外，接收器208可經(jīng)配置以在確定電力量適當(dāng)后即刻啟用負(fù)荷(例如，電池236)。在一些實施方案中，接收器208可經(jīng)配置以直接利用從無線電力傳送場接收的電力而不對電池組236充電。舉例來說，例如近場通信(NFC)或射頻識別裝置(RFED)等通信裝置可經(jīng)配置以通過與無線電力傳送場交互和/或利用所接收電力與發(fā)射器204或其它裝置通信而從無線電力傳送場接收電力并進行通信。
[0036]圖3為根據(jù)示范性實施方案的包含發(fā)射或接收天線352的圖2的發(fā)射電路206或接收電路210的一部分的示意圖。如圖3中所說明，用于示范性實施方案中的發(fā)射或接收電路350 (包含下文描述的發(fā)射或接收電路)可包含天線352。天線352還可稱為或配置為“環(huán)路”天線352。天線352還可在本文中被稱作或經(jīng)配置為“磁性”天線或感應(yīng)線圈。術(shù)語“天線”一般是指可無線地輸出或接收用于耦合到另一“天線”的能量的組件。天線還可被稱作經(jīng)配置以無線地輸出或接收電力的類型的線圈。如本文所使用，天線352為經(jīng)配置以用無線方式輸出和/或接收電力的類型的“電力傳遞組件”的實例。天線352還可經(jīng)配置以包含空氣芯或物理芯，例如鐵氧體芯(未圖示)?？諝庑经h(huán)路天線352允許將其它組件放置在芯區(qū)域內(nèi)。此外，空氣芯環(huán)路可更容易允許將接收天線218 (圖2)放置在發(fā)射天線214(圖2)的平面內(nèi)，在所述平面中，發(fā)射天線214(圖2)的耦合模式區(qū)可能更加強大。
[0037]如所陳述，在發(fā)射器104與接收器108之間匹配或幾乎匹配的諧振期間，可以發(fā)生發(fā)射器104與接收器108之間的高效能量傳遞。然而，即使當(dāng)發(fā)射器104與接收器108之間的諧振不匹配時，也可傳遞能量，但效率可能會受到影響。能量傳遞的發(fā)生是通過將能量從發(fā)射天線214線圈的場205耦合到駐留在其中建立此場205的鄰域中的接收天線218，而不是將能量從發(fā)射天線214傳播到自由空間中。
[0038]環(huán)形或磁性天線的諧振頻率是基于電感和電容。電感可僅為由天線352產(chǎn)生的電感，而電容可添加到天線的電感以在所要的諧振頻率下產(chǎn)生諧振結(jié)構(gòu)。作為非限制性實例，電容器354及電容器356可添加到發(fā)射或接收電路350以產(chǎn)生在諧振頻率下選擇信號的諧振電路。因此，對于較大直徑的天線，維持諧振所需的電容的大小可以隨著環(huán)路的直徑或電感的增加而減小。另外，隨著天線的直徑增加，近場的高效能量傳遞區(qū)域可增加。使用其它組件形成的其它諧振電路也是可能的。作為另一非限制性實例，可將電容器并聯(lián)放置在天線352的兩個端子之間。對于傳輸天線，頻率實質(zhì)上對應(yīng)于天線352的諧振頻率的信號358可為對天線352的輸入。
[0039]在一個實施方案中，發(fā)射器104可經(jīng)配置以輸出頻率對應(yīng)于發(fā)射天線114的諧振頻率的時變磁場。當(dāng)接收器在場105內(nèi)時，時變磁場可誘發(fā)接收天線118中的電流。如上文所描述，如果接收天線118經(jīng)配置以在發(fā)射天線118的頻率下諧振，那么可有效地傳遞能量。可如上文所描述對在接收天線118中感應(yīng)的AC信號進行整流，以產(chǎn)生可經(jīng)提供以為負(fù)載充電或供電的DC信號。
[0040]圖4為根據(jù)示范性實施方案的可用于圖1的無線電力傳遞系統(tǒng)中的發(fā)射器404的功能框圖。發(fā)射器404可包含發(fā)射電路406和發(fā)射天線414。發(fā)射天線414可為如圖3中所示的天線352。發(fā)射電路406可通過提供振蕩信號而將射頻(RF)電力提供給發(fā)射天線414，從而導(dǎo)致在發(fā)射天線414周圍產(chǎn)生能量(例如，磁通量)。發(fā)射器404可在任何合適的頻率下操作。舉例來說，發(fā)射器404可在6.78MHz ISM頻帶下操作。
