用于電子裝置的電力管理的制作方法
【專利說明】用于電子裝置的電力管理
[0001 ] 分案申請(qǐng)的相關(guān)信息
[0002]本案是分案申請(qǐng)。該分案的母案是申請(qǐng)日為2010年II月17日、申請(qǐng)?zhí)枮?01080051820.3、發(fā)明名稱為“用于電子裝置的電力管理”的發(fā)明專利申請(qǐng)案。
[0003]依據(jù)35 U.S.C.§119(e)主張優(yōu)先權(quán)
[0004]本申請(qǐng)案依據(jù)35U.S.C.§ 119 (e)主張以下申請(qǐng)案的優(yōu)先權(quán):
[0005]2009年11月17日申請(qǐng)的標(biāo)題為“無線電力(WIRELESS POWER)”的第61/262，119號(hào)美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)案，所述專利申請(qǐng)案的揭示內(nèi)容特此以全文引用的方式并入本文中。
技術(shù)領(lǐng)域
[0006]本發(fā)明大體上涉及無線電力，且更具體地說，涉及電力管理、無線充電器的定位以及自動(dòng)化無線充電。
【背景技術(shù)】
[0007]通常，每一電池供電的裝置需要其自身的充電器及電源，所述電源通常為交流(AC)電源插座。在許多裝置需要充電時(shí)，這變得難以使用。
[0008]正開發(fā)在發(fā)射器與待充電的裝置之間使用空中電力發(fā)射的做法。這些做法大體上屬于兩種類別。一種類別是基于發(fā)射天線與待充電的裝置上的接收天線之間的平面波輻射(也稱為遠(yuǎn)場(chǎng)輻射)的耦合，所述待充電的裝置收集所輻射的電力且對(duì)其整流以用于對(duì)電池充電。天線大體上具有諧振長(zhǎng)度以便改進(jìn)耦合效率。此做法的缺點(diǎn)為電力耦合隨著天線之間的距離增加而迅速衰退。因此，超過合理距離(例如，>1到2米)的充電變得困難。另外，因?yàn)橄到y(tǒng)輻射平面波，所以如果未經(jīng)由濾波來進(jìn)行適當(dāng)控制，那么無意的輻射可干擾其它系統(tǒng)。
[0009]其它做法是基于嵌入于(例如)“充電”墊或表面中的發(fā)射天線與嵌入于待充電的主機(jī)裝置中的接收天線加整流電路之間的電感耦合。此做法具有以下缺點(diǎn):發(fā)射天線與接收天線之間的間距必須非常接近(例如，幾毫米)。雖然此做法確實(shí)具有對(duì)同一區(qū)域中的多個(gè)裝置同時(shí)充電的能力，但此區(qū)域通常較小，因此用戶必須將所述裝置定位到特定區(qū)域。
[0010]需要用于管理與電子裝置相關(guān)聯(lián)的電力、定位無線電力充電器及自動(dòng)化無線充電的系統(tǒng)、裝置及方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]在一個(gè)創(chuàng)新方面中，提供一種電子裝置。所述電子裝置包括檢測(cè)器，所述檢測(cè)器經(jīng)配置以檢測(cè)位于可檢測(cè)區(qū)內(nèi)的一個(gè)或一個(gè)以上無線充電器。所述電子裝置還包括控制器，所述控制器經(jīng)配置以在檢測(cè)到所述一個(gè)或一個(gè)以上無線充電器后即刻基于與以下各項(xiàng)中的至少一者相關(guān)聯(lián)的至少一個(gè)因素為與能量?jī)?chǔ)存裝置相關(guān)聯(lián)的電子裝置自動(dòng)選擇充電方案:所述能量?jī)?chǔ)存裝置、所述電子裝置，或所述電子裝置的用戶，所述控制器經(jīng)進(jìn)一步配置以確定是否接收無線電力，且確定從所述一個(gè)或一個(gè)以上所檢測(cè)到的無線充電器中的哪一無線充電器接收所述無線電力。
[0012]在另一創(chuàng)新方面中，提供一種無線電力管理方法。所述方法包括檢測(cè)位于可檢測(cè)區(qū)內(nèi)的一個(gè)或一個(gè)以上無線充電器。所述方法進(jìn)一步包括基于與以下各項(xiàng)中的至少一者相關(guān)聯(lián)的因素為與能量?jī)?chǔ)存裝置相關(guān)聯(lián)的電子裝置自動(dòng)選擇充電方案:所述能量?jī)?chǔ)存裝置、所述電子裝置，或所述電子裝置的用戶，所述自動(dòng)選擇包括確定是否接收無線電力，以及確定從所述一個(gè)或一個(gè)以上所檢測(cè)到的無線充電器中的哪一無線充電器接收所述無線電力。
