本發(fā)明一般涉及感應一個或多個平面導體中攜帶的電流，例如涉及一種電流傳感器及電流感應方法。

背景技術：

WPTS(Wireless Power Transfer Systems，無線電力傳輸系統)作為一種方便的無需電纜或連接器的電力傳送方式，越來越普遍。WPTS當前在產業(yè)中的發(fā)展可以分為兩個主要的類別：MI(Magnetic Induction，磁感應)系統和MR(Magnetic Resonance，磁諧振)系統。該兩類系統均包括：發(fā)射單元，有時稱為PTU(Power Transmitting Unit，電力發(fā)射單元)，和接收單元，有時稱為PRU(Power Receiving Unit，電力接收單元)。一般地，PTU用來無線地對其他設備或應用中的移動設備進行充電，諸如智能手機、便攜式音樂播放器、平板電腦和筆記本電腦。移動設備可以包括：PRU。

感應式WPTS一般通過使用頻率變化來操作在分配的大約一百至幾百KHz(千赫茲)的頻率范圍內，其中該頻率變化作為電力潮流(power flow)控制機制。MI WPTS操作在短距離上(一般大致限制為電力發(fā)射線圈的直徑)。在MI WPTS中，磁場自電力發(fā)射線圈呈指數式衰減，并且沒有來自線圈的輻射。

諧振WPTS一般通過使用已調諧好的接收天線網和輸入電壓調節(jié)來操作在單個諧振頻率，從而調節(jié)輸出電力。在一般應用中，MR WPTS操作在6.78MHz(兆赫茲)的頻率處。由于使用已調諧好的接收天線，所以可感知的電力轉移可以出現在大于電力發(fā)射線圈直徑的距離范圍內。

伴隨WPTS引入商業(yè)產品中，形成了使用MR/MI系統的各種不同的電力傳輸方式。一些工業(yè)協會正致力于發(fā)展國際標準，用于基于無線電力傳輸的消費產品，該些工業(yè)協會例如為WPC(Wireless Power Consortium，無線充電聯盟)和AFA(AirFuel Alliance)。這些標準例如可包括：經由設備的接收線圈和電力整流電路來在PRU處產生的整流電流量、電壓量和/或功率量的規(guī)范。一些標準也對無線接收器處的整流電流的均勻性設置約束(constraint)或者對無線電力發(fā)射器發(fā)射的電力的均勻性設置約束。

技術實現要素：

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種電流傳感器及電流感應方法，可以抵消均勻磁場或者線性梯度磁場的影響。

本發(fā)明提供了一種電流傳感器，用于感應一對導體中攜帶的電流，該電流傳感器包括：第一繞組、第二繞組和第三繞組；

該第二繞組，位于該對導體中的第一導體和第二導體之間，其中，該第二導體攜帶的電流與該第一導體攜帶的電流大小相等且方向相反；

該第一繞組，位于該第一導體的相異于該第二繞組的一側；

該第三繞組，位于該第二導體的相異于該第二繞組的一側。

其中，該第一繞組和該第三繞組在第一繞線方向上繞線，該第一繞線方向相反于該第二繞組的第二繞線方向。

其中，該對導體、該第一繞組、該第二繞組和該第三繞組均為平面的。

其中，該對導體形成于印刷電路板或者集成電路上。

其中，該第二繞組的面積等于該第一繞組的面積與該第三繞組的面積之和。

其中，進一步包括：無線電力發(fā)射線圈，連接至該對導體。

其中，進一步包括：電流感應電路，至少連接至該第一繞組。

其中，該第一繞組、該第二繞組和該第三繞組形成單個的連續(xù)的導電路徑。

其中，進一步包括：至少一個額外的第一繞組、至少一個額外的第二繞組和至少一個額外的第三繞組；

其中，該至少一個額外的第二繞組位于該第一導體和該第二導體之間；

該至少一個額外的第一繞組位于該第一導體的相異于該第二繞組的一側；

該至少一個額外的第三繞組位于該第二導體的相異于該第二繞組的一側。

其中，該第一繞組和該至少一個額外的第一繞組形成多個第一繞組，該第二繞組和該至少一個額外的第二繞組形成多個第二繞組，以及該第三繞組和該至少一個額外的第三繞組形成多個第三繞組，并且該多個第一繞組、該多個第二繞組和該多個第三繞組形成單個的連續(xù)的導電路徑。

