用于電子裝置的電力管理的制作方法
【專利說明】用于電子裝置的電力管理
[0001 ] 分案申請的相關(guān)信息
[0002]本案是分案申請。該分案的母案是申請日為2010年II月17日、申請?zhí)枮?01080051820.3、發(fā)明名稱為“用于電子裝置的電力管理”的發(fā)明專利申請案。
[0003]依據(jù)35 U.S.C.§119(e)主張優(yōu)先權(quán)
[0004]本申請案依據(jù)35U.S.C.§ 119 (e)主張以下申請案的優(yōu)先權(quán):
[0005]2009年11月17日申請的標(biāo)題為“無線電力(WIRELESS POWER)”的第61/262，119號美國臨時專利申請案，所述專利申請案的揭示內(nèi)容特此以全文引用的方式并入本文中。
技術(shù)領(lǐng)域
[0006]本發(fā)明大體上涉及無線電力，且更具體地說，涉及電力管理、無線充電器的定位以及自動化無線充電。
【背景技術(shù)】
[0007]通常，每一電池供電的裝置需要其自身的充電器及電源，所述電源通常為交流(AC)電源插座。在許多裝置需要充電時，這變得難以使用。
[0008]正開發(fā)在發(fā)射器與待充電的裝置之間使用空中電力發(fā)射的做法。這些做法大體上屬于兩種類別。一種類別是基于發(fā)射天線與待充電的裝置上的接收天線之間的平面波輻射(也稱為遠(yuǎn)場輻射)的耦合，所述待充電的裝置收集所輻射的電力且對其整流以用于對電池充電。天線大體上具有諧振長度以便改進耦合效率。此做法的缺點為電力耦合隨著天線之間的距離增加而迅速衰退。因此，超過合理距離(例如，>1到2米)的充電變得困難。另外，因為系統(tǒng)輻射平面波，所以如果未經(jīng)由濾波來進行適當(dāng)控制，那么無意的輻射可干擾其它系統(tǒng)。
[0009]其它做法是基于嵌入于(例如)“充電”墊或表面中的發(fā)射天線與嵌入于待充電的主機裝置中的接收天線加整流電路之間的電感耦合。此做法具有以下缺點:發(fā)射天線與接收天線之間的間距必須非常接近(例如，幾毫米)。雖然此做法確實具有對同一區(qū)域中的多個裝置同時充電的能力，但此區(qū)域通常較小，因此用戶必須將所述裝置定位到特定區(qū)域。
[0010]需要用于管理與電子裝置相關(guān)聯(lián)的電力、定位無線電力充電器及自動化無線充電的系統(tǒng)、裝置及方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]在一個創(chuàng)新方面中，提供一種電子裝置。所述電子裝置包括檢測器，所述檢測器經(jīng)配置以檢測位于可檢測區(qū)內(nèi)的一個或一個以上無線充電器。所述電子裝置還包括控制器，所述控制器經(jīng)配置以在檢測到所述一個或一個以上無線充電器后即刻基于與以下各項中的至少一者相關(guān)聯(lián)的至少一個因素為與能量儲存裝置相關(guān)聯(lián)的電子裝置自動選擇充電方案:所述能量儲存裝置、所述電子裝置，或所述電子裝置的用戶，所述控制器經(jīng)進一步配置以確定是否接收無線電力，且確定從所述一個或一個以上所檢測到的無線充電器中的哪一無線充電器接收所述無線電力。
[0012]在另一創(chuàng)新方面中，提供一種無線電力管理方法。所述方法包括檢測位于可檢測區(qū)內(nèi)的一個或一個以上無線充電器。所述方法進一步包括基于與以下各項中的至少一者相關(guān)聯(lián)的因素為與能量儲存裝置相關(guān)聯(lián)的電子裝置自動選擇充電方案:所述能量儲存裝置、所述電子裝置，或所述電子裝置的用戶，所述自動選擇包括確定是否接收無線電力，以及確定從所述一個或一個以上所檢測到的無線充電器中的哪一無線充電器接收所述無線電力。
