無(wú)線電力中繼器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種無(wú)線電力中繼器。所述無(wú)線電力中繼器在無(wú)線電力發(fā)射器和電子裝置之間中繼電力。所述無(wú)線電力中繼器包括：充電容器，所述充電容器具有至少一個(gè)側(cè)面，其中，所述充電容器具有用于收納電子裝置的形式；中繼線圈，所述中繼線圈放置在所述充電容器的所述至少一個(gè)側(cè)面中的一個(gè)側(cè)面上，以利用諧振在所述無(wú)線電力發(fā)射器和所述電子裝置之間中繼所述電力。
【專利說(shuō)明】無(wú)線電力中繼器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種無(wú)線電力中繼器。更具體地，本發(fā)明涉及一種能夠在同一時(shí)間有效地傳輸電力給多個(gè)接收器的無(wú)線電力中繼器。
【背景技術(shù)】
[0002]通常，在諸如手機(jī)、筆記本電腦以及PDA的便攜式電子裝置中設(shè)置有蓄電池，以便在移動(dòng)的時(shí)候，用戶可以使用所述便攜式電子裝置。
[0003]然而，便攜式電子裝置配有額外的充電器來(lái)充電到蓄電池中。所述充電器連接到通常的電源，通過(guò)提供充電電流到便攜式電子裝置的蓄電池來(lái)充電到所述蓄電池中。同時(shí)，為了使得所述充電器提供充電電流到所述便攜式電子裝置的蓄電池中，構(gòu)成充電器的充電主體必須電連接到所述便攜式電子裝置的蓄電池。為了將充電主體電連接到便攜式電子裝置的蓄電池，在有線充電器(接觸型充電器)的情況下，充電主體和便攜式電子裝置或者蓄電池分別包括連接器。相應(yīng)地，為了充電到便攜式電子裝置的蓄電池中，便攜式電子裝置或者蓄電池的連接器必須相互連接到充電主體的連接器。
[0004]但是，在通過(guò)連接器使充電體連接到蓄電體或便攜式電子裝置的接觸型充電器中，連接器突出到外部，因此不僅影響了外觀，而且連接器會(huì)受到外界異物污染進(jìn)而發(fā)生連接故障。另外，由于在一些場(chǎng)合下不恰當(dāng)?shù)氖褂茫B接器被短路，導(dǎo)致充電電池被完全放電。
[0005]為了解決上述問(wèn)題，已經(jīng)開發(fā)出了通過(guò)無(wú)線(非接觸)方案將充電主體電連接到便攜式電子裝置的蓄電池來(lái)使充電主體的能量充入到蓄電體中的方案。
[0006]根據(jù)所述無(wú)線充電方案，以高頻率運(yùn)行的初級(jí)電路構(gòu)成充電主體,并且次級(jí)電路構(gòu)成蓄電池所在的一側(cè)，也就是說(shuō)，次級(jí)電路設(shè)置在便攜式電子裝置或蓄電池中，使得充電主體的電流即能量通過(guò)感應(yīng)耦合被供應(yīng)給便攜式電子裝置的蓄電池。采用感應(yīng)耦合的無(wú)線充電方案已經(jīng)被應(yīng)用在多個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域(例如，電動(dòng)牙刷或電動(dòng)剃須刀)。
[0007]然而，當(dāng)無(wú)線充電方案應(yīng)用于諸如手機(jī)、便攜式MP3播放器、CD播放器、MD播放器、盒式磁帶播放器、筆記本電腦以及PDA等便攜式電子裝置時(shí)，待充電的目標(biāo)具有各種尺寸并且需要各種電力(充電容量)來(lái)充電。
[0008]因此，當(dāng)安裝在各種電子裝置上的無(wú)線電池通過(guò)使用無(wú)線充電器充電時(shí)，必須基于待充電目標(biāo)的尺寸和容量使用恰當(dāng)實(shí)現(xiàn)的無(wú)線充電器以提高充電效率。
[0009]然而，當(dāng)用戶使用適合于每種無(wú)線電池充電的充電器來(lái)給安裝在各種電子裝置上的無(wú)線電池充電時(shí)，用戶必須持有各種類型的無(wú)線充電器。此外，如果需要的話，用戶必須不方便地尋找適合于每種無(wú)線電池的無(wú)線充電器來(lái)給無(wú)線電池充電。
