電力耦合裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開(kāi)一般地但不排他地涉及無(wú)線(xiàn)電力傳輸。
【背景技術(shù)】
[0002]除非本文另外指示，否則在此部分中描述的材料對(duì)于本申請(qǐng)中的權(quán)利要求而言不是現(xiàn)有技術(shù)，并且不通過(guò)包括在此部分中被承認(rèn)是現(xiàn)有技術(shù)。
[0003]無(wú)線(xiàn)電力傳送是能夠向裝置無(wú)線(xiàn)地傳送電力的技術(shù)。例如，這個(gè)技術(shù)能夠用來(lái)使用被無(wú)線(xiàn)地傳送給裝置的信號(hào)來(lái)對(duì)裝置的電池充電。能夠在諸如咖啡店和機(jī)場(chǎng)的各種地點(diǎn)中部署無(wú)線(xiàn)電力傳送系統(tǒng)。
[0004]然而，需要充電的裝置的性質(zhì)可能使過(guò)程復(fù)雜化。能夠受益于無(wú)線(xiàn)電力傳送的許多裝置(諸如智能電話(huà)、平板裝置和游戲控制器)是小且便攜式的。然而，這些裝置的尺寸限制了用于無(wú)線(xiàn)地高效地傳送電力的能力。結(jié)果，限制了裝置捕獲無(wú)線(xiàn)電力的能力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本文所公開(kāi)的一些實(shí)施方式涉及一種將信號(hào)從發(fā)射線(xiàn)圈傳送給裝置的設(shè)備。所述設(shè)備包括第一線(xiàn)圈、第二線(xiàn)圈和控制器。所述第一線(xiàn)圈被配置為例如通過(guò)由所述發(fā)射線(xiàn)圈發(fā)射的電磁輻射來(lái)與所述發(fā)射線(xiàn)圈耦合，使得在所述第一線(xiàn)圈中感生第一信號(hào)。所述第二線(xiàn)圈與所述第一線(xiàn)圈連接，使得所述第一信號(hào)存在于所述第二線(xiàn)圈中。所述第二線(xiàn)圈被配置為與所述裝置耦合。所述控制器被配置為調(diào)整所述第一線(xiàn)圈的諧振頻率以和所述發(fā)射線(xiàn)圈的驅(qū)動(dòng)頻率匹配。
[0006]在一些示例中，所述控制器可以包括整流器、可調(diào)電容和控制邏輯。所述控制邏輯調(diào)整所述可調(diào)電容，使得所述諧振頻率和所述驅(qū)動(dòng)頻率基本上匹配。
[0007]本文所公開(kāi)的例示性實(shí)施方式涉及被配置為與發(fā)射線(xiàn)圈耦合以將信號(hào)傳送給裝置的設(shè)備。示例性設(shè)備包括宿主對(duì)象、線(xiàn)圈組件和控制器。所述線(xiàn)圈組件附接至所述宿主對(duì)象并且被配置為與所述發(fā)射線(xiàn)圈耦合，使得所述線(xiàn)圈組件將第一信號(hào)傳送給所述裝置并且使得所述裝置接收電力。所述控制器被配置為改變所述線(xiàn)圈組件的諧振頻率以和所述發(fā)射線(xiàn)圈的驅(qū)動(dòng)頻率匹配。所述線(xiàn)圈組件可以包括接收線(xiàn)圈和耦合器線(xiàn)圈。
