TWI825157B - 無線電力傳輸設備及方法 - Google Patents

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蘇瑪 美瑪娜 納拉亞納 巴特
迪帕克 亞拉文
維斯瓦納坦 卡娜卡沙貝
阿德南 庫圖布汀 博何理
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美商Ｇｅ混合動力科技公司
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Abstract

本發明提供系統、裝置、設備及方法，包括用於無線電力傳輸之編碼在儲存媒體上的電腦程式。根據本發明，一種無線電力傳輸設備(諸如一充電盤)可支援位置自由度，使得不論一無線電力接收設備之定位或定向，可對該無線電力接收設備充電。各種實施方案包括使用在無線電力傳輸設備中的多個一次線圈。在一些實施方案中，無線電力傳輸設備具有啟用不同的一次線圈的多個局部控制器。在一些實施方案中，無線電力傳輸設備可支援多個無線電力接收設備之同時充電。再者，在一些實施方案中，該無線電力傳輸設備可支援對相對於無線電力傳輸設備移動的無線電力接收設備充電。

Description

無線電力傳輸設備及方法
本發明大致上關於無線電力，且具體而言關於一種無線電力傳輸設備。
習知無線電力系統已以對無線電力接收設備中的電池充電為主要目的而發展，諸如行動裝置、小型電子裝置、小工具、或類似者。在一習知無線電力系統中，無線電力傳輸設備可包括產生電磁場的一次線圈，其在置於該一次線圈附近的二次線圈中誘發一電壓。在此組態中，電磁場可以無線的方式傳遞電力至二次線圈。無線電力接收設備可在電池中儲存所接收之能量而用於後續使用。該電力傳遞能力可相關於該第一線圈與第二線圈彼此定位的多靠近。因此，在一些傳統的無線電力系統中，無線電力傳輸設備之結構可經設計以限制無線電力接收設備之定位，並施加在第一線圈與第二線圈之間的一期望的對準定位。
本發明之系統、方法及設備各自具有數個新穎態樣，其中無一者係獨自掌管在本文中揭示所意欲之特性。
在本發明中描述之標的之一新穎態樣可實施在一無線電力傳輸設備中。在一些實施方案中，無線電力傳輸設備可包括複數個一次線圈，該複 數個一次線圈能夠獨立地傳輸無線電力。該無線電力傳輸設備可包括複數個局部控制器，其等經組態以管理該複數個一次線圈，該複數個局部控制器包括至少一第一局部控制器及一第二局部控制器。該第一局部控制器可經組態使該複數個一次線圈中之至少一第一一次線圈回應於一第一無線電力接收設備係在該第一一次線圈附近的一判定而傳輸無線電力。
在本發明中描述之標的之另一新穎態樣可實施在用於無線電力傳輸的一方法中。在一些實施方案中，該方法可包括管理在一無線電力傳輸設備中的複數個一次線圈。複數個一次線圈可能夠獨立地傳輸無線電力。複數個一次線圈可由複數個局部控制器管理。在一些實施方案中，該方法可包括判定一第一無線電力接收設備係在該複數個一次線圈中之一第一一次線圈附近。在一些實施方案中，該方法可包括藉由該複數個局部控制器中之一第一局部控制器，使該第一一次線圈回應於該第一無線電力接收設備係在該第一一次線圈附近的一判定而傳輸無線電力。
在本發明中描述之標的之另一新穎態樣可實施在包括儲存在其中的指令之一電腦可讀取儲存媒體中，當該等指令由一無線電力傳輸設備之一處理器執行時，使該無線電力傳輸設備執行上述方法。
在一些實施方案中，該無線電力傳輸設備、方法、或電腦可讀取儲存媒體可包括一充電盤，其中多個無線電力接收設備可置於該充電盤上。複數個一次線圈可經配置成一重疊樣式，該重疊樣式分布在該充電盤之多個層之間。
在一些實施方案中，當被勵磁時該複數個一次線圈可經配置以在該無線電力傳輸設備之一充電表面中建立一磁場且無任何盲區。在一些實施方 案中，當全部一次線圈被勵磁時，充電表面之全部區域可具有用於充電的一磁場。
在一些實施方案中，該第一無線電力接收設備可係一可移動裝置。在一些實施方案中，該無線電力傳輸設備可包括一表面，該表面用於在該可移動裝置正在移動時將電力傳輸至該可移動裝置。
在一些實施方案中，該無線電力傳輸設備、方法、或電腦可讀取儲存媒體可包括該第二局部控制器，其經組態使該複數個一次線圈中之至少一第二一次線圈回應於一第二無線電力接收設備係在該第二一次線圈附近的一判定而傳輸無線電力。
在一些實施方案中，該無線電力傳輸設備、方法、或電腦可讀取儲存媒體可包括該第一一次線圈及該第二一次線圈，其等經組態以同時分別傳輸無線電力至該第一無線電力接收設備及該第二無線電力接收設備。
在一些實施方案中，該無線電力傳輸設備、方法、或電腦可讀取儲存媒體可包括該第一局部控制器，其經組態以管理由該第一一次線圈傳輸至該第一無線電力接收設備的該無線電力之一第一電壓、以及該第二局部控制器，其經組態以管理由該第二一次線圈傳輸至該第二無線電力接收設備的該無線電力之一第二電壓。在一些實施方案中，該第一電壓及該第二電壓可係不同的。
在一些實施方案中，該無線電力傳輸設備、方法、或電腦可讀取儲存媒體可包括至少一第一局部感測器，其經組態以基於一線圈電流量測來偵測在該第一一次線圈附近的一物體。在一些實施方案中，該第一局部控制器可經組態以基於一系列線圈電流量測中的負載變量，來判定該物體係該第一無線電力接收設備。
在一些實施方案中，該無線電力傳輸設備、方法、或電腦可讀取儲存媒體可包括該第一局部控制器，其經組態以至少部分基於將與該等負載變量相關聯的負載調變資料解碼，來判定該物體係該第一無線電力接收設備。
在一些實施方案中，該無線電力傳輸設備、方法、或電腦可讀取儲存媒體可包括該第一局部控制器，其經組態以至少部分基於經解碼之負載調變資料，來判定該第一無線電力接收設備之一組態。
在一些實施方案中，該無線電力傳輸設備、方法、或電腦可讀取儲存媒體可包括複數個局部感測器，其等經組態以偵測關聯於該複數個一次線圈中之對應一者的負載變量。
在一些實施方案中，各局部控制器可係關聯於對應的一局部感測器及對應的一次線圈。在一些實施方案中，各局部控制器經組態以回應於由對應的該局部感測器偵測的該等負載變量而管理一或多個一次線圈。
在一些實施方案中，該無線電力傳輸設備、方法、或電腦可讀取儲存媒體可包括一或多個通訊單元，其經組態以經由一或多個一次線圈與該第一無線電力接收設備通訊。該第一無線電力接收設備可經判定為在該第一一次線圈附近可係至少部分基於從該第一無線電力接收設備經由該第一一次線圈而接收的一第一通訊。
在一些實施方案中，該第一無線電力接收設備可經實施成用於運載人或物品的一車輛。
在一些實施方案中，該無線電力傳輸設備可經實施在一地板或道路表面中。
在一些實施方案中，該複數個局部控制器可使不同的一次線圈在該第一無線電力接收設備移動於該地板或道路表面上方時，至少部分基於在該第一無線電力接收設備之一二次線圈與該等不同的一次線圈之間的一對準定位，來傳輸無線電力。
在一些實施方案中，該無線電力傳輸設備、方法、或電腦可讀取儲存媒體可包括一監督控制器，其經組態以協調該複數個局部控制器之操作。