[0010]另外，由于無(wú)法通過(guò)只使用一個(gè)充電主體來(lái)給具有不同尺寸和不同形狀的多個(gè)便攜式裝置同時(shí)充電，使空間利用受到影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]技術(shù)問(wèn)題[0012]本發(fā)明提供一種無(wú)線電力中繼器，不論接收器的位置如何，所述中繼器能夠通過(guò)使用諧振現(xiàn)象同時(shí)將電力有效地充入到具有各種尺寸和形狀的各種類型的接收器中。
[0013]技術(shù)方案
[0014]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，本發(fā)明提供一種在無(wú)線電力發(fā)射器和電子裝置之間中繼電力的無(wú)線電力中繼器，所述無(wú)線電力中繼器包括具有至少一個(gè)側(cè)面的充電容器，其中，所述充電容器具有用于收納電子裝置的形式，中繼線圈布置在所述充電容器的所述至少一個(gè)側(cè)中的一個(gè)側(cè)上，以利用諧振在所述無(wú)線電力發(fā)射器與所述電子裝置之間中繼電力。
[0015]有益效果
[0016]如上所述，根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例，本發(fā)明具有以下效果。
[0017]第一，通過(guò)使用布置在充電容器的一側(cè)上的中繼線圈的結(jié)構(gòu)，可以給電子裝置同時(shí)充電，不受電子裝置的位置、尺寸、形狀和數(shù)量的影響。
[0018]第二，即使無(wú)線電力發(fā)射器和電子裝置的位置或方向并未處于合適的位置或方向上，使用布置在充電容器的一側(cè)上的中繼線圈的結(jié)構(gòu)也能夠提高電力傳輸效率。
[0019]第三，使用中繼部分的結(jié)構(gòu)來(lái)集中磁通量可以提高無(wú)線電力效率。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1是示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的無(wú)線電力傳輸系統(tǒng)的示圖；
[0021]圖2是示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的發(fā)射感應(yīng)線圈210的等效電路的電路圖；
[0022]圖3是示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的電源裝置100和無(wú)線電力發(fā)射器200的等效電路的電路圖；
[0023]圖4是示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的無(wú)線電力接收器300的等效電路的電路圖；
[0024]圖5是示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的包括無(wú)線電力中繼器的無(wú)線電力傳輸系統(tǒng)的示圖；
[0025]圖6是示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的無(wú)線電力中繼器的結(jié)構(gòu)和磁通量的示圖；以及
[0026]圖7是示出根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的無(wú)線電力中繼器的結(jié)構(gòu)的示圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]在下文中，將參照附圖詳細(xì)描述實(shí)施例，以使得本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以容易地實(shí)施所述實(shí)施例。
[0028]圖1是示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的無(wú)線電力傳輸系統(tǒng)的示圖。
[0029]參照?qǐng)D1，所述無(wú)線電力傳輸系統(tǒng)可以包括電源裝置100、無(wú)線電力發(fā)射器300、無(wú)線電力接收器300以及負(fù)載400。
[0030]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，電源裝置100可以被包含在無(wú)線電力發(fā)射器200內(nèi)。
