頻率變化編碼的諧振功率傳輸?shù)闹谱鞣椒?br>【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本文中所公開的示例實(shí)施例涉及例如用于給諸如移動(dòng)裝置的電子裝置充電的無(wú) 線功率傳輸。
【背景技術(shù)】
[0002] 除非在本文中另外表明，否則本部分中所述的材料對(duì)于本申請(qǐng)中的權(quán)利要求來(lái)說(shuō) 不是現(xiàn)有技術(shù)并且不由于包括在本部分中而被承認(rèn)是現(xiàn)有技術(shù)。
[0003] 在移動(dòng)性越來(lái)越高的世界中，現(xiàn)在常見的是，用戶具有他或她在遠(yuǎn)離家或辦公室 時(shí)經(jīng)常使用的一個(gè)或多個(gè)移動(dòng)裝置，諸如電話或膝上型計(jì)算機(jī)。這些裝置的這樣的移動(dòng)使 用通常需要使用給這些裝置供電的充電電池。電池的長(zhǎng)期使用耗盡了電池，這些電池然后 需要被再充電以便連續(xù)地將功率提供給裝置。
[0004] 為了給電池再充電，通常有必要找到便于裝置的用戶的電插座或其它合適的充電 機(jī)構(gòu)。然而，即使可找到方便的電插座，這也要求用戶具有與裝置兼容的、而且還與電插座 兼容的有線充電器。在許多情況下，用戶將不會(huì)隨身攜帶有線充電器，因?yàn)橛芯€充電器的體 積可能很大，因此不易于隨身攜帶。在用戶不具有有線充電器的這些情況下，可能不存在可 供使用的兼容的電插座，尤其是如果用戶正在外國(guó)旅行的話。
[0005] 無(wú)線功率傳輸是無(wú)需有線充電器而且也無(wú)論位置如何都可無(wú)線地將功率傳輸給 裝置的技術(shù)。該技術(shù)可用于使用無(wú)線地遞送給裝置的信號(hào)來(lái)給裝置電池充電。
[0006] 概述
[0007] 本文中所公開的一些實(shí)施例涉及一種被構(gòu)造為將無(wú)線功率傳輸提供給一個(gè)或多 個(gè)移動(dòng)裝置的系統(tǒng)。示例系統(tǒng)包括與移動(dòng)裝置的接收線圈電磁耦合的發(fā)射線圈。發(fā)射線圈 產(chǎn)生電磁信號(hào)，該電磁信號(hào)在接收線圈中感應(yīng)電流以便將功率提供給移動(dòng)裝置。該系統(tǒng)還 可包括通信地耦合到發(fā)射線圈和移動(dòng)裝置的控制模塊?？刂颇K產(chǎn)生諧振驅(qū)動(dòng)頻率序列， 并根據(jù)所產(chǎn)生的諧振驅(qū)動(dòng)頻率序列調(diào)整發(fā)射線圈的諧振驅(qū)動(dòng)頻率。控制模塊還將諧振驅(qū)動(dòng) 頻率序列提供給移動(dòng)裝置以允許移動(dòng)裝置的接收線圈與發(fā)射線圈基本上相同的諧振驅(qū)動(dòng) 頻率被驅(qū)動(dòng)。
[0008] 本文中所公開的一些實(shí)施例涉及一種用于使移動(dòng)裝置接收無(wú)線功率傳輸?shù)南到y(tǒng)。 示例系統(tǒng)包括移動(dòng)裝置的與發(fā)射線圈電磁耦合的接收線圈。發(fā)射線圈所產(chǎn)生的電磁信號(hào)在 接收線圈中感應(yīng)電流。衛(wèi)星系統(tǒng)還包括通信地耦合到接收線圈和控制發(fā)射線圈的發(fā)射模塊 的控制模塊。控制模塊從發(fā)射模塊接收用于發(fā)射線圈的諧振驅(qū)動(dòng)頻率序列?？刂颇K根據(jù) 該諧振驅(qū)動(dòng)頻率序列調(diào)整接收線圈的諧振接收頻率，以使得接收線圈的諧振接收頻率與發(fā) 射線圈的諧振驅(qū)動(dòng)頻率匹配。
