用于产生磁场的方法和装置的制造方法
【专利摘要】本申请涉及用于产生磁场的方法和装置。示范性实施例是针对一种装置，其包含用于保护所述装置的寄生线圈。装置可包含第一电路，所述第一电路经配置以在操作频率下接收第一发射信号。所述装置还可包含第二电路，所述第二电路经配置以产生场，所述场与所述第一发射信号的无线电力场的不合意部分和接近于所述第一电路的另一无线电力场的一部分中的至少一者相反，所述另一无线电力场是在所述第一电路的非操作频率下由第二发射信号产生的。
【专利说明】用于产生磁场的方法和装置
[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2011年8月23日、申请号为201180045235.7、发明名称为“用于产生磁场的方法和装置”的发明专利申请案。
[0003]相关申请案的交叉参考
[0004]本申请案主张2011年3月2日申请的题目为“用于装置保护的寄生电路(PARASITICCIRCUIT FOR DEVICE PROTECT1N)”的第13/039，142号美国专利申请案的优先权，所述美国专利申请案主张2010年8月25日申请的题目为“保护NFC/RFID卡(PROTECTING NFC/RFIDSCARD)”的第61/376，991号美国临时专利申请案的优先权，以上每一申请案转让给本受让人。先前申请案的揭示内容的全文被视为本发明的部分且以引用方式并入本发明中。
技术领域
[0005]本发明大体上涉及卡(例如，NFC或RFID)保护。更具体来说，本发明涉及用于保护卡(例如NFC或RFID卡)不受有害的磁场影响的方法和装置。
【背景技术】
[0006]正在开发在发射器与待充电装置之间使用空中电力发射的方法。这些方法大体上属于两个类别。一个类别是基于介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(也被称作远场辐射)的耦合，所述待充电的装置收集所辐射电力且对其整流以用于对电池充电。天线一般具有谐振长度，以便改进耦合效率。此方法的缺点为电力耦合随着天线之间的距离增加而快速减退。因此，在合理距离(例如，> 1-2m)上的充电变为困难的。另外，由于系统辐射平面波，所以如果未经由滤波来适当控制无意的辐射，则无意的辐射可干扰其它系统。
[0007]其它方法是基于嵌入于(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上整流电路之间的电感耦合。此方法具有以下缺点:发射天线与接收天线之间的间隔必须非常接近(例如，几毫米)。尽管此方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。
[0008]例如近场通信(NFC)或RFID卡等装置可在位于无线电力发射器的充电区域内时从所述无线电力发射器接收过量电力，即使所述卡在与无线电力发射器使用的频率不同的频率上操作也是如此。接收过量电力可导致到既定装置的电力损失，且可能由于过热而损坏卡。需要用于保护装置不受由无线电力发射器产生的过量电力影响的方法、系统和装置。
【发明内容】
[0009]在一个方面中，本申请案涉及一种装置。所述装置包括:第一电路，其经配置以在操作频率下接收第一发射信号；以及第二电路，其经配置以产生无线电力场，所述无线电力场与在不同于所述第一电路的所述操作频率的频率下由第二发射信号产生的另一无线电力场的至少一部分相反。
[0010]在另一方面中，本申请案涉及一种方法。所述方法包括:在第一电路处在操作频率下接收第一发射信号；以及用第二电路产生无线电力场，所述无线电力场与在不同于所述第一电路的所述操作频率的频率下由第二发射信号产生的另一无线电力场的至少一部分相反。
[0011]在另一方面中，本申请案涉及一种装置。所述装置包括:用于在第一电路处在操作频率下接收第一发射信号的装置；以及用于用第二电路产生无线电力场的装置，所述无线电力场与在不同于所述第一电路的所述操作频率的频率下由第二发射信号产生的另一无线电力场的至少一部分相反。
【附图说明】
[0012]图1展示无线电力传送系统的框图。
[0013]图2展示无线电力传送系统的另一框图。
[0014]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。
[0015]图4是根据本发明的示范性实施例的发射器的框图。
[0016]图5是根据本发明的示范性实施例的接收器的框图。
[0017]图6是无线电力系统，其包含无线电力发射器和定位于所述无线电力发射器的充电垫上的多个装置。
