專利名稱：用于裝置保護(hù)的寄生電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大體上涉及卡(例如，NFC或RFID)保護(hù)。更具體來說，本發(fā)明涉及用于保護(hù)卡(例如NFC或RFID卡)不受有害的磁場影響的方法和裝置。
背景技術(shù)：
正在開發(fā)在發(fā)射器與待充電裝置之間使用空中電力發(fā)射的方法。這些方法大體上屬于兩個(gè)類別。一個(gè)類別是基于介于發(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(也被稱作遠(yuǎn)場輻射)的耦合，所述待充電的裝置收集所輻射電力且對(duì)其整流以用于對(duì)電池充電。天線一般具有諧振長度，以便改進(jìn)耦合效率。此方法的缺點(diǎn)為電力耦合隨著天線之間的距離增加而快速減退。因此，在合理距離(例如，>l_2m)上的充電變?yōu)槔щy的。另外，由于系統(tǒng)輻射平面波，所以如果未經(jīng)由濾波來適當(dāng)控制無意的輻射，則無意的輻射可干擾其它系統(tǒng)。其它方法是基于嵌入于(例如)“充電”墊或表面中的發(fā)射天線與嵌入于待充電的主機(jī)裝置中的接收天線加上整流電路之間的電感耦合。此方法具有以下缺點(diǎn):發(fā)射天線與接收天線之間的間隔必須非常接近(例如，幾毫米)。盡管此方法確實(shí)具有對(duì)同一區(qū)域中的多個(gè)裝置同時(shí)充電的能力，但此區(qū)域通常較小，因此用戶必須將所述裝置定位到特定區(qū)域。例如近場通信(NFC)或RFID卡等裝置可在位于無線電力發(fā)射器的充電區(qū)域內(nèi)時(shí)從所述無線電力發(fā)射器接收過量電力，即使所述卡在與無線電力發(fā)射器使用的頻率不同的頻率上操作也是如此。接收過量電力可導(dǎo)致到既定裝置的電力損失，且可能由于過熱而損壞卡。需要用于保護(hù)裝置不受由無線電力發(fā)射器產(chǎn)生的過量電力影響的方法、系統(tǒng)和裝置
發(fā)明內(nèi)容


圖1展示無線電力傳送系統(tǒng)的框圖。圖2展示無線電力傳送系統(tǒng)的另一框圖。圖3說明用于本發(fā)明的示范性實(shí)施例中的環(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)施例的接收器的框圖。圖6是無線電力系統(tǒng)，其包含無線電力發(fā)射器和定位于所述無線電力發(fā)射器的充電墊上的多個(gè)裝置。圖7說明根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例的包含線圈和電路的電路。圖8說明根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例的電路。圖9描繪根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例的包含電路的裝置。圖10是根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例的說明電路的各種響應(yīng)的史密斯圖表。圖11說明根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例的包含接收線圈和寄生線圈的裝置。圖12是根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例的說明一種方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖陳述的詳細(xì)描述既定作為本發(fā)明的示范性實(shí)施例的描述且既定不表示其中可實(shí)踐本發(fā)明的僅有實(shí)施例。貫穿此描述所使用的術(shù)語“示范性”表示“充當(dāng)實(shí)例、例子或說明”，且未必應(yīng)解釋為比其它示范性實(shí)施例優(yōu)選或有利。所述詳細(xì)描述出于提供對(duì)本發(fā)明的示范性實(shí)施例的透徹理解的目的而包含特定細(xì)節(jié)。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將明白，可在無這些特定細(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，以框圖形式來展示眾所周知的結(jié)構(gòu)及裝置，以避免模糊本文中呈現(xiàn)的示范性實(shí)施例的新穎性。本文使用術(shù)語“無線電力”來表示與電場、磁場、電磁場或在不使用物理電磁導(dǎo)體的情況下在發(fā)射器與接收器之間發(fā)射以對(duì)接收器供電的其它場相關(guān)聯(lián)的任何形式的能量。下文中，這全部三種場將一般地稱為輻射場，應(yīng)了解，純磁場或純電場并不輻射電力。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)射系統(tǒng)100。系統(tǒng)100可經(jīng)配置以用于無線電力傳送、近場通信或兩者。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以用于供耦合到輸出電力110的裝置(未圖示)存儲(chǔ)或消耗。發(fā)射器104與接收器108兩者隔開距離112。在一個(gè)示范性實(shí)施例中，根據(jù)相互諧振關(guān)系來配置發(fā)射器104與接收器108，且當(dāng)接收器108位于場106的“近場”中時(shí)，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(shí)，發(fā)射器104與接收器108之間的發(fā)射損耗為最小。