控制无线电力发射器的场分布制造技术

示范性实施例是针对于无线电力发射器(700A)的场分布的控制。发射器可包含经配置以产生场的发射天线(601)。所述发射器可进一步包含接近所述发射天线且经配置以修改所述所产生的场的分布的至少一个寄生天线。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术大体上涉及无线电力，且更具体来说，涉及与控制由无线电力发射器产生的场的分布有关的系统、装置和方法。
技术介绍
正开发使用在发射器与待充电的装置之间的空中电力发射的方法。这些方法大体上属于两个类别。一个类别是基于介于发射天线与待充电的装置上的接收天线之间的平面波辐射(也被称作远场辐射)的耦合，所述待充电的装置收集所辐射电力且对其进行整流以用于对电池进行充电。天线一般具有谐振长度，以便改进耦合效率。此方法的缺点为电力耦合随着天线之间的距离增加而快速减退。因此，在合理距离(例如，>1到2m)上的充电变为困难的。另外，由于系统辐射平面波，所以如果未通过滤波来适当控制无意的辐射，那么无意的辐射可能会干扰其它系统。其它方法是基于嵌入于(例如)“充电”垫或表面中的发射天线与嵌入于待充电的主机装置中的接收天线加上整流电路之间的电感耦合。此方法具有以下缺点发射天线与接收天线之间的间隔必须非常接近(例如，几毫米)。尽管此方法具有对相同区域中的多个装置同时充电的能力，但此区域通常较小，因此用户必须将所述装置定位到特定区域。如所属领域的技术人员将了解，近场通信(NFC)装置可从无线电力发射器接收可导致NFC装置的不良加热的过量电力。另外，红粉接收器可能试图从无线电力发射器拾取电力，因此影响去往有效无线电力接收器的电力递送和系统效率。另外，定位于相关联的充电区内的额外接收器或金属物体可通过减小其自感来使发射器去谐。向发射器的发射线圈里面看的阻抗变化可影响相关联的驱动放大器的性能。如果发射线圈显著大于接收线圈，那么线圈之间的耦合效率可能受损失，这可影响充电时间并引起潜在热问题。因此，需要较高效率耦合结构。还需要知道相关联的充电区内的一个或一个以上接收器的位置以使得可将电力转移到相应接收器。存在对用于控制无线电力发射器的场分布的方法、系统和装置的需要。更具体来说，存在对用于利用一个或一个以上寄生天线来控制无线电力发射器的场分布的方法、系统和装置的需要
技术实现思路
无附图说明图I展示无线电力传递系统的简化框图。图2展示无线电力传递系统的简化示意图。图3说明用于在本专利技术的示范性实施例中使用的环形天线的示意图。图4A为根据本专利技术的示范性实施例的发射器的简化框图。图4B说明定位成接近发射天线的包含开关的寄生天线。 图4C说明定位成接近发射天线的包含开关和电容器的寄生天线。图5为根据本专利技术的示范性实施例的接收器的简化框图。图6A说明根据本专利技术的示范性实施例的包含发射天线和多个寄生天线的无线电力发射器。图6B说明根据本专利技术的示范性实施例的包含发射天线和多个寄生天线的另一无线电力发射器。图6C说明根据本专利技术的示范性实施例的包含发射天线以及第一方向上的多个寄生天线和第二方向上的另外多个寄生天线的另一无线电力发射器。图6D说明根据本专利技术的示范性实施例的包含发射天线和多维寄生天线阵列的又一无线电力发射器。图7A说明根据本专利技术的示范性实施例的包含无线电力发射器和多个无线电力接收器的无线电力系统。图7B说明根据本专利技术的示范性实施例的包含无线电力发射器和无线电力接收器的另一无线电力系统。图8A说明根据本专利技术的示范性实施例的包含无线电力发射器和包含非兼容接收器的多个无线电力接收器的无线电力系统。图SB说明根据本专利技术的示范性实施例的包含无线电力发射器和包含多个非兼容接收器的多个无线电力接收器的无线电力系统。图9说明根据本专利技术的示范性实施例的包含无线电力发射器、多个寄生天线和兼容接收器的无线电力系统。图IOA到IOG说明根据本专利技术的示范性实施例的各种实例无线电力发射器配置，其中每一配置包含发射天线和至少一个寄生天线。图IlA到IlC说明根据本专利技术的示范性实施例的各种实例无线电力发射器配置的横截面图，其中每一配置包含发射天线和寄生天线。图12A到12E说明根据本专利技术的示范性实施例的发射天线内的电流与寄生天线内的电流之间的各种关系。图13为说明根据本专利技术的示范性实施例的方法的流程图。具体实施例方式下文结合附图阐述的详细描述既定作为对本专利技术的示范性实施例的描述，且不希望表示其中可实践本专利技术的仅有实施例。贯穿此描述所使用的术语“示范性”意指“充当实例、例子或说明”，且未必应解释为比其它示范性实施例优选或有利。所述详细描述出于提供对本专利技术的示范性实施例的透彻理解的目的而包含特定细节。