化，所述Tx线圈设计在每个线圈面之间具有非均匀间距。由每个面产生的相消场和相 长场W最佳形式加起来，从而产生小的场变化。
[0029] 图5B是在线圈的面之间具有非均匀间距的线圈的侧视图。如图5B所示，线圈的 厚度可W是0.8毫米。如上所讨论的，0.8毫米的厚度可有利于减少线圈的"Z"高度，并且 通过在PCB中实现Tx线圈来实现。
[0030] 图5C是在线圈的面之间具有非均匀间距的线圈的底视图。图5C的底视图图示了 创建回路的线圈的禪合。在方面中，发送器线圈被形成在印刷电路板（PCB)中。在PCB中 形成的发送器线圈包括一层W上的发送器线圈，并且其中每层被通讯地禪合在层之间的过 孔处。例如在底层上，Tx线圈可W具有电禪合到最内面(诸如W上参考图4讨论的第五面 414)的第一迹线502。第一迹线502可W约36. 5毫米长。第二迹线504可形成在底层上， 其电禪合第一迹线到电禪合到最外面(诸如W上参考图4讨论的第一面402)的过孔。第二 迹线可W约45毫米。
[0031] 图6是图示了整流器电压对线圈电流的示图。如图6所示，在接收器侧的输出DC 电压（Vfwt)被绘制为流经Tx线圈的均方根（RMS)电压的函数。因为在接收器侧的输出电 压由电压调节器(如图1中的Rload所示）的输入电压限制，所W验证两种可能的极端情况 很重要，即在最小Z21输送的最大功率，如由附图标记602所指示的；W及在最大Z21输送的 最小功率，如由图6中的附图标记604所指示的。在最小Z21操作点输送最大功率期间，PA 将需要提供最大电流。在最大Z21操作点输送最小功率期间，PA将需要提供最小电流。如 果在最大或最小操作点期间提供给电压调节器的电压在允许界限的范围内，由较低的虚线 606和较高的点划线608所指示的，那么系统就被认为是稳定的。
[003引在大的场变化的情况下，即大的Z,i变化，由PA提供的非常有限的IT,的范围幼口由 垂直线610和612之间的区域所指示的）将满足由电压调节器所允许的电压范围。该将导 致非稳定系统，其不能由系统的反馈回路进行优化。
[0033] 图7图示了形成发送器线圈的方法。该方法包括形成发送器线圈的面，W在块902 传导电荷。在块904,附加面被形成W传导电荷，其中面之间的间距是非均匀的。
[0034] 在方面中，发送器线圈被形成在印刷电路板（PCB)中。在PCB中形成的发送器线 圈包括一层W上的发送器线圈，并且其中每一层均被通讯地禪合在层之间的过孔处。例如 在底层上，方法700可包括形成电禪合到最内面(诸如W上参考图4讨论的第五面414)的 第一迹线。第一迹线可W约36. 5毫米长。第二迹线可形成在底层上，其电禪合第一迹线到 电禪合到最外面(诸如W上参考图4讨论的第一面402)的过孔。
[00巧]发送器线圈的面是非均匀的，其基于面之间的预定义间距。在一些方面中，发送器 线圈的面是非均匀的，其基于面之间的预定义间距，其中面之间的间距指示了面之间的间 距的比率。例如，该比率可W由如图6A所示的面之间的间距来指示。
[0036] 在一些方面中，系统的合成过程可用于优化磁场分布。具体地，系统的合成过程可 用于确定由发送器线圈的面禪合的线圈部分W及线圈面的间距。
[0037] 图8是图示了用于确定发送器线圈中的优化的非均匀间距的方法的框图。在块 802,确定了线圈的初始测量。变量"a"和"b"分别表示发送器线圈的总长度和总宽度。发 送器线圈的长度和宽度可W基于具有a。长和b。宽的测量的发送器线圈的最外面。发送器 线圈的越来越小的面的长度和宽度可W分别称为3。_1和b。_1。在块804,磁场B被发现在所 希望的平面上，或在具有长a。和宽b。的给定的发送器线圈上。
[0038] 虽然在图8中未图示，但可W确定在磁场中所希望的变化。磁场的变化可W取决 于与发送器线圈的距离"Z"，并且在整个线圈面积（a乘Wb)的70%之内。
[0039] 在一些方面中，磁场中的变化可W是最大允许阔值，其关联于标准无线充电委员 会，诸如无线电力联盟传输系统基线系统规范，自2013年8月14日版本1. 1. 1 (A4WP规 范)。磁场可W由等式4确定。
[0040]
【主权项】
1. 一种产生磁场的发送器线圈，包括： 传导电荷的发送器线圈的匝；以及 传导电荷的发送器线圈的附加匝，其中电荷从一个线圈匝到另一个线圈匝的传导产生 磁场，并且其中匝之间的间距是非均匀的。
