感应电源制造技术

本发明专利技术涉及一种感应电源。在一个方面，本发明专利技术提供无线电源，其具有用于机械地将远程装置与所述电源互相连接的柱塞。所述柱塞可延伸/可收缩，以便与所述远程装置相互配合。在第二方面，本发明专利技术提供带有可移动的初级线圈的无线电源，当所述远程装置相对于所述充电表面设置在不同的位置的范围内时，可移动的初级线圈允许所述初级线圈与所述次级线圈之间的紧密的对准。所述可移动的初级线圈例如可通过钉、柱塞或磁体与所述远程装置联接。或者，可手动地调节所述可移动的初级线圈的位置。在第三方面，本发明专利技术提供具有绕公共轴线设置的多个充电台的充电碗。各充电台可包括允许在所述远程装置在所述充电表面上的定位中的一些自由度的可移动的初级线圈。在第四方面，本发明专利技术提供具有可手动地移动的初级线圈的无线电源。

【技术实现步骤摘要】
感应电源 专利技术背景 本专利技术涉及无线电源（wireless power supply),并且更具体地涉及感应电源。 随着便携式电子器件的广泛的和连续增长的使用，对无线电源系统有着不断增长 的需要，这种系统能在不需要直接有线连接的情况下充电和/或为电子装置供电。有线连 接存在多种问题，这些问题使他们不方便、累赘和美学上使人不愉快。或许最明显地，有线 连接要求物理地插接和拔出所述装置，会有乱糟糟的难看的花线，要求匹配花线上的插头 和远距离处的装置并且用一根花线一次仅能为一个装置充电。进一步地，对于常规的成对 的充电器，要求使用者保有和储存和所拥有的装置一样多的有线DC电源。 无线电源系统已被证明相对于有线连接具有显著的改进。无线电源系统消除了对 将电子装置连接到电源线的需要并且因此消除了许多与有线连接关联的问题。许多常规的 无线电源系统依靠感应电能转移（即使用电磁场的电能转移）以在没有电线的情况下传送 电能。典型的感应电能转移系统包括使用初级线圈以无线地传送变化电磁场形式的能量的 感应电源和使用次级线圈以将电磁场中的能量转换为电能的远程装置。为了给感应电能转 移系统提供最佳效率，通常希望在初级线圈和次级线圈之间提供适当的对准。对准通常通 过使用托架（cradle)或其它的类似的结构得以实现。例如，初级线圈可围绕用以紧密地接 收远程装置的包含次级线圈的部分的杯形插座（receptacle)的外部定位。当远程装置被 放置在杯中时，这两个线圈通过机械的相互配合变为紧密地对准。尽管有助于提供对准，但 是这个方法需要将远程装置小心翼翼地放置在托架内和实质上排除了电子装置相对于电 源的运动。它还可能限制感应电源与特别地构造成适配在杯或托架中的单个的装置一起使 用。它还限制了与多个包括次级线圈的装置的可交换性的容易度。通过限定，在充电器中 的杯状插座将提供与其被设计用于的次级装置的紧密的相互配合。然而，对于其它的装置， 它可能提供松配合或者太小以至于根本不允许任何配合的插座。 在另一个常规的应用中，电子装置设置有匹配的无线充电器。在这个构造中，无线 充电器包括向上延伸的固定钉以提供接收电子装置的安装结构用于充电。装置限定构造成 紧密地配合在该钉上方的空处。在使用中，通过将装置放置在无线充电器上使得空处配合 在该钉的上方而将装置对接在无线充电器上。在这个构造中，当远程装置被适当地对接在 无线充电器上时，将初级线圈和次级线圈被定位成提供适当的对准。尽管这个构造提供在 电子装置和它的匹配的无线充电器之间好的对准，它可能存在各种的问题。例如，将钉固定 并且因此不为远程装置提供任何的运动自由度。进一步地，固定的钉一直从充电表面延伸 (甚至当远程装置不出现时），因而干扰了充电表面为其它目的的应用。 在又一个常规的应用中，磁体用于将初级线圈和次级线圈吸引成紧密的对准。例 如，在一个常规的应用中，初级线圈耦合初级磁体并且被松配合在充电表面的下方的空处 中。当带有次级磁体的远程装置放置在充电表面上而与初级磁体足够接近时，初级磁体和 次级磁体的磁引力移动初级磁体经过空处而与次级磁体形成对准。这个，进而，吸引初级线 圈和次级线圈紧形成密的对准。尽管提供一些改进，磁引力的力可能不足以在空处内移动 初级磁体和初级线圈。在远程装置最初放置在充电表面上的位置使得初级磁体和次级磁体 还没有处于紧密的对准时尤其如此。进一步地，因为允许初级磁体和初级线圈在空处内自 由的移动，所以当最初将远程装置放置在充电表面上时，他们的位置可能未知。这个可能使 得更难于一开始就将两个磁体放在一起。