在一些實施方案中，該無線電力傳輸設備、方法、或電腦可讀取儲存媒體可包括該監督控制器，其經組態以協調該接收器之一偵測階段，該偵測階段係由該複數個局部控制器執行以使鄰近的局部控制器以固定的時間執行該偵測階段。
在一些實施方案中，該無線電力傳輸設備、方法、或電腦可讀取儲存媒體可包括該監督控制器，其經組態以至少部分基於該第一無線電力接收設備相對於該複數個一次線圈的一位置，來協調複數個局部控制器之該無線充電。
在一些實施方案中，該無線電力傳輸設備、方法、或電腦可讀取儲存媒體可包括該監督控制器，其經組態以至少部分基於來自該第一局部控制器的一指示來判定該位置，該指示為該第一無線電力接收設備係在該第一一次線圈附近。
在一些實施方案中，該無線電力傳輸設備、方法、或電腦可讀取儲存媒體可包括該第一局部控制器，其經組態以判定該第一無線電力接收設備相對於該複數個一次線圈中之多個一次線圈的該位置。
在一些實施方案中，該無線電力傳輸設備、方法、或電腦可讀取儲存媒體可包括該監督控制器，其係以通訊的方式與至少一第一空間感測器耦合，該第一空間感測器經組態以偵測該第一無線電力接收設備相對於該複數個一次線圈中之多個一次線圈的該位置。在一些實施方案中，該第一空間感測器包括一相機、一光感測器、一聲音感測器、一紅外線感測器、一射頻能量感測器中之至少一者。
在一些實施方案中，該無線電力傳輸設備、方法、或電腦可讀取儲存媒體可包括該監督控制器，其經組態以判定一第二一次線圈係相鄰於該第一一次線圈、判定該第二局部控制器係與該第二一次線圈相關聯、以及使該第二局部控制器轉換成一準備狀態，使得該第二一次線圈準備好回應於該第一無線電力接收設備在一第一方向上從該第一一次線圈至該第二一次線圈的一運動而傳輸無線電力。
在一些實施方案中，該無線電力傳輸設備、方法、或電腦可讀取儲存媒體可包括該監督控制器，其經組態以與該第二局部控制器通訊以使該第二一次線圈回應於該第一無線電力接收設備的該運動而傳輸無線電力。
在一些實施方案中，該無線電力傳輸設備、方法、或電腦可讀取儲存媒體可包括該監督控制器，其經組態以與該第一局部控制器通訊以使該第一一次線圈回應於該第一無線電力接收設備的該運動而停止傳輸無線電力至該第一無線電力接收設備。在一些實施方案中，該第一局部控制器可轉換成一準備狀態。
在一些實施方案中，該監督控制器可與一第三局部控制器通訊以使該第三局部控制器從一準備狀態轉換成一偵測階段裝態，該第三局部控制器 係關聯於在該第一一次線圈附近的一第三一次線圈。
在一些實施方案中，該無線電力傳輸設備、方法、或電腦可讀取儲存媒體可包括該監督控制器，其經組態以基於該第一無線電力接收設備相對於該複數個一次線圈的該位置之一改變，來預測該第一無線電力接收設備在該第一方向上的該運動。
在一些實施方案中，該無線電力傳輸設備、方法、或電腦可讀取儲存媒體可包括該監督控制器，其係以通訊的方式與控制該第一無線電力接收設備的一伺服器耦合。在一些實施方案中，該無線電力傳輸設備、方法、或電腦可讀取儲存媒體可包括該監督控制器，其經組態以基於從該伺服器獲得的控制資訊來預測該第一無線電力接收設備之該運動。
在本發明中描述之標的之另一新穎態樣可實施在一積體電路中，該積體電路使用在容納複數個一次線圈的一無線電力傳輸設備中，該複數個一次線圈由對應的積體電路所管理。該積體電路可包括電子組件，其等用於驅使一無線電力訊號至在該無線電力傳輸設備中之複數個一次線圈中之至少一第一一次線圈。該積體電路可包括電子組件，其等實施一局部控制器，該局部控制器用於管理該無線電力訊號之一電壓位準、一電力位準、或一頻率之至少一者。該積體電路可包括電子組件，其等實施一通訊單元，該通訊單元用於經由該第一一次線圈與一無線電力接收設備通訊。
在一些實施方案中，該積體電路可包括電子組件，其等實施一局部感測器，該局部感測器用於基於在該第一一次線圈處的一線圈電流量測來測量負載變量。該積體電路可包括電子組件，其等用於基於該等負載變量判定一第一無線電力接收設備係在該第一一次線圈附近。該積體電路可包括電子組件， 其等用於回應於判定該第一無線電力接收設備係在該第一一次線圈附近，而產生至少部分之一無線電力訊號並輸出該無線電力訊號至該第一一次線圈。
描述在本發明中的標的之一或多個實施方案之細節係闡述於以下隨附圖式及說明書中。其他特徵、態樣及優點將因說明書、圖式及申請專利範圍變得顯而易見。應注意的是，以下圖式之相對尺寸可能不按比例繪製。
100‧‧‧無線電力系統
110‧‧‧無線電力傳輸設備
120‧‧‧初級線圈
121‧‧‧第一一次線圈
122‧‧‧第二一次線圈
130‧‧‧發射器電路
131‧‧‧第一局部控制器
132‧‧‧第二局部控制器
135‧‧‧局部控制器
137‧‧‧局部控制器
141‧‧‧電力訊號產生器
151‧‧‧底部
152‧‧‧第一層
153‧‧‧第二層
154‧‧‧結合視圖
155‧‧‧充電表面
170‧‧‧監督控制器
180‧‧‧電源
200‧‧‧無線電力傳輸設備
210‧‧‧第一無線電力接收設備
211‧‧‧位置
220‧‧‧二次線圈
230‧‧‧整流器
240‧‧‧接收(RX)控制器
250‧‧‧可選的電池模組
260‧‧‧第二無線電力接收設備
310‧‧‧局部感測器
320‧‧‧二極體
330‧‧‧開關
340‧‧‧鏈路、電壓VAC
350‧‧‧DC輸入線
360‧‧‧接地線
400‧‧‧無線電力系統
520‧‧‧空間感測器
620‧‧‧伺服器
800‧‧‧電子裝置
802‧‧‧處理器
806‧‧‧記憶體
810‧‧‧匯流排
862‧‧‧局部控制器
864‧‧‧一次線圈
圖1顯示根據一些實施方案之包括一無線電力傳輸設備的無線電力系統之一實例，該無線電力系統能夠對多個無線電力接收設備充電。
圖2顯示根據一些實施方案之具有配置成一重疊樣式的多層一次線圈的無線電力傳輸設備之一實例。
圖3顯示根據一些實施方案之可與各一次線圈相關聯的一實例發射器電路。
圖4顯示根據一些實施方案之具有一監督控制器的一實例無線電力傳輸設備，該監督控制器用於基於局部物體偵測來協調多個局部控制器。
圖5顯示根據一些實施方案之具有一監督控制器的一實例無線電力傳輸設備，該監督控制器用於基於空間感測器來協調多個局部控制器。
圖6顯示根據一些實施方案之具有一監督控制器的一實例無線電力傳輸設備，該監督控制器用於基於來自一伺服器的控制資訊來協調多個局部控制器。
圖7顯示根據一些實施方案之繪示無線電力傳輸之一實例程序的一流程圖。
圖8顯示根據一些實施方案在無線電力系統中使用的一實例電子裝置的一方塊圖。
在各種圖式中的相似的元件符號及名稱意指相似的元件。
以下說明係關於為了描述本發明之新穎態樣之目的之具體實施方案。然而，所屬技術領域中具有通常知識者將輕易認知到本文中的教示可施用在眾多的不同方式中。所描述之實施方案可以用於傳輸或接收無線電力的任何手段、設備、系統或方法來實施。