發(fā)射器104進(jìn)一步包含發(fā)射天線114，用于提供用于近場通信、能量發(fā)射或兩者的裝置，且接收器108包含接收天線118，用于提供用于能量接收、近場通信或兩者的裝置。根據(jù)應(yīng)用及待與之相關(guān)聯(lián)的裝置來設(shè)計(jì)發(fā)射天線及接收天線的大小。如所陳述，通過將發(fā)射天線的近場中的大部分能量耦合到接收天線而非以電磁波形式將大部分能量傳播到遠(yuǎn)場而進(jìn)行有效能量傳送。當(dāng)處于此近場中時(shí)，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及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)。如下文將更完全地描述，接收器108還可包含裝置(例如，電路)，其經(jīng)配置以保護(hù)包含接收器的裝置的至少一部分(例如，保護(hù)所述裝置的一區(qū)、保護(hù)集成于所述裝置內(nèi)的電路，或兩者)不受從發(fā)射器104無線地發(fā)射的過量電力影響。圖2展示可包括無線電力系統(tǒng)、近場通信系統(tǒng)或兩者的系統(tǒng)的簡化示意圖。發(fā)射器104包含振蕩器122、功率放大器124及濾波器與匹配電路126。振蕩器經(jīng)配置以在例如468.75KHz、6.78MHz或13.56MHz等所要頻率下進(jìn)行產(chǎn)生，所述所要頻率可響應(yīng)于調(diào)整信號(hào)123而調(diào)整。可通過功率放大器124響應(yīng)于控制信號(hào)125而以一放大量來放大振蕩器信號(hào)。可包含濾波器與匹配電路126以濾除諧波或其它非所要的頻率，且使發(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及整流器與切換電路134以產(chǎn)生DC電力輸出，以對(duì)電池136(如圖2所示)充電或?qū)︸詈系浇邮掌鞯难b置(未圖示)供電。可包含匹配電路132以使接收器108的阻抗與接收天線118匹配。接收器108與發(fā)射器104可在單獨(dú)通信信道119(例如，藍(lán)牙、zigbee、蜂窩式等)上通信。如下文將更完全地描述，接收器108還可包含經(jīng)配置以用于產(chǎn)生場的電路，所述場與由發(fā)射器404產(chǎn)生的場相反，且因此至少部分地保護(hù)包含接收器108的裝置的至少一部分不受過量無線電力影響。如圖3中說明，在示范性實(shí)施例中使用的天線可經(jīng)配置為“環(huán)形”天線150，其在本文中也可稱為“磁性”天線。環(huán)形天線可經(jīng)配置以包含空氣芯(air core)或物理芯(physical core)(例如，鐵氧體芯)。空氣芯環(huán)形天線可更易于容忍放置于所述芯附近的外來物理裝置。此外，空氣芯環(huán)形天線允許其它組件放置于芯區(qū)域內(nèi)。另外，空氣芯環(huán)可更易于使得能夠?qū)⒔邮仗炀€118(圖2)放置于發(fā)射天線114(圖2)的平面內(nèi)，在所述平面處，發(fā)射天線114(圖2)的耦合模式區(qū)可更強(qiáng)大。如所陳述，發(fā)射器104與接收器108之間的有效能量傳送可在發(fā)射器104與接收器108之間的匹配或近似匹配的諧振期間發(fā)生。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(shí)，也可傳送能量，但效率可能受影響。能量傳送通過將能量發(fā)射天線的近場耦合到駐留于建立了此近場的鄰域中的接收天線而非將能量從發(fā)射天線傳播到自由空間中而發(fā)生。環(huán)形天線或磁性天線的諧振頻率是基于電感和電容。環(huán)形天線中的電感一般僅為由所述環(huán)產(chǎn)生的電感，而一般將電容添加到環(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)。作為非限制性實(shí)例，可將電容器152及電容器154添加到所述天線，以形成產(chǎn)生諧振信號(hào)156的諧振電路。因此，對(duì)于較大直徑的環(huán)形天線來說，誘發(fā)諧振所需的電容的大小隨著環(huán)的直徑或電感增加而減小。此外，隨著環(huán)形天線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。作為另一非限制性實(shí)例，電容器可并聯(lián)地放置于環(huán)形天線的兩個(gè)端子之間。另外，所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，對(duì)于發(fā)射天線，諧振信號(hào)156可為到環(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。大體上，發(fā)射電路202可通過提供振蕩信號(hào)以導(dǎo)致在發(fā)射天線204周圍產(chǎn)生近場能量而將RF電力提供到發(fā)射天線204。應(yīng)注意，發(fā)射器200可在任何合適頻率下操作。舉例來說，發(fā)射器200可在例如468.75KHz、6.78MHz或13.56MHz等所要頻率下操作。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)配置以將諧波發(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)施例可包含不同濾波器拓?fù)?包含(但不限于)使特定頻率衰減同時(shí)使其它頻率通過的陷波濾波器)，且可包含自適應(yīng)阻抗匹配，其可基于可測量的發(fā)射度量(例如，到天線的輸出電力或由功率放大器汲取的DC電流)而變化。