[0041]發(fā)射電路406可包含:固定阻抗匹配電路409，其用于將發(fā)射電路406的阻抗(例如，50歐姆)匹配到發(fā)射天線414 ;及低通濾波器(LPF) 408，其經(jīng)配置以將諧波發(fā)射降低到防止耦合到接收器108 (圖1)的裝置的自干擾的水平。其它示范性實施方案可包含不同濾波器拓?fù)?，包含但不限于使特定頻率衰減同時傳遞其它頻率且可包含自適應(yīng)阻抗匹配的陷波過濾器，所述自適應(yīng)阻抗匹配可基于可測量的發(fā)射度量(例如到天線414的輸出電力或由驅(qū)動器電路424汲取的DC電流)而變化。發(fā)射電路406進一步包含經(jīng)配置以驅(qū)動如通過振蕩器423確定的RF信號的驅(qū)動電路424。發(fā)射電路406可以包括離散裝置或電路，或者可包括集成式組合件。從發(fā)射天線414輸出的示范性RF電力可為大約2.5瓦。
[0042]發(fā)射電路406可進一步包含控制器415，其用于在特定接收器的發(fā)射階段(或工作循環(huán))期間選擇性地啟用振蕩器423，用于調(diào)整振蕩器423的頻率或相位，及用于調(diào)整輸出功率電平以用于實施通信協(xié)議以便通過其附接的接收器與相鄰裝置交互。應(yīng)注意，控制器415在本文中也可被稱作處理器。發(fā)射路徑中的振蕩器相位及相關(guān)電路的調(diào)整可允許對系統(tǒng)的恰當(dāng)控制。
[0043]發(fā)射電路406可進一步包含用于檢測由發(fā)射天線414產(chǎn)生的近場附近的有源接收器的存在或不存在的負(fù)荷感測電路416。借助于實例，負(fù)荷感測電路416監(jiān)視流動到驅(qū)動器電路424的電流，所述電流可受由發(fā)射天線414產(chǎn)生的場附近的有源接收器的存在或不存在影響，如下文將進一步描述?？刂破?15監(jiān)視驅(qū)動器電路424上的負(fù)載變化的檢測，用于確定是否啟用振蕩器423以便發(fā)射能量及與有源接收器通信。如下文更全面地描述，在驅(qū)動電路424處測得的電流可用以確定無效裝置是否定位在發(fā)射器404的無線電力傳送區(qū)內(nèi)。
[0044]發(fā)射天線414可以用利茲線實施，或者實施為具有經(jīng)選擇以使電阻損耗保持低的厚度、寬度和金屬類型的天線條帶。在一個實施方案中，發(fā)射天線414大體上可經(jīng)配置用于與較大結(jié)構(gòu)(例如，桌子、墊子、燈或其它不太便攜的配置)相關(guān)聯(lián)。因此，發(fā)射天線414通?？刹恍枰岸嘣选币员憔哂锌尚械某叽?。發(fā)射天線414的示范性實施方案可為“電小尺寸的”(即，波長的部分)，且經(jīng)調(diào)諧以通過使用電容器來界定諧振頻率而在較低可用頻率下諧振。
[0045]發(fā)射器404可搜集和跟蹤關(guān)于可與發(fā)射器404相關(guān)聯(lián)的接收器的行蹤和狀態(tài)的信息。因而，發(fā)射電路406可包含存在檢測器480、封閉檢測器460或其組合，所述檢測器連接到控制器415 (本文中也稱為處理器)?？刂破?15可響應(yīng)于來自存在檢測器480及閉合檢測器460的存在信號而調(diào)整由驅(qū)動器電路424遞送的電力量。發(fā)射器404可經(jīng)由數(shù)個電源接收電力，所述電源例如為用以轉(zhuǎn)換建筑物中存在的常規(guī)AC電力的AC-DC轉(zhuǎn)換器(未圖示)、用以將常規(guī)DC電源轉(zhuǎn)換成適合于發(fā)射器404的電壓的DC-DC電壓轉(zhuǎn)換器，或所述發(fā)射器可直接從常規(guī)DC電源(未圖示)接收電力。
[0046]作為非限制性實例，存在檢測器480可為用以感測插入到發(fā)射器404的覆蓋區(qū)域中的待充電裝置的初始存在的運動檢測器。在檢測之后，發(fā)射器404可接通，且可使用由所述裝置接收的RF電力來以預(yù)定方式雙態(tài)觸發(fā)Rx裝置上的開關(guān)，此又導(dǎo)致發(fā)射器404的驅(qū)動點阻抗的改變。
[0047]作為另一非限制性實例，存在檢測器480可為能夠例如通過紅外線檢測、運動檢測或其它合適的方式檢測人的檢測器。在一些示范性實施方案中，可能存在限制發(fā)射天線414可在特定頻率下發(fā)射的電力量的法規(guī)。在一些情況下，這些法規(guī)意在保護人免受電磁輻射。然而，可能存在發(fā)射天線414放置于不被人類占據(jù)或不頻繁地被人類占據(jù)的區(qū)域中的環(huán)境，例如車庫、工廠車間、商店及其類似者。如果這些環(huán)境中沒有人類，則可容許將傳輸天線414的電力輸出增加到高于正常電力限制規(guī)定。換句話說，控制器415可響應(yīng)于人的存在而將發(fā)射天線414的電力輸出調(diào)整到法規(guī)電平或更低，且當(dāng)人在距發(fā)射天線414的電磁場的法規(guī)距離外時將發(fā)射天線414的電力輸出調(diào)整到高于法規(guī)電平的電平。
