看出的，導電材料之塊1118可朝向源諧振器線圈1202之中心更密集且/或具有更大的大小。如以上所述，在一些實行方案中，多個導電材料之塊1118可為銅(或其他導電材料)。
作為另一實例，且參考至少圖12C至圖12D，源諧振器線圈1206可具有四匝導電跡線，且針對將功率轉換至距源諧振器線圈1206之表面的距離為近似3mm或更大(在Z方向上或在自頁面向外)的無線裝置諧振器加以最佳化。類似於圖12B，圖12D顯示出導電材料之塊1118之示例性實行方案，該等導電材料之塊置放在源諧振器線圈1206下方(例如，使圖12C之軸1208與圖12D之軸1208對準)，以減少裝置諧振器線圈電感之變化。在示例性實行方案中，導電材料之塊可朝向源諧振器線圈1206之中心更密集且/或具有更大的大小。
作為另一實例，且參考至少圖12E至圖12F，源諧振器線圈1202(亦在圖12A中顯示出)可針對將功率轉換至距源諧振器線圈1202之表面的距離為近似3mm或更大(在Z方向上或自頁面向外)的無線裝置諧振器加以最佳化。類似於圖12B，圖12F顯示出導電材料之塊1118之示例性實行方案，該等導電材料之塊置放在源諧振器線圈1202下方(例如，使圖12E之軸1204與圖12F之軸1204對準)，以減少裝置諧振器線圈電感之變化。在該實例中， 與圖12B相比，導電材料之塊1118可在源諧振器線圈1202之中心處在形狀、大小及圖案方面稍微較均勻。
作為另一實例，且參考至少圖12G至圖12H，源諧振器線圈1206(亦在圖12C中顯示出)可針對將功率轉換至距源諧振器線圈1206之表面的距離為近似3mm或更大(在Z方向上或自頁面向外)的無線裝置諧振器加以最佳化。類似於圖12B，圖12H顯示出導電材料之塊1118之示例性實行方案，該等導電材料之塊置放在源諧振器線圈1206下方(例如，使圖12G之軸1208與圖12H之軸1208對準)，以減少裝置諧振器線圈電感之變化。在該實例中，與圖12B相比，導電材料之塊1118可在源諧振器線圈1202之中心處在形狀、大小及圖案方面稍微較均勻。
將瞭解，可在不脫離本揭示內容之範圍的情況下根據所要的特性使用其他源及諧振器設計。例如，且參考至少圖13，示例性源諧振器線圈1302可針對將功率轉換至距源諧振器線圈1302之表面的距離為近似多達且包括46mm(例如，在Z方向上或自頁面向外)的無線裝置諧振器加以最佳化。在該實例中，源諧振器線圈1302可為近似142mm乘192mm。此外，在該實例中，源諧振器線圈1302可能能夠轉換等於或大於10W之功率、大於15W之功率、大於30W或更大功率。
在一些實行方案中，如以上所述，源1104可包括複數個源諧振器。例如，且參考至少圖14A，顯示出 用於無線能量源之示例性雙層式諧振器線圈。亦即，層1404可包括一個源諧振器線圈，且層1404可包括另一源諧振器線圈。因而，單個源諧振器線圈之描述應僅視為實例。在該實例中，諧振器線圈可針對將功率轉換至距源諧振器之表面的距離為近似例如6mm(±1mm)(例如，在Z方向上或自頁面向外)的無線裝置諧振器加以最佳化。例如，可將諧振器線圈之兩個層1402及層1404印刷在PCB之兩個層上，其中軸1406可與軸1408對準。示例性源諧振器線圈可能能夠轉換大於30W之功率。在一些實行方案中，使諧振器線圈之二或更多個層在一或多個方向分量上產生具有最小強度變化的磁場可為有益的。例如，雙層諧振器線圈可最小化磁場之垂直分量之強度變化。諧振器線圈之多層性質可藉由產生充分大的有效區域來允許裝置諧振器之X及Y偏移兩者中的較大移動。在一些實行方案中，有效區域可定義為磁場之變化經最小化所在的區域。在一些實行方案中，可將PCB之含有諧振器線圈之每一部分的兩個層印刷在PCB上，使得該等層隔開足夠遠，以減少或消除可存在於兩個層上之跡線之間的寄生電容。在一些實行方案中，含有諧振器線圈之每一部分的層可隔開至少0.5mm、隔開至少1mm、隔開至少2mm、隔開至少4mm或更大距離。在一些實行方案中，可將PCB之含有諧振器線圈之每一部分的兩個層印刷在電路板上，使得該等層隔開足夠遠，以減少或消除諧振器之自諧振。