發(fā)射電路202進(jìn)一步包含經(jīng)配置以驅(qū)動(dòng)如由振蕩器212確定的RF信號(hào)的功率放大器210。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。來自發(fā)射天線204的示范性RF電力輸出可為約2.5瓦。發(fā)射電路202進(jìn)一步包含控制器214，用于在針對(duì)特定接收器的發(fā)射相位(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)整輸出功率電平以實(shí)施用于通過相鄰裝置所附接的接收器與相鄰裝置交互的通信協(xié)議。應(yīng)注意，控制器214在本文中也可稱為處理器214。如此項(xiàng)技術(shù)中眾所周知，振蕩器相位和發(fā)射路徑中的相關(guān)電路的調(diào)整允許減少帶外發(fā)射，尤其是當(dāng)從一個(gè)頻率轉(zhuǎn)變到另一頻率時(shí)。發(fā)射電路202可進(jìn)一步包含負(fù)載感測電路216，用于檢測作用中接收器在由發(fā)射天線204產(chǎn)生的近場附近的存在或不存在。舉例來說，負(fù)載感測電路216監(jiān)視流動(dòng)到功率放大器210的電流，所述電流受作用中接收器在由發(fā)射天線204產(chǎn)生的近場附近的存在或不存在的影響。由控制器214監(jiān)視對(duì)功率放大器210上的加載的改變的檢測，以用于確定是否啟用振蕩器212來用于發(fā)射能量以及與作用中接收器通信。發(fā)射天線204可以用利茲線(Litz wire)實(shí)施或?qū)嵤楹穸?、寬度和金屬類型?jīng)選擇以使電阻性損耗保持較低的天線條帶。在常規(guī)實(shí)施方案中，發(fā)射天線204可一般經(jīng)配置以與較大結(jié)構(gòu)(例如，桌、墊、燈或其它較不便攜的配置)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)用尺寸。發(fā)射天線204的示范性實(shí)施方案可為“電學(xué)上較小的”(即，波長的分?jǐn)?shù))且經(jīng)調(diào)諧以通過使用電容器界定諧振頻率而在較低的可用頻率下諧振。發(fā)射器200可收集和跟蹤關(guān)于可與發(fā)射器200相關(guān)聯(lián)的接收器裝置的所在之處和狀態(tài)的信息。因此，發(fā)射器電路202可包含連接到控制器214 (在本文中還稱作處理器)的存在檢測器280、封閉式檢測器260，或其組合。控制器214可響應(yīng)于來自存在檢測器280和封閉式檢測器260的存在信號(hào)而調(diào)整由放大器210遞送的電力量。發(fā)射器可經(jīng)由許多電源接收電力，所述電源例如為用以轉(zhuǎn)換存在于建筑物中的常規(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200的電壓的DC/DC轉(zhuǎn)換器(未圖示)，或發(fā)射器可直接從常規(guī)DC電源(未圖示)接收電力。作為非限制性實(shí)例，存在檢測器280可為用以感測插入到發(fā)射器的覆蓋區(qū)域中的待充電裝置的初始存在的運(yùn)動(dòng)檢測器。在檢測之后，可接通發(fā)射器且可使用由裝置接收的RF電力來以預(yù)定方式雙態(tài)切換Rx裝置上的開關(guān)，其又導(dǎo)致發(fā)射器的驅(qū)動(dòng)點(diǎn)阻抗的改變。作為另一非限制性實(shí)例，存在檢測器280可為能夠例如通過紅外檢測、運(yùn)動(dòng)檢測或其它合適方式來檢測人類的檢測器。在一些示范性實(shí)施例中，可能存在限制發(fā)射天線可在特定頻率下發(fā)射的電力量的規(guī)章。在一些情況下，這些規(guī)章有意保護(hù)人類免受電磁輻射影響。然而，可能存在發(fā)射天線放置于人類未占用的或人類不經(jīng)常占用的區(qū)域(例如，車庫、廠區(qū)、車間，等)中的環(huán)境。如果這些環(huán)境沒有人類，則可能可準(zhǔn)許將發(fā)射天線的功率輸出增加到正常功率約束規(guī)章以上。換句話說，控制器214可響應(yīng)于人類存在而將發(fā)射天線204的功率輸出調(diào)整到規(guī)章水平或更低，且當(dāng)人類在與發(fā)射天線204的電磁場相距規(guī)章距離之外時(shí)將發(fā)射天線204的功率輸出調(diào)整到規(guī)章水平以上。作為非限制性實(shí)例，封閉式檢測器260 (本文中也可稱為封閉室檢測器或封閉空間檢測器)可為例如感測開關(guān)等裝置，用于確定何時(shí)外罩處于關(guān)閉或打開狀態(tài)。當(dāng)發(fā)射器在處于封閉狀態(tài)的外罩中時(shí)，可增加發(fā)射器的功率電平。在示范性實(shí)施例中，可使用使得發(fā)射器200不會(huì)不確定地保持接通的方法。在此情況下，發(fā)射器200可經(jīng)編程以在用戶確定的時(shí)間量之后關(guān)閉。此特征防止發(fā)射器200 (尤其是功率放大器210)在其周邊的無線裝置充滿電之后長時(shí)間運(yùn)行。此事件可能歸因于用以檢測從中繼器或接收線圈發(fā)送的指示裝置充滿電的信號(hào)的電路的故障。為了防止發(fā)射器200在另一裝置放置于其周邊的情況下自動(dòng)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，可僅在檢測到其周邊缺少運(yùn)動(dòng)的設(shè)定周期之后激活發(fā)射器200自動(dòng)關(guān)閉特征。用戶可能夠確定不活動(dòng)時(shí)間間隔，且在需要時(shí)改變所述不活動(dòng)時(shí)間間隔。