使用交替频率的多重磁谐振电力传输的扫频模式制造技术

电力传输板被配置为向多个便携式电子设备提供无线电力传输，其中每个设备相对于板是取向自由的。电力传输板还被配置为通过依据同时充电的设备的数目改变电力传输水平来进行电力自适应。每个设备被放置在磁场内，为了对设备电池进行充电。电力传输板包括扫频发生器，用于生成某一频谱上的电力传输。确定要充电的设备的数目，以及对每个设备实现最大能量传递的最优频率。扫频发生器被设定为循环经过为每个设备确定的最优频率。

【技术实现步骤摘要】
使用交替频率的多重磁谐振电力传输的扫频模式相关申请本专利申请要求2013年3月15日递交的题为“New Power ManagementIntegrated Circuit Partit1ning With Dedicated Primary Side Control Winding，，、序列号为61 / 799，124的共同未决的美国临时申请的优先权。本申请通过引用将序列号为61 / 799，124的美国临时申请全部并入。
本专利技术概括而言涉及无线电力传输(wireless power transmiss1n)的领域。更具体而言，本专利技术涉及对于磁谐振电力传输(magnetic resonant power transmiss1n)使用扫步页模式(sweep frequency mode)。
技术介绍
便携式电子设备使用要求周期性再充电的电池。传统的再充电技术包括有线方案和无线方案两者。在示范性的有线再充电技术中，电源适配器在一端包括用于插入到便携式设备中的电缆和电力转换器，并且在另一端包括电力输出口，例如壁式插座。 在示范性的无线再充电技术中，为无线电力传输配置了电源板(power supplypad)。电源板通常经由电源线连接到壁式插座。电源板包括电力发送器，用于进行到具有电力接收器的便携式电子设备的无线电力传输。电力发送器包括通信处理块和电力发送元件，例如线圈天线。电力发送元件生成磁场，通过该磁场，电力被无线地传输。磁场取向是电力发送元件的传输频率和物理取向的函数。传统的电源板以恒定的频率传输，并且由于电力发送元件的物理取向也是固定的，所以由电源板的电力发送元件生成的磁场具有特定的固定取向。诸如蜂窝电话之类的便携式电子设备包括通信处理块和电力接收元件，例如线圈天线。为了从电源板接收电力，便携式电子设备必须被定位在由电源板的电力发送元件生成的磁场的范围内。为了实现优化的能量传递，便携式电子设备还必须相对于电力发送元件恰当地取向。由于电力发送元件生成的磁场的特定取向，便携式电子设备的电力接收元件必须相对于磁场恰当地取向，否则无线电力传输就不是优化的，或者不能完成。这要求小心仔细地将便携式电子设备放置在电源板上或其附近，这对于终端用户来说可能是耗时且令人沮丧的。 在一些应用中，电源板装备有支架或其他类型的设备放置支持物，其大小被设置为以特定的取向接收便携式电子设备。支架在电源板内的取向使得当便携式电子设备被定位在支架内时，便携式电子设备的电力接收元件与电源板的电力发送元件恰当地对齐，并且因此与磁场恰当地对齐。然而，必须将便携式电子设备放置在支架内几乎使得为了在不需要硬连接到电源的情况下自由放置设备而设计的无线电力传输应用的目的失败了。 传统的电源板还被配置为传输固定量的电力。在被设计为一次对单个便携式电子设备充电的应用中，电源板被设计并制造为传输兼容单个便携式电子设备的固定量的电力，例如5W。在其他应用中，电源板打算同时对多个设备充电。在此情况下，电源板被设计并制造为具有大得多的固定电力传输水平，例如15W或20W。这个固定电力传输水平对于到最大数目的便携式电子设备的峰值电力传递是足够的。然而，当少于最大数目的设备被充电时，该电力传输水平是过量的。另外，同时对多个设备充电也遭遇了与单设备系统相同的取向相关问题。
技术实现思路
