无线功率发射器中的线圈配置制造技术

本申请涉及无线功率发射器中的线圈配置，描述了用于在系统、方法和装置中实现无线功率发射器中的线圈配置的技术。一种用于无线功率发射器中的线圈配置的装置可以包括具有内侧部分和外侧部分的发射线圈，以及被配置为基于检测条件在内侧部分上发起电流的开关。检测条件在内侧部分上发起电流的开关。检测条件在内侧部分上发起电流的开关。

【技术实现步骤摘要】
无线功率发射器中的线圈配置
[0001]本申请是申请日为2015年06月04日、题为“无线功率发射器中的线圈配置”的中国专利技术专利申请No.201580079629.2(PCT国际申请No.PCT/CN2015/080755)的分案申请。


[0002]本公开一般涉及用于无线充电的技术。具体地，本公开涉及无线功率发射器中的线圈配置。

技术介绍

[0003]基础无线充电系统可以包括无线功率发射器单元(PTU)和无线功率接收单元(PRU)。例如，PTU可以包括发射(Tx)线圈，并且PRU可以包括接收(Rx)线圈。磁共振无线充电可以采用Tx线圈和Rx线圈之间的磁耦合。在一些情况下，PRU可以被实现在诸如移动计算设备之类的计算设备中，其能够被放置在包括PTU的充电垫上。在一些情况下，当在PTU和PRU线圈之间传递功率时，磁场均匀性设计目标可能驱动PTU线圈设计朝向大量紧密间隔的匝和相对较高的能量损失的方面，而在PTU和PRU线圈之间传递功率时，对于在PRU与PTU之间的垂直于PTU表面方向上的大间隔可能要求最小的线圈耦合效率，这驱动PTU线圈设计朝向具有大间隔的较小匝以实现最低能量损耗的方面。
附图说明
[0004]图1是向PRU提供功率的PTU的框图，其中PTU包括被配置为基于检测条件来配置线圈的逻辑；
[0005]图2是检测条件可以触发线圈的某种配置的环境的图示；
[0006]图3是示出了具有可重配置组件的线圈的示图；
[0007]图4是示出了各种线圈配置和各种间距的磁场分布的示图；
[0008]图5是示出了根据检测的潜在间距来配置发射器线圈的过程的流程图；
[0009]图6是示出了根据检测的发射器线圈和接收器线圈之间的重叠进行发射器线圈配置的过程的流程图；
[0010]图7是示出了具有与外侧部分交错的部分的发射器线圈的示图；以及
[0011]图8是示出了用于无线功率发射器中的线圈配置的方法的框图。
[0012]在整个公开文件和附图中使用相同数字来指代相似的组件和特征。100系列中的数字指代最初在图1中出现的特征；200系列中的数字指代最初在图2中出现的特征；以此类推。
具体实施方式
[0013]本公开一般涉及无线充电技术。具体地，本文描述的技术包括在具有Tx线圈的无线功率发射单元(PTU)中的装置，Tx线圈包括两部分：外侧部分和内侧部分，外侧部分在无线功率的发射期间接通，内侧部分在无线功率的发射期间可以被接通或关闭，以便根据Tx
和感应耦合的Rx线圈之间的间距来调整磁场均匀性。如上所述，在一些情况下，磁场均匀性设计目标可以驱动设计朝向大量紧密间隔的匝和具有相对较高的能量损耗(相对于从PTU的Tx线圈发射的能量而言)的方面，而对于在功率接收单元(PRU)与PTU之间的垂直于PTU表面方向上的大间隔而言，可能要求最小耦合效率，这驱动设计朝向具有较大间隔的较小匝以具有最低能量损耗(相对于从Tx线圈发射的能量而言)的方面。换句话说，本文描述的动态地改变线圈配置的技术可以用于根据检测条件(诸如间距)来获得高质量(Q)因子。
[0014]本文提到的Q因子是相对于在谐振器(诸如PTU的Tx线圈)中提供并存储的能量而言能量损耗的度量。在本情景下，Q因子可以是用于在Tx线圈处生成磁场的能量与在Tx线圈处发热而损失的能量的量的对比度量。
[0015]本文提到的间距(间隔距离，separation distance)是在垂直于PTU的表面方向上到PRU的距离。例如，当具有PRU的计算设备被放置在桌台的顶部表面上时，PTU可以被放置在桌台下面以便方便地为该计算设备进行桌面充电。在这种情景下，PRU与PTU之间的间距可能大于当PRU被直接放置在具有PTU的充电垫的顶部时所产生的间距。在PTU位于桌台下面的桌面充电情景中，可以检测到指示较大间距的条件，并且Tx线圈可以被配置为中断Tx线圈的内侧部分上的电流，以便重新分布磁场并获得比其他情况下更高的Q。
[0016]本文提到的内侧部分可以是被配置为周长比外侧部分的最大匝小的一个或多个线圈匝。换句话说，在下面将参考图7讨论的一些配置中，内侧部分的直径可以比外侧部分的一个或多个匝大。
[0017]所描述的技术能够使得一种PTU设计自动适应多个潜在的使用情况并实现更好的用户体验。通常，本文描述的技术包括能够具有两个或多个不同配置的可重配置线圈。两个或多个不同配置中的一个被优化以支持在小间距情况下的场均匀性要求，而另一个被优化以在大间距情况下实现最大效率。该重配置可以由Tx线圈上的一个或多个开关组件实现，该一个或多个开关组件由检测条件的PTU电路中的一个或多个传感器的输入触发。