[0018]图7说明根据本发明的示范性实施例的包含线圈和电路的电路。
[0019]图8说明根据本发明的示范性实施例的电路。
[0020]图9描绘根据本发明的示范性实施例的包含电路的装置。
[0021]图10是根据本发明的示范性实施例的说明电路的各种响应的史密斯图表。
[0022]图11说明根据本发明的示范性实施例的包含接收线圈和寄生线圈的装置。
[0023]图12是根据本发明的示范性实施例的说明一种方法的流程图。
【具体实施方式】
[0024]以下结合附图陈述的详细描述既定作为本发明的示范性实施例的描述且既定不表示其中可实践本发明的仅有实施例。贯穿此描述所使用的术语“示范性”表示“充当实例、例子或说明”，且未必应解释为比其它示范性实施例优选或有利。所述详细描述出于提供对本发明的示范性实施例的透彻理解的目的而包含特定细节。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，以框图形式来展示众所周知的结构及装置，以避免模糊本文中呈现的示范性实施例的新颖性。
[0025]本文使用术语“无线电力”来表示与电场、磁场、电磁场或在不使用物理电磁导体的情况下在发射器与接收器之间发射以对接收器供电的其它场相关联的任何形式的能量。下文中，这全部三种场将一般地称为辐射场，应了解，纯磁场或纯电场并不辐射电力。这些场必须耦合到“接收天线”以实现电力传送。
[0026]图1说明根据本发明的各种示范性实施例的无线发射系统100。系统100可经配置以用于无线电力传送、近场通信或两者。输入电力102提供到发射器104以用于产生用于提供能量传送的场106。接收器108耦合到场106且产生输出电力110以用于供耦合到输出电力110的装置(未图示)存储或消耗。发射器104与接收器108两者隔开距离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与接收器108，且当接收器108位于场106的“近场”中时，当接收器108的谐振频率与发射器104的谐振频率非常接近时，发射器104与接收器108之间的发射损耗为最小。
[0027]发射器104进一步包含发射天线114，用于提供用于近场通信、能量发射或两者的装置，且接收器108包含接收天线118，用于提供用于能量接收、近场通信或两者的装置。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大部分能量传播到远场而进行有效能量传送。当处于此近场中时，可在发射天线114与接收天线118之间形成耦合模式。天线114及118周围可发生此近场耦合的区域在本文中称为耦合模式区。如下文将更完全地描述，接收器108还可包含装置(例如，电路)，其经配置以保护包含接收器的装置的至少一部分(例如，保护所述装置的一区、保护集成于所述装置内的电路，或两者)不受从发射器104无线地发射的过量电力影响。
[0028]图2展示可包括无线电力系统、近场通信系统或两者的系统的简化示意图。发射器104包含振荡器122、功率放大器124及滤波器与匹配电路126。振荡器经配置以在例如468.75KHz、6.78MHz或13.56MHz等所要频率下进行产生，所述所要频率可响应于调整信号123而调整。可通过功率放大器124响应于控制信号125而以一放大量来放大振荡器信号。可包含滤波器与匹配电路126以滤除谐波或其它非所要的频率，且使发射器104的阻抗与发射天线114匹配。
[0029]接收器108可包含匹配电路132及整流器与切换电路134以产生DC电力输出，以对电池136(如图2所示)充电或对耦合到接收器的装置(未图示)供电。可包含匹配电路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、zigbee、蜂窝式等)上通信。如下文将更完全地描述，接收器108还可包含经配置以用于产生场的电路，所述场与由发射器404产生的场相反，且因此至少部分地保护包含接收器108的装置的至少一部分不受过量无线电力影响。
[0030]如图3中说明，在示范性实施例中使用的天线可经配置为“环形”天线150，其在本文中也可称为“磁性”天线。环形天线可经配置以包含空气芯(air core)或物理芯(physical core)(例如，铁氧体芯)。空气芯环形天线可更易于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，空气芯环可更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，在所述平面处，发射天线114(图2)的耦合模式区可更强大。
