本專利合作條約專利申請要求2014年3月26日提交的名稱為“Temperature Management for Inductive Charging Systems”的美國臨時專利申請61/970,627的優(yōu)先權(quán)，該專利申請的公開內(nèi)容據(jù)此全文并入本文。

技術領域

本公開涉及針對電磁感應電力傳輸系統(tǒng)的溫度控制，具體地講，涉及用于從電力消耗電子設備的接口表面耗散熱量的系統(tǒng)與方法。

背景技術：

諸如智能電話、平板電腦、膝上型計算機、可穿戴設備、運動設備、健康設備、醫(yī)療設備和導航設備的電子設備可以由一個或多個內(nèi)部電池供電，可以通過經(jīng)由物理電纜或無線充電裝置將電池連接到外部電源來為內(nèi)部電池充電。充電操作可以產(chǎn)生熱，這可能是不希望出現(xiàn)的。

技術實現(xiàn)要素：

本文描述的實施方案可以涉及，包括充電裝置(例如，塢站)或采取充電裝置的形式，充電裝置至少包括限定接口表面的外殼、外殼之內(nèi)的電源、耦接到電源并定位于接口表面下方的電力傳輸線圈，以及外殼之內(nèi)并與接口表面間隔開的熱塊。這些實施方案還可以包括適于從接口表面向熱塊傳導熱量的熱路徑。這樣，可以經(jīng)由熱路徑從接口表面向熱塊傳輸熱量，之后可以通過受控方式耗散熱塊中積聚的熱量。

一些實施方案還可以包括用于向充電裝置輸送電力或數(shù)據(jù)的電纜。電纜可附接到外殼并且可以包括導體對和圍繞導體對的導熱屏蔽層。在這些實施方案中，導熱屏蔽層可以熱耦接到熱塊。這樣，可以通過電纜以受控方式耗散熱塊中積聚的熱量。一些實施方案可以包括電纜還包括包封導體對和導熱屏蔽層的導熱護套的配置。在這些實施方案中，導熱護套可以熱耦接到導熱屏蔽層。

其他實施方案可以包括一種配置，其中接口表面可以被配置為接合外部電力消耗裝置(例如，附件)的表面。在這些實施方案中，電力傳輸線圈可以被配置為電感耦接到電力消耗裝置之內(nèi)的電力消耗線圈。在這些實施方案中，接口表面可以被配置為將熱量從電力消耗裝置引導到熱路徑，熱路徑繼而可以將熱量引導至熱塊。

一些實施方案可以包括一種配置，其中接口表面包括可以被配置為與電力消耗裝置的表面接合的表面特征。例如，一些實施方案可以包括一種配置，其中表面特征是軸向?qū)ΨQ且彎曲的缺口。在其他實施例中，表面特征可以被配置為在接口表面和電力消耗裝置的表面之間提供氣隙。在這些實施例中，氣隙可以被配置為減少從充電裝置傳遞到電力消耗裝置的熱量。在一些實施方案中，電力消耗線圈可以包括選擇線匝數(shù)，其被選擇性地配置，以便減小電力傳輸線圈之內(nèi)的磁化電感。另外的實施方案可以包括一種配置，其中熱路徑包括一個或多個熱通孔，其在某些具體實施中可以將接口表面直接耦接到熱塊。

本文描述的其他實施方案可以涉及，包括或采取感應電力傳輸裝置的形式，該感應電力傳輸裝置至少包括外殼，該外殼具有上部部分、具有熱塊的基體部分，以及熱耦接上部部分(或其接口表面)和熱塊的熱路徑。在這些實施方案中，熱路徑可以具有大于上部部分的熱導率，以方便從上部部分向熱塊傳輸熱量。在這些實施方案中，熱路徑可以包括從接口表面延伸到熱塊的熱通孔。此外，一些實施方案可以包括一種配置，其中熱路徑可以由金屬、摻雜有導熱材料的聚合物或摻雜有導熱材料的陶瓷形成。

在一些情況下，熱塊可以包括特殊幾何形狀。例如，一些實施方案的熱塊可以包括一種配置，其中其至少一部分形成電磁干擾屏蔽件。另外的實施方案可以包括一種配置，其中電力傳輸裝置的上部部分包括電絕緣且導熱材料或由其形成。在另外的實施方案中，可以由摻雜有導熱金屬燈絲的塑料形成上部部分。在很多實施方案中，可以由包括銅合金材料、銀合金材料或銅銀合金材料的一種或多種的材料形成電力傳輸線圈。

某些另外的實施方案可以包括一種配置，其中熱塊的至少一部分還用作用于設置在外殼內(nèi)的部件的散熱片。在很多實施例中，部件可以是諸如模擬或數(shù)字電子部件的電子部件。

另外的實施方案可以包括一種配置，其中電力傳輸裝置還包括處理單元。在很多實施例中，處理單元可以耦接到或可以包括溫度傳感器。在這些實施方案中，處理單元可以被配置為在確定可以達到所選擇的溫度閾值時，中止傳輸?shù)诫娏鬏斁€圈的電流。

本文描述的另外的實施方案可以涉及、包括一種方法或采取一種方法的形式，該方法用于管理電磁感應電力傳輸裝置的溫度，該方法至少包括如下操作：在裝置的接口表面處從鄰近該裝置定位的附件接收熱量，通過至少一個熱路徑向熱塊引導所接收的熱量，以及向用于連接到電力插座的電纜引導熱塊之內(nèi)的熱量，該電纜具有導熱層。這些實施方案可以包括一種配置，其中將熱塊之內(nèi)的熱量引導到電纜的操作包括將熱量引導到圍繞電纜的導體對的導電層。

另外的實施方案可以包括一種配置，其中從附件接收熱量的操作包括對準或定位附件以接觸接口表面，向附件傳送感應電力，以及接收因傳送感應電力而在附件之內(nèi)產(chǎn)生的熱量。

一些實施方案可以包括一種配置，其中通過至少一個熱路徑將熱量引導到熱塊的操作包括將因為傳送感應電力而在裝置之內(nèi)產(chǎn)生的熱量引導到熱塊。另外一些實施方案可以包括一種配置，其中從附件接收熱量包括沿接口表面的軸對準附件，該附件與接口表面的表面通過氣隙間隔開，向附件傳送感應電力，以及接收因傳送感應電力而在附件之內(nèi)產(chǎn)生的熱量，其中該氣隙禁止從感應電力傳輸裝置向附件傳輸熱量。

附圖說明

現(xiàn)在將參考在附圖示出的代表性實施方案。應當理解，以下描述并非旨在將本公開限制于一個優(yōu)選實施方案。相反，其旨在涵蓋可被包括在由所附權(quán)利要求限定的所述實施方案的實質(zhì)和范圍內(nèi)的另選的替代形式、修改形式和等同形式。

圖1A示出了樣本感應電力傳輸系統(tǒng)的等距前視圖。

圖1B示出了被實現(xiàn)為可穿戴電子設備的樣本感應電力傳輸系統(tǒng)的透視前視圖。

圖2示出了樣本感應電力傳輸系統(tǒng)的簡化框圖。

圖3示出了沿截面A-A截取的圖1A的系統(tǒng)的一種示例配置的橫截面圖，包括感應電力消耗裝置的簡化工藝流程圖和感應電力傳輸裝置的簡化工藝流程圖。

圖4示出了沿截面A-A截取的圖1A的系統(tǒng)的另一種示例配置的橫截面圖。

圖5示出了沿截面A-A截取的圖1A的系統(tǒng)的另一種示例配置的橫截面圖，示出了限定感應電力傳輸系統(tǒng)之內(nèi)的氣隙的多個表面特征。

圖6示出了沿截面A-A截取的圖1A的系統(tǒng)的簡化橫截面圖，示出了通往與感應電力傳輸裝置相關聯(lián)的熱塊的多個示例熱路徑。

圖7示出了沿截面A-A截取的圖1A的系統(tǒng)的另一種示例配置的橫截面圖，示出了熱耦接上表面104b的至少一部分和與感應電力傳輸裝置相關聯(lián)的熱塊130的熱通孔。