如上文所述，一些習知無線電力系統可施用及依靠無線電力接收設備相對於無線電力傳輸設備的特定定位。一種無線電力傳輸設備可包括一控制器，該控制器基於無線電力接收設備相對於無線電力傳輸設備定位的多靠近，來啟用或停用無線能量之傳輸。例如，無線能量之傳輸可基於傳輸線圈與接收線圈之間的對準定位之程度。在本發明中，對準定位可指在無線電力接收設備之二次線圈與無線電力傳輸設備之一次線圈間的一空間關係。一次線圈係指在無線電力傳輸設備中的無線能量之來源(諸如電感或磁力共振能量)。二次線圈定位在無線電力接收設備，且接收該無線能量。當一次線圈與二次線圈定位的近時，無線電力傳輸更具效能。相反地，當一次線圈與二次線圈錯位時，效率可能減少(或電力傳遞可能停止)。在解決錯位疑慮的嘗試中，一些無線電力傳輸設備可將多個一次線圈耦合至控制器。例如，控制器可選擇在無線電力接收設備附近的多個一次線圈之間的一次線圈。然而，可能存在著涉及於掃描在無線電力接收設備附近的一次線圈之延遲。再者，涉及掃描並選擇一次線圈的電路系統可能使系統複雜。控制器可使多個一次線圈同時輸出無線能量，其 可能導致非意欲之電磁干擾(EMI)。再者，無線電力傳輸設備可能無法針對無線電力接收設備不同的定位及定向而調整。習知無線電力傳輸設備可能限制在對單一的無線電力接收設備充電，該無線電力接收設備具有相對於該無線電力傳輸設備的一預定或固定位置。
根據本發明，一種無線電力傳輸設備可支援位置自由度，使得不論一無線電力接收設備之定位或定向，可對該無線電力接收設備充電。各種實施方案大致上關於使用在無線電力傳輸設備中的多個一次線圈。一些實施方案更具體地關於具有啟用不同的一次線圈的多個局部控制器之無線電力傳輸設備(諸如一充電盤)。例如，一次線圈可基於其是否對準於一無線電力接收設備而獨立地啟用或停用。在一些實施方案中，無線電力傳輸設備可使用不同的一次線圈而支援多個無線電力接收設備之同時充電。再者，在一些實施方案中，無線電力傳輸設備可支援對相對於該等一次線圈移動的無線電力接收設備充電。
在一些實施方案中，無線電力傳輸設備可具有複數個一次線圈，該複數個一次線圈能夠獨立地傳輸無線電力。無線電力傳輸設備可具有針對各一次線圈之分開的電路系統，使得各一次線圈可經獨立地勵磁。例如，各一次線圈可與一不同的局部控制器、驅動器、電壓調整器、及類似者相關聯。在一些實施方案中，各一次線圈可與分開的電路組件耦合，如電容器(與一次線圈串聯)、電流感測電阻器、或其他元件。各局部控制器可判定是否使與其相關聯的一次線圈傳輸無線電力。例如，局部控制器可週期性地啟用與一次線圈(及串聯電容器)相關聯的一多個開關，以將一次線圈激磁(或短暫地激發)。局部控制器可執行一線圈電流感測程序，以判定無線電力接收設備是否定位在一 次線圈附近。若偵測到無線電力接收設備，該局部控制器可啟用與一次線圈相關聯一或多個開關，以使一次線圈傳輸無線電力。在一些實施方案中，局部控制器可獨立地管理多於一個一次線圈。
在一些實施方案中，與控制、勵磁一次線圈、管理通訊、及線圈電流感測相關聯的電子組件可封裝成一積體電路(IC)。例如，存在著用於每一個一次電路的一個IC。替代地，單一的IC可封裝與分開的一次線圈連接相關聯的多個局部控制器。使用IC可減少關聯於實施在無線電力傳輸設備中的多個一次線圈的空間及複雜度。再者，IC可降低當多個電子組件及一次線圈使用在無線電力傳輸設備中時可能存在的干擾、雜散電感、電阻、或其他電路寄生效應。
本發明提供充電表面可具有配置成層的一次線圈之陣列的設計，以降低或消除盲區。該設計可降低或消除在充電表面中具有不足以傳遞電力至無線電力接收設備的區域。在一些實施方案中，無線電力傳輸設備可稱為一無邊界充電盤。在一些實施方案中，無線電力傳輸設備能夠向在複數個一次線圈上方移動的無線電力接收設備提供無線電力。無線電力傳輸設備之一些實施方案可致使使用一次線圈的運動偵測，而不需一分開的位置或定向感測器。例如，無線電力傳輸設備可利用與各一次線圈相關聯的電路系統，以偵測在一次線圈附近出現的無線電力接收設備。
在一些實施方案中，無線電力傳輸設備可能夠基於無線電力接收設備相對於不同的一次線圈的置放，來同時充電多個無線電力接收設備。各一次線圈可基於無線電力接收設備係在該一次線圈附近的一偵測而獨立地啟用或停用。再者，可不必對無線電力接收設備之定向加諸限制。無線電力傳輸設備 (使用局部控制器)可基於無線電力接收設備的位置，來啟用最合適提供無線電力至無線電力接收設備的一次線圈。
在一些實施方案中，無線電力傳輸設備可與傳統的無線電力接收設備一同使用。例如，無線電力接收設備可根據一標準無線電力規範(諸如由Wireless Power Consortium提供的Qi®規範)而製造。在一些實施方案中，無線電力接收設備可係在一或多個一次線圈附近。回應於一回音(ping)動作而從無線電力接收設備接收一通訊的局部控制器可判定無線電力接收設備經鎖存至其一次線圈。局部控制器可使其一次線圈提供無線能量至無線電力接收設備之二次線圈。與附近的一次線圈相關聯的該等局部控制器可連續對第二無線電力接收設備之出現進行回音檢查。
在一些實施方案中，無線電力傳輸設備可能夠基於無線電力接收設備之一實際或預測的運動而判定相鄰的一次線圈啟用。例如，監督控制器可管理多個局部控制器以協調無線電力之傳輸。監督控制器可判定無線電力接收設備在第一一次線圈處的位置。監督控制器可判定或預測無線電力接收設備在一第一方向上從第一一次線圈至第二一次線圈的運動。基於預測之運動，監督控制器可使第二一次線圈準備傳輸能量。例如，監督控制器可使與第二一次線圈相關聯的局部控制器轉換成一準備狀態。該準備狀態可包括在致能後對與第二一次線圈相關聯的電路系統勵磁。由於EMI或無線電力傳輸設備之效率，一直保持所有一次線圈處於勵磁的狀態可能係不實用的。然而，藉由基於無線電力接收設備的預測之運動而選擇性地對相鄰的一次線圈勵磁，無線電力傳輸設備可連續對無線電力接收設備充電而僅有最少的延遲。雖然該運動可導致從第一一次線圈改變至第二一次線圈，但無線電力傳輸設備可降低或消除一些與該 改變相關聯的延遲。例如，可減少或消除與啟用無線充電相關聯的一交握程序。此外，此對無線電力接收設備的電力無縫傳遞可降低繼續操作無線電力接收設備所需的能量儲存大小。
可存在藉由本發明所支援的不同類型之運動。例如，該運動可相關於由振動或其他擾動導致的無意間的錯位。替代地，該運動可相關於無線電力接收設備的位置(在無線電力傳輸設備上方)之有意的變化。在一些實施方案中，無線電力接收設備可係在一可判定的方向上移動的一機器人或車輛。例如，伺服器可控制在一環境中的無線電力接收設備之運動，諸如在倉庫中的機器人之運動或在道路表面上方的車之運動。在一些實施方案中，監督控制器可從伺服器獲得控制資訊，以預測無線電力接收設備之運動。
在本發明中的標的之具體實施方案可經實施以實現一或多個下列潛在的優點。在一些實施方案中，經描述之技術可用於致使對在各種位置或定向上的一或多個無線電力接收設備充電。無線電力傳輸設備之效率可藉由基於無線電力接收設備之實際或預測的位置來選擇性地啟用分開的一次線圈而改善。在一些實施方案中，使用分開的局部控制器可降低具有多層陣列之一次線圈的無線電力傳輸設備之複雜度。
