無線發(fā)射器的靜態(tài)調(diào)諧的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是針對用于無線發(fā)射器的靜態(tài)調(diào)諧的方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]越來越多數(shù)目及種類的電子裝置經(jīng)由可再充電電池供電。此類裝置包含移動電話、便攜式音樂播放器、膝上型計算機(jī)、平板計算機(jī)、計算機(jī)外圍裝置、通信裝置(例如，藍(lán)牙裝置)、數(shù)碼相機(jī)、助聽器，及其類似者。雖然電池技術(shù)已得到改進(jìn)，但電池供電的電子裝置越來越需要且消耗更大量的電力，因此常常需要再充電?？稍俪潆娧b置常常經(jīng)由有線連接通過物理地連接到電力供應(yīng)器的電纜或其它類似連接器充電。電纜及類似連接器有時可能不方便或繁瑣，且具有其它缺點(diǎn)。能夠在用以為可再充電電子裝置充電或向電子裝置提供電力的自由空間中傳送電力的無線充電系統(tǒng)可克服有線充電解決方案的一些不足。由此，向電子裝置有效且安全地傳送電力的無線充電系統(tǒng)及方法是合乎需要的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]在所附權(quán)利要求書的范圍內(nèi)的系統(tǒng)、方法及裝置的各種實(shí)施方案各自具有若干方面，其中的單個方面并不單獨(dú)負(fù)責(zé)本文所描述的所要屬性。在不限制所附權(quán)利要求書的范圍的情況下，本文描述一些顯要特征。
[0004]在附圖及以下描述中闡述本說明書中描述的標(biāo)的物的一或多個實(shí)施方案的細(xì)節(jié)。其它特征、方面及優(yōu)點(diǎn)將從描述、圖及權(quán)利要求書變得顯而易見。應(yīng)注意，以下各圖的相對尺寸可能未按比例繪制。
【附圖說明】
[0005]圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的示范性無線電力傳送系統(tǒng)的功能框圖。
[0006]圖2是根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施方案的可在圖1的無線電力傳送系統(tǒng)中使用的示范性組件的功能框圖。
[0007]圖3是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的圖2的包含發(fā)射或接收天線的發(fā)射電路或接收電路的一部分的不意圖。
[0008]圖4是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的可在圖1的無線電力傳送系統(tǒng)中使用的發(fā)射器的功能框圖。
[0009]圖5是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的可在圖1的無線電力傳送系統(tǒng)中使用的接收器的功能框圖。
[0010]圖6是可用于圖4的發(fā)射電路中的發(fā)射電路的一部分的示意圖。
[0011]圖7說明根據(jù)一些實(shí)施方案的集成在電路板及校準(zhǔn)電路上的天線電路。
[0012]圖8說明根據(jù)一些實(shí)施方案的集成在電路板及校準(zhǔn)電路上的天線電路。
[0013]圖9是用于調(diào)整一個可變電抗組件的電抗的示范性方法的流程圖。
[0014]圖10是用于調(diào)整一個可變電抗組件的電抗的另一示例性方法示范性方法的流程圖。
[0015]圖11是根據(jù)一些實(shí)施方案的裝置的功能框圖。
[0016]圖式中所說明的各種特征可能未按比例繪制。因此，為了清楚起見可以任意擴(kuò)大或縮小各種特征的尺寸。此外，圖式中的一些可能并未描繪給定系統(tǒng)、方法或裝置的所有組件。最后，可在整個說明書及圖式中使用相同的參考標(biāo)號指代相同的特征。
【具體實(shí)施方式】
[0017]以下結(jié)合附圖闡述的詳細(xì)描述既定為本發(fā)明的示范性實(shí)施方案的描述且無意表示其中可實(shí)踐本發(fā)明的僅有實(shí)施方案。在整個此描述中使用的術(shù)語“示范性”意指“充當(dāng)實(shí)例、例子或說明”，且不一定應(yīng)被解釋為比其它示范性實(shí)施方案優(yōu)選或有利。出于提供對本發(fā)明的示范性實(shí)施方案的透徹理解的目的，所述詳細(xì)描述包含具體細(xì)節(jié)。在一些情況下，以框圖形式展示一些裝置。
[0018]無線地傳送電力可指將與電場、磁場、電磁場或其它者相關(guān)聯(lián)的任何形式的能量從發(fā)射器傳送到接收器，而不使用物理電導(dǎo)體(例如，可通過自由空間來傳送電力)。輸出到無線場(例如，磁場)中的電力可由“接收天線”接收、俘獲或耦合以實(shí)現(xiàn)電力傳送。電力輸出電平及傳送效率足以為接收裝置的負(fù)載(例如可再充電電池，或其類似者)充電。
[0019]圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的示范性無線電力傳送系統(tǒng)100的功能框圖。輸入電力102可從電源(未展示)提供到發(fā)射器104以用于產(chǎn)生用于提供能量傳送的場105。接收器108可耦合到所述場105，且產(chǎn)生輸出電力110供耦合到輸出電力110的裝置(未展示)存儲或消耗。發(fā)射器104與接收器108兩者隔開距離112。在一個示范性實(shí)施方案中，發(fā)射器104及接收器108根據(jù)相互諧振關(guān)系而配置。當(dāng)接收器108的諧振頻率與發(fā)射器104的諧振頻率實(shí)質(zhì)上相同或極為接近時，發(fā)射器104與接收器108之間的發(fā)射損失極小。由此，與可能需要大線圈的純電感解決方案(需要線圈極接近(例如，幾毫米))相比，可經(jīng)由較大距離提供無線電力傳送。諧振感應(yīng)耦合技術(shù)因此可允許在各種距離上且利用多種感應(yīng)線圈配置的改善的效率及電力傳送。