在一些實行方案中，且參考至少圖14B，顯 示出具有二或更多個源諧振器(例如，源諧振器1410及源諧振器1412)及裝置諧振器(例如，裝置諧振器1414)的無線功率系統之一實例。在該實例中，源諧振器1410及源諧振器1412可為可切換地耦接至控制器，該控制器可分別在源諧振器1410與源諧振器1412之間切換以在Z1及/或Z2之高度處轉換功率。在一些實行方案中，且參考至少圖14C，顯示出具有二或更多個源諧振器(例如，源諧振器1410和源諧振器1412)及二或更多個裝置諧振器(例如，裝置諧振器1414和裝置諧振器1416)的無線功率系統之一實例。在一些實行方案中，控制器可在兩個不同源諧振器1410與源諧振器1412之間切換，該控制器可經配置以用於最大場均勻性及/或最大諧振器線圈間效率。例如，在一個實例中，控制器可切換至源諧振器1410、源諧振器1412中之一者以用於在較近裝置諧振器1416之低Z高度Z1處的最大場均勻性。在另一實例中，控制器可切換至源諧振器1410、源諧振器1412中之另一者以用於在較遠裝置諧振器1414之高Z高度Z2處的最大諧振器線圈間效率。在一些實行方案中，控制器可取決於裝置諧振器之大小而在兩個不同源諧振器1410與源諧振器1412之間切換。例如，源諧振器1410及源諧振器1412可經不同地定大小，使得該等源諧振器可將功率有效地轉換至不同大小的裝置諧振器。源諧振器中之一者可小於另一者，且因此可能能夠適應小裝置諧振器。可關閉兩個源諧振器中之較大者以節約能源，同時較小源諧振器可將能源有效地轉換至小裝置諧 振器。
在一些實行方案中，且參考至少圖14D，顯示出示例性源諧振器之可形成於PCB上的兩個側(前側1418及後側1420)。在該實例中，諧振器可能能夠在5mm之Z高度處轉換近似例如16W之功率。諧振器可包括例如220pF±2%之分佈電容。在該實例中，在5mm之Z高度處的所得充電區域可為例如160mm乘150mm之區域。
在一些實行方案中，且參考至少圖15，顯示出用於無線能量源之示例性源諧振器線圈1502。在該實例中，源諧振器線圈1502可針對將功率轉換至距源諧振器線圈1502之表面的距離近似介於26mm與46mm之間且包括26mm及46mm(例如，在Z方向上或自頁面向外)的無線裝置諧振器加以最佳化。在一些實行方案中，源諧振器線圈1502可能能夠轉換大於例如，30W之功率。在一些實行方案中，源諧振器線圈1502可由並聯或串聯置放為的兩個諧振器線圈組成。
具有交叉跡線的無線能源轉換系統：
在一些實行方案中，源諧振器線圈可經成形(例如，經由諧振器線圈之繞組)以達成均勻充電區域。例如，均勻充電區域可允許裝置(經由裝置諧振器)在充電區域各處以類似功率位準充電(經由源諧振器)。在另一實例中，均勻充電區域可允許在充電區域各處的類似低損耗率，藉此提高效率。如以下將更詳細地論述，在線圈(例如，具有並聯繞組)各處的平衡電流可幫助達成均勻充電區域 及磁場，並且產生對稱諧振器線圈。
如以上所論述，且亦參考至少圖16至圖20，無線能源轉換系統可包括第一諧振器線圈。例如，無線能源轉換系統可包括源諧振器線圈1602，其中源諧振器線圈1602可經配置以在源諧振器線圈1602接近裝置諧振器線圈時將無線能源轉換至第二/裝置諧振器線圈(例如，裝置諧振器之裝置諧振器線圈)。例如，如以上所述，源諧振器(例如，耦接至諸如AC幹線、電池、太陽能板等的電力供應)及裝置諧振器(例如，與行動裝置、外殼、套筒、盒、蓋子、充電器等整合)的無線能源轉換可用來為相關聯行動電子裝置供電或充電。在一些實行方案中，類似於圖11A之論述，源可包括：第一層之導電材料，其中導電材料可經配置以耦接至電源；第二層之磁性材料，其定位成接近第一層之導電材料及第三層；第三層，其定位成接近第二層及第四層，其中第三層可包括複數個導電材料之塊；第四層，其定位成接近第三層，其中第四層可包括源諧振器線圈1602。在一些實行方案中，第三層可包括源諧振器線圈1602；第四層定位成接近第三層，其中第四層可包括複數個導電材料之塊。在一些實行方案中，可類似於圖11A或圖11B之以上所述論述地配置源。然而，將瞭解，可在不脫離本揭示內容之範圍的情況下使用源組態之其他組合。
在一些實行方案中，且參考至少圖16，第一繞組之跡線(例如，繞組1604)可包括在源諧振器線圈1602 中，其中繞組1604可包括導電材料。第二繞組之跡線(繞組1606)可包括在源諧振器線圈1602中，其中繞組1606可包括導電材料。在一些實行方案中，第一繞組及第二繞組中至少一者之跡線可包括用於導電材料之銅線圈。