[0008]本文所公開(kāi)的一些實(shí)施方式涉及用于將信號(hào)傳送給被布置在裝置內(nèi)部的線(xiàn)圈使得所述裝置無(wú)線(xiàn)地接收電力的系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包括宿主對(duì)象、第一線(xiàn)圈、第二線(xiàn)圈和控制器。所述第一線(xiàn)圈可以被并入所述宿主對(duì)象并且對(duì)由所述第一線(xiàn)圈接收到的第一信號(hào)做出響應(yīng)。所述第二線(xiàn)圈可以被并入所述宿主對(duì)象并且被配置為與被布置在所述裝置內(nèi)部的所述線(xiàn)圈耦合以向所述裝置傳送電力。所述控制器被配置為確定所述第二線(xiàn)圈何時(shí)在傳送信號(hào)并且響應(yīng)于所述第一線(xiàn)圈的面積的變化來(lái)適配所述第一線(xiàn)圈的諧振頻率。
[0009]本文所公開(kāi)的一些實(shí)施方式涉及一種被配置為將無(wú)線(xiàn)電力傳送給電子裝置的設(shè)備。所述設(shè)備包括:接收線(xiàn)圈，該接收線(xiàn)圈被配置為響應(yīng)于電磁輻射而產(chǎn)生電信號(hào)；以及耦合器線(xiàn)圈，該耦合器線(xiàn)圈與所述第一線(xiàn)圈連接，使得所述電信號(hào)通過(guò)所述耦合器線(xiàn)圈。所述接收線(xiàn)圈的面積可以是所述耦合器線(xiàn)圈的面積的至少兩倍。所述設(shè)備還可以包括:可調(diào)電容器，其電容能夠被調(diào)整；控制器，該控制器被配置為調(diào)整所述可調(diào)電容，使得所述接收線(xiàn)圈的所述諧振頻率近似地等于所述電磁輻射的頻率；以及宿主對(duì)象，該宿主對(duì)象支承所述接收線(xiàn)圈、所述耦合器線(xiàn)圈和所述控制器。所述宿主對(duì)象支承所述電子裝置，使得當(dāng)所述電磁輻射存在時(shí)所述耦合器線(xiàn)圈將無(wú)線(xiàn)電力傳送給所述電子裝置。
[0010]本文所公開(kāi)的一些實(shí)施方式涉及用于向裝置無(wú)線(xiàn)地傳送能量的方法。示例性方法包括以下步驟:在第一線(xiàn)圈處無(wú)線(xiàn)接收第一信號(hào)；將在所述第一線(xiàn)圈中響應(yīng)于所述第一信號(hào)而生成的電流轉(zhuǎn)換成檢測(cè)信號(hào)；以及基于所述檢測(cè)信號(hào)來(lái)調(diào)整與所述第一線(xiàn)圈相關(guān)聯(lián)的電抗，使得所述第一線(xiàn)圈的諧振頻率和所述第一信號(hào)的驅(qū)動(dòng)頻率匹配。
[0011]本文所公開(kāi)的一些實(shí)施方式涉及用于向電子裝置提供無(wú)線(xiàn)能量的方法。示例性方法可以包括以下步驟:將所述電子裝置放置在可以包括接收線(xiàn)圈和耦合器線(xiàn)圈的宿主對(duì)象的表面上；以及通過(guò)所述裝置線(xiàn)圈與所述耦合器線(xiàn)圈之間的耦合來(lái)接收所述無(wú)線(xiàn)能量。電流是通過(guò)環(huán)境電磁場(chǎng)在所述接收線(xiàn)圈中感生的，并且電流流過(guò)所述耦合器線(xiàn)圈以提供所述無(wú)線(xiàn)能量。
[0012]前面的
【發(fā)明內(nèi)容】
僅是例示性的，并且并不旨在以任何方式為限制性的。除以上所描述的例示性方面、實(shí)施方式和特征之外，其它方面、實(shí)施方式和特征通過(guò)參照附圖和以下詳細(xì)描述將變得顯而易見(jiàn)。
【附圖說(shuō)明】
[0013]根據(jù)結(jié)合附圖進(jìn)行的以下描述和所附權(quán)利要求，本公開(kāi)的前面和其它特征將變得更加完全顯而易見(jiàn)。理解這些附圖僅描繪根據(jù)本公開(kāi)的數(shù)個(gè)實(shí)施方式，并且因此將不被認(rèn)為限制其范圍，將通過(guò)使用附圖以附加特性和細(xì)節(jié)描述本公開(kāi)，附圖中:
[0014]圖1A例示了線(xiàn)圈組件被配置為將電力無(wú)線(xiàn)地傳送給裝置的環(huán)境的示例。
[0015]圖1B例示了線(xiàn)圈組件中的發(fā)射線(xiàn)圈和接收線(xiàn)圈的等效電路的示例。
[0016]圖2描繪了線(xiàn)圈組件的例示性示例。
[0017]圖3A例示了線(xiàn)圈組件的示例。
[0018]圖3B例示了線(xiàn)圈組件的示例。
[0019]圖4例示了可以被配置為將電力無(wú)線(xiàn)地傳送給裝置的設(shè)備的示例。
[0020]圖5例示了可以被包括在線(xiàn)圈組件中的控制器和指示器的示例。
[0021]圖6例示了由控制器接收到的電壓與驅(qū)動(dòng)頻率之間的關(guān)系的示例。
[0022]圖7是用于將電力傳送給裝置的設(shè)備的例示性示例。
[0023]圖8例示了用于將電力傳送給至少一個(gè)裝置的設(shè)備的另一示例。
[0024]圖9例示了利用設(shè)備向裝置無(wú)線(xiàn)地傳送能量的方法的示例。
[0025]圖10示出了根據(jù)本公開(kāi)的被配置為適配線(xiàn)圈組件的諧振頻率的示例計(jì)算裝置。
【具體實(shí)施方式】
[0026]在以下詳細(xì)描述中，參照形成其一部分的附圖。在附圖中，除非上下文另外規(guī)定，否則類(lèi)似的符號(hào)通常標(biāo)識(shí)類(lèi)似的部件。在【具體實(shí)施方式】、附圖和權(quán)利要求中描述的例示性實(shí)施方式不意在為限制性的。在不脫離本文所呈現(xiàn)的主題的精神或范圍的情況下，可以利用其它實(shí)施方式，并且可以做出其它改變。如本文所通常描述和圖中所例示的，能夠按照各式各樣的不同配置布置、取代、組合、分離并且設(shè)計(jì)本公開(kāi)的方面，所述不同配置中的全部在本文中被顯式地設(shè)想到。
[0027]例示性實(shí)施方式涉及能夠增強(qiáng)被無(wú)線(xiàn)地傳送給各種裝置的電力的電力耦合器系統(tǒng)。示例耦合器系統(tǒng)可以包括線(xiàn)圈組件。線(xiàn)圈組件能夠接收能夠用來(lái)將電力(例如，作為磁信號(hào))傳送給裝置的信號(hào)，并且可以在與裝置的天線(xiàn)相比更長(zhǎng)的距離上允許電力傳送，并且/或者與單獨(dú)使用裝置天線(xiàn)相比增強(qiáng)電力傳送。線(xiàn)圈組件可以被配置為例如通過(guò)包括相對(duì)較大的接收線(xiàn)圈和相對(duì)較小的耦合器線(xiàn)圈高效地在近距離將信號(hào)耦合到裝置中。線(xiàn)圈組件還可以包括能夠調(diào)整線(xiàn)圈組件的特性使得線(xiàn)圈組件將電力傳送給裝置的能力被最大化的控制器。
[0028]線(xiàn)圈組件可以包括由諸如銅的金屬或其它導(dǎo)電材料形成的電線(xiàn)。電線(xiàn)被布置到可以包括一匝或更多匝的線(xiàn)圈中。線(xiàn)圈組件可以包括能夠與另一線(xiàn)圈(例如，發(fā)射線(xiàn)圈)無(wú)線(xiàn)地耦合的第一線(xiàn)圈(例如，接收線(xiàn)圈)。在一些示例中，接收線(xiàn)圈(R)和發(fā)射線(xiàn)圈(T)通過(guò)互感(Mrt)耦合，所述互感隨著接收線(xiàn)圈和發(fā)射線(xiàn)圈被進(jìn)一步移開(kāi)而減少。在一個(gè)示例中，能夠接收到電力的最大實(shí)際距離取決于接收線(xiàn)圈和/或發(fā)射線(xiàn)圈的幾何構(gòu)型。在一個(gè)示例中，最大實(shí)際距離大約是發(fā)射線(xiàn)圈的直徑的兩倍。接收線(xiàn)圈和發(fā)射線(xiàn)圈還可以具有它們自己的電感(L# LT)。
