專利名稱：無線充電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大體上涉·及無線電力，且更具體地說，涉及用于提供裝置的電力狀態(tài)且對裝置無線充電的系統(tǒng)、裝置和方法。
背景技術(shù)：
正開發(fā)在發(fā)射器與待充電的裝置之間的空中電力發(fā)射上使用的方法。這些方法一般屬于兩個種類。一類是基于發(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)場輻射)的耦合，所述接收天線收集所輻射的電力，且對其進(jìn)行整流以用于為電池充電。天線通常具有諧振長度，以便改進(jìn)耦合效率。此方法遭受電力耦合隨著天線之間的距離增大而快速下降的事實(shí)。因此，超過合理距離(例如>l_2m)的充電變得困難。另夕卜，由于所述系統(tǒng)輻射平面波，因此如果未通過濾波來恰當(dāng)?shù)乜刂疲敲礋o意的輻射可干擾其它系統(tǒng)。其它方法是基于嵌入(例如)“充電”墊或表面中的發(fā)射天線與嵌入待充電的主機(jī)裝置中的接收天線加整流電路之間的電感耦合。此方法的缺點(diǎn)在于發(fā)射天線與接收天線之間的間距必須非常近(例如，數(shù)毫米到數(shù)十毫米)，因此用戶必須將裝置定位在特定區(qū)域中。如所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，電子裝置可需要內(nèi)部電池的周期性充電或替換。此外，電子裝置的用戶可能不知道內(nèi)部電池需要充電。存在對與一種裝置有關(guān)的裝置、系統(tǒng)和方法的需要，其可提供向用戶提供裝置的電池的電力狀態(tài)、在電池需要充電時警告用戶以及包含用以執(zhí)行充電的裝置的功能性
發(fā)明內(nèi)容


圖1展示無線電力傳送系統(tǒng)的簡化框圖。圖2展示無線電力傳送系統(tǒng)的簡化示意圖。圖3說明供本發(fā)明的示范性實(shí)施例中使用的環(huán)形天線的示意圖。圖4是根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例的發(fā)射器的簡化框圖。
圖5是根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例的接收器的簡化框圖。圖6A和圖6B說明根據(jù)示范性實(shí)施例的經(jīng)配置以用于雙向無線電力發(fā)射的電子裝置的各種操作場景。圖7說明根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例的包含用于將電力無線發(fā)射到第二電子裝置的第一電子裝置的系統(tǒng)。圖8說明根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例的具有用于顯示另一電子裝置的充電狀態(tài)的顯示器的電子裝置。圖9是說明根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例的方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式下文結(jié)合附圖陳述的詳細(xì)描述意在作為本發(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。貫穿本描述而使用的術(shù)語“示范性”表示“充當(dāng)實(shí)例、例子或說明”，且不應(yīng)必然被解釋為比其它示范性實(shí)施例的優(yōu)選或有利。詳細(xì)描述包含用于提供對本發(fā)明示范性實(shí)施例的全·面理解的具體細(xì)節(jié)。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將明白，可在沒有這些具體細(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)和裝置，以便避免模糊本文所呈現(xiàn)的示范性實(shí)施例的新穎性。術(shù)語“無線電力”在本文中用以表示與在不使用物理電導(dǎo)體的情況下從發(fā)射器發(fā)射到接收器的電場、磁場、電磁場或其它相關(guān)聯(lián)的任何形式的能量。其后，在理解純磁場或純電場不發(fā)射電力的情況下，所有這三種場均將被一般地稱為輻射場。這些場必須耦合到“接收天線”以實(shí)現(xiàn)電力傳送。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提供到發(fā)射器104，以用于產(chǎn)生用于提供能量傳送的場106。接收器108耦合到場106，且產(chǎn)生輸出電力110，用于供耦合到輸出電力110的裝置(未圖示)儲存或消耗。發(fā)射器104和接收器108分開一距離112。在一個示范性實(shí)施例中，發(fā)射器104和接收器108根據(jù)相互諧振關(guān)系而配置，且當(dāng)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，發(fā)射器104與接收器108之間的發(fā)射損失在接收器108位于場106的“近場”中時為最小。發(fā)射器104進(jìn)一步包含發(fā)射天線114，用于提供用于能量發(fā)射的裝置，且接收器108進(jìn)一步包含接收天線118，用于提供用于能量接收的裝置。