用于自適應(yīng)地調(diào)諧無線電力傳遞的方法和設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于自適應(yīng)地調(diào)諧無線電力傳遞的方法和設(shè)備。發(fā)射天線在所述發(fā)射天線的諧振頻率處產(chǎn)生電磁場以在所述發(fā)射天線的近場內(nèi)形成耦合模式區(qū)。接收天線在其處于所述耦合模式區(qū)內(nèi)時(shí)接收所述諧振頻率且大體上在所述諧振頻率附近諧振。所述發(fā)射和接收天線中的一者或兩者為可自適應(yīng)地調(diào)諧的可調(diào)諧天線。通過檢測所述可調(diào)諧天線處的失配并響應(yīng)于所述可調(diào)諧天線處的電壓駐波比而產(chǎn)生失配信號來實(shí)現(xiàn)所述自適應(yīng)調(diào)諧?？赏ㄟ^調(diào)整連接到所述可調(diào)諧天線的可變電容器網(wǎng)絡(luò)的電容來修改所述可調(diào)諧天線的諧振特性。
【專利說明】用于自適應(yīng)地調(diào)諧無線電力傳遞的方法和設(shè)備
[0001] 本申請是國際申請日為2009年5月11日，國際申請?zhí)枮镻CT/US2009/043514，發(fā)明名稱為“用于自適應(yīng)地調(diào)諧無線電力傳遞的方法和設(shè)備”的PCT申請進(jìn)入中國國家階段申請?zhí)枮?00980116866.6的專利申請的分案申請。
_2] 依據(jù)35U.S.C.§ 119主張優(yōu)先權(quán)
[0003]本申請案依據(jù)35U.S.C.§ 119(e)主張以下申請案的優(yōu)先權(quán):
[0004]在2008年6月11日申請的題為“經(jīng)由接收天線阻抗調(diào)制的反向鏈路信令(REVERSE LINK SIGNALING VIA RECEIVE ANTENNA IMPEDANCE MODULATION) ”的美國臨時(shí)專利申請案61/060，735 ；
[0005]在2008年6月11日申請的題為“無線電力環(huán)境中的信令充電(SIGNALINGCHARGING IN WIRELESS POWER ENVIRONMENT) ” 的美國臨時(shí)專利申請案 61/060，738 ；
[0006]在2008年5月13日申請的題為“用于無線電力傳遞的自適應(yīng)調(diào)諧機(jī)制(ADAPTIVETUNING MECHANISM FOR WIRELESS POWER TRANSFER) ”的美國臨時(shí)專利申請案 61/053，008 ；
[0007]在2008年5月13日申請的題為“用于無線電力充電系統(tǒng)的有效電力管理方案(EFFICIENT POWER MANAGEMENT SCHEME FOR WIRELESS POWER CHARGING SYSTEMS) ”的美國臨時(shí)專利申請案61/053，010 ；
[0008]在2008年6月11 日申請的題為“用于無線充電系統(tǒng)的發(fā)射電力控制(TRANSMITPOWER CONTROL FOR A WIRELESS CHARGING SYSTEM) ”的美國臨時(shí)專利申請案 61/060，741 ；
[0009]在2008年5月13日申請的題為“用于增強(qiáng)無線電力傳遞的轉(zhuǎn)發(fā)器(REPEATERSFOR ENHANCEMENT OF WIRELESS POWER TRANSFER) ” 的美國臨時(shí)專利申請案 61/053，000 ;
[0010]在2008年5月13日申請的題為“用于電器和設(shè)備的無線電力傳遞(WIRELESSPOWER TRANSFER FOR APPLIANCES AND EQUIPMENTS) ”的美國臨時(shí)專利申請案 61/053，004 ;
[0011]在2008年7月16日申請的題為“使用負(fù)電阻的無線電力傳遞(WIRELESS POWERTRANSFER USING NEGATIVE RESISTANCE) ” 的美國臨時(shí)專利申請案 61/081，332 ;
[0012]在2008年5月13日申請的題為“用于無線電力傳遞的嵌入式接收天線(EMBEDDEDRECEIVE ANTENNA FOR WIRELESS POWER TRANSFER) ” 的美國臨時(shí)專利申請案 61/053，012 ;以及
