用于抵消无线功率传输波的能量水平的系统和方法技术方案

本文公开的实施例可生成并发射功率波，所述功率波的物理波形特性(例如，频率、幅度、相位、增益、方向)导致功率波在传输场中的预定位置收敛，以生成能量口袋。与正在由无线充电系统供电的电子设备相关联的接收机可从这些能量口袋提取能量，随后将该能量转换成与接收机相关联的该电子设备可用的电功率。所述能量口袋可表现为三维场(例如，传输场)，其中能量可由位于能量口袋中或附近的接收机收获。

System and method for counteracting the energy level of a radio power transmission wave

Embodiments disclosed herein may generate and transmit power wave, the physical characteristics of the wave power waveform (e.g., frequency, amplitude, phase and gain and direction) lead to a predetermined position in the transmission wave power convergence field, to generate energy pockets. A receiver associated with an electronic device that is powered by a wireless charging system may extract energy from these energy pockets, and then convert the energy into electrical power available to the electronic device associated with the receiver. The energy pocket may be represented as a three-dimensional field (e.g., a transmission field), wherein energy may be harvested by a receiver located in or near the energy pocket.

【技术实现步骤摘要】
用于抵消无线功率传输波的能量水平的系统和方法
本申请总体涉及无线充电系统以及在此类系统中使用的硬件和软件部件。
技术介绍
关于以无线方式向电子设备发射能量，其中接收机设备可消耗传输的能量并将其转换成电能，已有多次尝试。然而，大多数常规技术无法发射能量至任何有意义的距离。例如，磁谐振无需电子设备连线到功率谐振器即可向设备供应电力。然而，该电子设备被要求邻近于功率谐振器的线圈(即，在磁场内)。其它常规方案并未设想到针对正在对其移动设备充电的用户的用户移动性，或者此类方案不允许设备位于可操作性的狭窄窗口之外。以无线方式为远程电子设备供电要求用于识别电子设备在功率发射设备的传输场中的位置的手段。常规系统通常试图将电子设备置于邻近的位置，因此没有能力在电子设备可能会到处移动的例如大型咖啡店、住户、写字楼或其它三维空间中识别并映射可用设备的频谱以进行充电。此外，需要一种针对两方面：即方向性目的和功率输出调制，来管理功率波产生的系统。由于很多常规系统并未设想到其所服务的电子设备会大范围移动，故而还需要一种用于动态和准确地跟踪功率发射设备可服务的电子设备的手段。无线功率传输可能需要满足某些法规要求。可能要求这些发射无线能量的设备遵守针对人类或其它生物的电磁场(EMF)暴露保护标准。美国和欧洲标准就功率密度极限和电场极限(以及磁场极限)定义了最大暴露极限。这些极限中的某些是由联邦通信委员会(FCC)针对最大容许暴露(MPE)制定的，某些极限是由欧洲监管者针对辐射暴露制定的。由FCC针对MPE制定的极限编制于法典47CFR§1.1310中。对于微波范围内的电磁场(EMF)频率，功率密度可用于表达暴露强度。功率密度被定义为每单位面积的功率。例如，功率密度通常可用如下方式来表达：每平方米的瓦特数(W/m2)、每平方厘米的毫瓦特数(mW/cm2)或每平方厘米的微瓦特数(μW/cm2)。相应地，期望适当地管理用于无线功率传输的系统和方法以满足这些法规要求。需要这样一种用于无线功率传输的手段：合并各种安全技术，以保证传输场中的人类或其它生物不会暴露于在接近或高于法规极限或其它标称极限的EMF能量中。需要这样一种实时监控和跟踪传输场中的物体的手段，并提供一种控制功率波的产生以调整为与传输场中的环境相适应的手段。
技术实现思路
本文公开的系统和方法旨在解决现有技术中的缺陷，同时还可提供额外或替代的优点。本文公开的实施例可生成并发射功率波，所述功率波的物理波形特性(例如，频率、幅度、相位、增益、方向)导致功率波在传输场中的预定位置收敛，以生成能量口袋。与正在由无线充电系统供电的电子设备相关联的接收机可从这些能量口袋提取能量，随后将该能量转换成与接收机相关联的该电子设备可用的电功率。所述能量口袋可表现为三维场(例如，传输场)，其中能量可由位于能量口袋中或附近的接收机收获。在某些实施例中，发射机可通过基于从传感器输入的传感器数据调节功率水平或避开特定物体调整功率波的传输来实现自适应口袋形成。一种用于识别传输场中的接收机的技术可用来确定应在哪里形成能量口袋以及应将功率波发射到哪里。这种技术可得到热图数据，这是一种制图数据，可存储在映射存储器中，以供稍后参考或计算。这些传感器可生成传感器数据，所述传感器数据可识别功率波应避开的区域。此传感器数据可为制图数据的补充或替代形式，其也可存储在映射存储器中以供稍后参考或计算。在一个实施例中，一种处理器实现的方法包括：发射机基于来自传感器的指示要避开的区域的传感器数据和来自指示包含接收机的区域的通信信号的热图数据，来确定传输场中待发射一个或多个功率波的位置，以及所述发射机基于所述位置将所述一个或多个功率波发射到所述传输场中，其中所述一个或多个功率波在所述位置处收敛。在另一实施例中，一种处理器实现的方法包括：响应于发射机从一个或多个传感器接收到传感器数据：所述发射机基于所述传感器数据识别敏感物体在传输场中的位置；响应于从接收机接收到指示所述接收机在所述传输场中的位置的反馈信号：所述发射机确定所述传输场中的口袋位置，其中所述口袋位置与所述敏感物体的位置超过阈值距离，并且至少邻近所述接收机的所述位置；以及所述发射机向所述传输场中的所述口袋位置发射所述一个或多个功率波。在另一实施例中，一种系统包括：发射机，所述发射机包括：传感器，被配置为检测传输场中的敏感物体，并生成指示所述敏感物体的位置的传感器数据；以及通信部件，被配置为与一个或多个接收机进行传送一个或多个通信信号的通信，其中所述发射机被配置为：在从所述传感器接收到传感器数据时，识别敏感物体在所述传输场中的位置，响应于所述发射机从接收机接收到指示所述接收机在所述传输场中的位置的反馈通信信号，确定所述传输场中的口袋位置，所述口袋位置与所述敏感物体的位置超过阈值距离，并且至少邻近所述接收机的位置，并且向所述传输场中的口袋位置发射所述一个或多个功率波。在另一实施例中，一种计算机实现的方法包括：用户设备的通信部件从发射机接收指示由所述发射机发射的一个或多个功率波的一个或多个特性的通信信号，至少一个特性是所述一个或多个功率波的功率水平；所位于接收机位置的所述用户设备识别从所述一个或多个功率波接收的能量的量；所述用户设备确定能量口袋的口袋位置，其中，所述口袋位置是具有所述一个或多个特性的所述一个或多个功率波在所述传输场中收敛的地方；并且当所述口袋位置具有比接收机位置更高的功率水平时，所述用户设备生成并显示具有指示相对于所述接收机位置到所述口袋位置的方向的指示符的用户界面。在另一实施例中，一种用户设备包括：无线通信部件，被配置为从发射机接收包含指示一个或多个功率波的一个或多个特性的一个或多个参数的通信信号；一个或多个天线，被配置为从由在口袋位置处收敛的一个或多个功率波形成的能量口袋收集功率；以及接收机处理器，被配置为识别从所述一个或多个功率波接收的能量的量；基于在所述通信信号中接收的一个或多个参数，来识别在所述一个或多个功率波中发射的能量的量；确定所述口袋位置；以及生成并显示具有指示相对于接收机位置到所述口袋位置的方向的指示符的用户界面。在另一实施例中，一种计算机实现的方法包括：发射机向传输场中多个段中的每一个发射低功率波；响应于所述发射机从接收机接收到包含指示包含所述接收机的段的数据的通信信号，所述发射机发射被配置为在包含所述接收机的所述段处收敛的一个或多个功率波。一种计算机实现的方法，包括：发射机设备向与所述发射机设备相关联的传输场发射一个或多个功率波和通信信号，所述通信信号包含定义所述一个或多个功率波的一个或多个特性的第一组传输参数；响应于所述发射机从接收机设备经由通信信号接收到指示所述接收机在所述传输场中的位置的设备数据：所述发射机设备根据所述设备数据向所述传输场的子段发射第二组传输参数，所述第二组传输参数定义所述一个或多个功率波的一个或多个特性；所述发射机设备基于定义一个或多个精炼特性的一组一个或多个精炼参数，来确定所述一个或多个功率波的一个或多个精炼特性，所述精炼参数基于从接收机设备接收的指示所述子段中的精炼位置的精炼位置数据；所述发射机根据所述一组精炼参数，生成具有所述一个或多个精炼特性的一个或多个精炼功率波；以及所述发射机将所述一个或多个精炼功率波本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于无线功率传输的方法，所述方法包括：由发射机接收关于与所述发射机的传输场内的一个或多个物体相关联的位置的位置数据；由所述发射机发射一个或多个功率波以聚集从而在电气设备的位置处形成能量口袋；以及由所述发射机发射一个或多个功率波以破坏性地聚集从而在所述一个或多个物体的位置处形成零空间。