[0031]如所陈述，发射器104与接收器108之间的有效能量传送可在发射器104与接收器108之间的匹配或近似匹配的谐振期间发生。然而，即使当发射器104与接收器108之间的谐振不匹配时，也可传送能量，但效率可能受影响。能量传送通过将能量发射天线的近场耦合到驻留于建立了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而发生。
[0032]环形天线或磁性天线的谐振频率是基于电感和电容。环形天线中的电感一般仅为由所述环产生的电感，而一般将电容添加到环形天线的电感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，以形成产生谐振信号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加。当然，其它谐振电路是可能的。作为另一非限制性实例，电容器可并联地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。
[0033]图4是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包含发射电路202和发射天线204。大体上，发射电路202可通过提供振荡信号以导致在发射天线204周围产生近场能量而将RF电力提供到发射天线204。应注意，发射器200可在任何合适频率下操作。举例来说，发射器200可在例如468.75KHz、6.78MHz或13.56MHz等所要频率下操作。
[0034]示范性发射电路202包含:固定阻抗匹配电路206，其用于使发射电路202的阻抗(例如，50欧姆)与发射天线204匹配；以及低通滤波器(LPF)208，其经配置以将谐波发射减少到防止耦合到接收器108(图1)的装置的自干扰的水平。其它示范性实施例可包含不同滤波器拓扑(包含(但不限于)使特定频率衰减同时使其它频率通过的陷波滤波器)，且可包含自适应阻抗匹配，其可基于可测量的发射度量(例如，到天线的输出电力或由功率放大器汲取的DC电流)而变化。发射电路202进一步包含经配置以驱动如由振荡器212确定的RF信号的功率放大器210。发射电路可由离散装置或电路组成，或者可由集成组合件组成。来自发射天线204的示范性RF电力输出可为约2.5瓦。
[0035]发射电路202进一步包含控制器214，用于在针对特定接收器的发射相位(或工作循环)期间启用振荡器212，用于调整振荡器的频率或相位，且用于调整输出功率电平以实施用于通过相邻装置所附接的接收器与相邻装置交互的通信协议。应注意，控制器214在本文中也可称为处理器214。如此项技术中众所周知，振荡器相位和发射路径中的相关电路的调整允许减少带外发射，尤其是当从一个频率转变到另一频率时。
[0036]发射电路202可进一步包含负载感测电路216，用于检测作用中接收器在由发射天线204产生的近场附近的存在或不存在。举例来说，负载感测电路216监视流动到功率放大器210的电流，所述电流受作用中接收器在由发射天线204产生的近场附近的存在或不存在的影响。由控制器214监视对功率放大器210上的加载的改变的检测，以用于确定是否启用振荡器212来用于发射能量以及与作用中接收器通信。
[0037]发射天线204可以用利兹线(Litzwire)实施或实施为厚度、宽度和金属类型经选择以使电阻性损耗保持较低的天线条带。在常规实施方案中，发射天线204可一般经配置以与较大结构(例如，桌、垫、灯或其它较不便携的配置)相关联。因此，发射天线204通常将不需要“匝”以便具有实用尺寸。发射天线204的示范性实施方案可为“电学上较小的”(即，波长的分数)且经调谐以通过使用电容器界定谐振频率而在较低的可用频率下谐振。
[0038]发射器200可收集和跟踪关于可与发射器200相关联的接收器装置的所在之处和状态的信息。因此，发射器电路202可包含连接到控制器214(在本文中还称作处理器)的存在检测器280、封闭式检测器260，或其组合。控制器214可响应于来自存在检测器280和封闭式检测器260的存在信号而调整由放大器210递送的电力量。发射器可经由许多电源接收电力，所述电源例如为用以转换存在于建筑物中的常规AC电力的AC/DC转换器(未图示)、用以将常规DC电源转换成适合于发射器200的电压的DC/DC转换器(未图示)，或发射器可直接从常规DC电源(未图示)接收电力。