其中，該單個的連續(xù)的導電路徑的第一部分形成于第一平面上，且該單個的連續(xù)的導電路徑的第二部分形成于第二平面上。

其中，該對導體形成于第三平面上。

其中，該多個第一繞組、該多個第二繞組和該多個第三繞組由印刷電路板或集成電路上的兩個導電平面形成。

本發(fā)明提供了一種電流感應方法，用于感應流過一對導體的電流，該方法包括：

磁感應第一繞組中的第一電流；

磁感應第二繞組中的第二電流；以及

磁感應第三繞組中的第三電流；

其中，該第二繞組，位于該對導體中的第一導體和第二導體之間，該第一繞組位于該第一導體的相異于該第二繞組的一側，該第三繞組位于該第二導體的相異于該第二繞組的一側；

其中，該第二導體攜帶的電流與該第一導體攜帶的電流大小相等且方向相反。

其中，進一步包括：將該第一電流、該第二電流和該第三電流相加以得到信號電流，該信號電流與流進該對導體的電流成比例。

其中，該第二繞組的面積等于該第一繞組的面積加上該第三繞組的面積。

其中，該對導體、該第一繞組、該第二繞組和該第三繞組均為平面的。

其中，進一步包括：

使用第一導電平面來傳送該電流通過該對導體；以及

使用至少一個額外的導電平面來傳送感應的電流通過該第一繞組、該第二繞組和該第三繞組。

其中，進一步包括：使用該電流來驅動無線電力發(fā)射線圈。

其中，進一步包括：根據自該第一電流、該第二電流和該第三電流之和確定的值，調整該電流的幅度。

本發(fā)明提供了一種電流傳感器，包括：

第一平面繞組，具有第一面積且形成于導體的第一側；

第二平面繞組，具有等于該第一面積的第二面積且形成于該導體的第二側；以及

導電通孔，將該第一平面繞組的第一部分連接至該第一平面繞組的第二部分，其中該第一部分位于第一導電平面，該第二部分位于第二導體平面。

其中，該第一平面繞組的第一繞線方向相反于該第二平面繞組的第二繞線方向。

其中，該導體位于印刷電路板或者集成電路的第三平面上。

其中，該第一平面繞組和該第二平面繞組形成單個的連續(xù)的導電路徑。

本發(fā)明實施例的有益效果是：

以上的電流傳感器，將第二繞組設置在一對導體之間，第一繞組和第三繞組分別設置在該對兩導體的兩側，從而使得該電流傳感器可以抵消均勻磁場或者線性梯度磁場的影響。

附圖說明

在附圖中，各圖中相同的標記表示相同或相似的元件。出于簡化目的，在附圖中并沒有標記出每個元件。關于附圖所做的方向參考僅是說明目的，不意味著限制描述的裝置的方向和配置。附圖并不必然地按比例繪制，而是將重點放在說明其中描述的技術和設備的各個方面。

