无线供电装置的制造方法_3

文档序号:9219277阅读:来源:国知局
电性耦合至AC/DC整流器70。次级线圈22中生成的交流电经过整流器70,在整流器70处,其被转换为直流电。整流器70可被构造为将直流电缩放至合适的电平,或者微控制器74可以包括DC/DC转换器,用于在将输出应用至电池76或负载78前,调整整流器70的输出。第二微控制器74基本可以采用各种各样的感应供电控制算法中的任一种。在一些实施例中,第二微控制器74可以发送通信至第一微控制器(primary microcontroller) 64,这使得第一微控制器64可以改变应用至线圈20的电力的一个或多个特征。例如,第二微控制器74可以发送表明自初级线圈20接收的电量或表明是否需要更多或更少电力的通信信号。已知在无线电子装置中用于控制感应供电装置的操作的多种技术和设备。例如,第二微控制器可以被编程为根据多种控制算法中的一种来操作,所述控制算法揭露于Kuennen等人的美国专利6,825,620,其名称为 “Inductively Coupled Ballast Circuit” ( “ 电感親合镇流器电路”),公布于 2004 年11月30日;Baarman的美国专利7,212,414的适应性感应供电装置,其名称为“AdaptiveInductive Power Supply” (适应性感应供电装置),公布于2007年5月I日;Baarman的美国序列号10/689,148的带通信的感应供电装置,其名称为“Adaptive Inductive PowerSupply with Communicat1n” (带通信的适应性感应供电装置),申请于2003年10月20日;Baarman的美国序列号11/855,710的无线地为锂离子电池充电的感应供电装置,名称为“System and Method for Charging a Battery”(用于为电池充电的系统和方法),申请于2007年9月14日;Baarman等人的美国序列号为11/965,085的带有装置识别的感应供电装置,名称为“ Inductive Power Supply with Device Identificat1n”(带有装置识别的感应供电装置),申请于2007年12月27日;或者Baarman的美国序列号61/019,411的带有工作周期控制的感应供电装置,其名称为“Inductive Power Supply with Duty CycleControl” (带有工作周期控制的感应供电装置),申请于2008年I月7日——这些都整体通过引用结合于此。
[0062]电路可以根据不同应用而改变以向希望数量的无线电力传输器和电力出端口提供电力。例如,图11显示了备选电路,其中,供电装置10包括单个电力输出端口 16和一对集成的无线电力传输器14。在这个实施例中,供电装置10包括能够提供多种不同直流电输出的多通道DC/DC降压转换器92 ο在所绘示的实施例中,多通道转换器92能够提供三种不同的直流电输出-一种用于电力输出插孔,一种用于第一初级线圈,一种用于第二初级线圈。在这个实施例中,微控制器94控制开关电路96的操作,并且也可以指示多通道转换器92基于来自无线装置的信号,个别地设置直流电电平。例如,如果无线装置需要更多电力,它可以发送合适的信号至微控制器94,而微控制器94可以指示多通道转换器92增加输出至对应的开关电路96的直流电。另一方面,如果要求较少的电力,无线装置可以发送合适的信号至微控制器94,而微控制器94可以指示多通道转换器92减小输出至对应的开关电路96的直流电。
