[发明专利]用于扩展功率能力和有源区域的可重配置充电站

说明书

相关申请

本申请要求于2015年9月24日提交的题为“用于扩展功率能力和有源区域的可重配置充电站(RECONFIGRABLE CHARGING STATION FOR EXTENDED POWER CAPABILITY AND ACTIVE AREA)”的美国专利申请No.14/864,581以及于2015年5月15日提交的题为“用于扩展功率能力和有源区域的可重配置充电站(RECONFIGRABLE CHARGING STATION FOR EXTENDED POWER CAPABILITY AND ACTIVE AREA)”的美国临时申请No.62/162,148的权益，其内容明确地全部并入本文。

背景技术

本公开要求于2015年5月15日提交的临时申请No.62/162,148的提交日期的优先权，所述申请的说明书全部并入本文。

领域

本公开涉及改进的无线充电站。具体地，所公开的实施例提供可伸缩的无线充电架构，其可以包括功率放大器(PA)和谐振器模块之间的恒定电压工作点，以支持服务区域的动态扩展。所公开的实施例实现大型基础设施部署和动态可伸缩性。

相关技术的描述

无线充电或感应充电使用磁场在两个设备之间传输能量。可以在充电站处实现无线充电。通过电感耦合将能量从一个设备发送到另一个设备。电感耦合用于对电池充电或运行接收装置。无线电力联盟(A4WP)成立旨在创造行业标准，以通过非辐射、近场磁共振将功率从功率发射单元(PTU)递送到功率接收单元(PRU)。

A4WP定义由PRU谐振器输出的最大功率参数化的五类PRU。类别1针对较低功率应用(例如，蓝牙耳机)。类别2针对功率输出约3.5W的设备，并且类别3设备具有约6.5W的输出功率。类别4和5针对较高功率应用(例如，平板电脑、上网本和笔记本电脑)。

A4WP的PTU使用感应线圈以从充电基站内产生磁场，并且PRU(即，便携式设备)中的第二感应线圈从磁场获取功率并将功率转换为电流以对电池充电。以这种方式，两个近端感应线圈形成电变压器。当感应充电系统使用磁共振耦合时，可以实现发送器和接收器线圈之间更大的距离。磁共振耦合是两个线圈之间的电能的近场无线传输，所述两个线圈被调谐为以相同频率谐振。

无线充电对于包括智能手机、平板电脑和笔记本电脑的移动设备尤为重要。需要可伸缩无线充电系统来提供能够同时对多个设备充电的大型充电区域。

附图说明

将参考以下示例性和非限制性说明来讨论本公开的这些和其他实施例，其中类似的元件被类似地编号，并且其中：

图1是根据本公开的一个实施例的无线充电基础设施的示意图；

图2示出用于A4WP充电站的常规无线充电架构；

图3A示出根据本公开的一个实施例的示例性可伸缩无线充电架构；

图3B示出从Pi网络构建的示例性阻抗逆变电路；

图3C示出从T网络构建的示例性阻抗逆变电路；

图4示出具有多个谐振器模块的本公开的示例性实施例；

图5示出具有多个功率放大器模块和可伸缩谐振器模块的本公开的示例性实施例；

图6A示出根据本公开的一个实施例的可伸缩无线充电站；

图6B是根据本公开的一个实施例的电抗偏移检测和自适应调谐系统的分解图；

图7示出根据本公开的一个实施例支持PA模块的动态配置的示例性实施例；

图8示出根据本公开的一个实施例的用于维持恒定Vtx的示例性图示；

图9A示出根据本公开的一个实施例的具有四个有源区域的无线充电原型；

图9B示出具有调谐谐振器和阻抗逆变电路的谐振器模块；

图10示出具有可伸缩架构的示例性无线充电原型；以及

图11示出根据本公开的一个实施例的部分重叠的小线圈阵列的示例性配置。

具体实施方式