[0020]接收器108可在接收器108位于由發(fā)射器104產(chǎn)生的能量場105中時接收電力。場105對應(yīng)于其中由發(fā)射器104輸出的能量可由接收器105俘獲的區(qū)。在一些情況下，場105可對應(yīng)于發(fā)射器104的“近場”，如下文將進(jìn)一步描述。發(fā)射器104可包含用于輸出能量發(fā)射的發(fā)射天線114。接收器108進(jìn)一步包含用于接收或俘獲來自能量發(fā)射的能量的接收天線118。近場可對應(yīng)于其中存在由發(fā)射天線114中的最低限度地輻射電力遠(yuǎn)離所述發(fā)射天線114的電流及電荷而產(chǎn)生的強(qiáng)反應(yīng)性場的區(qū)域。在一些情況下，近場可對應(yīng)于在發(fā)射天線114的約一個波長(或其部分)內(nèi)的區(qū)域。發(fā)射天線114及接收天線118根據(jù)應(yīng)用及待與其相關(guān)聯(lián)的裝置而設(shè)定大小。如上所述，有效能量傳送可通過將發(fā)射天線114的場105中的大部分能量耦合到接收天線118而非在電磁波中將大多數(shù)能量傳播到所述遠(yuǎn)場而發(fā)生。當(dāng)定位在場105內(nèi)時，在發(fā)射天線114與接收天線118之間可形成“親合模式”。發(fā)射天線114及接收天線118周圍的其中可發(fā)生此耦合的區(qū)域在本文中被稱作耦合模式區(qū)。
[0021]圖2是根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施方案的可用于圖1的無線電力傳送系統(tǒng)100中的示范性組件的功能框圖。發(fā)射器204可包含發(fā)射電路206，其可包含振蕩器222、驅(qū)動電路224及濾波與匹配電路226。振蕩器222可經(jīng)配置以產(chǎn)生期望頻率(例如468.75kHz,6.78MHz或13.56MHz)下的信號，所述期望頻率可以響應(yīng)于頻率控制信號223來調(diào)整?？蓪⒄袷幤餍盘柼峁┑浇?jīng)配置以在(例如)發(fā)射天線214的諧振頻率下驅(qū)動發(fā)射天線214的驅(qū)動電路224。驅(qū)動電路224可以是經(jīng)配置以從振蕩器222接收方波并且輸出正弦波的切換放大器。舉例來說，驅(qū)動電路224可以是E類放大器。還可包含濾波與匹配電路226以濾出諧波或其它不必要的頻率，且將發(fā)射器204的阻抗匹配到發(fā)射天線214。
[0022]接收器208可包含接收電路210，其可包含匹配電路232及整流器與切換電路234以產(chǎn)生從AC電力輸入輸出的直流電源，以便為如圖2中所示的電池236充電，或者為耦合到接收器108的裝置(未展示)供電?？砂ヅ潆娐?32以將接收電路210的阻抗匹配到接收天線218。接收器208及發(fā)射器204可以另外在分開的通信信道219 (例如，藍(lán)牙、紫蜂、蜂窩式等)上通信。接收器208及發(fā)射器204可以或者使用無線場206的特性經(jīng)由帶內(nèi)信令通信。
[0023]如下文更詳細(xì)地描述，最初可具有相關(guān)聯(lián)負(fù)載(例如，電池236)的接收器208可經(jīng)配置以確定由發(fā)射器204發(fā)射及由接收器208接收的電力的量是否適合于為電池236充電。所述負(fù)載(例如，電池236)可經(jīng)配置以選擇性地耦合到接收器208。接收器208可經(jīng)配置以在確定電力量適當(dāng)之后即刻啟用負(fù)載(例如，電池236)。在一些實(shí)施方案中，接收器208可經(jīng)配置以直接利用從無線電力傳送場接收的電力而不對電池組236充電。舉例來說，例如近場通信(NFC)或射頻識別裝置(RFED)等通信裝置可經(jīng)配置以通過與無線電力傳送場交互及/或利用所接收電力與發(fā)射器204或其它裝置通信來從無線電力傳送場接收電力并進(jìn)行通信。
[0024]圖3是根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施方案的圖2的包含發(fā)射或接收天線352的發(fā)射電路206或接收電路210的一部分的示意圖。如圖3中所說明，用于示范性實(shí)施方案中的發(fā)射或接收電路350可包含線圈352。所述線圈352還可稱為或配置為“環(huán)形”天線352。線圈352還可在本文稱為或配置為“磁性”天線或感應(yīng)線圈。術(shù)語“線圈”既定指的是可以無線方式輸出或接收用于耦合到另一“線圈”的能量的組件。線圈也可被稱作其經(jīng)配置而以無線方式輸出或接收電力的類型的“天線”。線圈352可經(jīng)配置以包含空氣芯或物理芯，例如鐵氧體芯(未展示)?？諝庑经h(huán)狀線圈可以在更大程度上容受放置在芯的附近的外來物理裝置。此外，空氣芯環(huán)形線圈352允許將其它組件放置在芯區(qū)域內(nèi)。另外，空氣芯環(huán)可更易于使得能夠?qū)⒔邮仗炀€218 (圖2)放置于發(fā)射天線214 (圖2)的平面內(nèi)，在所述平面處，發(fā)射天線214(圖2)的耦合模式區(qū)可更強(qiáng)大。
[0025]如