在不同附圖中使用相同或相似的附圖標記來指示相似、相關或者相同的項目。附圖中使用交叉影線或陰影通常用于清晰顯示相鄰元件之間的邊界，還有助于理解附圖。因此，有無交叉影線或陰影都不表示或指示對特定材料、材料屬性、比例、尺度、類似圖示元件的共同性或附圖所示任何元件的任何其他特性、性質(zhì)或?qū)傩缘娜魏纹谩?/p>

具體實施方式

本文描述的實施方案涉及并采取用于管理無線充電接口的溫度的方法與裝置的形式。本文描述的一些實施方案可以涉及或采取用于管理由感應式充電接口操作而產(chǎn)生的熱量的方法與裝置的形式。實施方案可以包括有源或無源散熱片、從一個或多個熱點(例如感應式線圈)向熱塊(其可以輻射、耗散或吸收熱量)傳輸熱量的熱路徑、提高充電效率并由此減少廢熱的充電方法，以及用于改善跨越感應式充電接口的電力傳輸效率的其他結(jié)構(gòu)與方法。在各種實施方案中，可以通過改變充電器的活動時間，改變傳送感應電力的頻率，監(jiān)測感應發(fā)射器上的負載以及相應地改變傳送的電力等而實現(xiàn)電力傳輸效率。

感應式充電系統(tǒng)可以包括傳輸電力的感應電力傳輸裝置(例如，“塢站”或“充電站”)和諸如便攜式電子設備的接收電力的電力消耗裝置(例如，“附件”)。此類電子設備可以包括媒體播放器、媒體存儲設備、個人數(shù)字助理、平板電腦、蜂窩電話、膝上型計算機、智能電話、觸針、全球定位傳感器單元、遙控設備、可穿戴設備、電動車輛、家用電器、醫(yī)療設備、健康監(jiān)測設備、運動設備、附件設備等。

塢站可以包括電力傳輸感應器(例如，“電力傳輸線圈”)，附件可以包括電力消耗感應器(例如，“電力消耗線圈”)。在這些實施例中，附件的溫度維持可以是比塢站的溫度維持顯著更高的優(yōu)先級。這樣，塢站可以通過犧牲的方式從附件接受盡可能多的熱量。在某些情況下，為了主動地降低附件的溫度，塢站可以包括諸如珀耳帖元件的冷卻元件。在其他情況下，塢站可以通過將附件的表面熱耦接到包括在塢站之內(nèi)的熱塊來被動地降低附件的溫度。

相關實施方案可以包括這樣的配置：塢站包括外殼，外殼具有有著可以放置附件的接口表面的上部部分、具有熱塊的基礎部分以及熱耦接兩者的熱路徑。

在很多情況下，熱塊可以由鋁或其他金屬制成?？梢灾辽俨糠只跒槠溥x擇的材料的熱容量來選擇熱塊的材料和質(zhì)量。例如，由銅構(gòu)成的熱塊可以具有比鋁構(gòu)成的熱塊更低的熱容量，從而在一些情況下銅熱塊的質(zhì)量可以比鋁構(gòu)成的熱塊的質(zhì)量更大。在其他情況下，可以使用金屬合金。在另外的實施方案中，熱塊可以由多層不同材料形成，諸如被電鍍于銀中的鋁圍繞的液體內(nèi)核。在這些實施方案中，置于接口表面(例如，接口區(qū)域)上的附件產(chǎn)生的和/或塢站產(chǎn)生的熱量或熱量可以被吸收于熱塊之內(nèi)，以通過受控的方式被耗散掉。

在很多情況下，塢站可以包括電纜或用于連接到電源插座的電纜連接器。該電纜可以包括導熱屏蔽層或熱耦接到熱塊的護套。如本文所用，“導熱”可以被理解成是指大于或等于通常與金屬材料相關聯(lián)的熱導率的熱導率。在很多情況下，導熱屏蔽層可以由金屬制成，并可以是針對材料導熱率而專門選擇的材料的特定厚度。在這些相關情況下，可以安全有效率地將熱塊之內(nèi)存儲的熱量傳輸離開熱塊到達電纜中。

這樣，塢站可以通過犧牲的方式從附件向熱塊的塊體中接受盡可能多的熱量，之后，可以向電纜中或向周圍環(huán)境中擴散體塊中的熱量。

附件或塢站可以產(chǎn)生熱量，該熱量可以通過幾種方式被傳輸?shù)交蚍e聚在熱塊中。例如，在感應電力傳輸系統(tǒng)工作期間，附件可以激活與管理和分布從塢站接收的電力相關聯(lián)的電路。

更具體地講，在放置成感應地靠近塢站時，附件可以通過附件容易接收電力的無線或有線通信信道向塢站通信。在接收這樣的信號之后，塢站可以向其電力傳輸線圈施加交流或開關式電流，電力傳輸線圈繼而可以在附件之內(nèi)的電力消耗線圈中誘發(fā)電流。在一個實施例中，附件可以使用接收的電流來補充附件之內(nèi)設置的一個或多個可充電電池的電荷。

然而，在很多情況下，可以在接近電力傳輸線圈的任何導體中感生渦電流。通常，渦電流是在存在時變磁場時在導電元件之內(nèi)激勵出的電流。在很多情況下，渦電流可能導致導電元件發(fā)熱，這繼而可能提高導電元件和附近其他元件的溫度。例如，可以在電路的導電部件(例如，銅跡線、引線等)和/或?qū)щ娊Y(jié)構(gòu)元件(例如，緊固件、外殼等)中激勵渦電流，提高整個設備的溫度。因此，本文描述的很多實施方案向塢站之內(nèi)的熱塊傳遞這樣的熱量，以便減輕感應電力傳輸接口工作期間附件不必要或不希望的發(fā)熱。

本文描述的其他實施方案采取諸如塢站的無線充電基座之內(nèi)的電力效率管理系統(tǒng)的形式。通常，提高跨越感應接口傳輸電力的效率減小了熱量形式的能量損耗。換句話講，電力傳輸效率的增大可以與正在傳輸電力時更低的溫度相關聯(lián)或者可以導致更低溫度。

電力管理實施方案可以采取在感應能量的發(fā)射器和接收器兩者(例如，分別是塢站和附件)之內(nèi)的自適應電力效率管理系統(tǒng)的形式。例如，在感應地靠近塢站放置附件時，塢站可以激活感應電力傳輸電路。在所有其他時間，可以完全關閉交互式電力傳輸電路。

在這些相關實施方案中，塢站之內(nèi)的電力傳輸線圈可以與附件之內(nèi)的電力消耗線圈電感耦接。在耦接時，電力傳輸線圈可能經(jīng)受增大的負載。因此，當附件的電力需求變化時，電力傳輸線圈所經(jīng)歷的負載可能也會變化。為了考慮各個附件或單個附件的不同工作模式的電力需求變化，塢站之內(nèi)的感應電力傳輸電路可以包括電流監(jiān)測器。電流監(jiān)測器可被定位成跨提供電力到電力傳輸線圈的電路內(nèi)已知電阻的電阻器。這樣，可以在任何給定時間估計通過電力傳輸線圈的電流負載并相應地調(diào)節(jié)所傳送的電力。