[0013]在2008年5月13日申請的題為“平面大面積無線充電系統(tǒng)(PLANAR LARGE AREAWIRELESS CHARGING SYSTEM) ” 的美國臨時(shí)專利申請案 61/053，015。
【背景技術(shù)】
[0014]通常，每一電池供電裝置(例如，無線電子裝置)需要其自身的充電器和電力源，其通常為交流(AC)電源插座。在許多裝置需要充電時(shí)，此種有線配置變得難以使用。
[0015]正開發(fā)在發(fā)射器與耦合到待充電的電子裝置的接收器之間使用空中或無線電力發(fā)射的方法。此些方法通常落在兩個(gè)類別中。一個(gè)類別是基于發(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(還被稱作遠(yuǎn)場輻射)的耦合。接收天線收集所輻射的電力且對其進(jìn)行整流以供對電池充電。天線通常具有諧振長度以便改進(jìn)耦合效率。此方法的缺點(diǎn)為電力耦合隨著天線之間的距離增加而快速衰退。因此，在合理長度(例如，小于I米到2米)內(nèi)充電變得困難。另外，由于發(fā)射系統(tǒng)輻射平面波，所以如果未經(jīng)由濾波來進(jìn)行適當(dāng)控制，則無意的輻射可干擾其它系統(tǒng)。
[0016]無線能量發(fā)射技術(shù)的其它方法是基于在嵌入于(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)電子裝置中的接收天線(加上整流電路)之間的電感性耦合。此種方法具有以下缺點(diǎn)，即，發(fā)射天線與接收天線之間的間隔必須非常接近(例如，在千分之幾米內(nèi))。盡管此種方法確實(shí)具有對相同區(qū)域中的多個(gè)裝置同時(shí)充電的能力，但此區(qū)域通常非常小且要求用戶將所述裝置準(zhǔn)確地定位到特定區(qū)域。因此，需要提供一種適應(yīng)發(fā)射天線和接收天線的靈活放置和定向的無線充電布置。
[0017]在無線電力發(fā)射的情況下，需要用于調(diào)整天線的操作特性以適應(yīng)不同環(huán)境并優(yōu)化電力傳遞特性的系統(tǒng)和方法。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1展示無線電力傳遞系統(tǒng)的簡化框圖。
[0019]圖2展示無線電力傳遞系統(tǒng)的簡化示意圖。
[0020]圖3展示用于本發(fā)明的示范性實(shí)施例中的環(huán)形天線的示意圖。
[0021]圖4展示指示發(fā)射天線與接收天線之間的耦合強(qiáng)度的模擬結(jié)果。
[0022]圖5A和圖5B展示根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例的用于發(fā)射天線和接收天線的環(huán)形天線的布局。
[0023]圖6展示指示與圖5A和圖5B中所說明的正方形和圓形發(fā)射天線的各種周長大小有關(guān)的在發(fā)射天線與接收天線之間的耦合強(qiáng)度的模擬結(jié)果。
[0024]圖7展示指示與圖5A和圖5B中所說明的正方形和圓形發(fā)射天線的各種表面積有關(guān)的在發(fā)射天線與接收天線之間的耦合強(qiáng)度的模擬結(jié)果。
[0025]圖8展示接收天線相對于發(fā)射天線的各種放置點(diǎn)以說明在共面和同軸放置下的耦合強(qiáng)度。
[0026]圖9展示指示在發(fā)射天線與接收天線之間的各種距離下同軸放置的耦合強(qiáng)度的模擬結(jié)果。
[0027]圖10為根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例的發(fā)射器的簡化框圖。
[0028]圖11為根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例的接收器的簡化框圖。
[0029]圖12展示用于在發(fā)射器與接收器之間進(jìn)行消息接發(fā)的發(fā)射電路的一部分的簡化示意圖。
[0030]圖13A到圖13C展示在各種狀態(tài)下的接收電路的一部分的簡化示意圖，以說明接收器與發(fā)射器之間的消息接發(fā)。
[0031]圖14A到圖14C展示在各種狀態(tài)下的替代性接收電路的一部分的簡化示意圖，以說明接收器與發(fā)射器之間的消息接發(fā)。
