用于电子装置的电力管理的制作方法
【专利说明】用于电子装置的电力管理
[0001 ] 分案申请的相关信息
[0002]本案是分案申请。该分案的母案是申请日为2010年II月17日、申请号为201080051820.3、发明名称为“用于电子装置的电力管理”的发明专利申请案。
[0003]依据35 U.S.C.§119(e)主张优先权
[0004]本申请案依据35U.S.C.§ 119 (e)主张以下申请案的优先权:
[0005]2009年11月17日申请的标题为“无线电力(WIRELESS POWER)”的第61/262，119号美国临时专利申请案，所述专利申请案的揭示内容特此以全文引用的方式并入本文中。
技术领域
[0006]本发明大体上涉及无线电力，且更具体地说，涉及电力管理、无线充电器的定位以及自动化无线充电。
【背景技术】
[0007]通常，每一电池供电的装置需要其自身的充电器及电源，所述电源通常为交流(AC)电源插座。在许多装置需要充电时，这变得难以使用。
[0008]正开发在发射器与待充电的装置之间使用空中电力发射的做法。这些做法大体上属于两种类别。一种类别是基于发射天线与待充电的装置上的接收天线之间的平面波辐射(也称为远场辐射)的耦合，所述待充电的装置收集所辐射的电力且对其整流以用于对电池充电。天线大体上具有谐振长度以便改进耦合效率。此做法的缺点为电力耦合随着天线之间的距离增加而迅速衰退。因此，超过合理距离(例如，>1到2米)的充电变得困难。另外，因为系统辐射平面波，所以如果未经由滤波来进行适当控制，那么无意的辐射可干扰其它系统。
[0009]其它做法是基于嵌入于(例如)“充电”垫或表面中的发射天线与嵌入于待充电的主机装置中的接收天线加整流电路之间的电感耦合。此做法具有以下缺点:发射天线与接收天线之间的间距必须非常接近(例如，几毫米)。虽然此做法确实具有对同一区域中的多个装置同时充电的能力，但此区域通常较小，因此用户必须将所述装置定位到特定区域。
[0010]需要用于管理与电子装置相关联的电力、定位无线电力充电器及自动化无线充电的系统、装置及方法。
【发明内容】
[0011]在一个创新方面中，提供一种电子装置。所述电子装置包括检测器，所述检测器经配置以检测位于可检测区内的一个或一个以上无线充电器。所述电子装置还包括控制器，所述控制器经配置以在检测到所述一个或一个以上无线充电器后即刻基于与以下各项中的至少一者相关联的至少一个因素为与能量储存装置相关联的电子装置自动选择充电方案:所述能量储存装置、所述电子装置，或所述电子装置的用户，所述控制器经进一步配置以确定是否接收无线电力，且确定从所述一个或一个以上所检测到的无线充电器中的哪一无线充电器接收所述无线电力。
[0012]在另一创新方面中，提供一种无线电力管理方法。所述方法包括检测位于可检测区内的一个或一个以上无线充电器。所述方法进一步包括基于与以下各项中的至少一者相关联的因素为与能量储存装置相关联的电子装置自动选择充电方案:所述能量储存装置、所述电子装置，或所述电子装置的用户，所述自动选择包括确定是否接收无线电力，以及确定从所述一个或一个以上所检测到的无线充电器中的哪一无线充电器接收所述无线电力。
[0013]在又一创新方面中，提供另一电子装置。所述电子装置包括用于检测位于可检测区内的一个或一个以上无线充电器的装置。所述电子装置还包括用于基于与以下各项中的至少一者相关联的至少一个因素为与能量储存装置相关联的电子装置自动选择充电方案的装置:所述能量储存装置、所述电子装置，或所述电子装置的用户，所述自动选择包括确定是否接收无线电力，以及确定从所述一个或一个以上所检测到的无线充电器中的哪一无线充电器接收所述无线电力。
【附图说明】
[0014]图1展示无线电力传送系统的简化框图。
[0015]图2展示无线电力传送系统的简化示意图。
[0016]图3说明用于本发明的示范性实施例中的环形天线的示意图。
[0017]图4为根据本发明的示范性实施例的发射器的简化框图。
[0018]图5为根据本发明的示范性实施例的接收器的简化框图。
[0019]图6展示用于执行发射器与接收器之间的消息接发的发射电路的一部分的简化示意图。
[0020]图7说明根据本发明的示范性实施例的包括控制系统的电子装置。
[0021]图8说明根据本发明的示范性实施例的包含多个电子装置的系统。
[0022]图9说明根据本发明的示范性实施例的包括电子装置及多个无线充电器的系统。
[0023]图10说明根据本发明的示范性实施例的包括基于服务器的装置的系统，所述基于服务器的装置包括控制系统。
[0024]图11描绘根据本发明的示范性实施例的位置检测系统。
[0025]图12为说明根据本发明的示范性实施例的方法的流程图。
[0026]图13说明根据本发明的示范性实施例的包括无线充电器的系统。