發(fā)射和接收天線根據(jù)待與之相關(guān)聯(lián)的應(yīng)用和裝置來定大小。如所陳述，高效的能量傳送是通過將發(fā)射天線的近場中的能量的大部分耦合到接收天線而不是以電磁波將大部分能量傳播到遠(yuǎn)場而發(fā)生。當(dāng)在此近場中時，可在發(fā)射天線114與接收天線118之間形成耦合模式。天線114和118周圍可發(fā)生此近場耦合的區(qū)域在本文中稱為耦合模式區(qū)。注意，根據(jù)本發(fā)明的各種示范性實(shí)施例，單個裝置(例如，移動電話)可包含:接收器(例如，接收器108)，其經(jīng)配置以從另一無線發(fā)射器無線接收電力；以及發(fā)射器(例如，發(fā)射器104)，其用于將電力無線發(fā)射到裝置。如下文更完整地描述，移動裝置(例如移動電話)可包括發(fā)射器104。另外，可嵌入裝置(例如醫(yī)療傳感器)可包括接收器108。圖2展示無線電力傳送系統(tǒng)的簡化示意圖。發(fā)射器104包含振蕩器122、功率放大器124以及濾波器和匹配電路126。振蕩器經(jīng)配置以在所要頻率(例如468.75KHz、6.78MHz或13.56MHz)產(chǎn)生，所述頻率可響應(yīng)于調(diào)整信號123而調(diào)整。振蕩器信號可由功率放大器124以響應(yīng)于控制信號125的放大量放大?？砂瑸V波器和匹配電路126，以濾出諧波或其它不想要的頻率，并使發(fā)射器104的阻抗與發(fā)射天線114匹配。接收器108可包含匹配電路132以及整流器和切換電路134以產(chǎn)生DC電力輸出以為電池136充電，如圖2中所示，或?yàn)轳詈系浇邮掌鞯难b置(未圖示)供電?？砂ヅ潆娐?32以使接收器108的阻抗與接收天線118匹配。接收器108和發(fā)射器104可通過調(diào)制所述場或在單獨(dú)的通信信道119(例如，藍(lán)牙、紫蜂、蜂窩式等)上通信。根據(jù)一個示范性實(shí)施例，發(fā)射器104可集成在移動裝置(例如移動電話)內(nèi)，且接收器108可集成在可充電裝置(例如可嵌入在活體內(nèi)的裝置)內(nèi)。在此示范性實(shí)施例中，接收器108可能夠?qū)⒅甘酒涑潆姞顟B(tài)的通信信號發(fā)射到發(fā)射器108。另外，發(fā)射器104可將電力無線發(fā)射到位于發(fā)射器104的充電區(qū)內(nèi)的接收器104。如圖3中所說明，用于示范性實(shí)施例中的天線可配置為“環(huán)形”天線150，其在本文中還可稱為“磁性”天線。環(huán)形天線可經(jīng)配置以包含空氣芯或物理芯，例如鐵氧體芯?？諝庑经h(huán)形天線可較可容忍放置在所述芯附近的外來物理裝置。此外，空氣芯環(huán)形天線允許將其它組件放置在芯區(qū)域內(nèi)。另外，空氣芯環(huán)可較容易地實(shí)現(xiàn)將接收天線118 (圖2)放置在發(fā)射天線114(圖2)的平面內(nèi)·，其中發(fā)射天線114(圖2)的耦合模式區(qū)可較強(qiáng)大。如所陳述，發(fā)射器104與接收器108之間的高效能量傳送在發(fā)射器104與接收器108之間的經(jīng)匹配或近似匹配的諧振期間發(fā)生。然而，甚至當(dāng)發(fā)射器104與接收器108之間的諧振不匹配時，也可傳送能量，但效率可能受影響。能量的傳送是通過將能量從發(fā)射天線的近場耦合到駐存在建立此近場的鄰域中的接收天線而不是將能量從發(fā)射天線傳播到自由空間中而發(fā)生。環(huán)形或磁性天線的諧振頻率是基于電感和電容。環(huán)形天線中的電感通常僅為由環(huán)形產(chǎn)生的電感，而通常將電容添加到環(huán)形天線的電感，以在所要諧振頻率下產(chǎn)生諧振結(jié)構(gòu)。作為非限制實(shí)例，可將電容器152和電容器154添加到天線，以形成產(chǎn)生諧振信號156的諧振電路。因此，在一個特定實(shí)例中，對于較大直徑的環(huán)形天線，感應(yīng)諧振所需要的電容的大小隨著環(huán)形的直徑或電感增加而減小。此外，隨著環(huán)形或磁性天線的直徑增加，近場的高效能量傳送區(qū)域增加。當(dāng)然，其它諧振電路是可能的。作為另一非限制實(shí)例，電容器可并聯(lián)放置在環(huán)形天線的兩個端子之間。另外，所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識到，對于發(fā)射天線，諧振信號156可為向環(huán)形天線150的輸入。圖4是根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例的發(fā)射器200的簡化框圖。發(fā)射器200包含發(fā)射電路202和發(fā)射天線204。一般來說，發(fā)射電路202通過提供導(dǎo)致產(chǎn)生發(fā)射天線204周圍的近場能量的振蕩信號來將RF電力提供給發(fā)射天線204。注意，發(fā)射器200可在任何合適頻率下操作。作為實(shí)例，發(fā)射器200可在13.56MHz的ISM頻帶下操作。