频率变化编码的谐振功率传输的制作方法
【技术领域】
[0001] 本文中所公开的示例实施例涉及例如用于给诸如移动装置的电子装置充电的无 线功率传输。
【背景技术】
[0002] 除非在本文中另外表明，否则本部分中所述的材料对于本申请中的权利要求来说 不是现有技术并且不由于包括在本部分中而被承认是现有技术。
[0003] 在移动性越来越高的世界中，现在常见的是，用户具有他或她在远离家或办公室 时经常使用的一个或多个移动装置，诸如电话或膝上型计算机。这些装置的这样的移动使 用通常需要使用给这些装置供电的充电电池。电池的长期使用耗尽了电池，这些电池然后 需要被再充电以便连续地将功率提供给装置。
[0004] 为了给电池再充电，通常有必要找到便于装置的用户的电插座或其它合适的充电 机构。然而，即使可找到方便的电插座，这也要求用户具有与装置兼容的、而且还与电插座 兼容的有线充电器。在许多情况下，用户将不会随身携带有线充电器，因为有线充电器的体 积可能很大，因此不易于随身携带。在用户不具有有线充电器的这些情况下，可能不存在可 供使用的兼容的电插座，尤其是如果用户正在外国旅行的话。
[0005] 无线功率传输是无需有线充电器而且也无论位置如何都可无线地将功率传输给 装置的技术。该技术可用于使用无线地递送给装置的信号来给装置电池充电。
[0006] 概述
[0007] 本文中所公开的一些实施例涉及一种被构造为将无线功率传输提供给一个或多 个移动装置的系统。示例系统包括与移动装置的接收线圈电磁耦合的发射线圈。发射线圈 产生电磁信号，该电磁信号在接收线圈中感应电流以便将功率提供给移动装置。该系统还 可包括通信地耦合到发射线圈和移动装置的控制模块。控制模块产生谐振驱动频率序列， 并根据所产生的谐振驱动频率序列调整发射线圈的谐振驱动频率。控制模块还将谐振驱动 频率序列提供给移动装置以允许移动装置的接收线圈与发射线圈基本上相同的谐振驱动 频率被驱动。
[0008] 本文中所公开的一些实施例涉及一种用于使移动装置接收无线功率传输的系统。 示例系统包括移动装置的与发射线圈电磁耦合的接收线圈。发射线圈所产生的电磁信号在 接收线圈中感应电流。卫星系统还包括通信地耦合到接收线圈和控制发射线圈的发射模块 的控制模块。控制模块从发射模块接收用于发射线圈的谐振驱动频率序列。控制模块根据 该谐振驱动频率序列调整接收线圈的谐振接收频率，以使得接收线圈的谐振接收频率与发 射线圈的谐振驱动频率匹配。
[0009] 本文中所公开的一些实施例涉及一种将无线功率传输提供给装置的方法，所述装 置诸如也可被称为移动装置的移动电子装置。产生用于发射线圈的谐振驱动频率序列。可 将第一谐振驱动频率的电磁信号发射到移动装置的接收线圈。可根据所产生的谐振驱动频 率序列将发射线圈的第一谐振驱动频率调整为第二谐振驱动频率。可将所产生的谐振驱动 频率序列提供给移动装置，以使得可与调整发射线圈谐振驱动频率同时地将接收线圈的谐 振频率调整为与发射线圈的谐振驱动频率匹配。
[0010] 本文中所公开的一些实施例涉及一种用于使移动装置接收无线功率传输的方法。 可从控制发射线圈的发射模块接收用于发射线圈的谐振驱动频率序列。移动装置的接收线 圈可接收从发射线圈以第一谐振驱动频率发射的第一电磁信号。可根据所接收的谐振驱动 频率序列将接收线圈的第一谐振接收频率调整为第二谐振接收频率。
[0011] 前述概要仅仅是说明性的，而并不意图以任何方式是限制性的。除了说明性的方 面，上述实施例和特征、另外的方面、实施例和特征将通过参考附图和下面的详细描述而变 得显而易见。
【附图说明】
[0012] 通过结合附图进行的以下描述和所附权利要求，本公开的前述和其它特征将变得 更充分地显而易见。理解，这些附图仅仅描绘了根据本公开的几个实施例，因此，不应被认 为是限制其范围，将通过使用附图来更具体地、更详细地描述本公开，在附图中：
[0013] 图IA是用于将无线功率提供给移动装置的系统的说明性环境的示意图。
[0014] 图IB是用于将无线功率提供给移动装置的系统的说明性替代环境的示意图。
[0015] 图2是用于将无线功率提供给移动装置的系统的说明性替代环境的例证。
[0016] 图3是发射线圈和接收线圈的等效电路的说明性实施例的示意图。
