无线可充电设备以及用于控制其无线充电的装置和方法与流程

文档序号:11777544阅读:217来源:国知局
无线可充电设备以及用于控制其无线充电的装置和方法与流程

本发明涉及电子设备的无线充电,并且尤其涉及无线可充电设备、用于控制无线可充电设备的无线充电的装置以及用于控制无线可充电设备的无线充电的方法。



背景技术:

例如,用于诸如智能电话或智能手表的移动设备的无线充电被制造商和设计者广泛采用。对于此类设备的用户,其能够方便无线供电设备的使用,上述无线供电设备能够完美集成在机器中,并且在许多情况下,上述无线供电设备不需要手动将无线可充电设备与供电设备连接。例如,使用无线充电还能够使设备制造商省略占用空间的专用充电端口并且有助于移动设备的防水。

附图说明

在下文中,将仅仅通过示例的方式,并且参考附图来描述装置和/或方法的一些示例,其中

图1示出了包括电磁体和控制电路的无线可充电设备的框图;

图2a示出了无线供电设备的电能发送线圈和具有电磁体的无线可充电设备的电能接收线圈的顶视图;

图2b示出了无线供电设备的电能发送线圈和具有电磁体的无线可充电设备的电能接收线圈的侧视图;

图2c示出了无线可充电设备的状态转换图;

图2d示出了无线充电系统的状态转换图;

图2e示出了无线充电期间在电磁体的铁氧体磁芯中生成涡流;

图2f示出了在无线充电系统中由于涡流导致的电流和损失的示图;

图2g示出了补偿线圈的示意图;

图2h示出了无线充电期间补偿线圈对电磁体的铁氧体磁芯中的涡流的影响;

图3示出了包括电磁体、控制电路和电能接收线圈的无线可充电设备的框图;

图4示出了包括电磁体、控制电路和补偿线圈的无线可充电设备的框图;

图5示出了用于控制无线可充电设备的无线充电的装置的框图;

图6示出了移动设备的示意图;以及

图7示出了用于控制无线可充电设备的无线充电的方法的流程图。

具体实施方式

现在将参考其中示出了一些示例的附图来更加全面地描述各个示例。在附图中,为了清楚,可以扩大线、层和/或区域的厚度。

因此,尽管示例能够具有各种变型和替代性的形式,但是将详细描述本文和附图中的示例性示例。然而,应该理解,不旨在将示例限制于所公开的特定形式,并且相反地,示例意欲覆盖落在本发明的范围内的所有变型、等同物、以及替代性的方案。在附图的所有描述中,同样的数字指示同样或类似的元件。

应该理解,当元件被称为被“连接”或“耦合”至另一元件时,其可以直接连接或耦合至其他元件,或者可以存在中间元件。相反,当元件被称为被“直接连接”或“直接耦合”至另一元件时,不存在中间元件。应该以同样的方式理解用于描述元件之间的关系的其他词语(如,“介于……之间”与“直接介于……之间”、“邻近”与“直接邻近”等)。

本文中使用的术语仅是为了描述示例性示例的目的,并不意欲限制。如在本文中所使用的,除非上下文中清楚地指出,否则单数形式“一(a)”、“一(an)”和“所述”旨在同样包括复数形式。还应该理解,术语“包含(comprise)”、“包含(comprising)”、“包括(include)”和/或“包括(including)”,当在本文中使用时,其指明所述的部件、整数、步骤、操作、元件和/或组件信号的存在,但不排除一个或多个其他部件、整数、步骤、操作、元件、组件信号和/或其群组的存在或附加。

除非限定,否则本文中所使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与其在示例所属领域中的普通技术人员通常所理解的相同的含义。还应该理解,例如,常用字典中定义的那些术语应该被解释为具有与其在相关领域的背景下的含义一致的含义,并且除非本文中清楚地这么限定,否则将不被解释为理想化的或过度正式的含义。

无线可充电设备的无线充电通常需要发送器线圈和接收器线圈的适当的对准。对于qi和pma(电源事务联盟)无线充电标准,规范要求对准偏差小于2mm以用于充分的电能输送。对准应该提供舒适的用户体验。因此,对准辅助手段可以改善qi和pma无线充电应用两者中的用户体验。为了实现充分对准,可以使用许多不同的机制,诸如声音反馈、视觉反馈和机械反馈。

一种方法可以是使用磁引力。例如,可以将永磁体放置在发送器线圈的中心,并且可以将类似的磁体或金属板放置在接收器线圈的中心。例如,使用移动设备(例如,智能电话)的接收器线圈内部的永磁体会由于永磁体的强磁场而导致损坏磁条(例如,信用卡上的磁条)。

所以,在常规系统中,移动设备可以使用位于接收器线圈的中心的非磁性金属板。这可以具有介于发送器与接收器之间的低磁引力。因此,不能精确实现并且难以实现两个线圈的对准。

实际上,因为将手机放置在充电垫上可能不能可靠地实现充电并且可能需要用户执行对准修正(如,四处移动手机),所以这会导致不良的用户体验。

示例可以使用电磁体来仅仅代替无线可充电设备的rx线圈(电能接收线圈)中的金属板。在对准状态之外,该电磁体可以是无效的,但是如果检测到具有电能发送器的供电设备,则激活该电磁体。如果接通电磁体,则其可以支持无线电能线圈的对准。在完成对准之后,可以断开电磁体。为了改善对准(或中心对齐),如果电能链接恶化,则还可以接通电磁体。

图1示出了根据示例的无线可充电设备100的框图。无线可充电设备100包括电磁体102和控制电路104。控制电路104配置为控制由电磁体生成的磁场强度,以用于无线可充电设备的电能接收线圈106相对于无线供电设备的电能发送线圈的对准。