[0013]在又一創(chuàng)新方面中，提供另一電子裝置。所述電子裝置包括用于檢測(cè)位于可檢測(cè)區(qū)內(nèi)的一個(gè)或一個(gè)以上無線充電器的裝置。所述電子裝置還包括用于基于與以下各項(xiàng)中的至少一者相關(guān)聯(lián)的至少一個(gè)因素為與能量?jī)?chǔ)存裝置相關(guān)聯(lián)的電子裝置自動(dòng)選擇充電方案的裝置:所述能量?jī)?chǔ)存裝置、所述電子裝置，或所述電子裝置的用戶，所述自動(dòng)選擇包括確定是否接收無線電力，以及確定從所述一個(gè)或一個(gè)以上所檢測(cè)到的無線充電器中的哪一無線充電器接收所述無線電力。
【附圖說明】
[0014]圖1展示無線電力傳送系統(tǒng)的簡(jiǎn)化框圖。
[0015]圖2展示無線電力傳送系統(tǒng)的簡(jiǎn)化示意圖。
[0016]圖3說明用于本發(fā)明的示范性實(shí)施例中的環(huán)形天線的示意圖。
[0017]圖4為根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例的發(fā)射器的簡(jiǎn)化框圖。
[0018]圖5為根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例的接收器的簡(jiǎn)化框圖。
[0019]圖6展示用于執(zhí)行發(fā)射器與接收器之間的消息接發(fā)的發(fā)射電路的一部分的簡(jiǎn)化示意圖。
[0020]圖7說明根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例的包括控制系統(tǒng)的電子裝置。
[0021]圖8說明根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例的包含多個(gè)電子裝置的系統(tǒng)。
[0022]圖9說明根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例的包括電子裝置及多個(gè)無線充電器的系統(tǒng)。
[0023]圖10說明根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例的包括基于服務(wù)器的裝置的系統(tǒng)，所述基于服務(wù)器的裝置包括控制系統(tǒng)。
[0024]圖11描繪根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例的位置檢測(cè)系統(tǒng)。
[0025]圖12為說明根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例的方法的流程圖。
[0026]圖13說明根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例的包括無線充電器的系統(tǒng)。
[0027]圖14為說明根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例的另一方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]下文中結(jié)合附圖所闡述的詳細(xì)描述意在作為對(duì)本發(fā)明的示范性實(shí)施例的描述，且無意表示可實(shí)踐本發(fā)明的僅有實(shí)施例。遍及此描述所使用的術(shù)語“示范性”表示“充當(dāng)實(shí)例、例子或說明”，且未必應(yīng)被解釋為比其它示范性實(shí)施例優(yōu)選或有利。所述詳細(xì)描述包括特定細(xì)節(jié)以便實(shí)現(xiàn)提供對(duì)本發(fā)明的示范性實(shí)施例的透徹理解的目的。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將明白，可在無這些特定細(xì)節(jié)的情況下實(shí)踐本發(fā)明的示范性實(shí)施例。在一些例子中，以框圖形式展示眾所周知的結(jié)構(gòu)及裝置，以便避免混淆本文中所呈現(xiàn)的示范性實(shí)施例的新穎性。
[0029]詞“無線電力”在本文中用以表示在不使用物理電磁導(dǎo)體的情況下在從發(fā)射器到接收器之間發(fā)射的與電場(chǎng)、磁場(chǎng)、電磁場(chǎng)或其它相關(guān)聯(lián)的任何形式的能量。應(yīng)注意，本發(fā)明可適用于任何合適的無線電力情況，例如近場(chǎng)、遠(yuǎn)場(chǎng)、諧振及電感耦合。
[0030]圖1說明根據(jù)本發(fā)明的各種示范性實(shí)施例的無線發(fā)射或充電系統(tǒng)100。將輸入電力102提供給發(fā)射器104以供產(chǎn)生用于提供能量傳送的輻射場(chǎng)106。接收器108耦合到輻射場(chǎng)106，且產(chǎn)生輸出電力110以供耦合到輸出電力110的裝置(未圖示)儲(chǔ)存或消耗。發(fā)射器104與接收器108兩者分開達(dá)距離112。在一個(gè)示范性實(shí)施例中，根據(jù)相互諧振關(guān)系來配置發(fā)射器104及接收器108，且在接收器108的諧振頻率與發(fā)射器104的諧振頻率非常接近時(shí)，當(dāng)接收器108位于福射場(chǎng)106的“近場(chǎng)”中時(shí)，發(fā)射器104與接收器108之間的發(fā)射損失最小。
