[发明专利]感应式充电系统的功率管理

说明书

本发明涉及一种感应式充电系统的发射部分和接收部分内的功率管理系统和功率发射系统。该感应式充电系统包括发射线圈(105)和接收线圈(110)。该接收线圈(110)耦接至感应式充电电路(120)。该感应式充电电路(120)包括用于将从接收线圈(110)输出的AC转换成可用于对电池(140)进行充电的DC的电路。该感应式充电电路电连接至功率管理单元(130)。该功率管理单元(130)包括处理电路，以智能地确定如何将从感应式充电电路(120)输出的功率分配给电池(140)。电荷监测电路(150)耦接至接地控制器(160)。只有在该接地控制器(160)处于开启状态时，该接地控制器(160)才将电荷监测电路(150)耦接至电路接地部(170)。该接地控制器(160)可从感应式充电电路(120)接收信号(180)以进入开启状态。

相关申请的交叉引用

本专利合作条约专利申请要求于2013年9月3日提交的名称为“Power Managementfor Inductive Charging Systems”的美国临时专利申请61/873,256的优先权，该专利申请以引用方式并入，就如同在本文充分公开的那样。

技术领域

本公开涉及电磁感应功率发射，并且更具体地涉及用于使功率发射效率最大化的自适应功率控制系统。

背景技术

许多电子设备包括不时需要外部电源进行再充电的一个或多个可再充电电池。通常，这些设备可使用相同或相似的连接类型进行充电，例如经由通用串行总线(“USB”)。然而，虽然具有共同的连接类型，但多个设备通常需要具有不同功率输出的单独电源。这些单独电源在使用、存储以及到处运送时很令人烦恼。因此，设备便携性的益处受到很大限制。

此外，在某些情况下使用充电线可能不安全。例如，汽车司机在试图将电子设备插入车载充电器时可能分心。又如，如果不注意，充电线会存在使人绊倒的危险。

为了解决便携式电子设备的这些缺点和其它缺点，一些设备包括感应式再充电系统。为了使电池再充电，使用者可简单地将设备置于感应式充电表面上。然而，由于需要便携式电子设备内的附加电路来支持感应式充电系统，所以设备的电池寿命可能不期望地减少。例如，为了保持或减小设备的形状因数，电池的尺寸或容量会减小。又如，当感应式充电系统不使用时，该系统会对电池产生负载，从而减少电池寿命。因此，虽然感应充电的设备对于使用者可能更便利，但它们可能需要更经常地再充电。

因此，当前可能存在对一种在不要求单独的电源并且本身不会耗尽便携式设备的电池的情况下向便携式设备递送有用功率的方法的需求。

发明内容

本专利申请提供用于在不耗尽便携式电子设备的电池的情况下向该便携式电子设备递送有用功率的技术。本文描述的某些实施例可能涉及一种用于控制和优化电磁感应功率发射的自适应功率控制系统或采用其形式。在某些实施例中，该自适应功率控制系统可包括无线信号接收器、在选定的频率和/或占空比下操作的交流电源、可耦接至该电源的功率发射电感器(诸如线圈)，以及耦接至该功率发射电感器的电流监测器。该电流监测器可被配置为确定功率发射电感器的电流负载。当电流监测器检测到电感器的电流负载已经改变时，可改变电源的工作频率。

例如，在某些实施例中，可提高工作频率，以便减少从功率发射电感器发射的功率。在其它实施例中，可降低频率，以便增大从功率发射电感器发射的功率。在其它实例中，可降低工作频率，以便供应较低功率，或者可提高工作频率，以便供应较高功率。另外，可响应于从无线信号接收器接收的信号而改变电源的工作频率。在某些实施例中，可响应于电流负载低于电流负载最小阈值而关闭电源。又如，如果未从无线信号接收器接收到信号，则可关闭电源和/或将其从相关联的电源断开连接。换句话讲，如果无线信号接收器没有非常肯定地发射信号，则功率发射电感器可像无线信号接收器不存在那样进行操作。这样，无线信号接收器可通过选择性地禁用适于将信号发送给功率发射电感器的一个或多个通信电路来有效地“隐藏”其存在性。