用于使用铁磁材料调节磁场分布的系统和方法技术方案

均匀磁场可以在无线功率发射器中提供更好的性能，这归因于无线功率发射器的功率放大器的输出上的更小阻抗变化，并且均匀磁场还可以允许无线功率发射器衬垫更薄。本公开的一个方面提供了一种用于无线功率传送的设备。该设备包括被配置为生成磁场的基本上平面的发射天线。该设备还包括具有充电表面的衬垫。发射天线的至少一部分被设置在衬垫中。该设备还包括具有形状和相对于发射天线的位置的铁磁材料。铁磁材料的形状或位置中的至少一项或者它们的组合被选择以修改充电表面处的磁场的分布。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于使用铁磁材料调节磁场分布的系统和方法
本专利技术一般性地涉及无线功率。更具体地，本公开针对于使用铁磁材料来调节无线功率发射器所生成的磁场的分布。
技术介绍
越来越多数目和种类的电子设备经由可充电电池被供电。这样的设备包括移动电话、便携式音乐播放器、膝上型计算机、平板计算机、计算机外围设备、通信设备(例如，蓝牙设备)、数字相机、助听器等。虽然电池技术已经改进，但是电池供电的电子设备越来越需要并消耗更大量的功率，因此经常需要充电。可充电设备经常通过物理连接到电源的电缆或其他类似连接器而经由有线连接被充电。电缆和类似连接器有时可能是不方便的或繁琐的，并且具有其他缺点。无线充电系统可以克服有线充电解决方案的一些缺陷，其能够在自由空间中传送功率以被用于对可充电电子设备充电或者向电子设备提供功率。均匀磁场可以在无线功率发射器中提供更好的性能，这归因于无线功率发射器的功率放大器的输出上的更小的阻抗变化。如此，用于调节磁场分布以改进场均匀性的系统和方法在无线功率传送系统是合意的。
技术实现思路
所附权利要求的范围之内的系统、方法和设备的各种实施方式均具有若干方面，其中没有单个方面唯一地负责本文描述的合意属性。不限制所附权利要求的范围，一些突出特征在本文中被描述。这一说明书中所描述的主题的一种或多种实施方式的细节在附图和下文描述中被阐述。其他特征、方面和优点从描述、附图和权利要求来看将变得明显。注意，以下附图的相对尺寸可能没有按比例绘制。本公开的一个方面提供了一种用于无线功率传送的设备。该设备包括被配置为生成磁场的基本上平面的发射天线。该设备还包括具有充电表面的衬垫。发射天线的至少一部分被设置在衬垫中。该设备还包括具有形状和相对于发射天线的位置的铁磁材料。铁磁材料的形状或位置中的至少一项或者它们的组合被选择以修改充电表面处的磁场的分布。本公开的另一方面提供了一种用于无线功率传送的方法。该方法包括：在基本上平面的发射天线处生成磁场，发射天线的至少一部分被设置在衬垫中。该方法还包括：使用铁磁材料来修改衬垫的充电表面处的磁场的分布，铁磁材料具有形状并且相对于发射天线被定位。本公开的另一方面提供了一种用于无线功率传送的设备。该设备包括用于生成磁场的部件。该设备还包括用于修改衬垫的充电表面处的磁场的分布的部件，修改部件具有形状并且相对于生成部件被定位。本公开的另一方面提供了一种用于向一个或多个接收器设备无线地传送充电功率的装置。该装置包括线圈，线圈被配置为生成用于向该一个或多个接收器设备无线地传送充电功率的磁场，线圈具有限定第一平面的形状。该装置还包括被配置为容纳线圈的壳体，壳体具有表面，该表面被配置为允许将该一个或多个接收器设备定位在其上，该表面限定基本上平行于线圈的第一平面的第二平面。该装置还包括被定位在线圈与该表面之间的铁磁材料。本公开的另一方面提供了一种用于向一个或多个接收器设备无线地传送充电功率的方法。该方法包括在线圈处生成磁场以用于向该一个或多个接收器设备无线地传送充电功率，线圈被容纳在具有表面的壳体中。该方法还包括选择并定位铁磁材料以增大跨该一个或多个接收器设备经由磁场来接收功率的该表面的磁场的均匀性。