无线供电装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明关于供电装置，尤其是关于能够向多种备选装置供电的供电装置。
【背景技术】
[0002]可携式电子装置，例如膝上型电脑、个人数字助理、蜂窝式电话、智能电话以及可携式媒体播放器的应用持续呈大幅度增长。尽管已经开发了多种标准，用于提供与电子装置的无线通信，但这些装置中的许多装置由于需要通过线连接至电子装置的供电装置，而总是产生许多麻烦。通常，每个供电装置包括电源适配器，用于将交流电源电力转换成装置所需的直流电，并带有将适配器的输入连接至壁装插座及将适配器的输出连接至电子装置的线。在一些情况下，一个插头从适配器伸出，使得适配器直接插入壁装插座，并且仅需要从适配器至电子装置的单根线(见图1)。电源适配器(常常称作“砖”)相对来说是重的，且占据了大量的空间。传统的供电系统有各种缺点。例如，根据需要来使用、存放和随身携带具有适配器和相关线的供电装置就是个负担。在使用时，线造成了难看且常常不易打理的杂乱。而且，当连接后，线妨碍了装置的移动性。在有多个可携式装置的情况下，使用者可能需要随身携带多个供电装置，包括多个电源适配器和多个线组。这只会使得问题更严重。
[0003]在努力减小该问题的过程中，开发出了“通用”供电装置。各种实际困难使得努力提供通用的电源解决方案变得复杂。这些困难中的一项困难是由于不同的可携式电子装置具有不同的电力需求所产生的。一个传统的通用供电装置包括单个电源适配器，该电源适配器能够向多个装置提供电力。例如，在图2中，示出了一个传统的通用供电装置。在这个实施例中，供电装置包括具有多个电力出端口的电源适配器。所述电源适配器被构造为向每个出端口提供预定的电量。各种电子装置，例如膝上型电脑和智能电话可以用传统线连接至所述电源适配器。尽管有了显著的进步，这种解决方案仍然需要分开的线，用于连接至供电装置的每个装置。进一步来说，典型的解决方案需要电子装置被预先构造为接受供电装置输出的预定电力。
[0004]作为对带线的供电装置解决方案的替代品，近来对于无线电源解决方案的追求呈大幅增长。无线供电系统消除了对电源线的需求，因此消除了与电源线相关的许多不便。例如，无线电源解决方案可以消除:(i)对保留和存放一堆电源线的需求，(?)由线所造成的难看的杂乱，(iii)对重复地将远程装置和线进行物理连接和物理断开的需求，(iv)每当需要电力，例如再充电时，携带电源线的需求，以及(V)识别一堆电源线中用于各个装置的电源线的困难。
[0005]无线电源解决方案的引入在一方面使得多个装置间的电源管理更为复杂一一至少短期内。例如，既具有无线供电/充电装置，又具有使用金属线供电/充电的装置的使用者将需要携带有线和无线的供电装置。即使使用者买进了用于所有使用者的有线装置的通用供电装置，还将需要分开的无线供电装置。
【发明内容】
[0006]在一方面，本发明提供了通用供电装置，能够向多种有线和无线电子装置提供电力。在一个实施例中，供电装置包括集成的无线电力传输器和用于有线供电的一个或多个电力出口。在供电装置包括多个电力出口的那些实施例中，不同的电力出口可以提供不同的电量。可以提供不同的插头形状来在不同的电量之间进行区分。在其他实施例中，所有的电力出口可以提供相同的电量。在具有这种性质的实施例中，电力端口可以是包括根据USB标准的电力的传统的USB端口。
[0007]在备选的实施例中，供电装置可以包括构造为容纳可移动的无线电力传输器(例如可移动的初级线圈)的电力出口。在一些实施例中，可以提供不同的插头形状来区分用于无线传输器的电力出口和用于有线装置的电力出口。在一些实施例中，插头形状可以是相同的，并且电源适配器的电子器件能够判断是什么插入了给定的电力出口，并提供给那个电力出口合适的电力。