2. 如权利要求1所述的发送器线圈，其中所述匝包括： 具有大约140毫米的长度和大约90毫米的宽度的第一匝；以及 耦合到第一匝的第二匝，所述第二具有大约132毫米的长度和大约82毫米的宽度。
3. 如权利要求2所述的发送器线圈，其中所述匝包括： 耦合到第二匝的第三匝，其具有大约124毫米的长度和大约74毫米的宽度； 耦合到第三匝的第四匝，第四匝具有大约108毫米的长度和大约58毫米的宽度。
4. 如权利要求3所述的发送器线圈，其中所述匝包括： 耦合到第四匝的第五匝，第四匝具有大约78毫米的长度和大约28毫米的宽度； 其中第五匝被耦合到通讯地耦合到第一匝的过孔。
5. 如权利要求1-4的任何组合所述的发送器线圈，其中所述发送器线圈被形成在大约 143. 5毫米长和大约91毫米宽的印刷电路板（PCB)中。
6. 如权利要求5所述的发送器线圈，所述PCB包括一层以上的发送器线圈，并且其中每 一层被耦合在层之间的过孔处。
7. 如权利要求6所述的发送器线圈，其中所述发送器线圈被形成在具有一层以上的印 刷电路板（PCB)中，进一步包括： 在PCB的底层的发送器线圈的迹线被电耦合到发送器线圈的匝；所述迹线包括： 具有大约36. 5毫米的长度的第一迹线；以及 具有大约45毫米的长度的第二迹线。
8. 如权利要求1-4的任何组合所述的发送器线圈，其中所述发送器线圈的匝之间的非 均匀间距基于变量，所述变量包括： 发送器线圈的长度和宽度； 发送器线圈的匝数； 匝之间的最小间距以及线圈的厚度；以及 由发送器线圈发射的最小磁场变化。
9. 一种形成发送器线圈的方法，包括： 形成传导电荷的发送器线圈的匝；以及 形成传导电荷的发送器线圈的附加匝，其中电荷从一个线圈匝到另一个线圈匝的传导 产生磁场，并且其中匝之间的间距是非均匀的。
10. 如权利要求9所述的方法，其中所述匝包括： 具有大约140毫米的长度和大约90毫米的宽度的第一匝；以及 耦合到第一匝的第二匝，所述第二具有大约132毫米的长度和大约82毫米的宽度。
11. 如权利要求10所述的方法，其中所述匝包括： 耦合到第二匝的第三匝，其具有大约124毫米的长度和大约74毫米的宽度； 耦合到第三匝的第四匝，第四匝具有大约108毫米的长度和大约58毫米的宽度。
12. 如权利要求11所述的方法，其中所述匝包括： 耦合到第四匝的第五匝，第四匝具有大约78毫米的长度和大约28毫米的宽度； 其中第五匝被耦合到通讯地耦合到第一匝的过孔。
13. 如权利要求9-12的任何组合所述的方法，其中所述发送器线圈被形成在大约 143. 5毫米长和大约91毫米宽的印刷电路板（PCB)中。
14. 如权利要求13所述的方法，所述PCB包括一层以上的发送器线圈，并且其中每一层 被耦合在层之间的过孔处。
15. 如权利要求14所述的方法，其中所述发送器线圈被形成在具有一层以上的印刷电 路板（PCB)中，进一步包括： 形成在PCB的底层的发送器线圈的迹线，其被电耦合到发送器线圈的匝；所述迹线包 括： 具有大约36. 5毫米的长度的第一迹线；以及 具有大约45毫米的长度的第二迹线。
16. 如权利要求9-12的任何组合所述的方法，进一步包括基于变量确定发送器线圈的 匝之间的非均匀间距，所述变量包括： 发送器线圈的长度和宽度； 发送器线圈的匝数； 匝之间的最小间距以及线圈的厚度；以及 由发送器线圈发射的最小磁场变化。
17. -种确定发送器线圈中的优化的非均匀间距的方法，包括： 识别变量，包括： 发送器线圈的预定长度和宽度； 发送器线圈的预定匝数； 匝之间的预定最小间距以及线圈的厚度；以及 由发送器线圈发射的预定最小磁场变化； 基于所识别的变量确定发送器线圈的匝之间的优化间距。
18. 如权利要求17所述的方法，其中所述发送器线圈的匝之间的非均匀间距用以减少 与发送器线圈相关联的磁场变化。
19. 如权利要求17-18的任何组合所述的方法，其中基于变量确定匝之间的优化间距 包括使用遗传算法来解决基于所确定的变量的优化问题。
【专利摘要】本发明涉及无线谐振器线圈中的非均匀间距。本文描述了形成发送器线圈的技术。该技术可以包括形成发送器线圈的匝，其中所述发送器线圈的匝之间的非均匀间距用以减少与发送器线圈相关联的磁场变化。
【IPC分类】H02J17-00
【公开号】CN104701995
【申请号】CN201410621696
【发明人】罗森菲尔德 J., 卡斯图里 S., 杨 S., 埃克豪利 E.
【申请人】英特尔公司
【公开日】2015年6月10日
【申请日】2014年11月7日