作為非限制性實(shí)例，所述時(shí)間間隔可比在假定特定類型的無線裝置最初完全放電的情況下充滿所述裝置所需的時(shí)間間隔長。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以向裝置350提供所接收的電力。應(yīng)注意，將接收器300說明為在裝置350外部，但其可集成到裝置350中。通常，能量是無線傳播到接收天線304，且接著經(jīng)由接收電路302耦合到裝置350。根據(jù)如下文更完全描述的一個(gè)示范性實(shí)施例，接收器300可包含保護(hù)電路，所述保護(hù)電路可在其中產(chǎn)生電流以對(duì)抗外部產(chǎn)生的場(例如，由遠(yuǎn)程無線電力發(fā)射器產(chǎn)生的場)。因此，所述電路可抵消在所述電路附近的區(qū)內(nèi)的場。更具體來說，在其中接收器300集成于近場通信裝置內(nèi)的示范性實(shí)施例中，所述保護(hù)電路可經(jīng)配置以至少部分地保護(hù)經(jīng)配置以接收近場通信信號(hào)的接收器不受無線電力場影響。根據(jù)其中接收器300經(jīng)配置以用于接收無線電力的另一示范性實(shí)施例，保護(hù)電路可用于至少部分地保護(hù)裝置的一部分(例如，移動(dòng)電話的顯示器屏幕)不受無線電力影響。接收天線304經(jīng)調(diào)諧以在與發(fā)射天線204(圖4)相同的頻率下或在指定頻率范圍內(nèi)諧振。接收天線304可與發(fā)射天線204類似地設(shè)計(jì)尺寸，或可基于相關(guān)聯(lián)裝置350的尺寸來不同地設(shè)計(jì)大小。舉例來說，裝置350可為具有比所述發(fā)射天線204的直徑或長度小的直徑或長度尺寸的便攜式電子裝置。在此實(shí)例中，接收天線304可實(shí)施為多匝天線，以便減少調(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，接收天線304可放置于裝置350的實(shí)質(zhì)圓周周圍，以便使天線直徑最大化并減小接收天線的環(huán)匝(即，繞組)的數(shù)目及繞組間電容。接收電路302提供到接收天線304的阻抗匹配。接收電路302包含用于將接收到的RF能源轉(zhuǎn)換為供裝置350使用的充電電力的電力轉(zhuǎn)換電路306。電力轉(zhuǎn)換電路306包含RF/DC轉(zhuǎn)換器308且還可包含DC/DC轉(zhuǎn)換器310。RF/DC轉(zhuǎn)換器308將在接收天線304處接收到的RF能量信號(hào)整流為非交變電力，而DC/DC轉(zhuǎn)換器310將經(jīng)整流的RF能量信號(hào)轉(zhuǎn)換為與裝置350兼容的能量電位(例如，電壓)。預(yù)期有各種RF/DC轉(zhuǎn)換器，包含部分和全整流器、調(diào)節(jié)器、橋接器、倍增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或替代地用于斷開電力轉(zhuǎn)換電路306。將接收天線304與電力轉(zhuǎn)換電路306斷開不僅中止對(duì)裝置350的充電，而且還改變發(fā)射器200 (圖2)所“看到”的“負(fù)載”。如上文揭示，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(dòng)。因此，發(fā)射器200具有用于確定接收器何時(shí)存在于發(fā)射器的近場中的機(jī)制。
當(dāng)多個(gè)接收器300存在于發(fā)射器的近場中時(shí)，可能需要對(duì)一個(gè)或一個(gè)以上接收器的加載及卸載進(jìn)行時(shí)間多路復(fù)用，以使其它接收器能夠更高效地耦合到發(fā)射器。也可隱匿(cloak) 一接收器，以便消除到其它近旁接收器的耦合或減少近旁發(fā)射器上的加載。接收器的此“卸載”在本文中也稱為“隱匿”。此外，如下文更充分地闡釋，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。另外，一協(xié)議可與所述切換相關(guān)聯(lián)，所述協(xié)議使得能夠?qū)⑾慕邮掌?00發(fā)送到發(fā)射器200。舉例來說，切換速度可為約100微秒。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與充電控制機(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(duì)所發(fā)射信號(hào)的開/關(guān)鍵控來調(diào)整能量是否在近場中可用。接收器將這些能量改變解譯為來自發(fā)射器的消息。從接收器側(cè)，接收器可使用對(duì)接收天線的調(diào)諧和解諧來調(diào)整正在從近場接受多少電力。發(fā)射器可檢測來自近場的所使用的電力的此差異，且將這些改變解譯為來自接收器的消息。應(yīng)注意，可利用對(duì)發(fā)射電力和負(fù)載行為的其它形式的調(diào)制。接收電路302可進(jìn)一步包含用以識(shí)別所接收能量波動(dòng)的信令檢測器與信標(biāo)電路314，所述所接收能量波動(dòng)可對(duì)應(yīng)于從發(fā)射器到接收器的信息信令。此外，信令與信標(biāo)電路314還可用以檢測減少的RF信號(hào)能量(即，信標(biāo)信號(hào))的發(fā)射，并將所述減少的RF信號(hào)能量整流為標(biāo)稱電力，以用于喚醒接收電路302內(nèi)的未被供電或耗盡電力的電路，以便配置接收電路302以進(jìn)行無線充電。接收電路302進(jìn)一步包含用于協(xié)調(diào)本文描述的接收器300的過程的處理器316，所述過程包含控制本文描述的切換電路312。