自适应无线电力发射器制造技术

一种通过发射器对放置在具有至少一个部分的至少一个线圈上方的至少一个接收器进行无线充电的方法，该方法包括：确定在所述至少一个线圈上方形成充电区域的多个充电位置；确定至少一个线圈中的每个部分对多个充电位置中的每个充电位置的磁场贡献矩阵；确定充电区的磁场模式；计算包括至少一个线圈中每个部分的电流值的电流矢量；以及由发射器以电流矢量驱动至少一个线圈中的每一部分以用于形成磁场模式。场模式。场模式。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】自适应无线电力发射器


[0001]本公开的主题涉及无线电力充电系统。更具体地，本公开的主题涉及能够支持具有一定接收器线圈尺寸的更高电力接收器设备的发射器。
[0002]相关申请的交叉引用
[0003]本申请根据35U.S.C.
§
119(e)要求Itay Sherman于2018年12月4日提交的题为“Adaptive Wireless Power transmitter(自适应无线电力发射器)”的共同未决的第62/774904号美国临时专利申请的优先权，出于所有目的通过引用将其全部并入。

技术介绍

[0004]对无线电力充电系统的需求不断增长，导致在各种场所中部署的急剧增加，提出了增加发射器和接收器之间的有效充电距离的需求。
[0005]市售的感应无线电力发射器使用单个或多个部分重叠的线圈来将电力传输到可充电设备的接收器线圈。通常，线圈由布置在均匀间隔的一层或多层中的多个线环组成。当从上方特定的Z距离观察时，这些线圈的磁场辐射模式是固定的。对于圆形线圈，这些包括在中心具有最大能量的同心磁场模式和远离中心的下降磁场。
[0006]用于移动电话的市售接收器线圈直径在35
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50毫米的范围内，而对于更大的设备，例如也需要更高功率的膝上型计算机，期望的接收器线圈直径大于70毫米。另一方面，还必须支持线圈直径小于30毫米的较小设备，例如智能手表。
[0007]发射器标准线圈将创建固定磁场模式，该模式不能同时对所有市售设备(例如上面列出的设备)最佳。对于此类标准发射器线圈，只能控制磁场的大小，而不能控制其形状。
[0008]此外，使发射器线圈以大于几毫米的距离安装在放置接收器的表面下方，将导致磁场模式随着接收器远离中心移动而扩散和扩展。因此，磁场扩展到接收线圈的所需区域之外，进入可能存在异物的区域。