示范性發(fā)射電路202包含:固定阻抗匹配電路206，其用于使發(fā)射電路202的阻抗(例如，50歐姆)與發(fā)射天線204匹配；以及低通濾波器(LPF) 208，其經(jīng)配置以使諧波發(fā)射減少到防止耦合到接收器108 (圖1)的裝置的自干擾的水平。其它示范性實(shí)施例可包含不同的濾波器拓?fù)?，包?但不限于)使特定頻率衰減同時通過其它頻率的陷波濾波器，且可包含自適應(yīng)阻抗匹配，其可基于例如到天線的輸出電力或由功率放大器汲取的DC電流等可測量的發(fā)射量度而變。發(fā)射電路202進(jìn)一步包含功率放大器210，其經(jīng)配置以驅(qū)動如由振蕩器212確定的RF信號。發(fā)射電路可由離散裝置或電路組成，或者可由集成組合件組成。從發(fā)射天線204輸出的示范性RF電力可小于IW或大約為幾瓦，這取決于應(yīng)用。發(fā)射電路202可進(jìn)一步包含控制器214，用于在針對特定接收器的發(fā)射階段(或工作循環(huán))期間啟用振蕩器212，用于調(diào)整振蕩器的頻率或相位，且用于調(diào)整用于匹配接收器的電力要求的輸出電力電平，或用于實(shí)施用于經(jīng)由其所附接接收器與相鄰裝置交互的通信協(xié)議。如所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員眾所周知，發(fā)射路徑中的振蕩器相位和相關(guān)電路的調(diào)整允許減少帶外發(fā)射，尤其是在從一個頻率轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪活l率時。發(fā)射電路202可進(jìn)一步包含負(fù)載感測電路216，其用于檢測由發(fā)射天線204產(chǎn)生的近場附近有源接收器的存在或不存在。舉例來說，負(fù)載感測電路216監(jiān)視流到功率放大器210的電流，其受由發(fā)射天線204產(chǎn)生的近場附近的有源接收器的存在或不存在影響。功率放大器210上的負(fù)載的變化的檢測是由控制器214監(jiān)視，以用于確定是否啟用振蕩器212來發(fā)射能量且與有源接·收器通信。發(fā)射天線204可用利茲線(Litz wire)來實(shí)施，或?qū)嵤榫哂薪?jīng)選定以使電阻損失保持較低的厚度、寬度和金屬類型的天線條。在常規(guī)實(shí)施方案中，發(fā)射天線204可通常經(jīng)配置以用于與例如桌子、墊子、燈等較大結(jié)構(gòu)或其它較不易攜帶的配置相關(guān)聯(lián)。因此，發(fā)射天線204通常將不需要“匝”，以便具有實(shí)際尺寸。發(fā)射天線204的示范性實(shí)施方案可為“電學(xué)上較小”(即，為波長的分?jǐn)?shù))，且通過使用電容器界定諧振頻率來調(diào)諧以在較低可用頻率下諧振。發(fā)射器200可搜集并跟蹤關(guān)于可與發(fā)射器200相關(guān)聯(lián)的接收器裝置的行蹤和狀態(tài)的信息。因此，發(fā)射器電路202可包含存在檢測器280、封閉式檢測器290或其組合，其連接到控制器214 (在本文中也稱為處理器)?？刂破?14可響應(yīng)于來自存在檢測器280和封閉式檢測器290的存在信號而調(diào)整放大器210所遞送的電力的量。發(fā)射器可通過若干電源接收電力，例如AC-DC轉(zhuǎn)換器(未圖示)，其用以轉(zhuǎn)換存在于建筑物中的常規(guī)AC電力；DC-DC轉(zhuǎn)換器(未圖示)，其用以將常規(guī)DC電源轉(zhuǎn)換為適合發(fā)射器200的電壓，或直接從常規(guī)DC電源(未圖示)接收電力。作為非限制實(shí)例，存在檢測器280可為運(yùn)動檢測器，其用以感測插入到發(fā)射器的覆蓋區(qū)域中的待充電裝置的初始存在。在檢測之后，可接通發(fā)射器，且可使用裝置所接收到的RF電力來以預(yù)定方式來回切換Rx裝置上的開關(guān)，其又導(dǎo)致發(fā)射器的驅(qū)動點(diǎn)阻抗的改變。作為另一非限制實(shí)例，存在檢測器280可為能夠例如通過紅外線檢測、運(yùn)動檢測或其它合適手段來檢測人的檢測器。在一些示范性實(shí)施例中，可能存在限制發(fā)射天線在特定頻率下可發(fā)射的電力的量的規(guī)章。在一些情況下，這些規(guī)章意在保護(hù)人免于電磁輻射。然而，可能存在其中發(fā)射天線被放置在并非由人占用或人很少占用的區(qū)域中的環(huán)境，例如車庫、工廠車間、商店等。如果這些環(huán)境無人，那么可準(zhǔn)許使發(fā)射天線的功率輸出增加到正常電力約束規(guī)章以上。換句話說，控制器214可響應(yīng)于有人存在而將發(fā)射天線204的功率輸出調(diào)整到規(guī)章規(guī)定的電平或以下，且當(dāng)人在發(fā)射天線204的電磁場的規(guī)章規(guī)定距離以外時將發(fā)射天線204的功率輸出調(diào)整到高于規(guī)章規(guī)定電平的電平。作為非限制實(shí)例，封閉式檢測器290(在本文中也稱為封閉艙室檢測器或封閉空間檢測器)可為用于確定包裹體何時處于閉合或打開狀態(tài)的裝置，例如感測開關(guān)。當(dāng)發(fā)射器位于處于閉合狀態(tài)的包裹體中時，可增加發(fā)射器的功率電平。