[0029]例如，當(dāng)給發(fā)射線(xiàn)圈被加電(交變電流通過(guò)發(fā)射線(xiàn)圈)時(shí)，生成了交變磁場(chǎng)。接收線(xiàn)圈通過(guò)磁場(chǎng)耦合至發(fā)射線(xiàn)圈并且響應(yīng)于由發(fā)射線(xiàn)圈生成的磁場(chǎng)在接收線(xiàn)圈中生成信號(hào)。
[0030]線(xiàn)圈組件還可以包括較小的第二線(xiàn)圈(例如，耦合器線(xiàn)圈)，線(xiàn)圈組件被配置為使得在接收線(xiàn)圈中感生的電流通過(guò)耦合器線(xiàn)圈。通過(guò)耦合器線(xiàn)圈的電流與對(duì)應(yīng)磁場(chǎng)相關(guān)聯(lián)。與耦合器線(xiàn)圈相關(guān)聯(lián)的磁場(chǎng)能夠與裝置中的天線(xiàn)(例如，裝置線(xiàn)圈)耦合。當(dāng)耦合器線(xiàn)圈與裝置線(xiàn)圈耦合時(shí)，在裝置線(xiàn)圈中生成電流。例如，這個(gè)電流能夠由裝置用來(lái)對(duì)電池充電或用于另一目的。接收線(xiàn)圈和耦合器線(xiàn)圈協(xié)作來(lái)將電力無(wú)線(xiàn)地傳送給裝置。
[0031]更一般地，線(xiàn)圈組件可以包括可以與第二線(xiàn)圈連接的第一線(xiàn)圈。第二線(xiàn)圈可以具有與第一線(xiàn)圈不同的幾何范圍，并且例如可以顯著地小于第一線(xiàn)圈。第一線(xiàn)圈可以被配置為與可以在源處生成的信號(hào)耦合?？梢皂憫?yīng)于所接收到的信號(hào)在第一線(xiàn)圈中感生電流。第一線(xiàn)圈和第二線(xiàn)圈被配置為使得在第一線(xiàn)圈中感生的信號(hào)也存在于第二線(xiàn)圈中。感生電流使得第二線(xiàn)圈能夠與裝置的天線(xiàn)(例如，諸如裝置線(xiàn)圈的另一線(xiàn)圈)耦合，使得與由第一線(xiàn)圈接收到的信號(hào)相關(guān)聯(lián)的電力的至少一部分被傳送給裝置。例如，如果在裝置的天線(xiàn)中生成了電流，則該電流能夠用來(lái)對(duì)裝置的電池充電或用于另一目的。
[0032]線(xiàn)圈組件使得電力能夠被更迅速地并且以更大效果和更高傳送效率傳送給裝置。可以被包括在線(xiàn)圈組件中的控制器能夠調(diào)整線(xiàn)圈組件的電抗，使得線(xiàn)圈組件的Q(質(zhì)量因數(shù))保持高。高Q指示能量損失相對(duì)于線(xiàn)圈的存儲(chǔ)能量的較低比率。高Q確保更多能量被傳送給裝置。
[0033]圖1A例示了線(xiàn)圈組件被配置為將電力無(wú)線(xiàn)地傳送給裝置的環(huán)境的示例。圖1A例示了發(fā)射線(xiàn)圈102、線(xiàn)圈組件104和裝置106。發(fā)射線(xiàn)圈102是能夠生成可以由線(xiàn)圈組件無(wú)線(xiàn)地接收到的信號(hào)或者能夠與線(xiàn)圈組件104耦合的發(fā)射裝置的示例。例如，當(dāng)發(fā)射線(xiàn)圈102包括環(huán)線(xiàn)或一匝或更多匝時(shí)，流過(guò)發(fā)射線(xiàn)圈102的交變電流能夠生成由線(xiàn)圈組件104接收到的磁場(chǎng)。