本公开的另一方面提供了一种用于向一个或多个接收器设备无线地传送充电功率的装置。该装置包括用于生成磁场的部件，该磁场用于向该一个或多个接收器设备无线地传送充电功率，磁场生成部件被容纳在具有表面的壳体中。该装置还包括铁磁材料，铁磁材料被选择并定位以增大跨该一个或多个接收器设备经由磁场来接收功率的该表面的磁场的均匀性。附图说明图1是示例性无线功率传送系统的功能框图。图2是可以在图1的无线功率传送系统中使用的示例性组件的功能框图。图3是包括发射或接收天线的图2的发射电路系统或接收电路系统的一部分的示意图。图4是可以在图1的无线功率传送系统中使用的发射器的功能框图。图5是可以在图1的无线功率传送系统中使用的接收器的功能框图。图6示出了软件所仿真的由发射天线生成的磁场的图形。图7与图6类似，除了铁磁材料被定位在发射天线下方以修改磁场。图8示出了无线功率发射器的包括多匝发射环形天线的部分。图9是沿着图8的线9-9的截面视图，其示出了软件所仿真的由发射天线生成的磁场。图10与图8类似，除了铁磁材料被定位在发射天线周围以修改磁场的分布。图11是沿着软件所仿真的磁场的图10的线11-11的截面视图，该磁场由具有被定位在发射天线上方的铁磁材料的发射天线生成。图12示出了跨无线功率发射器的表面的图9和图11的仿真磁场的强度的图表。图13示出了被设置在无线功率发射器衬垫内的发射天线。图14示出了无线功率发射器的包括铁磁材料和发射天线的部分。图15示出了沿着图14的线15-15的截面视图。图16示出了无线功率发射器的包括铁磁材料的部分。图17示出了沿着图16的线17-17的截面视图。图18示出了无线功率发射器的包括铁磁材料的部分。图19示出了沿着图18的线19-19的截面视图。图20示出了无线功率发射器的包括铁磁材料的部分。图21示出了沿着图20的线21-21的截面视图。图22示出了根据一种实施例的包括铁磁材料和发射天线的无线功率发射器的截面视图。图23示出了根据另一实施例的包括铁磁材料和发射天线的无线功率发射器的截面视图。图24示出了根据另一实施例的包括铁磁材料和发射天线的无线功率发射器的截面视图。图25示出了根据另一实施例的包括铁磁材料和发射天线的无线功率发射器的截面视图。图26示出了根据另一实施例的包括铁磁材料和发射天线的无线功率发射器的截面视图。图27示出了根据另一实施例的包括铁磁材料和发射天线的无线功率发射器的截面视图。图28示出了包括铁磁材料的无线功率发射器，该铁磁材料具有至少一个弯曲。图29示出了包括铁磁材料的外环的无线功率发射器，该外环包围被定位在中心的包括多个开口的铁磁材料。图30示出了包括铁磁材料的无线功率发射器的截面视图，该铁磁材料具有厚度上的变化。图31示出了包括铁磁材料的无线功率发射器的截面视图，该铁磁材料提供空气间隙。图32是用于无线功率传送的示例性方法的流程图。附图中所图示的各种特征可能没有按比例绘制。因此，为了清楚，各种特征的尺寸可以任意地被放大或缩小。另外，一些附图可能没有描绘出给定系统、方法或设备的所有组件。最后，贯穿说明书和附图，相似的参考标号可以用来标示相似的特征。具体实施方式下文结合附图阐述的详细描述意图作为本专利技术的示例性实施例的描述，并且不意图表示本专利技术可以在其中被实践的仅有实施例。贯穿这一描述所使用的术语“示例性的”意指“用作示例、实例或例证”，并且不应当必然被解释为相对其他示例性实施例是优选的或有利的。该详细描述包括具体细节以用于提供对本专利技术的示例性实施例的彻底理解的目的。在一些实例中，一些设备以框图形式被示出。无线地传送功率可以是指将与电场、磁场、电磁场或其他方式相关联的任何形式的能量从发射器传送到接收器而不使用物理电导体(例如，功率可以通过自由空间被传送)。输出到无线场(例如，磁场)中的功率可以由“接收天线”接收、捕获或耦合以实现功率传送。