用于控制阻抗的方法与装置的制造方法
【专利说明】
[0001 ] 分案申请的相夫f吕息
[0002] 本案是分案申请。该分案的母案申请是申请日为2011年4月22日、申请号为 201180020164. 5、发明名称为"多个接收器之间的无线电力分布"的发明专利申请案。
[0003]报据35U.S.C.§119丰化优先权
[0004] 本申请案根据35U.S.C. § 119(e)主张W下申请案的优先权：
[0005] 2010年4月23日申请的标题为"在充电期间多个接收器之间的电力分布（POWER DISTRI脚TION邸T肥ENMULTIPLERECEIVERSDURINGCHARGING)"的第 61/327, 532 号美国 临时专利申请案，所述申请案的掲示内容在此W全文引用的方式并入本文中。
技术领域
[0006] 本发明大体上设及无线电力，且更具体来说，设及关于控制多个无线接收器之间 的电力分布的系统、装置和方法。此外，本发明设及关于通过实现归因于多个接收器的由发 射器所看到的最佳总阻抗来增强无线电力传送的系统、装置和方法。
【背景技术】
[0007] 正开发在发射器与待充电的装置之间使用空中电力发射的方法。运些方法通常落 入两个类别中。一个类别是基于发射天线与待充电的装置上的接收天线之间的平面波福射 (还称作远场福射）的禪合，所述待充电的装置收集所福射电力且对其整流W用于对电池 进行充电。天线通常具有谐振长度W便改进禪合效率。此方法遭受W下事实：电力禪合随 着天线之间的距离增加而快速衰退。因此，越过合理距离（例如，〉1米到2米）来充电变 得困难。另外，由于系统福射平面波，所W如果未经由滤波来进行适当控制，则无意的福射 可干扰其它系统。
[0008] 其它方法是基于嵌入于（例如）"充电"垫或表面中的发射天线与嵌入于待充电 的主机装置中的接收天线加上整流电路之间的电感性禪合。此方法具有W下缺点：发射天 线与接收天线之间的间隔必须非常接近（例如，几毫米）。尽管此方法确实具有对相同区域 中的多个装置同时进行充电的能力，但此区域通常较小，因此用户必须将所述装置定位到 特定区域。
[0009] 由于发射线圈与不同接收器的接收线圈之间的互感变化加上在发射线圈内的不 同位置处所看到的互感的另外变化，对相应接收器的电力递送在同时的充电期间可显著不 同。期望无线电力系统能够取决于接收器的电力要求和/或特性（蓝牙、电话、PDA)将电 力引导到相应接收器，同时维持对每一个和全部接收器的充电过程的效率。
[0010] 需要用于控制多个接收器之间的电力分布同时维持对所述多个接收器的电力传 送效率的方法、系统和装置。
【发明内容】
[0011] 在一个方面中，本发明提供一种用于控制电力分布的方法。所述方法包括：请求在 发射器的充电区内的分别具有多个负载电阻的多个接收器中的第一接收器将第一负载电 阻修改为实现所述多个接收器之间的目标电力分布的值，所述第一接收器具有第一负载电 阻；W及请求所述多个接收器中的每一接收器将每一相应负载电阻修改为实现由所述发射 器观察到的目标总阻抗同时维持所述多个接收器之间的所述目标电力分布的值。
[0012] 在另一方面中，本发明提供一种用于控制电力分布的发射器。所述发射器包括天 线，其经配置W与所述天线的充电区内的分别具有多个负载电阻的多个接收器中的第一接 收器通信，所述第一接收器具有第一负载电阻。所述发射器进一步包括控制器，其与所述天 线通信。所述控制器经配置W:请求所述第一接收器将所述第一负载电阻修改为实现所述 多个接收器之间的目标电力分布的值；W及请求所述多个接收器中的每一接收器将每一相 应负载电阻修改为实现由所述发射器观察到的目标总阻抗同时维持所述多个接收器之间 的所述目标电力分布的值。
[0013] 在一额外方面中，本发明提供一种用于控制电力分布的装置。所述装置包括：用于 请求在发射器的充电区内的分别具有多个负载电阻的多个接收器中的第一接收器将第一 负载电阻修改为实现所述多个接收器之间的目标电力分布的值的装置，所述第一接收器具 有第一负载电阻；W及用于请求所述多个接收器中的每一接收器将每一相应负载电阻修改 为实现由所述发射器观察到的目标总阻抗同时维持所述多个接收器之间的所述目标电力 分布的值的装置。
[0014] 在又一方面中，本发明提供一种用于改变负载电阻的方法。所述方法包括：响应于 发射器请求而将接收器的负载电阻修改为实现多个接收器之间的目标电力分布的值；W及 响应于另一发射器请求而将所述负载电阻修改为实现由发射器观察到的目标总阻抗同时 维持所述多个接收器之间的所述目标电力分布的值。