在示范性實(shí)施例中，可使用發(fā)射器200不會無限保持接通的方法。在此情況下，可對發(fā)射器200進(jìn)行編程以在用戶確定的時間量之后關(guān)斷。此特征防止發(fā)射器200 (尤其是功率放大器210)在處于其周邊的無線裝置完全充電之后運(yùn)行較久。此時間可歸因于用以檢測從中繼器或接收線圈發(fā)送的裝置完全充電的信號的電路的失效。為了防止發(fā)射器200在另一裝置放置于其周邊時自動關(guān)斷，發(fā)射器200的自動關(guān)斷特征可僅在其周邊檢測到缺乏運(yùn)動的設(shè)定周期之后被激活。用戶可能夠確定不活動時間間隔，并根據(jù)需要改變所述間隔。作為非限制實(shí)例，所述時間間隔可長于特定類型的無線裝置在最初被完全放電的假定下完全充電所述裝置所需的時間。圖5是根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例的接收器300的簡化框圖。接收器300包含接收電路302和接收天線304。接收器300進(jìn)一步耦合到裝置350，以用于向其提供接收到的電力。應(yīng)注意，將接收器300說明為在裝置350外部，但可集成到裝置350中。一般來說，可將能量無線傳播到接收天線304，且接著通過接收電路302耦合到裝置350。調(diào)諧接收天線304以在與發(fā)射天線204(圖4)相同的頻率或指定頻率范圍內(nèi)諧振。接收天線304可與發(fā)射天線204類似地定尺寸，或可基于相關(guān)聯(lián)裝置350的尺寸而不同地定大小。舉例來說，裝置350可為便攜式電子裝置，其直徑或長度尺寸小于發(fā)射天線204的直徑或長度。在此實(shí)例·中，可將接收天線304實(shí)施為多匝天線，以便減小調(diào)諧電容器(未圖示)的電容值，且增加接收天線的阻抗。舉例來說，可將接收天線304放置在裝置350的實(shí)質(zhì)外周周圍，以便最大化天線直徑，且減少接收天線的環(huán)匝(即，繞組)的數(shù)目以及繞組間電容。接收電路302提供與接收天線304的阻抗匹配。接收電路302包含電力轉(zhuǎn)換電路306，用于將接收到的RF能量源轉(zhuǎn)換為供裝置350使用的充電電力。電力轉(zhuǎn)換電路306包含RF到DC轉(zhuǎn)換器308，且還可包含DC到DC轉(zhuǎn)換器310。RF到DC轉(zhuǎn)換器308將接收天線304處接收到的RF能量信號整流為非交流電力，而DC到DC轉(zhuǎn)換器310將經(jīng)整流的RF能量信號轉(zhuǎn)換為與裝置350兼容的能量電位(例如，電壓)。預(yù)期各種RF到DC轉(zhuǎn)換器，包含部分和完全整流器、調(diào)節(jié)器、橋接器、倍頻器以及線性和切換轉(zhuǎn)換器。接收電路302可進(jìn)一步包含切換電路312，用于將接收天線304連接到電力轉(zhuǎn)換電路306，或者用于斷開電力轉(zhuǎn)換電路306。使接收天線304從電力轉(zhuǎn)換電路306斷開不僅暫停裝置350的充電，而且改變發(fā)射器200 (圖2)所“見”的“負(fù)載”。如上文所述，發(fā)射器200包含負(fù)載感測電路216，其檢測提供到發(fā)射器功率放大器210的偏置電流中的波動。因此，發(fā)射器200具有用于確定接收器何時存在于發(fā)射器的近場中的機(jī)制。當(dāng)多個接收器300存在于發(fā)射器的近場中時，可希望對一個或一個以上接收器的加載和卸載進(jìn)行時間多路復(fù)用，以使其它接收器能夠較高效地耦合到發(fā)射器。還可隱匿接收器，以便消除到其它附近接收器的耦合或減少附近發(fā)射器上的負(fù)載。接收器的此“卸載”在本文中也稱為“隱匿”。此外，由接收器300控制且由發(fā)射器200檢測的卸載與加載之間的此切換提供從接收器300到發(fā)射器200的通信機(jī)制，如下文更全面地闡釋。另外，協(xié)議可與實(shí)現(xiàn)消息從接收器300到發(fā)射器200的發(fā)送的切換相關(guān)聯(lián)。舉例來說，切換速度可大約為 100 μ sec。在示范性實(shí)施例中，發(fā)射器與接收器之間的通信涉及裝置感測和充電控制機(jī)制，而不是常規(guī)的雙向通信。換句話說，發(fā)射器可使用對所發(fā)射信號的開/關(guān)鍵控來調(diào)整能量是否在近場中可用。接收器將這些能量變化解譯為來自發(fā)射器的消息。從接收器側(cè)來看，接收器可使用接收天線的調(diào)諧和去諧來調(diào)整正從近場接受多少電力。發(fā)射器可檢測從近場使用的電力的此差異，并將這些變化解譯為來自接收器的消息。注意，可利用發(fā)射電力和負(fù)載行為的其它形式的調(diào)制，且可使用單向或雙向通信協(xié)議。接收電路302可進(jìn)一步包含信令檢測器和信標(biāo)電路314，其用以識別接收到的能量波動，能量波動可對應(yīng)于從發(fā)射器到接收器的信息信令。此外，還可使用信令和信標(biāo)電路314來檢測降低的RF信號能量(即，信標(biāo)信號)的發(fā)射，且將所述降低的RF信號能量整流為標(biāo)稱電力，用于喚醒接收電路302內(nèi)的未供電或電力耗盡的電路，以便配置接收電路302用于無線充電。