[0031]無(wú)線電力發(fā)射器200可以包含發(fā)射感應(yīng)線圈210和發(fā)射諧振線圈220。
[0032]無(wú)線電力接收器300可以包括接收諧振線圈、接收感應(yīng)線圈320、整流單元330和負(fù)載400。
[0033]電源裝置100的兩個(gè)端子連接到發(fā)射感應(yīng)線圈210的兩個(gè)端子。[0034]發(fā)射諧振線圈220可以與發(fā)射感應(yīng)線圈210間隔開預(yù)定距離。
[0035]接收諧振線圈310可以與接收感應(yīng)線圈320間隔開預(yù)定距離。
[0036]接收感應(yīng)線圈320的兩個(gè)端子連接到整流單元330的兩個(gè)端子，并且負(fù)載400連接到整流單元330的兩個(gè)端子。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，負(fù)載400可以被包含在無(wú)線電力接收器300 內(nèi)。
[0037]從電源裝置100產(chǎn)生的電力被傳輸?shù)綗o(wú)線電力發(fā)射器200。在無(wú)線電力發(fā)射裝置200中接收的電力被傳輸?shù)綗o(wú)線電力接收器300，由于諧振現(xiàn)象無(wú)線電力接收器與無(wú)線電力發(fā)射器200形成共振，也就是說(shuō)，無(wú)線電力接收器具有與無(wú)線電力發(fā)射器200的諧振頻率相同的諧振頻率。
[0038]在下文中，將詳細(xì)描述電力傳輸過(guò)程。
[0039]電源裝置100產(chǎn)生具有預(yù)定頻率的交流電并傳輸交流電至無(wú)線電力發(fā)射器200。
[0040]發(fā)射感應(yīng)線圈210和發(fā)射諧振線圈220相互電感耦合。換言之，如果由于從電源裝置100接收的電力，交流電流流經(jīng)發(fā)射感應(yīng)線圈210，那么發(fā)射諧振線圈220利用電磁感應(yīng)被感應(yīng)到交流電流，發(fā)射諧振線圈與發(fā)射感應(yīng)線圈210在物理上間隔開。
[0041]然后，在發(fā)射諧振線圈220中接收的電力被傳輸?shù)綗o(wú)線電力接收器300，該無(wú)線電力接收器利用諧振與無(wú)線電力發(fā)射器200形成諧振電路。
[0042]可以利用諧振在阻抗匹配的兩個(gè)LC電路之間傳輸電力。利用諧振傳輸電力與通過(guò)電磁感應(yīng)傳輸電力相比能夠傳輸?shù)馗h(yuǎn),效率更高。
[0043]接收諧振線圈310利用諧振從發(fā)射諧振線圈220接收電力。交流電流通過(guò)所接收的電力流經(jīng)接收諧振線圈310。在接收諧振線圈310中接收的電力通過(guò)電磁感應(yīng)傳輸給接收感應(yīng)線圈320，所述接收感應(yīng)線圈與接收諧振線圈310電感耦合。在接收感應(yīng)線圈320中所接收的電力通過(guò)整流單元330整流并被傳輸給負(fù)載400。
[0044]無(wú)線電力發(fā)射器200的發(fā)射諧振線圈220利用磁場(chǎng)可以傳輸電力給無(wú)線電力接收器300的接收諧振線圈310。
[0045]詳言之，發(fā)射諧振線圈220和接收諧振線圈310磁性諧振耦合并且它們中的每一個(gè)都能夠在諧振頻率下工作。
[0046]發(fā)射諧振線圈220和接收諧振線圈310之間的諧振耦合能顯著提高無(wú)線電力發(fā)射器200和無(wú)線電力接收器300之間的電力傳輸效率。
[0047]品質(zhì)因數(shù)和耦合系數(shù)在無(wú)線電力傳輸中是重要的。換言之，電力傳輸效率可以隨著品質(zhì)因數(shù)和耦合系數(shù)的值增加而逐漸提高。
[0048]品質(zhì)因數(shù)指的是在無(wú)線電力發(fā)射器或無(wú)線電力接收器附近可以接收的能量的指標(biāo)。
[0049]品質(zhì)因數(shù)可以根據(jù)工作頻率W，線圈的形狀、尺寸和材料而變化。品質(zhì)因數(shù)可以表示為下面的公式，Q = w*L/R。在上述公式中，L指線圈的電感，R指的是與在線圈中導(dǎo)致的電力損失的量相對(duì)應(yīng)的電阻。
[0050]品質(zhì)因數(shù)可以具有O到無(wú)窮大的值。
[0051]耦合系數(shù)表示在發(fā)射線圈和接收線圈之間的感應(yīng)耦合的程度，并且具有O至I的值。