[0009] 本文中所公開的一些實(shí)施例涉及一種將無(wú)線功率傳輸提供給裝置的方法，所述裝 置諸如也可被稱為移動(dòng)裝置的移動(dòng)電子裝置。產(chǎn)生用于發(fā)射線圈的諧振驅(qū)動(dòng)頻率序列?？?將第一諧振驅(qū)動(dòng)頻率的電磁信號(hào)發(fā)射到移動(dòng)裝置的接收線圈。可根據(jù)所產(chǎn)生的諧振驅(qū)動(dòng)頻 率序列將發(fā)射線圈的第一諧振驅(qū)動(dòng)頻率調(diào)整為第二諧振驅(qū)動(dòng)頻率?？蓪⑺a(chǎn)生的諧振驅(qū)動(dòng) 頻率序列提供給移動(dòng)裝置，以使得可與調(diào)整發(fā)射線圈諧振驅(qū)動(dòng)頻率同時(shí)地將接收線圈的諧 振頻率調(diào)整為與發(fā)射線圈的諧振驅(qū)動(dòng)頻率匹配。
[0010] 本文中所公開的一些實(shí)施例涉及一種用于使移動(dòng)裝置接收無(wú)線功率傳輸?shù)姆椒ā?可從控制發(fā)射線圈的發(fā)射模塊接收用于發(fā)射線圈的諧振驅(qū)動(dòng)頻率序列。移動(dòng)裝置的接收線 圈可接收從發(fā)射線圈以第一諧振驅(qū)動(dòng)頻率發(fā)射的第一電磁信號(hào)。可根據(jù)所接收的諧振驅(qū)動(dòng) 頻率序列將接收線圈的第一諧振接收頻率調(diào)整為第二諧振接收頻率。
[0011] 前述概要僅僅是說(shuō)明性的，而并不意圖以任何方式是限制性的。除了說(shuō)明性的方 面，上述實(shí)施例和特征、另外的方面、實(shí)施例和特征將通過(guò)參考附圖和下面的詳細(xì)描述而變 得顯而易見。
【附圖說(shuō)明】
[0012] 通過(guò)結(jié)合附圖進(jìn)行的以下描述和所附權(quán)利要求，本公開的前述和其它特征將變得 更充分地顯而易見。理解，這些附圖僅僅描繪了根據(jù)本公開的幾個(gè)實(shí)施例，因此，不應(yīng)被認(rèn) 為是限制其范圍，將通過(guò)使用附圖來(lái)更具體地、更詳細(xì)地描述本公開，在附圖中：
[0013] 圖IA是用于將無(wú)線功率提供給移動(dòng)裝置的系統(tǒng)的說(shuō)明性環(huán)境的示意圖。
[0014] 圖IB是用于將無(wú)線功率提供給移動(dòng)裝置的系統(tǒng)的說(shuō)明性替代環(huán)境的示意圖。
[0015] 圖2是用于將無(wú)線功率提供給移動(dòng)裝置的系統(tǒng)的說(shuō)明性替代環(huán)境的例證。
[0016] 圖3是發(fā)射線圈和接收線圈的等效電路的說(shuō)明性實(shí)施例的示意圖。
[0017] 圖4說(shuō)明諧振驅(qū)動(dòng)頻率序列的說(shuō)明性實(shí)施例。
[0018] 圖5說(shuō)明諧振驅(qū)動(dòng)頻率序列如何隨時(shí)間變化以及在過(guò)零時(shí)如何變化的視圖。
[0019] 圖6說(shuō)明可調(diào)整感應(yīng)器的說(shuō)明性實(shí)施例的示意圖。
[0020] 圖7說(shuō)明0之間的偽隨機(jī)數(shù)如何用于選擇不同的諧振驅(qū)動(dòng)頻率之一的示例。
[0021] 圖8是將無(wú)線功率傳輸提供給一個(gè)或多個(gè)移動(dòng)裝置的方法的說(shuō)明性實(shí)施例的流 程圖。
[0022] 圖9是用于使移動(dòng)裝置接收無(wú)線功率傳輸?shù)姆椒ǖ恼f(shuō)明性實(shí)施例的流程圖。
[0023] 圖10示出根據(jù)本公開的、被布置為調(diào)整發(fā)射線圈或接收線圈的諧振頻率的示例 計(jì)算裝置。
【具體實(shí)施方式】