[0048]作為非限制性實例，封閉檢測器460 (在本文中還可稱為封閉隔室檢測器或封閉空間檢測器)可以是例如用于確定何時殼體處于關(guān)閉或打開狀態(tài)的感測開關(guān)的裝置。當(dāng)發(fā)射器處于呈封閉狀態(tài)的殼體中時，可增大發(fā)射器的功率電平。
[0049]在示范性實施方案中，可使用發(fā)射器404并不無限地保持的方法。在此情況下，發(fā)射器404可經(jīng)編程以在用戶確定的時間量之后切斷。此特征防止發(fā)射器404(特別是驅(qū)動器電路424)在其周邊中的無線裝置充滿電之后運行較長時間。此事件可歸因于所述電路未能檢測到從中繼器或接收天線218發(fā)送的裝置充滿電的信號。為了防止發(fā)射器404在另一裝置放置在其周邊的情況下自動切斷，可以僅在于其周邊檢測不到運動的設(shè)定周期之后才激活發(fā)射器404自動切斷特征。用戶可能夠確定不活動時間間隔，且按需要改變所述時間間隔。作為非限制性實例，所述時間間隔可長于在裝置最初完全放電的假設(shè)下將特定類型的無線裝置充滿電所需的時間。
[0050]圖5為根據(jù)示范性實施方案的可用于圖1的無線電力傳遞系統(tǒng)中的接收器508的功能框圖。接收器508包含可包含接收天線518的接收電路510。雖然在此圖中未展示，接收器508可包含多個接收天線518。在一些實施方案中，所述多個接收天線518中的每一者可經(jīng)配置以根據(jù)多個不同無線充電標(biāo)準(zhǔn)中的對應(yīng)一者而接收無線電力。接收器508進一步耦合到用于對其提供接收電力的可充電裝置550。應(yīng)注意，接收器508說明為在可充電裝置550的外部，但可集成到可充電裝置550中。能量可以無線方式傳播到接收天線518，并且接著通過接收電路510的其余部分而耦合到可充電裝置550。舉例來說，充電裝置可包含例如移動電話、便攜式音樂播放器、膝上型計算機、平板計算機、計算機外圍裝置、通信裝置(例如，藍牙裝置)、數(shù)碼相機、助聽器(及其它醫(yī)療裝置)及其類似物等裝置。
[0051]接收天線518中的每一者可經(jīng)調(diào)諧以在與對應(yīng)的發(fā)射天線414(圖4)相同的頻率下或在指定頻率范圍內(nèi)諧振。接收天線518中的每一者可與對應(yīng)的發(fā)射天線414類似地設(shè)定尺寸，或可基于相關(guān)聯(lián)的可充電裝置550的尺寸而不同地設(shè)定大小。舉例來說，可充電裝置550可為具有小于發(fā)射天線414的直徑或長度的直徑或長度尺寸的便攜式電子裝置。在此實例中，接收天線518可實施為多匝線圈，以便降低調(diào)諧電容器(未圖示)的電容值且增加接收線圈的阻抗。舉例來說，接收天線518可放置在可充電裝置550的實質(zhì)性圓周周圍以便最大化天線直徑及減少接收天線518的環(huán)匝(即，繞組)的數(shù)目及繞組間電容。
[0052]接收電路510可向接收天線518提供阻抗匹配。接收電路510包含用于將接收的RF能量源轉(zhuǎn)換為供可充電裝置550使用的充電電力的電力轉(zhuǎn)換電路506。電力轉(zhuǎn)換電路506包含RF到DC電壓轉(zhuǎn)換器520且還可包含轉(zhuǎn)換器電路522。RF到DC電壓轉(zhuǎn)換器520將在接收線圈518處接收的RF能量信號整流成具有由V_t表示的輸出電壓的非交流電力。轉(zhuǎn)換器電路將經(jīng)整流的RF能量信號轉(zhuǎn)換成能量電勢(例如，電壓)，其與具有由UP I _表示的輸出電壓和輸出電流的可充電裝置550相容。預(yù)期各種RF到DC電壓轉(zhuǎn)換器，包含局部整流器和全整流器、調(diào)節(jié)器、橋接器、倍增器以及線性與開關(guān)轉(zhuǎn)換器。
[0053]接收電路510可進一步包含切換電路512，其用于將接收天線518連接到電力轉(zhuǎn)換電路506或替代地用于斷開電力轉(zhuǎn)換電路506。從電力轉(zhuǎn)換電路506斷開接收天線518不僅暫停對可充電裝置550的充電，而且改變發(fā)射器404(圖2)所“見到”的“負(fù)荷”。
[0054]如上文所揭示，發(fā)射器404包含負(fù)載感測電路416，其可檢測提供到發(fā)射器驅(qū)動器電路424的偏置電流中的波動。因此，發(fā)射器404具有用于確定接收器何時存在于發(fā)射器的近場中的機制。
[0055]當(dāng)多個接收器508