控制磁场强度能够通过使用磁引力来实现无线可充电设备100与无线供电设备110的对准或者帮助上述两者的对准,同时避免或减少对于外部设备或材料的可能的损害。

控制电路104配置为控制由电磁体生成的磁场强度,以用于无线可充电设备的电能接收线圈106相对于无线供电设备110的电能发送线圈112的对准。控制电路104可以配置为激活电磁体102或增加磁场强度,以帮助电能接收线圈106相对于电能发送线圈112的对准。控制电路104可以配置为停用电磁体102或降低磁场强度,以停止帮助对准。控制电路104可以配置为提供控制信号,以控制电能接收线圈106的电能供应,或者控制电路104可以配置为将电流和/或电压提供给电能接收线圈106,以控制磁场强度。例如,控制磁场强度可以包括激活电磁体102、激活磁场、增加磁场强度、维持磁场强度、降低磁场强度、停用磁场或停用电磁体。

例如,无线可充电设备100可以对应于具有无线充电能力的移动设备,诸如,移动电话、蜂窝电话、智能手表、移动娱乐设备、移动音频播放器、移动视频播放器、移动计算机、运动跟踪设备、移动扬声器、厨房设备、或电动剃须刀。例如,电磁体包括线圈和铁磁芯。例如,铁磁芯不发射静磁场或不形成永磁体。例如,铁磁芯可以包括铁、钴和镍的组中的至少一个元素或其合金。例如,线圈可以对应于螺线管,该螺线管包括单层或多层绝缘线。

无线供电设备110可以对应于无线充电站,该无线充电站可以是独立的或集成在另一设备或机器内。电能发送线圈可以对应于用于将电能无线发送至电能接收线圈106的一个或多个线圈。例如,电能发送线圈可以对应于线圈的阵列。例如,线圈的阵列中的线圈可以重叠。例如,线圈的阵列中的线圈可以具有六边形形状或其他形状。例如,电能发送线圈112可以对应于线圈的阵列中的初级线圈。

可以使用一个或多个处理单元、一个或多个处理设备、诸如处理器的用于处理的任何装置(如,通用处理器、数字信号处理器(dsp)、微控制器)或可与相应适配的软件一起工作的可编程硬件组件来实施控制电路104。例如,可以在软件中实施控制电路104的所描述的功能,然后在一个或多个可编程硬件组件上执行该软件。

电能接收线圈106可以具有在25mm与45mm之间变化的外径和在10mm与20mm之间变化的内径。电能接收线圈106可以具有介于5mhz与30mhz之间的谐振频率,如,5mhz、8mhz、10mhz、12.5mhz、15mhz、17.5mhz、22mhz、25mhz、或30mhz。例如,无线可充电设备100包括电能接收线圈。例如,电磁体102的线圈的内径可以测量为介于5mm与15mm之间。例如,电磁体102的线圈的外径可以测量为介于10mm与25mm之间。例如,电磁体102的线圈可以位于由电能接收线圈106的内径划定的空隙内。电能接收线圈106和电磁体102的线圈可以同心布置。例如,电能接收线圈106的中心或中点可以基本等于电磁体102的线圈的中心或中点(如,线圈的中心之间的距离可以小于3mm或小于1mm)。

图2a描绘了示例性无线可充电设备212的示图,如,如图1、图3或图4中所示的具有电能接收(rx)线圈202的无线可充电设备,其中该电能接收线圈具有中心带有铁磁芯206的电磁体204。图2a还描绘了无线供电设备214的具有永磁体210的普通电能发送(tx)线圈208。

在无线可充电设备的正常操作期间,可以断开电磁体204,如,不对其供电。如果无线可充电设备212检测到其靠近发送器214(或其tx线圈),则可以对电磁体204供电并且可以激活或加强磁场,这可以在两个磁体204、210(如图2b中所示)之间生成强作用力,并且可以帮助移动设备将rx线圈202对准至无线供电设备214的充电垫的tx线圈208。

由于更大的磁引力,所以对准辅助手段的精确度可以更高并且改善用户体验。在一些示例中,移动设备不需要在充电垫上调整多次就能建立良好的电能连接。当电话放在充电垫上时,可以对准两个线圈。由于可以仅在对准期间接通电磁体204,所以没有其他来自磁场的风险。

控制电路104可以配置为检测无线可充电设备110附近的无线供电设备110的存在。当充电操作即将发生时,检测到无线供电设备110的存在可以实现有目的的激活或磁场强度的调整。对于检测无线供电设备110的存在,不同的选择都是可行的(如,取决于所使用的无线充电标准)。控制电路104可以配置为监控电能接收线圈的至少一个电参数,并且可以基于所监控的至少一个电参数来检测无线供电设备110的存在。在一些示例中,监控至少一个电参数可以实现检测无线供电设备110的存在,如,通过无线供电设备110对电能接收线圈的影响的检测。

可以在无线电能输送的各种状态下执行检测。图2c和图2d示出了无线充电标准的扩展状态图。在图2c中,无线可充电设备(如,无线可充电设备100)的状态转换图包括数字脉冲(ping)状态(发现状态230a),其中无线可充电设备配置为从无线供电设备接收脉冲。脉冲状态230a可以变为待机状态232a(例如,当去除电能载体(如,无线供电设备110)时),可以变为识别状态234a(其中正在配置无线电能输送),或者可以变为充电结束状态238(其中电能输送停止或已经停止,例如如果满足无线可充电设备的一个或多个充电结束条件)。如果去除电能载体,则识别状态234a可以变为待机状态232a,或者当保护时间已经期满时,该识别状态可以变为电能输送状态236a。如果去除电能载体,则电能输送状态236a可以变为待机状态232a,或者变为充电结束状态238。在图2d中,示出了发送器和接收器两者的状态转换图。