[0013]在又一創(chuàng)新方面中，提供另一電子裝置。所述電子裝置包括用于檢測位于可檢測區(qū)內(nèi)的一個或一個以上無線充電器的裝置。所述電子裝置還包括用于基于與以下各項中的至少一者相關(guān)聯(lián)的至少一個因素為與能量儲存裝置相關(guān)聯(lián)的電子裝置自動選擇充電方案的裝置:所述能量儲存裝置、所述電子裝置，或所述電子裝置的用戶，所述自動選擇包括確定是否接收無線電力，以及確定從所述一個或一個以上所檢測到的無線充電器中的哪一無線充電器接收所述無線電力。
【附圖說明】
[0014]圖1展示無線電力傳送系統(tǒng)的簡化框圖。
[0015]圖2展示無線電力傳送系統(tǒng)的簡化示意圖。
[0016]圖3說明用于本發(fā)明的示范性實施例中的環(huán)形天線的示意圖。
[0017]圖4為根據(jù)本發(fā)明的示范性實施例的發(fā)射器的簡化框圖。
[0018]圖5為根據(jù)本發(fā)明的示范性實施例的接收器的簡化框圖。
[0019]圖6展示用于執(zhí)行發(fā)射器與接收器之間的消息接發(fā)的發(fā)射電路的一部分的簡化示意圖。
[0020]圖7說明根據(jù)本發(fā)明的示范性實施例的包括控制系統(tǒng)的電子裝置。
[0021]圖8說明根據(jù)本發(fā)明的示范性實施例的包含多個電子裝置的系統(tǒng)。
[0022]圖9說明根據(jù)本發(fā)明的示范性實施例的包括電子裝置及多個無線充電器的系統(tǒng)。
[0023]圖10說明根據(jù)本發(fā)明的示范性實施例的包括基于服務(wù)器的裝置的系統(tǒng)，所述基于服務(wù)器的裝置包括控制系統(tǒng)。
[0024]圖11描繪根據(jù)本發(fā)明的示范性實施例的位置檢測系統(tǒng)。
[0025]圖12為說明根據(jù)本發(fā)明的示范性實施例的方法的流程圖。
[0026]圖13說明根據(jù)本發(fā)明的示范性實施例的包括無線充電器的系統(tǒng)。
[0027]圖14為說明根據(jù)本發(fā)明的示范性實施例的另一方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0028]下文中結(jié)合附圖所闡述的詳細(xì)描述意在作為對本發(fā)明的示范性實施例的描述，且無意表示可實踐本發(fā)明的僅有實施例。遍及此描述所使用的術(shù)語“示范性”表示“充當(dāng)實例、例子或說明”，且未必應(yīng)被解釋為比其它示范性實施例優(yōu)選或有利。所述詳細(xì)描述包括特定細(xì)節(jié)以便實現(xiàn)提供對本發(fā)明的示范性實施例的透徹理解的目的。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將明白，可在無這些特定細(xì)節(jié)的情況下實踐本發(fā)明的示范性實施例。在一些例子中，以框圖形式展示眾所周知的結(jié)構(gòu)及裝置，以便避免混淆本文中所呈現(xiàn)的示范性實施例的新穎性。
[0029]詞“無線電力”在本文中用以表示在不使用物理電磁導(dǎo)體的情況下在從發(fā)射器到接收器之間發(fā)射的與電場、磁場、電磁場或其它相關(guān)聯(lián)的任何形式的能量。應(yīng)注意，本發(fā)明可適用于任何合適的無線電力情況，例如近場、遠(yuǎn)場、諧振及電感耦合。
[0030]圖1說明根據(jù)本發(fā)明的各種示范性實施例的無線發(fā)射或充電系統(tǒng)100。將輸入電力102提供給發(fā)射器104以供產(chǎn)生用于提供能量傳送的輻射場106。接收器108耦合到輻射場106，且產(chǎn)生輸出電力110以供耦合到輸出電力110的裝置(未圖示)儲存或消耗。發(fā)射器104與接收器108兩者分開達(dá)距離112。在一個示范性實施例中，根據(jù)相互諧振關(guān)系來配置發(fā)射器104及接收器108，且在接收器108的諧振頻率與發(fā)射器104的諧振頻率非常接近時，當(dāng)接收器108位于福射場106的“近場”中時，發(fā)射器104與接收器108之間的發(fā)射損失最小。
