頻率變化編碼的諧振功率傳輸的制作方法
【技術領域】
[0001] 本文中所公開的示例實施例涉及例如用于給諸如移動裝置的電子裝置充電的無 線功率傳輸。
【背景技術】
[0002] 除非在本文中另外表明，否則本部分中所述的材料對于本申請中的權利要求來說 不是現有技術并且不由于包括在本部分中而被承認是現有技術。
[0003] 在移動性越來越高的世界中，現在常見的是，用戶具有他或她在遠離家或辦公室 時經常使用的一個或多個移動裝置，諸如電話或膝上型計算機。這些裝置的這樣的移動使 用通常需要使用給這些裝置供電的充電電池。電池的長期使用耗盡了電池，這些電池然后 需要被再充電以便連續地將功率提供給裝置。
[0004] 為了給電池再充電，通常有必要找到便于裝置的用戶的電插座或其它合適的充電 機構。然而，即使可找到方便的電插座，這也要求用戶具有與裝置兼容的、而且還與電插座 兼容的有線充電器。在許多情況下，用戶將不會隨身攜帶有線充電器，因為有線充電器的體 積可能很大，因此不易于隨身攜帶。在用戶不具有有線充電器的這些情況下，可能不存在可 供使用的兼容的電插座，尤其是如果用戶正在外國旅行的話。
[0005] 無線功率傳輸是無需有線充電器而且也無論位置如何都可無線地將功率傳輸給 裝置的技術。該技術可用于使用無線地遞送給裝置的信號來給裝置電池充電。
[0006] 概述
[0007] 本文中所公開的一些實施例涉及一種被構造為將無線功率傳輸提供給一個或多 個移動裝置的系統。示例系統包括與移動裝置的接收線圈電磁耦合的發射線圈。發射線圈 產生電磁信號，該電磁信號在接收線圈中感應電流以便將功率提供給移動裝置。該系統還 可包括通信地耦合到發射線圈和移動裝置的控制模塊。控制模塊產生諧振驅動頻率序列， 并根據所產生的諧振驅動頻率序列調整發射線圈的諧振驅動頻率。控制模塊還將諧振驅動 頻率序列提供給移動裝置以允許移動裝置的接收線圈與發射線圈基本上相同的諧振驅動 頻率被驅動。
[0008] 本文中所公開的一些實施例涉及一種用于使移動裝置接收無線功率傳輸的系統。 示例系統包括移動裝置的與發射線圈電磁耦合的接收線圈。發射線圈所產生的電磁信號在 接收線圈中感應電流。衛星系統還包括通信地耦合到接收線圈和控制發射線圈的發射模塊 的控制模塊。控制模塊從發射模塊接收用于發射線圈的諧振驅動頻率序列。控制模塊根據 該諧振驅動頻率序列調整接收線圈的諧振接收頻率，以使得接收線圈的諧振接收頻率與發 射線圈的諧振驅動頻率匹配。
[0009] 本文中所公開的一些實施例涉及一種將無線功率傳輸提供給裝置的方法，所述裝 置諸如也可被稱為移動裝置的移動電子裝置。產生用于發射線圈的諧振驅動頻率序列。可 將第一諧振驅動頻率的電磁信號發射到移動裝置的接收線圈。可根據所產生的諧振驅動頻 率序列將發射線圈的第一諧振驅動頻率調整為第二諧振驅動頻率。可將所產生的諧振驅動 頻率序列提供給移動裝置，以使得可與調整發射線圈諧振驅動頻率同時地將接收線圈的諧 振頻率調整為與發射線圈的諧振驅動頻率匹配。
[0010] 本文中所公開的一些實施例涉及一種用于使移動裝置接收無線功率傳輸的方法。 可從控制發射線圈的發射模塊接收用于發射線圈的諧振驅動頻率序列。移動裝置的接收線 圈可接收從發射線圈以第一諧振驅動頻率發射的第一電磁信號。可根據所接收的諧振驅動 頻率序列將接收線圈的第一諧振接收頻率調整為第二諧振接收頻率。
[0011] 前述概要僅僅是說明性的，而并不意圖以任何方式是限制性的。除了說明性的方 面，上述實施例和特征、另外的方面、實施例和特征將通過參考附圖和下面的詳細描述而變 得顯而易見。
【附圖說明】
[0012] 通過結合附圖進行的以下描述和所附權利要求，本公開的前述和其它特征將變得 更充分地顯而易見。理解，這些附圖僅僅描繪了根據本公開的幾個實施例，因此，不應被認 為是限制其范圍，將通過使用附圖來更具體地、更詳細地描述本公開，在附圖中：
[0013] 圖IA是用于將無線功率提供給移動裝置的系統的說明性環境的示意圖。
[0014] 圖IB是用于將無線功率提供給移動裝置的系統的說明性替代環境的示意圖。
[0015] 圖2是用于將無線功率提供給移動裝置的系統的說明性替代環境的例證。
[0016] 圖3是發射線圈和接收線圈的等效電路的說明性實施例的示意圖。