所属领域的技术人员将明白，可在没有这些特定细节的情况下实践本专利技术的示范性实施例。在一些例子中，以框图形式来展示众所周知的结构和装置，以避免模糊本文中呈现的示范性实施例的新颖性。词语“无线电力”在本文中用以意指在不使用物理电导体的情况下从发射器发射到接收器的与电场、磁场、电磁场或其它者相关联的任何形式的能量。此后，所有这三种场将统称为辐射场，同时理解纯磁场或纯电场不辐射电力。这些场必须耦合到“接收天线”以实现电力传递。图I说明根据本专利技术的各种示范性实施例的无线发射或充电系统100。将输入电 力102提供到发射器104以供产生用于提供能量传递的辐射场106。接收器108耦合到辐射场106，且产生输出电力110以供由耦合到输出电力110的装置(未图示)存储或消耗。发射器104与接收器108两者隔开某一距离112。在一个示范性实施例中，根据相互谐振关系来配置发射器104和接收器108，且当接收器108的谐振频率与发射器104的谐振频率非常接近时，在接收器108位于辐射场106的“近场”中时，发射器104与接收器108之间的发射损耗为最小的。发射器104进一步包含用于提供用于能量发射的装置的发射天线114，且接收器108进一步包含用于提供用于能量接收的装置的接收天线118。根据应用和将与其相关联的装置来设计发射天线和接收天线的大小。如所陈述，有效能量传递通过将发射天线的近场中的大部分能量耦合到接收天线而不是以电磁波形式将大部分能量传播到远场而发生。当处于此近场中时，可在发射天线114与接收天线118之间形成耦合模式。天线114和118周围的可发生此近场耦合的区域在本文中称为耦合模式区。图2展示无线电力传递系统的简化示意图。发射器104包含振荡器122、功率放大器124和滤波器与匹配电路126。振荡器经配置以产生所要频率，例如(仅举例来说)468. 75KHz、6. 78MHz或13. 56，可响应于调整信号123来调整所述频率。可通过功率放大器124响应于控制信号125而以某一放大量来放大振荡器信号。可包含滤波器与匹配电路126以滤除谐波或其它不想要的频率，且使发射器104的阻抗与发射天线114匹配。接收器108可包含匹配电路132以及整流器与切换电路134以产生DC电力输出，以对电池136 (如图2所示)充电或对耦合到接收器的装置(未图示)供电。可包含匹配电路132以使接收器108的阻抗与接收天线118匹配。接收器108与发射器104可在单独通信信道119(例如，蓝牙、紫蜂(zigbee)、蜂窝式等)上通信。如图3中所说明，示范性实施例中所使用的天线可配置为“环形”天线150，其在本文中还可称为“磁性”天线。环形天线可经配置以包含空气芯或物理芯(例如，铁氧体芯)。空气芯环形天线可更好地容许放置于所述芯附近的外来物理装置。此外，空气芯环形天线允许其它组件放置于芯区域内。另外，空本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.05.14 US 61/334,783;2010.05.17 US 61/345,435;1.一种发射器，其包括 发射天线，其经配置以产生场；以及 至少一个寄生天线，其接近所述发射天线且经配置以修改所述所产生的场的分布。2.根据权利要求I所述的发射器，所述至少一个寄生天线包括在第一定向上的至少一个寄生天线和在大体上垂直于所述第一定向的另一定向上的至少其它寄生天线。3.根据权利要求I所述的发射器，所述至少一个寄生天线包括多维寄生天线阵列。4.根据权利要求I所述的发射器，所述至少一个寄生天线经配置以选择性地开路或闭路。5.根据权利要求I所述的发射器，所述至少一个寄生天线经配置以诱发用以对抗接近其的所述所产生的场的电流。6.根据权利要求I所述的发射器，所述至少一个寄生天线经短接并去谐以对抗接近其的所述所产生的场。7.根据权利要求I所述的发射器，所述至少一个寄生天线经电抗性地加载以修改所述所产生的场的分布。8.根据权利要求I所述的发射器，所述至少一个寄生天线定位于所述发射天线上方、定位于所述发射天线下方或与所述发射天线共平面。9.根据权利要求I所述的发射器，所述至少一个寄生天线小于所述发射天线、大于所述发射天线或与所述发射天线为相同大小。10.一种方法，其包括 用发射器的无线发射天线产生场；以及 用在所述发射器内且接近所述发射天线的寄生天线修改所述所产...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘振宁，查尔斯·E·惠特利三世，亚当·A·穆德里克，威廉·H·范诺瓦克，
申请(专利权)人：高通股份有限公司，
类型：
国别省市：