圖1描繪了根據一些實施例的無線電力發(fā)射器中的一些元件；

圖2示意了根據一些實施例的平面雙線圈電流傳感器；

圖3描繪了根據一些實施例的多平面(multi-level)多線圈電流傳感器；

圖4描繪了根據一些實施例的多平面多線圈電流傳感器；

圖5描繪了根據一些實施例的多平面多線圈電流傳感器，用于一對攜帶電流的導體；

圖6示意了根據一些實施例的一對攜帶電流的導體附近的磁場；

圖7示意了根據一些實施例的均勻磁場的抵消(cancellation)，該均勻磁場用于多線圈電流傳感器；以及

圖8示意了根據一些實施例的線性梯度磁場的抵消，該線性梯度磁場用于多線圈電流傳感器。

具體實施方式

在本申請說明書及權利要求當中使用了某些詞匯來指稱特定的組件。本領域技術人員應可理解，硬件制造商可能會用不同的名詞來稱呼同一個組件。本說明書及權利要求并不以名稱的差異作為區(qū)分組件的方式，而是以組件在功能上的差異作為區(qū)分的準則。在通篇說明書及權利要求當中所提及的“包括”、“包含”為一開放式的用語，故應解釋成“包括(含)但不限定于”。另外，“耦接”一詞在此為包括任何直接及間接的電氣連接手段。因此，若文中描述第一裝置耦接于第二裝置，則代表該第一裝置可直接電氣連接至該第二裝置，或透過其它裝置或連接手段間接地電氣連接至該第二裝置。

本發(fā)明涉及通過使用平面感應線圈來感應一個或多個平面導體攜帶的初級電流。平面感應線圈(也稱為“傳感器”)可以包括：多個繞組，分布在一個或多個平面導體附近，并且用于響應穿過傳感器的大致均勻的或者具有大致線性梯度的時變磁場而產生可忽略的電流。平面導體可以是集成電路的一部分或者是PCB(Printed Circuit Board，印刷電路板)上的導電線路(trace)，該平面導體用于攜帶時變電流并且在其附近產生時變磁場。在一些實現中，平面導體可以攜帶交流電(AC)至用于無線電力傳輸的發(fā)射線圈。傳感器的繞組可以裝配得靠近該一個或多個平面導體并且用于感應該一個或多個平面導體產生的時變磁場。繞組可以產生與流進一個或多個平面導體的初級電流成比例的次級電流。

一些電路應用對傳送至電路中元件或者電路中元件發(fā)射的的電力量和/或電力的均勻性(uniformity)要求嚴格的約束。例如，可以對無線發(fā)射器發(fā)射的電力或信號電力量和/或均勻性設置約束。對于無線電力傳送，已建立的標準(諸如AF(AirFuel)共振標準)可能在無線電力發(fā)射器發(fā)射的總電力和/或電力的均勻性方面施加限制。例如，可以將發(fā)射的電力的均勻性限制為均方根幅度變化(amplitude variation)，且該幅度變化不超過平均輸出的±5％。其他應用可以施加不同的約束，該不同的約束涉及電路內流動的電力。例如，在一些情形中，出于加熱或者電路損害考量，對電力或電流施加限制。

發(fā)明人意識到并且理解，一些電路可能需要自穩(wěn)定(active stabilization)來控制傳送至電路元件的電力量或者電路元件發(fā)射的電力量，這些電路諸如為無線電力傳輸電路或者其他的平面組合電路(planar fabricated circuit)。例如并參考圖1，無線電力發(fā)射器100中的無線電力發(fā)射線圈130發(fā)射的電力可能需要自穩(wěn)定。發(fā)明人也意識到并且理解，電流驅動器的驅動幅度和流入負載的實際電流量之間可能為非線性關系，其中該電流驅動器用于向電路元件(如電力發(fā)射線圈130)供應電流。相應地，發(fā)明人意識到并且理解，在負載的位置處或者附近，有助于感應傳送入負載的電流量或電力量，例如，在一個或多個用于傳送電流至負載的導體處。

在一些情形中，導體攜帶的電流量可能太大而不能通過電阻型傳感器來感應。在一些實現中，傳統的電流感應器對于特定應用，可能會表現出太多的電力損失、太大的體積和/或太復雜。盡管一些電流傳感器具有高度的準確性，但是這些電流傳感器可能需要先進的微制造技術來實現，并且對于某些應用，這些電流傳感器具有過度的成本。