技术实现思路
本专利技术提供具有用于机械地将远程装置和电源互相连接的柱塞的无线电源。在一 个实施例中，柱塞在收缩位置和延伸位置之间可移动地安装在充电表面内，在收缩位置中 柱塞可与充电表面平齐，在延伸位置中柱塞从充电表面伸出以与远程装置相互配合。远程 装置可设置有形状被设计为用于容纳柱塞的插座。 在一个实施例中，柱塞和远程装置都设有磁体，这些磁体使得柱塞在远程装置接 近柱塞放置时延伸。在这个实施例中，例如可通过螺旋弹簧，将柱塞偏置在收缩位置，并且 在远程装置的磁体被足够接近柱塞内的磁体地放置时柱塞可延伸。 在一个实施例中，柱塞可包括当柱塞被延伸时激活无线电源的开关。开关可向无 线电源指示远程装置可能位于接收电能的适当位置。无线电源可通过从〃待机〃状态中唤 醒，并供电或试图确定有效的远程装置的存在（例如远程装置适于接收来自无线电源的电 能）而响应。 在一个实施例中，初级线圈设置在柱塞内，以便柱塞的延伸使初级线圈与次级线 圈更紧密的对准。例如，初级线圈可以是装入柱塞的尖端的电线线圈，例如Litz点线。当 柱塞延伸时，初级线圈可朝向远程装置延伸以提供更紧密的对准。 在第二方面，本专利技术提供具有可移动的初级线圈的无线电源，当远程装置相对于 充电表面被设置在不同的位置的范围内时，可移动的初级线圈允许初级线圈和次级线圈之 间的紧密的对准。 在一个实施例中，无线电源包括安装在充电表面中且具有至少一个运动自由度的 柱塞。在这个实施例中，初级线圈可以与柱塞相互连接以便初级线圈随柱塞一起移动。在 一个实施例中，初级线圈相对于柱塞同轴地设置。相应地，在使用中，初级线圈与柱塞一起 行进以保持与安装在柱塞上的远程装置的次级线圈的紧密的对准。柱塞在从充电表面突出 的位置可以是可收缩的（如上所述）或固定的。应该注意的是，围绕柱塞的360度旋转或 运动自由度是与这个设计相关联的固有的自由度。可分别地在360度旋转的任何部分中获 得无线电能。 在一个实施例中，可移动的初级线圈通过一个或更多的磁体耦合到远程装置。在 这个实施例中，初级线圈可移动地安装在无线电源内并被耦合到磁体，以便磁体的运动导 致初级线圈的运动。在这个实施例中，远程装置设有磁体，当远程装置被放置得足够接近时 该磁体将吸引初级磁体，并吸引初级线圈与次级线圈对准。可将初级线圈/初级磁体的组 合偏置在原位置（home position)。作为原位置的举例，可以为这样的位置：该位置允许使 用者放置并允许在放置期间在预期运动的已知区或区域内的柱塞接合。 在一个实施例中，初级线圈枢转地安装在连杆臂上，连杆臂给初级线圈提供沿着 两个轴线的运动。在这个实施例中，连杆臂一端可枢转地安装在框架。初级线圈可容纳在 大奖章形件（medallion)内，该大奖章形件枢转地安装在连杆臂的自由端。当连杆臂的枢 转运动与大奖章形件的枢转运动结合时，初级线圈自由地沿着两个轴线移动。可通过弹簧 将连杆臂偏置在原位置。 在第三方面，本专利技术提供具有设置在公共轴线周围的多个充电台的充电碗。各充 电台可包括倾斜的充电表面，倾斜的充电表面将远程装置保持在直立的位置并减少在相同 数量的装置被置于一个平面上而充电时所要求的占地面积。 在一个实施例中，各充电台包括可移动的初级线圈，可移动的初级线圈允许在远 程装置在充电表面上定位中的一些自由度。在一个实施例中，可移动的初级线圈包括柱塞， 该柱塞机械地将远程装置耦合到初级线圈以便初级线圈沿着充电表面与远程装置一起移 动。在替代性的实施例中，可移动的初级线圈和远程装置包括将初级线圈和远程装置耦合 的磁体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于将电能供应到远程装置的无线电源系统，包括：电源电路；初级线圈，其与所述电源电路电耦合，所述初级线圈能够响应从所述电源电路接收电能而产生电磁场；无线电源表面，所述表面设置在所述电磁场内；以及柱塞，其被支撑在所述表面中，所述柱塞能够在第一位置和第二位置之间移动，在第一位置中，所述柱塞大致与所述无线电源表面平齐或凹陷成低于所述无线电源表面，在第二位置中，所述柱塞从所述无线电源表面延伸出。