[0032]圖15A到圖15C為說明用于發(fā)射器與接收器之間的通信的消息接發(fā)協(xié)議的時(shí)序圖。
[0033]圖16A到圖16D為說明用于在發(fā)射器與接收器之間發(fā)射電力的信標(biāo)電力模式的簡化框圖。[0034]圖17A說明大發(fā)射天線，其中較小轉(zhuǎn)發(fā)器天線與所述發(fā)射天線共面和同軸地安置。
[0035]圖17B說明發(fā)射天線，其中較大轉(zhuǎn)發(fā)器天線相對于所述發(fā)射天線同軸放置。
[0036]圖18A說明大發(fā)射天線，其中三個(gè)不同的較小轉(zhuǎn)發(fā)器天線與所述發(fā)射天線共面地安置且安置于所述發(fā)射天線的周邊內(nèi)。
[0037]圖18B說明大發(fā)射天線，其中較小轉(zhuǎn)發(fā)器天線相對于發(fā)射天線有偏移地同軸放置和有偏移地共面放置。
[0038]圖19展示指示發(fā)射天線、轉(zhuǎn)發(fā)器天線和接收天線之間的耦合強(qiáng)度的模擬結(jié)果。
[0039]圖20A展示指示在不具有轉(zhuǎn)發(fā)器天線的情況下在發(fā)射天線與接收天線之間的耦合強(qiáng)度的模擬結(jié)果。
[0040]圖20B展示指示在具有轉(zhuǎn)發(fā)器天線的情況下在發(fā)射天線與接收天線之間的耦合強(qiáng)度的模擬結(jié)果。
[0041]圖21A到圖21C為用于分別使用T-網(wǎng)絡(luò)、L-網(wǎng)絡(luò)和π -網(wǎng)絡(luò)的天線的自適應(yīng)調(diào)諧電路的簡化框圖。
[0042]圖22為基于發(fā)射天線處的電力消耗的用于所述發(fā)射天線的自適應(yīng)調(diào)諧電路的簡化框圖。
[0043]圖23Α和圖23Β為說明可變電容器網(wǎng)絡(luò)的示范性實(shí)施例的簡化電路圖。
[0044]圖24Α和圖24Β分別展示在自適應(yīng)調(diào)諧之前和之后的近場耦合的發(fā)射天線和接收天線的仿真結(jié)果。
【具體實(shí)施方式】
[0045]詞語“示范性”在本文中用以指“充當(dāng)實(shí)例、例子或說明”。本文中描述為“示范性”的任何實(shí)施例不必理解為比其它實(shí)施例優(yōu)選或有利。
[0046]在下文結(jié)合附圖陳述的詳細(xì)描述意欲作為對本發(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。在整個(gè)此描述中所使用的術(shù)語“示范性”指“充當(dāng)實(shí)例、例子或說明”且應(yīng)沒有必要理解為比其它示范性實(shí)施例優(yōu)選或有利。所述詳細(xì)描述包括特定細(xì)節(jié)以用于提供對本發(fā)明的示范性實(shí)施例的徹底理解的目的。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)和裝置以便避免使本文所呈現(xiàn)的示范性實(shí)施例的新穎性模糊不清。
[0047]詞語“無線電力”在本文中用以指與在不使用物理電磁導(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。
[0048]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以供產(chǎn)生用于提供能量傳遞的輻射場106。接收器108耦合到輻射場106且產(chǎn)生輸出電力110以供耦合到輸出電力110的裝置(未圖示)存儲或消耗。發(fā)射器104與接收器108兩者相隔距離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和接收器108，且當(dāng)接收器108位于輻射場106的“近場”中時(shí)，在接收器108的諧振頻率與發(fā)射器104的諧振頻率完全相同時(shí)，發(fā)射器104與接收器108之間的發(fā)射損失是最小的。
