無線供電裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明關(guān)于供電裝置，尤其是關(guān)于能夠向多種備選裝置供電的供電裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]可攜式電子裝置，例如膝上型電腦、個(gè)人數(shù)字助理、蜂窩式電話、智能電話以及可攜式媒體播放器的應(yīng)用持續(xù)呈大幅度增長。盡管已經(jīng)開發(fā)了多種標(biāo)準(zhǔn)，用于提供與電子裝置的無線通信，但這些裝置中的許多裝置由于需要通過線連接至電子裝置的供電裝置，而總是產(chǎn)生許多麻煩。通常，每個(gè)供電裝置包括電源適配器，用于將交流電源電力轉(zhuǎn)換成裝置所需的直流電，并帶有將適配器的輸入連接至壁裝插座及將適配器的輸出連接至電子裝置的線。在一些情況下，一個(gè)插頭從適配器伸出，使得適配器直接插入壁裝插座，并且僅需要從適配器至電子裝置的單根線(見圖1)。電源適配器(常常稱作“磚”)相對(duì)來說是重的，且占據(jù)了大量的空間。傳統(tǒng)的供電系統(tǒng)有各種缺點(diǎn)。例如，根據(jù)需要來使用、存放和隨身攜帶具有適配器和相關(guān)線的供電裝置就是個(gè)負(fù)擔(dān)。在使用時(shí)，線造成了難看且常常不易打理的雜亂。而且，當(dāng)連接后，線妨礙了裝置的移動(dòng)性。在有多個(gè)可攜式裝置的情況下，使用者可能需要隨身攜帶多個(gè)供電裝置，包括多個(gè)電源適配器和多個(gè)線組。這只會(huì)使得問題更嚴(yán)重。
[0003]在努力減小該問題的過程中，開發(fā)出了“通用”供電裝置。各種實(shí)際困難使得努力提供通用的電源解決方案變得復(fù)雜。這些困難中的一項(xiàng)困難是由于不同的可攜式電子裝置具有不同的電力需求所產(chǎn)生的。一個(gè)傳統(tǒng)的通用供電裝置包括單個(gè)電源適配器，該電源適配器能夠向多個(gè)裝置提供電力。例如，在圖2中，示出了一個(gè)傳統(tǒng)的通用供電裝置。在這個(gè)實(shí)施例中，供電裝置包括具有多個(gè)電力出端口的電源適配器。所述電源適配器被構(gòu)造為向每個(gè)出端口提供預(yù)定的電量。各種電子裝置，例如膝上型電腦和智能電話可以用傳統(tǒng)線連接至所述電源適配器。盡管有了顯著的進(jìn)步，這種解決方案仍然需要分開的線，用于連接至供電裝置的每個(gè)裝置。進(jìn)一步來說，典型的解決方案需要電子裝置被預(yù)先構(gòu)造為接受供電裝置輸出的預(yù)定電力。
[0004]作為對(duì)帶線的供電裝置解決方案的替代品，近來對(duì)于無線電源解決方案的追求呈大幅增長。無線供電系統(tǒng)消除了對(duì)電源線的需求，因此消除了與電源線相關(guān)的許多不便。例如，無線電源解決方案可以消除:(i)對(duì)保留和存放一堆電源線的需求，(?)由線所造成的難看的雜亂，(iii)對(duì)重復(fù)地將遠(yuǎn)程裝置和線進(jìn)行物理連接和物理斷開的需求，(iv)每當(dāng)需要電力，例如再充電時(shí)，攜帶電源線的需求，以及(V)識(shí)別一堆電源線中用于各個(gè)裝置的電源線的困難。
[0005]無線電源解決方案的引入在一方面使得多個(gè)裝置間的電源管理更為復(fù)雜一一至少短期內(nèi)。例如，既具有無線供電/充電裝置，又具有使用金屬線供電/充電的裝置的使用者將需要攜帶有線和無線的供電裝置。即使使用者買進(jìn)了用于所有使用者的有線裝置的通用供電裝置，還將需要分開的無線供電裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]在一方面，本發(fā)明提供了通用供電裝置，能夠向多種有線和無線電子裝置提供電力。在一個(gè)實(shí)施例中，供電裝置包括集成的無線電力傳輸器和用于有線供電的一個(gè)或多個(gè)電力出口。在供電裝置包括多個(gè)電力出口的那些實(shí)施例中，不同的電力出口可以提供不同的電量?？梢蕴峁┎煌牟孱^形狀來在不同的電量之間進(jìn)行區(qū)分。在其他實(shí)施例中，所有的電力出口可以提供相同的電量。在具有這種性質(zhì)的實(shí)施例中，電力端口可以是包括根據(jù)USB標(biāo)準(zhǔn)的電力的傳統(tǒng)的USB端口。
[0007]在備選的實(shí)施例中，供電裝置可以包括構(gòu)造為容納可移動(dòng)的無線電力傳輸器(例如可移動(dòng)的初級(jí)線圈)的電力出口。在一些實(shí)施例中，可以提供不同的插頭形狀來區(qū)分用于無線傳輸器的電力出口和用于有線裝置的電力出口。在一些實(shí)施例中，插頭形狀可以是相同的，并且電源適配器的電子器件能夠判斷是什么插入了給定的電力出口，并提供給那個(gè)電力出口合適的電力。