图2d示出了脉冲状态230b。在脉冲状态中,无线可充电设备可以配置为从无线供电设备接收脉冲,并且对脉冲信号做出响应。如果未发送响应或者完成电能输送,则脉冲状态可以变为选择状态232b。如果施加电能信号,则选择状态232b可以变为脉冲状态。例如,如果发送响应,则进入识别和配置状态234b。如果不能建立配置(电能输送协议)或者出现不期望的数据包发送错误或超时,则识别和配置状态可以变为选择状态232b。如果建立电能输送协议,则识别和配置状态234b可以变为电能输送状态236b。如果违反电能输送协议,则接收不期望的数据包,出现超时和/或完成电能输送。然后,电能输送236b可以变为选择状态232b。电能输送状态236b可以附加地或替代性地返回识别和配置状态234b以进行重新配置。

例如,可以在发送器开始脉冲过程之前已经完成检测。如图2c、图2d所示,例如,可以在无线可充电设备100中实施检测方法220。控制电路104可以配置为执行检测,如,基于霍尔效应或基于电能接收线圈的电感测量结果的无源检测。替代性地或附加地,控制电路104可以配置为执行激活检测,例如,基于监控或检测由于界面表面(如,无线供电设备的表面)上存在其他磁性物体而导致的电能接收线圈106谐振频率中的偏移。

替代性地或附加地,例如,控制电路104可以配置为检测由无线供电设备110发射的脉冲信号,并且基于检测的脉冲信号来检测存在。例如,脉冲信号可以对应于通过qi或pma标准定义的脉冲信号或初始电能输送。例如,在无线充电中,脉冲为由发送器发送的电能的短脉冲(burst),并且可以用作对于无线电能发送器在无线可充电设备附近的指示符。检测脉冲信号还可以实现对于无线供电设备110的存在的检测。

在完全放电的电池的情况下,脉冲携带的电能可以用于对电磁体102供电。替代性地,可能没有有效的辅助手段(如果无线可充电设备的电池是完全空的)。然而,例如,即使具有较小的磁力,电磁体的金属芯也可以支持磁性辅助。

控制电路104可以配置为基于检测到的存在来控制磁场强度。例如,控制电路104可以配置为基于检测到的存在来增加磁场强度或激活电磁体(如,参考图2c或图2d中的符号222),例如,这将帮助电能接收线圈106相对于电能发送线圈112的对准。基于检测到的存在控制磁场强度可以当在附近检测到无线供电设备110时实现使用电磁体102来引导对准,并且可以当无线供电设备110不在无线可充电设备100附近时避免激活电磁体102。

控制电路104可以配置为确定与无线供电设备110和无线可充电设备100之间的电能发送相关的信息。例如,与电能发送相关的信息可以涉及电能发送的质量、或涉及电能发送的状态(如,是正在配置电能发送,发送电能,还是电能发送已经结束)。电能发送可以对应于电能发送线圈112与电能接收线圈106之间的无线电能输送。电能发送可以基于指定谐振频率下的感应。控制电路104可以配置为基于与电能发送相关的信息来控制磁场强度。例如,控制电路104可以配置为监控无线供电设备110与无线可充电设备100之间的电能发送,以获得与电能发送相关的信息,或者控制电路104可以配置为获得与来自另一模块的电能发送相关的信息,该模块可以位于无线可充电设备100内部或外部。例如,控制电路104可以配置为获得与来自无线供电设备110的电能发送相关的信息,如,使用在无线可充电设备100与无线供电设备之间交换的控制信息。使用与电能发送相关的信息可以实现基于无线电能输送的质量或状态来控制磁场强度。

例如,控制电路104可以配置为基于与电能发送相关的信息来确定电能发送的质量。电能发送的质量可以基于由电能接收线圈接收的可使用的电能、由电能接收线圈接收的电能与期望接收的电能的比率、或无线电能输送的寄生损失。控制电路104可以配置为基于电能发送的质量来控制磁场强度。例如,可以使用数字标度来表示电能发送的质量。例如,如果电能发送的质量低于下限阈值,则控制电路104可以配置为增加磁场强度或激活电磁体102。低于下限阈值的质量可以表明违反了对准的尝试与无线电能输送的效率之间的折衷,并且可以通过磁场强度的增加来触发电能接收线圈106相对于电能发送线圈112的再次对准。如果电能发送的质量位于上限阈值之上,则控制电路104可以配置为降低磁场强度或停用电磁体102。电能发送的质量位于上限阈值之上可以表明对准足够精确以实现稳定或足够有效的电能输送。基于质量停用电磁体或降低磁场强度可以减少功耗并且降低电磁体对周围设备和材料的影响。在对于有效的电能输送来说质量不足够好时,基于电能发送的质量控制磁场强度实现调整对准,或者在质量足够好时,上述基于电能发送的质量控制磁场强度实现不调整对准,因此节省能量并且降低排放量。

控制电路104可以配置为基于与电能发送相关的信息来检测电能发送的状态。电能发送的状态可以与电能发送的当前活动、状态、情形或工作有关。例如,电能发送的状态可以对应于发现状态(脉冲状态)、识别/配置状态、电能输送状态、以及充电结束/停止电能发送状态,这类似于图2c或图2d中示出的状态。控制电路104可以配置为基于电能发送的状态来控制磁场强度,如,通过基于脉冲状态230a、230b或基于检测到发送器220的存在来接通电磁体,或者通过基于识别234a或识别和控制245b或当电能输送236a、236b已经被初始化或完成时来断开电磁体224。建立的电能连接可以用作清晰地指示:电能发送线圈与电能接收线圈的对准足够好。基于电能发送的状态控制磁场强度可以实现在实际电能发送之前执行对准。

