智能服装的无线充电技术及相关系统和方法技术方案

本文公开了一种智能服装的无线充电技术及相关系统和方法。提供无线充电智能纺织品(例如智能服装)的技术。本申请的多个方面提供了一种智能服装装置，其具有集成线圈和整流器的阵列，其能够从产生大致均匀AC磁场的抽屉或其他外壳无线充电装置。无论服装如何放置在外壳中，智能服装一旦放入外壳内就可以从磁场中汲取力量。该方法可应用于任何形状的服装，并且可以将多个服装放置在同一个磁场中同时对多个服装进行充电。

Wireless Charging Technology of Smart Garment and Related System and System

This paper discloses a wireless charging technology for smart clothing and its related system and method. Provide wireless charging technology for smart textiles (such as smart clothing). Many aspects of the application provide a smart clothing device with an array of integrated coils and rectifiers capable of wireless charging from drawers or other enclosures that generate roughly uniform AC magnetic fields. No matter how the clothes are placed in the outer shell, once the smart clothes are placed in the outer shell, they can draw strength from the magnetic field. The method can be applied to clothing of any shape, and multiple clothes can be placed in the same magnetic field to charge multiple clothes at the same time.

【技术实现步骤摘要】
智能服装的无线充电技术及相关系统和方法相关申请的交叉引用本申请根据35U.S.C.§119(e)要求于2017年6月13日提交的题为“智能服装的无线充电的系统和方法”、代理人案号为G0766.70206US00的美国临时专利申请No.62/519,099的权益，其通过引用全部并入本文。
本申请涉及无线充电智能纺织品(例如智能服装)的技术
技术介绍
智能服装是一个具有巨大发展潜力的新兴市场。可以集成到服装中的建议功能包括重要标志监控、用户界面、主动加热和冷却、主动舒适控制、主动显示、手势识别、姿态监控和/或危险状态监控。然而，这样的功能通常需要电源。从运动或佩戴者的其他方面收集能量有时被提出作为为智能服装提供动力的技术，但以这种方式创建的可用能量在服装上通常非常有限(例如，小于1mW)，并且可能不足以用于许多期望的功能的服装。能够为所需功能提供足够能量的电池可能太重且/或太笨重以至于不能在服装中接受。
技术实现思路
提供无线充电智能纺织品(例如智能服装)的技术。本申请的多个方面提供了一种智能服装装置，其具有集成线圈和整流器的阵列，其能够从产生大致均匀AC磁场的抽屉或其他外壳无线充电装置。无论服装如何放置在外壳中，智能服装一旦放入外壳内就可以从磁场中汲取力量。该方法可应用于任何形状的服装，并且可以将多个服装放置在同一个磁场中同时对多个服装进行充电。根据一些方面，提供可无线充电的智能服装，包括：至少一种纺织品；和集成到所述至少一种纺织品中的无线电力接收器，无线电力接收器包括多个电感器、和与所述多个电感器的相应电感器串联的多个整流元件。根据一些方面，提供一种用于对智能服装进行无线充电的系统，所述系统包括：包括至少一个磁场源的外壳，所述至少一个磁场源可操作以在所述外壳内产生AC磁场；和所述外壳内的服装，所述服装包括：至少一种纺织品；和集成到所述至少一种纺织品中的无线电力接收器，无线电力接收器包括多个电感器、和与所述多个电感器的相应电感器串联的多个整流元件。根据一些方面，提供可无线充电的智能服装，包括：至少一种纺织品；和集成到所述至少一种纺织品中的无线电力接收器，无线电力接收器包括多个互连的单元电池，所述多个单元电池的每个单元电池包括至少一个电感器和至少一个整流元件。上述装置和方法实施例可以用上面或下面进一步详细描述的方面，特征和行为的任何适当组合来实现。本教导的这些和其他方面，实施例和特征可以从以下结合附图的描述中更充分地理解。附图说明将参考以下附图来描述各个方面和实施例。应该理解的是，附图不一定按比例绘制。在附图中，在各个图中示出的每个相同或几乎相同的部件由相似的数字表示。为了清楚起见，并非每个组件都可以在每张图中标注。图1描绘了根据一些实施例的包括无线充电电路的说明性智能服装；图2描绘了根据一些实施例的说明性无线充电电路，其中电感器和整流器组并联连接；图3描绘了根据一些实施例的无线充电电路中的电感器和整流器的阵列；图4示出了根据一些实施例的包含无线充电电路的一卷织物；图5描绘了根据一些实施例的无线充电电路的单元电池阵列；图6描绘了根据一些实施例的位于由线圈产生的磁场内的智能服装的横截面图；图7A和7B分别是根据一些实施例的配置为产生磁场来无线充电智能服装的抽屉外壳的俯视图和主视图；图8是根据一些实施例的对服装进行无线充电的方法的流程图；图9描绘了根据一些实施例的包含全桥整流器的说明性无线充电电路。具体实施方式作为能量收集和电池作为智能服装的电源的上述使用的替代方案，智能服装的定期充电是缺少前述技术的限制的替代方案。尽管如此，专利技术人已经认识到通过周期性的有线或无线充电给服装充电的方法可能存在几个缺点。关于有线充电，有线连接器可能会暴露导体，导致服装在穿着和洗涤过程中承受潮湿的能力受损。另外，服装的使用者必须手动连接有线充电器，使得服装的整体维护更加复杂和不便利。关于无线充电，专利技术人已经认识到，无线充电布置的一些潜在构造将需要服装中的充电部件与无线电源的适当对准。例如，一些无线充电系统可能包括安装结构，服装必须安装在其上或安装到其中，并且正确布置以实现向服装(例如充电架)的电力传输。然而，专利技术人已经认识到，这样的方法会使服装的整体维护复杂化。专利技术人已经认识到智能服装的无线充电技术不会危及防水或者需要用户的任何额外的日常努力。具体而言，专利技术人已经认识到无线充电技术，其不要求用户将服装对准充电器。本申请的方面提供了具有集成线圈和整流器的阵列的智能服装设备，所述线圈和整流器能够从产生大致均匀AC磁场的抽屉或其他外壳无线充电设备。无论服装如何放置在外壳中，智能服装一旦放置在外壳内就可以从磁场中汲取力量。在一些实施例中，该结果可以通过互连的单元电池来实现，全部或至少其中一些包括电感器和整流器，使得来自单元电池中的电感器中的至少一些将从交流磁场产生电流，而不管服装的各个部分的方向如何。拉力的方法可以应用于任何形状的服装，并且可以将多个服装放置在相同的磁场中同时对多个服装进行充电。当电感器在时变(AC)磁场内的任意位置和方向上排列时，电感器可能会以各种不同的方式产生电流。特别是，一些电感器可能与磁场同相耦合，有些可能反相耦合，有些可能根本不耦合。结果，电感器的净DC功率可能是不可预测的，并且可能不代表净正功率。相反，根据本公开的一些实施例，智能服装可以包括一个或多个电感器，每个电感器与一个或多个整流器(例如，一个或多个二极管)串联布置。当电感器分别与一个或多个整流器串联布置时，整流器各自从由电感器产生的交流电流产生直流电流。然后，当整流器输出的直流电流被组合时，接收到的功率以叠加方式组合，并产生净直流功率。因此，即使当电感器在交流磁场内的任意位置和方向上布置时，也可能产生净直流功率。在一些实施例中，净DC功率可以由电感器以与一个或多个整流器非串联布置来产生。例如，电感器可以连接到全桥整流器(例如，在桥的相对连接处)，使得净桥DC电流从桥输出。根据一些实施方案，可以在诸如家具(例如抽屉)之类的外壳内生产用于给智能服装充电的磁场，或者可以在衣服储存区域(例如壁橱)的一部分中构建磁场。不管具体的外壳如何，磁场可以由缠绕外壳结构的一部分的一个或多个线圈产生，由此在外壳的内部产生磁场。当包含一个或多个电感器的智能服装置于外壳内时，可通过感应器中产生电流的磁场将电力传输至智能服装。如上所述，通过将整流器与每个电感器串联布置，可以在智能服装中产生净DC电力，从而电力总是有效地传递到智能服装，而不管每个电感器的方向如何。可以注意到，在一些实施例中，以这种方式使用整流器可以牺牲总可用功率的大部分(例如，大约一半)以确保生产净直流电源，以获得允许任意定位服装的好处。然而，如果这种功率降低是不希望的，则可以将额外的电感器添加到服装中以增加服装内产生的功率量。然而，在一些实施例中，可用功率的这种减少可能不会发生-例如，在整流器是全桥整流器的一些实施例中。虽然本文描述的技术主要关于服装进行了讨论，但应该理解的是，这些技术可以应用于任何纺织品，而不仅仅是那些可以穿着的。例如，室内装潢(例如，作为家具的一部分、在车辆内等)可以包含智能电子装置和可以通过本文所述的技术充电的电池。根据一些实施方案，智能服装内的电感器和整流器可以排列成重复的图案或阵本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可无线充电的智能服装，包括：至少一种纺织品；和集成到所述至少一种纺织品中的无线电力接收器，所述无线电力接收器包括：多个电感器；和与所述多个电感器的相应电感器串联的多个整流元件。