[0039]作为非限制性实例，存在检测器280可为用以感测插入到发射器的覆盖区域中的待充电装置的初始存在的运动检测器。在检测之后，可接通发射器且可使用由装置接收的RF电力来以预定方式双态切换Rx装置上的开关，其又导致发射器的驱动点阻抗的改变。
[0040]作为另一非限制性实例，存在检测器280可为能够例如通过红外检测、运动检测或其它合适方式来检测人类的检测器。在一些示范性实施例中，可能存在限制发射天线可在特定频率下发射的电力量的规章。在一些情况下，这些规章有意保护人类免受电磁辐射影响。然而，可能存在发射天线放置于人类未占用的或人类不经常占用的区域(例如，车库、厂区、车间，等)中的环境。如果这些环境没有人类，则可能可准许将发射天线的功率输出增加到正常功率约束规章以上。换句话说，控制器214可响应于人类存在而将发射天线204的功率输出调整到规章水平或更低，且当人类在与发射天线204的电磁场相距规章距离之外时将发射天线204的功率输出调整到规章水平以上。
[0041]作为非限制性实例，封闭式检测器260(本文中也可称为封闭室检测器或封闭空间检测器)可为例如感测开关等装置，用于确定何时外罩处于关闭或打开状态。当发射器在处于封闭状态的外罩中时，可增加发射器的功率电平。
[0042]在示范性实施例中，可使用使得发射器200不会不确定地保持接通的方法。在此情况下，发射器200可经编程以在用户确定的时间量之后关闭。此特征防止发射器200(尤其是功率放大器210)在其周边的无线装置充满电之后长时间运行。此事件可能归因于用以检测从中继器或接收线圈发送的指示装置充满电的信号的电路的故障。为了防止发射器200在另一装置放置于其周边的情况下自动停止运转，可仅在检测到其周边缺少运动的设定周期之后激活发射器200自动关闭特征。用户可能够确定不活动时间间隔，且在需要时改变所述不活动时间间隔。作为非限制性实例，所述时间间隔可比在假定特定类型的无线装置最初完全放电的情况下充满所述装置所需的时间间隔长。
[0043]图5是根据本发明的示范性实施例的接收器300的简化框图。接收器300包含接收电路302和接收天线304。接收器300进一步耦合到装置350以向装置350提供所接收的电力。应注意，将接收器300说明为在装置350外部，但其可集成到装置350中。通常，能量是无线传播到接收天线304，且接着经由接收电路302耦合到装置350。
[0044]根据如下文更完全描述的一个示范性实施例，接收器300可包含保护电路，所述保护电路可在其中产生电流以对抗外部产生的场(例如，由远程无线电力发射器产生的场)。因此，所述电路可抵消在所述电路附近的区内的场。更具体来说，在其中接收器300集成于近场通信装置内的示范性实施例中，所述保护电路可经配置以至少部分地保护经配置以接收近场通信信号的接收器不受无线电力场影响。根据其中接收器300经配置以用于接收无线电力的另一示范性实施例，保护电路可用于至少部分地保护装置的一部分(例如，移动电话的显示器屏幕)不受无线电力影响。
[0045]接收天线304经调谐以在与发射天线204(图4)相同的频率下或在指定频率范围内谐振。接收天线304可与发射天线204类似地设计尺寸，或可基于相关联装置350的尺寸来不同地设计大小。举例来说，装置350可为具有比所述发射天线204的直径或长度小的直径或长度尺寸的便携式电子装置。在此实例中，接收天线304可实施为多匝天线，以便减少调谐电容器(未图示)的电容值，且增加接收天线的阻抗。举例来说，接收天线304可放置于装置350的实质圆周周围，以便使天线直径最大化并减小接收天线的环匝(S卩，绕组)的数目及绕组间电容。
[0046]接收电路302提供到接收天线304的阻抗匹配。接收电路302包含用于将接收到的RF能源转换为供装置350使用的充电电力的电力转换电路306。电力转换电路306包含RF/DC转换器308且还可包含DC/DC转换器310 AF/DC转换器308将在接收天线304处接收到的RF能量信号整流为非交变电力，而DC/DC转换器310将经整流的RF能量信号转换为与装置350兼容的能量电位(例如，电压)。预期有各种RF/DC转换器，包含部分和全整流器、调节器、桥接器、倍增器以及线性和切换转换器。
[0047]接收电路302可进一步包含切换电路312，用于将接收天线304连接到电力转换电路306或替代地用于断开电力转换电路306。将接收天线304与电力转换电路306断开不仅中止对装置350的充电，而且还改变发射器200(图2)所“看到”的“负载”。
[0048]如上文揭示，发射器200包含负载感测电路216，其检测提供到发射器功率放大器210的偏置电流中的波动。因此，发射器200具有用于确定接收器何时存在于发射器的近场中的机制。