[0063]图12显示了一示意图,该示意图表示了适于与图8的供电装置一同使用的电路。在本实施例中,供电装置10向一个集成的无线电力传输器14、四个电力输出端口 16和四个无线电力传输器端口 18提供电力。与之前描述的实施例相同,电路包括用于将自交流电源接收的交流电转换成直流电的AC/DC整流器60,用于将AC/DC整流器60的直流输出转换成多个直流输出的多通道DC/DC降压转换器100,用于控制供电装置10的操作的微控制器98,用于控制电力应用至集成的及可分离的无线电力传输器14的多个开关电路104,以及用于控制开关电路104的定时的多个驱动器102。微控制器98被编程为控制DC/DC转换器和驱动器102两者。关于DC/DC转换器,微控制器98可以发送控制信号至DC/DC转换器100,以单个地指定用于电力出端口 16和/或无线电力传输器14的不同直流电力输出的电平。带有这个功能,微控制器98能单个地调整电力输出端口 16的直流输出,以适应更多种多样的有线电子装置。用于无线电力传输器14的直流输出用作用于开关电路104的干线电压。因此,微控制器98可以通过单个地调整用于无线电力传输器14的直流输出,单个地调整无线电力传输器14的电力输出。在不需要这个功能的应用中,用于电力输出端口 16和无线电力传输器14的DC/DC转换器输出电平可以是固定的。关于驱动器102,微控制器98可以调整驱动器102的定时,以改变开关电路104的定时。这转而可以被用来调整应用至无线电力传输器14的电力的操作频率和/或工作周期。如上所述,微控制器98可以根据多种多样的控制体系来操作无线电力传输器14。例如,微控制器98可以基于与无线装置所期望的电力电平相关的信息和/或感应地与无线装置耦合的效率,调整应用至初级线圈20的电力的干线电压,无线电力传输器的操作频率或者合适的直流电力电平的工作周期。如另一个例子,可以将每个无线电力传输器14包含在谐振电路中(例如,包含线圈20和谐振电容器21的子电路(其可以放置于电源适配器13中,或插入式线圈模块或无线传输器14之一中),而微控制器可以被构造成调整谐振电路的谐振频率,以使得谐振电路有效地在一个较广的操作频率范围内操作。通过调整谐振电路的感应系数和/或电容,微控制器可以调整谐振电路的谐振频率。使用可以接入或切断谐振电路的可变电感器或一堆电感器,可以调整感应系数。类似地,使用可以接入或切断谐振电路的可变电容器或一堆电容器,可以调整电容。
[0064]在第二方面,本发明提供了可以适于提供不同的无线供电构造的供电装置510。在图13和图14所示的实施例中,供电装置510包括位于电源适配器513的不同部分512的两个无线电力传输器514。两个部分512沿着铰链517互相接合,从而可以使它们枢转以改变两个电力传输器相对于彼此的位置和方向。图13显示了展开成平坦构造而提供两个并排的充电区域的电源适配器13。图14显示了两个无线电子装置D如何能够放置于两个并排的电力传输器514。在这个实施例中,电源适配器513包括两个外壳部分512。供电电路可以合并至外壳部分中的一个或两个。在一个实施例中,提供了单个多通道电路,用于向两个无线电力传输器提供电力。在另一个实施例中,为每个无线电力传输器提供了分开的供电电路。铰链517构造为使得电导线可以从一个外壳部分512经过,到达另一个外壳部分512。例如,大部分供电电路可以位于一个外壳部分512中,而经过铰链517的电导线可以将电力传递至第二外壳部分512中的初级线圈20。
[0065]图15显示了本发明的第二方面的第一备选实施例。在这个实施例中,供电装置510包括在转动接头处耦合在一起的两个部分。分开的无线电力传输器514位于每个部分512中。两个部分512可以转动至不同的位置以改变两个无线电力传输器514的位置和方向。例如,图16包括了一系列的示意图,显示了两个部分中的一个部分相对于另一个部分渐增地转动,直到多个无线电力传输器514中的一个无线电力传输器的线圈转动了 180度。在初始的位置,可以使用供电装置510向放置在电源适配器513的顶部的两个靠近的无线装置无线地提供电力。在转动位置上,可以使用供电装置510向放置在电源适配器513的相对侧上的两个无线装置无线地提供电力。尽管多种多样的连接器可以用来接合两个部分512。例如,在一个实施例中,连接器通常可以是管状的,并可以包括用于将配线从一个部分连线至另一个部分的中心孔。在一个备选实施例中,连接器520可以创建两个部分512之间的电性连接,例如具有图17所示的连接器的情况。同图14的实施例一样,供电电路可以合并至外壳部分中的一个或两个,可以使用单个多通道供电电路或分开的独立电路向无线电力传输器提供电力。