[0052]耦合系數(shù)可以根據(jù)發(fā)射線圈和接收線圈之間的相對(duì)位置和距離而變化。[0053]圖2是示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的發(fā)射感應(yīng)線圈210的等效電路的電路圖。
[0054]如圖2所示，發(fā)射感應(yīng)線圈210可以包含電感器LI和電容器Cl，并且通過(guò)電感器LI和電容器Cl可以構(gòu)造具有想要的電感和想要的電容的電路。
[0055]發(fā)射感應(yīng)線圈210可以構(gòu)建為一種等效電路，在該等效電路中，電感器LI的兩端連接到電容器Cl的兩端。換言之，發(fā)射感應(yīng)線圈210可以構(gòu)建為一種等效電路，在該等效電路中，電感器LI并聯(lián)連接到電容器Cl。
[0056]電容器Cl可以包括可變電容器，并且可以通過(guò)調(diào)整該可變電容器進(jìn)行阻抗匹配。發(fā)射諧振線圈220、接收諧振線圈310以及接收感應(yīng)線圈320的等效電路可以與圖2所示的電路相同。
[0057]圖3是示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的電源裝置100和無(wú)線電力發(fā)射器200的等效電路的電路圖。
[0058]如圖3所示，通過(guò)分別使用具有預(yù)定電感和電容的電感器LI和L2以及電容器Cl和C2，可以構(gòu)造發(fā)射感應(yīng)線圈210和發(fā)射諧振線圈220。
[0059]圖4是示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的無(wú)線電力接收器300的等效電路的電路圖。
[0060]如圖4所示，通過(guò)分別使用具有預(yù)定電感和電容的電感器L3和L4以及電容器C3和C4，可以構(gòu)造接收諧振線圈310和接收感應(yīng)線圈320。
[0061 ] 通過(guò)使用二極管Dl和整流電容器C5可以構(gòu)造整流單元330，并且該整流單元通過(guò)將交流電轉(zhuǎn)換成直流電可以輸出直流電。
[0062]整流單元330可以包含整流器和平流電路。該整流器可以包括作為整流元件的硅整流器。
[0063]該平流電路對(duì)整流器的輸出進(jìn)行平流。
[0064]負(fù)載400可以包括預(yù)定可充電電池或需要直流電的裝置。例如，負(fù)載400可以指蓄電池。
[0065]無(wú)線電力接收器300可以安裝在需要電力的電子裝置上，例如，手機(jī)、筆記本電腦、或者鼠標(biāo)。
[0066]無(wú)線電力發(fā)射器200可以利用與無(wú)線電力接收器300的帶內(nèi)通信來(lái)調(diào)整傳輸給無(wú)線電力接收器300的電力。
[0067]所述帶內(nèi)通信是指利用具有在無(wú)線電力發(fā)射中所用的頻率的信號(hào)在無(wú)線電力發(fā)射器200和無(wú)線電力接收器300之間交換信息的通信。通過(guò)開關(guān)操作，無(wú)線電力接收器300可以接收或不接收從無(wú)線電力發(fā)射器200傳輸?shù)碾娏?。因此，無(wú)線電力發(fā)射器200檢測(cè)在無(wú)線電力發(fā)射器200中消耗的電量來(lái)識(shí)別無(wú)線電力接收器300的開信號(hào)或關(guān)信號(hào)。
[0068]詳言之，通過(guò)使用電阻器和開關(guān)，無(wú)線電力接收器300可以通過(guò)調(diào)整在電阻器內(nèi)吸收的電量來(lái)改變無(wú)線電力發(fā)射器200中的電力消耗。無(wú)線電力發(fā)射器200檢測(cè)電力消耗的變化來(lái)獲得無(wú)線電力接收器300的狀態(tài)信息。該開關(guān)可以串聯(lián)連接到該電阻器。
[0069]更詳言之，如果開關(guān)是斷開的，那么電阻器內(nèi)吸收的電力變?yōu)榱?，并且無(wú)線電力發(fā)射器200中消耗的電力減少。