【技术特征摘要】
2009.01.06 US 61/142,6541. 一种用于将电能供应到远程装置的无线电源系统，包括： 电源电路； 初级线圈，其与所述电源电路电耦合，所述初级线圈能够响应从所述电源电路接收电 能而产生电磁场； 无线电源表面，所述表面设置在所述电磁场内；以及 柱塞，其被支撑在所述表面中，所述柱塞能够在第一位置和第二位置之间移动，在第一 位置中，所述柱塞大致与所述无线电源表面平齐或凹陷成低于所述无线电源表面，在第二 位置中，所述柱塞从所述无线电源表面延伸出。2. 根据权利要求1所述的系统，进一步包括远程装置，所述远程装置具有插座以当所 述柱塞在所述第二位置时容纳所述柱塞。3. 根据权利要求2所述的系统，其中，所述远程装置和所述柱塞中的至少一个包括磁 体。4. 根据权利要求3所述的系统，其中，所述远程装置和所述柱塞均包括磁体。5. 根据权利要求1所述的系统，进一步包括操作地连接到所述柱塞和所述电源电路的 开关，所述开关响应所述柱塞的运动而激活和去激活所述电源电路。6. 根据权利要求1所述的系统，其中，所述初级线圈通过所述柱塞承载。7. 根据权利要求1所述的系统，进一步包括使所述柱塞在所述第一位置和所述第二位 置之间移动的柱塞运动机构。8. -种用于将电能供应到远程装置的无线电源，包括： 电源电路； 初级线圈，其与所述电源电路电耦合，所述初级线圈能够响应所述电源电路所供应的 电能而产生电磁场； 无线电源表面，所述表面设置在所述电磁场内；以及 突起，其支撑在所述表面上，所述突起能够以至少一个自由度沿着所述表面移动，所述 初级线圈与所述突起相互连接，由此所述突起的运动导致所述初级线圈的运动。9. 根据权利要求8所述的系统，其中，所述突起为能够收缩位置和延伸位置之间移动 的柱塞，在收缩位置中，所述柱塞大致与所述无线电源表面平齐或凹陷成低于所述无线电 源表面，在延伸位置中，所述柱塞从所述无线电源表面延伸出。10. 根据权利要求9所述的系统，进一步包括安装成相对于所述表面枢轴运动的连杆 臂，所述初级线圈安装在所述连杆臂上。11. 根据权利要求10所述的系统，进一步包括枢转地安装在所述连杆臂上的载体，所 述突起和所述初级线圈安装在所述载体上。12. 根据权利要求11所述的系统，进一步包括促使所述连杆臂和所述载体中的至少一 个朝向原位置运动的偏置元件。13. 根据权利要求11所述的系统，进一步包括促使所述连杆臂朝向原位置运动的偏置 元件和促使所述载体朝向原位置运动的偏置元件。14. 一种用于无线地将电能供应到远程装置的无线电源系统，包括： 电源电路； 初级线圈，其与所述电源电路电耦合，所述初级线圈能够响应所述电源电路所供应的 电能而产生电磁场； 无线电源表面，所述表面设置在所述电磁场内并适于在所述电磁场内支撑远程装置； 可移动的载体，其安装成与所述表面相邻，所述初级线圈由所述载体承载；以及 控制器，用于手动地调节所述载体和因此所述初级线圈的相对于所述表面的位置，由 此能够选择性地移动所述初级线圈，以实现与放置在所述表面上的远程装置中的次级线圈 的改进的对准，从而改善所述初级线圈与所述次级线圈之间的耦合。15. 根据权利要求14所述的系统，进一步包括提供指示所述初级线圈与所述远程装置 中的所述次级线圈之间的对准程度的反馈的反馈指示器。16. 根据权利要求14所述的系统，其中，所述控制器进一步被限定为用于相对于所述 表面线性地移动所述可移动的载体的致动器。17. 根据权利要求14所述的系统，其中，所述控制器包括齿轮...

【专利技术属性】
技术研发人员：DW巴曼，WT小斯通纳，MJ诺尔康克，CJ穆尔，JK施万内克，TJ勒皮恩，RJ韦伯，RD尚珀，
申请(专利权)人：捷通国际有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US