因此，發(fā)明人構思出了一種低成本的、平面的、電流感應線圈，該電流感應線圈可裝配至一個或多個導體附近，并且用于感應流入該一個或多個導體的時變電流。該電流感應線圈可以用于產生能從背景時變磁場中忽略的電流，該背景時變磁場在空間中大致均勻分布或者具有大致的線性梯度(linear gradient)。當初級時變電流流過一個或多個導體時，在該一個或多個導體的附近產生時變磁場。因此，該時變磁場可以在電流感應線圈中感應出次級電流，其中，該次級電流與流入該一個或多個導體中的初級電流量成比例。接著，可以處理(如整流)該次級電流，并將處理后的次級電流反饋至驅動器，該驅動器用于提供流入該一個或多個導體的該初級電流。

再次參考圖1，描繪了無線電力發(fā)射器100的一個示例。無線電力發(fā)射器100可以是薄輪廓(low-profile)電子設備，可以放置在任何方便的位置(如筆記體電腦上、平板電腦上、工作臺平面上、床頭柜上，交通工具中等)，并且無線地發(fā)射電力至無線接收設備，其中該無線接收設備放置得靠近(如在大約50mm的范圍內)該無線電力發(fā)射器100。根據一些實施例，無線電力接收設備可以提供反饋信號給該無線電力發(fā)射器100，以供該無線電力發(fā)射器100識別接收設備處是否需要更多或更少的電力。

根據一些實施例，無線電力發(fā)射器100可以包括：電路板105。其中，該電路板105可以包括：該無線電力發(fā)射器100的一個或多個電子元件，諸如至少一個電力轉換器120、處理器140(或者其他控制電路)以及發(fā)射線圈130。電力轉換器120可以轉換來自電力源的電力以產生振蕩電流，該振蕩電流應用至發(fā)射線圈130。在一些實施例中，電力源可以為外部電力源，如傳統的住宅或商業(yè)AC(交流)電線源，諸如但不限制為60Hz、100～127V AC。電線電力源的其他示例包括：60Hz、220～240V AC，50Hz、100～127V AC以及50Hz、220～240V AC。在一些實現中，電力源可以是來自交通工具(如汽車、鐵路或飛機的電子系統電源)的DC(Direct Current，直流)電力源。電力轉換器120可以通過電力插座110和/或延長線接收電力，例如，該延長線插入傳統的住宅或商業(yè)AC電源插座或者交通工具的DC電源插座。在一些實現中，無線電力發(fā)射器可以包括：電池(未示出)，該電池可以連接至電力轉換器和/或處理器140以不間斷地提供電力。在一些實施例中，電力轉換器120可以包括：開關式電力電源和濾波電路，用于將來自電力源的電力轉換為應用至發(fā)射線圈130的振蕩電流。該振蕩電流可以振蕩于遵循無線電力傳輸標準的固定頻率處，或者在遵循其他無線電力傳輸標準的頻率范圍內變化。例如，振蕩電流可以在大約6.78MHz的頻率處振蕩，但是在一些情形中可以使用其他的頻率。在一些實施例中，電力轉換器120可以包括：反相器和一個或多個阻抗匹配網絡，以有利于電力轉換器120和電力發(fā)射線圈130之間的電力傳輸。

發(fā)射線圈130可以包括：導電線圈，具有中央開口區(qū)域135。該電力發(fā)射線圈130可以具有任何合適的形狀，例如正方形、長方形、多邊形、圓形、橢圓形，等等。該電力發(fā)射線圈130可以包括：一個或多個導電繞組(winding)，并且該電力發(fā)射線圈130可以通過兩個導體125連接至電力轉換器120。該繞組可以圖案化為一個或多個導電電流環(huán)。例如，繞組可以由PCB(Printed Circuit Board，印刷電路板)中的一個或多個導電(如銅)平面(conductive level)形成。對于微尺度的無線電力應用，繞組(例如用于信號傳送)可以由集成電路的一個或多個金屬化平面(metallization level)形成。振蕩電流(應用至無線電力發(fā)射器100的發(fā)射線圈130)在該發(fā)射線圈130附近產生振蕩磁場，該振蕩磁場貫穿無線電力發(fā)射器100的附件且于設計的充電區(qū)域(未示出)中具有最大值，其中，該充電區(qū)域一般位于發(fā)射線圈130的開口區(qū)域135的上方或靠近該開口區(qū)域135。