[0027]图14为说明根据本发明的示范性实施例的另一方法的流程图。
【具体实施方式】
[0028]下文中结合附图所阐述的详细描述意在作为对本发明的示范性实施例的描述，且无意表示可实践本发明的仅有实施例。遍及此描述所使用的术语“示范性”表示“充当实例、例子或说明”，且未必应被解释为比其它示范性实施例优选或有利。所述详细描述包括特定细节以便实现提供对本发明的示范性实施例的透彻理解的目的。所属领域的技术人员将明白，可在无这些特定细节的情况下实践本发明的示范性实施例。在一些例子中，以框图形式展示众所周知的结构及装置，以便避免混淆本文中所呈现的示范性实施例的新颖性。
[0029]词“无线电力”在本文中用以表示在不使用物理电磁导体的情况下在从发射器到接收器之间发射的与电场、磁场、电磁场或其它相关联的任何形式的能量。应注意，本发明可适用于任何合适的无线电力情况，例如近场、远场、谐振及电感耦合。
[0030]图1说明根据本发明的各种示范性实施例的无线发射或充电系统100。将输入电力102提供给发射器104以供产生用于提供能量传送的辐射场106。接收器108耦合到辐射场106，且产生输出电力110以供耦合到输出电力110的装置(未图示)储存或消耗。发射器104与接收器108两者分开达距离112。在一个示范性实施例中，根据相互谐振关系来配置发射器104及接收器108，且在接收器108的谐振频率与发射器104的谐振频率非常接近时，当接收器108位于福射场106的“近场”中时，发射器104与接收器108之间的发射损失最小。
[0031]发射器104进一步包括用于提供用于能量发射的装置的发射天线114，且接收器108进一步包括用于提供用于能量接收的装置的接收天线118。根据应用及待与之相关联的装置来设计发射天线及接收天线的大小。如所陈述，通过将发射天线的近场中的大部分能量耦合到接收天线而非以电磁波形式将多数能量传播到远场来发生高效能量传送。当在此近场中时，可在发射天线114与接收天线118之间形成耦合模式。可发生此近场耦合的在天线114及118周围的区域在本文中称作耦合模式区。
[0032]图2展示无线电力传送系统的简化示意图。发射器104包括振荡器122、功率放大器124，及滤波器及匹配电路126。所述振荡器经配置以在所要频率下产生信号，所述所要频率可响应于调整信号123来加以调整。可由功率放大器124以响应于控制信号125的放大量来放大振荡器信号。可包括滤波器及匹配电路126以滤出谐波或其它不想要的频率，且使发射器104的阻抗与发射天线114匹配。
[0033]接收器108可包括匹配电路132以及整流器及切换电路134，以产生直流(DC)电力输出以对电池136(如图2中所展示)充电或对耦合到接收器的装置(未图示)供电。可包括匹配电路132以使接收器108的阻抗与接收天线118匹配。接收器108与发射器104可在单独通信信道119(例如，蓝牙、紫蜂(zigbee)、蜂窝式等)上通信。
[0034]如图3中所说明，示范性实施例中所使用的天线可配置为“环形”天线150，其在本文中还可称作“磁性”天线。环形天线可经配置以包括空气芯或物理芯(例如，铁氧体芯)O空气芯环形天线可较能容忍放置于所述芯附近的外来物理装置。此外，空气芯环形天线允许其它组件放置于芯区域内。另外，空气芯环可较易于使得能够将接收天线118(图2)放置于发射天线114(图2)的平面内，在所述平面内，发射天线114(图2)的耦合模式区可较强大。
[0035]如所陈述，在发射器104与接收器108之间的匹配或近似匹配的谐振期间，发生发射器104与接收器108之间的高效能量传送。然而，甚至在发射器104与接收器108之间的谐振不匹配时，仍可以较低效率传送能量。通过将来自发射天线的近场的能量耦合到驻留在建立此近场的邻域中的接收天线而非将能量从发射天线传播到自由空间中来发生能量传送。
[0036]环形天线或磁性天线的谐振频率是基于电感及电容。环形天线中的电感大体上仅为由环所产生的电感，而电容大体上与环形天线的电感相加以在所要谐振频率下产生谐振结构。作为非限制性实例，可将电容器152及电容器154添加到所述天线以创建产生谐振信号156的谐振电路。因此，对于较大直径的环形天线来说，诱发谐振所需的电容的大小随着环的直径或电感增加而减小。此外，随着环形天线或磁性天线的直径增加，近场的高效能量传送区域增大。当然，其它谐振电路为可能的。作为另一非限制性实例，电容器可并联放置于环形天线的两个端子之间。另外，所属领域的技术人员将认识到，对于发射天线，谐振信号156可为到环形天线150的输入。
[0037]图4为根据本发明的示范性实施例的发射器200的简化框图。发射器200包括发射电路202及发射天线204。一般来说，发射电路202通过提供致使在发射天线204周围产