圖1顯示根據一些實施方案之包括一無線電力傳輸設備的無線電力系統之一實例，該無線電力系統能夠對多個無線電力接收設備充電。無線電力系統100包括無線電力傳輸設備110，該無線電力傳輸設備具有多個一次線圈120。該等一次線圈120之各者可與一電力訊號產生器及一局部控制器相關聯。例如，第一一次線圈121可與電力訊號產生器141相關聯，且由第一局部控制器131管理。類似地，第二一次線圈122可由第二局部控制器132管理。各一次線 圈可係傳輸一無線電力訊號(其亦可稱為無線能量)的一線圈。一次線圈可使用電感或磁力共振場(magnetic resonant field)來傳輸無線能量。電力訊號產生器可包括準備無線電力訊號的組件(未顯示)。例如，電力訊號產生器可包括一或多個開關、驅動器、串聯電容器、或其他組件。圖3中顯示電力訊號產生器之一實例。在一些實施方案中，電力訊號產生器、局部控制器、及其他組件(未顯示)可共同稱為發射器電路130。在一些實施方案中，發射器電路130之一些或全部經實施為一IC，該IC實施用於對分開的一次線圈進行獨立或分散控制之本發明之特徵。無線電力傳輸設備110可包括電源180，其經組態以向在無線電力傳輸設備110中的該等發射器電路之各者提供電源。電源180可將交流電(AC)轉換為直流電(DC)。
局部控制器可經組態以偵測無線電力接收設備的出現或無線電力接收設備在附近。例如，局部控制器可使其等相關的一次線圈週期性地傳輸一偵測訊號並測量線圈電流或負載之變化，該變化指示一物體接近一次線圈。在一些實施方案中，局部控制器可偵測一回音、無線通訊、負載調變、或類似者，以判定一無線電力接收設備經置於無線電力傳輸設備上。在一些實施方案中，發射器電路可以隨機時間執行偵測，且可獨立操作以偵測一無線電力接收設備。在一些實施方案，發射器電路可經組態以鄰近的一次線圈以固定的時間執行一偵測階段(detection phase)的模式來執行該偵測階段，以降低鄰近線圈干擾。
圖1顯示第一無線電力接收設備210及二次線圈220。第一無線電力接收設備210及二次線圈220係無線電力接收設備之實例。無線電力接收設備可係能夠接收無線電力的任何類型之裝置，包括一行動手機、電腦、膝上型 電腦、周邊設備、機件、機器人、車輛、或類似者。在一實例中，第一無線電力接收設備210可係一可移動裝置(諸如一電腦滑鼠、或類似者)，且該無線電力傳輸設備110可經實施向正在移動的該可移動裝置以傳輸電力至該可移動裝置的一表面。在另一實例中，第一無線電力接收設備210可係一機器人，該機器人用於使用在家庭、企業、倉庫、或其他位置，且無線電力傳輸設備110可經實施為一地毯或整合在地板中。在又一實例中，第一無線電力接收設備210可係一電動車，且無線電力傳輸設備110可經實施在道路、停車場、或類似者。
當一無線電力接收設備(諸如第一無線電力接收設備210)經置於無線電力傳輸設備110上接近第一一次線圈121，第一局部控制器131可偵測其出現。例如，在偵測階段期間，第一一次線圈121可傳輸一偵測訊號(其亦可稱為一回音)。在第一一次線圈121處的線圈電流可經測量以判定該線圈電流是否已超過一臨界值，該臨界值指示一物體在第一一次線圈121之電磁場中。若偵測到一物體，第一局部控制器131可等待來自第一無線電力接收設備210的一交握訊號(諸如識別訊號或設定訊號)，以判定該物體是否係一無線電力接收設備或一無關物體。該交握訊號可由第一無線電力接收設備210使用一系列之負載變化(諸如負載調變)來傳達。該等負載變化可由一線圈感測電路所偵測，並由第一一次線圈121解譯。第一一次線圈121可解譯負載中的變量，以恢復來自第一無線電力接收設備210的通訊。該通訊可包括資訊，諸如充電位準、需求電壓、接收之電力、接收器功率能力(power capability)、無線充電標準之支援、或類似者。
第一無線電力接收設備210可包括二次線圈220、整流器230、接收(RX)控制器240及可選的電池模組250。在一些實施方案中，電池模組 250可具有一積體充電器(integrated charger)(未圖示)。二次線圈220可基於由第一一次線圈121所接收的無線電力訊號而產生一感應電壓。一電容器(未圖示)可係串聯在二次線圈220與整流器230之間。整流器230可對該感應電壓整流並將該感應電壓提供至電池模組250。電池模組250可包括一充電器段、諸如一溫度偵測電路的保護電路、及過電壓與過電流保護電路。替代地，接收控制器240可包括一電池充電管理模組，其收集並處理電池模組250之充電站上的資訊。在一些實施方案中，接收控制器240可經組態以使用負載調變而經由二次線圈220與第一局部控制器131通訊。
圖1之無線電力系統100包括第二無線電力接收設備260，該第二無線電力接收設備260接近第二一次線圈122。如上文所述，第二局部控制器132可獨立於其他發射器電路而控制第二一次線圈122。因此，第二局部控制器132可使第二一次線圈122傳輸無線電力至第二無線電力接收設備260，而第一局部控制器131使第一一次線圈121傳輸無線電力至第一無線電力接收設備210。再者，第一局部控制器131及第二局部控制器132可管理與在其等個別一次線圈處進行無線充電相關聯的參數。例如，基於無線電力接收設備之類型或其等個別電池之充電位準，第一一次線圈121及第二一次線圈122之各者的電壓位準、諧振頻率、電力位準、或其他參數可係不同的。
在一些實施方案中，無線電力傳輸設備110可包括監督控制器170。監督控制器170若存在可協調多個局部控制器之操作。例如，監督控制器170可管理各發射器電路之偵測階段的模式。在一些實施方案中，監督控制器170可幫助局部控制器判定哪一個發射器電路最適合對特定無線電力接收設備進行無線充電。例如，局部控制器可向監督控制器170報告偵測階段資訊(諸如線 圈電流感測量測)。監督控制器170可比較偵測階段資訊，以判定哪一個發射器電路與該無線電力接收設備具有較佳的配對。在一些實施方案中，監督控制器170可使鄰近的發射器電路將無線電力訊號停用，以減少鄰近的干擾。在一些實施方案中，監督控制器170可使一鄰近的發射器電路處於「準備狀態」，使得若無線電力接收設備向一鄰近的發射器電路的方向移動，該鄰近的發射器電路準備好傳輸無線電力。藉由監督控制器170的協調可消除或降低通常涉及於在一次線圈與二次線圈之間的啟用充電的偵測階段或通訊之一些。關於可選的監督控制器170及無線電力接收設備之移動的態樣係進一步於圖4至圖6中描述。
圖2顯示根據一些實施方案之具有配置成一重疊樣式的多層一次線圈的無線電力傳輸設備之一實例。該實例無線電力傳輸設備200包括18個配置成兩重疊層的一次線圈。然而，一次線圈之數量及配置以一實例而提供。其他一次線圈之數量、層數、或配置係可行的。