电力传输板被配置为向多个接收设备提供无线电力传输，其中每个接收设备相对于板是取向自由的。电力传输板还被配置为通过依据同时充电的接收设备的数目改变电力传输水平来进行电力自适应。板充当发送器，并且是磁“热”的，意思是板在被加电时生成磁场。每个接收设备——例如蜂窝电话、平板电脑或其他便携式电子设备——被放置在该磁场内，为了对设备电池进行充电。与传统的无线电池充电系统不同，对于接收设备相对于板的取向没有限制。电力传输板包括扫频发生器，用于生成某一频谱上的电力传输。确定要充电的接收设备的数目，以及对每个接收设备实现最大能量传递的最优频率。在一些实施例中，利用为每个个体接收设备确定的最优频率来确定单个组合最优频率。将扫频发生器锁定到该单个组合最优频率，并且根据接收设备的数目来设定电力传输水平。在其他实施例中，扫频发生器被设定为在为每个接收设备确定的最优频率之间来回变化。 在一个方面中，公开了一种用于无线电力传输的电力传输板。该电力传输板包括线圈、电力发送器和控制器。电力发送器包括扫频发生器，该扫频发生器与线圈耦合以通过线圈提供频率变化的信号，从而生成可变磁场。控制器与线圈和与扫频发生器耦合。当要充电的一个或多个便携式电子设备被定位在可变磁场内时，电力传输板被配置为对于每个便携式电子设备确定与从电力传输板到该便携式电子设备的最大能量传递相对应的谐振频率，并且使电力传输信号的频率循环经过所确定的一个或多个便携式电子设备的谐振频率。在一些实施例中，电力传输板还被配置为确定被定位在可变磁场内的便携式电子设备的数目并且根据所确定的数目来调整电力传输信号的电力传输水平。 在另一方面中，公开了一种用于无线电力传输的系统。该系统包括要充电的一个或多个便携式电子设备，以及电力传输板。电力传输板被配置为生成可变磁场。当一个或多个便携式电子设备被定位在可变磁场内时，电力传输板被配置为对于每个便携式电子设备确定与从电力传输板到该便携式电子设备的最大能量传递相对应的谐振频率，并且使电力传输信号的频率循环经过所确定的一个或多个便携式电子设备的谐振频率。在一些实施例中，电力传输板还被配置为确定被定位在可变磁场内的便携式电子设备的数目并且根据所确定的数目来调整电力传输信号的电力传输水平。 在另一方面中，公开了另一种用于无线电力传输的系统。该系统包括电力传输板和将要充电的一个或多个便携式电子设备。电力传输板包括第一线圈、电力发送器和控制器。电力发送器包括扫频发生器，该扫频发生器与第一线圈耦合以通过第一线圈提供频率变化的信号，从而生成可变磁场。控制器与第一线圈和与扫频发生器耦合。每个便携式电子设备包括第二线圈和电力接收器。电力接收器与第二线圈耦合并且被配置为经由第二线圈接收从电力传输板传递来的能量。当一个或多个便携式电子设备被定位在由电力传输板生成的可变磁场内时，控制器被配置为确定被定位在可变磁场内的便携式电子设备的数目，根据所确定的数目来调整电力传输信号的电力传输水平，为每个便携式电子设备确定与从电力传输板到该便携式电子设备的最大能量传递相对应的谐振频率。控制器还被配置为使电力传输信号的频率循环经过所确定的一个或多个便携式电子设备的谐振频率。 在一些实施例中，电力发送器和控制器包括电源管理器，该电源管理器被配置为根据当前在充电的便携式电子设备的数目来调整电力传输信号的电力传输水平和频率。在一些实施例中，当一个或多个便携式电子设备中的一个便携式电子设备被定位在由电力传输板生成的可变磁场内时，在该便携式电子设备与电力传输板之间执行握手协议，并且电力传输板被配置为通过对握手协议的数目计数来确定被定位在可变磁场内的便携式电子设备的数目。在一些实施例中，当一个或多个便携式电子设备中的一个便携式电子设备变得充满电，被从可变磁场中移除时，或者新的便携式电子设备被定位在可变磁场内时，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于无线电力传输的电力传输板，包括：a.线圈；b.电力发送器，其具有扫频发生器，该扫频发生器与所述线圈耦合以通过所述线圈提供频率变化的信号，从而生成可变磁场；以及c.控制器，与所述线圈和与所述扫频发生器耦合，其中，当要充电的一个或多个便携式电子设备被定位在所述可变磁场内时，所述电力传输板被配置为对于每个便携式电子设备确定与从所述电力传输板到该便携式电子设备的最大能量传递相对应的谐振频率，并且使电力传输信号的频率循环经过所确定的所述一个或多个便携式电子设备的谐振频率。

【技术特征摘要】
