[发明专利]来自可再生能量的无线电力

说明书

根据35U.S.C.§119(e)的优先权主张

本申请案根据35U.S.C.§119(e)主张以下申请案的优先权：

2009年2月13日申请的题目为“使用太阳能供电的无线充电器(WIRELESS CHARGER POWERED USING SOLAR ENERGY)”的第61/152,664号美国临时专利申请案，且所述案已转让给本受让人且在此以引用的方式明确地并入本文中。

技术领域

本发明大体涉及无线充电，且更具体来说涉及与以无线方式对电子装置充电有关的装置、系统及方法。

背景技术

通常，每一电池供电装置需要其自身的充电器及电源，所述电源通常为AC电源插座。当许多装置需要充电时，此情形变得使用不便。

正在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。大体上将这些方法分为两个种类。一类是基于在发射天线与待充电的装置上的接收天线之间的平面波辐射(也称作远场辐射)的耦合，待充电的装置收集所辐射的电力且将其整流以用于对电池充电。天线大体上具有谐振长度以便改善耦合效率。此方法的缺陷在于：电力耦合随着天线之间的距离增加而快速衰减。因此，在合理距离(例如，＞1到2米)上的充电变得困难。另外，由于系统辐射平面波，因此如果未经由滤波进行适当控制，则无意的辐射可干扰其它系统。

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体装置中的接收天线加上整流电路之间的感应耦合。此方法具有发射天线与接收天线之间的间距必须非常靠近(例如，几毫米)的缺点。虽然此方法确实具有对同一区域中的多个装置同时充电的能力，但此区域通常较小，因此，用户必须将装置定位到特定区域中。因此，存在对提供适应发射天线及接收天线的灵活置放及定向的无线充电布置的需要。此外，需要具有经配置以利用可再生能量源对一个或一个以上电子装置充电的无线电力平台。

附图说明

图1展示无线电力传送系统的简化框图。

图2展示无线电力传送系统的简化示意图。

图3展示供用于本发明的示范性实施例中的环形天线的示意图。

图4展示指示发射天线与接收天线之间的耦合强度的模拟结果。

图5A及图5B展示根据本发明的示范性实施例的用于发射及接收天线的环形天线的布局。

图6展示指示与图5A及图5B中所说明的正方形及圆形发射天线的各种周长大小有关的发射天线与接收天线之间的耦合强度的模拟结果。

图7展示指示与图5A及图5B中所说明的正方形及圆形发射天线的各种表面积有关的发射天线与接收天线之间的耦合强度的模拟结果。

图8展示接收天线相对于发射天线的各种置放点以说明共平面置放及同轴置放中的耦合强度。

图9展示指示在发射天线与接收天线之间的各种距离处的同轴置放的耦合强度的模拟结果。

图10为根据本发明的一示范性实施例的发射器的简化框图。

图11为根据本发明的一示范性实施例的接收器的简化框图。

图12展示用于进行发射器与接收器之间的消息接发的发射电路的一部分的简化示意图。

图13A到图13C展示处于各种状态中的接收电路的一部分的简化示意图以说明接收器与发射器之间的消息接发。

图14A到图14C展示处于各种状态中的替代接收电路的一部分的简化示意图以说明接收器与发射器之间的消息接发。

图15A到图15D为说明用于在发射器与接收器之间发射电力的信标电力模式的简化框图。

图16A说明大发射天线，三个不同较小中继器天线经安置成与所述发射天线共平面且处于所述发射天线的周边内。

图16B说明大发射天线，较小中继器天线相对于所述发射天线成偏移同轴置放及偏移共平面置放。

图17展示指示发射天线、中继器天线与接收天线之间的耦合强度的模拟结果。

图18A展示指示在不具有中继器天线的情况下发射天线与接收天线之间的耦合强度的模拟结果。

图18B展示指示在具有中继器天线的情况下发射天线与接收天线之间的耦合强度的模拟结果。

图19为根据本发明的一个或一个以上示范性实施例的发射器的简化框图。

图20为根据本发明的一示范性实施例的放大区域无线充电设备的简化框图。

图21为根据本发明的另一示范性实施例的放大区域无线充电设备的简化框图。