图1是依据本专利技术的示例性实施例的示例性无线功率传送系统100的功能框图。输入功率102可以从功率源(未示出)被提供给发射器104以便生成场105用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于无线功率传送的设备，包括：基本上平面的发射天线，被配置为生成磁场；具有充电表面的衬垫，所述发射天线的至少一部分被设置在所述衬垫中；以及具有形状和相对于所述发射天线的位置的铁磁材料，所述铁磁材料的所述形状或所述位置中的至少一项或者它们的组合被选择以修改所述充电表面处的所述磁场的分布。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.09.05 US 14/478,4611.一种用于无线功率传送的设备，包括：基本上平面的发射天线，被配置为生成磁场；具有充电表面的衬垫，所述发射天线的至少一部分被设置在所述衬垫中；以及具有形状和相对于所述发射天线的位置的铁磁材料，所述铁磁材料的所述形状或所述位置中的至少一项或者它们的组合被选择以修改所述充电表面处的所述磁场的分布。2.根据权利要求1所述的设备，其中所述铁磁材料的磁导率被选择以修改所述充电表面处的所述磁场的所述分布。3.根据权利要求1所述的设备，其中所述铁磁材料的所述形状或所述位置中的至少一项或者它们的组合被选择以增大所述充电表面处的所述磁场的所述分布的均匀性。4.根据权利要求1所述的设备，其中所述铁磁材料的所述形状或所述位置中的至少一项或者它们的组合被选择以减小所述充电表面处的最大磁场强度值与最小磁场强度值之间的差异，以修改所述充电表面处的所述磁场的所述分布。5.根据权利要求1所述的设备，其中所述发射天线的至少一部分被定位在所述铁磁材料与所述充电表面之间的平面上，并且其中所述铁磁材料被配置为减小与所述充电表面相对的方向上的所述磁场的强度。6.根据权利要求1所述的设备，其中所述铁磁材料的至少一部分被定位在所述发射天线与所述充电表面之间的平面上。7.根据权利要求1所述的设备，其中所述铁磁材料包括第一铁磁部分和第二铁磁部分，所述第一铁磁部分被定位在所述发射天线与所述充电表面之间的第一平面上，所述第二铁磁部分被定位在所述发射天线和所述充电表面下方的第二平面上，所述发射天线被定位在所述第一铁磁部分与所述第二铁磁部分之间的第三平面上。8.根据权利要求1所述的设备，其中所述铁磁材料包括具有第一磁导率的第一铁磁部分和具有第二磁导率的第二铁磁部分，所述第一磁导率不同于所述第二磁导率。9.根据权利要求1所述的设备，其中所述发射天线包括多个匝，并且其中所述铁磁材料被定位在所述多个匝之间。10.根据权利要求1所述的设备，其中所述铁磁材料包括一个或多个孔。11.根据权利要求1所述的设备，其中所述铁磁材料的厚度是不均匀的。12.根据权利要求1所述的设备，其中所述铁磁材料的所述形状具有至少一个弯曲。13.根据权利要求1所述的设备，其中所述铁磁材料与所述充电表面被隔开以便在其间提供间隙。14.一种用于无线功率传送的方法，包括：在基本上平面的发射天线处生成磁场，所述发射天线的至少一部分被设置在衬垫中；以及使用铁磁材料来修改所述衬垫的充电表面处的所述磁场的分布，所述铁磁材料具有形状并且相对于所述发射天线被定位。15.根据权利要求14所述的方法，其中修改所述充电表面处的所述磁场的分布包括：选择所述铁磁材料的磁导率。16.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·奈贾塔里，F·卡罗博兰特，R·茨恩，ML·奇，郑胜宪，
申请(专利权)人：高通股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US