從底部151開始，顯示了數個局部控制器135，包括第一局部控制器131及第二局部控制器132。該等局部控制器不必直接置於其等相關的一次線圈下。然而，為了方便說明，其等以如同其等對應的一次線圈定位在第一層152與第二層153之相同組態而顯示。例如，第一一次線圈121係顯示在第一層152上連同數個其他一次線圈。第二一次線圈122係顯示在第二層153上連同其他一次線圈。結合視圖154顯示線圈與其等對應的局部控制器在各線圈之中心重疊。再次說明，此繪圖係為了方便說明而提供。在一些實施方案中，線圈及重疊之數量可係使得在充電表面155中存在著一些或無盲區(dead zone)。除了無線電力傳輸設備200之外，圖2亦顯示置於充電表面155上的第一無線電力 接收設備210及第二無線電力接收設備260。第一無線電力接收設備210能夠基於其在發射器電路上方的位置而從第一一次線圈121鎖存(latch)及接收無線電力。類似地，第二無線電力接收設備260可從第二一次線圈122鎖存及接收無線電力。
各種可選的特徵可整合於無線電力傳輸設備之設計中。例如，在一些實施方案中，鐵磁體材料可使用在該無線電力傳輸設備之部分中，以不具有(或一些)盲區的方式來維持磁場。鐵磁體材料可經使用以將磁場平均分布。在一些實施方案中，可選擇線圈之形狀、重疊之數量、及材料，以改良效率、減少盲區、或兩者。
在一實例實施方案中，第一無線電力接收設備210可係一可移動裝置(諸如電腦滑鼠、或類似者)。充電表面155可係該可移動裝置操作於其上的一滑鼠墊、桌面、或類似者。在本發明中，為了簡述而將一移動裝置之實例描述為一滑鼠。當滑鼠相對於充電表面155移動時，不同的一次控制器可對該滑鼠充電。例如，當滑鼠在其對應的一次線圈上方的位置上之時，各發射器電路可偵測該滑鼠。當滑鼠移動至另一位置，最初的發射器電路可中斷無線電力傳遞，且新的發射器電路(在新的位置處)可執行無線電力傳遞。
圖3顯示根據一些實施方案之可與各一次線圈相關聯的一實例發射器電路。如上文所提及，在一些實施方案中，發射器電路130可經實施成一積體電路。替代地，發射器電路130之組件之一些或全部可經實施成在一印刷電路板上分開的電子組件。在圖3中，以參照的方式將電源180及第一一次線圈121顯示為發射器電路130可能的連結。在一些實施方案中，可使用一印刷電路板來作成電源180、發射器電路130及第一一次線圈121之間的連結。
圖3中的實例發射器電路130係可使用於本發明中的多數設計中之一者。在圖3之設計中，第一局部控制器131使用電性耦合於電源180的DC輸入線350來接收DC電力。該DC電力可係一特定電壓(諸如5V或12V)。替代地，局部控制器可包括電力調整段，以向在局部控制器中的次模組供應電壓需求。相同的DC電壓可電性耦合於數個開關，諸如開關330。開關330可包括一半導體開關，諸如一金屬氧化物半導體場效電晶體(MOSFET)、絕緣閘雙極電晶體(IGBT)、或類似者。替代地，開關330可包括一機械開關。在圖3之實例中，各開關可與二極體320成對。其他組件(諸如驅動器)未顯示在圖式中，但可能包括在該路徑中。
第一局部控制器131亦可跨該電橋之兩接腳之中心點來切換該等裝置，以將電源180從一DC輸出轉換成一AC輸出。線圈電壓VAC使用鏈路340饋送至局部控制器。可使用該等開關來控制該電容器至一次線圈對的施加電壓。例如，第一局部控制器131可改變各開關接腳之工作週期比、該等開關接腳之間的施加電壓之相角、施加電壓的頻率、或兩者。第一局部控制器131、開關、驅動器、二極體、及類似者可稱為電力訊號產生器141。在一些實施方案中，該等驅動器可整合於第一局部控制器131中。再者，第一局部控制器131可使用於該等開關之各者的輸出(標號為1、2、3、4)來控制電力訊號產生器141。第一局部控制器131及開關可經電性耦合至接地線360來完成該電路。該電容器及一次線圈形成一諧振電路。
在一些實施方案中，發射器電路130可包括一線圈電流感測電路，其在本發明中稱為局部感測器310。發射器電路130可能夠偵測在第一一次線圈121上的負載變化。局部感測器310可係與第一一次線圈121串聯連接的一電流 感測器。第一局部控制器131可基於由局部感測器310測量的負載變化來判定是否存在一物體。局部控制器可使用感測之電流、感測之電壓VAC 340、或其組合，來判定負載變化。亦可存在著一通訊單元(未圖示)或可將該通訊單元整合在第一局部控制器131中。通訊單元可監測由局部感測器310及/或VAC 340感測的負載變化，來將負載調變資料解碼。該通訊單元可接收由一無線電力接收設備所報告的一識別(ID)、充電狀態資訊、電壓控制資訊、或其他資訊。
圖3中描述的發射器電路130在無線電力傳輸設備中可重複配置。例如，可針對無線電力傳輸設備之各一次線圈存在著不同的發射器電路。其他設計可係可行的。例如，第一局部控制器131可控制不只一個一次線圈。替代地，IC可包括多個發射器電路，以獨立地控制不同的一次線圈。因為一次線圈可由其等對應的局部控制器獨立控制，所以簡化無邊界、自由位置充電盤之設計係可行的。例如，各一次線圈係由分開的發射器電路驅動及控制，該發射器電路可偵測無線電力接收設備。僅此等具有無線電力接收設備的一次線圈存在會被勵磁而充電。該設計可消除或降低額外的位置感測器或定向感測器(偵測無線電力接收設備在充電盤上的位置)之需求。EMI可藉由將不存在無線電力接收設備的一次線圈的停用而降低。再者，無線電力接收設備可具有不同的定向(由不同的一次線圈支援)。
雖然描述成一充電盤，但無線電力傳輸設備之結構可係不同的。例如，無線電力傳輸設備可定位在車輛、一件家具、牆壁之一部分、地板、或類似者中。在一些實施方案中，無線電力傳輸設備可整合成桌面、咖啡桌、桌子、櫃檯、或類似者的一部分。
圖4至圖6描述涉及無線電力接收設備移動的多個實施方案。為了簡述，圖4至圖6中移除第二無線電力接收設備。然而，圖4至圖6之特徵可與多個無線電力接收設備實施。再者，描述在圖4至圖6中的特徵可使用於靜止的無線電力接收設備，以及相對於無線電力傳輸設備110移動者。由於該系統之本質，無線電力接收設備可在經置於無線電力傳輸設備上之後改變位置或定向(不論無意間地或有意地)。例如，該運動可相關於由振動或其他擾動導致的無意間的錯位。替代地，該運動可相關於無線電力接收設備的位置(在無線電力傳輸設備上方)之有意的變化。不論運動的原因，該運動可導致二次線圈成為與一次線圈錯位。習知多線圈發射器在一錯位之後會切斷電力。此可導致在無線電力接收設備與最靠近的一次線圈(其中在該移動之後二次線圈成為對準於該一次線圈)之間建立電力協定時的延遲。在建立無線充電訊號中的延遲可導致無線電力接收設備在該延遲時間期間無法獲得電力。根據本發明之一些實施方案，監督控制器可保持相鄰的發射器電路處於準備的狀態，以在無線電力接收設備移動時傳輸電力。
圖4顯示根據一些實施方案之具有一監督控制器的一實例無線電力傳輸設備，該監督控制器用於基於局部物體偵測來協調多個局部控制器。無線電力系統400包括如描述於圖1中的無線電力傳輸設備110及第一無線電力接收設備210。首先，第一無線電力接收設備210可經由第一一次線圈121而鎖存並接收無線電力。例如，局部感測器310可偵測線圈電流的變化，該變化指示存在著第一無線電力接收設備210。第一局部控制器131及第一無線電力接收設備210可實施偵測階段、識別階段、設定階段、或其任一組合，以建立無線充電。接著第一局部控制器131可根據一組參數使電力訊號產生器141傳輸無線電 力。例如，該等參數可包括電壓位準、開關頻率、傳輸之頻率、電力位準、或類似者。