例如,如果电能发送的状态表明电能发送已经停止,则控制电路104可以配置为降低磁场强度以停用电磁体102,或控制磁场强度以发射反向的场来排斥无线供电设备110。当电能发送已经停止或充电已经结束时,停用电磁体102可以节省能量,同时,在不充电时,电能接收线圈106与电能发送线圈112的对准并非至关重要。排斥无线供电设备110可以有助于拿起无线可充电设备100。

附加地或替代性地,如果电能发送的状态表明电能发送已经被初始化,则控制电路104可以配置为控制磁场强度以降低磁场强度或者停用电磁体102。初始化的电能发送可以表明对准足够好以用于执行电能发送。电能发送的状态为电能输送可以表明电能发送已经被初始化。如果电能发送的状态对应于发现(脉冲)或识别/配置,则控制电路104可以配置为激活电磁体以执行或帮助电能接收线圈106和电能发送线圈112的对准。

控制电路104还可以配置为确定无线可充电设备100与无线供电设备110的兼容性。在识别/配置状态期间,控制电路104可以配置为与无线供电设备交换控制或配置信息或从无线供电设备获得控制或配置信息,该信息可以表明正在使用的无线供电标准或无线电能输送参数。控制电路104可以配置为基于所接收的信息或所交换的信息来确定兼容性。控制电路104可以配置为基于无线可充电设备100与无线供电设备110的确定的兼容性来控制磁场强度。

例如,如果无线供电设备110和无线可充电设备100是可兼容的,则控制电路104可以配置为帮助对准,并且如果它们不是可兼容的,则该控制电路可以配置为排斥无线供电设备或通知用户。例如,如果rx无线电能标准不适合tx无线电能标准,则声音、振动或在排斥方向上生成磁场可以用作对于用户的可察觉的反馈。在控制电路104检测到发送器使用错误的标准(如,pma接收器被放置在qi发送器上)的情况下,电磁体可以配置为生成反向的场。该反向的场可以防止用户将移动设备放置在无线供电设备上并且可以提供可察觉的反馈以表明有些事情是错误的。例如,如果无线可充电设备100和无线供电设备110是不可兼容的,则控制电路104可以配置为控制磁场强度以发射反向的场来排斥无线供电设备110。例如,如果无线可充电设备100和无线供电设备110是不可兼容的,则控制电路104可以配置为对电磁体提供振荡电流以生成声音或振动。控制电路104可以配置为通过供应例如范围介于20hz与20000hz之间的听得见的频率下的振荡信号来生成声音。排斥无线供电设备110或提供声音或振动可以用于警告用户不可兼容的无线可充电设备100。电磁体还可以通过在相反方向上生成磁场来支持从充电器上释放电话。可以仅在rx(接收)侧上实施该特征(如,市场上已经存在的发送器是可以使用的)。

图3示出了无线可充电设备300。无线可充电设备300包括电磁体102和控制电路104。可以与图1的无线可充电设备100或图4的无线可充电设备400类似地实施无线可充电设备300。无线可充电设备300还包括电能接收线圈106。电能接收线圈106可以配置为接收电能,以用于对通过由无线供电设备100生成的电磁场感应的无线可充电设备进行充电(例如,通过感应)。例如,电能接收可以基于无线电能输送协议,诸如qi或pma。例如,电能接收线圈106的谐振频率可以低于电磁体102的谐振频率。例如,电能接收线圈106的电感可以高于电磁体102的线圈的电感,如,高几个数量级。因此,电能接收线圈106的谐振频率可以明显低于电磁体102的谐振频率。谐振频率不同可以导致降低由涡流引起的损失。

控制电路104可以配置为监控电能接收线圈106的至少一个电参数。控制电路104可以配置为基于至少一个电参数来检测无线可充电设备300附近的无线供电设备110的存在。基于至少一个电参数检测该存在可以实现基于无线供电设备110对电能接收线圈106的影响来对无线供电设备110的检测。控制电路104可以配置为基于该检测的存在来控制磁场强度,如,以在检测到无线供电设备110的存在时开始对准。

例如,控制电路104可以配置为监控电压、电压变化、电流、电流变化、谐振频率和谐振频率变化的组中的至少一个电参数,以检测上述存在。例如,控制电路104可以配置为测量或监控电能接收线圈106上的电压或电压差,以测量由无线供电设备110引起的霍尔效应。替代性地或附加地,控制电路104可以配置为监控电能接收线圈106上的电磁感应,如,用于检测由无线供电设备110引起的电磁感应。替代性地或附加地,例如,控制电路104可以配置为监控或检测由无线供电设备110引起的电能接收线圈106的谐振频率的偏移。

结合所提出的构思或以上(如,图1或图2)或下文中描述的一个或多个示例来提及无线可充电设备300的更多的细节和方面。无线可充电设备300可以包括与所提出的构思或以上或下文中的描述的一个或多个示例的一个或多个方面对应的一个或多个附加的可选的特征。

在电感器的中心引入磁性材料会产生由涡流引起的损失。图2e示出了这样的涡流。根据楞次定律,涡流240创建了与创建该涡流的磁场242相反的磁场,并且因此涡流可以作用于磁场的源。由于铁氧体磁芯244可以是导电的,所以涡流可以短接并且可以产生电阻损耗。

除了涡流240,电流可能感应到电磁体的线圈中,如果电磁体的线圈没有被端接(terminated),则该电流可能导致高电压。该线圈端接可能引起附加的损失。

可以通过将电磁体线圈的电感调节为与电能收发器的谐振频率远不同(更低)的谐振频率来避免电磁体的附加线圈中的涡流损失,同时无线电能输送可以基于使用谐振效应来高效地输送电能。如果电磁体的谐振频率与电能接收线圈的谐振频率很不同,则可以减少电磁体线圈中的电能损失。在至少一个示例中,电能接收器线圈和电磁体线圈之间的圈数上存在很大差异。这可以导致两个线圈的电感上的很大的差异。附加地,有可能添加谐振电容器。