[0049]当多个接收器300存在于发射器的近场中时，可能需要对一个或一个以上接收器的加载及卸载进行时间多路复用，以使其它接收器能够更高效地耦合到发射器。也可隐匿(cloak) —接收器，以便消除到其它近旁接收器的耦合或减少近旁发射器上的加载。接收器的此“卸载”在本文中也称为“隐匿”。此外，如下文更充分地阐释，由接收器300控制且由发射器200检测的卸载与加载之间的此切换提供从接收器300到发射器200的通信机制。另外，一协议可与所述切换相关联，所述协议使得能够将消息从接收器300发送到发射器200。举例来说，切换速度可为约100微秒。
[0050]在示范性实施例中，发射器与接收器之间的通信涉及装置感测与充电控制机制，而不是常规的双向通信。换句话说，发射器可使用对所发射信号的开/关键控来调整能量是否在近场中可用。接收器将这些能量改变解译为来自发射器的消息。从接收器侧，接收器可使用对接收天线的调谐和解谐来调整正在从近场接受多少电力。发射器可检测来自近场的所使用的电力的此差异，且将这些改变解译为来自接收器的消息。应注意，可利用对发射电力和负载行为的其它形式的调制。
[0051]接收电路302可进一步包含用以识别所接收能量波动的信令检测器与信标电路314，所述所接收能量波动可对应于从发射器到接收器的信息信令。此外，信令与信标电路314还可用以检测减少的RF信号能量(S卩，信标信号)的发射，并将所述减少的RF信号能量整流为标称电力，以用于唤醒接收电路302内的未被供电或耗尽电力的电路，以便配置接收电路302以进行无线充电。
[0052]接收电路302进一步包含用于协调本文描述的接收器300的过程的处理器316，所述过程包含控制本文描述的切换电路312。接收器300的隐匿也可在其它事件(包含检测到向装置350提供充电电力的外部有线充电源(例如，壁式/USB电力))的发生之后即刻发生。除了控制接收器的隐匿外，处理器316还可监视信标电路314以确定信标状态，并提取从发射器发送的消息。处理器316也可为获得改进的性能而调整DC/DC转换器310。
[0053]图6说明无线电力系统600，其包含具有充电垫604的无线电力装置602。如图6中说明，多个可无线充电的装置606定位于充电垫604上。而且，可包括NFC卡或RFID卡的装置608定位于充电垫604上。如所属领域的技术人员将了解，在装置608从无线电力装置602接收到过量电力的情况下，可导致装置608的不合意的加热，这可引起对装置608的损坏。
[0054]如本文描述的示范性实施例涉及减少且可能防止由在并非装置的既定频率的频率下发射或发射到装置的既定不接收无线电力的区的无线电力对装置造成的损坏。更具体来说，示范性实施例可包括具有电路的装置，例如NFC卡或RFID卡，所述电路耦合到装置或集成于装置内，所述电路可将装置的线圈与外部发射器(例如，外部无线电力发射器)解耦。再更具体来说，在此实例中包括NFC卡的装置可具有用于从远程发射器接收信号(例如，无线电力或NFC)的电路(例如，线圈)。此外，NFC卡还可包含与其耦合或集成于其中的第二线圈，所述第二线圈经配置以在某些频率(例如，非操作频率)下展现低阻抗(例如，短路)且因此产生与由远程发射器产生的磁场相反的磁场。另外，第二线圈可经配置以在NFC卡经设计以操作的操作频率下展现高阻抗(例如，开路)，因此使NFC能够正常地起作用。
[0055]图7说明包含线圈704和电路706的电路702。图8中更详细说明电路706，其可仅举例来说包括并串联电路。如图8中说明，电路706可包含电容器Cl和C2以及电感器LI。此外，电路706可包含可耦合到线圈704的一端的第一端口Pl，和可耦合到线圈704的另一端的第二端口P2。仅举例来说，电感器LI可具有大体上为150nH的电感。此外，作为非限制性实例，电容器Cl可具有大体上为3300pF的电容，且电容器C2可具有大体上为1272pF的电容。
[0056]图9说明包括电路702的装置700，电路702包含线圈704和电路706。装置700可仅举例来说包括NFC卡或RFID卡。装置700可进一步包含电路708(例如，线圈)，其经配置以用于与一个或一个以上远程装置的近场通信。应注意，根据一个示范性实施例，电路702可通过任何合适方式附接到装置700的表面。仅举例来说，电路702可集成于可附接到装置700的胶粘物内。根据另一示范性实施例，电路702可集成于装置702内。应注意，线圈704可包括任一数目的匝且可大体上类似于线圈708而定大小。换句话说，线圈704可大体上环绕线圈708以实现线圈704与线圈708之间的强耦合。举例来说，线圈704可包括一匝。