[0008]在第二方面，本发明提供了具有由单个电源适配器供电的多个无线电力传输器的通用无线供电装置。在一个实施例中，电源适配器包括多个集成的电力传输器，并被构造为提供电力传输器的自由移动。在一个实施例中，电力传输器可通过柔性连接器连接至电源适配器，柔性连接器使得组件可以折叠起来，以减小空间。柔性连接器也可以提供电力传输器某种程度的位置自由。
[0009]在第二方面的另一个实施例中，电源适配器可以包括可移动地连接至彼此的多个部分。分开的电力传输器可以位于不同的部分，以使得一个部分相对于另一个部分的移动提供电力传输器之间的位置自由。这些部分可通过铰链、枢转接头或其他合适的机械结构来接合。
[0010]在另一个实施例中，供电装置可以包括具有能选择性容纳多个无线电力传输器的电力出端口的电源适配器。如所期望的，一个或多个电力传输器可以选择性地连接至供电装置。在一个实施例中，每个无线电力传输器可以包括用于其他无线电力传输器的一个或多个电力出端口，以使得无线电力传输器可以是菊花链的(daisy-chained)。
[0011]在第一方面，本发明提供了能向有线和无线电子装置提供电力的通用供电装置。在这个方面，本发明提供了方便、容易使用的供电装置，该供电装置能够用于多种多样的装置，从而即使使用者想要为有线和无线装置供电，也无需携带多种供电装置。在第二方面，本发明提供了适应于不同应用的无线供电装置。在那些带有可移动供电部分的实施例中，供电装置被构造为容易存放并且重新构造成为多种类型的装置提供方便的无线充电。在那些带有可移动的供电传输器的实施例中，供电装置的尺寸可以通过仅添加所需要的那些供电传输器而保持最小化。无线供电装置也添加了允许内部的本质安全性的额外益处。这个元件使得供电装置内的高电压在使用时，具有内部的本质安全性。比起传统供电装置，供电装置的接地和绝缘可以更简单和符合成本效益。这也增加了这种供电装置的安全性和可靠性。这些供电装置也可以包括用于最小待用的极低的电力选择，例如2009年10月2日申请的，名称为Power System(电力系统)的美国专利公开2010/0084918中描述的系统，美国专利公开2010/0084918整体上通过引用结合于此。
[0012]本发明的这些和其他目的、优点和特点将通过参考当前实施例和附图的描述而被更加完整地了解和领会。
【附图说明】
[0013]图1是具有传统有线供电装置的电子装置的示意图。
[0014]图2是具有传统的多输出有线供电装置的一对电子装置的示意图。
[0015]图3是根据本发明的第一方面的实施例的供电装置的示意图。
[0016]图4是根据本发明的实施例的第一备选供电装置的示意图。
[0017]图5是具有折叠至电源适配器上的可分离线圈的第一备选供电装置的示意图。
[0018]图6是可移动电力传输器的部分局部不意图。
[0019]图7是备选可移动电力传输器的部分局部不意图。
[0020]图8是第二备选供电装置的示意图。
[0021]图9是带有无线电脑扩展模块的第二备选供电装置的示意图。
[0022]图10是用于供电装置的电路的图解表示。
[0023]图11是用于供电装置的第一备选电路的图解表示。
[0024]图12是用于供电装置的第二备选电路的图解表示。
[0025]图13是一系列示意图，显示了根据本发明的第二方面的实施例的供电装置。
[0026]图14是显示了电子装置放置在图13的供电装置上的示意图。
[0027]图15是根据本发明的第二方面的备选供电装置的示意图。
[0028]图16是一系列示意图，显示了不同构造之间的第二备选实施例的移动。
[0029]图17是用于接合电源适配器部分的连接器的端视图和侧视图。
[0030]图18A-E是显示了图15的供电装置的各种应用的示意图。
[0031]图19是显示了图15的供电装置可如何与电脑一同使用的示意图。