图2f描绘了使用电磁体中的为电能接收器电感器(l2)的100倍的电感(l4)和用于l4的10μf谐振电容器的pma系统的模拟结果的示图。电磁体线圈开路(断开)。在该示例中,相比于数瓦的输出功率,电磁体电感器中的均方根(rms)功率损失250为2.8mw。图2f中示出了l2的电流252和l4的电流254。

由于放置在qi功率电感器中心的铁氧体磁芯中的涡流而导致的损失可以大约为发送的电能的5%。

补偿线圈(例如,可以使用电磁体的线圈的一部分)可以允许减少这些损失。例如,线圈(电磁体的线圈)可以分离为两个线圈lc(第一子线圈)和lm(第二子线圈)。对于电磁体,可以一起使用两个线圈(或只有lm),并且lc可以用于涡流补偿(图2g)。

对于涡流补偿,由于利用更高的电能输送频率来驱动第一子线圈lc,所以第一子线圈lc可以具有更低的电感。例如,线圈的大多数圈可以在线圈的第二部分(lm)中,以实现电磁体的期望的磁场强度。

在电能输送期间,如图2h所示,可以通过补偿线圈248(如,第一子线圈)来驱动与所接收的场具有相同频率和相位的电流。该电流可以生成与由无线供电设备的电能发送线圈生成的位于电磁体的磁芯244内部的磁场相反的磁场249,并且可以添加至电能发送线圈的主场(mainfield)。可以减弱芯244内部的场,并且增强外部的场。如果减弱芯内部的场,则可以减少涡流及相关损失。

例如,可以通过结构(如,使用具有固定圈数的电能接收线圈电流)来确定补偿线圈中的场,或者可以管控补偿线圈中的场以进一步减少电能损失。

图4示出了根据示例的无线可充电设备400。无线可充电设备400包括电磁体102和控制电路104。可以与图1或图3中示出的无线可充电设备类似地实施无线可充电设备400。无线可充电设备400还包括补偿线圈108。例如,补偿线圈108可以对应于图2g的补偿线圈260。例如,补偿线圈108可以用于减少由电磁体102导致的涡流,并且减少由涡流引起的输送的电能中的损失。控制电路104可以配置为,基于由电能接收线圈106接收的感应场的频率和/或相位来控制补偿线圈108的电流供应。基于感应场的频率和/或相位控制补偿线圈108的电流供应(如,具有相同频率和相位)可以生成与由磁场的磁芯内部的电能发送线圈112生成的场相反的磁场,这可以减弱芯内部的场并且增强芯外部的场,以及减少涡流及相关损失。

控制电路104还可以配置为基于评估电能发送的质量来确定补偿线圈108的电流供应,其中基于电能供应参数的范围来评估电能发送的质量,如,确定对于哪些参数提高了电能发送的质量或减少了损失。

例如,电磁体102的线圈的一部分可以代表补偿线圈108。电磁体102的线圈可以包括将电磁体102的线圈划分为两个子线圈的中间抽头。替代性地,如图4所示,电磁体的线圈和补偿线圈108可以为分离的线圈。由于可以利用更高的电能输送频率(例如,电能接收线圈106的谐振频率)来驱动补偿线圈108,所以补偿线圈108的电感可以低于电磁体102的线圈的电感。

结合提出的构思或以上(如,图1至图3)或下文中描述的一个或多个示例提及无线可充电设备400的更多细节和方面。无线可充电设备400可以包括与所提出的构思或以上或下文中描述的一个或多个示例的一个或多个方面对应的一个或多个附加的可选的特征。

图5示出了用于控制无线可充电设备500的无线充电的装置501。装置501包括控制电路502,该控制电路配置为控制由电磁体504生成的磁场强度,以用于无线可充电设备500的电能接收线圈506相对于无线供电设备510的电能发送线圈512的对准。在示例中,可以与图1至图3所示的示例之一中的控制电路104类似地实施控制电路502。可以与图1、图3或图4所示的无线可充电设备中的一个类似地实施无线可充电设备500。例如,装置501还可以包括电磁体504。例如,装置501还可以包括电能接收线圈506。例如,装置501还可以包括补偿线圈。例如,可以与图4所示的补偿线圈108类似地实施补偿线圈。

装置501还可以包括接口。控制电路502可以配置为通过接口502提供控制信号,以控制磁场强度。装置501还可以包括对于电磁体的可调整的电能供应。控制电路502可以配置为控制可调整的电能供应,以控制磁场强度。

结合提出的构思或以上(如,图1至图4)或下文中描述的一个或多个示例提及装置501的更多细节和方面。装置501可以包括与所提出的构思或以上或下文中描述的一个或多个示例的一个或多个方面对应的一个或多个附加的可选的特征。

一些示例涉及移动设备(如,蜂窝电话),该移动设备为根据以上或下文中描述的示例的无线可充电设备和/或包括用于控制根据以上或下文中描述的示例的无线可充电设备的无线充电的装置。

图6示出了根据示例的蜂窝电话600的示意图。蜂窝电话600包括收发器电路610、基带处理器模块620,以用于至少生成将被收发器电路610发送的数字(如,基带)信号和/或用于处理基带信号。附加地,移动设备600包括供电单元630,将电能至少供应给发送器610和基带处理器模块620。此外,蜂窝电话600包括与结合以上或下文中描述的一个或多个示例所提及的电磁体102和控制电路104。例如,控制电路104可以为连接至基带处理器模块620的硬件模块、或基带处理器模块620的一部分、或在基带处理器模块620上运行的软件。

结合提出的构思或以上(如,图1至图4)或下文中描述的一个或多个示例提及蜂窝电话600的更多细节和方面。蜂窝电话600可以包括与所提出的构思或以上或下文中描述的一个或多个示例的一个或多个方面对应的一个或多个附加的可选的特征。