[0057]如所属领域的技术人员将了解，根据楞次定律，位于受到外部磁场激励的接收线圈附近内的任何未经调谐的短接寄生线圈均将产生磁场电流，其与外部激励的磁场相反。因此，所述短接寄生线圈可产生在其附近的磁场中的零位。因此，接收线圈可从磁场解耦。换句话说，在“短接”时，寄生线圈充当陷波滤波器，且在“断开”时，寄生线圈可不会对接收线圈具有实质影响。应注意，这是宽带效应，且因此短接寄生线圈可在所有关注频率下消除磁场。换句话说，在展现大体上等效的短路阻抗时，寄生线圈充当陷波滤波器，且在展现大体上等效的开路阻抗时，寄生线圈可不会对接收线圈具有实质影响。应注意，这是宽带效应，且因此，低阻抗(例如，短接)寄生线圈可在所有关注频率下消除磁场。
[0058]参见图6和9，现在将描述装置的预期操作。在此示例中，装置608包括装置700，且电路702经配置以在13.56MHz下展现高阻抗(例如，开路)且在所有其它频率(例如，
6.78MHz)下展现低阻抗(例如，短路)。此外，在此实例中，无线电力装置602经配置以在6.78MHz下无线地发射电力。因此，在无线电力装置602正在发射无线电力时，电路702呈现低阻抗(例如，短路阻抗)，这致使电路702产生与由无线电力装置602产生的磁场相反的磁场。因此，电路702附近的磁场中的零位可存在，且因此线圈708可不接收由无线电力装置602产生的信号。此外，在13.56MHz的频率下，电路702经配置以呈现高阻抗(例如，开路阻抗)且因此电路702可不会对从外部源产生的场具有影响。因此，线圈708可在13.56MHz下接收信号。应注意，虽然在此实例中使用6.78MHz和13.56MHz的频率，但电路702可经配置以在任何一个或一个以上所要频率下展现第一阻抗且在任何一个或一个以上所要频率下展现不同的较低阻抗。
[0059]图10说明史密斯图表800，其说明电路702在开路配置和短路配置中的数据点。数据点802表示如下响应:其中电路702在6.78MHz下短路从而将装置702从远程发射天线解耦。数据点804表示如下响应:其中电路702在13.56MHz下开路，从而使装置702能够耦合到远程发射天线。更具体来说，仅举例来说，数据点804表示如下响应:其中电路702在13.56MHz下开路，从而实现装置700的正常操作，装置700在此实例中包括NFC卡或RFID卡。
[0060]图11是具有接收线圈864和寄生线圈856的装置840的说明。应注意，接收线圈864可包括接收天线，例如图5的接收器300的天线304。因此，接收线圈864可经配置以用于在一个或一个以上频率(例如，13.56MHz)下接收无线电力。此外，寄生线圈856可接近其中需要对磁场的屏蔽的区860(例如，LCD屏幕或触摸屏)。因此，在装置840定位于外部产生的磁场(由参考标号850描绘)内时，接收线圈864可从磁场接收信号(例如，无线电力)，且寄生线圈856可产生与磁场850相反的磁场(由参考标号852描绘)。应注意，寄生线圈856可经配置以在接收线圈864无线地接收电力的同一频率下展现低阻抗(例如，短路阻抗)。因此，区860可不含磁场，且因此可在接收线圈经启用以无线地接收电力时受保护而无过量电力。进一步应注意，在固体屏蔽物不可行(例如，包含透明屏幕的区)的情形中，接近于需要屏蔽的区定位的寄生线圈(例如，寄生线圈856)可优于固体金属屏蔽物。
[0061]图12是根据本发明的一个或一个以上示范性实施例的说明方法900的流程图。方法900可包含在第一电路处在操作频率下接收第一发射信号(由标号902描绘)。此外，方法900可包含用第二电路产生与第一发射信号的无线电力场的不合意部分和接近第一电路的另一无线电力场的一部分中的至少一者相反的场，所述另一无线电力场是在第一电路的非操作频率下由第二发射信号产生(由标号904描绘)。
[0062]如本文描述的本发明的示范性实施例可在无线电力系统的操作频率和NFC卡操作频率不同的情况下保护NFC卡不会被无线电力系统损坏。应注意，电路702可随无线充电器一起包含且由用户附接到装置(例如，NFC卡)或由制造者附接到装置，因为其大大减少了来自不处于装置的既定频率下的任何EM辐射的损坏的可能性。而且，如本文描述的示范性实施例可保护装置的区(例如，屏幕)不受无线电力系统损坏。
[0063]所属领域的技术人员将了解，可使用多种不同技术和技艺中的任一者来表示信息和信号。举例来说，可由电压、电流、电磁波、磁场或磁粒子、光场或光粒子或其任何组合来表示在以上描述中始终参考的数据、指令、命令、信息、信号、位、符号及码片。