[0049]發(fā)射器104進(jìn)一步包括用于提供用于能量發(fā)射的裝置的發(fā)射天線114，且接收器108進(jìn)一步包括用于提供用于能量接收的裝置的接收天線118。根據(jù)應(yīng)用和將與其相關(guān)聯(lián)的裝置來設(shè)計(jì)發(fā)射天線和接收天線的大小。如所陳述，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非以電磁波形式將大多數(shù)能量傳播到遠(yuǎn)場來進(jìn)行有效能量傳遞。當(dāng)在此近場中時(shí)，可在發(fā)射天線114與接收天線118之間形成耦合模式。在天線114和118周圍的可發(fā)生此近場耦合的區(qū)域在本文中被稱作耦合模式區(qū)。
[0050]圖2展示無線電力傳遞系統(tǒng)的簡化示意圖。發(fā)射器104包括振蕩器122、功率放大器124以及濾波和匹配電路126。所述振蕩器經(jīng)配置以在所要頻率下產(chǎn)生，可響應(yīng)于調(diào)整信號123來調(diào)整所述所要頻率?？捎晒β史糯笃?24以響應(yīng)于控制信號125的放大量來放大振蕩器信號?？砂V波和匹配電路126以濾出諧波或其它不想要的頻率且將發(fā)射器104的阻抗與發(fā)射天線114匹配。
[0051]接收器可包括匹配電路132以及整流和切換電路以產(chǎn)生DC電力輸出，以對電池136 (如圖2所示)充電或向耦合到接收器的裝置(未圖示)供電?？砂ㄆヅ潆娐?32以將接收器108的阻抗與接收天線118匹配。
[0052]如圖3中所說明，示范性實(shí)施例中所使用的天線可經(jīng)配置為“環(huán)形”天線150，其在本文中還可被稱作“磁性”天線。環(huán)形天線可經(jīng)配置以包括空氣芯或?qū)嶓w芯(例如，鐵氧體芯)?？諝庑经h(huán)形天線可更能容忍放置于所述芯附近的外來實(shí)體裝置。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)形可更易于使得能夠?qū)⒔邮仗炀€118 (圖2)放置于發(fā)射天線114 (圖2)的平面內(nèi)，在所述平面內(nèi)，發(fā)射天線114 (圖2)的耦合模式區(qū)可更強(qiáng)大。
[0053]如所陳述，在發(fā)射器104與接收器108之間的諧振匹配或近似匹配期間，發(fā)生發(fā)射器104與接收器108之間的有效能量傳遞。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(shí)，還可在較低效率下傳遞能量。通過將來自發(fā)射天線的近場的能量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來進(jìn)行能量傳遞。
[0054]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所述環(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)。作為非限制性實(shí)例，可將電容器152和電容器154添加到所述天線以創(chuàng)建產(chǎn)生諧振信號156的諧振電路。因此，對于較大直徑的環(huán)形天線來說，誘發(fā)諧振所需的電容的大小隨著環(huán)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，近場的有效能量傳遞區(qū)域增加。當(dāng)然，其它諧振電路為可能的。作為另一非限制性實(shí)例，電容器可并行地放置于環(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)識到，對于發(fā)射天線，諧振信號156可為環(huán)形天線150的輸入。
[0055]本發(fā)明的示范性實(shí)施例包括在處于彼此的近場中的兩個(gè)天線之間耦合電力。如所陳述，近場為在天線周圍的存在磁場但不可傳播或輻射遠(yuǎn)離所述天線的區(qū)域。其通常限于接近所述天線的物理體積的體積。在本發(fā)明的示范性實(shí)施例中，磁性型天線(例如，單匝環(huán)形天線和多匝環(huán)形天線)用于發(fā)射(Tx)和接收(Rx)天線系統(tǒng)兩者，因?yàn)榕c電型天線(例如，小偶極)的電近場相比，磁性型天線的磁近場振幅趨于更高。此允許所述對天線之間的潛在較高耦合。此外，還涵蓋“電”天線(例如，偶極和單極)或磁性天線與電天線的組合。