[0031]發(fā)射器104進(jìn)一步包括用于提供用于能量發(fā)射的裝置的發(fā)射天線114，且接收器108進(jìn)一步包括用于提供用于能量接收的裝置的接收天線118。根據(jù)應(yīng)用及待與之相關(guān)聯(lián)的裝置來設(shè)計(jì)發(fā)射天線及接收天線的大小。如所陳述，通過將發(fā)射天線的近場(chǎng)中的大部分能量耦合到接收天線而非以電磁波形式將多數(shù)能量傳播到遠(yuǎn)場(chǎng)來發(fā)生高效能量傳送。當(dāng)在此近場(chǎng)中時(shí)，可在發(fā)射天線114與接收天線118之間形成耦合模式?？砂l(fā)生此近場(chǎng)耦合的在天線114及118周圍的區(qū)域在本文中稱作耦合模式區(qū)。
[0032]圖2展示無線電力傳送系統(tǒng)的簡(jiǎn)化示意圖。發(fā)射器104包括振蕩器122、功率放大器124，及濾波器及匹配電路126。所述振蕩器經(jīng)配置以在所要頻率下產(chǎn)生信號(hào)，所述所要頻率可響應(yīng)于調(diào)整信號(hào)123來加以調(diào)整?？捎晒β史糯笃?24以響應(yīng)于控制信號(hào)125的放大量來放大振蕩器信號(hào)?？砂V波器及匹配電路126以濾出諧波或其它不想要的頻率，且使發(fā)射器104的阻抗與發(fā)射天線114匹配。
[0033]接收器108可包括匹配電路132以及整流器及切換電路134，以產(chǎn)生直流(DC)電力輸出以對(duì)電池136(如圖2中所展示)充電或?qū)︸詈系浇邮掌鞯难b置(未圖示)供電。可包括匹配電路132以使接收器108的阻抗與接收天線118匹配。接收器108與發(fā)射器104可在單獨(dú)通信信道119(例如，藍(lán)牙、紫蜂(zigbee)、蜂窩式等)上通信。
[0034]如圖3中所說明，示范性實(shí)施例中所使用的天線可配置為“環(huán)形”天線150，其在本文中還可稱作“磁性”天線。環(huán)形天線可經(jīng)配置以包括空氣芯或物理芯(例如，鐵氧體芯)O空氣芯環(huán)形天線可較能容忍放置于所述芯附近的外來物理裝置。此外，空氣芯環(huán)形天線允許其它組件放置于芯區(qū)域內(nèi)。另外，空氣芯環(huán)可較易于使得能夠?qū)⒔邮仗炀€118(圖2)放置于發(fā)射天線114(圖2)的平面內(nèi)，在所述平面內(nèi)，發(fā)射天線114(圖2)的耦合模式區(qū)可較強(qiáng)大。
[0035]如所陳述，在發(fā)射器104與接收器108之間的匹配或近似匹配的諧振期間，發(fā)生發(fā)射器104與接收器108之間的高效能量傳送。然而，甚至在發(fā)射器104與接收器108之間的諧振不匹配時(shí)，仍可以較低效率傳送能量。通過將來自發(fā)射天線的近場(chǎng)的能量耦合到駐留在建立此近場(chǎng)的鄰域中的接收天線而非將能量從發(fā)射天線傳播到自由空間中來發(fā)生能量傳送。
[0036]環(huán)形天線或磁性天線的諧振頻率是基于電感及電容。環(huán)形天線中的電感大體上僅為由環(huán)所產(chǎn)生的電感，而電容大體上與環(huán)形天線的電感相加以在所要諧振頻率下產(chǎn)生諧振結(jié)構(gòu)。作為非限制性實(shí)例，可將電容器152及電容器154添加到所述天線以創(chuàng)建產(chǎn)生諧振信號(hào)156的諧振電路。因此，對(duì)于較大直徑的環(huán)形天線來說，誘發(fā)諧振所需的電容的大小隨著環(huán)的直徑或電感增加而減小。此外，隨著環(huán)形天線或磁性天線的直徑增加，近場(chǎng)的高效能量傳送區(qū)域增大。當(dāng)然，其它諧振電路為可能的。作為另一非限制性實(shí)例，電容器可并聯(lián)放置于環(huán)形天線的兩個(gè)端子之間。另外，所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，對(duì)于發(fā)射天線，諧振信號(hào)156可為到環(huán)形天線150的輸入。
[0037]圖4為根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例的發(fā)射器200的簡(jiǎn)化框圖。發(fā)射器200包括發(fā)射電路202及發(fā)射天線204。一般來說，發(fā)射電路202通過提供致使在發(fā)射天線204周圍產(chǎn)