[0064]所属领域的技术人员将进一步了解，结合本文所揭示的示范性实施例所描述的多种说明性逻辑块、模块、电路及算法步骤可实施为电子硬件、计算机软件或两者的组合。为清楚说明硬件与软件的此互换性，上文已大致关于其功能性而描述了各种说明性组件、块、模块、电路及步骤。所述功能性是实施为硬件还是软件取决于特定应用及施加于整个系统的设计约束。所属领域的技术人员对于每一特定应用可以不同的方式实施所描述的功能性，但此些实施决策不应被解释为引起与本发明的示范性实施例的范围的偏离。
[0065]可用经设计以执行本文中所描述的功能的通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑装置、离散门或晶体管逻辑、离散硬件组件，或其任何组合来实施或执行结合本文中所揭示的示范性实施例而描述的各种说明性逻辑块、模块及电路。通用处理器可为微处理器，但在替代例中，处理器可为任何常规的处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器还可实施为计算装置的组合，例如，DSP与微处理器的组合、多个微处理器、一个或一个以上微处理器与DSP核心的联合，或任何其它此配置。
[0066]结合本文中所揭示的示范性实施例而描述的方法或算法的步骤可直接体现于硬件中、由处理器执行的软件模块中或所述两者的组合中。软件模块可驻留于随机存取存储器(RAM)、快闪存储器、只读存储器(ROM )、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)、寄存器、硬盘、可装卸磁盘、CD-ROM或此项技术中已知的任何其它形式的存储媒体中。示范性存储媒体耦合到处理器，使得所述处理器可从存储媒体读取信息及将信息写入到存储媒体。在替代方案中，存储媒体可与处理器成一体式。处理器及存储媒体可驻留于ASIC中。ASIC可驻留于用户终端中。在替代例中，处理器及存储媒体可作为离散组件驻留于用户终端中。
[0067]在一个或一个以上示范性实施例中，所描述的功能可实施于硬件、软件、固件或其任一组合中。如果实施于软件中，则可将功能作为一个或一个以上指令或代码而存储于计算机可读媒体上或经由其传输。计算机可读媒体包含计算机存储媒体与包含促进计算机程序从一处传递到另一处的任何媒体的通信媒体两者。存储媒体可为可由计算机存取的任何可用媒体。以实例方式(且并非限制)，所述计算机可读媒体可包括RAM、ROM、EEPROM、⑶-ROM或其它光盘存储装置、磁盘存储装置或其它磁性存储装置，或可用于载送或存储呈指令或数据结构的形式的所要程序代码且可由计算机存取的任何其它媒体。同样，可恰当地将任何连接称作计算机可读媒体。举例来说，如果使用同轴电缆、光纤电缆、双绞线、数字订户线(DSL)或例如红外线、无线电及微波的无线技术从网站、服务器或其它远程源传输软件，则同轴电缆、光纤电缆、双绞线、DSL或例如红外线、无线电及微波的无线技术包含于媒体的定义中。如本文中所使用，磁盘及光盘包含压缩光盘(CD)、激光光盘、光学光盘、数字多功能光盘(DVD)、软磁盘及蓝光光盘，其中磁盘通常磁性地再现数据，而光盘使用激光光学地再现数据。上文的组合也应包含在计算机可读媒体的范围内。
[0068]提供所揭示示范性实施例的先前描述以使所属领域的技术人员能够制作或使用本发明。对这些示范性实施例的各种修改对于所属领域的技术人员来说将是显而易见的，且在不脱离本发明的精神或范围的情况下，本文所定义的一般原理可应用于其它实施例。因此，不希望将本发明限于本文所示的示范性实施例，而是本发明应被赋予与本文所揭示的原理和新颖特征相一致的最广泛范围。
【主权项】
1.一种用于提供保护以不受无线电力影响的装置，其包括: 第一电路，其经配置以经由第一磁场在操作频率下从发射器无线接收电力以向负载供电或充电；以及 第二电路，其经配置以产生相反的磁场，所述相反的磁场与所述操作频率下的所述第一磁场的至少一部分相反， 其中，所述第二电路经配置以响应于所述操作频率呈现第一阻抗，且响应于同所述操作频率不同的频率呈现第二阻抗。2.根据权利要求1所述的装置，其中所述第一阻抗低于所述第二阻抗。3.根据权利要求1所述的装置，其中所述相反的磁场在所述第一磁场的至少一部分中产生零位。4.根据权利要求1所述的装置，其进一步包括显示器屏幕，其中所述相反的磁场在所述显示器屏幕处的所述第一磁场中产生零位。5.根据权利要求4所述的装置，其中所述显示器屏幕的至少一部分不包含所述第一磁场和所述相反的磁场。6.