[0024] 在以下詳細(xì)描述中，對(duì)附圖進(jìn)行參考，所述附圖形成詳細(xì)描述的一部分。除非上下 文另外指示，否則在附圖中，相似的符號(hào)通常標(biāo)識(shí)相似的部件。在詳細(xì)描述、附圖和權(quán)利要 求中描述的說(shuō)明性實(shí)施例并不意味著是限制性的。在不脫離本文所提供的主題的精神或范 圍的情況下，可以利用其它實(shí)施例，以及可以進(jìn)行其它改變。如在本文中一般地描述的和在 圖中示出的那樣，本公開的各方面可以以廣泛多樣的不同配置被布置、替代、組合、分割和 設(shè)計(jì)，所有這些在本文中都被明確地構(gòu)想。
[0025] 本文中所公開的實(shí)施例涉及用于將無(wú)線功率傳輸提供給提供支付的移動(dòng)裝置、同 時(shí)對(duì)于不提供支付的移動(dòng)裝置阻止功率傳輸?shù)南到y(tǒng)和方法。根據(jù)實(shí)施例，發(fā)射線圈可在公 共場(chǎng)所中實(shí)施。發(fā)射線圈可與被帶到該公共場(chǎng)所中的移動(dòng)裝置的接收線圈電耦合。電耦合 允許發(fā)射線圈產(chǎn)生的電磁信號(hào)在接收線圈中感應(yīng)電流，從而提供給移動(dòng)裝置的電池充電的 功率。
[0026] 在一個(gè)實(shí)施例中，通信地耦合到發(fā)射線圈的發(fā)射控制模塊產(chǎn)生用于發(fā)射線圈的諧 振驅(qū)動(dòng)頻率序列。發(fā)射控制模塊在不同的時(shí)間間隔期間根據(jù)諧振驅(qū)動(dòng)頻率序列調(diào)整發(fā)射線 圈的諧振驅(qū)動(dòng)頻率，以確保只有能夠跟隨諧振驅(qū)動(dòng)頻率的變化的那些接收線圈能夠保持與 發(fā)射線圈的高效的耦合和功率傳輸。
[0027] 在一個(gè)實(shí)施例中，發(fā)射控制模塊通過(guò)調(diào)整與發(fā)射線圈相關(guān)聯(lián)的電抗元件來(lái)調(diào)整諧 振驅(qū)動(dòng)頻率或者使得諧振驅(qū)動(dòng)頻率被調(diào)整。在一個(gè)實(shí)施例中，電抗元件可以是可調(diào)整電感 或可調(diào)整電容。
[0028] 在一個(gè)實(shí)施例中，移動(dòng)裝置的接收控制模塊可通信地耦合到發(fā)射控制模塊。接收 控制模塊可將已經(jīng)提供了用于無(wú)線功率傳輸?shù)囊欢ㄐ问降闹Ц兜尿?yàn)證提供給發(fā)射控制模 塊。作為響應(yīng)，發(fā)射控制模塊可將諧振驅(qū)動(dòng)頻率序列提供給接收控制模塊。
[0029] 在一個(gè)實(shí)施例中，接收控制模塊通信地耦合到接收線圈，并且可根據(jù)諧振驅(qū)動(dòng)頻 率序列調(diào)整等于發(fā)射線圈的諧振驅(qū)動(dòng)頻率的諧振接收頻率。
[0030] 在一個(gè)實(shí)施例中，接收控制模塊通過(guò)調(diào)整與接收線圈相關(guān)聯(lián)的電抗元件來(lái)調(diào)整諧 振接收頻率或者使得諧振接收頻率被調(diào)整。在一個(gè)實(shí)施例中，電抗元件可以是可調(diào)整電感 或可調(diào)整電容。在一個(gè)實(shí)施例中，諧振接收頻率基本上與諧振驅(qū)動(dòng)頻率調(diào)整同時(shí)地調(diào)整或 改變。因此，發(fā)射線圈和接收線圈之間的高效的電耦合和功率傳輸能夠在時(shí)間間隔期間保 持。
[0031] 圖IA是用于將無(wú)線功率提供給一個(gè)或多個(gè)移動(dòng)裝置的系統(tǒng)的環(huán)境100的實(shí)施例 的示意圖。如所示，環(huán)境100可在場(chǎng)所105中實(shí)施。在一個(gè)實(shí)施例中，場(chǎng)所105可以是具有 移動(dòng)裝置的許多不同的人常去的公共商業(yè)機(jī)構(gòu)，諸如餐館、機(jī)場(chǎng)、商店等。