[0018]此外，在一些情况下，检测条件除了指示间距之外，还可以指示其他事情。例如，检测条件可以指示具有PRU的计算设备包括相对较大的机箱。与较小机箱的计算设备相比，由于PTU生成的磁场和相对较大的机箱的相互作用，可能会发生电抗偏移。在这种情景下，考虑到大机箱的相互作用，Tx线圈可以被配置为通过在内侧部分上发起电流并且同时继续向外侧部分提供电流来增强与PRU的磁耦合，这将在下面更详细地讨论。
[0019]在一些情况下，本文讨论的技术可以使用无线充电标准协议来实现，诸如在2014年11月5日由无线功率联盟(Alliance For Wireless Power,A4WP)版本1.3提供的规范。无线功率接收(Rx)线圈可以是功率接收单元(PRU)中的组件，而无线功率发射(Tx)线圈可以是功率发射单元(PTU)中的组件，这将在下面更详细地讨论。然而，本文描述的技术也可以在适用情况下使用任何其他无线充电标准协议来实现。
[0020]图1是向PRU提供功率的PTU的框图，其中PTU包括基于检测条件配置线圈的逻辑。PTU 102可以通过谐振器106和108之间的磁感应耦合耦合到PRU 104，如箭头110所示。PRU 104可以是被配置为通过感应耦合110接收充电的计算设备111的组件。谐振器106在本文中可以被称为PTU 102的Tx线圈106。谐振器108在本文中可以被称为PRU 104的Rx线圈108。
[0021]如图1所示，PTU 104可以包括逻辑112。逻辑112在本文中可以被称为检测逻辑112。检测逻辑112可以被配置为PTU的集成组件(诸如控制器114的组件、匹配网络116的组
件)，配置为单独组件，或者配置为PTU 102的任意其他组件的集成组件，或者其任意组合。
[0022]在任意情况下，检测逻辑112可以被配置为检测触发Tx线圈106的重配置的条件。例如，检测逻辑112可以包括传感器，诸如方向传感器，其被配置为检测与间距相关联的方向，这将在下面参考图2更详细地讨论。方向传感器的示例可以包括陀螺仪、加速度计、倾斜计等的任意组合。当检测到指示间距的较大增加的条件时，逻辑112可以被配置为通过减小Tx线圈106的内侧部分上的电流以增大感应耦合110的Q因子，来重配置Tx本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于无线功率发射器中的线圈配置的装置，包括：包括内侧部分和外侧部分的发射器线圈；以及被配置为基于检测条件在所述内侧部分上发起电流的开关。2.根据权利要求1所述的装置，其中所述检测条件包括所述发射器线圈和感应耦合到所述发射器线圈的接收器线圈之间的间距。3.根据权利要求2所述的装置，其中在所述内侧部分上发起电流的操作被配置为基于所检测的间距增加所述发射器线圈的磁场均匀性。4.根据权利要求1所述的装置，其中所述检测条件包括所述发射器线圈和感应耦合到所述发射器线圈的接收器线圈之间的线圈重叠的度量。5.根据权利要求1所述的装置，其中所述开关还被配置为启动无线充电组件，所述无线充电组件被配置为相对于所述外侧部分改变在所述内侧部分上驱动的电流的特性。6.根据权利要求1所述的装置，其中所述内侧部分被配置为串联地电耦合到所述外侧部分。7.根据权利要求1所述的装置，其中所述内侧部分被配置为并联地电耦合到所述外侧部分。8.根据权利要求1所述的装置，还包括用于检测所述条件的传感器。9.根据权利要求8所述的装置，其中所述传感器包括：方向传感器，该方向传感器被配置为确定与所述检测条件相关联的方向；电抗偏移检测器，该电抗偏移检测器被配置为检测与所述发射器线圈处和接收器线圈的重叠相关联的电抗偏移；以及其任意组合。10.根据权利要求9所述的装置，其中在检测到所述电抗偏移时，所述开关被配置为中断所述发射器线圈的内侧部分上的电流，以减弱所述发射器线圈到接收器线圈的磁耦合。11.一种用于无线功率发射器中的线圈配置的方法，包括：检测与感应耦合到发射器线圈的接收器线圈相关的条件，其中该发射器线圈包括在外侧部分上发起的电流；以及基于检测条件在内侧部分上发起电流。12.根据权利要求11所述的方法，其中所述检测条件包括所述发射器线圈和所述接收器线圈之间的间距。13.根据权利要求12所述的方法，其中在所述内侧部分上发起电流包括基于所检测的间距增加所述发射器线圈的磁场均匀性。14.根据权利要求11所述的方法，还包括检测由于所述发射器线圈和所述接收器线圈之间的线圈重叠的度量引起的电抗偏移。15...

【专利技术属性】
技术研发人员：伊萨姆，
申请(专利权)人：英特尔公司，
类型：发明
国别省市：