各种示例可以涉及可以无线充电的设备(如,蜂窝电话、基站、移动设备)、或无线或移动通信系统中使用的设备的组件(如,发送器、收发器)。例如,移动通信系统可以对应于由第三代合作伙伴项目(3gpp)标准化的移动通信系统中的一个,如,全球移动通信系统(gsm)、增强数据率的gsm演进(edge)、gsmedge无线接入网络(geran)、高速分组接入(hspa)、通用地面无线接入网络(utran)或演变的utran(e-utran)、长期演进技术(lte)或增强的lte(lte-a)、或具有不同标准(例如,全球互通微波存取(wimax)ieee802.16或无线局域网(wlan)ieee802.11)的移动通信系统、基于时分多址(tdma)、频分多址(fdma)、正交频分多址(ofdma)、码分多址(cdma)的任何通用系统等。可以同义使用术语“移动通信系统”和“移动通信网络”。

移动通信系统可以包括多个发送点或基站收发器,其可操作为与移动收发器进行无线信号通信。在这些示例中,移动通信系统可以包括移动收发器、中继站收发器和基站收发器。中继站收发器和基站收发器可以由一个或多个中央单元和一个或多个远程单元组成。

可无线充电的移动收发器或移动设备可以对应于智能电话、蜂窝电话、用户设备(ue)、便携式电脑、笔记本、个人计算机、个人数字助理(pda)、通用串行总线(usb)棒、平板电脑、汽车等。移动收发器或终端还可以称为与3gpp术语一致的ue或用户。基站收发器可以位于网络或系统的固定或静止的部分中。基站收发器可以对应于远程无线电头、发送点、访问点、宏蜂窝、小蜂窝、微蜂窝、皮蜂窝、毫微微蜂窝、城域(metro)蜂窝等。术语“小蜂窝”可以指比宏蜂窝小的任何蜂窝,即,微蜂窝、皮蜂窝、毫微微蜂窝、或城域蜂窝。此外,毫微微蜂窝被认为比皮蜂窝小,皮蜂窝被认为比微蜂窝小。基站收发器可以是有线网络的无线接口,该有线网络实现无线信号至ue、移动收发器或中继收发器的发送和接收。例如,此类无线信号可以符合由3gpp标准化的或通常与以上所列系统中的一个或多个一致的无线信号。因此,基站收发器可以对应于nodeb、enodeb、bts、访问点等。中继站收发器可以对应于基站收发器与移动站收发器之间的通信路径上的中间网络节点。中继站收发器可以分别将从移动收发器接收的信号转发给基站收发器、将从基站收发器接收的信号转发给移动站收发器。

移动通信系统可以为蜂窝电话。术语“蜂窝”指分别由发送点、远程单元、远程头、远程无线电头、基站收发器、中继收发器或nodeb、enodeb提供的无线服务的覆盖面积。可以同义使用术语“蜂窝”和“基站收发器”。在一些示例中,蜂窝可以对应于扇区(sector)。例如,可以使用扇形天线来实现扇区,该扇形天线提供一特征以用于覆盖基站收发器或远程单元周围的有角度的截面。在一些示例中,例如,基站收发器或远程单元可以分别操作覆盖120°(在三个蜂窝的情况下)的扇区的三个蜂窝、或覆盖60°(在六个蜂窝的情况下)的扇区的六个蜂窝。同样地,中继收发器可以在其覆盖面积中建立一个或多个蜂窝。移动收发器可以记录至少一个蜂窝或与至少一个蜂窝相关联,即,其可以与蜂窝相关联,从而使得可以使用专用信道、链路或连接来在相关联的蜂窝的覆盖面积中的网络与移动体之间交换数据。因此,移动收发器可以直接或间接记录中继站或基站收发器或可以直接或间接与中继站或基站收发器相关联,其中可以通过一个或多个中继收发器进行间接记录或关联。

图7示出了用于控制无线可充电设备的无线充电的方法700的流程图。方法700包括控制710由电磁体生成的磁场强度,以用于无线可充电设备的电能接收线圈相对于无线供电设备的电能发送线圈的对准。

控制磁场强度可以通过使用磁引力来实现或帮助无线可充电设备100与无线供电设备110的对准,同时避免或减少对外部设备或材料的可能的损害。

可选地,方法700还包括检测720无线可充电设备附近的无线供电设备的存在,其中基于检测到的存在来控制磁场强度。

可选地,方法700还包括确定730与无线供电设备和无线可充电设备之间的电能发送相关的信息,并且其中基于与电能发送相关的信息来控制磁场强度。

在下文中,进一步举例说明相关示例。示例1为无线可充电设备,该无线可充电设备包括电磁体和控制电路,该控制电路配置为控制由电磁体生成的磁场强度,以用于无线可充电设备的电能接收线圈相对于无线供电设备的电能发送线圈的对准。

在示例2中,示例1的主题可以可选地包括控制电路,该控制电路配置为检测无线可充电设备附近的无线供电设备的存在,以及该控制电路配置为基于检测到的存在来控制磁场强度。

在示例3中,示例2的主题可以可选地包括控制电路,该控制电路配置为基于检测到的存在来增强磁场强度或激活电磁体。

在示例4中,示例1至示例3中的一个的主题可以可选地包括控制电路,该控制电路配置为确定与无线供电设备和无线可充电设备之间的电能发送相关的信息,以及该控制电路配置为基于与电能发送相关的信息来控制磁场强度。

在示例5中,示例4的主题可以可选地包括控制电路,该控制电路配置为监控无线供电设备与无线可充电设备之间的电能发送,以获得与电能发送相关的信息。

在示例6中,示例4至示例5中的一个的主题可以可选地包括控制电路,该控制电路配置为基于与电能发送相关的信息来确定电能发送的质量,以及该控制电路配置为基于电能发送的质量来控制磁场强度。