[0032] 環(huán)境100可包括發(fā)射線圈110。如下面將更詳細(xì)地說(shuō)明的，發(fā)射線圈110能夠以各 種諧振頻率提供電磁信號(hào)170以將功率提供給一個(gè)或多個(gè)移動(dòng)裝置140。在一些實(shí)施例中， 發(fā)射線圈110可在場(chǎng)所105的天花板或地面中或者在場(chǎng)所105的諸如桌子、柜臺(tái)或椅子的 家具中實(shí)施，以使得發(fā)射線圈可更容易地與已經(jīng)被帶到場(chǎng)所105中的多個(gè)移動(dòng)裝置140和 相關(guān)聯(lián)的接收線圈150耦合。在這樣的實(shí)施例中，發(fā)射線圈110可實(shí)現(xiàn)為在所有方向上強(qiáng)烈 地提供電磁信號(hào)170的圓形或方形形狀。在其它實(shí)施例中，發(fā)射線圈110可實(shí)現(xiàn)為可能夠 在移動(dòng)裝置140更有可能所在的一個(gè)或多個(gè)方向上控制電磁信號(hào)的方向性的非平面線圈。
[0033] 如線121所指示的，發(fā)射控制模塊120可通信地耦合到發(fā)射線圈110。如果兩個(gè)元 件能夠彼此經(jīng)由有線、無(wú)線或其它通信接口進(jìn)行通信，則它們可通信地耦合。如下面將更詳 細(xì)地說(shuō)明的，發(fā)射控制模塊可產(chǎn)生用于發(fā)射線圈110的諧振驅(qū)動(dòng)頻率序列101。發(fā)射控制模 塊120還可根據(jù)所產(chǎn)生的諧振頻率序列101來(lái)調(diào)整發(fā)射線圈110發(fā)射電磁信號(hào)170的諧振 驅(qū)動(dòng)頻率或者使得諧振驅(qū)動(dòng)頻率被調(diào)整。在一些實(shí)施例中，發(fā)射線圈110和發(fā)射控制模塊 120可以是發(fā)射器裝置的一部分。
[0034] 環(huán)境100還可包括移動(dòng)裝置140。省略號(hào)145表示可能存在任何數(shù)量的附加的移 動(dòng)裝置。因此，移動(dòng)裝置140的描述也將適用于這些附加的移動(dòng)裝置145。移動(dòng)裝置140可 以是任何類型的移動(dòng)裝置，諸如移動(dòng)電話、平板、膝上型計(jì)算機(jī)或其它移動(dòng)計(jì)算裝置。盡管 使用術(shù)語(yǔ)"移動(dòng)"，但是移動(dòng)裝置140也可以是任何計(jì)算裝置，甚至是可能通常不被認(rèn)為是 移動(dòng)裝置的那些裝置。在一些實(shí)施例中，移動(dòng)裝置還可包括用于給單獨(dú)的移動(dòng)裝置充電的 外部充電裝置。
[0035] 移動(dòng)裝置140可電耦合到接收線圈150。在一些實(shí)施例中，接收線圈150可實(shí)現(xiàn)為 移動(dòng)裝置140的內(nèi)部組件。在其它實(shí)施例中，接收線圈150可以在外部耦合到移動(dòng)裝置，或 者可以是外部耦合的裝置，諸如USB加密狗。如下面將更詳細(xì)地說(shuō)明的，接收線圈150可電 磁耦合到發(fā)射線圈110,并且從發(fā)射線圈110接收電磁信號(hào)170。電磁信號(hào)170可在接收線 圈150中感應(yīng)電流以有效地將功率提供給移動(dòng)裝置140。例如，電流可給移動(dòng)裝置140的電 池或其它電源充電。
[0036] 環(huán)境100還可包括接收控制模塊160。如線125和165所指示的，接收控制模塊 160經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)130通信地耦合到發(fā)射控制模塊120。網(wǎng)絡(luò)130可以是互聯(lián)網(wǎng)、場(chǎng)所105的局 域網(wǎng)、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)、有線網(wǎng)絡(luò)或任何其它類型的通信網(wǎng)絡(luò)。如下面將更詳細(xì)地說(shuō)明的，接收控 制模塊160可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)130從發(fā)射控制模塊120接收諧振驅(qū)動(dòng)頻率序列101。