接收電路302進(jìn)一步包含處理器316，其用于協(xié)調(diào)本文所述的接收器300的過程，包含對本文所述的切換電路312的控制。接收器300的隱匿還可在包含將充電電力提供給裝置350的外部有線充電源(例如，壁式/USB電力)的檢測的其它事件發(fā)生后即刻發(fā)生。除控制接收器的隱匿之外，處理器316還可監(jiān)視信標(biāo)電路314，以確定信標(biāo)狀態(tài)且提取從發(fā)射器發(fā)送的消息。處理器316還可調(diào)整DC到DC轉(zhuǎn)換器310，以獲得改進(jìn)的性能。圖6A和圖6B說 明根據(jù)示范性實(shí)施例的經(jīng)配置以用于雙向無線電力發(fā)射的電子裝置的各種操作場景。具體地說，經(jīng)配置以用于雙向無線電力發(fā)射的電子裝置380參與與電力基礎(chǔ)382的無線電力發(fā)射，其中電子裝置380接收無線電力，并將接收到的電力存儲在電池中。隨后，電子裝置380被懇求、自愿或以其它方式被招募為所儲存電力的供體。因此，一個或一個以上電子裝置384A、384B通過無線電力發(fā)射過程從電子裝置380接收電力。預(yù)期電子裝置380在充電模式下操作的無線發(fā)射過程可為將電力補(bǔ)給(例如緊急)或至少臨時電荷提供給另一裝置384B，或微電力裝置384A(例如醫(yī)療裝置、無線傳感器或致動器、耳機(jī)、MP3播放器等)的充電。出于此目的，經(jīng)由用戶接口或響應(yīng)于允許的懇求而將裝置380設(shè)定到一模式中。此外，電子裝置380還可執(zhí)行其自己的可用電力的能量管理以避免儲存在電子裝置380的電池內(nèi)的電力的過度耗散。因此，假定標(biāo)準(zhǔn)化無線電力接口，可幾乎在距可充當(dāng)供體電子裝置且提供充足電池容量的任何無線電力裝置的任何地方對裝置再充電或部分再充電。按照慣例，嵌入活體(例如，人類)內(nèi)的醫(yī)療裝置可能需要內(nèi)部電池的周期性替換，因此要求以適當(dāng)?shù)臅r間間隔對患者進(jìn)行外科手術(shù)。本發(fā)明的示范性實(shí)施例涉及一種裝置，其正常由用戶攜帶，例如移動電話，其可提供提供嵌入在或附著到用戶或結(jié)構(gòu)的裝置(例如，傳感器)的電池的充電狀態(tài)、在嵌入式裝置的電池需要再充電時警告用戶以及包含用以執(zhí)行再充電的裝置的功能性。注意，由于移動裝置(例如，移動電話)的電池通常為大于嵌入式裝置所利用的電池的一個數(shù)量級或以上，移動裝置電池上的漏極是可忽略的，因此，此再充電可在不顯著影響移動裝置使用的情況下完成。圖7說明系統(tǒng)400，其包含電子裝置402和可充電裝置404。電子裝置402可包含:一個或一個以上接收器(例如，圖5的接收器300)，其用于無線接收電力和無線接收數(shù)據(jù)；以及一個或一個以上發(fā)射器(圖4的發(fā)射器200)，其用于無線發(fā)射電力(例如，場407)，且可能無線發(fā)射數(shù)據(jù)。注意，在電子裝置402內(nèi)，發(fā)射天線204和接收天線304可物理上為同一裝置。電子裝置402可包括任何合適電子裝置，僅舉例來說，移動電話、個人數(shù)字助理(PDA)、平板計(jì)算機(jī)或其組合。電子裝置402可進(jìn)一步包含能量儲存裝置，例如電池(例如，圖2的電池136)。系統(tǒng)400進(jìn)一步包含可充電裝置404，其包含能量儲存裝置406，能量儲存裝置406可包括電池?？沙潆娧b置404可包含任何已知且合適的可充電裝置。根據(jù)一個實(shí)例，可充電裝置404可包含藍(lán)牙裝置。根據(jù)另一實(shí)例，可充電裝置404可包括嵌入式裝置，例如醫(yī)療裝置、傳感器或其組合。僅舉例來說，可充電裝置404可包括傳感器，其經(jīng)配置以用于嵌入(例如，植入、攝入、附著)在(僅例如)活體(例如，人類)或其它結(jié)構(gòu)內(nèi)或上面?？沙潆娧b置404可包含一個或一個以上接收器(例如，圖5的接收器300)，其用于無線接收電力，且可能無線接收數(shù)據(jù)?？沙潆娧b置404可進(jìn)一步包含一個或一個以上發(fā)射器，用于與另一電子裝置(例如電子裝置402)通信?？沙潆娧b置404可經(jīng)配置以發(fā)射與之相關(guān)聯(lián)的信息(例如身份信息或指示相關(guān)聯(lián)儲存電力狀態(tài)的信息)。根據(jù)一個示范性實(shí)施例，可充電裝置404可經(jīng)配置以發(fā)射指示其所儲存電力狀態(tài)的信標(biāo)信號。注意，電子裝置402和可充電裝置404可在單獨(dú)的通信信道409 (例如，藍(lán)牙、紫蜂、蜂窩式等)上通信。圖8說明電子裝置502，其可包括圖7中所說明的電子裝置402。如圖8中所說明，電子裝置502包含顯示器504。如上文所述，根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例，電子裝置502可經(jīng)配置以從自其請求電荷的遠(yuǎn)程裝置接收信號。此外，電子裝置502可經(jīng)配置以從遠(yuǎn)程裝置(例如，可充電裝置404)接收指示其充電狀態(tài)的信號。更具體地說，電子裝置502可接收來自請求充電的遠(yuǎn)程裝置的消息、指示遠(yuǎn)程裝置的電池的所儲存電力狀態(tài)的消息，或兩者。