以這種方式，線(xiàn)圈組件104與發(fā)射線(xiàn)圈102磁耦合。在一個(gè)示例中，當(dāng)在發(fā)射線(xiàn)圈中流動(dòng)的電流通過(guò)電磁感應(yīng)在線(xiàn)圈104中感生電壓時(shí)發(fā)射線(xiàn)圈102與線(xiàn)圈組件104磁耦合。發(fā)射線(xiàn)圈102與線(xiàn)圈組件104之間的耦合的強(qiáng)度可能取決于它們之間的距離、它們相對(duì)的形狀和與公共軸的關(guān)系。
[0034]一旦線(xiàn)圈組件104與發(fā)射線(xiàn)圈102耦合，線(xiàn)圈組件104就能夠類(lèi)似地與裝置106的天線(xiàn)108耦合。一旦線(xiàn)圈組件104與天線(xiàn)108無(wú)線(xiàn)地耦合，就能夠經(jīng)由線(xiàn)圈組件104將電力傳送給裝置106。線(xiàn)圈組件104比裝置106的天線(xiàn)108大并且有效地充當(dāng)裝置106的天線(xiàn)。在一個(gè)示例中，傳送給裝置106的電力是通過(guò)裝置106的天線(xiàn)108與線(xiàn)圈組件104之間的面積平方的增加而增強(qiáng)的。
[0035]更具體地，在圖1A的例示性示例中，信號(hào)由發(fā)射線(xiàn)圈102生成。例如交變電流可以在發(fā)射線(xiàn)圈102中流動(dòng)。在一個(gè)示例中，信號(hào)是當(dāng)電流被提供給發(fā)射線(xiàn)圈102或在發(fā)射線(xiàn)圈102中生成電流時(shí)生成的。在發(fā)射線(xiàn)圈102中流動(dòng)的電流生成包括磁場(chǎng)的場(chǎng)。
[0036]當(dāng)諸如交變電流或變化電流的信號(hào)存在于發(fā)射線(xiàn)圈102中時(shí)，線(xiàn)圈組件104可以與發(fā)射線(xiàn)圈102磁耦合。當(dāng)線(xiàn)圈組件104與發(fā)射線(xiàn)圈102耦合時(shí)，在線(xiàn)圈組件104中存在或感生信號(hào)。更具體地，電動(dòng)勢(shì)(例如，電壓和/或電流)可能因?yàn)榘l(fā)射線(xiàn)圈102與線(xiàn)圈組件104之間的磁感應(yīng)而存在于線(xiàn)圈組件104中。
[0037]類(lèi)似地，對(duì)發(fā)射線(xiàn)圈102的磁場(chǎng)做出響應(yīng)的線(xiàn)圈組件104中的信號(hào)或電流能夠在裝置106中感生信號(hào)。更具體地，線(xiàn)圈組件104能夠與裝置106中的天線(xiàn)108 (例如，線(xiàn)圈)磁耦合。僅作為示例，在天線(xiàn)108中感生的信號(hào)(例如，電壓和/或電流)能夠由裝置106用來(lái)對(duì)裝置106的電池充電。
[0038]圖1B例示了線(xiàn)圈組件中的發(fā)射線(xiàn)圈和接收線(xiàn)圈的等效電路的示例。圖1B例示了包括電感LT的發(fā)射線(xiàn)圈152。發(fā)射線(xiàn)圈152能夠與包括電感1^的接收線(xiàn)圈154磁耦合。發(fā)射線(xiàn)圈和接收線(xiàn)圈具有互感Mrt。圖1B例示了發(fā)射線(xiàn)圈152由源156在驅(qū)動(dòng)頻率fD下驅(qū)動(dòng)。如在下面更詳細(xì)地描述的，接收線(xiàn)圈154的Q(質(zhì)量因