接收器300的隱匿也可在其它事件(包含檢測到向裝置350提供充電電力的外部有線充電源(例如，壁式/USB電力))的發(fā)生之后即刻發(fā)生。除了控制接收器的隱匿外，處理器316還可監(jiān)視信標(biāo)電路314以確定信標(biāo)狀態(tài)，并提取從發(fā)射器發(fā)送的消息。處理器316也可為獲得改進(jìn)的性能而調(diào)整DC/DC轉(zhuǎn)換器310。圖6說明無線電力系統(tǒng)600，其包含具有充電墊604的無線電力裝置602。如圖6中說明，多個(gè)可無線充電的裝置606定位于充電墊604上。而且，可包括NFC卡或RFID卡的裝置608定位于充電墊604上。如所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將了解，在裝置608從無線電力裝置602接收到過量電力的情況下，可導(dǎo)致裝置608的不合意的加熱，這可引起對(duì)裝置608的損壞。如本文描述的示范性實(shí)施例涉及減少且可能防止由在并非裝置的既定頻率的頻率下發(fā)射或發(fā)射到裝置的既定不接收無線電力的區(qū)的無線電力對(duì)裝置造成的損壞。更具體來說，示范性實(shí)施例可包括具有電路的裝置，例如NFC卡或RFID卡，所述電路耦合到裝置或集成于裝置內(nèi)，所述電路可將裝置的線圈與外部發(fā)射器(例如，外部無線電力發(fā)射器)解耦。再更具體來說，在此實(shí)例中包括NFC卡的裝置可具有用于從遠(yuǎn)程發(fā)射器接收信號(hào)(例如，無線電力或NFC)的電路(例如，線圈)。此外，NFC卡還可包含與其耦合或集成于其中的第二線圈，所述第二線圈經(jīng)配置以在某些頻率(例如，非操作頻率)下展現(xiàn)低阻抗(例如，短路)且因此產(chǎn)生與由遠(yuǎn)程發(fā)射器產(chǎn)生的磁場相反的磁場。另外，第二線圈可經(jīng)配置以在NFC卡經(jīng)設(shè)計(jì)以操作的操作頻率下展現(xiàn)高阻抗(例如，開路)，因此使NFC能夠正常地起作用。圖7說明包含線圈704和電路706的電路702。圖8中更詳細(xì)說明電路706，其可僅舉例來說包括并串聯(lián)電路。如圖8中說明，電路706可包含電容器Cl和C2以及電感器LI。此外，電路706可包含可耦合到線圈704的一端的第一端口 P1，和可耦合到線圈704的另一端的第二端口 P2。僅舉例來說，電感器LI可具有大體上為150nH的電感。此外，作為非限制性實(shí)例，電容器Cl可具有大體上為3300pF的電容，且電容器C2可具有大體上為1272pF的電容。圖9說明包括電路702的裝置700，電路702包含線圈704和電路706。裝置700可僅舉例來說包括NFC卡或RFID卡。裝置700可進(jìn)一步包含電路708 (例如，線圈)，其經(jīng)配置以用于與一個(gè)或一個(gè)以上遠(yuǎn)程裝置的近場通信。應(yīng)注意，根據(jù)一個(gè)示范性實(shí)施例，電路702可通過任何合適方式附接到裝置700的表面。僅舉例來說，電路702可集成于可附接到裝置700的膠粘物內(nèi)。根據(jù)另一示范性實(shí)施例，電路702可集成于裝置702內(nèi)。應(yīng)注意，線圈704可包括任一數(shù)目的匝且可大體上類似于線圈708而定大小。換句話說，線圈704可大體上環(huán)繞線圈708以實(shí)現(xiàn)線圈704與線圈708之間的強(qiáng)耦合。舉例來說，線圈704可包括一阻。如所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將了解，根據(jù)楞次定律，位于受到外部磁場激勵(lì)的接收線圈附近內(nèi)的任何未經(jīng)調(diào)諧的短接寄生線圈均將產(chǎn)生磁場電流，其與外部激勵(lì)的磁場相反。因此，所述短接寄生線圈可產(chǎn)生在其附近的磁場中的零位。因此，接收線圈可從磁場解耦。換句話說，在“短接”時(shí)，寄生線圈充當(dāng)陷波濾波器，且在“斷開”時(shí)，寄生線圈可不會(huì)對(duì)接收線圈具有實(shí)質(zhì)影響。應(yīng)注意，這是寬帶效應(yīng)，且因此短接寄生線圈可在所有關(guān)注頻率下消除磁場。換句話說，在展現(xiàn)大體上等效的短路阻抗時(shí)，寄生線圈充當(dāng)陷波濾波器，且在展現(xiàn)大體上等效的開路阻抗時(shí)，寄生線圈可不會(huì)對(duì)接收線圈具有實(shí)質(zhì)影響。應(yīng)注意，這是寬帶效應(yīng)，且因此，低阻抗(例如，短接)寄生線圈可在所有關(guān)注頻率下消除磁場。參見圖6和9，現(xiàn)在將描述裝置的預(yù)期操作。在此示例中，裝置608包括裝置700，且電路702經(jīng)配置以在13.56MHz下展現(xiàn)高阻抗(例如，開路)且在所有其它頻率(例如，6.78MHz)下展現(xiàn)低阻抗(例如，短路)。此外，在此實(shí)例中，無線電力裝置602經(jīng)配置以在
