多模式無線充電的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及無線電能傳輸領(lǐng)域，更具體地涉及多模式無線充電。
【背景技術(shù)】
[0002]感應(yīng)式無線電能傳輸(IWPT)通過感應(yīng)耦合使從電源到負(fù)載的短距離無線電能傳輸成為可能。感應(yīng)式無線電能傳輸?shù)囊粋€(gè)應(yīng)用在于為諸如手機(jī)、智能電話、平板電腦以及筆記本電腦的便攜式消費(fèi)電子設(shè)備供電或充電。在這種應(yīng)用中，包含感應(yīng)線圈的便攜式設(shè)備被置于也包含感應(yīng)線圈的基站上。電源驅(qū)動(dòng)基站中的感應(yīng)線圈，使得電磁能從電源感應(yīng)線圈傳輸?shù)奖銛y式設(shè)備感應(yīng)線圈。之后，傳輸?shù)碾娔苡糜跒楸銛y式設(shè)備供電，例如，為便攜式設(shè)備的電池充電。目前商品中應(yīng)用的兩種IWPT技術(shù)包括緊耦合感應(yīng)充電和松耦合充電。
[0003]緊耦合充電系統(tǒng)以類似于變壓器的方式工作并且依靠電源和負(fù)載線圈之間的強(qiáng)磁鏈(即，互感)。為實(shí)現(xiàn)強(qiáng)磁鏈，負(fù)載感應(yīng)線圈可以置為緊鄰且對(duì)準(zhǔn)電源感應(yīng)線圈。緊耦合充電系統(tǒng)的商用示例包括無線充電聯(lián)盟(Wireless Power Consortium)開發(fā)的Qi標(biāo)準(zhǔn)以及電能事業(yè)聯(lián)盟(Power Matters Alliance, PMA)采用的Powermat?標(biāo)準(zhǔn)。
[0004]在松耦合充電系統(tǒng)中，通過負(fù)載感應(yīng)線圈和電源感應(yīng)線圈的磁共振,而不是通過強(qiáng)磁鏈，來實(shí)現(xiàn)有效的電能傳輸。由于松耦合充電系統(tǒng)不依靠線圈之間的強(qiáng)磁鏈，故線圈的緊鄰和對(duì)準(zhǔn)就不是必須的。松耦合(或共振)充電系統(tǒng)的商用示例在無線電能聯(lián)盟(A4WP)標(biāo)準(zhǔn)中提出。
[0005]不同技術(shù)(例如，緊耦合或松耦合)均可以得益于不同的設(shè)計(jì)參數(shù)從而有效率地工作。在不同技術(shù)之間相區(qū)別的這些參數(shù)可以包括線圈尺寸、工作頻率、線圈間距離、線圈對(duì)準(zhǔn)、鐵氧體材料、屏蔽材料等。同樣，為一種IWPT系統(tǒng)設(shè)計(jì)的移動(dòng)設(shè)備或電器不能與為不同IWPT系統(tǒng)設(shè)計(jì)的電源一起工作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本
【發(fā)明內(nèi)容】
被提供用于以簡(jiǎn)化形式介紹概念的選擇，這些概念將在下文的詳細(xì)描述中進(jìn)一步討論。本
【發(fā)明內(nèi)容】
不旨在確定本發(fā)明的關(guān)鍵或重要特征。
[0007]實(shí)施例包括但不限于一種組件，該組件包括同心設(shè)置的多個(gè)感應(yīng)線圈，用于根據(jù)感應(yīng)式無線電能傳輸?shù)亩鄠€(gè)模式進(jìn)行工作。該組件可以包括多層磁屏蔽，用于保護(hù)設(shè)備部件不受用于電能傳輸?shù)拇艌?chǎng)的影響。多層屏蔽的構(gòu)造和材料可以基于分別解決電能傳輸?shù)亩嗄Ｊ降牟煌ぷ鲄?shù)和/或基于每個(gè)模式中的層的結(jié)合影響。感應(yīng)線圈中的一個(gè)可以被調(diào)諧用于在緊耦合感應(yīng)式無線電能傳輸配置中在較低頻率上工作，而感應(yīng)線圈中的另一個(gè)可以被調(diào)諧用于在松耦合(或共振)感應(yīng)式無線電能傳輸配置中在較高頻率上工作。緊耦合線圈可以根據(jù)多個(gè)不同標(biāo)準(zhǔn)工作，而松耦合線圈也可以根據(jù)多個(gè)不同標(biāo)準(zhǔn)工作。
[0008]本文公開了附加的實(shí)施例。
【附圖說明】
[0009]下文通過示例而非限制的方式參照附圖示出了一些實(shí)施例，其中相同的參考標(biāo)號(hào)表示相似的元件。
[0010]圖1示出了根據(jù)各種實(shí)施例的感應(yīng)式無線電能傳輸組件的多個(gè)示圖。
[0011]圖2A-圖2B示出了根據(jù)各種實(shí)施例的在多個(gè)不同模式下工作的、接收線圈組件相對(duì)于傳送線圈的示例布置的截面圖。
[0012]圖3示出了根據(jù)各種實(shí)施例的在多個(gè)不同模式下工作的、接收線圈組件相對(duì)于傳送線圈組件的示例布置的正交圖。
[0013]圖4示出了根據(jù)各種實(shí)施例的在多個(gè)模式中的一個(gè)下工作的示例接收線圈組件的截面圖。
[0014]圖5A-圖5B示出了根據(jù)各種實(shí)施例的各種接收線圈組件的截面圖。