在一些實行方案中，源諧振器線圈1602之繞組1604和繞組1606可在交叉點處交叉、交錯或重疊。在一些實行方案中，在線圈繞組中具有交叉點可有助於在具有並聯繞組之線圈各處的平衡電流。例如，用於繞組1604之跡線之一部分可在交叉點(例如，交叉點1608a、交叉點1608b、交叉點1608c、交叉點1608d、交叉點1608e、交叉點1608f、交叉點1608g及/或交叉點1608h)處橫越用於繞組1606之跡線之一部分。在一些實行方案中，使繞組交叉可有助於使電流(在每一繞組中)相對於彼此平衡或近似相等。因此，在一些實行方案中，線圈繞組之交叉可幫助達成對稱諧振器線圈，此狀況可允許更均勻的磁場及充電區域。在一些實行方案中，諸如源諧振器線圈1602，線圈之繞組可經均等地間隔以幫助達成均勻充電區域。在一些實行方案中，對於在一平面中含有諧振器線圈，交叉點可為有益的。例如，許多源外殼使諧振器線圈限制在平坦且薄的墊狀機械外殼中，使得該諧振器線圈可具有在表面上之低輪廓或安裝在工作台以下。
例如，源諧振器線圈1602可能能夠在(例如)46mm之Z高度處轉換近似16W之功率。可由在46mm高度處此實行方案產生的充電區域可為大約例如140mm 乘120mm之區域。在一些實行方案中，繞組中之兩者可關聯連接。例如，繞組1604及繞組1606可並聯連接(例如，繞組1604可連接至點1610，且繞組1606可連接至點1612)。在一些實行方案中，交叉點可產生對稱諧振器線圈，該對稱諧振器線圈沿用於並聯驅動的跡線之不同路徑產生均勻磁場及平衡阻抗。在一些實行方案中，源諧振器線圈1602可包括在點1612及點1610處連接至繞組以形成源諧振器的一或多個電容器。在實行方案中，源諧振器線圈諸如圖16中所示的源諧振器線圈可具有介於繞組之間的均勻空間，使得較大量之導電跡線經使用且因此導致具有較大品質因數之諧振器線圈。
在一些實行方案中，用於繞組1604之跡線之一第二部分可在對稱交叉點處橫越用於繞組1606之跡線之一第二部分。例如，如可至少自圖16所見，繞組1604及繞組1606可經配置以形成多個交叉點(例如，交叉點1608a、交叉點1608b、交叉點1608c、交叉點1608d、交叉點1608e、交叉點1608f、交叉點1608g及/或交叉點1608h)。在該實例中，交叉點1608d可與交叉點1608e對稱。作為另一實例，交叉點1608b可與交叉點1608f對稱。將瞭解，可在不脫離本揭示內容之範圍的情況下使用非對稱交叉點。
在一些實行方案中，交叉點可存在於源諧振器線圈1602之中間部分中。例如，如可至少在圖16所見，交叉點位於源諧振器線圈1602之中間部分中。相反，交叉 點可存在於源諧振器線圈1602之末端部分中。例如，且參考至少圖12A，顯示出在源諧振器線圈1202之沿軸1204的末端部分處的兩個交叉點。亦即，顯示出在源諧振器線圈1202之狹長末端處的兩個交叉點。在一些實行方案中，該交叉點可位於諧振器線圈之中間部分及末端部分之組合處，並且位於諧振器之任何其他部分處。因而，交叉點之特定位置之描述應僅視為實例且不以其他方式限制本揭示內容之範圍。
在一些實行方案中，且參考至少圖17，顯示出具有交叉點之另一示例性源諧振器線圈1702。例如，源諧振器線圈1702可能能夠在例如6mm之Z高度處轉換近似例如16W至33W之功率。在該實例中，在6mm之Z高度處的所得充電區域可為例如300mm乘140mm之區域。在一些實行方案中，源諧振器線圈1702可包括圓形及方形形狀以幫助達成用於給定充電區域之均勻磁場/充電區域。在該實例中，源諧振器線圈1702包括並聯連接的兩個繞組1704及繞組1706(例如，繞組1704可連接至點1708，且繞組1706可連接至點1710)。此外，在該實例中，繞組1704及繞組1706可產生交叉點(例如，交叉點1712a、交叉點1712b、交叉點1712c，以及圖17中所示的其他未標記交叉點)。在一些實行方案中，源諧振器線圈1702可包括在點1710和點1708處連接至繞組的一或多個電容器。