[0017] 图4说明谐振驱动频率序列的说明性实施例。
[0018] 图5说明谐振驱动频率序列如何随时间变化以及在过零时如何变化的视图。
[0019] 图6说明可调整感应器的说明性实施例的示意图。
[0020] 图7说明0之间的伪随机数如何用于选择不同的谐振驱动频率之一的示例。
[0021] 图8是将无线功率传输提供给一个或多个移动装置的方法的说明性实施例的流 程图。
[0022] 图9是用于使移动装置接收无线功率传输的方法的说明性实施例的流程图。
[0023] 图10示出根据本公开的、被布置为调整发射线圈或接收线圈的谐振频率的示例 计算装置。
【具体实施方式】
[0024] 在以下详细描述中，对附图进行参考，所述附图形成详细描述的一部分。除非上下 文另外指示，否则在附图中，相似的符号通常标识相似的部件。在详细描述、附图和权利要 求中描述的说明性实施例并不意味着是限制性的。在不脱离本文所提供的主题的精神或范 围的情况下，可以利用其它实施例，以及可以进行其它改变。如在本文中一般地描述的和在 图中示出的那样，本公开的各方面可以以广泛多样的不同配置被布置、替代、组合、分割和 设计，所有这些在本文中都被明确地构想。
[0025] 本文中所公开的实施例涉及用于将无线功率传输提供给提供支付的移动装置、同 时对于不提供支付的移动装置阻止功率传输的系统和方法。根据实施例，发射线圈可在公 共场所中实施。发射线圈可与被带到该公共场所中的移动装置的接收线圈电耦合。电耦合 允许发射线圈产生的电磁信号在接收线圈中感应电流，从而提供给移动装置的电池充电的 功率。
[0026] 在一个实施例中，通信地耦合到发射线圈的发射控制模块产生用于发射线圈的谐 振驱动频率序列。发射控制模块在不同的时间间隔期间根据谐振驱动频率序列调整发射线 圈的谐振驱动频率，以确保只有能够跟随谐振驱动频率的变化的那些接收线圈能够保持与 发射线圈的高效的耦合和功率传输。
[0027] 在一个实施例中，发射控制模块通过调整与发射线圈相关联的电抗元件来调整谐 振驱动频率或者使得谐振驱动频率被调整。在一个实施例中，电抗元件可以是可调整电感 或可调整电容。
[0028] 在一个实施例中，移动装置的接收控制模块可通信地耦合到发射控制模块。接收 控制模块可将已经提供了用于无线功率传输的一定形式的支付的验证提供给发射控制模 块。作为响应，发射控制模块可将谐振驱动频率序列提供给接收控制模块。
[0029] 在一个实施例中，接收控制模块通信地耦合到接收线圈，并且可根据谐振驱动频 率序列调整等于发射线圈的谐振驱动频率的谐振接收频率。
[0030] 在一个实施例中，接收控制模块通过调整与接收线圈相关联的电抗元件来调整谐 振接收频率或者使得谐振接收频率被调整。在一个实施例中，电抗元件可以是可调整电感 或可调整电容。在一个实施例中，谐振接收频率基本上与谐振驱动频率调整同时地调整或 改变。因此，发射线圈和接收线圈之间的高效的电耦合和功率传输能够在时间间隔期间保 持。
[0031] 图IA是用于将无线功率提供给一个或多个移动装置的系统的环境100的实施例 的示意图。如所示，环境100可在场所105中实施。在一个实施例中，场所105可以是具有 移动装置的许多不同的人常去的公共商业机构，诸如餐馆、机场、商店等。
[0032] 环境100可包括发射线圈110。如下面将更详细地说明的，发射线圈110能够以各 种谐振频率提供电磁信号170以将功率提供给一个或多个移动装置140。在一些实施例中， 发射线圈110可在场所105的天花板或地面中或者在场所105的诸如桌子、柜台或椅子的 家具中实施，以使得发射线圈可更容易地与已经被带到场所105中的多个移动装置140和 相关联的接收线圈150耦合。在这样的实施例中，发射线圈110可实现为在所有方向上强烈 地提供电磁信号170的圆形或方形形状。在其它实施例中，发射线圈110可实现为可能够 在移动装置140更有可能所在的一个或多个方向上控制电磁信号的方向性的非平面线圈。