6.78MHz下無線地發(fā)射電力。因此，在無線電力裝置602正在發(fā)射無線電力時(shí)，電路702呈現(xiàn)低阻抗(例如，短路阻抗)，這致使電路702產(chǎn)生與由無線電力裝置602產(chǎn)生的磁場相反的磁場。因此，電路702附近的磁場中的零位可存在，且因此線圈708可不接收由無線電力裝置602產(chǎn)生的信號(hào)。此外，在13.56MHz的頻率下，電路702經(jīng)配置以呈現(xiàn)高阻抗(例如，開路阻抗)且因此電路702可不會(huì)對(duì)從外部源產(chǎn)生的場具有影響。因此，線圈708可在13.56MHz下接收信號(hào)。應(yīng)注意，雖然在此實(shí)例中使用6.78MHz和13.56MHz的頻率，但電路702可經(jīng)配置以在任何一個(gè)或一個(gè)以上所要頻率下展現(xiàn)第一阻抗且在任何一個(gè)或一個(gè)以上所要頻率下展現(xiàn)不同的較低阻抗。圖10說明史密斯圖表800，其說明電路702在開路配置和短路配置中的數(shù)據(jù)點(diǎn)。數(shù)據(jù)點(diǎn)802表示如下響應(yīng):其中電路702在6.78MHz下短路從而將裝置702從遠(yuǎn)程發(fā)射天線解耦。數(shù)據(jù)點(diǎn)804表示如下響應(yīng):其中電路702在13.56MHz下開路，從而使裝置702能夠耦合到遠(yuǎn)程發(fā)射天線。更具體來說，僅舉例來說，數(shù)據(jù)點(diǎn)804表示如下響應(yīng):其中電路702在13.56MHz下開路，從而實(shí)現(xiàn)裝置700的正常操作，裝置700在此實(shí)例中包括NFC卡或RFID卡。圖11是具有接收線圈864和寄生線圈856的裝置840的說明。應(yīng)注意，接收線圈864可包括接收天線，例如圖5的接收器300的天線304。因此，接收線圈864可經(jīng)配置以用于在一個(gè)或一個(gè)以上頻率(例如，13.56MHz)下接收無線電力。此外，寄生線圈865可接近其中需要對(duì)磁場的屏蔽的區(qū)860 (例如，LCD屏幕或觸摸屏)。因此，在裝置840定位于外部產(chǎn)生的磁場(由參考標(biāo)號(hào)850描繪)內(nèi)時(shí)，接收線圈864可從磁場接收信號(hào)(例如，無線電力)，且寄生線圈865可產(chǎn)生與磁場850相反的磁場(由參考標(biāo)號(hào)852描繪)。應(yīng)注意，寄生線圈865可經(jīng)配置以在接收線圈864無線地接收電力的同一頻率下展現(xiàn)低阻抗(例如，短路阻抗)。因此，區(qū)860可不含磁場，且因此可在接收線圈經(jīng)啟用以無線地接收電力時(shí)受保護(hù)而無過量電力。進(jìn)一步應(yīng)注意，在固體屏蔽物不可行(例如，包含透明屏幕的區(qū))的情形中，接近于需要屏蔽的區(qū)定位的寄生線圈(例如，寄生線圈865)可優(yōu)于固體金屬屏蔽物。圖12是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或一個(gè)以上示范性實(shí)施例的說明方法900的流程圖。方法900可包含在第一電路處在操作頻率下接收第一發(fā)射信號(hào)(由標(biāo)號(hào)902描繪)。此外，方法900可包含用第二電路產(chǎn)生與第一發(fā)射信號(hào)的無線電力場的不合意部分和接近第一電路的另一無線電力場的一部分中的至少一者相反的場，所述另一無線電力場是在第一電路的非操作頻率下由第二發(fā)射信號(hào)產(chǎn)生(由標(biāo)號(hào)904描繪)。如本文描述的本發(fā)明的示范性實(shí)施例可在無線電力系統(tǒng)的操作頻率和NFC卡操作頻率不同的情況下保護(hù)NFC卡不會(huì)被無線電力系統(tǒng)損壞。應(yīng)注意，電路702可隨無線充電器一起包含且由用戶附接到裝置(例如，NFC卡)或由制造者附接到裝置，因?yàn)槠浯蟠鬁p少了來自不處于裝置的既定頻率下的任何EM輻射的損壞的可能性。而且，如本文描述的示范性實(shí)施例可保護(hù)裝置的區(qū)(例如，屏幕)不受無線電力系統(tǒng)損壞。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將了解，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(hào)。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(hào)、位、符號(hào)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)施例所描述的多種說明性邏輯塊、模塊、電路及算法步驟可實(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此互換性，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。所述功能性是實(shí)施為硬件還是軟件取決于特定應(yīng)用及施加于整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)約束。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員對(duì)于每一特定應(yīng)用可以不同的方式實(shí)施所描述的功能性，但此些實(shí)施決策不應(yīng)被解釋為引起與本發(fā)明的示范性實(shí)施例的范圍的偏離?？捎媒?jīng)設(shè)計(jì)以執(zhí)行本文中所描述的功能的通用處理器、數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)、專用集成電路(ASIC)、現(xiàn)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)行結(jié)合本文中所揭示的示范性實(shí)施例而描述的各種說明性邏輯塊、模塊及電路。通用處理器可為微處理器，但在替代例中，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(gè)微處理器、一個(gè)或一個(gè)以上微處理器與DSP核心的聯(lián)合，或任何其它此配置。結(jié)合本文中所揭示的示范性實(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)行的軟件模塊中或所述兩者的組合中。