在一些實行方案中，且參考至少圖18，顯示出具有交叉點之另一示例性源諧振器線圈1802。例如，源 諧振器線圈1802可能能夠在例如26mm及46mm之Z高度處轉換近似例如33W之功率。在該實例中，在26mm之Z高度處的所得充電區域可為例如220mm乘150mm之區域。在46mm之Z高度處的所得充電區域可為例如210mm乘140mm之區域。在一些實行方案中，源諧振器線圈1802可包括並聯連接的兩個繞組1804及繞組1806(例如，繞組1804可連接至點1808，且繞組1806可連接至點1810)。此外，在該實例中，繞組1804及繞組1806可產生交叉點(例如，交叉點1812a、交叉點1812b、交叉點1812c，以及圖18中所示的其他未標記交叉點)。在一些實行方案中，源諧振器線圈1802可包括在點1810及點1808處連接至繞組的一或多個電容器。
將瞭解，其他諧振器線圈設計可使用交叉點。例如，在以上所述圖12A、圖12C、圖12E及圖12G中類似地顯示出可使用交叉點的示例性諧振器線圈設計。在以下論述的圖19A及圖19B處顯示出可使用交叉點的額外示例性諧振器線圈設計。因而，使用交叉點的任何特定諧振器線圈設計之描述應僅視為實例且不以其他方式限制本揭示內容之範圍。
在一些實行方案中，用於第一繞組之跡線之部分可在交叉點處橫越用於第二繞組之跡線之部分，其中用於第一繞組之跡線之部分與用於第二繞組之跡線之部分之間具有絕緣。例如，僅出於示例性目的而假設，圖16之以上所述源諧振器線圈1602構造於單層PCB上。在該 實例中，在交叉點(例如，交叉點1608a)處，繞組1604與繞組1606之間可存在絕緣。
在一些實行方案中，可將第一諧振器線圈印刷在PCB上，其中用於第一繞組之跡線之部分可在交叉點處於印刷電路板之第一側上停止，且可在印刷電路板之第二側上延續，其中在印刷電路板之第二側上的用於第二繞組之跡線之部分可在第二側上停止且可在交叉點之後於第一側上延續。在一些實行方案中，用於第一繞組之跡線之部分可使用PCB之不同層在交叉點處橫越用於第二繞組之跡線之部分。例如，用於第一繞組之跡線之部分可在到達交叉點之前，於印刷電路板之第一層上的用於第二繞組之跡線之部分的第一側上停止，且可在到達交叉點之後，於印刷電路板之第二層上的用於第二繞組之跡線之部分的第二側上延續。
例如，且參考至少圖20，顯示出示例性諧振器線圈2002。僅出於示例性目的而假設，具有繞組2004及繞組2006的諧振器線圈2002構造在雙層PCB上。在該實例中，繞組2004可藉由使繞組2004之跡線在PCB之頂層上的點2008處停止，且隨後在PCB之底層上的點2010處延續(或反之亦然)來橫越繞組2006。
將瞭解，可在不脫離本揭示內容之範圍的情況下使用用以產生交叉點的其他技術。因而，交叉技術之示例性描述應僅視為實例且不限制本揭示內容之範圍。
具有電流感測之無線能源轉換系統：
可用於無線能源轉換的已知電流感測技術可包括例如圍繞跡線或電線的拾取環路、霍爾效應(Hall Effect)感測器、電流感測變壓器、電流感測電阻器等。此等技術可例如由於在無線能源轉換中使用的高電流及高頻率而具有過大損耗及功率耗散，可具有在無線能源轉換中使用的頻率限制，可易受磁干擾影響，可為昂貴的，且假定該等技術併入裝置自身中，則可增加電流經量測的整體裝置之大小。
另外，在例如高諧振無線功率轉換系統中量測電流過程中，電流之高頻率及高諧波以及由源諧振器產生的磁場可在使用以上所述方法中呈現挑戰。在一些實行方案中，如以下將更詳細地論述，羅哥斯基(Rogowski)線圈可用作用於無線功率轉換系統之電流感測器之部分。羅哥斯基線圈可具有例如高重複性、拒斥來自源諧振器磁場的影響之能力，及從電壓位準輸出決定均方根(RMS)電流之能力。所量測線圈(以及羅哥斯基線圈)可為導體/導電材料或跡線，諸如銅、銅包鋼、絞合線(Litz)等，且所量測線圈可以電源(例如，AC源)驅動。
在一些實行方案中，如以將更詳細地顯示出，可藉由使導體佈線穿過導電材料之線圈之內徑D2來量測導體之(差分)電流值。導體可為諧振器線圈之部分。例如，諧振器之電流值可用於例如設定磁場位準，以便無線地轉換功率，且因而，知道該電流值的值可為有用的。在一些實行方案中，電流量測可在源諧振器上加以量測， 以作為電流位準之確認，且可用作至控制電路的反饋。例如，控制電路可回應於來自電流感測器的反饋信號而調高或調低供應至源諧振器的功率。在一些實行方案中，(例如，AC)電流量測之量級值/振幅值及相位值關係可用來以示例性所揭示電流感測系統來量測阻抗變化。亦可使用電流量測之其他用途。