在另外的實施方案中，可以使用來自電流監(jiān)測器的輸出控制電力傳輸線圈的所選擇的操作頻率。例如，在某些實施方案中，以較低頻率傳輸?shù)墓β时纫暂^高頻率傳輸?shù)墓β识?。因此，如果電流監(jiān)測器確定電力傳輸線圈的負載增大了，則可以降低電源的輸出頻率以便傳送更多電力。在另選的方案中，如果電流監(jiān)測器確定電力傳輸線圈的負載減小了，則可以升高電源的輸出頻率以便傳送更少電力。在一些實施方案中，負載增大可能導致頻率增大，而負載減小可能導致頻率減小。這樣，感應式充電系統(tǒng)可以通過不傳送比與電力傳輸線圈耦接的設備所需的更多電力而獲得或產(chǎn)生增大的電力效率。

在另外的實施方案中，可以因為檢測到電力傳輸線圈的負載變化而改變電源輸出的其他屬性。例如，施加于電力傳輸線圈的電壓的增大或減小會響應施加于電力傳輸線圈的負載的增大或減小。在這些實施方案中，電力傳輸?shù)脑龃笮士梢耘c所產(chǎn)生熱量的減少相關。

在某些另外的實施方案中，可以由來自附件本身的周期性報告控制或影響從塢站輸出的電力。例如，附件可以包括被配置為向塢站傳送信息的無線發(fā)射器。此類信息可以包括識別信息、認證信息、熱信息(諸如，操作溫度、溫度變化、最大操作溫度等)和/或電力狀態(tài)信息。電力狀態(tài)信息可以包括電流或?qū)淼碾娏π枨蟆⒅钡诫姵爻錆M電的時間估計、電池的電流充電或其他與電力相關的信息。附件可以每秒一次或多次地發(fā)送周期性更新。無線發(fā)射器可使用任何合適的技術，例如Wi-Fi、射頻、藍牙、近場通信，或紅外技術。在某些實施方案中，無線發(fā)射器可為附件的現(xiàn)有部件，諸如相機閃光燈或顯示屏。

塢站可以包括接收器以接收從電感耦接的附件發(fā)送的信號。塢站可以解釋這些信號，以便增強、調(diào)節(jié)或以其他方式改變電源輸出的頻率。例如，如果附件發(fā)送表示其需要1安培5伏的信號，電源的輸出頻率可以是與附件發(fā)送表示其需要1安培3伏的信號相比不同的值。在一些實施方案中，塢站可以解釋由接收器接收的信號，以增強、調(diào)節(jié)或通過其他方式改變電源輸出的某些易變屬性。例如，可以相應地修改輸出信號的電壓、電流、頻率和其他特性。

在另外的實施方案中，塢站可以使用從附件接收的信息和從電流監(jiān)測器測量的信息的組合，以動態(tài)，智能并迅速地。例如，電流監(jiān)測器可以在從附件接收到下一個更新信號之前幾百毫秒時指出電力傳輸線圈上負載的增大。在這樣的情況下，電流監(jiān)測器可以立即增大電力輸出，并在下一個信號確認附件的電力需求增大時，保持新確定的更高電力傳輸頻率。在另選的方案中，如果電流監(jiān)測器指出在從附件接收下一個信號時未確認增大負載，可以將電力傳輸頻率重新設置到先前值。

前述和相關實施方案可以減少損耗產(chǎn)生的熱的量以及感應電力傳輸接口固有的效率低下。這樣，可以降低系統(tǒng)的溫度。

本文描述的一些實施方案可以涉及并采取用于管理在感應式充電接口上的溫度升高的方法與系統(tǒng)的形式。在這些情況下，可以將損耗產(chǎn)生的熱和感應電力傳輸接口固有的低效問題有效率且有效益地從附件引導到塢站之內(nèi)設置的熱塊中。

圖1A是樣本感應電力傳輸系統(tǒng)的等軸前視圖。感應式充電系統(tǒng)100可以包括外殼102a之內(nèi)設置的感應電力接收器102和外殼104a之內(nèi)設置的感應電力發(fā)射器104。在例示的實施方案中，可以由電纜108將感應電力發(fā)射器104連接到主電源(例如，電源插座)。在各種具體實施和實施方案中，感應電力發(fā)射器104和感應電力接收器102可以被配置于任何種類或類型的電子設備之內(nèi)或被配置為其部件，電子設備諸如是蜂窩電話、智能電話、平板電腦、膝上型計算機、導航設備、運動設備、健康設備、醫(yī)療設備、附件設備、外圍輸入設備等。在一些實施方案中，可以在諸如圖1B所示的智能手表的可穿戴電子設備之內(nèi)實施感應式充電系統(tǒng)。

如圖所示，感應電力接收器102可以包括下表面，該下表面可以與感應電力發(fā)射器104的外殼104a的上部部分中形成的接口表面106交接，對準或以其他方式接觸。這樣，感應電力接收器102和感應電力發(fā)射器104可以相對于彼此定位。在某些實施方案中，可以將接口表面106配置為旨在與感應電力接收器102的互補形狀配合的特定形狀。例如，如圖所示，接口表面106可以形成為遵循所選擇曲線的凹面形狀(例如，彎曲的缺口)。在一些實施方案中，接口表面106可以采取另一種形狀，例如，凸面形狀或平面形狀。在某些實施方案中，接口表面106可以是軸向?qū)ΨQ的，而其他表面可以是軸向非對稱的。

在一些實施例中，如圖1B所示，接口表面106可以采取與感應電力接收器102(本文示為手表)的下表面上形成的凸面形狀匹配或配對的凹面形狀。這樣，在將感應電力接收器102定位在感應電力發(fā)射器104上時，接口表面106的曲率可以引導感應電力接收器102最終穩(wěn)定在基本配對的配置(例如，凸面和凹面彎曲頂點彼此相鄰?？?。在其他實施例中，接口表面106可以是平坦的、有小平面的或凹面的。在另外的實施方案中，接口表面106可以采取任何合適的形狀。

盡管對感應電力接收器102圖示為尺寸設定成水平橫截面小于感應電力發(fā)射器104的橫截面，但這種關系不是必需的。例如，在某些實施方案中，感應電力接收器102可以包括比感應電力發(fā)射器104大的水平橫截面(例如，參見圖1B)。在這些實施例中，感應電力接收器102的接口區(qū)域可以包括尺寸僅為感應電力接收器102的底表面的一部分的接口表面106。

如上所述，感應電力接收器102可以實現(xiàn)為任意數(shù)量的電子設備(或其一部分)。例如，在一些實施方案中，感應電力接收器102可以實現(xiàn)為圖1B中所示的可穿戴電子設備。在該實施例中，可穿戴電子設備可以在外殼102a之內(nèi)包括：處理器、存儲器、電源和/或電池、網(wǎng)絡通信、觸摸傳感器、輸入傳感器、力傳感器、環(huán)境傳感器、一個或多個顯示屏、聲學元件、輸入/輸出端口、觸覺元件、用于執(zhí)行和/或協(xié)調(diào)可穿戴電子設備任務的數(shù)字和/或模擬電路等。在一些實施例中，可穿戴電子設備可以經(jīng)由一個或多個專有和/或標準化的有線和/或無線接口與獨立電子設備通信。為了例示簡單起見，圖1B中將可穿戴電子設備示為沒有很多這些元件，其每個均可以部分、任選地或完全地包括在外殼102a之內(nèi)。