根據一些實施例，無線電力發(fā)射器100可以包括：用于MR無線電力傳輸的電力轉換器120和電力發(fā)射線圈130。在一些實施例中，無線電力發(fā)射器100可以包括：用于MI無線電力傳輸的電力轉換器120和電力發(fā)射線圈130。

根據一些實施例，無線電力發(fā)射器100可以進一步包括：能夠通信的處理器140和信號收發(fā)器150。例如，該處理器140可以包括：微控制器、微處理器、DSP(Digital Signal Processor，數字信號處理器)、FPGA(Field Programmable Gate Array，現場可編程門陣列)、模擬電路、邏輯電路或者他們的組合。處理器140可以同至少一個存儲設備145通信，該存儲設備145存儲了可由處理器140執(zhí)行的機器可讀指令，從而使得無線電力發(fā)射器100適用于執(zhí)行電力傳送相關的操作。其中，存儲設備145可以包括：RAM(Random-Access Memory，隨機訪問存儲器)、ROM(Read Only Memory，只讀存儲器)、閃存、緩存或者其他任何合適的存儲器。處理器140可以與電力轉換器120通信。例如，處理器140可以通過一個或多個電連接件來連接至該電力轉換器120，其中電力和數據可以通過該一個或多個電連接件來傳輸。處理器140通過協調電力轉換器120和收發(fā)器150的操作、發(fā)送數據至電力轉換器120和收發(fā)器150，以及處理來自電力轉換器120和收發(fā)器150的數據，從而管理無線電力發(fā)射器100的控制。

在一些實施例中，收發(fā)器150可以包括：RF(radio-frequency，射頻)發(fā)射器，用于發(fā)射數據信號至外部設備或者從外部設備接收數據信號，其中，該外部設備例如為由無線電力發(fā)射器對其充電或對其供能的設備。例如，收發(fā)器150可以用于Wi-Fi或藍牙通信，但是收發(fā)器150不僅限制于這些通信協議。在一些實現中，收發(fā)器150可以用于有線通信，例如通過USB(Universal Serial Bus，通用串行總線)。在一些實現中，收發(fā)器150可以包括：獨立的發(fā)射和接收芯片或電路。在一些實施例中，收發(fā)器150可以與無線電力傳輸使用相同的磁耦合鏈路來發(fā)送數據至無線電力接收設備，以及接收來自無線電力接收設備的數據。這些的通信過程包括但不限制于：帶內通信、負載調制、或者反向散射調制(backscatter modulation)。通過與被充電設備進行通信，可以接收來自該被充電的設備的反饋信號并且無線電力發(fā)射器使用該反饋信號來調整發(fā)射線圈130發(fā)射的電力量。

根據一些實施例，在一個或多個連接至負載的導體125的上方，有助于感應流入發(fā)射線圈130(或者其他實施例中的其他負載)的電流量。圖2繪示了電流感應線圈200(也稱為“電流傳感器”或者“傳感器”)的一個實施例，可以用于感應流過導體125的電流。在一些情形中(例如，當用于感應傳送至電力發(fā)射線圈的電流時)，該電流感應線圈的尺寸可以小于10X10毫米。在一些實現中，傳感器的尺寸可以小至10X10微米(例如，當用于感應流過集成電路中的導體的電流時)。

在一些實現中，電流感應線圈200可以包括：位于導體125第一側的第一繞組220以及位于導體125第二側的第二繞組230。對于圖2描繪的實施例，第一繞組220、導體125和第二繞組230可以是共平面的并且由PCB上的相同導電平面或者集成電路中的相同金屬化平面形成。第一繞組220可以具有第一頭部212和第二頭部214，其中可以自該第一頭部212和第二頭部214偵測到(如使用跨阻放大器)第一電流。第二繞組230具有第一頭部216和第二頭部218，其中，可以自該第一頭部216和第二頭部218偵測到第二電流。在一些實施例中，第一電流和第二電流可以相加以產生次級電流。