作為電流感測器的羅哥斯基線圈可用於低頻率應用，諸如用於例如電力網應用之50-60Hz。類似地，量測電流的以上所述方法可在應用於大於1MHz的信號時失敗。該等方法亦可在置放於磁性雜訊環境中時失敗，該等磁性雜訊環境諸如在(高諧振)無線能源轉換系統中提供的該等環境。因此，在一些實行方案中，示例性電流感測器可允許例如)在拒斥感測器上之磁干擾的同時量測高頻率電流，自製造的觀點來看，可易於重複，且在製造過程中具有耐受容限之性能，且可包括並聯諧振濾波器或平衡濾波器，以移除所量測信號中之諧波含量及/或共模電壓。如以下將更詳細地論述，在一些實行方案中，具有濾波器之電流感測器作為電流感測器可在印刷電路板(PCB)上產生，例如以用於無線能源轉換系統，且(1)可拒斥來自無線能源轉換源諧振器的磁場效應，(2)可不受所量測電流中之DC偏移影響，(3)可包括量測高頻率電流之能力，(4)可不具有歸因於缺乏磁性材料核芯的鐵芯飽和之問題，(5)可允許諧波在電流信號中由於濾波器而減弱，(6)在源諧振器上可不存在可感阻抗移位或插入損耗，(7)自製造觀點來看， 可為高度可重複的，(8)可為小及低成本設計，因為組件中之許多諸如羅哥斯基線圈自身可經由PCB之層中的跡線製作)，(9)可不導致歸因於機械變化的感測器之性能之顯著變化，且(10)可允許輸出，該輸出為定標電壓且易於量測。
如以上所論述，且亦參考至少圖21至圖26，用於無線能源轉換之電流感測系統可包括印刷電路板(PCB)，其中印刷電路板可包括至少一第一層、一第二層及一第三層。可包括導電材料之環路，其中導電材料之環路可在第二層上包括直徑D3。可包括導電材料之線圈，其中導電材料之線圈可具有至少2匝，其中導電材料之線圈(例如，大部分導電材料之線圈)可以外徑D1及內徑D2佔據第一層及第三層，經由第一層、第二層及第三層中每一者連接。導電材料之環路可耦接至導電材料之線圈。
例如，且參考至少圖21至圖22，電流感測器之線圈(例如，電流感測器線圈2102)可經設計以最大化區域中之匝數，並且最大化線圈自身之區域。在非限制性實例中，電流感測器線圈2102可具有例如17匝，其中外徑D1為例如400mm且內徑D2為例如200mm。在一些實行方案中，可包括導電材料之環路，其中導電材料之環路可在第二層上包括直徑D3。例如，電流感測器線圈2102可包括導電材料之環路(例如，一或多個內部線圈2106及內部線圈2108)。內徑D2可大於可利用於所量測導體的空間，例如，孔2104之直徑D4。在一些實行方案中，可使 「佔據面積」或外區域保持為小，以便為小大小的PCB上之實用大小的感測器。在一些實行方案中，感測器可經定大小，使得該感測器可產生於與正量測的導體(例如，源諧振器線圈)相同的PCB上。在一些實行方案中，導電材料之環路及導電材料之線圈可形成羅哥斯基線圈。例如，羅哥斯基線圈可由導電材料之環路及導電材料之線圈形成，其中環路可在端點通孔(在圖22中未顯示出)處連接至線圈。在該實例中，羅哥斯基線圈可佔據PCB之所有層。
在一些實行方案中，電流感測器線圈2102可經設計以主要佔據PCB之頂層2204及底層2210以及兩個內層2206及內層2208，此狀況可允許電流感測器線圈2102在該電流感測器線圈自身周圍之封閉。在一些實行方案中，可包括導電材料之線圈，諸如線圈繞組2110及線圈繞組2112，該線圈可具有至少2匝。在一些實行方案中，導電材料之線圈可具有至少15匝。在一些實行方案中，大部分線圈繞組2110和線圈繞組2112可以外徑D1及內徑D2佔據第一層及第三層，經由PCB之第一層、第二層及第三層中每一者連接。例如，連接可存在於似乎僅在底部右手側連接至線圈的通孔中。外線圈及內環路可經連接且可能並未實際上完成整個環路，因為該外線圈及該內環路可相反返回至該外線圈及該內環路開始之處。內部線圈2106及內部線圈2108之一或多個內部部分可耦接至線圈繞組2110及線圈繞組2112。在一些實行方案中，線圈繞組2110及線圈繞組2112以及用於個別頂層2204、內層2206、內 層2208、底層2210之通孔之結果可在形狀方面有效地為環形。電流感測器線圈2102可經配置為具有筆直回線及平衡繞組中至少一者(例如，用於導電材料之回線環路)。