技术实现思路

[0009]根据本公开主题的第一方面，用于通过发射器对放置在具有至少一个区段的至少一个线圈上方的至少一个接收器进行无线充电的方法，该方法包括：确定在所述至少一个线圈上方形成充电区域的多个充电位置；确定所述至少一个线圈中的每个区段对所述多个充电位置中的每个充电位置的磁场贡献矩阵；确定所述充电区域的磁场模式；计算电流矢量，该电流矢量包括所述至少一个线圈中的所述每个区段的电流值；以及由所述发射器用电流矢量驱动至少一个线圈中的所述每个区段，以对磁场模式进行整形。
[0010]在一些示例性实施方案中，至少一个线圈是线圈阵列，并且其中每个线圈包括至少一个区段。
[0011]在一些示例性实施方案中，充电区域内的充电位置的总数大于所述阵列中的区段的总数。
[0012]在一些示例性实施方案中，磁场贡献矩阵是基于使用麦克斯韦方程解的模拟工具
的数学计算来确定的。
[0013]在一些示例性实施方案中，磁场贡献矩阵是基于测量所述多个充电位置中的每个充电位置的磁贡献而确定的，所述磁贡献由依次流过每个区段的预定参考电流产生，其中所述每匝重复所述测量。
[0014]在一些示例性实施方案中，该方法包括将磁场贡献矩阵存储在发射器的存储器中。
[0015]在一些示例性实施方案中，磁场模式向放置在充电区域上的所述至少一个接收器提供最佳磁场值。
[0016]在一些示例性实施方案中，确定充电区域的磁场模式被重复执行以由于从包括以下的组中选择的变化而动态更新磁场模式：充电区域上的接收器的移动；在充电区域上放置另一个接收器；从充电区域移除任何接收器；及其任何组合。
[0017]在一些示例性实施方案中，发射器被配置为确定放置在充电区域上的至少一个接收器的特定地点，并且其中，所述特定地点定义了与特定地点相关联的至少一个充电位置。
[0018]在一些示例性实施方案中，充电区域的磁场模式在与所述特定地点相关联的充电位置处具有强磁场并且在所述充电位置的其余部分处具有接近于零的磁场。
[0019]在一些示例性实施方案中，电流矢量被配置为对所述充电区域的磁场模式进行整形，并且其中随着所述磁场模式的变化重复所述计算电流矢量。
[0020]在一些示例性实施方案中，计算包括所述每个区段的电流值的电流矢量还包括提供具有最小误差的磁场模式。
[0021]在一些示例性实施方案中，电流矢量包括与充电位置相关联的区段的大于零的电流值，所述区段与所述特定地点不相关联以减少磁场模式误差。
[0022]在一些示例性实施方案中，电流矢量是预先计算的电流矢量，该电流矢量被配置为对位于阵列上方的充电区域的磁场模式进行整形，该阵列包括选自由以下组成的组的线圈：线密度均匀的线圈；线密度非均匀的线圈；同心线圈；非同心线圈；反向线圈；及其任何组合。
[0023]在一些示例性实施方案中，发射器被配置为独立地驱动具有至少一个区段的所述至少一个线圈。
[0024]如权利要求1所述的方法，其中发射器被配置为独立地驱动所述至少一个线圈的每一区段。
[0025]根据本公开主题的第一方面，利用权利要求1的发射器来设计具有至少一个区段的至少一个线圈的方法，该方法包括：确定在所述至少一个线圈上方形成充电区域的多个充电位置；确定所述至少一个线圈中的每个区段对所述多个充电位置的每个充电位置的磁场贡献矩阵；确定所述充电区域的磁场模式；计算电流矢量，该电流矢量包括所述至少一个线圈中的所述每个区段的电流值；以及根据电流矢量设计具有至少一个区段的所述至少一个线圈的几何特性。
[0026]在一些示例性实施方案中，具有至少一个区段的所述至少一个线圈的几何特性选自由以下组成的组：线密度均匀的线圈；线密度不均匀的线圈；同心线圈；非同心线圈；反向线圈；及其任何组合。
[0027]在一些示例性实施方案中，具有至少一个区段的所述至少一个线圈的所述设计几
何特性的结果被配置为满足所述电流矢量，以便能够通过发射器的单个驱动器驱动具有至少一个区段的所述至少一个线圈，只有一个电流用于对所述磁场模式进行整形。
[0028]除非另外定义，否则本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开主题所属领域的普通技术人员通常理解的相同的含义。尽管与本文所述的那些方法和材料相似或等效的方法和材料可用于本公开主题的实践或测试中，但下文描述了合适的方法和材料。如果发生冲突，则以说明书(包括定义)为准。此外，材料、方法和实施例仅是说明性的而不意图是限制性的。
附图说明
[0029]参考附图仅通过举例的方式描述了所公开主题的一些实施方案。现在具体详细地参考附图，强调所显示的细节仅作为实施例并且仅出于对本公开主题的优选实施方案的说明性讨论的目的，并且在提供被认为是对所公开主题的原理和概念方面的最有用和最容易理解的描述的意义上呈现。在这点上，没有试图比对所公开的主题的基本理解所必需的更详细地显示所公开的主题的结构细节，结合附图的描述使本领域技术人员清楚地了解多种可以在实践中体现所公开主题的形式。
[0030]图中：
[0031]图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.用于通过发射器对放置在具有至少一个区段的至少一个线圈上方的至少一个接收器进行无线充电的方法，该方法包括：确定在所述至少一个线圈上方形成充电区域的多个充电位置；确定所述至少一个线圈中的每个区段对所述多个充电位置中的每个充电位置的磁场贡献矩阵；确定所述充电区域的磁场模式；计算电流矢量，该电流矢量包括所述至少一个线圈中的所述每个区段的电流值；以及由所述发射器用电流矢量驱动至少一个线圈中的所述每个区段，以对磁场模式进行整形。2.如权利要求1所述的方法，其中，所述至少一个线圈是线圈阵列，并且其中每个线圈包括至少一个区段。3.如权利要求2所述的方法，其中，所述充电区域内的充电位置的总数大于所述阵列中的区段的总数。4.如权利要求2所述的方法，其中，所述磁场贡献矩阵是基于使用麦克斯韦方程解的模拟工具的数学计算来确定的。5.如权利要求2所述的方法，其中，所述磁场贡献矩阵是基于测量所述多个充电位置中的每个充电位置的磁贡献而确定的，所述磁贡献由依次流过每个区段的预定参考电流产生，其中所述每匝重复所述测量。6.如权利要求2所述的方法，根据权利要求4或权利要求5所述的方法，包括将所述磁场贡献矩阵存储在所述发射器的存储器中。7.如权利要求2所述的方法，其中，所述磁场模式向放置在所述充电区域上的所述至少一个接收器提供最佳磁场值。8.如权利要求2所述的方法，其中，所述确定充电区域的磁场模式被重复执行以由于从包括以下的组中选择的变化而动态更新磁场模式：充电区域上的接收器的移动；在充电区域上放置另一个接收器；从充电区域移除任何接收器；及其任何组合。9.如权利要求2所述的方法，其中，所述发射器被配置为确定放置在充电区域上的至少一个接收器的特定地点，并且其中，所述特定地点定义了与特定地点相关联的至少一个充电位置。10.如权利要求9所述的方法，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：I，
申请(专利权)人：鲍尔马特技术有限公司，
类型：发明
国别省市：