[0070]如果開關(guān)是閉合的，電阻器內(nèi)吸收的電力變得大于零，并且無(wú)線電力發(fā)射器200中消耗的電力增加。如果無(wú)線電力接收器重復(fù)上述操作，無(wú)線電力發(fā)射器200檢測(cè)其中的電力消耗來(lái)與無(wú)線電力接收器300通信。[0071]無(wú)線電力發(fā)射器200通過(guò)上述操作接收無(wú)線電力接收器300的狀態(tài)信息，使得無(wú)線電力發(fā)射器200能夠發(fā)射恰當(dāng)?shù)碾娏Α?br> [0072]相比之下，無(wú)線電力發(fā)射器200包括電阻器和開關(guān)來(lái)將無(wú)線電力發(fā)射器200的狀態(tài)信息發(fā)射到無(wú)線電力接收器300。
[0073]圖5是示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的包括無(wú)線電力中繼器的無(wú)線電力傳輸系統(tǒng)的示圖。
[0074]參照?qǐng)D5，該無(wú)線電力傳輸系統(tǒng)可以包括電源裝置100、無(wú)線電力發(fā)射器200以及無(wú)線電力中繼器500。
[0075]該無(wú)線電力傳輸系統(tǒng)可以進(jìn)一步包括圖1所示的無(wú)線電力接收器300。無(wú)線電力接收器300可以安裝在圖5所示的電子裝置600上，并且從無(wú)線電力發(fā)射器200和無(wú)線電力中繼器500以無(wú)線方式接收電力。
[0076]無(wú)線電力發(fā)射器200可以包括圖1所示的發(fā)射感應(yīng)線圈210和發(fā)射諧振線圈220。
[0077]無(wú)線電力中繼器500可以與無(wú)線電力發(fā)射器200和無(wú)線電力接收器300諧振耦合。換言之，無(wú)線電力中繼器500可以利用諧振從無(wú)線電力發(fā)射器200接收電力，并且利用諧振將接收到的電力傳輸?shù)脚鋫溆袩o(wú)線電力接收器300的電子裝置600。
[0078]在下文中，對(duì)于電子裝置600的電力接收的描述是基于以下假設(shè):電子裝置600的電力接收的執(zhí)行方式與安裝在電子裝置600上的無(wú)線電力接收器300的電力接收的執(zhí)行方式相同。
[0079]換言之，無(wú)線電力發(fā)射器200從連接到外部裝置的電源裝置100接收電力，并且通過(guò)基于諧振的非輻射方案將電力傳輸給無(wú)線電力中繼器500，該電力會(huì)通過(guò)與發(fā)射諧振線圈的耦合來(lái)傳輸。
[0080]無(wú)線電力發(fā)射器200可以傳輸電力給無(wú)線電力中繼器500和電子裝置600。換言之，電子裝置600可以從無(wú)線電力發(fā)射器200和無(wú)線電力中繼器500接收電力。
[0081]如圖5所示，無(wú)線電力發(fā)射器200可以布置在電子裝置600的底側(cè)。
[0082]無(wú)線電力中繼器500可以包含充電容器510和中繼部分520。
[0083]充電容器510可以收納電子裝置600。如圖5所示，充電容器510的形狀可以是六面體的盒子形狀。但是，本實(shí)施例并不限于此，而且充電容器510可以具有足夠收納電子裝置600的各種形狀，例如，圓柱形或者矩形棱柱形。
[0084]中繼部分520可以包括中繼線圈和電容器，所述中繼線圈和電容器被構(gòu)建成用于與無(wú)線電力發(fā)射器200的發(fā)射諧振線圈諧振耦合。
[0085]所述電容器可以包括具有固定電容的固定電容器和具有可變電容的可變電容器。
[0086]中繼線圈可以與無(wú)線電力發(fā)射器200的發(fā)射諧振線圈220諧振耦合以在諧振頻率下接收電力。中繼線圈可以與安裝在電子裝置600上的接收諧振線圈310諧振耦合以在諧振頻率下向電子裝置600發(fā)射電力。
[0087]可以通過(guò)使用一整條導(dǎo)電線沿充電容器510的至少一個(gè)側(cè)面形成重復(fù)圖案來(lái)提供該中繼線圈。
[0088]如果充電容器510具有六面體盒子形狀，則可以通過(guò)將一整條導(dǎo)電線圍繞六面體充電容器510的外部部分纏繞幾圈來(lái)構(gòu)建該中繼線圈。
[0089]充電容器510可以具有在其中足夠安裝中繼部分520的各種結(jié)構(gòu)。優(yōu)選地，充電容器510可以包括印刷電路板或者柔性絕緣膜(基膜)。