在一些實現中，第一繞組220的面積和形狀可以與第二繞組230的面積和形狀大致相同。繞組可以具有任何合適的形狀而不一定是矩形。第一繞組220和第二繞組230距離導體125的距離可以大致相同，但是不需要彼此直接相對設置。例如，一個繞組可以位于另一繞組的上游，但是優(yōu)選的是兩個繞組極為靠近。

當在操作中時，流過導體125的時變電流在導體的兩側分別產生時變磁場B₁和B₂。在圖中描繪了時變磁場自導體呈放射狀地衰減。該磁場也存在繞組外部，但是沒有繪示以簡化示圖。在線圈所在平面中，磁場可以在±y方向上衰減，并且沿x方向大致均勻。導體125兩側的磁場幅度大致相等。由于穿過第一繞組220和第二繞組230的時變磁場的變化，所以該時變磁場將在第一繞組220中感應出第一電流以及在第二繞組230中感應出第二電流，其中該第一電流可以在第一頭部212和第二頭部214處偵測到，該第二電流可以在第一頭部216和第二頭部218處偵測到。

根據一些實施例，差分偵測可以用來處理該兩個繞組的電流，但是在其他實施例中可以使用其他處理技術。例如，第一繞組220的第一頭部212可以應用至差分放大器的第一信號輸入端，并且第二繞組230的第一頭部216可以應用至差分放大器的第二信號輸入端。第一和第二繞組的第二頭部均接地。在此方式中，由于電流在該兩個繞組中以相反方向流動，因此通過差分放大器可以有效地將第一繞組220中產生的第一電流和第二繞組230中產生的第二電流相加。進一步地，通過差分放大器可以消除針對兩個繞組的共同噪聲。由于第一繞組220和第二繞組230的面積可以大致相等，因此以相同的方向穿過該兩個繞組的時變均勻磁場將在每個繞組中產生共同的電流信號，其中通過差分放大器可以有效地消除該共同的電流信號。如果電流感應線圈200占據小的面積(如1cm²或更小)，那么該電流感應線圈200可以拒絕掉大多數的背景磁場，其中該背景磁場在感應線圈的區(qū)域范圍內大致均勻，但是在更大的區(qū)域范圍內非均勻。

圖3描繪了電流感應線圈300的替代實施例。在本實施例中，第一繞組320和第二繞組330可以由單個導電路徑形成而不是兩個獨立的導電路徑。通過使用PCB或集成電路中的兩個以上的導電平面來形成該單個導電路徑。例如，導電路徑的第一部分可以從第一頭部312開始，穿過導體125并繼續(xù)至導電通孔(conductive via)328。在導電通孔328處，導電路徑可以垂直地進行至第二平面，完成第一繞組320，穿過導體125并繼續(xù)至第二頭部314。導體125可以在第三平面被圖案化，其中該第三平面可以位于用于形成電流傳感器的該第一平面和第二平面的上方、之間(如圖示)或者下方。

根據一些實施例，電流感應線圈300中的第一繞組320和第二繞組330的面積和形狀以及相距導體125的距離可以大致相同。由于繞組方向被倒轉，因此均勻的時變磁場在電流感應線圈300中產生可忽略的次級電流，其中該均勻的時變磁場產生穿過該兩個繞組的大致相等的通量。但是，流過導體125的時變電流產生的磁場將在每個繞組中感應出電流；該每個繞組中感應出的電流被相加以提供次級電流信號；該次級電流信號可以在繞組的頭部312和314處偵測到。

盡管圖2和圖3描繪了感應單個導體125上的電流的實施例，但是如果攜帶相同電流的第二導體位于導體125附近，那么可能危害(compromised)傳感器的準確性。例如再次參考圖1，導體125可以彼此隔開并且攜帶大致相同的至/來自功率發(fā)射線圈130的電流量。根據一些實施例，圖4描繪了電流感應線圈400用于感應以相反方向流過一對導體125的電流。