[0008]在第二方面，本發(fā)明提供了具有由單個(gè)電源適配器供電的多個(gè)無線電力傳輸器的通用無線供電裝置。在一個(gè)實(shí)施例中，電源適配器包括多個(gè)集成的電力傳輸器，并被構(gòu)造為提供電力傳輸器的自由移動(dòng)。在一個(gè)實(shí)施例中，電力傳輸器可通過柔性連接器連接至電源適配器，柔性連接器使得組件可以折疊起來，以減小空間。柔性連接器也可以提供電力傳輸器某種程度的位置自由。
[0009]在第二方面的另一個(gè)實(shí)施例中，電源適配器可以包括可移動(dòng)地連接至彼此的多個(gè)部分。分開的電力傳輸器可以位于不同的部分，以使得一個(gè)部分相對(duì)于另一個(gè)部分的移動(dòng)提供電力傳輸器之間的位置自由。這些部分可通過鉸鏈、樞轉(zhuǎn)接頭或其他合適的機(jī)械結(jié)構(gòu)來接合。
[0010]在另一個(gè)實(shí)施例中，供電裝置可以包括具有能選擇性容納多個(gè)無線電力傳輸器的電力出端口的電源適配器。如所期望的，一個(gè)或多個(gè)電力傳輸器可以選擇性地連接至供電裝置。在一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)無線電力傳輸器可以包括用于其他無線電力傳輸器的一個(gè)或多個(gè)電力出端口，以使得無線電力傳輸器可以是菊花鏈的(daisy-chained)。
[0011]在第一方面，本發(fā)明提供了能向有線和無線電子裝置提供電力的通用供電裝置。在這個(gè)方面，本發(fā)明提供了方便、容易使用的供電裝置，該供電裝置能夠用于多種多樣的裝置，從而即使使用者想要為有線和無線裝置供電，也無需攜帶多種供電裝置。在第二方面，本發(fā)明提供了適應(yīng)于不同應(yīng)用的無線供電裝置。在那些帶有可移動(dòng)供電部分的實(shí)施例中，供電裝置被構(gòu)造為容易存放并且重新構(gòu)造成為多種類型的裝置提供方便的無線充電。在那些帶有可移動(dòng)的供電傳輸器的實(shí)施例中，供電裝置的尺寸可以通過僅添加所需要的那些供電傳輸器而保持最小化。無線供電裝置也添加了允許內(nèi)部的本質(zhì)安全性的額外益處。這個(gè)元件使得供電裝置內(nèi)的高電壓在使用時(shí)，具有內(nèi)部的本質(zhì)安全性。比起傳統(tǒng)供電裝置，供電裝置的接地和絕緣可以更簡單和符合成本效益。這也增加了這種供電裝置的安全性和可靠性。這些供電裝置也可以包括用于最小待用的極低的電力選擇，例如2009年10月2日申請(qǐng)的，名稱為Power System(電力系統(tǒng))的美國專利公開2010/0084918中描述的系統(tǒng)，美國專利公開2010/0084918整體上通過引用結(jié)合于此。
[0012]本發(fā)明的這些和其他目的、優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)將通過參考當(dāng)前實(shí)施例和附圖的描述而被更加完整地了解和領(lǐng)會(huì)。
【附圖說明】
[0013]圖1是具有傳統(tǒng)有線供電裝置的電子裝置的示意圖。
[0014]圖2是具有傳統(tǒng)的多輸出有線供電裝置的一對(duì)電子裝置的示意圖。
[0015]圖3是根據(jù)本發(fā)明的第一方面的實(shí)施例的供電裝置的示意圖。
[0016]圖4是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的第一備選供電裝置的示意圖。
[0017]圖5是具有折疊至電源適配器上的可分離線圈的第一備選供電裝置的示意圖。
[0018]圖6是可移動(dòng)電力傳輸器的部分局部不意圖。
[0019]圖7是備選可移動(dòng)電力傳輸器的部分局部不意圖。
[0020]圖8是第二備選供電裝置的示意圖。
[0021]圖9是帶有無線電腦擴(kuò)展模塊的第二備選供電裝置的示意圖。
[0022]圖10是用于供電裝置的電路的圖解表示。
[0023]圖11是用于供電裝置的第一備選電路的圖解表示。
[0024]圖12是用于供電裝置的第二備選電路的圖解表示。
[0025]圖13是一系列示意圖，顯示了根據(jù)本發(fā)明的第二方面的實(shí)施例的供電裝置。
[0026]圖14是顯示了電子裝置放置在圖13的供電裝置上的示意圖。
[0027]圖15是根據(jù)本發(fā)明的第二方面的備選供電裝置的示意圖。
[0028]圖16是一系列示意圖，顯示了不同構(gòu)造之間的第二備選實(shí)施例的移動(dòng)。