軟件模塊可駐留于隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、快閃存儲(chǔ)器、只讀存儲(chǔ)器(ROM)、電可編程ROM(EPROM)、電可擦除可編程ROM(EEPROM)、寄存器、硬盤、可裝卸磁盤、CD-ROM或此項(xiàng)技術(shù)中已知的任何其它形式的存儲(chǔ)媒體中。示范性存儲(chǔ)媒體耦合到處理器，使得所述處理器可從存儲(chǔ)媒體讀取信息及將信息寫入到存儲(chǔ)媒體。在替代方案中，存儲(chǔ)媒體可與處理器成一體式。處理器及存儲(chǔ)媒體可駐留于ASIC中。ASIC可駐留于用戶終端中。在替代例中，處理器及存儲(chǔ)媒體可作為離散組件駐留于用戶終端中。在一個(gè)或一個(gè)以上示范性實(shí)施例中，所描述的功能可實(shí)施于硬件、軟件、固件或其任一組合中。如果實(shí)施于軟件中，則可將功能作為一個(gè)或一個(gè)以上指令或代碼而存儲(chǔ)于計(jì)算機(jī)可讀媒體上或經(jīng)由其傳輸。計(jì)算機(jī)可讀媒體包含計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)媒體與包含促進(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(chǔ)媒體可為可由計(jì)算機(jī)存取的任何可用媒體。以實(shí)例方式(且并非限制)，所述計(jì)算機(jī)可讀媒體可包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盤存儲(chǔ)裝置、磁盤存儲(chǔ)裝置或其它磁性存儲(chǔ)裝置，或可用于載送或存儲(chǔ)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)包含于媒體的定義中。如本文中所使用，磁盤及光盤包含壓縮光盤(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，其中磁盤通常磁性地再現(xiàn)數(shù)據(jù)，而光盤使用激光光學(xué)地再現(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)。提供所揭示示范性實(shí)施例的先前描述以使所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠制作或使用本發(fā)明。對(duì)這些示范性實(shí)施例的各種修改對(duì)于所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員來說將是顯而易見的，且在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，本文所定義的一般原理可應(yīng)用于其它實(shí)施例。因此，不希望將本發(fā)明限于本文所示的示范性實(shí)施例，而是本發(fā)明應(yīng)被賦予與本文所揭示的原理和新穎特征相一致的最廣泛范圍。
權(quán)利要求
1.一種裝置，其包括: 第一電路，其經(jīng)配置以在操作頻率下接收第一發(fā)射信號(hào)；以及 第二電路，其經(jīng)配置以產(chǎn)生與以下各項(xiàng)中的至少一者相反的場: 所述第一發(fā)射信號(hào)的無線電力場的不合意部分；以及 接近于所述第一電路的另一無線電力場的一部分，所述另一無線電力場是在所述第一電路的非操作頻率下由第二發(fā)射 信號(hào)產(chǎn)生的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，所述第二電路經(jīng)配置以響應(yīng)于所述操作頻率而展現(xiàn)第一阻抗，且響應(yīng)于所述非操作頻率而展現(xiàn)第二較低阻抗。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，所述第二電路包括經(jīng)解諧的寄生線圈。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，所述第二電路包括耦合到線圈的并串聯(lián)電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，所述第一電路集成于NFC卡和RFID卡中的一者內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，所述第二電路耦合到所述NFC卡和所述RFID卡中的一者的表面。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，所述第一電路和所述第二電路中的每一者集成于NFC卡和RFID卡中的一者內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，所述操作頻率包括大體上13.56MHz的頻率。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，所述非操作頻率包括大體上468.75KHz和大體上6.78MHz中的一者的頻率。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，所述第二電路大體上環(huán)繞所述第一電路。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，所述第二電路接近于所述裝置的待受保護(hù)不受無線電力信號(hào)影響的區(qū)。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，所述第一電路用于接收無線電力信號(hào)和近場通信信號(hào)中的一者，且所述第二電路用于產(chǎn)生與由無線電力發(fā)射器產(chǎn)生的磁場相反的磁場。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，所述第二電路經(jīng)配置為在所述非操作頻率下具有第一阻抗水平且在所述操作頻率下具有第二較高阻抗水平的陷波濾波器。