用于一對導體的電流傳感器可以包括：位于第一導體第一側上的第一繞組420，位于該兩個導體之間的第二繞組430以及位于第二導體相異于(opposite)第二繞組430的一側上的第三繞組440。在一些實施例中，第一繞組420、第二繞組430和第三繞組430可以由獨立的繞組形成，如圖2所示，從而使得這些繞組和導體125可以從單個平面被圖案化。在其他一些實施例中，這些繞組可以形成為連接的繞組，如圖4所示。根據一些實施例，第二繞組430的面積與第一和第三繞組420和440的面積之和大致相等。根據一些實施例，該些繞組可以具有任何合適的形狀并且放置得使這些繞組在每個導體125的任一側攔截大致相等的磁通量。

在一些實現中，第一繞組420、第二繞組430和第三繞組440可以形成為單個的連續(xù)的導電路徑。例如，電流傳感器的第一頭部412可以從第一導電平面被圖案化。該導電路徑自頭部412延伸，穿過該對導體125，并且延伸至導電通孔328，以大致形成每個繞組的一半。在導電通孔328處，導電路徑可以垂直地繼續(xù)進行至第二平面；于第二平面，導電路徑穿過該兩個導體125并且延伸至第二頭部414，從而形成完整的繞組。該對導體125可以從單個平面被圖案化，該單個平面可以位于用于形成電流線圈400的導電平面的上方，之間或者下方。

當操作時，流過該對導體125的電流將產生時變磁場，如圖所示。通過時變磁場B₁、B₂和B₃來配置(交替反轉)繞組，使得第一繞組420產生的第一電流加上第二繞組430產生的第二電流，再加上第三繞組440產生的第三電流。

根據一些實施例，可以使用電流感應電路460來偵測到由第一、第二和第三電流之和產生的全部次級電流，其中該電流感應電路460可以包括：跨阻放大器和整流器，用于產生與感應的電流量成比例的輸出電壓。在一些實施例中，數字化該產生的電壓，如使用ADC(Analog-to-Digital Converter，模數轉換器)。在一些情形中，電流感應電路460的輸出可以反饋至用于電力發(fā)射線圈130的電力轉換器120和/或驅動電路，以及該輸出可用來調整傳送至電力發(fā)射線圈130的電力量或電流量。在此種方式中，可以穩(wěn)定電力線圈130發(fā)射的電力量。

盡管圖3和圖4描繪了具有單個導電通孔328的線圈，但是在一些實施例中可以使用額外的導電通孔。例如，可以在第二繞組330或第三繞組440中使第二導電通孔，從而使得線圈頭部312、314或412、414可以位于相同的平面上。

根據一些實施例，圖5描繪了多繞組的電流感應線圈500。該電流傳感器可以用于感應流入一對導體125的電流并且提供更強的次級電流。多個繞組的傳感器可以包括：多個第一繞組520，多個第二繞組530和多個第三繞組540。第一繞組520位于第一導體的第一側，第二繞組530位于兩個導體125之間，以及第三繞組540位于第二導體的相異于第二繞組530的一側。外圍的繞組的方向與第二繞組530的方向相反。根據一些實現，第一繞組520的總面積加上第三繞組540的總面積大致等于第二繞組530的總面積。繞組可以被塑形并且位于使得在每個導體125的任一側大致攔截相同通量的位置。相比單個繞組，使用多個繞組來增加電流傳感器的次級電流量。

在一些實施例中，如圖5所示，可以由單個連續(xù)的導電路徑來形成多個繞組的電流感應線圈500。部分的導電路徑可以形成在第一平面上，以及部分的導電路徑可以形成在第二平面上，但是在一些實現中可以使用額外的平面。例如，導電路徑的第一部分(圖示中的黑色線指示)可以形成在第一導電平面上(如PCB的第一銅平面或者集成電路的第一金屬化平面)。導電路徑的第二部分550(圖中淺色線指示)可以形成在第二導電平面上。導電通孔328可以連接第一導電平面和第二導電平面之間的導電路徑。該對導體125可以運行在用于形成導電路徑的第一部分和第二部分的平面之間、上方或下方。