圖2是樣本感應電力傳輸系統(tǒng)的簡化框圖。感應式充電系統(tǒng)200可以包括發(fā)射器部分200a和接收器部分200b。發(fā)射器部分200a可以包括可操作地連接到控制器206和直流轉(zhuǎn)換器204的時鐘電路202。時鐘電路202可以產(chǎn)生用于感應式充電系統(tǒng)200的一個或多個定時信號?？刂破?06可以控制直流轉(zhuǎn)換器204的狀態(tài)。在一個實施方案中，時鐘電路202產(chǎn)生周期性信號，控制器206使用該周期性信號在每個周期激活和停用直流轉(zhuǎn)換器204中的開關。任何合適的直流轉(zhuǎn)換器都可以用于感應式充電系統(tǒng)200中。例如，在一個實施方案中，可以將H橋用作直流轉(zhuǎn)換器。在一些實施方案中，可以不需要H橋。例如，單個開關可以控制來自直流轉(zhuǎn)換器204的電流的流動。這樣，直流轉(zhuǎn)換器204可以充當方波發(fā)生器。

由直流轉(zhuǎn)換器204產(chǎn)生的時變信號(例如，交流信號)或方波信號可以輸入到變壓器212中。在直流轉(zhuǎn)換器204和變壓器212之間可以設置電容器以提供高通濾波。通常，諸如上述有繩電力傳輸系統(tǒng)中使用的那些變壓器包括耦接到電力消耗線圈的電力傳輸線圈，每個線圈都纏繞于公共鐵芯上。然而，如本文所述的感應式充電系統(tǒng)通常包括通過間隙間隔開的初級線圈和電力消耗線圈，在一些實施方案中，還有包含每個線圈的相應外殼102a,104a。如圖所示，變壓器212可以不必是物理元件，而是可以指兩個感應靠近的電磁線圈，諸如電力傳輸線圈208和電力消耗線圈210之間的關系和接口。

以上是發(fā)射器部分200a及其與感應式充電系統(tǒng)200的接收器部分200b的電力消耗線圈210交互的簡化描述。發(fā)射器部分200a可被配置為向電力傳輸線圈208提供時變電壓，以便在電力消耗線圈210之內(nèi)感生電壓。盡管闡述交流電和方波作為示例，但應當理解，可設想其他波形。在這樣的情況下，控制器206可以控制直流轉(zhuǎn)換器204的多個狀態(tài)。例如，控制器206可以控制電壓、電流、占空比、波形、頻率或它們的任意組合。

控制器206可以周期性地修改施加于電力傳輸線圈208的波形的各種特性，以便增大電力傳輸電路的操作效率。可以實時，按照預先確定的順序做出各種修改，或者可以不時加以修正。應當理解，對于特定環(huán)境而言，可能希望進行特定的修改。

例如，在某些情況下，如果確定電力消耗線圈210可能并非感應地鄰近電力傳輸線圈208，控制器206就可以中止向電力傳輸線圈208提供的全部電力。這種確定可以多種適當?shù)姆绞綄崿F(xiàn)。例如，控制器206可被配置為檢測電力傳輸線圈208上的感應負載。如果感應負載降到某一所選擇的閾值以下，控制器206可以推斷出，電力消耗線圈210可能并非感應地鄰近電力傳輸線圈208。在這樣的情況下，控制器206可以中止向電力傳輸線圈208提供的全部電力。

在其他情況下，在一個實施方案中，控制器206可以將占空比設置成變壓器212的諧振頻率或在其附近。在另一個實施例中，可以選擇限定占空比的活動狀態(tài)(例如，高)的波形周期，使其處在變壓器212的諧振頻率處或在附近。應當理解，此類選擇可以提高電力傳輸線圈208和電力消耗線圈210之間的電力傳輸效率，并相應地減小系統(tǒng)之內(nèi)的熱損耗。

在另選的實施例中，如果感測到感應負載中的突發(fā)尖峰，控制器206可以中止向電力傳輸線圈208提供的所有電力。例如，如果感應負載以高于某一所選擇的閾值的特定速率發(fā)生尖峰，控制器206可以推斷出，中間對象可能被置于感應地鄰近電力傳輸線圈208。在這樣的情況下，控制器206可以中止向電力傳輸線圈208提供的全部電力。另選地，可以將感應負載中的這種尖峰用作激活感應式充電并從而為電力傳輸線圈208供電的信號。

在另外的實施例中，控制器206可以修改施加到電力傳輸線圈208的波形的其他特性。例如，如果接收器電路需要額外的電力，控制器206可以增大施加到電力傳輸線圈208的波形的占空比。在相關實施例中，如果接收器電路需要更少電力，控制器206就可以減小施加到電力傳輸線圈208的波形的占空比。在這些實施例的每個實施例中，可以修改施加到電力傳輸線圈208的時間平均電力。

在另一個實施例中，控制器206可被配置為修改施加到電力傳輸線圈208的波形的幅度。在這樣的實施例中，如果接收器電路需要額外的電力，控制器206就可以放大施加到電力傳輸線圈208的波形的最大電壓。在相關的情況下，如果接收器電路需要更少電力，可以減小波形的最大電壓。

返回到圖2且如上所述，可以配置感應式充電系統(tǒng)200的發(fā)射器部分200a以向電力傳輸線圈208提供時變信號，以便通過電力傳輸線圈208和電力消耗線圈210之間的電感耦接在接收器部分200b中的電力消耗線圈210之內(nèi)感生電壓。這樣，可以通過由電力傳輸線圈208中的時變信號形成變化的磁通量從電力傳輸線圈208向電力消耗線圈210傳輸電力。

可以由將時變信號轉(zhuǎn)換成DC信號的直流轉(zhuǎn)換器214接收電力消耗線圈210中產(chǎn)生的時變信號。在一些實施方案中，可以在直流轉(zhuǎn)換器214和電力消耗線圈210之間定位濾波電容器。任何合適的直流轉(zhuǎn)換器都可以用于感應式充電系統(tǒng)200中。例如，在一個實施方案中，可以將整流器用作直流轉(zhuǎn)換器。然后，可以由可編程負載216接收直流信號。在一些實施方案中，可以在直流轉(zhuǎn)換器214和電路接地之間定位低通濾波電容器，從而在由可編程負載216使用之前穩(wěn)定直流信號。

在一些實施方案中，接收器直流轉(zhuǎn)換器可以是半橋。在此類實施例中，電力消耗線圈210可以具有數(shù)量增加的繞組。例如，在一些實施方案中，電力消耗線圈可以具有兩倍的繞組。這樣，應當理解，可以由半橋整流器有效地將電力消耗線圈210兩端感生的電壓降低一半。在某些情況下，這一配置可需要顯著更少的電子部件。例如，半橋整流器可能需要全波橋整流器一半多的晶體管。由于電子部件更少，可以顯著降低電阻損耗。

在某些特定實施方案中，接收器還可以包括電路以調(diào)除或減小發(fā)射器之內(nèi)存在的磁化電感。通常，磁化電感可能導致不完美耦接線圈形成的變壓器之內(nèi)的損耗。在其他泄漏電感中，這一磁化電感可能顯著降低發(fā)射器的效率。還應當理解，因為磁化電感可以是傳送和電力消耗線圈之間耦接的函數(shù)，所以可以不必在發(fā)射器自身之內(nèi)進行完全補償。因此，在本文所述的某些實施方案中，可以在接收器內(nèi)包括調(diào)諧電路。例如，在某些實施方案中，可以平行于可編程負載216定位電容器。