[0090]中繼部分520的中繼線圈可以提供成導(dǎo)體線纏繞形式或?qū)w圖案。換言之，中繼部分520的中繼線圈可以具有導(dǎo)體圖案，在所述導(dǎo)體圖案中，包括導(dǎo)電性優(yōu)越的金(Au)、銀(Ag)、鋁(Al)和銅(Cu)的金屬薄膜層疊在充電容器510上。
[0091]因此，根據(jù)本發(fā)明，中繼線圈應(yīng)從廣義上理解，并且可以通過(guò)纏繞導(dǎo)體線或蝕刻金屬薄膜來(lái)形成。換言之，該中繼線圈可以具有呈線圈形式的所有圖案。
[0092]無(wú)線電力中繼器500可以將電力傳輸給放置在無(wú)線電力發(fā)射器20不能傳輸電力之處的電子裝置600。
[0093]例如，如果手機(jī)610放置在作為圖5所示的電子裝置600的遙控器620上，并且不提供無(wú)線電力中繼器500，那么磁場(chǎng)通過(guò)無(wú)線電力發(fā)射器200傳輸?shù)竭b控器620。但是，磁場(chǎng)到手機(jī)610的傳輸被遙控器620中斷，因此手機(jī)610不能夠有效接收來(lái)自無(wú)線電力發(fā)射器200的電力。在這種情況下，手機(jī)610可以從形成在充電容器510至少一個(gè)側(cè)面上的無(wú)線電力中繼器500的中繼部分520接收電力，這些電力通常不能從無(wú)線電力發(fā)射器200接收。
[0094]雖然使用了兩個(gè)無(wú)線電力接收器300，但是，即使電子裝置600不能從無(wú)線電力發(fā)射器200接收電力，通過(guò)圖5所示的無(wú)線電力發(fā)射器200和無(wú)線電力中繼器500的結(jié)構(gòu)，甚至至少兩個(gè)電子裝置600可以從無(wú)線電力中繼器500接收電力。
[0095]同時(shí)，如圖5所示，雖然電子裝置600包括手機(jī)610和遙控器620，但本實(shí)施例并不限于此。換言之，電子裝置600可以包括各種需要電力接收的小型電子裝置，例如，PDA、便攜式MP3播放器、CD播放器。
[0096]如上所述，通過(guò)使用無(wú)線電力發(fā)射器200和無(wú)線電力中繼器500，不論電子裝置600的位置和數(shù)量如何，電子裝置600都可以同時(shí)充電。
[0097]圖6是示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的無(wú)線電力中繼器的結(jié)構(gòu)和磁通量的示圖。
[0098]在下文中，將描述根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的具有六面體結(jié)構(gòu)的無(wú)線電力中繼器500。
[0099]圖6(a)是示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的無(wú)線電力中繼器500的中繼線圈的示圖。
[0100]參照?qǐng)D6(a)，中繼部分520以螺線管線圈的形式放置在充電容器的側(cè)壁上。當(dāng)中繼部分520的形式為具有矩形形狀的螺線管線圈時(shí)沿著充電容器510的側(cè)壁纏繞一整條導(dǎo)體線，磁場(chǎng)可以集中在無(wú)線電力中繼器500底側(cè)的中心部分上。因此，當(dāng)在無(wú)線電力中繼器500底側(cè)的中心部分上設(shè)置電子裝置600時(shí)，電子裝置600可以有效地從無(wú)線電力中繼器500接收電力。另外，在這種情況下，電子裝置600可以通過(guò)從無(wú)線電力發(fā)射器200接收電力來(lái)更加迅速地充電。
[0101]參照?qǐng)D6(b)，磁通密度集中在無(wú)線電力中繼器500的中心部分設(shè)置的手機(jī)610上，從而可以有效地實(shí)現(xiàn)電力傳輸。
[0102]雖然根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，中繼部分520的形式是具有矩形形狀的螺線管線圈，但是本發(fā)明并不限于此，而且中繼部分520的形式可以是具有諸如三角形、六邊形，或八邊形的多邊形或圓形形狀的電磁線圈。
[0103]雖然中繼部分520以螺線管線圈的形式放置在充電容器510的側(cè)壁上，但是中繼部分520也可以呈螺旋形式。如圖6(b)所示，即使在螺旋層疊結(jié)構(gòu)的情況下，磁場(chǎng)也集中在無(wú)線電力中繼器500的底側(cè)的中心部分上，并且磁通量可以集中在無(wú)線電力接收器300上。所述螺旋形式可以具有諸如三角形、六邊形或八邊形的多邊形形狀或圓形。