[0029]圖17是用于接合電源適配器部分的連接器的端視圖和側(cè)視圖。
[0030]圖18A-E是顯示了圖15的供電裝置的各種應(yīng)用的示意圖。
[0031]圖19是顯示了圖15的供電裝置可如何與電腦一同使用的示意圖。
[0032]圖20是顯示了圖15的供電裝置靠近電腦放置的示意圖。
[0033]圖21是顯示了圖15的供電裝置結(jié)合至電腦塢站的示意圖。
[0034]圖22是顯示了圖15的供電裝置結(jié)合至電腦包的示意圖。
[0035]圖23是根據(jù)本發(fā)明的第二方面的第三備選供電裝置的示意圖。
[0036]圖24是根據(jù)本發(fā)明的第二方面的第四備選供電裝置的示意圖。
[0037]圖25是顯示了圖24的供電裝置處于折疊構(gòu)造的示意圖。
[0038]圖26是根據(jù)本發(fā)明的第二方面的第五備選供電裝置的示意圖。
[0039]圖27是顯示了處于折疊構(gòu)造中的圖26的供電裝置的示意圖。
[0040]圖28是用于根據(jù)本發(fā)明的第二方面的供電裝置的電路的圖解表示。
[0041]圖29是電源磚(power brick)的示意圖，電源磚具有被放置為向膝上型電腦供電的延伸的板無線電力傳輸器。
[0042]圖30是具有圖29的可延伸板的電源磚的示意圖。
[0043]圖31是電源磚的示意圖，電源磚具有被放置為向膝上型電腦供電的可轉(zhuǎn)動(dòng)的板無線電力傳輸器。
[0044]圖32是圖31的電源磚的透視圖和仰視圖。
[0045]圖33是用于多輸入無線供電裝置的電路的圖解表示。
【具體實(shí)施方式】
[0046]圖3顯示了根據(jù)本發(fā)明的一方面的實(shí)施例的供電裝置。供電裝置10通常包括電源適配器13，電源適配器13帶有用以向無線電子裝置D提供電力的無線電力傳輸器14和用以向有線電子裝置WD提供電力的多個(gè)電力出端口 16。電源適配器13包括需要用來將交流電源電力轉(zhuǎn)換成電子裝置所需的電力的電子器件。無線電力傳輸器14可以集成至電源適配器13或者可以經(jīng)由端口 18附接至電源適配器13(圖4所示)。在使用中，使用者可以使用插入合適的電力出端口 16的傳統(tǒng)的線C，將有線裝置WD附接至供電裝置10。有線裝置WD可以使用電力，用以操作及/或?yàn)閮?nèi)部電池充電。可以使用插入不同電力出端口16的分開的線C，將多個(gè)有線裝置WD連接至供電裝置10。無線裝置D可以靠近無線電力傳輸器14放置，以無線地接收電力(例如，用以充電或操作)。揭露了本發(fā)明的這個(gè)第一方面的各種備選實(shí)施例。
[0047]圖13顯示了根據(jù)本發(fā)明的第二方面的供電裝置。在此實(shí)施例中，供電裝置510通常包括電源適配器513，電源適配器513帶有多個(gè)無線電力傳輸器514。電源適配器513包括多個(gè)相對(duì)于彼此可移動(dòng)的部分。在此實(shí)施例中，這些部分沿著鉸鏈或折疊線相接合，從而兩個(gè)部分可以如所希望的那樣折疊和展開。每個(gè)部分包括一個(gè)或多個(gè)無線電力傳輸器，以使得這些部分的移動(dòng)產(chǎn)生無線電力傳輸器的位置和方向的選擇性變化。同本發(fā)明的第一方面一樣，揭露了本發(fā)明的第二方面的各種備選實(shí)施例。
[0048]如上所述，本發(fā)明的第一方面提供了供電裝置10，供電裝置10能夠使用無線電力傳輸器，無線地向至少一個(gè)無線電子裝置D提供電力，以及使用一個(gè)或者多個(gè)電力出端口16向至少一個(gè)有線電子裝置WD提供電力。圖3顯示了本發(fā)明的這個(gè)方面的一個(gè)實(shí)施例。圖3顯示了供電裝置10，供電裝置10具有設(shè)置在外殼12中的集成的無線電力傳輸器14以及多個(gè)電力出端口 16。供電裝置10包括例如經(jīng)由壁式插頭(未示出)將供電裝置10連接至交流電源的電力輸入線19。供電裝置10的內(nèi)部電路(以下更詳細(xì)描述)將交流電源電力轉(zhuǎn)換成用于多個(gè)有線和無線電子裝置的電力。
[0049]在所繪示的實(shí)施例中，使用通常傳統(tǒng)的感應(yīng)電力傳輸技術(shù)和裝置，將供電裝置10構(gòu)造為無線地提供電力。例如，無線電力傳輸器14可以產(chǎn)生電磁場，可以獲取所述電磁場并使用所述電磁場在無線電子裝置D中產(chǎn)生電力。本實(shí)施例的無線電力傳輸器14是金屬線的初級(jí)線圈20，所述初級(jí)線圈被構(gòu)造為產(chǎn)生適于將電力感應(yīng)地傳輸至無線電子裝置D的電磁場。相似地，本實(shí)施例的無線電子裝置包括金屬線的次級(jí)線圈22，所述