[0033] 如线121所指示的，发射控制模块120可通信地耦合到发射线圈110。如果两个元 件能够彼此经由有线、无线或其它通信接口进行通信，则它们可通信地耦合。如下面将更详 细地说明的，发射控制模块可产生用于发射线圈110的谐振驱动频率序列101。发射控制模 块120还可根据所产生的谐振频率序列101来调整发射线圈110发射电磁信号170的谐振 驱动频率或者使得谐振驱动频率被调整。在一些实施例中，发射线圈110和发射控制模块 120可以是发射器装置的一部分。
[0034] 环境100还可包括移动装置140。省略号145表示可能存在任何数量的附加的移 动装置。因此，移动装置140的描述也将适用于这些附加的移动装置145。移动装置140可 以是任何类型的移动装置，诸如移动电话、平板、膝上型计算机或其它移动计算装置。尽管 使用术语"移动"，但是移动装置140也可以是任何计算装置，甚至是可能通常不被认为是 移动装置的那些装置。在一些实施例中，移动装置还可包括用于给单独的移动装置充电的 外部充电装置。
[0035] 移动装置140可电耦合到接收线圈150。在一些实施例中，接收线圈150可实现为 移动装置140的内部组件。在其它实施例中，接收线圈150可以在外部耦合到移动装置，或 者可以是外部耦合的装置，诸如USB加密狗。如下面将更详细地说明的，接收线圈150可电 磁耦合到发射线圈110,并且从发射线圈110接收电磁信号170。电磁信号170可在接收线 圈150中感应电流以有效地将功率提供给移动装置140。例如，电流可给移动装置140的电 池或其它电源充电。
[0036] 环境100还可包括接收控制模块160。如线125和165所指示的，接收控制模块 160经由网络130通信地耦合到发射控制模块120。网络130可以是互联网、场所105的局 域网、无线网络、有线网络或任何其它类型的通信网络。如下面将更详细地说明的，接收控 制模块160可通过网络130从发射控制模块120接收谐振驱动频率序列101。
[0037] 如线161所指示的，接收控制模块160也通信地耦合到移动装置140和接收线圈 150。如下面将更详细地描述的，接收控制模块160可根据所接收的谐振频率序列101来 调整接收线圈150接收电磁信号170的谐振驱动频率或者使得谐振驱动频被调整，以使得 接收线圈150能够通过以与发射线圈110相同的谐振频率操作来保持电磁耦合到发射线 圈110。因为接收控制模块160通信地耦合到发射控制模块120、移动装置140和接收线圈 150,所以发射控制模块120也至少间接地通信地耦合到移动装置140和接收线圈150。
[0038] 图IB是用于将无线功率提供给一个或多个移动装置的系统的环境100的替代实 施例的示意图。如所示，发射线圈110以及移动装置140和接收线圈150可如图IA的环境 中那样位于场所105中。
[0039] 然而，在图IB的环境中，控制模块180可位于与场所105分开。如线18U182和 183所指示的，控制模块180可通过网络130通信地耦合到发射线圈110以及移动装置140 和接收线圈150。在实施例中，控制模块180可产生用于发射线圈110和接收线圈150两者 的谐振驱动频率序列101。因此，本文中所公开的实施例构想用于产生并提供谐振驱动频率 序列101以及用于调整谐振频率的远程控制模块。
[0040] 尽管在图IB中未示出，但是环境100不限于单个远程控制模块180。因此，可能存 在一个或多个附加的远程控制模块180,例如与发射线圈110相关联的远程控制模块和与 接收线圈150相关联的远程控制模块180,这些远程控制模块可用于产生并提供谐振驱动 频率序列101并且可用于调整谐振频率。
[0041] 现在将说明发射线圈110和接收线圈150的示例电磁相互作用。发射线圈110是 可产生可与接收线圈150电磁耦合的信号（更具体地说，电磁信号170)的发射装置的示 例。描述该耦合的替代方式是，发射线圈110创建在接收线圈150中感应电流的振荡磁场。 在一个实施例中，当发射线圈110包括环线或者一匝或多匝时，流过发射线圈110的交流可 产生被接收线圈150接收的磁场。在一些示例中，接收线圈150可与发射线圈110磁耦合。 在一些示例中，发射线圈在接收线圈处产生电磁场，该电磁场在接收线圈中感应信号。具体 地说，当在发射线圈110中流动的电流通过电磁感应在接收线圈150中