使用dc偏压的高功率rf场效应晶体管切换的制作方法_2

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gbee、蜂窝式等)上通信。接收器208及发射器204可或者使用无线场206的特性经由带内发信来通信。
[0026]如下文予以更充分描述,接收器208 (其可最初具有可选择性地停用的关联负载(例如,电池236))可经配置以确定由发射器204所发射且由接收器208所接收的功率的量是否适于用于对电池236充电。另外,接收器208可经配置以在确定功率的量为适当之后便启用负载(例如,电池236)。在一些实施例中,接收器208可经配置以在不对电池236充电的情况下直接利用从无线功率传送场接收的功率。举例来说,通信装置(例如,近场通信(NFC)或射频识别装置(RFID))可经配置以从无线功率传送场接收功率且通过与无线功率传送场交互来通信及/或利用所接收的功率来与发射器204或其它装置通信。
[0027]图3为根据本发明的示范性实施例的包含发射或接收天线352的图2的发射电路206或接收电路210的一部分的示意图。如图3中所说明,示范性实施例(包含下文所描述的那些示范性实施例)中所使用的发射或接收电路350可包含天线352。还可将天线352称作或配置为“环路”天线352。本文中还可将天线352称作或配置为“磁性”天线或感应线圈。术语“天线”大体是指可无线地输出或接收能量以用于耦合到另一“天线”的组件。还可将天线称作经配置以无线地输出或接收功率的类型的线圈。如本文中所使用,天线352为经配置以无线地输出及/或接收功率的类型的“功率传送组件”的实例。天线352可经配置以包含空心或物理心,例如铁氧体磁心(未图示)。空心环路天线可较能容忍置放于所述心附近的外来物理装置。此外,空心环路天线352允许其它组件置放于心区域内。另外,空心环路可更易于使得能够将接收天线218 (图2)置放于发射天线214 (图2)的平面内,在所述平面内,发射天线214(图2)的耦合模式区可更强大。
[0028]如所陈述,可在发射器104与接收器108之间的匹配或近似匹配谐振期间发生发射器104与接收器108之间的有效能量传送。然而,即使当发射器104与接收器108之间的谐振不匹配时,虽然效率可受影响,但仍可传送能量。能量传送是通过将来自发射天线214线圈的场105的能量耦合到驻留于建立有此场105的附近中的接收天线218而非使能量从发射天线214传播到自由空间中而发生。
[0029]环路天线或磁性天线的谐振频率是基于电感及电容。电感可简单地为由天线352所产生的电感,而电容可与天线的电感相加以在所要谐振频率下产生谐振结构。作为一非限制性实例,可将电容器352及电容器354加到发射或接收电路350以在谐振频率下产生选择信号356的谐振电路。因此,对于较大直径的天线来说,所需的用以维持谐振的电容的大小可随环路的直径或电感增加而减小。此外,随着天线的直径增加,近场的有效能量传送区域可增大。使用其它组件所形成的其它谐振电路也是可能的。作为另一非限制性实例,可将电容器并联地置放于天线350的两个端子之间。对于发射天线来说,具有实质上对应于天线352的谐振频率的频率的信号358可为到天线352的输入。
[0030]在一个实施例中,发射器104可经配置以输出具有对应于发射天线114的谐振频率的频率的时变磁场。当接收器位于场105内时,所述时变磁场可感应接收天线118中的电流。如上文所描述,如果接收天线118经配置成在发射天线118的频率下谐振,那么可有效地传送能量。接收天线118中所感应的AC信号可如上文所描述加以整流以产生可经提供以对负载充电或供以电力的DC信号。
[0031]图4为根据本发明的示范性实施例的发射器404的功能框图,所述发射器404可用于图1的无线功率传送系统中。发射器404可包含发射电路406及发射天线414。发射天线414可为如图3中所示的天线352。发射电路406可通过提供导致在发射天线414周围产生能量(例如,磁通量)的振荡信号而将RF功率提供到发射天线414。发射器404可在任何合适的频率下操作。举例来说,发射器404可在6.78MHz ISM频带下操作。