在示例7中,示例6的主题可以可选地包括控制电路,如果电能发送的质量低于下限阈值,则该控制电路配置为增加磁场强度或激活电磁体。

在示例8中,示例6至示例7中的一个的主题可以可选地包括控制电路,如果电能发送的质量在上限阈值之上,则该控制电路配置为降低磁场强度或停用电磁体。

在示例9中,示例4至示例8中的一个的主题可以可选地包括控制电路,该控制电路配置为基于与电能发送相关的信息来检测电能发送的状态,以及该控制电路配置为基于电能发送的状态来控制磁场强度。

在示例10中,示例9的主题可以可选地包括控制电路,如果电能发送的状态表明电能发送已经停止,则该控制电路配置为降低磁场强度、停用电磁体、或控制磁场强度以发射反向的场来排斥无线供电设备。

在示例11中,示例9至示例10中的一个的主题可以可选地包括控制电路,如果电能发送的状态表明电能发送已经被初始化,则该控制电路配置为控制磁场强度以降低磁场强度或停用电磁体。

在示例12中,示例1至示例11中的一个的主题可以可选地包括控制电路,该控制电路配置为确定无线可充电设备与无线供电设备的兼容性信息,以及该控制电路配置为基于无线可充电设备与无线供电设备的确定的兼容性来控制磁场强度。

在示例13中,示例12的主题可以可选地包括控制电路,如果所确定的兼容性信息表明无线可充电设备与无线供电设备不兼容,则该控制电路配置为控制磁场强度以发射反向的场来排斥无线供电设备。

在示例14中,示例1至示例13中的一个的主题可以可选地包括控制电路,如果无线可充电设备与无线供电设备不兼容,则该控制电路配置为对于电磁体提供振荡电流以产生声音或振动。

在示例15中,示例14的主题可以可选地包括控制电路,该控制电路配置为确定无线可充电设备与无线供电设备的兼容性,以及如果无线可充电设备与无线供电设备不兼容,则该控制电路配置为提供振荡电流。

在示例16中,示例1至示例15中的一个的主题可以可选地包括电能接收线圈,其中电能接收线圈可选地配置为接收电能,以用于对由无线供电设备生成的电磁场所感应的无线可充电设备进行充电。

在示例17中,示例16的主题可以可选地包括控制电路,该控制电路配置为监控电能接收线圈的至少一个电参数,以及该控制电路配置为基于至少一个电参数来检测无线可充电设备附近的无线供电设备的存在。

在示例18中,示例17的主题可以可选地包括电能接收线圈的至少一个电参数,该电参数为电压、电压变化、电流、电流变化、谐振频率、和谐振频率变化的组中的一个。

在示例19中,示例17至示例18中的一个的主题可以可选地包括控制电路,该控制电路配置为基于检测到的存在来控制磁场强度。

在示例20中,示例15至示例19中的一个的主题可以可选地包括电能接收线圈的谐振频率,该谐振频率低于电磁体的谐振频率。

在示例21中,示例1至示例20中的一个的主题可以可选地包括包含线圈的电磁体,其中电磁体的线圈的内径可以可选地测量为介于5mm和15mm之间,并且其中电磁体的线圈的外径可以可选地测量为介于10mm和25mm之间。

在示例22中,示例1至示例21中的一个的主题可以可选地包括补偿线圈,其中控制电路可选地配置为至少基于由电能接收线圈接收的感应场的频率和相位来控制补偿线圈的电流供应。

在示例23中,示例22的主题可以可选地包括包含线圈的电磁体,其中补偿线圈的电感可以可选地低于电磁体的线圈的电感。

在示例24中,示例23的主题可以可选地包括包含线圈的电磁体,其中电磁体的线圈的一部分可以可选地代表补偿线圈。

在示例25中,示例1至示例24中的一个的主题可以可选地包括包含铁磁芯的电磁体。

示例26是用于控制无线可充电设备的无线充电的装置,其中装置包括控制电路,该控制电路配置为控制由电磁体生成的磁场强度,以用于无线可充电设备的电能接收线圈相对于无线供电设备的电能发送线圈的对准。

在示例27中,示例26的主题可以可选地包括控制电路,该控制电路配置为检测无线可充电设备附近的无线供电设备的存在,以及该控制电路配置为基于检测到的存在来控制磁场强度。

在示例28中,示例27的主题可以可选地包括控制电路,该控制电路配置为基于检测到的存在来增加磁场强度或激活电磁体。

在示例29中,示例26至示例28中的一个的主题可以可选地包括控制电路,该控制电路配置为确定与无线供电设备和无线可充电设备之间的电能发送相关的信息,以及该控制电路配置为基于与电能发送相关的信息来控制磁场强度。

在示例30中,示例29的主题可以可选地包括控制电路,控制电路配置为基于与电能发送相关的信息来检测电能发送的状态,以及该控制电路配置为基于电能发送的状态来控制磁场强度。

在示例31中,示例26至示例30中的一个的主题可以可选地包括控制电路,该控制电路配置为确定无线可充电设备与无线供电设备的兼容性,以及该控制电路配置为基于无线可充电设备与无线供电设备的确定的兼容性来控制磁场强度。

在示例32中,示例26至示例31中的一个的主题可以可选地包括控制电路,该控制电路配置为监控电能接收线圈的至少一个电参数,以及该控制电路配置为基于至少一个电参数来检测无线可充电设备附近的无线供电设备的存在。

在示例33中,示例26至示例32中的一个的主题可以可选地包括还包含电能接收线圈的装置,其中电能接收线圈配置为接收电能,以用于对由无线供电设备生成的电磁场所感应的无线可充电设备进行充电。