如圖8中所說明，裝置502可經(jīng)配置以視覺上顯示與遠(yuǎn)程裝置(例如，可充電裝置404)相關(guān)聯(lián)的電力狀態(tài)506。注意， 向用戶傳達(dá)充電狀態(tài)的其它方法也在本發(fā)明的范圍內(nèi)(例如，可聽或文本或電子郵件消息)。參看圖7和8，現(xiàn)在將描述系統(tǒng)400的預(yù)期操作。根據(jù)一個示范性實(shí)施例，電子裝置402可從可充電裝置404接收信號，其中所述信號可包括與可充電裝置的電力狀態(tài)有關(guān)的信息、來自可充電裝置404的無線接收電力的請求，或兩者。此外，響應(yīng)于接收到所述信號，電子裝置402可將電力無線傳送到可充電裝置404以為可充電裝置404充電，傳達(dá)關(guān)于可充電裝置404的電力狀態(tài)的信息，傳達(dá)可充電裝置404需要充電的警告，或其任何組合。注意，電子裝置402可通過任何合適手段來傳達(dá)信息(例如，電力狀態(tài)或警告)，例如可聽或照明信號、顯示器504上的消息(例如，電力狀態(tài)506)、電子郵件或其它通知手段。此外，響應(yīng)于接收到關(guān)于可充電裝置404的電力狀態(tài)的警告或其它信息，裝置用戶可在方便時繼續(xù)使電子裝置402能夠?qū)㈦娏魉偷娇沙潆娧b置404。注意，為了使電子裝置402能夠?qū)㈦娏魉偷娇沙潆娧b置404，電子裝置402可轉(zhuǎn)變?yōu)槌潆娔Ｊ剑@可致使電子裝置402停用可能潛在地干擾可充電裝置404的一個或一個以上其它天線。在轉(zhuǎn)變?yōu)槌潆娔Ｊ胶螅娮友b置402的發(fā)射天線(例如，圖4的發(fā)射天線202)可加電，且裝置用戶可將電子裝置402適當(dāng)?shù)囟ㄎ怀煽拷沙潆娧b置(例如，患者/用戶將移動裝置放置在嵌入用戶身體內(nèi)的裝置附近)，使得其可無線充電。在充電過程期間的任何時間(例如，在可充電裝置404的電池被完全充電后)，可充電裝置404可經(jīng)由通信手段(例如先前用以警告關(guān)于充電狀態(tài)的同一通信手段，或其它手段，例如負(fù)載調(diào)制等)將其電力狀態(tài)傳送到電子裝置402。響應(yīng)于此，電子裝置402可向裝置用戶通知充電狀態(tài)。裝置用戶可接著將電子裝置402定位成遠(yuǎn)離可充電裝置402，且終止充電模式，從而恢復(fù)正常操作。終止充電模式且恢復(fù)正常操作的此動作可由電子裝置402在由可充電裝置404發(fā)信號時或通過檢測到可充電裝置404不再定位于電子裝置402的相關(guān)聯(lián)充電區(qū)中而自動化。圖9是說明根據(jù)一個或一個以上示范性實(shí)施例的方法550的流程圖。方法550可包含從可嵌入可充電裝置接收所儲存電力狀態(tài)(由標(biāo)號552描繪)。方法550可包含查詢，其中作出關(guān)于所儲存電力狀態(tài)是否指示可嵌入可充電裝置需要充電的確定(由標(biāo)號554描繪)。方法550可進(jìn)一步包含在可充電裝置需要充電的情況下無線發(fā)射電力以為可嵌入可充電裝置充電(由標(biāo)號556描繪)。如果可嵌入可充電裝置不需要充電，那么方法550可回到步驟552。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，可使用多種不同技術(shù)和技藝中的任一者來表示信息和信號。舉例來說，可由電壓、電流、電磁波、磁場或磁粒子、光場或光粒子或其任何組合來表示在以上描述中始終參考的數(shù)據(jù)、指令、命令、信息、信號、位、符號及碼片。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將進(jìn)一步了解，結(jié)合本文所揭示的示范性實(shí)施例而描述的各種說明性邏輯塊、模塊、 電路和算法步驟可實(shí)施為電子硬件、計(jì)算機(jī)軟件或兩者的組合。為清楚說明硬件與軟件的這種可互換性，上文已大致關(guān)于其功能性而描述了各種說明性組件、塊、模塊、電路及步驟。將所述功能性實(shí)施為硬件還是軟件取決于特定應(yīng)用及強(qiáng)加于整個系統(tǒng)的設(shè)計(jì)約束。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員可針對每一特定應(yīng)用以不同方式實(shí)施所描述功能性，但所述實(shí)施決策不應(yīng)被解釋為導(dǎo)致偏離本發(fā)明的示范性實(shí)施例的范圍。結(jié)合本文所述的示范性實(shí)施例而描述的各種說明性邏輯塊、模塊和電路可用經(jīng)設(shè)計(jì)以執(zhí)行本文所述的功能的通用處理器、數(shù)字信號處理器(DSP)、專用集成電路(ASIC)JI場可編程門陣列(FPGA)或其它可編程邏輯裝置、離散門或晶體管邏輯、離散硬件組件或其任何組合來實(shí)施或執(zhí)行。通用處理器可為微處理器，但在替代方案中，處理器可為任何常規(guī)的處理器、控制器、微控制器或狀態(tài)機(jī)。處理器還可實(shí)施為計(jì)算裝置的組合，例如，DSP與微處理器的組合、多個微處理器、一個或一個以上微處理器與DSP核心的聯(lián)合，或任何其它此配置。