2013.03.15 US 61/799,124;2013.04.17 US 13/865,0771.一种用于无线电力传输的电力传输板，包括: a.线圈； b.电力发送器，其具有扫频发生器，该扫频发生器与所述线圈耦合以通过所述线圈提供频率变化的信号，从而生成可变磁场；以及 c.控制器，与所述线圈和与所述扫频发生器耦合，其中，当要充电的一个或多个便携式电子设备被定位在所述可变磁场内时，所述电力传输板被配置为对于每个便携式电子设备确定与从所述电力传输板到该便携式电子设备的最大能量传递相对应的谐振频率，并且使电力传输信号的频率循环经过所确定的所述一个或多个便携式电子设备的谐振频率。2.如权利要求1所述的系统，其中，所述电力传输板还被配置为确定被定位在所述可变磁场内的便携式电子设备的数目并且根据所确定的数目来调整所述电力传输信号的电力传输水平。3.一种用于无线电力传输的系统，包括: a.要充电的一个或多个便携式电子设备；以及 b.电力传输板，被配置为生成可变磁场，并且其中当所述一个或多个便携式电子设备被定位在所述可变磁场内时，所述电力传输板被配置为对于每个便携式电子设备确定与从所述电力传输板到该便携式电子设备的最大能量传递相对应的谐振频率，并且使电力传输信号的频率循环经过所确定的所述一个或多个便携式电子设备的谐振频率。4.如权利要求3所述的 系统，其中，所述电力传输板还被配置为确定被定位在所述可变磁场内的便携式电子设备的数目并且根据所确定的数目来调整所述电力传输信号的电力传输水平。5.一种用于无线电力传输的系统，包括: a.电力传输板，包括: 1.第一线圈； ?.电力发送器，其具有扫频发生器，该扫频发生器与所述第一线圈耦合以通过所述第一线圈提供频率变化的信号，从而生成可变磁场；以及 ii1.控制器，与所述第一线圈和与所述扫频发生器耦合； b.要充电的一个或多个便携式电子设备，每个便携式电子设备包括: 1.第二线圈；以及 i1.电力接收器，与所述第二线圈耦合，被配置为经由所述第二线圈接收从所述电力传输板传递来的能量， 其中当所述一个或多个便携式电子设备被定位在由所述电力传输板生成的所述可变磁场内时，所述控制器被配置为确定被定位在所述可变磁场内的便携式电子设备的数目，根据所确定的数目来调整电力传输信号的电力传输水平，为每个便携式电子设备确定与从所述电力传输板到该便携式电子设备的最大能量传递相对应的谐振频率，并且使所述电力传输信号的频率循环经过所确定的所述一个或多个便携式电子设备的谐振频率。6.如权利要求5所述的系统，其中，所述电力发送器和所述控制器包括电源管理器，该电源管理器被配置为根据当前在充电的便携式电子设备的数目来调整所述电力传输信号的电力传输水平和频率。7.如权利要求5所述的系统，其中，当所述一个或多个便携式电子设备中的一个便携式电子设备被定位在由所述电力传输板生成的所述可变磁场内时，在该便携式电子设备与所述电力传输板之间执行握手协议，并且其中所述电力传输板被配置为通过对握手协议的数目计数来确定被定位在所述可变磁场内的便携式电子设备的数目。8.如权利要求5所述的系统，其中，当所述一个或多个便携式电子设备中的一个便携式电子设备变得充满电，被从可变磁场中移除时，或者新的便携式电子设备被定位在所述可变磁场内时，所述电力传输板被配置为通过确定要充电的便携式电子设备的更新后数目来再校准所述电力传输水平，并且根据所确定的更新后数目来调整所述电力传输水平。9.如权利要求8所述的系统，其中，当所述一个或多个便携式电子设备中的一个便携式电子设备变得充满电，被从可变磁场中移除时，或者新的便携式电子设备被定位在所述可变磁场内时，所述电力传输板还被配置为使所述电力传输信号的频率循环经过所确定的更新后数目的便携式电子设备的谐振频率。10.如权利要求5所述的系统，其中，每个便携式电子设备包括谐振回路，该谐振回路包括所述第二线圈，并且与最大能量传递相对应的谐振频率包括该谐振回路的谐振频率。11.如权利要求5所述的系统，其中，所述电力接收器还包括电力管理块，该电力管理块被配置为监视便携式电子设备电池的充电水平，并且被配置为生成充电水平状态信号。12.如权利要求11所述的系统，其中，所述充电水平状态信号包括在电池被充满电时的电力传输终止信号。13.如权利要求11所述的系统，其中，所述充电水平状态信号经由所述第二线圈和所述第一线圈被发送到所 述电力发送器。14.如权利要求5所述的系统，其中，每个便携式电子设备还包括与所述电力接收器耦合的电池充电器。15.如权利要求5所述的系统，其中，确定谐振频率包括在所述扫频发生器使传输频率扫过一扫频频谱的同时监...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·泰利福斯，
申请(专利权)人：弗莱克斯电子有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US