[0037] 如線161所指示的，接收控制模塊160也通信地耦合到移動(dòng)裝置140和接收線圈 150。如下面將更詳細(xì)地描述的，接收控制模塊160可根據(jù)所接收的諧振頻率序列101來(lái) 調(diào)整接收線圈150接收電磁信號(hào)170的諧振驅(qū)動(dòng)頻率或者使得諧振驅(qū)動(dòng)頻被調(diào)整，以使得 接收線圈150能夠通過(guò)以與發(fā)射線圈110相同的諧振頻率操作來(lái)保持電磁耦合到發(fā)射線 圈110。因?yàn)榻邮湛刂颇K160通信地耦合到發(fā)射控制模塊120、移動(dòng)裝置140和接收線圈 150,所以發(fā)射控制模塊120也至少間接地通信地耦合到移動(dòng)裝置140和接收線圈150。
[0038] 圖IB是用于將無(wú)線功率提供給一個(gè)或多個(gè)移動(dòng)裝置的系統(tǒng)的環(huán)境100的替代實(shí) 施例的示意圖。如所示，發(fā)射線圈110以及移動(dòng)裝置140和接收線圈150可如圖IA的環(huán)境 中那樣位于場(chǎng)所105中。
[0039] 然而，在圖IB的環(huán)境中，控制模塊180可位于與場(chǎng)所105分開。如線18U182和 183所指示的，控制模塊180可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)130通信地耦合到發(fā)射線圈110以及移動(dòng)裝置140 和接收線圈150。在實(shí)施例中，控制模塊180可產(chǎn)生用于發(fā)射線圈110和接收線圈150兩者 的諧振驅(qū)動(dòng)頻率序列101。因此，本文中所公開的實(shí)施例構(gòu)想用于產(chǎn)生并提供諧振驅(qū)動(dòng)頻率 序列101以及用于調(diào)整諧振頻率的遠(yuǎn)程控制模塊。
[0040] 盡管在圖IB中未示出，但是環(huán)境100不限于單個(gè)遠(yuǎn)程控制模塊180。因此，可能存 在一個(gè)或多個(gè)附加的遠(yuǎn)程控制模塊180,例如與發(fā)射線圈110相關(guān)聯(lián)的遠(yuǎn)程控制模塊和與 接收線圈150相關(guān)聯(lián)的遠(yuǎn)程控制模塊180,這些遠(yuǎn)程控制模塊可用于產(chǎn)生并提供諧振驅(qū)動(dòng) 頻率序列101并且可用于調(diào)整諧振頻率。
[0041] 現(xiàn)在將說(shuō)明發(fā)射線圈110和接收線圈150的示例電磁相互作用。發(fā)射線圈110是 可產(chǎn)生可與接收線圈150電磁耦合的信號(hào)（更具體地說(shuō)，電磁信號(hào)170)的發(fā)射裝置的示 例。描述該耦合的替代方式是，發(fā)射線圈110創(chuàng)建在接收線圈150中感應(yīng)電流的振蕩磁場(chǎng)。 在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)發(fā)射線圈110包括環(huán)線或者一匝或多匝時(shí)，流過(guò)發(fā)射線圈110的交流可 產(chǎn)生被接收線圈150接收的磁場(chǎng)。在一些示例中，接收線圈150可與發(fā)射線圈110磁耦合。 在一些示例中，發(fā)射線圈在接收線圈處產(chǎn)生電磁場(chǎng)，該電磁場(chǎng)在接收線圈中感應(yīng)信號(hào)。具體 地說(shuō)，當(dāng)在發(fā)射線圈110中流動(dòng)的電流通過(guò)電磁感應(yīng)在接收線圈150中