布置圖4和圖5所示的傳感器以使得每個繞組中產生的電流相加以在傳感器頭部412，414或者512，514產生次級電流，其中因為時變磁場B₁、B₂和B₃而在每個繞組中產生電流，而時變磁場B₁、B₂和B₃的產生則是因為電流流入導體125。電流感應電路460可以連接至上述頭部以偵測電流信號。

圖6圖形化地描繪了如何由時變磁場產生信號，其中通過將電流流入一對導體125來產生該時變磁場。圖6中的圖形表示磁場分布(magnetic field profile)610的即時快照，其中通過將電流I₁，I₂流入一對導體來產生該磁場分布610。對于描繪的實施例，|I₂|＝|I₁|。磁場為z定向的并且具有表示為y函數的幅度依賴(amplitude dependence)。在該即時快照中，磁場的幅度在兩個導體125的左方和右方為正，在兩個導體125之間為負。例如，第一陰影區(qū)域620對應穿過電流傳感器中的第一繞組420的磁通量。第二陰影區(qū)域630對應穿過第二繞組430的磁通量，以及第三陰影區(qū)域640對應穿過第三繞組440的磁通量。由于第二繞組430與第一繞組420和第三繞組440的方向相反，因此從穿過第一和第三繞組的正磁通量中減去穿過第二繞組的負磁通量，從而電流感應線圈400可以將該三個磁通量和導致的感應電流有效地相加。

圖7圖形化地示意了圖4和圖5的電流傳感器如何本質上排斥均勻磁場。當均勻的時變磁場(如由導體125的位置處的電力發(fā)射線圈130產生)以相同方向流過每個繞組時，因為第二繞組與第一和第三繞組的方向相反并且第一和第三繞組的面積之和大致等于第二繞組的面積，所以將在傳感器中產生可忽略的總的次級電流?？蓮膱D7中所見，穿過第一和第三繞組的總通量(陰影區(qū)域720和740所指示)可以大致等于穿過第二繞組的通量(陰影區(qū)域730所指示)。因為第二繞組430相反于第一和第三繞組，所以從穿過第一和第三繞組的通量中減去穿過第二繞組的通量。如此，通過電流感應線圈400的凈通量大致為0并且該均勻磁場產生可忽略的次級電流。

需要注意的是，如果磁場僅在沿y方向的幅度中均勻，那么可以抵消“均勻”磁場。磁場的幅度可以具有沿x方向的任意分布并且仍然被圖4和圖5所示的電流感應線圈排斥。

圖8的圖形示意了幅度上具有線性梯度的磁場如何也產生可忽略的電流，該可忽略的電流通過圖4和圖5的電流傳感器，其中第一繞組的面積和第三繞組的面積之和大致等于第二繞組的面積。從陰影區(qū)域820，830和840可以理解穿過電流感應線圈的凈通量為0，其中陰影區(qū)域820，830和840分別表示穿過第一、第二和第三繞組的磁通量。即使磁場的幅度可以呈現沿x方向的任意分布，但是對于沿y方向的線性梯度，可以忽略凈通量和線圈中感應的次級電流。

此中描述的設備和技術的各個方面可單獨地使用，在組合中使用，或在前文描述的實施例中沒有具體討論的多中布置中使用，因此該各個方面在其應用上不限于在前文描述中闡述或者在附圖中圖示的部件細節(jié)和布置。在一個實施例中描述的方面與其他實施例中所描述的方面可以采用任何方式來組合。

權利要求書中修飾權利要求的例如“第一”、“第二”、“第三”等的序數詞的使用并非單獨地意味著任何優(yōu)先權、優(yōu)先級或者一個元件的順序早于另一個元件，或執(zhí)行方法的動作的時間順序。而是，除非特別闡明，否則此類序數詞僅用作區(qū)分具有某一名稱的一個權利要求元件與具有相同名稱的另一元件(但沒有使用序數詞)的標簽。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。