結(jié)合本文所揭示的示范性實(shí)施例而描述的方法或算法的步驟可直接體現(xiàn)于硬件中、由處理器執(zhí)行的軟件模塊中，或兩者的組合中。軟件模塊可駐存在隨機(jī)存取存儲器(RAM)、快閃存儲器、只讀存儲器(ROM)、電可編程ROM(EPROM)、電可擦除可編程ROM(EEPROM)、寄存器、硬盤、可裝卸盤、CD-ROM，或此項(xiàng)技術(shù)中已知的任何其它形式的存儲媒體中。示范性存儲媒體耦合到處理器，使得處理器可從存儲媒體讀取信息，且將信息寫入到存儲媒體。在替代方案中，存儲媒體可與處理器成一體式。處理器及存儲媒體可駐存在ASIC中。ASIC可駐存在用戶終端中。在替代方案中，處理器和存儲媒體可作為離散組件駐存在用戶終端中。在一個或一個以上示范性實(shí)施例中，所描述的功能可在硬件、軟件、固件或其任何組合中實(shí)施。如果以軟件實(shí)施，那么可將功能作為計(jì)算機(jī)可讀媒體上的一個或一個以上指令或代碼而加以存儲或傳輸。計(jì)算機(jī)可讀媒體包括計(jì)算機(jī)存儲媒體與包括促進(jìn)計(jì)算機(jī)程序從一處傳遞到另一處的任何媒體的通信媒體兩者。存儲媒體可為可由計(jì)算機(jī)存取的任何可用媒體。作為實(shí)例(而非限制)，所述計(jì)算機(jī)可讀媒體可包含RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盤存儲裝置、磁盤存儲裝置或其它磁性存儲裝置，或可用于運(yùn)載或存儲呈指令或數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的形式的所要程序代碼且可由計(jì)算機(jī)存取的任何其它媒體。同樣，可恰當(dāng)?shù)貙⑷魏芜B接稱作計(jì)算機(jī)可讀媒體。舉例來說，如果使用同軸電纜、光纖電纜、雙絞線、數(shù)字訂戶線(DSL)或例如紅外線、無線電及微波的無線技術(shù)從網(wǎng)站、服務(wù)器或其它遠(yuǎn)程源傳輸軟件，則同軸電纜、光纖電纜、雙絞線、DSL或例如紅外線、無線電及微波的無線技術(shù)包括于媒體的定義中。如本文中所使用，磁盤和光盤包括壓縮光盤(CD)、激光光盤、光學(xué)光盤、數(shù)字多功能光盤(DVD)、軟磁盤及藍(lán)光光盤，其中磁盤通常以磁性方式再現(xiàn)數(shù)據(jù)，而光盤使用激光以光學(xué)方式再現(xiàn)數(shù)據(jù)。上文的組合也應(yīng)包含在計(jì)算機(jī)可讀媒體的范圍內(nèi)。提供對所揭示的示范性實(shí)施例的先前描述是為了使所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠制作或使用本發(fā)明。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將容易了解對這些示范性實(shí)施例的各種修改，且本文中界定的一般原理可應(yīng)用于其它實(shí)施例而不脫離本發(fā)明的精神或范圍。因此，本發(fā)明無意限于本文中所展示的 示范性實(shí)施例，而是將賦予本發(fā)明與本文所揭示的原理和新穎特征一致的最廣范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于無線電力發(fā)射以為可嵌入可充電裝置充電的設(shè)備，其包括: 接收器，其經(jīng)配置以從所述可嵌入可充電裝置接收所儲存電力狀態(tài)；以及 發(fā)射器，其經(jīng)配置以基于所述所儲存電力狀態(tài)而無線發(fā)射電力以為所述可嵌入可充電裝置充電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其進(jìn)一步包括用于顯示與所述可充電裝置的所述所儲存電力狀態(tài)相關(guān)聯(lián)的信息的接口。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中所述接口經(jīng)配置以可聽地顯示所述可充電裝置的所述所儲存電力狀態(tài)，且/或視覺上顯示所述可充電裝置的所述所儲存電力狀態(tài)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述可嵌入可充電裝置包括可嵌入活體內(nèi)的傳感器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述發(fā)射器經(jīng)配置以從所述可嵌入可充電裝置接收通信信號，所述通信信號包括來自所述裝置的接收電力的請求。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其進(jìn)一步包括至少一個天線，所述天線經(jīng)配置以用于無線發(fā)射電力和接收通信信號。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述裝置經(jīng)配置以從無線電力發(fā)射器無線接收電力。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述發(fā)射器經(jīng)配置以在無線發(fā)射電力以為所述可嵌入可充電裝置充電之前轉(zhuǎn)變?yōu)槌潆娔Ｊ健?br> 9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其中所述發(fā)射器進(jìn)一步經(jīng)配置以在無線發(fā)射電力以為所述可嵌入可充電裝置充電之后轉(zhuǎn)變出所述充電模式。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述發(fā)射器經(jīng)配置以從嵌入人體內(nèi)的可充電裝置接收所述所儲存電力狀態(tài)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述發(fā)射器經(jīng)配置以向所述可嵌入可充電裝置請求充電狀態(tài)更新。