【技术特征摘要】
2015.09.22 US 14/861,2461.一种用于无线功率传输的方法，所述方法包括：由发射机接收关于与所述发射机的传输场内的一个或多个物体相关联的位置的位置数据；由所述发射机发射一个或多个功率波以聚集从而在电气设备的位置处形成能量口袋；以及由所述发射机发射一个或多个功率波以破坏性地聚集从而在所述一个或多个物体的位置处形成零空间。2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：由所述发射机从传感器设备接收关于与所述一个或多个物体相关联的位置的位置数据，其中，所述传感器设备包括一个或多个类型的传感器。3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述传感器设备外部地位于所述发射机的外部并且电气地将所述位置数据发送到所述发射机，并且其中，所述传感器设备包括一个或多个类型的传感器。4.根据权利要求2所述的方法，其中，所述传感器设备包括毫米波传感器，并且其中，所述毫米波传感器被配置为将接收机的精确位置发送到所述发射机。5.根据权利要求2所述的方法，其中，所述传感器设备包括接近传感器，所述接近传感器被配置为发送传输场的最大容许照射量(MPE)区域内的所述一个或多个物体的位置数据。6.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：由所述发射机基于热图数据来接收接收机的位置数据；以及由所述发射机生成与所述接收机的位置接近的零空间。7.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：由所述发射机从内部或外部传感器设备接收接收机的位置；以及由所述发射机生成与所述接收机的位置接近的零空间。8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述零空间包括其中所述一个或多个功率波不形成能量口袋的空间。9.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：由所述发射机使用所生成的零空间来取消在特定方向或维度上的能量口袋。10.根据权利要求1所述的方法，其中，当所述一个或多个物体在距所述传输场预定距离之外移动时，取消所生成的零空...

【专利技术属性】
技术研发人员：迈克尔·A·利布曼，
申请(专利权)人：艾诺格思公司，
类型：发明
国别省市：美国,US