[0104]圖7是示出根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的無(wú)線電力中繼器的結(jié)構(gòu)示圖。
[0105]圖7所示的無(wú)線電力中繼器500的結(jié)構(gòu)補(bǔ)充了一種情況，在所述情況下，當(dāng)無(wú)線電力發(fā)射器200和電子裝置600處于其合適位置(方向)以外時(shí)，無(wú)法有效地實(shí)現(xiàn)電力傳輸。換言之，為了允許電子裝置600有效地從無(wú)線電力發(fā)射器200接收電力，發(fā)射諧振線圈220和接收諧振線圈310都不能在其合適位置(方向)以外，使得從發(fā)射諧振線圈220產(chǎn)生的磁通量必須盡量多地傳輸?shù)浇邮罩C振線圈310。例如，當(dāng)中繼部分520放置在相對(duì)于電子裝置600中所包含的接收諧振線圈310成90度方向上時(shí)，磁通量的方向可能錯(cuò)位從而消除。因此，無(wú)法正確地傳輸電力。
[0106]為了解決上述問(wèn)題，可以通過(guò)以螺旋形式反復(fù)纏繞一整條導(dǎo)體線來(lái)形成在無(wú)線電力中繼器500的每一個(gè)側(cè)面上的中繼線圈。如圖7所示，中繼部分520可以包含第一中繼線圈521、第二中繼線圈52，以及第三中繼線圈523。
[0107]雖然圖7示出了第一到第三中繼線圈521、522和523，但是中繼線圈可以額外放置在無(wú)線電力中繼器500的除了頂側(cè)以外的側(cè)壁上。
[0108]如果第一中繼線圈521相對(duì)于電子裝置600的接收諧振線圈成90度放置，磁通量的方向彼此消除，所以無(wú)法正確地傳輸電力。第二中繼線圈522和第三中繼線圈523以及接收諧振線圈的磁通量的方向不錯(cuò)位，才能夠有效地傳輸電力。
[0109]另外，無(wú)線電力中繼器500還包括控制器(未示出)，并且所述控制器使電流以預(yù)定的時(shí)間間隔流過(guò)第一至第三中繼線圈521、522和523。換言之，如果控制器對(duì)第一至第三中繼線圈521、522和523以預(yù)定的時(shí)間間隔輪流施加電流來(lái)產(chǎn)生磁場(chǎng)，即使因?yàn)槿我粋€(gè)中繼線圈和電子裝置600未處于其合適的位置而在該中繼線圈與電子裝置600之間無(wú)法穩(wěn)定地傳輸電力，也可以有效地傳輸電力給電子裝置600。例如，即使電子裝置600的接收諧振線圈相對(duì)于第一至第三中繼線圈521、522和523不成90度放置，而是相對(duì)于第一至第三中繼線圈521、522、和523呈預(yù)定角度放置，第一至第三中繼線圈521、522和523也依次發(fā)射磁場(chǎng)，所以能夠有效地傳輸電力。
[0110]可以通過(guò)使用一個(gè)開關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)允許電流以預(yù)定的時(shí)間間隔輪流流過(guò)第一至第三中繼線圈521、522和523的操作。
[0111]如上所述，即使中繼部分520和電子裝置600在其合適位置(方向)以外，由于根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的無(wú)線電力中繼器500的結(jié)構(gòu)，也可以有效地傳輸電力給電子裝置600。
[0112]盡管由于說(shuō)明性目的描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但是，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，不脫離本發(fā)明的附屬權(quán)利要求書的范圍和精神的各種修改、添加和替換是可能的。
【權(quán)利要求】