例如，在圖21中顯示出筆直回線之一實例。如示例性圖21中所示，內層上之環路不與兩個外層上之線圈纏繞或交錯，因此，顯示出筆直回線(例如，無交錯或纏繞)。環路筆直地返回至可做出連接的的開始點。相反，當正向路徑及反向路徑圍繞彼此纏繞使得繞組變得平衡時，且在一個路徑可不比另一路徑更短的情況下，平衡繞組可發生。平衡繞組可與原始線圈交織。環路及線圈可在端點通孔處經連接，使得並不做出完整「連接」環路。線圈可經配置成具有導電材料之平衡繞組回線環路，其中導電材料可以避免干擾相同層上的導電材料之線圈之方式佔據第一層及第三層。平衡繞組回線環路可具有外徑D1及內徑D2。在該實例中，量測可與電流之差分成比例(而非直接與電流成比例)。
在一些實行方案中，線圈繞組2110之頂部跡線可佔據第一層(頂層2204)，內部線圈2106之第二跡線可佔據第二層(內層2206)，內部線圈2108之第三跡線可佔據第三層(內層2208)，且線圈繞組2112之底部跡線可佔據第四層(底層2210)。在一些實行方案中，可在不脫離本揭示內容之範圍的情況下使用各種其他層PCB。例如，四層PCB可更可利用於製造，且因此優選於三層PCB。在一些實行方案中，第四層可定位成接近第二層及第三層，其中第四 層可包括導電材料之額外環路(例如，內部線圈2106及內部線圈2108中之一或多者)，該額外環路耦接至一或多個內部線圈2106及內部線圈2108以及導電材料之線圈(例如，線圈繞組2110及線圈繞組2112)中至少一者，其中導電材料之額外環形環路可在第四層上具有直徑D3。
在一些實行方案中，內部線圈2106及內部線圈2108之第二跡線及第三跡線可在四層PCB之橫截面中佔據相等垂直空間，或可在三層PCB之狀況下組合成單個跡線。在一些實行方案中，電流感測器線圈2102可佔據PCB之僅三個層，其中線圈繞組2110之頂部跡線佔據第一層，內部線圈2106之第二跡線佔據第二層，且線圈繞組2112之底部跡線佔據第三層。可藉由取較大外徑D1與較小內徑D2之間的差，且使該差乘以高度2202來給出由電流感測器線圈2102覆蓋的近似之區域2212。高度2202以實例之方式示出為PCB之厚度，但已使介電材料為透明的。若電流感測器線圈2102未佔據整個PCB層疊，則高度2202亦可描述為電流感測器線圈2102之頂層與底層之間的距離。另一方面，若電流感測器線圈佔據整個層疊，則高度2202可相當於PCB之厚度。
在一些實行方案中，電流感測器線圈2102可能能夠量測頻率在例如85kHz至20MHz之近似範圍內的電流。在一些實行方案中，例如，對於較低頻率，電流感測器線圈2102可經設計以具有更多匝及更多區域2212以達成可量測輸出電壓。在一些實行方案中，區域 2212可為環繞內部筆直回線的最初線圈繞組之環路區域。環路區域可由例如PCB之厚度(例如，高度2202)以及內徑及外徑(D1及D2)決定。在一些實行方案中，可由電流感測器之自諧振頻率(如圖24中所示且由L1及C4表示為模型化(羅哥斯基)感測器自諧振頻率)決定電流感測器線圈2102可量測的頻率之上限。在一些實行方案中，可藉由例如增加PCB之層數使用此類型之電流感測器來量測PCB上的載流子。例如，在六層PCB中，載流子可藉由垂直行進穿過所有六層而佔據第一層及最後一層，同時電流感測器可佔據六層PCB之中心四層且圍繞載流子纏繞。
在一些實行方案中，且參考至少圖23，顯示出用於所量測線圈電流輸出之示例性經驗量測。在非限制性實例中，波形2304可為所量測線圈電流，且波形2302可為電流感測器線圈2102之輸出電壓。在示例性量測中，線圈電流之RMS值為998.8mA，且電流感測器線圈2102之輸出電壓之RMS值為302.2mV。可使用此等值(例如，針對最佳精確度或否則相對精確度相關)，以便調節磁場位準。因為電壓輸出位準可與電流位準(且因此磁場位準)成比例，所以基於接收裝置調節電流亦可允許在耦合中的較寬變化，以具有較小範圍之電壓。此為一實例。其他示例性用途可確保安全磁場位準、偵測阻抗變化或可改變線圈電流的其他變化等。使用線圈之相關聯匹配網路中的多個電流之線圈電流相位及量級亦可用來偵測線圈 處的阻抗。