[0017] 圖4說明諧振驅動頻率序列的說明性實施例。
[0018] 圖5說明諧振驅動頻率序列如何隨時間變化以及在過零時如何變化的視圖。
[0019] 圖6說明可調整感應器的說明性實施例的示意圖。
[0020] 圖7說明0之間的偽隨機數如何用于選擇不同的諧振驅動頻率之一的示例。
[0021] 圖8是將無線功率傳輸提供給一個或多個移動裝置的方法的說明性實施例的流 程圖。
[0022] 圖9是用于使移動裝置接收無線功率傳輸的方法的說明性實施例的流程圖。
[0023] 圖10示出根據本公開的、被布置為調整發射線圈或接收線圈的諧振頻率的示例 計算裝置。
【具體實施方式】
[0024] 在以下詳細描述中，對附圖進行參考，所述附圖形成詳細描述的一部分。除非上下 文另外指示，否則在附圖中，相似的符號通常標識相似的部件。在詳細描述、附圖和權利要 求中描述的說明性實施例并不意味著是限制性的。在不脫離本文所提供的主題的精神或范 圍的情況下，可以利用其它實施例，以及可以進行其它改變。如在本文中一般地描述的和在 圖中示出的那樣，本公開的各方面可以以廣泛多樣的不同配置被布置、替代、組合、分割和 設計，所有這些在本文中都被明確地構想。
[0025] 本文中所公開的實施例涉及用于將無線功率傳輸提供給提供支付的移動裝置、同 時對于不提供支付的移動裝置阻止功率傳輸的系統和方法。根據實施例，發射線圈可在公 共場所中實施。發射線圈可與被帶到該公共場所中的移動裝置的接收線圈電耦合。電耦合 允許發射線圈產生的電磁信號在接收線圈中感應電流，從而提供給移動裝置的電池充電的 功率。
[0026] 在一個實施例中，通信地耦合到發射線圈的發射控制模塊產生用于發射線圈的諧 振驅動頻率序列。發射控制模塊在不同的時間間隔期間根據諧振驅動頻率序列調整發射線 圈的諧振驅動頻率，以確保只有能夠跟隨諧振驅動頻率的變化的那些接收線圈能夠保持與 發射線圈的高效的耦合和功率傳輸。
[0027] 在一個實施例中，發射控制模塊通過調整與發射線圈相關聯的電抗元件來調整諧 振驅動頻率或者使得諧振驅動頻率被調整。在一個實施例中，電抗元件可以是可調整電感 或可調整電容。
[0028] 在一個實施例中，移動裝置的接收控制模塊可通信地耦合到發射控制模塊。接收 控制模塊可將已經提供了用于無線功率傳輸的一定形式的支付的驗證提供給發射控制模 塊。作為響應，發射控制模塊可將諧振驅動頻率序列提供給接收控制模塊。
[0029] 在一個實施例中，接收控制模塊通信地耦合到接收線圈，并且可根據諧振驅動頻 率序列調整等于發射線圈的諧振驅動頻率的諧振接收頻率。
[0030] 在一個實施例中，接收控制模塊通過調整與接收線圈相關聯的電抗元件來調整諧 振接收頻率或者使得諧振接收頻率被調整。在一個實施例中，電抗元件可以是可調整電感 或可調整電容。在一個實施例中，諧振接收頻率基本上與諧振驅動頻率調整同時地調整或 改變。因此，發射線圈和接收線圈之間的高效的電耦合和功率傳輸能夠在時間間隔期間保 持。
[0031] 圖IA是用于將無線功率提供給一個或多個移動裝置的系統的環境100的實施例 的示意圖。如所示，環境100可在場所105中實施。在一個實施例中，場所105可以是具有 移動裝置的許多不同的人常去的公共商業機構，諸如餐館、機場、商店等。
[0032] 環境100可包括發射線圈110。如下面將更詳細地說明的，發射線圈110能夠以各 種諧振頻率提供電磁信號170以將功率提供給一個或多個移動裝置140。在一些實施例中， 發射線圈110可在場所105的天花板或地面中或者在場所105的諸如桌子、柜臺或椅子的 家具中實施，以使得發射線圈可更容易地與已經被帶到場所105中的多個移動裝置140和 相關聯的接收線圈150耦合。在這樣的實施例中，發射線圈110可實現為在所有方向上強烈 地提供電磁信號170的圓形或方形形狀。在其它實施例中，發射線圈110可實現為可能夠 在移動裝置140更有可能所在的一個或多個方向上控制電磁信號的方向性的非平面線圈。