[0015] 在另一方面中，本发明提供一种用于改变负载电阻的接收器。所述接收器包括负 载W及控制器。所述控制器经配置W:响应于发射器请求而将所述负载的电阻修改为实现 多个接收器之间的目标电力分布的值；W及响应于另一发射器请求而将所述负载的所述电 阻修改为实现由发射器观察到的目标总阻抗同时维持所述多个接收器之间的所述目标电 力分布的值。
[0016] 在一额外方面中，本发明提供一种用于改变负载电阻的装置。所述装置包括：用于 响应于发射器请求而将接收器的负载电阻修改为实现多个接收器之间的目标电力分布的 值的装置；W及用于响应于另一发射器请求而将所述负载电阻修改为实现由发射器观察到 的目标总阻抗同时维持所述多个接收器之间的所述目标电力分布的值的装置。
【附图说明】
[0017] 图1展示无线电力传递系统的简化方框图。
[0018] 图2展示无线电力传递系统的简化示意图。
[0019] 图3说明用于本发明的示范性实施例中的环形天线的示意图。
[0020] 图4为根据本发明的示范性实施例的发射器的简化方框图。
[0021] 图5为根据本发明的示范性实施例的接收器的简化方框图。
[0022] 图6是根据本发明的示范性实施例的包含接收器和发射器的系统的说明。
[0023] 图7是根据本发明的示范性实施例的包含发射器和多个接收器的系统。
[0024] 图8是根据本发明的示范性实施例的包含无线电力装置和定位在无线电力装置 的充电区内的多个电子装置的系统。
[0025] 图9到11是说明根据本发明的示范性实施例的无线电力系统的各种阻抗的曲线 图。
[0026] 图12为说明根据本发明的示范性实施例的方法的流程图。
[0027] 图13为说明根据本发明的示范性实施例的另一方法的流程图。
【具体实施方式】
[0028] 下文结合附图所陈述的详细描述意欲作为对本发明的示范性实施例的描述，且无 意表示可实践本发明的仅有实施例。在整个此描述中所使用的术语"示范性"是指"用作一 实例、例子或说明"，且应没有必要被解释为比其它示范性实施例优选或有利。所述详细描 述出于提供对本发明的示范性实施例的彻底理解的目的而包含特定细节。所属领域的技术 人员将容易明白，可在无运些特定细节的情况下实践本发明的示范性实施例。在一些例子 中，W方框图形式展示众所周知的结构和装置，W便避免使本文中所呈现的示范性实施例 的新颖性模糊不清。
[0029] 在本文中使用术语"无线电力"W指在不使用物理电导体的情况下在发射器与接 收器之间发射的与电场、磁场、电磁场或其它物相关联的任何形式的能量。
[0030] 图1说明根据本发明的各种示范性实施例的无线发射或充电系统100。将输入电 力102提供到发射器104W用于产生用于提供能量传递的福射场106。接收器108禪合到 福射场106,且产生输出电力110W供禪合到输出电力110的装置（未图示）存储或消耗。 发射器104与接收器108两者相隔一距离112。在一个示范性实施例中，根据相互谐振关 系来配置发射器104与接收器108,且当接收器108位于福射场106的"近场"中时，当接收 器108的谐振频率与发射器104的谐振频率非常接近时，发射器104与接收器108之间的 发射损耗为最小。
[0031] 发射器104进一步包含用于提供用于能量发射的装置的发射天线114,且接收器 108进一步包含用于提供用于能量接收的装置的接收天线118。根据应用和将与其相关联 的装置来设计发射天线和接收天线的大小。如所陈述，通过将发射天线的近场中的大部分 能量禪合到接收天线而非W电磁波形式将大部分能量传播到远场而进行有效能量传递。当 处于此近场中时，可在发射天线114与接收天线118之间形成禪合模式。天线114和118 周围的可发生此近场禪合的区域在本文中称作禪合模式区。
[0032] 图2展示无线电力传递系统的简化示意图。发射器104包含振荡器122、功率放大 器124W及滤波器和匹配电路126。所述振荡器经配置W在所需频率（例如，468. 75KHZ、 6. 78MHz或13. 56)下产生，所述所需频率可响应于调整信号123来调整。振荡器信号可由 功率放大器124W响应于控制信号125的放大量进行放大。可包含滤波器和匹配电路126 W滤除谐波或其它非所需的频率且使发射器104的阻抗与发射天线114匹配。
[0033] 接收器108可包含匹配电路132 W及整流器和切换电路134 W产生DC电力输出 来对电池136(如图2中所展示）进行充电或向禪合到接收器的装置（未图示）供电。可 包含匹配电路132 W使接收器108的阻抗与接收天线118匹配。接收器108与发射器104 可在单独通信