示例34是包含根据示例26至示例33中的一个的装置的移动设备。

示例35是包含根据示例26至示例33中的一个的装置的蜂窝电话。

示例36是用于控制无线可充电设备的无线充电的方法,其中方法包括控制由电磁体生成的磁场强度,以用于无线可充电设备的电能接收线圈相对于无线供电设备的电能发送线圈的对准。

在示例37中,示例36的主题可以可选地包括检测无线可充电设备附近的无线供电设备的存在,其中基于检测到的存在来控制磁场强度。

在示例38中,示例36至示例37中的一个的主题可以可选地包括基于检测到的存在以通过增加磁场强度或激活电磁体来控制磁场强度。

在示例39中,示例36至示例38中的一个的主题可以可选地包括确定与无线供电设备和无线可充电设备之间的电能发送相关的信息,并且基于与电能发送相关的信息来控制磁场强度。

在示例40中,示例39的主题可以可选地包括通过监控无线供电设备与无线可充电设备之间的电能发送来确定与电能发送相关的信息。

在示例41中,示例39至示例40中的一个的主题可以可选地包括基于与电能发送相关的信息来确定电能发送的状态,并且基于电能发送的确定的状态来控制磁场强度。

在示例42中,示例36至示例41中的一个的主题可以可选地包括对于电磁体提供振荡电流以产生声音或振动。

在示例43中,示例36至示例42中的一个的主题可以可选地包括基于由电能接收线圈接收的感应场的频率和相位中的至少一个来控制无线可充电设备的补偿线圈的电流供应。

示例44是包括程序代码的机器可读存储介质,当执行程序代码时,使得机器执行示例36至示例42中的一个的方法。

示例还可以提供具有程序代码的计算机程序,当在计算机或处理器上执行计算机程序时,程序代码用于执行以上方法中的一个。本领域的技术人员将容易意识到,可以通过程控计算机来执行以上描述的各种方法的步骤。在本文中,一些示例也意欲涉及程序存储设备,如,数字数据存储介质,上述程序存储设备为机器可读或计算机可读并且对机器可执行或计算机可执行程序编码指令,其中指令执行上述方法中的一些或所有方面。例如,程序存储设备可以为数字存储器、诸如磁盘和磁带的磁存储介质、硬盘驱动器、或光学可读数字数据存储介质。示例还意欲涉及程控计算机以执行上述方法中的动作、或涉及程控(场)可编程逻辑阵列((f)pla)或(场)可编程门阵列((f)pga)以执行上述方法中的动作。

说明书和附图仅仅示出了本发明的原理。因此,将理解,尽管本文未明确描述或示出,但是本领域的技术人员将能够得出体现本发明的原理并且包括在本发明的精神和范围内的各种布置。此外,本文所列举的所有示例主要清楚地旨在仅用于教学目的,以帮助读者理解本发明的原理和发明人对于促进技术所贡献的思想,并且上述所有示例意欲被解释为不限于这样明确列举的示例和条件。此外,本文中列举本发明的原理、方面和示例的所有陈述以及其具体示例意欲包括其等同物。

表示为“用于……的装置”(执行特定功能)的功能框应该被理解为分别包括配置为执行特定功能的电路的功能框。因此,“用于某事物的装置”也可以理解为“配置为或适合于某事物的装置”。因此,配置为执行特定功能的装置不意味着此类装置必须执行该功能(在给定的时间)。

可以通过使用专用硬件(诸如“信号供应器”、“信号处理单元”、“处理器”、“控制器”等)以及能够执行与适当的软件相关的软件的硬件来提供附图中示出的各个元件的功能,包括标记为“装置”、“用于提供传感器信号的装置”、“用于生成发送信号的装置”等的任何功能框。此外,本文中被描述为“装置”的任何物体都可以对应于或被实施为“一个或多个模块”、“一个或多个设备”、“一个或多个单元”等。当由处理器提供时,可以通过单个专用处理器、通过单个共享处理器、或通过多个单独的处理器(共享其中的一些)来提供功能。此外,术语“处理器”或“控制器”的明确使用不应被解释为排他地指代能够执行软件的硬件,并且可以隐含包括(非限制)数字信号处理器(dsp)硬件、网络处理器、专用集成电路(asic)、场可编程门阵列(fpga)、用于存储软件的只读存储器(rom)、随机存取存储器(ram)、以及非易失性储存器。也可以包括普通的和/或定制的其他硬件。

本领域技术人员应该理解,本文中的任何框图都表示描述体现本发明的原理的电路的概念图。类似地,应该理解,任何流程图、流程示图、状态转换图、伪代码等表示可以基本表示在计算机可读介质中并且因此由计算机或处理器执行的各种工艺,而不管是否明确示出此类计算机或处理器。

另外,在此所附的权利要求包括在具体实施方式中,其中每一项权利要求都可以基于其本身,以作为单独的示例。尽管每一项权利要求都可以基于其本身,以作为单独的示例,但是应该注意,虽然从属权利要求可以参考权利要求以具体说明与一个或多个其他权利要求的结合,但是其他示例也可以包括从属权利要求与每一项其他从属或独立权利要求的主题的结合。除非阐明不旨在特定的结合,否则本文推荐此类结合。另外,即使权利要求未直接从属于任何其他独立权利要求,则也意欲包括从属于该独立权利要求的权利要求的特征。

还应该注意,可以通过具有用于执行这些方法的各个面中的每一个的装置的设备来实施说明书或权利要求中公开的方法。

另外,应该理解,说明书或权利要求中公开的多个动作或功能的公开不应该解释为在特定顺序内。因此,除非由于技术上的原因,类似动作或功能不可互换,否则多个动作或功能的公开不会将其限制于特定的顺序。另外,在一些示例中,单个动作可以包括或可以被分解为多个子动作。除非明确排除,否则这样的子动作可以包括在该单个动作的公开中并且作为该单个动作的公开的一部分。

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