[0056]Tx天線可在足夠低的頻率下和在天線大小足夠大的情況下操作，以在顯著大于由早先所提及的遠(yuǎn)場和電感方法允許的距離的距離下實(shí)現(xiàn)到小Rx天線的良好耦合(例如，> -4dB)。如果正確地設(shè)計(jì)Tx天線的大小，則在主機(jī)裝置上的Rx天線放置于受驅(qū)動(dòng)Tx環(huán)形天線的耦合模式區(qū)(即，在近場中)內(nèi)時(shí)，可實(shí)現(xiàn)高耦合程度(例如，-2到_4dB)。
[0057]圖4展示指示發(fā)射天線與接收天線之間的耦合強(qiáng)度的模擬結(jié)果。曲線170和172分別指示對發(fā)射天線和接收天線的電力接受的測量。換句話說，在大負(fù)數(shù)的情況下，存在非常緊密的阻抗匹配，且大多數(shù)電力被接受且因此由發(fā)射天線輻射。相反，小負(fù)數(shù)指示許多電力從天線反射回，因?yàn)樵诮o定頻率下不存在緊密阻抗匹配。在圖4中，調(diào)諧發(fā)射天線和接收天線以使其具有約13.56MHz的諧振頻率。
[0058]曲線170說明在各個(gè)頻率處的從發(fā)射天線發(fā)射的電力量。因此，在對應(yīng)于約13.528MHz和13.593MHz的點(diǎn)Ia和3a處，許多電力被反射且不發(fā)射到發(fā)射天線外。然而，在對應(yīng)于約13.56MHz的點(diǎn)2a處，可看到，大量電力被接受且被發(fā)射到天線外。
[0059]類似地，曲線172說明在各個(gè)頻率處由接收天線接收的電力量。因此，在對應(yīng)于約13.528MHz和13.593MHz的點(diǎn)Ib和3b處，許多電力被反射且不經(jīng)由接收天線輸送并進(jìn)入接收器中。然而，在對應(yīng)于約13.56MHz的點(diǎn)2b處，可看到，大量電力被接收天線接受且輸送到接收器中。
[0060]曲線174指示在經(jīng)由發(fā)射天線從發(fā)射器發(fā)送、經(jīng)由接收天線接收且輸送到接收器后在接收器處接收到的電力量。因此，在對應(yīng)于約13.528MHz和13.593MHz的點(diǎn)Ic和3c處，發(fā)送到發(fā)射器外的許多電力在接收器處為不可用的，因?yàn)?I)發(fā)射天線拒絕從發(fā)射器發(fā)送到其的許多電力和(2)發(fā)射天線與接收天線之間的耦合隨著頻率遠(yuǎn)離諧振頻率而效率降低。然而，在對應(yīng)于約13.56MHz的點(diǎn)2c處，可看到，從發(fā)射器發(fā)射的大量電力在接收器處為可用的，從而指示發(fā)射天線與接收天線之間的高耦合程度。
[0061]圖5A和圖5B展示根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例的用于發(fā)射天線和接收天線的環(huán)形天線的布局?？梢栽S多不同方式來配置環(huán)形天線，其中單個(gè)環(huán)或多個(gè)環(huán)具有廣泛多種大小。另外，所述環(huán)可呈許多不同形狀，例如(僅舉例)圓形、橢圓形、正方形和矩形。圖5A說明大正方形環(huán)形發(fā)射天線114S和小正方形環(huán)形接收天線118，小正方形環(huán)形接收天線118與發(fā)射天線114S放置于相同平面中且接近發(fā)射天線114S的中心。圖5B說明大圓形環(huán)形發(fā)射天線114C和小正方形環(huán)形接收天線118'，小正方形環(huán)形接收天線118'與發(fā)射天線114C放置于相同平面中且接近發(fā)射天線114C的中心。正方形環(huán)形發(fā)射天線114S具有邊長“a”，而圓形環(huán)形發(fā)射天線114C具有直徑“Φ”。對于正方形環(huán)形來說，可展示存在等效圓形環(huán)形，其直徑可界定為:Φ μ = 4a/ 。
[0062]圖6展不指不與圖4A和圖4B中所說明的正方形和圓形發(fā)射天線的各種周長有關(guān)的在發(fā)射天線與接收天線之間的耦合強(qiáng)度的模擬結(jié)果。因此，曲線180展示在圓形環(huán)形發(fā)射天線114C的各種周長大小下圓形環(huán)形發(fā)射天線114C與接收天線118之間的耦合強(qiáng)度。類似地，曲線182展示在正方形環(huán)形發(fā)射天線114S的各種等效周長大小下正方形環(huán)形發(fā)射天線114S與接收天線118'之間的耦合強(qiáng)度。