第一局部控制器131可與監督控制器170通訊。例如，第一局部控制器131可通知監督控制器170其已偵測到第一無線電力接收設備210。在一些實施方案中，第一局部控制器131可分享關於局部感測器310的資訊。在一些實施方案中，第一局部控制器131可分享其他資訊，諸如實施在用於無線充電的電力訊號產生器141處的該組參數。
監督控制器170可判定第二一次線圈122係一相鄰的(鄰近的)一次線圈。例如，監督控制器170可具有一空間關係表或其他資訊，以指示哪一個一次線圈係在第一一次線圈121旁邊。在圖4之實例中，第二一次線圈122係在第一一次線圈121旁邊。雖然圖4顯示僅3個發射器電路，但可有多個發射器電路，且監督控制器170可與數個相鄰的(鄰近的)發射器電路協調。為了簡述，圖4至圖6之說明描述只與一個發射器電路(與第二局部控制器132相關聯)協調。若第一無線電力接收設備210移動至一新的位置(顯示為位置211)，或者在該第一無線電力接收設備移動至該新的位置時，監督控制器170可使第二局部控制器132進入一準備狀態來接管無線充電。例如，監督控制器170可發送資訊(諸如該組參數)至第二局部控制器132。第二局部控制器132可組態其電力訊號產生器而不使第二一次線圈122發送無線電力，直到第一無線電力接收設備210在位置211處被偵測到。第二局部控制器132可週期性地發送偵測訊號並偵測線圈電流，以判定第一無線電力接收設備210何時在位置211處。因為第二局部控制器132已經預組態為準備狀態，第二局部控制器132可些許或無延遲地來接管無線充電。例如，第二局部控制器132可略過或減少該偵測階段、 識別階段、設定階段、或其任一組合，否則其等將被用於在第二一次線圈122與第一無線電力接收設備210之間建立無線充電。
在一些實施方案中，第二局部控制器132在其已接管無線充電時可通知監督控制器170。監督控制器170可使第一局部控制器131中斷充電，使得第一一次線圈121對第二一次線圈122不造成干擾。第一局部控制器131可停留在準備狀態以免第一無線電力接收設備210返回至最初位置。當第一無線電力接收設備210不再鄰近於第二一次線圈122處且非定位在相鄰於第一一次線圈121的一次線圈處時，第一局部控制器131可從準備狀態改變成一休眠或非活動狀態。第一局部控制器131可週期性地執行一偵測階段，以偵測無線電力接收設備210之歸回或其他無線電力接收設備。
圖4至圖6中的監督控制器170係顯示為在無線電力傳輸設備110中的一分開的組件。然而，在一些實施方案中，監督控制器170可按照功能分布在多個局部控制器中，其可經由在該等局部控制器之間的匯流排或其他互連件來通訊。在一些實施方案中，監督控制器170及多個發射器電路可實施在一單一IC中。
圖5顯示根據一些實施方案之具有一監督控制器的一實例無線電力傳輸設備，該監督控制器用於基於空間感測器來協調多個局部控制器。在一些實施方案中，空間感測器520可於無線電力傳輸設備110之外部，如圖5中顯示。替代地，空間感測器520可整合成在無線電力傳輸設備110中的一感測器，其不特定為一具體的發射器電路。空間感測器520可經組態以判定第一無線電力接收設備210在一環境中的位置。在圖5之實例中，第一無線電力接收設備210經描繪成一堆高機，諸如可在倉庫中發現者。然而，第一無線電力接收設備 210可係任何類型之裝置，包括行動電話、電腦、機件機器人、車輛、或類似者。圖5顯示本發明之一實施方案，其中無線電力傳輸設備110經整合在道路或地板表面中。
空間感測器520可經組態以判定第一無線電力接收設備210之位置。例如，空間感測器520可包括一相機、光感測器、聲音感測器、紅外線感測器、射頻(RF)能量感測器、RF識別(RFID)感測器、或其任一組合。在一些實施方案中，空間感測器520可在第一無線電力接收設備210在該環境中移動時(諸如到達位置211的移動)追蹤其位置。空間感測器520可向監督控制器170傳達移動之目前位置或方向。基於來自空間感測器520的資訊，監督控制器170可判定第一無線電力接收設備210之電流或預測位置。例如，監督控制器170可判定第一無線電力接收設備210正從第一一次線圈121上方的位置移動至第二一次線圈122。監督控制器170可與第一局部控制器131及第二局部控制器132協調，以幫助傳遞從第一一次線圈121至第二一次線圈122之無線充電。在一些實施方案中，監督控制器170可在第一無線電力接收設備210於多個一次線圈間移動時，提供一無縫(或半連續)無線充電對話(session)。
在一些實施方案中，空間感測器520可定位在第一無線電力接收設備210中。例如，空間感測器520可係第一無線電力接收設備210之一位基服務(諸如GPS、或類似者)。空間感測器520可向監督控制器170報告位置座標、方向、速度、或其他資訊。
圖6顯示根據一些實施方案之具有一監督控制器的一實例無線電力傳輸設備，該監督控制器用於基於來自一伺服器的控制資訊來協調多個局部控制器。伺服器620可經組態以監測或控制第一無線電力接收設備210之移動。 例如，伺服器620可控制庫存裝載機器人、清潔機器人、或類似者的移動。伺服器620可經整合在第一無線電力接收設備210中，或可係管理一或多個機器人、車輛、或裝置的一外部伺服器。監督控制器170可以通訊的方式耦合至伺服器620，且可接收來自伺服器620的位置資訊。基於來自空間感測器520的資訊，監督控制器170可判定第一無線電力接收設備210之電流或預測位置。例如，監督控制器170可判定第一無線電力接收設備210正從第一一次線圈121上方的位置移動至第二一次線圈122。監督控制器170可與第一局部控制器131及第二局部控制器132協調，以幫助傳遞從第一一次線圈121至第二一次線圈122之無線充電。
在一些實施方案中，伺服器620可控制第一無線電力接收設備210，使得伺服器620事先知道第一無線電力接收設備210將在一特定時間佔用哪一個位置211。伺服器620可使用此資訊使監督控制器170在第一無線電力接收設備210到達彼位置211之前，對第二局部控制器132預組態為一準備狀態。
圖7顯示根據一些實施方案之繪示無線電力傳輸之一實例程序的一流程圖。流程圖700始於方塊710。在方塊710處，無線電力傳輸設備可管理在無線電力傳輸設備中的複數個一次線圈。複數個一次線圈可能夠獨立地傳輸無線電力。複數個一次線圈可由複數個局部控制器管理。在方塊720處，無線電力傳輸設備可偵測在複數個一次線圈之第一一次線圈附近的一第一無線電力接收設備。例如，與第一一次線圈相關聯的第一局部控制器可基於跟隨一偵測訊號的一線圈電流感測量測來偵測無線電力接收設備之出現。在方塊730處，無線電力傳輸設備可(藉由第一局部控制器)使第一一次線圈回應於偵測到第一無線電力接收設備在第一一次線圈附近而傳輸無線電力。
