[发明专利]无线充电系统及其设备

说明书

本发明涉及使用无线充电系统的无线充电系统及其设备。根据本发明的一个实施例的无线功率接收设备可以包括：第一至第N接收线圈，其被布置以部分地重叠在相同平面上以便接收无线功率信号；第一至第N输出端子，其被形成以能够被连接到第一至第N接收线圈中的每个的两端，以便传递由第一至第N接收线圈之中的至少任意一个感应的交流电；以及整流器，其用于将从第一至第N输出端子输入的交流电转换成直流电。因此，本发明具有最小化充电中断并且最小化无线功率传输设备的制造成本的优点。

技术领域

本发明涉及无线充电技术，并且更具体地，涉及一种能够通过去除充电死区来最大化充电底座上的可充电区域的无线充电系统及其设备。

背景技术

最近，随着信息和通信技术的迅速发展，基于信息和通信技术的泛在社会(ubiquitous society)正在兴起。

为了随时随地连接信息和通信设备，需要在社会的所有设施中安装配备有具有通信功能的计算机芯片的传感器。因此，向这些设备和传感器供电的问题是一个新的挑战。此外，随着包括蓝牙耳机和iPod的诸如音乐播放器的各种便携式设备以及移动电话快速增长，对于用户方来说要求充电电池更长的时间和效果。作为解决此问题的方法，无线功率传输技术最近已经引起关注。

无线功率传输(无线能量传递)技术是使用电磁感应原理将电能从发送器无线传输到接收器的技术。使用这种电磁感应原理的电动机或变压器已经在19世纪使用，并且其后，通过辐射电磁波，诸如无线电波、激光、高频波和微波传递电能的方法也一直在尝试。经常使用的电动牙刷和一些无线剃须刀实际上也通过电磁感应原理充电。

迄今设计的无线能量传递方案可以大致划分成电磁感应方案、电磁谐振方案和使用短波长射频的RF传输方案。

电磁感应方案是一种技术，其使用其中当两个线圈彼此相邻布置并且电流施加到一个线圈时产生的磁通量使另一个线圈产生电动势的现象。此技术正在围绕诸如移动电话的小型设备迅速商业化。磁感应方案能够进行高达数百千瓦(kW)的功率的传输并且具有高效率，但是其最大传输距离是1厘米(cm)或更小，并且因此需要将要充电的物体放置为与充电器相邻。

电磁谐振方案的特征在于其使用电场或磁场，而不是利用电磁波、电流等。电磁谐振方案对于其他电子设备和人体是有利安全的，因为其几乎不受电磁波的影响，这可能是有问题的。然而，电磁谐振方案仅在有限的距离和空间可用，并且其能量传递效率稍低。

短波无线功率传输方案，简单地说，RF传输方案利用能量可以以无线电波形式直接地传输和接收的事实。此技术是使用整流天线的RF无线功率传输方案。术语“整流天线”是“天线”和“整流器”的混合词，并且指的是将RF功率直接转换成DC功率的设备。换句话说，RF方案是用于将AC无线电波转换成DC功率的技术，并且随着近来已经提高其效率，已经积极地进行对RF方案的商业化研究。

无线功率传输技术不仅可以被应用于移动行业，还可以应用于各种其他行业，诸如IT、铁路和家用电器行业。

通常，电磁场的方向在闭环传输线圈的匝的内部和外部之间反转，使得在闭环传输线圈的匝附近存在充电阴影区域。

当无线功率接收设备的接收线圈位于充电阴影区域中时，可能无法正常执行无线充电。

因此，传统上，已经尝试通过将闭环传输线圈布置在充电底座(charge bed)的最外部来最小化充电阴影区域。

然而，在应用上述传统方法的无线充电系统中，不可以使用在闭环传输线圈外部形成的可充电区域，并且对于无线功率传输设备来说有必要使用具有与闭环传输线圈的面积相对应的尺寸的屏蔽材料。

另外，在传统的无线充电系统中，因为闭环传输线圈被布置在充电底座的最外部，所以使用的传输线圈的长度可能增加，这是有问题的。

在下文中，将参考图1a至1d描述根据现有技术的具有多个传输线圈的无线功率设备。