[0015]圖6是根據(jù)各種實(shí)施例的示例方法的流程圖。
[0016]圖7示出了根據(jù)各種實(shí)施例的說明性設(shè)備。
【具體實(shí)施方式】
[0017]在如下各種實(shí)施例的描述中，對(duì)附圖進(jìn)行了參考，這些附圖形成了說明書的一部分，其中通過圖示的方式示出了各種實(shí)施例。應(yīng)理解，存在其他實(shí)施例，并且可以進(jìn)行結(jié)構(gòu)和功能的修改。本發(fā)明的實(shí)施例在某些部分和步驟中可以采用物理形式，其示例將在下文中進(jìn)行詳細(xì)描述，并且在形成為其一部分的附圖中進(jìn)行示出。
[0018]圖1包括多線圈組件100的說明性示例，該多線圈組件在便攜式設(shè)備或充電基站中使用以實(shí)現(xiàn)感應(yīng)式無線電能傳輸?shù)亩鄠€(gè)模式。圖1示出了組件的兩個(gè)示圖，頂視圖和截面圖A-A’。如頂視圖所示，組件100包括同心布置的感應(yīng)線圈101和104。磁體103可以位于線圈101的中心。如截面圖A-A’所示，線圈101和104被定向?yàn)榭梢越?jīng)電磁通量從基站側(cè)接收電能。
[0019]組件100可以包括多層磁屏蔽，諸如屏蔽102和105。如圖A_A’所示，磁屏蔽102和105被定向在組件的設(shè)備側(cè)與感應(yīng)線圈101和104之間。在本示例中，磁屏蔽105在組件100的整個(gè)區(qū)域延伸，以屏蔽到達(dá)線圈101和104的電磁通量免于到達(dá)例如可以放置便攜式設(shè)備的電子部件的設(shè)備側(cè)。
[0020]屏蔽102和105可以包括一個(gè)或多個(gè)鐵氧體材料。如本文所使用的，“鐵氧體”通常表示包含結(jié)合有一種或多種其他材料的至少一種鐵磁體材料(例如，鈷、鎳、鐵、釓等)的材料。用鐵氧體材料制成的屏蔽具有為磁場(chǎng)提供磁阻路徑(reluctance path)的磁導(dǎo)率、結(jié)構(gòu)和形狀，該磁阻路徑低于通過要被屏蔽的部件的磁阻路徑。這種材料的示例可以包括鎳鐵(NiFe)合金、硅鐵(SiFe)合金、鈷鐵(CoFe)合金以及其他類似材料。各種實(shí)施例可以包括Fe73Cu1Nb3Si16B7的組分。盡管使用鐵氧體屏蔽作為磁屏蔽的示例描述了各種實(shí)施例，但其他類型的磁屏蔽也在本公開的范圍內(nèi)。屏蔽102和105可以例如包括聚合物材料，諸如與聚合物粘結(jié)劑結(jié)合的上文列出的那些材料(或其他磁性材料)的結(jié)合。
[0021]如本文所使用的，“導(dǎo)磁率”和“磁導(dǎo)率”表示相對(duì)磁導(dǎo)率，其等于材料的絕對(duì)磁導(dǎo)率(Ua)與自由空間的磁導(dǎo)率(μ。)之比。由于相對(duì)磁導(dǎo)率是一個(gè)比值(ya/y。)，所以該值沒有單位。
[0022]在一些配置中，每個(gè)線圈均可以用于不同的電能傳輸技術(shù)或標(biāo)準(zhǔn)。在其他配置中，線圈可以被配置為根據(jù)多個(gè)技術(shù)進(jìn)行工作。例如，根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，線圈101可以用于緊耦合配置以支持諸如Qi標(biāo)準(zhǔn)和PMA標(biāo)準(zhǔn)之類的多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，而線圈104可以用于松耦合配置以支持諸如A4WP標(biāo)準(zhǔn)之類的一個(gè)或多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。
[0023]可以基于將與每個(gè)線圈101和線圈104 —起使用的不同電能傳輸技術(shù)或標(biāo)準(zhǔn)(例如，緊耦合、松耦合)選擇組件100的幾何結(jié)構(gòu)和材料。在一些實(shí)施例中，例如，可以根據(jù)線圈101的工作參數(shù)選擇屏蔽102的材料和幾何結(jié)構(gòu)，該線圈101根據(jù)第一和/或第二 IWPT標(biāo)準(zhǔn)(例如，Qi和/或PMA)工作；以及可以根據(jù)線圈104的工作參數(shù)選擇屏蔽105的材料和幾何結(jié)構(gòu)，該線圈104根據(jù)第三IWPT標(biāo)準(zhǔn)(例如，A4WP)工作。在其他實(shí)施例中，可以根據(jù)用于不同IWPT技術(shù)的線圈101和104 二者的工作參數(shù)選擇屏蔽102和105的每一個(gè)的材料和幾何結(jié)構(gòu)。例如，屏蔽102和105可以設(shè)計(jì)用于為屏蔽工作在一個(gè)或多個(gè)模式中的線圈101提供特定組合效果，而屏蔽105的設(shè)計(jì)進(jìn)一步為屏蔽工作在一個(gè)或多個(gè)附加的其他模式中的線圈104提供特定效果。
[0024]圖2A和圖2B示出了用于分別從基站設(shè)備205和207接收無線電能傳輸?shù)膬煞N不