【技术特征摘要】
2017.06.13 US 62/519,099;2018.06.11 US 16/005,5791.一种可无线充电的智能服装，包括：至少一种纺织品；和集成到所述至少一种纺织品中的无线电力接收器，所述无线电力接收器包括：多个电感器；和与所述多个电感器的相应电感器串联的多个整流元件。2.权利要求1所述的服装，其中所述多个整流元件包括集成到所述至少一种纺织品中的基于纤维的二极管。3.权利要求1所述的服装，还包括与所述无线电力接收器电耦合的电池。4.权利要求3所述的服装，还包括与所述电池电耦合的一个或多个电气部件，其中所述一个或多个电气部件被配置用于电子感测、计算、通信和/或致动。5.权利要求1所述的服装，还包括一个或多个电气部件，被配置用于电子感测、计算、通信和/或致动。6.权利要求1所述的服装，其中所述多个整流元件中的至少一些是发光二极管(LED)。7.权利要求1所述的服装，其中所述多个电感器包括编织和/或针织到所述至少一种纺织品中的导电纤维。8.权利要求1所述的服装，其中所述多个电感器包括一个或多个螺旋线圈电感器。9.权利要求1所述的服装，其中所述多个电感器和所述多个整流元件包括多个互连的单元电池，每个单元电池包括所述电感器和所述整流元件的相同布置。10.一种用于对智能服装进行无线充电的系统，所述系统包括：包括至少一个磁场源的外壳，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·S·里尔，
申请(专利权)人：美国亚德诺半导体公司，
类型：发明
国别省市：美国,US