在另外的實施例中，可以由控制器做出上文提到的樣本修改的組合。例如，控制器206除了減小占空比外，可以使電壓倍增。在另一個實施例中，在隨時間推移減小占空比的同時，控制器可以隨時間推移而增大電壓。應當理解，本文設想了任意數(shù)量的適當組合。

一些實施方案可以包括多個電力傳輸線圈。例如，如果存在兩個電力傳輸線圈，則可以獨立地或同時激活或使用每個電力傳輸線圈。在這樣的實施方案中，單個線圈可各自耦接到控制器206。在另外的實施例中，可以選擇性地短接若干個體電力傳輸線圈中的一者。例如，可以將開關定位成平行于第二電力傳輸線圈，使得在開關截止時，電流可以流經(jīng)電感器。另一方面，在開關導通時，將沒有電流流經(jīng)第二電力傳輸線圈；可以將其他開關配置為僅在開關導通時許可電流流動。開關可以是任何適當類型的手動、固態(tài)或基于繼電器的開關。這樣，可以選擇性地控制流經(jīng)幾個線圈的每個線圈的電流增加的量。例如，在具有高感應負載的操作中，可以關閉開關以在具有電力傳輸線圈208的電路包括第二電力傳輸線圈。

在本公開中，可以由電路或其他數(shù)字或模擬邏輯元件實現(xiàn)或通過其他方式體現(xiàn)所公開的方法。例如，可以將“發(fā)送”、“接收”、“確定”、“解釋”、“請求”、“授權(quán)”等操作理解為指配置為執(zhí)行所述功能的電路的相應輸入和輸出。這些電路或邏輯元件還可以分別對接收器或發(fā)射器的功能具有直接或間接控制。此外，應當理解，所公開方法中步驟的特定順序或分級結(jié)構(gòu)是樣本方式的示例，在某些情況下可以由多個獨立的電路或邏輯元件，或者在其他實施例中，可以由單個電路或邏輯元件來完成。在另外的實施例中，提到的步驟可以不必包括或需要特定的決策或智能電路。換句話講，本文描述的實施方案可以包括模擬電路、數(shù)字電路或軟件的任意組合。在一些實施方案中，當保持在本發(fā)明所公開的主題內(nèi)時，可重新布置任何方法或過程中的步驟的特定順序或分級結(jié)構(gòu)。

圖3是沿截面A-A截取的圖1A的系統(tǒng)的一種示例配置的橫截面圖，包括感應電力消耗裝置的簡化框圖和感應電力傳輸裝置的簡化框圖。

如圖所示，感應電力接收器102可以包括電力消耗線圈，在橫截面圖中分別被示為電力消耗線圈部分116a,116b。應當理解，電力消耗線圈部分116a,116b可以是電力消耗線圈116橫截面中沿直徑相對的部分。如圖所示，電力消耗線圈116具有兩層，每層三線匝，共有六線匝。然而，應當理解，在各個實施方案之間，可能希望有任何適當?shù)木€匝數(shù)或配置。在一些實施方案中，電力消耗線圈116可以具有傾斜的或半錐形狀或彎曲的表面以遵循感應電力接收器102的外殼102a的曲率。在很多實施例中，電力消耗線圈116可以由諸如銅合金、銀合金或銅銀合金的導電金屬形成。在其他實施方案中，可以使用其他類型的導電材料。

感應電力接收器102還可以包括處理單元110、存儲介質(zhì)112(例如，晶體管或非晶體管)和電源114。存儲介質(zhì)112可包括但未必限于磁存儲裝置、光存儲裝置、磁光存儲裝置、只讀存儲器、隨機存取存儲器、可擦除可編程存儲器、閃存等等。電源114可包括但未必限于電池電源、電容電源或它們的組合。

處理單元110可以執(zhí)行存儲介質(zhì)112中存儲的指令，以便執(zhí)行感應電力接收器102的設備操作。

處理單元110還可耦接到傳感器111。例如，傳感器111可以是溫度傳感器，并可以可操作地連接到電源114或處理單元110，使得如果達到選擇的溫度閾值，電源會中止向感應電力接收器102提供的電流。在其他實施方案中，處理單元110可以耦接到超過一個傳感器。

在很多實施方案中，感應電力接收器102可以在外殼102a之內(nèi)包括諸如顯示器、傳感器、輸入設備、網(wǎng)絡通信接口等其他部件。如本文所述和例示的其他實施方案那樣，為了例示簡單起見，在圖3中將感應電力接收器102繪示為沒有很多這些部件，其每者可以部分、任選地或全部包括在外殼102a之內(nèi)。

類似地，感應電力發(fā)射器104還可以包括處理單元120、存儲介質(zhì)122和電源124。存儲介質(zhì)122可包括但未必限于磁存儲裝置、光存儲裝置、磁光存儲裝置、只讀存儲器、隨機存取存儲器、可擦除可編程存儲器、閃存等等。電源124可包括但未必限于電池電源、電容電源或它們的組合。

處理單元120還可耦接到傳感器121。例如，傳感器121可以是溫度傳感器，并可以連接到電源124或處理單元120，使得如果達到所選擇的溫度閾值，電源會中止向感應電力發(fā)射器104傳送的電流。在其他實施方案中，處理單元120可以耦接到超過一個傳感器。

在很多實施方案中，感應電力發(fā)射器104可以在外殼104a之內(nèi)包括諸如顯示器、傳感器、輸入設備、網(wǎng)絡通信接口等其他部件。如本文所述和例示的其他實施方案那樣，為了例示簡單起見，在圖3中將感應電力發(fā)射器104繪示為沒有很多這些其他部件，其每者可以部分、任選地或全部地包括在外殼104a之內(nèi)。

圖3還包括用于連接到電力插座的電纜108，電力插座用于補充或補足電源124。在很多情況下，電纜108可以包括至少一個導體對和定位成圍繞該至少一個導體對的導熱屏蔽層。

感應電力發(fā)射器104可以包括上部部分104b和基體部分104c。感應電力發(fā)射器104還可以包括分別設置于上部部分104b之內(nèi)的一個或多個電力傳輸線圈部分126a,126b。應當理解，電力傳輸線圈部分126a,126b可以是電力傳輸線圈126橫截面中沿直徑相對的部分。如圖所示，電力傳輸線圈126具有兩層，每層三線匝，共有六線匝。在一些實施方案中，可以使用不同數(shù)量的層和線匝。例如，電力傳輸線圈可以包括三層，每層四線匝，總共十二線匝，電力消耗線圈可以包括四層，每層六線匝，總共二十四線匝。然而，應當理解，在各個實施方案之間，可能希望有任何適當?shù)木€匝數(shù)或配置。在很多實施方案中，電力傳輸線圈126可以具有傾斜的或半錐形狀以遵循感應電力發(fā)射器104的外殼104a的曲率。在很多實施例中，電力傳輸線圈126可以由諸如銅、銀或銅銀合金的導電金屬形成。在其他實施方案中，可以使用其他類型的導電材料。