[0063]圖7展示指示與圖5A和圖5B中所說明的正方形和圓形發(fā)射天線的各種表面積有關(guān)的在發(fā)射天線與接收天線之間的耦合強(qiáng)度的模擬結(jié)果。因此，曲線190展示在圓形環(huán)形發(fā)射天線114C的各種表面積下圓形環(huán)形發(fā)射天線114C與接收天線118之間的耦合強(qiáng)度。類似地，曲線192展示在正方形環(huán)形發(fā)射天線114S的各種表面積下正方形環(huán)形發(fā)射天線114S與接收天線IlV之間的耦合強(qiáng)度。
[0064]圖8展示接收天線相對于發(fā)射天線的各種放置點(diǎn)以說明在共面和同軸放置中的耦合強(qiáng)度。如本文所使用，“共面”指發(fā)射天線與接收天線具有大體上對準(zhǔn)的平面(即，具有指向大體上相同的方向的表面法線)且發(fā)射天線與接收天線的平面之間不具有距離(或具有小距離)。如本文所使用，“同軸”指發(fā)射天線與接收天線具有大體上對準(zhǔn)的平面(即，具有指向大體上相同的方向的表面法線)且所述兩個(gè)平面之間的距離并非細(xì)微的，且此外，發(fā)射天線與接收天線的表面法線大體上沿著相同向量展現(xiàn)，或所述兩個(gè)法線排成梯隊(duì)。
[0065]作為實(shí)例，點(diǎn)pl、p2、p3和p7為接收天線相對于發(fā)射天線的所有共面放置點(diǎn)。作為另一實(shí)例，點(diǎn)P5和p6為接收天線相對于發(fā)射天線的同軸放置點(diǎn)。下表展示在圖8中所說明的各個(gè)放置點(diǎn)(Pl到P7)處的耦合強(qiáng)度(S21)和耦合效率(表達(dá)為從發(fā)射天線發(fā)射的到達(dá)接收天線的電力的百分比)。
【權(quán)利要求】
1.一種無線電力發(fā)射器，其包含: 發(fā)射天線，其經(jīng)配置以將電力傳遞給接收天線； 放大器，其經(jīng)配置以接收電力信號以用于將電力供應(yīng)給所述放大器，所述放大器進(jìn)一步經(jīng)配置以將信號施加到所述發(fā)射天線； 負(fù)載感測電路，其可操作地耦合到所述放大器且經(jīng)配置以檢測所述電力信號的電流改變，所述負(fù)載感測電路進(jìn)一步經(jīng)配置以響應(yīng)于所述電力信號的所述電流改變而產(chǎn)生負(fù)載指不信號； 控制器，其可操作地耦合到所述負(fù)載感測電路且經(jīng)配置以響應(yīng)于所述負(fù)載指示信號而產(chǎn)生控制信號；以及 可變電容器，其可操作地耦合在所述發(fā)射天線與所述控制器之間，所述可變電容器經(jīng)配置以基于所述負(fù)載指示信號而修改所述可變電容器的電容。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線電力發(fā)射器，其中所述可變電容器包含選自由T-網(wǎng)絡(luò)、L-網(wǎng)絡(luò)和π -網(wǎng)絡(luò)組成的群組的網(wǎng)絡(luò)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線電力發(fā)射器，其中所述可變電容器包含多個(gè)可變電容器，每一可變電容器由所述控制信號中的至少一個(gè)控制，且其中每一電容器的電容響應(yīng)于其對應(yīng)控制信號而被調(diào)整。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無線電力發(fā)射器，其中所述多個(gè)可變電容器中的每一可變電容器包含可操作地并聯(lián)耦合的多個(gè)開關(guān)電容器，每一開關(guān)電容器包含可操作地串聯(lián)耦合的開關(guān)和電容器，其中每一開關(guān)電容器響應(yīng)于操作地耦合到所述可變電容器的所述控制信號而選擇性地包括于所述可變電容器中。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所 述的無線電力發(fā)射器，其中所述多個(gè)可變電容器中的每一可變電容器包含至少一個(gè)變?nèi)萜?，所述至少一個(gè)變?nèi)萜靼聪蚱枚O管，所述反向偏置二極管操作地耦合到充當(dāng)對所述至少一個(gè)變?nèi)萜鞯钠每刂频膶?yīng)控制信號。