[0031]發(fā)射器104進一步包括用于提供用于能量發(fā)射的裝置的發(fā)射天線114，且接收器108進一步包括用于提供用于能量接收的裝置的接收天線118。根據(jù)應(yīng)用及待與之相關(guān)聯(lián)的裝置來設(shè)計發(fā)射天線及接收天線的大小。如所陳述，通過將發(fā)射天線的近場中的大部分能量耦合到接收天線而非以電磁波形式將多數(shù)能量傳播到遠(yuǎn)場來發(fā)生高效能量傳送。當(dāng)在此近場中時，可在發(fā)射天線114與接收天線118之間形成耦合模式?？砂l(fā)生此近場耦合的在天線114及118周圍的區(qū)域在本文中稱作耦合模式區(qū)。
[0032]圖2展示無線電力傳送系統(tǒng)的簡化示意圖。發(fā)射器104包括振蕩器122、功率放大器124，及濾波器及匹配電路126。所述振蕩器經(jīng)配置以在所要頻率下產(chǎn)生信號，所述所要頻率可響應(yīng)于調(diào)整信號123來加以調(diào)整?？捎晒β史糯笃?24以響應(yīng)于控制信號125的放大量來放大振蕩器信號。可包括濾波器及匹配電路126以濾出諧波或其它不想要的頻率，且使發(fā)射器104的阻抗與發(fā)射天線114匹配。
[0033]接收器108可包括匹配電路132以及整流器及切換電路134，以產(chǎn)生直流(DC)電力輸出以對電池136(如圖2中所展示)充電或?qū)︸詈系浇邮掌鞯难b置(未圖示)供電?？砂ㄆヅ潆娐?32以使接收器108的阻抗與接收天線118匹配。接收器108與發(fā)射器104可在單獨通信信道119(例如，藍(lán)牙、紫蜂(zigbee)、蜂窩式等)上通信。
[0034]如圖3中所說明，示范性實施例中所使用的天線可配置為“環(huán)形”天線150，其在本文中還可稱作“磁性”天線。環(huán)形天線可經(jīng)配置以包括空氣芯或物理芯(例如，鐵氧體芯)O空氣芯環(huán)形天線可較能容忍放置于所述芯附近的外來物理裝置。此外，空氣芯環(huán)形天線允許其它組件放置于芯區(qū)域內(nèi)。另外，空氣芯環(huán)可較易于使得能夠?qū)⒔邮仗炀€118(圖2)放置于發(fā)射天線114(圖2)的平面內(nèi)，在所述平面內(nèi)，發(fā)射天線114(圖2)的耦合模式區(qū)可較強大。
[0035]如所陳述，在發(fā)射器104與接收器108之間的匹配或近似匹配的諧振期間，發(fā)生發(fā)射器104與接收器108之間的高效能量傳送。然而，甚至在發(fā)射器104與接收器108之間的諧振不匹配時，仍可以較低效率傳送能量。通過將來自發(fā)射天線的近場的能量耦合到駐留在建立此近場的鄰域中的接收天線而非將能量從發(fā)射天線傳播到自由空間中來發(fā)生能量傳送。
[0036]環(huán)形天線或磁性天線的諧振頻率是基于電感及電容。環(huán)形天線中的電感大體上僅為由環(huán)所產(chǎn)生的電感，而電容大體上與環(huán)形天線的電感相加以在所要諧振頻率下產(chǎn)生諧振結(jié)構(gòu)。作為非限制性實例，可將電容器152及電容器154添加到所述天線以創(chuàng)建產(chǎn)生諧振信號156的諧振電路。因此，對于較大直徑的環(huán)形天線來說，誘發(fā)諧振所需的電容的大小隨著環(huán)的直徑或電感增加而減小。此外，隨著環(huán)形天線或磁性天線的直徑增加，近場的高效能量傳送區(qū)域增大。當(dāng)然，其它諧振電路為可能的。作為另一非限制性實例，電容器可并聯(lián)放置于環(huán)形天線的兩個端子之間。另外，所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識到，對于發(fā)射天線，諧振信號156可為到環(huán)形天線150的輸入。
[0037]圖4為根據(jù)本發(fā)明的示范性實施例的發(fā)射器200的簡化框圖。發(fā)射器200包括發(fā)射電路202及發(fā)射天線204。一般來說，發(fā)射電路202通過提供致使在發(fā)射天線204周圍產(chǎn)