圖8顯示根據一些實施方案在無線電力系統中使用的一實例電子裝置的一方塊圖。在一些實施方案中，電子裝置800可係無線電力傳輸設備(諸如無線電力傳輸設備110)。電子裝置800可包括處理器802(可能包括多個處理器、多個核心、多個節點、或實施成多線程等)。電子裝置800亦可包括記憶體806。記憶體806可係系統記憶體或任何在本文中描述之電腦可讀取媒體之可行的實作之一或多者。電子裝置800亦可包括匯流排810(諸如PCI、ISA、PCI-Express、HyperTransport®、InfiniBand®、NuBus®、AHB、AXI、等)。
電子裝置800可包括經組態以管理多個一次線圈864的多個局部控制器862。在一些實施方案中，局部控制器862可分布在處理器802、記憶體806及匯流排810內。局部控制器862可執行在本文中描述的一些或全部操作。記憶體806可包括可由處理器802執行的電腦指令，以實施在圖1至圖7中描述的實施方案之功能。此等功能之任一者可部分地(全部)實施在硬體中或處理器802上。例如，可以一特定應用積體電路、以處理器802中的邏輯實施、以周邊裝置或卡上的共處理器(co-processor)等來實施該功能。再者，實作可包括未繪示在圖8中的一些或額外的組件。處理器802、記憶體806及局部控制器862可經耦合至匯流排810。雖然繪示成耦合至匯流排810，但記憶體806可經耦合至處理器802。
圖1至圖8及描述在本文中之操作係為了幫助瞭解實例實施方案的實例，且不應用於限制潛在的實施方案或限制申請專利範圍之態樣。一些實施方案可以執行額外的操作、更少的操作、以平行或不同順序的方式操作、及一些操作。
如本文中所使用，提到「之至少一者」或「之一或多者」一系列之物品的用語係指任一彼等物品之組合，包括單一構件。例如，「a、b、或c之至少一者」意欲涵蓋下列可能性：僅有a、僅有b、僅有c、a及b之組合、a及c之組合、b及c之組合、以及a及b及c之組合。
連結本文中揭示之實施方案而描述的各種示意性組件、邏輯、邏輯方塊、模組、電路、操作及演算法程序可實施成電子硬體、韌體、軟體、或硬體、韌體、或軟體之組合，包括揭示在此說明書及其結構等效例中的結構。就功能而言硬體、韌體及軟體之互換性已大致地描述，並繪示在上文描述之各種示意性組件、方塊、模組、電路及程序中。此類功能是否實施在硬體、韌體、或軟體中取決於加諸在整體系統上的具體應用及設計限制。
用於實施連結本文中揭示之態樣的各種示意性組件、邏輯、邏輯方塊、模組及電路的硬體及資料處理設備可以下列方式實施或執行：經設計以執行本文中描述之功能的通用單(或多)晶片處理器、數位信號處理器(DSP)、特定應用積體電路(ASIC)、現場可程式閘極陣列(FPGA)或其他可程式邏輯裝置(PLD)、獨立閘(discrete gate)、或電晶體邏輯、獨立硬體組件、或其任一組合。通用處理器可係一微處理器、或任何習知處理器、控制器、微控制器、或狀態機。處理器亦可實施成計算裝置之組合，例如，DSP及微處理器之組合、多微處理器、結合DSP核心的一或多個微處理器、或任何其他此類組態。在一些實施方案中，特定程序、操作及方法可由專用於一已知功能的電路系統來執行。
如上文所述，在一些態樣中，描述在此說明書中的標的可實施成軟體。例如，揭示在本文中組件之各種功能，或者揭示在本文中的方法、操作、 程序、或演算法之各種方塊或步驟可實施成一或多個電腦程式之一或多個模組。此類電腦程式可包括編碼在一或多個有形處理器(或電腦)可讀取儲存媒體上的非暫時性處理器(或電腦)可執行指令，其藉由包括描述在本文中的裝置之組件的資料處理設備而用於執行，或者控制該資料處理設備之操作。舉例而言(且並非限制)，此儲存媒體可包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM、或其他光碟儲存、磁性儲存裝置、或任何其他媒體，其等可用於以指令或資料結構的形式來儲存程式碼。以上之組合亦應備包括在儲存媒體之態樣內。
描述在本發明中之實施方案的各種修改例對於所屬技術領域中具有通常知識者可係顯而易見的，且定義在本文中的通用原理在不悖離本發明態樣的情況下可經施加至其他實施方案。因此，申請專利範圍並非意欲限制在本文中所顯示的實施方案中，而是符合與本文中揭示之本發明、本原理及新穎特徵一致之最廣泛的態樣。
另外，在本說明書中以分開的實施方案之內容而描述的各種特徵亦可以單一實施方案來結合實施。相反地，以單一實施方案之內容而描述的各種特徵亦可以多個實施方案來分開實施或用任何合適的次組合來實施。如是，雖然特徵可作為特定組合描述於上文，且甚至最初亦係如是聲明，但經聲明之組合之一或多個特徵在一些案例中可自該組合而分割，且經聲明之組合可係關於次組合或次組合之變化例。
類似地，雖然操作以一特定順序描繪在圖式中，但此不應理解為要求以所顯示之該特定順序或以順序性的次序來執行此等操作，或者要求執行所有繪示之操作以達到所意欲之結果。再者，該等圖式可以流程圖或流程圖式來說明性地描繪一或多個實例。然而，未描繪之其他操作可併入在經說明性繪 示的該等實例過程中。例如，一或多個額外操作可在所繪示之操作中之任一者之前、之後、同時、之間來執行。在一些情況中，多工及平行處理可係有益的。再者，在上文描述之實施方案中的各種系統組件之分開狀態不應理解為要求在所有實施方案中皆係此分離狀態，且應理解的是，所述之程式組件及系統通常係可整合在一起為一單一軟體產品，或封裝成多個軟體產品。
100‧‧‧無線電力系統
110‧‧‧無線電力傳輸設備
120‧‧‧初級線圈
121‧‧‧第一一次線圈
122‧‧‧第二一次線圈
130‧‧‧發射器電路
131‧‧‧第一局部控制器
132‧‧‧第二局部控制器
141‧‧‧電力訊號產生器
170‧‧‧監督控制器
180‧‧‧電源
210‧‧‧第一無線電力接收設備
220‧‧‧二次線圈
230‧‧‧整流器
240‧‧‧接收(RX)控制器
250‧‧‧可選的電池模組
260‧‧‧第二無線電力接收設備

Claims (29)

  1. 一種無線電力傳輸設備，其包含：複數個一次線圈，包括至少一第一一次線圈及一第二一次線圈，其等能夠獨立地傳輸無線電力，其中，該第二一次線圈係相鄰於該第一一次線圈；以及複數個局部控制器，包括至少經組態以管理該第一一次線圈的一第一局部控制器及經組態以管理該第二一次線圈的一第二局部控制器，其中，回應於一第一無線電力接收設備係在該第一一次線圈附近的一判定：該第一局部控制器係經組態以使該第一一次線圈傳輸無線電力；以及該第二局部控制器係經組態以轉換成一準備狀態，使得，該第二局部控制器準備好使該第二一次線圈回應於該第一無線電力接收設備係已從該第一一次線圈運動至該第二一次線圈的一判定，而傳輸無線電力。
  2. 如請求項1之無線電力傳輸設備，其中進一步包含：一充電盤，在該充電盤上可放置多個無線電力接收設備，其中該複數個一次線圈經配置成一重疊樣式，該重疊樣式分布在該充電盤之多個層之間。