1.一種用于在無(wú)線電力發(fā)射器和電子裝置之間中繼電力的無(wú)線電力中繼器，所述無(wú)線電力中繼器包括: 充電容器，所述充電容器具有至少一個(gè)側(cè)面，其中，所述充電容器具有用于收納所述電子裝置的形式；以及 中繼線圈，所述中繼線圈放置在所述充電容器的所述至少一個(gè)側(cè)面中的一個(gè)側(cè)面上，以利用諧振在所述無(wú)線電力發(fā)射器和所述電子裝置之間中繼電力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)線電力中繼器，其中，所述中繼線圈具有螺線管形式和螺旋形式中的一種形式。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無(wú)線電力中繼器，其中，所述中繼線圈通過(guò)將一整條導(dǎo)體線反復(fù)纏繞而具有螺線管形式和螺旋形式中的一種形式。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)線電力中繼器，其中，所述充電容器包含印刷電路板(PCB)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)線電力中繼器，其中，所述充電容器具有六面體形狀和圓柱形狀中的一種形狀。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)線電力中繼器，其中，所述中繼線圈將已經(jīng)從所述無(wú)線電力發(fā)射器接收的電力傳輸給與所述中繼線圈諧振耦合的所述電子裝置。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)線電力中繼器，其中，所述充電容器具有六面體形狀，并且，通過(guò)將一整條導(dǎo)體線反復(fù)纏繞而具有螺旋形狀或環(huán)形形狀，所述中繼線圈被放置在所述六面體的至少兩個(gè)側(cè)面上。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的無(wú)線電力中繼器，其中，所述無(wú)線電力中繼器以預(yù)定時(shí)間間隔運(yùn)作放置在所述六面體處的中繼線圈。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的無(wú)線電力中繼器，其中，所述無(wú)線電力中繼器使用開關(guān)以預(yù)定時(shí)間間隔輪流運(yùn)作放置在所述充電容器處的中繼線圈。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)線電力中繼器，進(jìn)一步包括放置在所述充電容器的一個(gè)側(cè)面處的所述無(wú)線電力發(fā)射器。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的無(wú)線電力中繼器，其中，所述無(wú)線電力發(fā)射器包括: 發(fā)射感應(yīng)線圈，所述發(fā)射感應(yīng)線圈用于從電源裝置接收電力以產(chǎn)生磁場(chǎng)；以及 發(fā)射諧振線圈，所述發(fā)射諧振線圈利用諧振將從與所述發(fā)射諧振線圈耦合的所述發(fā)射感應(yīng)線圈接收的電力傳輸給所述電子裝置。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的無(wú)線電力中繼器，其中，所述電子裝置包括無(wú)線電力接收器，其中所述無(wú)線電力接收器包括: 接收諧振線圈，所述接收諧振線圈用于從與所述接收諧振線圈諧振耦合的所述發(fā)射諧振線圈接收電力；以及 接收感應(yīng)線圈，所述接收感應(yīng)線圈用于將從與所述接收感應(yīng)線圈耦合的所述接收諧振線圈接收的電力傳輸給負(fù)載。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的無(wú)線電力中繼器，其中，所述接收諧振線圈，與所述發(fā)射諧振線圈和所述中繼線圈諧振耦合，以接收電力。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)線電力中繼器，其中，所述充電容器具有六面體盒子形狀，并且所述中繼線圈通過(guò)將一整條導(dǎo)體線沿著所述充電容器的外側(cè)部分纏繞幾圈來(lái)設(shè)置。
【文檔編號(hào)】H02J17/00GK103931078SQ201280055330
【公開日】2014年7月16日 申請(qǐng)日期:2012年8月10日 優(yōu)先權(quán)日:2011年9月9日
【發(fā)明者】李鉦五, 鄭佑吉 申請(qǐng)人:Lg伊諾特有限公司