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第一阻抗对应于在所述操作频率下的短路阻抗。7.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第一电路包括接收线圈，且其中所述第二电路包括寄生线圈。8.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第二电路包括耦合到线圈的并串联电路。9.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第二电路耦合到近场通信NFC卡或无线射频识别RFID卡中的一者的表面。10.根据权利要求1所述的装置，其中所述不同的频率为与NFC卡进行操作的频率大体上相同的频率。11.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第二电路经配置以作为陷波滤波器。12.—种用于提供保护以不受无线电力影响的方法，其包括: 由第一电路经由第一磁场在操作频率下从发射器接收电力以向负载供电或充电；以及由第二电路产生相反的磁场，所述相反的磁场与所述操作频率下的所述第一磁场的至少一部分相反， 其中，所述第二电路经配置以响应于所述操作频率呈现第一阻抗，且响应于同所述操作频率不同的频率呈现第二阻抗。13.根据权利要求12所述的方法，其中所述第一阻抗低于所述第二阻抗。14.根据权利要求12所述的方法，其中所述相反的磁场在所述第一磁场的至少一部分中产生零位。15.根据权利要求12所述的方法，其中所述相反的磁场在显示器屏幕处的所述第一磁场中产生零位。16.根据权利要求15所述的方法，其中所述显示器屏幕的至少一部分不包含所述第一磁场和所述相反的磁场。17.根据权利要求12所述的方法，其中，所述第一电路包括接收线圈，且其中所述第二电路包括寄生线圈。18.根据权利要求12所述的方法，其中，所述第二电路耦合到近场通信NFC卡或无线射频识别RFID卡中的一者的表面。19.根据权利要求12所述的方法，其中所述不同的频率为与NFC卡进行操作的频率大体上相同的频率。20.—种用于提供保护以不受无线电力影响的装置，其包括: 用于经由第一磁场在操作频率下从发射器接收电力以向负载供电或充电的装置；以及 用于产生相反的磁场的装置，所述相反的磁场与在所述操作频率下的所述第一磁场的至少一部分相反， 其中，用于产生的装置经配置以响应于所述操作频率呈现第一阻抗，且响应于同所述操作频率不同的频率呈现第二阻抗。21.—种用于保护电路的装置，其包括: 第一电路，其经配置以在操作频率下从第一发射器接收第一发射信号；以及 第二电路，其经配置以产生磁场，所述磁场与在不同于所述第一电路的所述操作频率的频率下由第二发射器产生的另一磁场的至少一部分相反，其中，所述第二电路进一步经配置以响应于所述操作频率而展现第一阻抗，且响应于所述不同于所述操作频率的频率而展现第二阻抗。22.根据权利要求21所述的装置，所述第二阻抗低于所述第一阻抗。23.根据权利要求22所述的装置，其中，所述第二电路经配置以通过展现短路阻抗而呈现所述第二阻抗。24.根据权利要求21所述的装置，其中，所述第一电路包括接收线圈，且其中所述第二电路包括寄生线圈。25.根据权利要求21所述的装置，其中，所述第二电路包括耦合到线圈的并串联电路。26.根据权利要求21所述的装置，其中，所述第一电路和/或所述第二电路集成于NFC卡或RFID卡中的一者内。27.根据权利要求21所述的装置，其中，所述第二电路耦合到NFC卡或RFID卡中的一者的表面。28.根据权利要求21所述的装置，其中，所述操作频率包括大体上等于13.56MHz的频率，且其中不同于所述操作频率的频率包括大体上等于468.75KHz的频率或大体上等于6.78MHz的频率中的一者。29.根据权利要求21所述的装置，其中，所述第二电路环绕所述第一电路。30.根据权利要求21所述的装置，其中，所述第一电路进一步经配置以接收无线电力信号及近场通信信号中的一者。31.根据权利要求21所述的装置，其中，所述第二电路经配置以作为陷波滤波器。32.根据权利要求21所述的装置，其中，所产生的磁场与由所述第一发射器产生的场的至少一部分或接近于所述第一电路的另一场的一部分相反。
【文档编号】H04B5/00GK105914800SQ201610232553
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2011年8月23日
【发明人】刘振宁, 查尔斯·E·惠特利三世, 赛尔西奥·P·埃斯特拉达
【申请人】高通股份有限公司