感應電力發(fā)射器104還可以包括接口表面106，其采取形成于感應電力發(fā)射器104的上部部分104b之內(nèi)的基本彎曲形狀。例如，如圖所示，接口表面106可以形成為遵循所選擇曲線的凹面形狀。在一些實施方案中，接口表面106可以采取另一種形狀，例如，凸面形狀。在另外的實施方案中，接口表面106可以采取軸向?qū)ΨQ形狀的形式。這樣，在感應電力接收器102和感應電力發(fā)射器104彼此相鄰放置時，接口表面106的形狀可以促進圖3中所示的對準。在一些具體實施中，可以利用低摩擦材料形成或以其他方式涂覆感應電力接收器102和感應電力發(fā)射器104的一個或多個表面。通過用低摩擦材料形成一個或多個表面，重力可以有利于感應電力接收器102滑入圖3中所示的對準狀態(tài)。在另外的實施方案中，感應電力接收器102和感應電力發(fā)射器104可以形成對應形狀，以使兩個接口連接表面之間的摩擦系數(shù)(例如，靜摩擦系數(shù)和/或動摩擦系數(shù))最小化。

為了防止接口表面106之內(nèi)形成渦電流，接口表面106可以由導熱但基本電絕緣的材料構(gòu)造。在很多實施例中，在存在時變磁場的情況下，可以在導體中感生渦電流。這樣可以形成渦電流(環(huán)形電流)。這些渦電流還可以在與時變磁場相反的方向上產(chǎn)生磁場。這樣，渦電流感生的磁場可以使時變磁場重定向或反向。對于感應電力傳輸系統(tǒng)而言，這種效應可以通過減少接收線圈中接收的總通量而降低電力傳輸?shù)男?。而且，因為渦電流在導體中循環(huán)而不會通過任何電阻元件，所以渦電流經(jīng)受的電阻可以非常低。因此，感應電流可以相對較高。結(jié)果，渦電流可能會將能量消耗成廢熱。因此，為了防止渦電流在接口表面106之內(nèi)或與之相鄰地發(fā)生，接口表面106可以由電絕緣材料制成。例如，接口表面106和上部部分104b的任何其余部分都可以由諸如但未必限于陶瓷材料、晶體材料、藍寶石材料、玻璃材料等材料形成。

在很多實施方案中，可以分別由電磁屏蔽元件117,127包封電力傳輸線圈126和電力消耗線圈116。電磁屏蔽元件可以由任何合適的材料制成。例如，在某些實施方案中，可以由諸如晶體鐵硅的晶態(tài)合金形成電磁屏蔽元件117,127。這樣，電磁屏蔽元件117,127可以向著感應電力接收器102和感應電力發(fā)射器104之間的接口重定向與電力傳輸線圈126和電力消耗線圈116相關聯(lián)的電通量。由于這種重定向通量的結(jié)果，所選擇的電力傳輸線圈126和電力消耗線圈116的材料和尺寸可以很小，提供了與更大或未屏蔽的傳送和電力消耗線圈對相等的感應電力傳輸。因此，可以將本來會從電力消耗線圈116向外輻射和耗散的通量重定向成基本或完全在電力傳輸線圈126之內(nèi)。這樣，在電力消耗線圈116處接收的電力可以比不包括電磁屏蔽元件117,127的實施方案更大。

可以如圖4所示配置一些實施方案，圖4是沿截面A-A截取的圖1A的系統(tǒng)的另一種示例配置的橫截面。如圖所示，感應電力接收器102和感應電力發(fā)射器104可以均對應地分別包括對準磁體118和128。如本文描述和例示的其他實施方案那樣，感應電力接收器102或感應電力發(fā)射器104的任一者或兩者可以在每個相應外殼102a,104a中包括很多其他部件(例如處理器、存儲器、傳感器、顯示器、輸入設備等)，因此，在圖4中都被示為沒有這些額外部件，它們可以部分地、任選地或完全地包括在每個相應外殼102a,104a之內(nèi)。

繼續(xù)參考圖4，對準磁體118,128通常被放置和/或?qū)食晌舜?。這樣，對準磁體118,128之間的磁性吸引可以有利于、促進或通過其他方式方便實現(xiàn)圖3和圖4所示的對準位置，感應電力接收器102基本居于感應電力發(fā)射器104上表面上的中心，兩個設備的感應式充電線圈和充電器基本對準。在很多實施方案中，可以分別由磁性屏蔽元件119,129包封對準磁體118,128中的每個者(或一些或組)。

圖4的磁性屏蔽元件119,129可以由任何合適的材料制成。例如，在某些實施方案中，可以由諸如鐵鈷的鐵磁體合金形成磁性屏蔽元件119,129。這樣，磁性屏蔽元件119,129可以向著感應電力接收器102和感應電力發(fā)射器104之間的接口重定向與對準磁體118,128相關聯(lián)的磁通量。由于磁通量被重定向，所選擇的對準磁體118,128可以很小，在更小的面積上向更大或未屏蔽對準磁體提供了等效吸引力。這樣，通過采用尺寸減小的對準磁體，可以減小與電力傳輸線圈126感應地鄰近的導電元件的總質(zhì)量。如上所述，導電質(zhì)量的減小可以對應地減小渦電流，繼而減少熱損耗。

感應電力發(fā)射器104還可以包括大體上沿感應電力發(fā)射器104的基體部分104c、與發(fā)射器的上部部分104b相對設置的熱塊130。在某些配置中，熱塊130是鋁或另一種金屬。在很多情況下，熱塊130可以是導電的，從而會受到感應渦電流影響。因此，可以基本在電磁屏蔽元件127下方定位熱塊130。如上所述，可以由時變磁場在導體中感生渦電流。然而，因為熱塊未定位成基本鄰近電力傳輸線圈126，所以在熱塊中不太可能形成渦電流。應當理解，磁場可以與成比例地耗散，或者換句話講，磁場可以與距磁場源的距離立方成比例地耗散。因此，可以距電力傳輸線圈126一定距離定位熱塊130，使得不會響應于通過電力傳輸線圈126傳輸?shù)碾娏Χ纬蓽u電流。

此外，如上所述，電磁屏蔽元件117,127可以減少電力傳輸線圈126下方存在的總通量數(shù)。換句話講，在上部部分104b中包括電磁屏蔽元件117,127的實施方案中，可以將熱塊130定位在基體部分104c中，從而更接近電力傳輸線圈126的底表面。

在一些實施例中，可以至少部分基于為其選擇的材料的熱容量來選擇熱塊130的質(zhì)量。例如，由銅構(gòu)成的熱塊130可以比鋁構(gòu)成的熱塊130具有更低熱容量。在這種情況下，由銅形成的熱塊130的質(zhì)量可以大于由鋁形成的熱塊130的質(zhì)量。在另外的實施方案中，可以使用金屬合金。在另外的實施方案中，熱塊130可以由多層不同材料形成，諸如水或液體內(nèi)核被散熱或熱分布材料圍繞，該材料的一個示例是鋁，并被電鍍以導熱材料，諸如銀。應當理解，這樣熱塊130的外表面可以將熱量傳導到熱塊130的內(nèi)表面，內(nèi)表面可適于存儲熱量。

此外，多個層可以有利于從熱塊130的一個位置向熱塊130的另一個位置傳輸熱量。換句話講，可以相對于熱塊的其他部分冷卻熱塊130中或上的相對熱點。

在一些實施方案中，可以沿諸如接口表面106的表面，或感應電力發(fā)射器的其他表面定位熱路徑(未示出)。例如，可以沿所選擇的表面設置熱路徑，以促成熱耗散路徑。在一些實施方案中，熱路徑可以由導熱材料形成，諸如金屬跡線或形成到外殼104a中或上的其他金屬元件。在一些實施方案中，熱路徑可以由導熱且電絕緣材料制成。例如，可以使用摻雜有金屬長絲、顆粒、細?；蚱渌饘倨蔚奶沾尚纬蔁崧窂?。

