[发明专利]无线电力系统中的前向链路信令

说明书

依据35U.S.C.§119主张优先权

本申请案依据35U.S.C.§119(e)主张以下申请案的优先权：

2009年11月20日申请的标题为“无线充电系统中的前向信令(FORWARD SIGNALING IN A WIRELESS CHARGING SYSTEM)”的美国临时专利申请案61/263,269，其揭示内容在此以全文引用的方式并入。

技术领域

本发明大体上涉及无线电力系统中的通信，且更具体来说，涉及用于在无线电力系统中的从发射器到接收器的前向链路信令的系统、装置和方法。

背景技术

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。这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辐射(还称作远场辐射)的耦合，所述待充电的装置收集所辐射电力且对其整流以用于对电池进行充电。天线通常具有谐振长度以便改进耦合效率。此方法遭受以下事实：电力耦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，由于系统辐射平面波，所以如果未经由滤波来进行适当控制，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机装置中的接收天线加上整流电路之间的电感性耦合。此方法具有以下缺点：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。

如一般所属领域的技术人员将了解，无线电力系统可经配置以实现发射器与接收器之间的通信。无线电力系统的常规通信方法可包括频带外通信，或将接收器、发射器或接收器和发射器两者解调。需要增强无线电力系统中发射器与接收器之间的通信。

发明内容

附图说明

图1展示无线电力传递系统的简化方框图。

图2展示无线电力传递系统的简化示意图。

图3说明用于在本发明的示范性实施例中使用的环形天线的示意图。

图4为根据本发明的一示范性实施例的发射器的简化方框图。

图5A说明根据本发明的一示范性实施例的发射器的一部分的简化方框图。

图5B说明根据本发明的一示范性实施例的从功率放大器输出的多个信号的曲线图。

图6说明根据本发明的一示范性实施例的发射器的一部分的方框图。

图7说明根据本发明的一示范性实施例的发射器的一部分的另一方框图。

图8说明根据本发明的一示范性实施例的发射器的一部分的又一方框图。

图9说明根据本发明的一示范性实施例的包括发射器的一部分和接收器的一部分的系统。

图10为说明根据本发明的一示范性实施例的方法的流程图。

图11为说明根据本发明的一示范性实施例的另一方法的流程图。

具体实施方式

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括特定细节。所属领域的技术人员将容易明白，可在无这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，以方框图形式展示众所周知的结构和装置，以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。

词“无线电力”在本文中用以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、电磁场或其它者相关联的任何形式的能量。

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104以用于产生用于提供能量传递的辐射场106。接收器108耦合到辐射场106，且产生输出电力110以供耦合到输出电力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位于辐射场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。