[0033] 如線121所指示的，發射控制模塊120可通信地耦合到發射線圈110。如果兩個元 件能夠彼此經由有線、無線或其它通信接口進行通信，則它們可通信地耦合。如下面將更詳 細地說明的，發射控制模塊可產生用于發射線圈110的諧振驅動頻率序列101。發射控制模 塊120還可根據所產生的諧振頻率序列101來調整發射線圈110發射電磁信號170的諧振 驅動頻率或者使得諧振驅動頻率被調整。在一些實施例中，發射線圈110和發射控制模塊 120可以是發射器裝置的一部分。
[0034] 環境100還可包括移動裝置140。省略號145表示可能存在任何數量的附加的移 動裝置。因此，移動裝置140的描述也將適用于這些附加的移動裝置145。移動裝置140可 以是任何類型的移動裝置，諸如移動電話、平板、膝上型計算機或其它移動計算裝置。盡管 使用術語"移動"，但是移動裝置140也可以是任何計算裝置，甚至是可能通常不被認為是 移動裝置的那些裝置。在一些實施例中，移動裝置還可包括用于給單獨的移動裝置充電的 外部充電裝置。
[0035] 移動裝置140可電耦合到接收線圈150。在一些實施例中，接收線圈150可實現為 移動裝置140的內部組件。在其它實施例中，接收線圈150可以在外部耦合到移動裝置，或 者可以是外部耦合的裝置，諸如USB加密狗。如下面將更詳細地說明的，接收線圈150可電 磁耦合到發射線圈110,并且從發射線圈110接收電磁信號170。電磁信號170可在接收線 圈150中感應電流以有效地將功率提供給移動裝置140。例如，電流可給移動裝置140的電 池或其它電源充電。
[0036] 環境100還可包括接收控制模塊160。如線125和165所指示的，接收控制模塊 160經由網絡130通信地耦合到發射控制模塊120。網絡130可以是互聯網、場所105的局 域網、無線網絡、有線網絡或任何其它類型的通信網絡。如下面將更詳細地說明的，接收控 制模塊160可通過網絡130從發射控制模塊120接收諧振驅動頻率序列101。
[0037] 如線161所指示的，接收控制模塊160也通信地耦合到移動裝置140和接收線圈 150。如下面將更詳細地描述的，接收控制模塊160可根據所接收的諧振頻率序列101來 調整接收線圈150接收電磁信號170的諧振驅動頻率或者使得諧振驅動頻被調整，以使得 接收線圈150能夠通過以與發射線圈110相同的諧振頻率操作來保持電磁耦合到發射線 圈110。因為接收控制模塊160通信地耦合到發射控制模塊120、移動裝置140和接收線圈 150,所以發射控制模塊120也至少間接地通信地耦合到移動裝置140和接收線圈150。
[0038] 圖IB是用于將無線功率提供給一個或多個移動裝置的系統的環境100的替代實 施例的示意圖。如所示，發射線圈110以及移動裝置140和接收線圈150可如圖IA的環境 中那樣位于場所105中。
[0039] 然而，在圖IB的環境中，控制模塊180可位于與場所105分開。如線18U182和 183所指示的，控制模塊180可通過網絡130通信地耦合到發射線圈110以及移動裝置140 和接收線圈150。在實施例中，控制模塊180可產生用于發射線圈110和接收線圈150兩者 的諧振驅動頻率序列101。因此，本文中所公開的實施例構想用于產生并提供諧振驅動頻率 序列101以及用于調整諧振頻率的遠程控制模塊。
[0040] 盡管在圖IB中未示出，但是環境100不限于單個遠程控制模塊180。因此，可能存 在一個或多個附加的遠程控制模塊180,例如與發射線圈110相關聯的遠程控制模塊和與 接收線圈150相關聯的遠程控制模塊180,這些遠程控制模塊可用于產生并提供諧振驅動 頻率序列101并且可用于調整諧振頻率。
[0041] 現在將說明發射線圈110和接收線圈150的示例電磁相互作用。發射線圈110是 可產生可與接收線圈150電磁耦合的信號（更具體地說，電磁信號170)的發射裝置的示 例。描述該耦合的替代方式是，發射線圈110創建在接收線圈150中感應電流的振蕩磁場。 在一個實施例中，當發射線圈110包括環線或者一匝或多匝時，流過發射線圈110的交流可 產生被接收線圈150接收的磁場。在一些示例中，接收線圈150可與發射線圈110磁耦合。 在一些示例中，發射線圈在接收線圈處產生電磁場，該電磁場在接收線圈中感應信號。具體 地說，當在發射線圈110中流動的電流通過電磁感應在接收線圈150中