6.一種無線地發(fā)射電力的方法，其包含: 發(fā)射天線將電力傳遞給接收天線； 放大器將信號施加到所述發(fā)射天線，所述放大器接收電力信號，所述電力信號將電力供應(yīng)給所述放大器； 檢測所述電力信號的電流變化； 響應(yīng)于所述電流變化而生成負(fù)載指示信號； 響應(yīng)于所述負(fù)載指示信號而生成控制信號；以及 基于所述控制信號而修改可變電容器的電容。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中所述可變電容器網(wǎng)絡(luò)包含選自由T-網(wǎng)絡(luò)、L-網(wǎng)絡(luò)和η-網(wǎng)絡(luò)組成的群組的網(wǎng)絡(luò)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中所述可變電容器包含多個(gè)可變電容器，每一可變電容器由所述控制信號中的至少一個(gè)控制，其中每一電容器的電容響應(yīng)于其對應(yīng)控制信號而被調(diào)整。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中所述多個(gè)可變電容器中的每一可變電容器包含可操作地并聯(lián)耦合的多個(gè)開關(guān)電容器，每一開關(guān)電容器包含可操作地串聯(lián)耦合的開關(guān)和電容器，其中每一開關(guān)電容器響應(yīng)于操作地耦合到所述可變電容器的所述控制信號而選擇性地包括于所述可變電容器中。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中所述多個(gè)可變電容器中的每一可變電容器包含至少一個(gè)變?nèi)萜?，所述至少一個(gè)變?nèi)萜靼聪蚱枚O管，所述反向偏置二極管操作地耦合到充當(dāng)對所述至少一個(gè)變?nèi)萜鞯钠每刂频膶?yīng)控制信號。
11.一種用于無線地發(fā)射電力的設(shè)備，其包含: 用于將電力傳遞給接收天線的裝置； 用于將信號施加到所述電力傳遞裝置的裝置，所述信號施加裝置接收電力信號，所述電力信號將電力供應(yīng)給所述信號施加裝置； 用于檢測所述電力信號的電流改變的裝置； 用于響應(yīng)于所檢測到的所述電力信號的所述電流改變而生成負(fù)載指示信號的裝置； 用于響應(yīng)于所述負(fù) 載指示信號而生成控制信號的裝置；以及 用于基于所述控制信號而修改可變電容器的電容的裝置。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其中所述可變電容器網(wǎng)絡(luò)包含選自由T-網(wǎng)絡(luò)、L-網(wǎng)絡(luò)和π-網(wǎng)絡(luò)組成的群組的網(wǎng)絡(luò)。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其中所述可變電容器包含多個(gè)可變電容器，每一可變電容器由所述控制信號中的至少一個(gè)控制，其中每一電容器的電容響應(yīng)于其對應(yīng)控制信號而被調(diào)整。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其中所述多個(gè)可變電容器中的每一可變電容器包含可操作地并聯(lián)耦合的多個(gè)開關(guān)電容器，每一開關(guān)電容器包含可操作地串聯(lián)耦合的開關(guān)和電容器，其中每一開關(guān)電容器響應(yīng)于操作地耦合到所述可變電容器的所述控制信號而選擇性地包括于所述可變電容器中。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其中所述多個(gè)可變電容器中的每一可變電容器包含至少一個(gè)變?nèi)萜?，所述至少一個(gè)變?nèi)萜靼聪蚱枚O管，所述反向偏置二極管操作地耦合到充當(dāng)對所述至少一個(gè)變?nèi)萜鞯钠每刂频膶?yīng)控制信號。
【文檔編號】H04B5/02GK103441783SQ201310366019
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2009年5月11日 優(yōu)先權(quán)日:2008年5月13日
【發(fā)明者】斯坦利·S·通奇赫, 埃內(nèi)斯特·T·奧薩基, 阿里禮薩·H·穆罕默點(diǎn) 申請人:高通股份有限公司