[发明专利]本地计算环境中的无线功率使用

说明书

技术领域

描述的实施例一般地涉及无线充电，更具体地涉及与向可位于无线功率系统中的接收机设备分配功率有关的设备、系统和方法。

背景技术

能量或者功率可以采用各种已知的辐射(或远场)以及非辐射(或近场)技术来进行传送。例如，采用低定向性天线的辐射式无线信息传送(诸如在无线电和蜂窝通信系统以及家庭计算机网络中使用的那些)可以被认为是无线能量传送。然而，这种类型的辐射传送是非常低效的，因为所提供或辐射的功率中只有很小一部分(也就是朝着接收机方向并且与接收机相重叠的那部分)被接收。绝大部分功率在所有其它方向上辐射掉而损失在自由空间中。这样的低效功率传送对于数据传输来说是可接受的，但对于出于诸如为电设备充电这种工作目的而传送有用的电能量来说是不切实际的。

提高某些辐射能量传送方案的传送效率的一种方式是利用定向天线来限制辐射能量以及优选地将辐射能量引向接收机。然而，这些定向辐射方案可能需要不中断的视线以及在移动发射机和/或接收机的情况下可能会很复杂的跟踪和转向机制。此外，当中到大功率量被传输时，这些方案可能对穿过或横过辐射束的物体或人带来危险。已知的非辐射或近场无线能量传送方案——通常被称为感应或传统感应——不(有意地)辐射功率，而是利用通过初级线圈的振荡电流来生成振荡磁近场，该振荡磁近场在附近的接收线圈(或次级线圈)中感应出电流。传统感应方案已经证实了中到大功率量的传输，但仅仅是在非常短的距离内，并且在初级供电单元和次级接收机单元之间具有非常小的偏移容限。变压器和接近式充电器是采用这些已知的短距离近场能量传送方案的设备的一些例子。

需要的是在无线供电的本地计算环境中在外围设备之间进行高效且用户友好的交互的方法、系统和装置。

发明内容

本文描述了涉及用于从无线供电器无线提供功率到多个外围设备中的任何一个或多个的系统、方法和装置的多个实施例。

描述了一种近场磁共振(NFMR)供电器，其被配置为利用共振信道传送能量到近场距离D内的共振电路，该距离D定义了该NFMR供电器的最远范围。该NFMR供电器至少包括：用于提供高频、正交带内功率的高频(HF)功率源，耦接到HF供电器并提供高频(HF)功率的基底盘，以及被配置为从基底盘接收HF功率的至少两个“D”形共振器。该至少两个“D”形共振器相互之间以180°异相被驱动，从而由该至少两个“D”形共振器产生的磁场在共振频率处提供对称的磁场。

在描述的实施例的一个方面，该对称的磁场是圆极化的。该圆极化磁场关于至少两个轴在空间上对称，从而提供了在外围设备处的、与该外围设备和NFMR供电器之间的空间关系无关的对称功率接收。

在另一方面，至少通过利用例如压电整形技术改变NFMR的共振器的形状，NFMR供电器的共振频率可动态调谐到任何频率。

在另一个实施例中，公开了一种确定无线供电本地计算环境的共振频率的方法。在描述的实施例中，该无线供电本地计算环境至少包括动态可调谐近场磁共振(NFMR)供电器和通信机制，该NFMR供电器被配置为通过共振信道向位于该NFMR供电器的有效范围D内的至少一个接收单元无线提供功率，该通信机制用于提供所述NFMR供电器和所述至少一个接收单元之间的与所述共振信道分离的通信信道。

该方法可通过至少执行以下操作来实施：由NFMR供电器在第一频率处提供磁场；通过通信信道接收对在接收单元处通过共振信道从NFMR供电器接收到的无线功率量的指示；如果接收到的指示小于最大功率，则通过动态调谐NFMR供电器将NFMR供电器的第一频率更新为第二频率，否则将共振频率设置为第一频率。

在另一个实施例中，公开了一种无线供电本地计算环境。该无线供电本地计算环境至少包括包含第一对称磁共振器结构的近场磁共振(NFMR)供电器和至少一个外围设备。所述外围设备又包括其形状根据第一对称磁共振器结构而定的第二对称磁共振器结构。该NFMR供电器利用第一对称磁共振器结构来产生对称磁场和用于耦合NFMR供电器与所述至少一个外围设备的的共振信道，用于从第一对称磁共振器结构和第二磁共振器结构传送可用的能量。该无线供电本地计算环境还至少包括与NFMR供电器通信的中央处理单元，该中央处理单元为该NFMR供电器提供处理资源。

本发明的其它方面和优点将会从下面结合附图的详细说明中变得明显，其中附图以例子的形式示例了描述的实施例的原理。

附图说明