另外的實施方案包括熱塊130的至少一部分進一步形成電磁干擾屏蔽件132的至少一部分的配置。例如，可以將管芯鑄造槽的尺寸設定成在熱塊130內(nèi)，使得定位于基板140上的電路元件142被定位于其下方。這樣，熱塊130充當用于電路元件142的電磁屏蔽。

在其他實施例中，熱塊130還可以包括散熱片或是散熱片的一部分。例如，基板可以通過熱接口144的一個或多個區(qū)域熱耦接到熱塊130，熱接口144可以包括導熱貼，使得可以將定位到或耦接到基板140的元件產(chǎn)生的熱量引導到并耗散于熱塊130之內(nèi)。在這些實施方案中，感應電力發(fā)射器104產(chǎn)生的熱量或放在接口表面106上的感應電力接收器102產(chǎn)生的熱量可以在熱塊130之內(nèi)被吸收，至少通過電纜108以受控的方式被耗散。

圖4還包括用于連接到電力插座的電纜108。在很多情況下，電纜108可以包括至少一個導體對和定位成圍繞該至少一個導體對的導熱屏蔽層。在很多實施方案中，導熱屏蔽層可以熱耦接到熱塊130。在其他情況下，導熱護套可以包封導體對和導熱屏蔽層，導熱護套熱耦接到導熱屏蔽層。在很多情況下，導熱護套可以熱耦接到熱塊130。

在很多情況下，電纜108的導熱屏蔽層可以由金屬制成，并針對材料導熱率可以是專門選擇的材料的特定厚度。在這些相關情況下，可以安全有效地將熱塊130之內(nèi)存儲的熱量傳輸離開熱塊130到達電纜108中。

圖5是沿截面A-A截取的圖1A的系統(tǒng)的另一種示例配置的橫截面圖，示出了若干突出表面特征150(諸如肋、隆起、壁、環(huán)等等)，它們配合以限定感應電力接收器102和感應電力發(fā)射器104之間的氣隙152。在該實施例中，表面特征150將感應電力接收器102從感應電力發(fā)射器104分開所選擇的距離。應當理解，氣隙152可以減少感應電力接收器102向感應電力發(fā)射器104中輻射或通過其他方式從其傳遞的熱量；一些這樣的熱量可以耗散于氣隙152中和/或氣隙152可以防止此類輻射。

盡管例示感應電力發(fā)射器104的接口表面上存在表面特征150，但應當理解，多個表面特征150也可以存在于感應電力接收器102的底表面上。在其他情況下，可以沿感應電力接收器102和感應電力發(fā)射器104兩者的表面定位表面特征。盡管氣隙152被例示為處于特定距離，但應當理解，設想了任何適當?shù)木嚯x。例如，氣隙152可以為微米量級，或在其他情況下，氣隙152可以是厘米量級等。還應當理解，感應電力發(fā)射器104和感應電力接收器102之間的電力傳輸效率可以直接取決于氣隙152的距離。

圖6是沿截面A-A截取的圖1A的系統(tǒng)的簡化橫截面，示出了通往與感應電力傳輸裝置相關聯(lián)的熱塊的多個示例熱路徑。熱路徑可以將感應電力接收器102產(chǎn)生的熱量引導到感應電力發(fā)射器104中并離開感應電力發(fā)射器104。

例如，如上所述，很多實施方案的感應電力接收器102可以在其外殼102a之內(nèi)包括：處理器、存儲器、電源和/或電池、網(wǎng)絡通信、觸摸傳感器、輸入傳感器、力傳感器、環(huán)境傳感器、一個或多個顯示屏、聲學傳感器、輸入/輸出端口、觸覺元件、用于執(zhí)行和/或協(xié)調(diào)感應電力接收器102的任務的數(shù)字和/或模擬電路等。應當理解，這些元件中的很多可能在工作時產(chǎn)生熱量。如上所述，熱量可以降低感應電力接收器102內(nèi)的元件和感應電力傳輸接口自身的工作效率。

此外，因為感應電力接收器102之內(nèi)的每個元件都可以由導電材料形成和/或可以耦接到(或相鄰于)由導電材料形成的電跡線，所以可能因為這些導電材料之內(nèi)感應電力傳輸接口工作誘發(fā)的渦電流而存在產(chǎn)生額外熱量的風險。

此外，在某些實施方案中，可能在感應電力傳輸期間沿著感應電力發(fā)射器104的上表面形成熱點。由于熱點鄰近傳送和電力消耗線圈，因此這些熱點處的溫度可能會升高。在很多實施例中，熱點可能向操作感應電力發(fā)射器104或感應電力接收器102的用戶提供不希望有的用戶體驗。

因此，為了例示簡單，在圖6中將感應電力接收器102之內(nèi)或與之相關聯(lián)的所有發(fā)熱元件或熱量積聚元件統(tǒng)一表示為熱源600。

如圖所示，示出了幾條可能的熱路徑，其將熱量(例如，熱能)從感應電力接收器102的底表面引導到感應電力發(fā)射器104。這樣，可以消除(或減少)不希望有的熱點，并可以增大感應電力接收器102和感應電力傳輸接口兩者的工作效率。

一旦將熱能引導離開感應電力接收器102的底表面，就能夠?qū)⑵溆行У卮鎯?或引導到熱塊130，熱塊可以被形成為具有高的熱容量。這樣，熱塊130可以將熱量迅速引導離開感應電力接收器102，存儲所述熱量，直到其被輻射到周圍環(huán)境中，在從感應電力發(fā)射器104取下感應電力接收器102時(例如，在稍晚時間)被輻射開，或通過其他方式離開感應電力接收器102。

在很多實施例中，熱路徑可以將感應電力發(fā)射器104的外殼104a的頂表面耦接到熱塊130。在一些實施方案中，熱路徑602a可以形成于感應電力發(fā)射器104本身的外殼104a之內(nèi)。在這些實施例中，感應電力發(fā)射器104的外殼104a可以由高度導熱的材料形成。例如，在一些實施方案中，感應電力發(fā)射器104的外殼104a可以由金屬形成。在其他實施例中，感應電力發(fā)射器104的外殼104a可以由摻雜有導熱摻雜物的陶瓷材料形成，以便增大陶瓷材料的熱導率。通常，本文描述的熱路徑的熱導率大于被傳導的熱量所源自的區(qū)域，諸如接口區(qū)域或接口表面106的熱導率。

在其他實施方案中，熱路徑602b可以形成于設置于感應電力發(fā)射器104的外殼104a的內(nèi)表面或外表面之上的涂層之內(nèi)。在這些實施例中，涂層可以由具有高熱導率的材料形成。例如，在一些實施方案中，涂層可以由金屬材料形成。在其他實施例中，涂層可以由導熱聚合物或陶瓷材料形成。在另外的實施方案中，所選擇的用于涂層的材料可以摻雜有導熱摻雜物，以使涂層的熱導率增大。

在很多實施例中，可以在感應電力發(fā)射器104的外殼104a的內(nèi)表面或外表面上設置涂層以覆蓋整個外表面和/或外殼104a的側(cè)壁。在其他實施例中，涂層可以形成為條和/或物理熱路徑。在一些實施方案中，涂層可以由在美觀意義上匹配感應電力發(fā)射器104的外殼104a選擇的材料的材料形成。例如，在一些諸如圖1B中所示的實施方案的實施方案中，感應電力發(fā)射器104可以采取基本柱形(例如，盤狀)的形狀。在這些實施例中，可以按照輪轂-輪輻配置設置涂層。換句話講，可以在源于外殼頂表面中心的徑向條中施加導熱涂層。在其他實施方案中，可以將涂層涂布成另一種圖案。