[0032]图20是显示了图15的供电装置靠近电脑放置的示意图。
[0033]图21是显示了图15的供电装置结合至电脑坞站的示意图。
[0034]图22是显示了图15的供电装置结合至电脑包的示意图。
[0035]图23是根据本发明的第二方面的第三备选供电装置的示意图。
[0036]图24是根据本发明的第二方面的第四备选供电装置的示意图。
[0037]图25是显示了图24的供电装置处于折叠构造的示意图。
[0038]图26是根据本发明的第二方面的第五备选供电装置的示意图。
[0039]图27是显示了处于折叠构造中的图26的供电装置的示意图。
[0040]图28是用于根据本发明的第二方面的供电装置的电路的图解表示。
[0041]图29是电源砖(power brick)的示意图，电源砖具有被放置为向膝上型电脑供电的延伸的板无线电力传输器。
[0042]图30是具有图29的可延伸板的电源砖的示意图。
[0043]图31是电源砖的示意图，电源砖具有被放置为向膝上型电脑供电的可转动的板无线电力传输器。
[0044]图32是图31的电源砖的透视图和仰视图。
[0045]图33是用于多输入无线供电装置的电路的图解表示。
【具体实施方式】
[0046]图3显示了根据本发明的一方面的实施例的供电装置。供电装置10通常包括电源适配器13，电源适配器13带有用以向无线电子装置D提供电力的无线电力传输器14和用以向有线电子装置WD提供电力的多个电力出端口 16。电源适配器13包括需要用来将交流电源电力转换成电子装置所需的电力的电子器件。无线电力传输器14可以集成至电源适配器13或者可以经由端口 18附接至电源适配器13(图4所示)。在使用中，使用者可以使用插入合适的电力出端口 16的传统的线C，将有线装置WD附接至供电装置10。有线装置WD可以使用电力，用以操作及/或为内部电池充电。可以使用插入不同电力出端口16的分开的线C，将多个有线装置WD连接至供电装置10。无线装置D可以靠近无线电力传输器14放置，以无线地接收电力(例如，用以充电或操作)。揭露了本发明的这个第一方面的各种备选实施例。
[0047]图13显示了根据本发明的第二方面的供电装置。在此实施例中，供电装置510通常包括电源适配器513，电源适配器513带有多个无线电力传输器514。电源适配器513包括多个相对于彼此可移动的部分。在此实施例中，这些部分沿着铰链或折叠线相接合，从而两个部分可以如所希望的那样折叠和展开。每个部分包括一个或多个无线电力传输器，以使得这些部分的移动产生无线电力传输器的位置和方向的选择性变化。同本发明的第一方面一样，揭露了本发明的第二方面的各种备选实施例。
[0048]如上所述，本发明的第一方面提供了供电装置10，供电装置10能够使用无线电力传输器，无线地向至少一个无线电子装置D提供电力，以及使用一个或者多个电力出端口16向至少一个有线电子装置WD提供电力。图3显示了本发明的这个方面的一个实施例。图3显示了供电装置10，供电装置10具有设置在外壳12中的集成的无线电力传输器14以及多个电力出端口 16。供电装置10包括例如经由壁式插头(未示出)将供电装置10连接至交流电源的电力输入线19。供电装置10的内部电路(以下更详细描述)将交流电源电力转换成用于多个有线和无线电子装置的电力。
[0049]在所绘示的实施例中，使用通常传统的感应电力传输技术和装置，将供电装置10构造为无线地提供电力。例如，无线电力传输器14可以产生电磁场，可以获取所述电磁场并使用所述电磁场在无线电子装置D中产生电力。本实施例的无线电力传输器14是金属线的初级线圈20，所述初级线圈被构造为产生适于将电力感应地传输至无线电子装置D的电磁场。相似地，本实施例的无线电子装置包括金属线的次级线圈22，所述