12.一種用于無線電力發(fā)射以為可嵌入可充電裝置充電的方法，其包括: 從所述可嵌入可充電裝置接收所儲存電力狀態(tài)；以及 無線發(fā)射電力以為所述可嵌入可充電裝置充電。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中接收所儲存電力狀態(tài)包括接收指示對無線電力充電的請求的信號。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中接收所儲存電力狀態(tài)包括接收指示所述可嵌入可充電裝置的電力狀態(tài)的信標(biāo)信號。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其進(jìn)一步包括傳達(dá)指示所述可嵌入可充電裝置的所述所儲存電力狀態(tài)的信息。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中傳達(dá)指示所述所儲存電力狀態(tài)的信息包括以下各項(xiàng)中的至少一者:視覺上傳達(dá)指示所述可嵌入可充電裝置的所述所儲存電力狀態(tài)的信息，以及可聽地傳達(dá)指示所述可嵌入可充電裝置的所述所儲存電力狀態(tài)的信息。
17.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其進(jìn)一步包括在無線發(fā)射電力以為所述可嵌入可充電裝置充電之前轉(zhuǎn)變?yōu)槌潆娔Ｊ健?br> 18.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中接收所儲存電力狀態(tài)包括從嵌入人體內(nèi)的可充電裝置接收所述所儲存電力狀態(tài)。
19.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其進(jìn)一步包括在電子裝置處無線接收電力。
20.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其進(jìn)一步包括向所述可嵌入可充電裝置請求所儲存電力狀態(tài)更新。
21.一種用于無線電力發(fā)射以為可嵌入可充電裝置充電的裝置，其包括:用于從所述可嵌入可充電裝置接收所儲存電力狀態(tài)的裝置；以及用于無線發(fā)射電力以為所述可嵌入可充電裝置充電的裝置。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的裝置，其進(jìn)一步包括用于在將電力無線發(fā)射到所述可充電裝置之前轉(zhuǎn)變?yōu)槌潆娔Ｊ降难b置。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的裝置，其進(jìn)一步包括用于傳達(dá)與所述可充電裝置的所述所儲存電力狀態(tài)相關(guān)聯(lián)的信息的裝置。
24.根據(jù)權(quán)利要求21所述的裝置，其中所述用于接收所儲存電力狀態(tài)的裝置包括經(jīng)配置以從可嵌入可充電裝置接收所儲存電力狀態(tài)的接收器。
25.根據(jù)權(quán)利要求21所述的裝置，其中所述用于無線發(fā)射電力的裝置包括經(jīng)配置以無線發(fā)射電力以為所述可嵌入可充電裝置充電的發(fā)射器。
26.根據(jù)權(quán)利要求22所 述的裝置，其中所述用于在將電力無線發(fā)射到所述可充電裝置之前轉(zhuǎn)變?yōu)槌潆娔Ｊ降难b置包括經(jīng)配置以在將電力無線發(fā)射到所述可充電裝置之前轉(zhuǎn)變?yōu)槌潆娔Ｊ降陌l(fā)射器。
27.根據(jù)權(quán)利要求23所述的裝置，其中所述用于傳達(dá)與所述可充電裝置的所述所儲存電力狀態(tài)相關(guān)聯(lián)的信息的裝置包括用于顯示與所述可充電裝置的所述所儲存電力狀態(tài)相關(guān)聯(lián)的信息的接口。
全文摘要
示范性實(shí)施例是針對對可充電裝置進(jìn)行無線充電。一種裝置可包含接收器，其經(jīng)配置以從可嵌入可充電裝置接收所儲存電力狀態(tài)。所述裝置可進(jìn)一步包含發(fā)射器，其經(jīng)配置以基于所述所儲存電力狀態(tài)而無線發(fā)射電力以為所述可嵌入可充電裝置充電。
文檔編號H02J7/02GK103222199SQ201180055929
公開日2013年7月24日 申請日期2011年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月1日
發(fā)明者弗朗切斯科·卡羅勃蘭特 申請人:高通股份有限公司