[0066]图18A-E显示了图15的供电装置10的各种充电配置。图18A显示了放置于两个线圈522中的一个之上并自其接收电力的单个无线装置D。图18B显示了各自放置在分开的线圈522上并自其接收电力的两个无线装置D。图18C显示了放置在两个线圈522上并自其接收电力的单个无线装置D。在本实施例中,无线装置D包括两个次级线圈524,以使得装置D可以同时自两个初级线圈522接收电力。图18D和图18E显示了在电源适配器513的相对侧上重新配置了两个线圈522的供电装置10。在图18D中,分开的无线装置D被放置在电源适配器513的相对侧,以从相对的线圈522接收电力。在图18E中,电源适配器513放置于无线启用表面526上。在本实施例中,无线装置D可以放置于面向上的线圈并自其接收电力,而面向下的线圈522向安装在表面526中的次级线圈提供电力。
[0067]在图19和20中显示了另一种用于图15的供电装置10的可能的应用。在本实施例中,膝上型电脑L包括供电槽528,供电槽528被构造为容纳电源适配器513的外部部分。如图20所示,供电槽528的尺寸和形状可以设计为紧密地容纳外部部分512。在本实施例中,内部部分512可以支撑无线装置D并向其提供电力。
[0068]图21显示了无线电脑坞站C,其被构造为容纳图15的无线供电装置510。在本实施例中,计算机支撑面限定了适于容纳电源适配器513的通道530。通道530可以比适配器513更长,以使得适配器513可以沿着通道滑动,以改变膝上型电脑L之下的线圈522的位置。在这个实施例中,膝上型电脑L可以包括两个次级线圈(未示出),以自两个初级线圈522接收电力。备选地,可以将电源适配器13定位成使得一个线圈位于膝上型电脑L之下,而另一个延伸过膝上型电脑L的边缘,以可能向另一个无线装置(未示出)提供电力。
[0069]图22显示了电脑包B,电脑包B被构造为容纳图15的无线供电装置10。在这个实施例中,电脑包B包括了具有口袋534的中央扁平物532,以容纳电源适配器513。供电装置510可构造成使得初级线圈面向相同或者相反的方向。在当前的实施例中,口袋534被定位成将电源适配器513保持在一个能向放置在扁平物532的一侧的膝上型电脑L提供电力,也能向放置在扁平物532的另一侧的无线装置D提供电力的位置。在备选实施例中,可以将口袋置于包中的其它位置。例如,口袋可以朝向水平方向并位于包壁之一中。在这种实施例中,可以去除包的中间扁平物。
[0070]图23显示了一种备选供电装置510,其中多个无线电力传输器514可以附接至单个供电装置。在这个实施例中,供电装置510的主要电路被包含在电源适配器513中。将无线电力传输器514设置于模块514中,模块514可以如所期望而添加至电源适配器513。例如,如图23所示,每个模块513可以包括公连接器520和一个或多个母连接器(未示出)。公和母连接器可以如所期望来定位。例如,每个模块514可以包括自一例的中央延伸出的公连接器520和位于另外三侧中央的三个母连接器。在这个实施例中,公连接器520使得模块514可以固定至电源适配器513或者另一个模块514。模块514可以是菊花链的,以建立起初级线圈的几乎任何排列。尽管可以使用多种多样的连接器来接合模块514,图17显示了一个用于接合邻近模块的可能的公连接器的端视图和侧视图。在这个实施例中,连接器514是双导体连接器,在其中,上触头540和下触头542由绝缘体544分隔开。尽管未显示,但母连接器包括分别与上触头540和下触头542相配合(engage)的两个触头。一个卡扣型止件,例如弹簧轴承,可以用来将公连接器和母连接器
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