14.一種方法,其包括: 在第一電路處在操作頻率下接收第一發(fā)射信號(hào)；以及 用第二電路產(chǎn)生與所述第一發(fā)射信號(hào)的無線電力場的不合意部分和接近于所述第一電路的另一無線電力場的一部分中的至少一者相反的場，所述另一無線電力場是在所述第一電路的非操作頻率下由第二發(fā)射信號(hào)產(chǎn)生的。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，所述接收包括在大體上13.56MHz的頻率下接收所述第一發(fā)射信號(hào)。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，所述產(chǎn)生包括響應(yīng)于在大體上6.78MHz的頻率下接收到所述第二發(fā)射信號(hào)而產(chǎn)生所述場。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，所述產(chǎn)生包括用經(jīng)配置以展現(xiàn)短路阻抗的電路產(chǎn)生所述場。
18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，所述產(chǎn)生包括用大體上環(huán)繞用于接收所述第一發(fā)射信號(hào)的另一電路的電路產(chǎn)生所述場。
19.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，所述產(chǎn)生包括用包含耦合到線圈的并串聯(lián)電路的電路產(chǎn)生所述場。
20.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，所述產(chǎn)生包括用耦合到NFC卡和RFID卡中的一者的表面的電路產(chǎn)生所述場。
21.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，所述產(chǎn)生包括用集成于NFC卡和RFID卡中的一者內(nèi)的電路產(chǎn)生所述場。
22.根據(jù)權(quán)利要求14所 述的方法，所述產(chǎn)生包括在電路中產(chǎn)生與在遠(yuǎn)程無線電力發(fā)射器中產(chǎn)生的電流相反的電流。
23.一種裝置，其包括: 用于在第一電路處在操作頻率下接收第一發(fā)射信號(hào)的裝置；以及 用于用第二電路產(chǎn)生與所述第一發(fā)射信號(hào)的無線電力場的不合意部分和接近于所述第一電路的另一無線電力場的一部分中的至少一者相反的場的裝置，所述另一無線電力場是在所述第一電路的非操作頻率下由第二發(fā)射信號(hào)產(chǎn)生的。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的裝置，其進(jìn)一步包括用于在13.56MHz下接收所述第一發(fā)射信號(hào)且在6.78MHz下接收到所述第二發(fā)射信號(hào)后即刻產(chǎn)生所述場的裝置。
25.根據(jù)權(quán)利要求23所述的裝置，所述用于產(chǎn)生所述場的裝置包括用于在電路中產(chǎn)生與在遠(yuǎn)程無線電力發(fā)射器的電路中產(chǎn)生的電流相反的電流的裝置。
26.根據(jù)權(quán)利要求23所述的裝置，所述用于產(chǎn)生的裝置包括用于用經(jīng)配置以展現(xiàn)短路阻抗的電路產(chǎn)生所述場的裝置。
27.根據(jù)權(quán)利要求23所述的裝置，所述用于產(chǎn)生的裝置包括用于用大體上環(huán)繞用于接收所述第一發(fā)射信號(hào)的另一電路的電路產(chǎn)生所述場的裝置。
28.根據(jù)權(quán)利要求23所述的裝置，所述用于產(chǎn)生的裝置包括用于用包含耦合到線圈的并串聯(lián)電路的電路產(chǎn)生所述場的裝置。
29.根據(jù)權(quán)利要求23所述的裝置，所述用于產(chǎn)生的裝置包括用于用耦合到NFC卡和RFID卡中的一者的表面的電路產(chǎn)生所述場的裝置。
30.根據(jù)權(quán)利要求23所述的裝置，所述用于產(chǎn)生的裝置包括用于用集成于NFC卡和RFID卡中的一者內(nèi)的電路產(chǎn)生所述場的裝置。
31.根據(jù)權(quán)利要求23所述的裝置，所述用于產(chǎn)生的裝置包括經(jīng)解諧的寄生線圈。
全文摘要
示范性實(shí)施例是針對(duì)一種裝置，其包含用于保護(hù)所述裝置的寄生線圈。裝置可包含第一電路，所述第一電路經(jīng)配置以在操作頻率下接收第一發(fā)射信號(hào)。所述裝置還可包含第二電路，所述第二電路經(jīng)配置以產(chǎn)生場，所述場與所述第一發(fā)射信號(hào)的無線電力場的不合意部分和接近于所述第一電路的另一無線電力場的一部分中的至少一者相反，所述另一無線電力場是在所述第一電路的非操作頻率下由第二發(fā)射信號(hào)產(chǎn)生的。
文檔編號(hào)H04B5/00GK103119854SQ201180045235
公開日2013年5月22日 申請(qǐng)日期2011年8月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月25日
發(fā)明者劉振寧, 查爾斯·E·惠特利三世, 賽爾西奧·P·埃斯特拉達(dá) 申請(qǐng)人:高通股份有限公司