在一些實施方案中，熱路徑602c可以形成于設置于感應電力發(fā)射器104的外殼104a的內(nèi)表面上的涂層之內(nèi)。如可以設置于感應電力發(fā)射器104的外殼104a的外表面上的涂層那樣，形成熱路徑602的涂層可以由具有高熱導率的材料形成。例如，在一些實施方案中，涂層可以由金屬材料形成。在其他實施例中，涂層可以由導熱聚合物或陶瓷材料形成。在另外的實施方案中，所選擇的用于涂層的材料可以摻雜有導熱摻雜物，以使涂層的熱導率增大。

如可以限定熱路徑602b的涂層那樣，可以設置限定熱路徑602c的涂層以覆蓋外殼的整個內(nèi)表面和/或側(cè)壁。在其他實施例中，涂層可以形成為條和/或物理熱路徑。如可以限定熱路徑602b的涂層那樣，可以按照輪轂-輪輻配置設置限定熱路徑602c的涂層。換句話講，可以在源于外殼104a頂表面中心的徑向條中施加導熱涂層。在其他實施方案中，可以將涂層涂布成另一種圖案。

如上所述，可以配置熱路徑602a,602b和602c以將熱量引導到熱塊130中，熱量可以暫時積聚在那里。熱路徑602a,602b和602c熱耦接到熱塊130的點可以導致(在一些實施方案中)熱點604a,604b形成。在其他實施方案中，用于形成熱塊130的材料(或多種材料)的熱容量和熱導率可以緩解熱點604a,604b的形成。例如，如果熱塊130由具有高熱導率的材料形成，可能不會形成熱點604a,604b。

通過熱路徑602a,602b和602c(通過熱點604a,604b)傳導到熱塊130中的熱量可能在熱塊130的體塊606中積聚，導致熱塊130的凈溫度升高。在很多實施例中，可以至少部分基于感應電力傳輸接口的估計最大使用時間選擇為熱塊130選擇的材料(或多種材料)的熱容量。例如，如果期望感應電力傳輸接口工作一次不超過一小時，可以選擇熱塊130的熱容量以便有效地吸收、積聚和存儲在一小時期間由熱源600產(chǎn)生的熱量。

在其他實施例中，如圖所示，可以通過熱塊底表面經(jīng)由熱路徑608向周圍環(huán)境中輻射熱塊130的體塊606中積聚的熱量。在其他實施例中，可以通過熱塊130的一個或多個側(cè)壁向周圍環(huán)境(未示出)中輻射由熱塊130積聚的熱量。

此外，可以通過電纜108向外輻射熱塊130的體塊606之內(nèi)積聚的熱量。在這些實施例中，熱塊130可以熱耦接到電纜108的一個或多個導熱部分。例如，在一些實施方案中，電纜108可以包括屏蔽和/或接地護套108a，其可以耦接到熱塊130，以便從其引導開熱能。在其他實施例中，熱塊可以熱耦接到電纜108之內(nèi)的一個或多個導線或線束。例如，可以將熱塊130耦接到電纜108之內(nèi)的接地連接。在另一個實施方案中，熱塊130可以通過電惰性但導熱元件(未示出)耦接到電活性導線。

在另外的實施方案中，熱塊130可以被配置為吸收并積聚感應電力發(fā)射器104自身之內(nèi)產(chǎn)生的熱量。例如，可以將導熱貼設置于感應電力發(fā)射器104的工作部件下方，以便形成熱路徑612。

此外，在很多實施方案中，熱塊130可以(如圖所示)設置于感應電力發(fā)射器104的外殼104a之內(nèi)，距離與感應電力接收器102和熱源600直接接觸的接口表面106某一距離。熱塊130和感應電力接收器102的底表面之間物理的分隔可以有利于將來自熱塊130的熱量輻射離開感應電力接收器102。因此且更一般地，可以將熱路徑(例如，熱路徑602a,602b,602c)并入感應電力發(fā)射器104的外殼104a的上部部分104b或其他部分中。

如上所述，外殼104a可以由具有第一熱導率的第一材料制成，熱路徑可以由具有第二熱導率的第二材料制成。在其他實施例中，外殼104a和熱路徑可以由相同的材料制成。例如，外殼104a可以由陶瓷材料制成，熱路徑可以由摻雜了金屬長絲的陶瓷或塑料材料制成。在很多情況下，可以針對其熱導率選擇金屬長絲。用作摻雜物的金屬長絲可以增大熱路徑的熱導率，而且還可以增大由于其中形成渦電流而導致效率損失的風險。在這些實施例中，可以設定金屬長絲的尺寸，使得不太可能或不會形成渦電流。在另選的實施方案中，可以將包含金屬長絲的熱路徑設置成特別選擇的幾何形狀(例如，蜿蜒的圖案、輪輻-輪轂圖案、陰影圖案、網(wǎng)格圖案等)?？梢赃x擇熱路徑的所選擇幾何形狀以減小或消除渦電流形成的可能。

一些另外的實施方案包括環(huán)繞感應電力發(fā)射器104的外殼104a的熱路徑。例如，可以限定熱路徑以從感應電力接收器102的熱點向感應電力發(fā)射器104的外殼104a的外邊緣分布熱量。在這些實施例中，可以更有效地耗散熱量，因為感應電力發(fā)射器104的外殼104a的表面面積大于熱點自身的表面面積。

在很多實施方案中，熱路徑可以將熱量朝著熱塊引導離開感應電力發(fā)射器104的接口區(qū)域。

在另外的實施方案中，熱路徑可以引導熱量遠離接口區(qū)域到電纜108中。在這樣的實施方案中，電纜108和導熱屏蔽層被定位成圍繞熱耦接到感應電力發(fā)射器104的外殼104a的至少一個導體對。這樣，電纜108的導熱屏蔽可以充當額外的或另選的熱路徑。換句話講，可以通過熱路徑將在接口區(qū)域處產(chǎn)生的熱量引導到熱塊130或電纜108的任一個中。這樣，電纜108可以被配置為引導熱量遠離感應電力發(fā)射器104。

圖7是沿截面A-A截取的圖1的系統(tǒng)的示例配置的橫截面，示出了采取熱通孔700形式的熱路徑，熱通孔700熱耦接感應電力發(fā)射器104的上部部分或表面和定位于其下方的熱塊130并在其間形成熱路徑702。

在本公開中，本發(fā)明所公開的方法可實現(xiàn)為設備可讀的指令集或軟件。此外，應當理解，本發(fā)明所公開的方法中的步驟的特定順序或分級結(jié)構(gòu)為樣本方法的示例。在一些實施方案中，當保持在本發(fā)明所公開的主題內(nèi)時，可重新布置方法中的步驟的特定順序或分級結(jié)構(gòu)。所附方法權(quán)利要求呈現(xiàn)樣本順序中的各種步驟的元素，并且并不一定意味著局限于所呈現(xiàn)的特定順序或分級結(jié)構(gòu)。

在上述描述中，為了進行解釋，所使用的特定命名提供對所述實施方案的徹底理解。然而，對于本領域的技術人員而言將顯而易見的是，實踐所述實施方案不需要這些具體細節(jié)。因此，出于例示和描述的目的呈現(xiàn)了對本文所述的具體實施方案的上述描述。它們并非意在窮舉或?qū)嵤┓桨赶拗频剿_的精確形式。對于本領域的普通技術人員而言將顯而易見的是，根據(jù)上述教導內(nèi)容，許多修改和變型是可能的。