在一些實行方案中，電線(其可連接至諧振儲槽中之節點或連接至諧振器線圈之節點中之一者)可通過嵌入PCB中的電流感測器線圈2102之中心中的孔。在一些實行方案中，並聯諧振電路可經包括且可移除諧波含量。例如，電流感測器線圈2102可以諧振濾波器調諧，該諧振濾波器經特定地靶向以最小化量測中之諧波，且感測器線圈之輸出可連接至量測電路。在一些實行方案中，平衡濾波器電路可經包括且可移除諧波含量及/或共模電壓。在一些實行方案中，量測電路可濾波且定標信號，以便更容易地由微處理器讀取，該微處理器可存取電流感測器線圈2102之量測。
例如，且參考至少圖24，顯示出電流感測器以及可用來與電流感測器介接的電路之示例性示意圖。在該實例中，電流感測器2402可藉由電感L1及電容C4模型化，該電感及該電容可為感測器線圈固有的。R3、R4、L2及C1可為離散電路組件；L2及C1可為可具有所量測電流之相同諧振頻率的諧振電路。在該實例中，電流感測器2402可為被動的，且電壓源V1可為電流感測器所在的磁場之模型。在一些實行方案中，可包括具有電壓輸出的差分放大器。例如，可包括具有差分輸入及單端電壓輸出的積分放大器。例如，電流感測器2402可連接至可具有單個電壓輸出的差分放大器2404。組件R1及R2可經設計以加載差分放大器2404。在一些實行方案中，峰值 偵測器電路可經包括，且可包括運算放大器以追蹤電壓輸出之峰值且決定導體之所量測(差分)電流值。例如，電路2406可包括可用作峰值偵測器的運算放大器，該運算放大器可追蹤輸出電壓之峰值且可決定所量測線圈電流。
在一些實行方案中，且參考至少圖21至圖26，顯示出電流感測器以及可用來與電流感測器介接的電路之另一示例性示意圖。在該實例中，大小範圍可包括例如D1=0.375吋至0.8吋，D2=0.19吋至0.4吋，並且D3在D1與D2中間的中心處，且其中D4可取決於所要的線規且可與操作無關。在一些實行方案中，線圈之匝數可在自近似16至36的範圍內。然而，將瞭解，此可為可建立的範圍之小子集。此等變數可取決於所要的頻率範圍、電流範圍等。
圖25中之相關聯電路可經配置為平衡差分放大器，該平衡差分放大器可經配置為具有積分，之後可為二級增益級(必要時)，並且可由RF功率量測晶片端接，該RF功率量測晶片可相對於峰值輸入電壓而輸出電壓。如在該實例中所見，左側的兩個端子(2502及2504)可直接來自電流感測器線圈，且右側的端子可在微處理器處端接。
在一些實行方案中，且參考至少圖24及圖26，顯示出電流感測器線圈之示例性經驗結果2600。可在不同所量測AC電流位準下於峰值偵測器電路(例如，電路2406)之輸出處取得所示量測。
在一些實行方案中，可建立關係以預測給定設計的電流感測器線圈之輸出電壓。例如，關係可藉由以下等式給出：Vout=-C * u 0 * u r * N * A *(di/dt)，其中C為說明PCB的常數，u 0 * u r 為量測的電流感測器線圈與載流子之間的材料之導磁率，N為電流感測器線圈之匝密度(例如，每公尺匝數)，A為電流感測器線圈之橫截面積(由圖22中之區域2212給出)，且(di/dt)為量測的電流之變化率。在例如電流為正弦波的一些實行方案中，變化率可為正弦波。對於其他類型之波，諸如，方形波，可需要整合電子設備。
在一些實行方案中，可藉由首先以經驗為主地量測導體之電流位準及電流感測器之對應輸出電壓，且產生參考表來自輸出電壓找到所量測電流。
雖然以上揭示內容可使用行動電子裝置之實例，但將瞭解，可在不脫離本揭示內容之範圍的情況下使用任何類型之電子裝置。因而，使用行動電子裝置之任何實例應僅視為實例且不以其他方式限制本揭示內容之範圍。
本文使用的術語僅用於描述特定實行方案之目的，且並非意欲為對本揭示內容之限制。如本文所使用，單數形式「一」、「一種(an)」及「該(the)」意欲亦包括複數形式，除非上下文另外清楚地指示。將進一步理解，術語「包含(comprises)」及/或「包含(comprising)」 在用於本說明書中時指定所述特徵、整數、步驟(不一定以特定順序)、操作、元件及/或組件之存在，但並不排除一或多個其他特徵、整數、步驟(不一定以特定順序)、操作、元件、組件及/或上述各者之群組之存在或增添。