[0032]发射电路406包含固定阻抗匹配电路409,其用于使发射电路406的阻抗(例如,50欧姆)与发射天线414匹配;及低通滤波器(LPF) 408,其经配置以将谐波发射减少到防止耦合到接收器108 (图1)的装置的自干扰的电平。其它示范性实施例可包含不同滤波器拓扑(包含(但不限于)使特定频率衰减同时使其它频率通过的陷波滤波器)且可包含自适应阻抗匹配,所述自适应阻抗匹配可基于可测量的发射量度(例如到天线414的输出功率或由驱动器电路424所汲取的DC电流)而变化。发射电路406另外包含驱动器电路424,所述驱动器电路424经配置以驱动如由振荡器423所确定的RF信号。发射电路406可包括离散装置或电路,或者可包括集成的总成。来自发射天线414的示范性RF功率输出可为约2.5瓦特。
[0033]发射电路406可另外包含控制器415,所述控制器415用于在特定接收器的发射阶段(或工作循环)期间选择性地启用振荡器423以用于调整振荡器423的频率或相位且用于调整输出功率电平以用于实施用于与邻近装置交互(经由所述邻近装置的所附接的接收器)的通信协议。应注意,本文中还可将控制器415称作处理器415。对振荡器相位及发射路径中的相关电路的调整可允许减少带外发射(尤其当从一个频率转变到另一频率时)。
[0034]发射电路406可另外包含负载感测电路416,所述负载感测电路416用于检测在由发射天线414所产生的近场附近的有效接收器的存在或不存在。举例来说,负载感测电路416监视流到驱动器电路424的电流,其可受在由发射天线414所产生的场附近的有效接收器的存在或不存在的影响,如下文将予以另外描述。通过控制器415来监视对在驱动器电路424上的负载的改变的检测以用于确定是否将启用振荡器423以用于发射能量且与有效接收器通信。如下文予以更充分描述,在驱动器电路424处所测量的电流可用以确定无效装置是否被定位于发射器404的无线功率传送区域内。
[0035]可用利兹线来实施发射天线414或可将发射天线414实施为具有经选择以使电阻损耗保持为低的厚度、宽度及金属类型的天线条。在一个实施方案中,发射天线414可大体经配置以用于与较大结构(例如桌子、垫子、灯或其它较不容易携带配置)相关联。因此,发射天线414通常可能无需“线匝”以便具有实用尺寸。发射天线414的示范性实施可为“电学上小型”(即,波长的分率)且经调谐以通过使用电容器来界定谐振频率而在较低的可用频率下谐振。
[0036]发射器404可聚集并跟踪关于可能与发射器404相关联的接收器装置的行踪及状态的信息。因此,发射电路406可包含连接到控制器415 (本文中还称作处理器)的存在检测器480、封入式检测器460或其组合。控制器415可响应于来自存在检测器480及封入式检测器460的存在信号来调整由驱动器电路424所递送的功率的量。发射器404可经由例如以下各者的诸多电源或直接从常规的DC电源(未图示)来接收功率:例如,AC-DC转换器(未图示),其用以转换存在于建筑物中的常规的AC功率;DC-DC转换器(未图示),其用以将常规的DC电源转换成适合于发射器404的电压。
[0037]作为一非限制性实例,存在检测器480可为运动检测器,其用以感测被插入到发射器404的隐蔽区域中且待加以充电的装置的初始存在。在检测之后,可接通发射器404且可使用由所述装置所接收的RF功率从而以预定方式双态触发Rx装置上的开关,此又导致发射器404的驱动点阻抗的改变。
[0038]作为另一非限制性实例,存在检测器480可为能够(例如)通过红外线检测、运动检测或其它合适的手段来检测人类的检测器。在一些示范性实施例中,可存在限制发射天线414可在特定频率下所发射的功率的量的规则。在一些状况下,此些规则意欲保护人类免受电磁辐射。然而,可存在其中发射天线414被置放于未被人类所占据或偶尔被人类所占据的区域中的环境,例如车库、工厂地面、商店及其类似者。如果此些环境没有人,那么可容许增加发射天线414的功率输出而高出正常功率限制规则。换句话说,控制器415可响应于人类存在而将发射天线414的功率输出调整到管制电平或较低电平,且当人类处于距发射天线414的电磁场一管制距离之外时可将发射天线414的功率输出调整到高于所述管制电平的电平。
[0039]作为一非限制性实例,封入式检测器460(本文中还可称作封入式隔间检测器或封入式空间检测器)可为例如感测开关等装置,其用于确定封入件何时处于封闭或开放状态。当发射器处于呈封入状态的封入件中时,可增加发射器的功率电平。
[0040]在示范性实施例中,可使用
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