  3. 如請求項1之無線電力傳輸設備，其中，當被勵磁時該複數個一次線圈經配置以在該無線電力傳輸設備之一充電表面中建立一磁場且無盲區。
  4. 如請求項1之無線電力傳輸設備，其中，該第一無線電力接收設備係一可移動裝置，且其中該無線電力傳輸設備包括一表面，該表面用於在該可移動裝置正在移動時將電力傳輸至該可移動裝置。
  5. 如請求項1之無線電力傳輸設備，其中，該第二局部控制器經組態使該複數個一次線圈中之至少一第二一次線圈回應於一第二無線電力接收設備係在該第二一次線圈附近的一判定而傳輸無線電力。
  6. 如請求項5之無線電力傳輸設備，其中，該第一一次線圈及該第二一次線圈經組態以同時分別傳輸無線電力至該第一無線電力接收設備及該第二無線電力接收設備。
  7. 如請求項6之無線電力傳輸設備，其中：該第一局部控制器經組態以管理由該第一一次線圈傳輸至該第一無線電力接收設備的該無線電力之一第一電壓，以及該第二局部控制器經組態以管理由該第二一次線圈傳輸至該第二無線電力接收設備的該無線電力之一第二電壓。
  8. 如請求項1之無線電力傳輸設備，其中進一步包含：至少一第一局部控制器，其經組態以基於一線圈電流量測來偵測在該第一一次線圈附近的一物體；其中，該第一局部控制器經組態以基於一系列線圈電流量測中的負載變量，來判定該物體係該第一無線電力接收設備。
  9. 如請求項8之無線電力傳輸設備，其中，該第一局部控制器經組態以至少部分基於將與該等負載變量相關聯的負載調變資料解碼，來判定該物體係該第一無線電力接收設備。
  10. 如請求項1之無線電力傳輸設備，其中進一步包含：複數個局部感測器，其等經組態以偵測關聯於該複數個一次線圈中之對應一者的負載變量。
  11. 如請求項10之無線電力傳輸設備，其中，各局部控制器係關聯於對應的一局部感測器及對應的一次線圈，且其中，各局部控制器經組態以回應於由對應的該局部感測器偵測的該等負載 變量而管理一或多個一次線圈。
  12. 如請求項1之無線電力傳輸設備，其中進一步包含：一或多個通訊單元，其經組態以經由一或多個一次線圈與該第一無線電力接收設備的通訊，其中，該第一無線電力接收設備係判定為在該第一一次線圈附近係至少部分基於從該第一無線電力接收設備經由該第一一次線圈而接收的一第一通訊。
  13. 如請求項1之無線電力傳輸設備，其中，該第一無線電力接收設備經實施成用於運載人或物品的一車輛，且其中，該無線電力傳輸設備經實施在一地板或道路表面中。
  14. 如請求項1之無線電力傳輸設備，其中進一步包含：一監督控制器，其經組態以協調該複數個局部控制器之操作。
  15. 如請求項14之無線電力傳輸設備，其中，該監督控制器經組態以協調一偵測階段，該偵測階段係由該複數個局部控制器執行以使鄰近的局部控制器以固定的時間執行該偵測階段。
  16. 如請求項14之無線電力傳輸設備，其中，該監督控制器經組態以至少部分基於該第一無線電力接收設備相對於該複數個一次線圈的一位置，來協調該複數個局部控制器之無線充電。
  17. 如請求項16之無線電力傳輸設備，其中，該監督控制器經組態以至少部分基於來自該第一局部控制器的一指示來判定該位置，該指示為該第一無線電力接收設備係在該第一一次線圈附近。
  18. 如請求項16之無線電力傳輸設備，其中，該第一局部控制器經組態以判定該第一無線電力接收設備相對於該複數個一次線圈中之多個一次線圈 的該位置。
  19. 如請求項16之無線電力傳輸設備，其中，該監督控制器係以通訊的方式與至少一第一空間感測器耦合，而該空間感測器係經組態以偵測該第一無線電力接收設備相對於該複數個一次線圈中之多個一次線圈的該位置，且其中，該第一空間感測器包括一相機、一光感測器、一聲音感測器、一紅外線感測器、一射頻能量感測器中之至少一者。
  20. 如請求項14之無線電力傳輸設備，其中，該監督控制器經組態以與該第二局部控制器通訊，以使該第二一次線圈回應於該第一無線電力接收設備係已從該第一一次線圈運動至該第二一次線圈的該判定，而傳輸無線電力。
  21. 如請求項20之無線電力傳輸設備，其中，該監督控制器經組態以與該第一局部控制器通訊，以使該第一一次線圈回應於該第一無線電力接收設備係已從該第一一次線圈運動至該第二一次線圈的該判定，而停止傳輸無線電力至該第一無線電力接收設備。
  22. 如請求項14之無線電力傳輸設備，其中，該監督控制器經組態以基於該第一無線電力接收設備相對於該複數個一次線圈的位置之一改變，來預測該第一無線電力接收設備在一第一方向上從該第一一次線圈至該第二一次線圈的運動。
  23. 如請求項22之無線電力傳輸設備，其中，該監督控制器係以通訊的方式與控制該第一無線電力接收設備的一伺服器耦合，且其中該監督控制器經組態以基於從該伺服器獲得的控制資訊來預測該第一無線接收設備之該運動。
  24. 一種無線電力傳輸方法，其包含： 管理在一無線電力傳輸設備中的複數個一次線圈，其中，該複數個一次線圈包括至少一第一一次線圈及一第二一次線圈，而能夠獨立地傳輸無線電力，其中，該第二一次線圈係相鄰於該第一一次線圈，且其中，該複數個一次線圈係由複數個局部控制器管理，而該等局部控制器包括至少經組態以管理該第一一次線圈的一第一局部控制器及經組態以管理該第二一次線圈的一第二局部控制器；判定一第一無線電力接收設備係在該複數個一次線圈中之該第一一次線圈的附近；以及回應於判定該第一無線電力接收設備係在該第一一次線圈的附近：藉由該第一局部控制器，使該第一一次線圈傳輸無線電力；以及將該第二局部控制器轉換成一準備狀態，使得，該第二局部控制器準備好使該第二一次線圈回應於該第一無線電力接收設備係已從該第一一次線圈運動至該第二一次線圈的一判定，而傳輸無線電力。
  25. 如請求項24之方法，其中進一步包含：判定一第二無線電力接收設備係在該複數個一次線圈中之該第二一次線圈的附近；以及藉由該複數個局部控制器之該第二局部控制器，使該第二一次線圈回應於判定該第二無線電力接收設備係在該第二一次線圈的附近，而傳輸無線電力，其中，該第一一次線圈及該第二一次線圈經組態以同時分別傳輸無線電力至該第一無線電力接收設備及該第二無線電力接收設備。
  26. 如請求項24之方法，其中進一步包含：基於該無線電力接收設備之相對於該等複數個線圈的位置或運動，協調該複數個局部控制器之操作。
  27. 如請求項24之方法，其中進一步包含：藉由一監督控制器，協調由該等複數個局部控制器所執行的一偵測階段，以使鄰近的局部控制器以固定的時間執行該偵測階段。
  28. 如請求項27之方法，其中，該監督控制器經組態以至少部分基於該第一無線電力接收設備相對於該複數個一次線圈的一位置，來協調該複數個局部控制器之無線充電。
  29. 如請求項24之方法，其中進一步包含：基於該第一無線電力接收設備相對於該複數個一次線圈的位置之一改變，預測該第一無線電力接收設備在一第一方向上從該第一一次線圈至該第二一次線圈的運動。
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