可存在於以下申請專利範圍中的對應結構、材料、動作及所有手段或步驟加上功能元件之等效物意欲包括用於結合如特定請求的其他所請求元件來執行功能的任何結構、材料或動作。本揭示內容之描述已出於說明及描述之目的予以提供，但並非意欲為窮盡的，或限制於以所揭示形式的揭示內容。在不脫離本揭示內容之範圍及精神的情況下，熟習此項技術者將顯而易見許多修改、變化、置換及上述各者之任何組合。實行方案經選擇且描述，以便最佳地解釋本揭示內容之原理及實際應用，且使其他一般技術者能夠理解用於適合於所涵蓋特定用途的具有各種修改之各種實行方案及/或實行方案之任何組合的揭示內容。
因此，已詳細地且參考本申請案之實行方案描述了本申請案之揭示內容，將顯而易見的是，修改、變化及實行方案之任何組合(包括任何修改、變化、置換及上述各者之組合)在不脫離由隨附申請專利範圍定義的本揭示內容之範圍的情況下為可能的。
100‧‧‧無線能源轉換系統
102‧‧‧裝置
104‧‧‧源
106‧‧‧微控制器
108‧‧‧功率放大器
110‧‧‧源諧振器
112‧‧‧裝置諧振器
114‧‧‧嵌入式控制器

Claims (20)

  1. 一種無線能源轉換系統，其包含：第一層之導電材料，其定位成接近第二層；該第二層之磁性材料，其定位成接近該第一層之導電材料及第三層；該第三層，其定位成接近該第二層及第四層，該第三層包括第一諧振器線圈，該第一諧振器線圈經配置以在第二諧振器線圈接近該第一諧振器線圈時將無線能源轉換至該第二諧振器線圈；以及該第四層，其定位成接近該第三層，該第四層包括複數個導電材料。
  2. 如請求項1所記載之無線能源轉換系統，其中該複數個導電材料之塊之大小、形狀及幾何位置中的至少一者在該第一諧振器線圈接近該第二諧振器線圈時減少該第二諧振器線圈中之電感移位。
  3. 如請求項2所記載之無線能源轉換系統，其中該形狀為矩形。
  4. 如請求項2所記載之無線能源轉換系統，其中該形狀為方形。
  5. 如請求項2所記載之無線能源轉換系統，其中該複數個導電材料之塊中的至少一第一部分為第一形狀，且該複數個導電材料之塊中的至少一第二部分為第二形狀。
  6. 如請求項2所記載之無線能源轉換系統，其中該複數個導電材料之塊中的至少一部分相對於該第一諧振器線圈以棋盤式圖案佈置。
  7. 如請求項1所記載之無線能源轉換系統，其中該第一諧振器線圈包括銅跡線。
  8. 如請求項1所記載之無線能源轉換系統，其中該磁性材料包括肥粒鐵。
  9. 如請求項1所記載之無線能源轉換系統，其中該第四層之該複數個導電材料之塊包括銅。
  10. 如請求項1所記載之無線能源轉換系統，其中該第一層之導電材料包括銅。
  11. 如請求項1所記載之無線能源轉換系統，其中該第一層經配置以耦接至行動電池單元之表面。
  12. 如請求項1所記載之無線能源轉換系統，其中該磁性材料具有小於1mm之厚度。
  13. 如請求項1所記載之無線能源轉換系統，其中該磁性材料具有小於0.5mm之厚度。
  14. 如請求項1所記載之無線能源轉換系統，其中該第一諧振器線圈經配置以將至少5W之能源轉換至該第二諧振器線圈。
  15. 如請求項1所記載之無線能源轉換系統，其中該第一諧振器線圈經配置以將至少10W之能源轉換至該第二諧振器線圈。
  16. 一種無線能源轉換系統，其包含： 第一層之導電材料，其定位成接近第二層；該第二層之磁性材料，其定位成接近該第一層之導電材料及第三層；該第三層，其定位成接近該第二層及第四層，該第三層包括複數個導電材料之塊；以及該第四層，其定位成接近該第三層，該第四層包括第一諧振器線圈，該第一諧振器線圈經配置以在第二諧振器線圈接近該第一諧振器線圈時將無線能源轉換至該第二諧振器線圈。
  17. 如請求項16所記載之無線能源轉換系統，其中該複數個導電材料之塊之大小、形狀及幾何位置中的至少一者在該第一諧振器接近該第二諧振器時減少該第二諧振器中之電感移位。
  18. 如請求項17所記載之無線能源轉換系統，其中該複數個導電材料之塊中的至少一第一部分為第一形狀，且該複數個導電材料之塊中的至少一第二部分為第二形狀。
  19. 如請求項17所記載之無線能源轉換系統，其中該複數個導電材料之塊中的至少一部分相對於該第一諧振器以棋盤式圖案佈置。
  20. 如請求項16所記載之無線能源轉換系統，其中該第四層之該複數個導電材料之塊包括銅。
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