]如圖7所示，示例性實(shí)施例中所使用的天線可被配置成“環(huán)形”天線750，在此處也可被稱(chēng)為“磁性”天線。環(huán)形天線可被配置成包括空芯或諸如鐵氧體磁芯的物理芯?？招经h(huán)形天線更能容忍被置于芯附近的外來(lái)物理設(shè)備。此外，空芯環(huán)形天線還允許其它組件被置于芯區(qū)域內(nèi)。另外，空芯環(huán)可以更容易地使接收天線518 (圖5，6)放置在發(fā)射天線514 (圖5,6)的平面內(nèi)，在該處，發(fā)射天線514(圖5，6)的耦合模式區(qū)域可能更強(qiáng)大。
[0046]如前所述，在發(fā)射器504和接收器508之間的匹配或幾乎匹配的諧振期間，發(fā)生發(fā)射器104和接收器508之間的有效能量傳送。然而，甚至在發(fā)射器504和接收器508之間的諧振不匹配時(shí)，也可以較低的效率傳送能量。通過(guò)將來(lái)自發(fā)射天線的近場(chǎng)的能量耦合到駐留在鄰近區(qū)域(此區(qū)域建立了所述近場(chǎng)，而非將來(lái)自發(fā)射天線的能量傳播到自由空間)中的接收天線，發(fā)生能量傳送。
[0047]環(huán)形或磁性天線的諧振頻率基于電感和電容。環(huán)形天線中的電感一般而言只是由環(huán)產(chǎn)生的電感，而電容一般被添加到環(huán)形天線的電感，以便以所希望的諧振頻率產(chǎn)生諧振結(jié)構(gòu)。作為非限制性示例，可向天線添加電容器752和電容器754，以產(chǎn)生生成諧振信號(hào)756的諧振電路。相應(yīng)地，對(duì)于較大直徑的環(huán)形天線，隨著環(huán)的直徑或電感增大，產(chǎn)生諧振所需的電容的大小減小。此外，隨著環(huán)形或磁性天線的直徑增大，近場(chǎng)的有效能量傳送區(qū)域也增大。當(dāng)然，其它諧振電路也是可以的。作為另一個(gè)非限制性示例，可將電容器并聯(lián)置于環(huán)形天線的兩個(gè)端子之間。另外，本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，對(duì)于發(fā)射天線，諧振信號(hào)756可以是環(huán)形天線750的輸入。
[0048]本發(fā)明的示例性實(shí)施例包括在位于彼此的近場(chǎng)中的兩個(gè)天線之間耦合電力。如前所述，近場(chǎng)是天線周?chē)渲写嬖陔姶艌?chǎng)但電磁場(chǎng)可能不從天線傳播或輻射的區(qū)域。它們通常限于天線的物理體積附近的體積。在本發(fā)明的示例性實(shí)施例中，諸如單匝和多匝環(huán)形天線的磁性類(lèi)型天線被用作發(fā)射(Tx)和接收(Rx)天線系統(tǒng)，因?yàn)榕c電類(lèi)型天線(例如，小偶極子)的電近場(chǎng)相比，對(duì)于磁性類(lèi)型天線，磁性近場(chǎng)振幅趨向于更高。這允許一對(duì)天線之間的潛在更高耦合。此外，“電”天線(例如，偶極子和單極子)或磁性和電天線的組合也是可以預(yù)期的。
[0049]能夠以足夠低的頻率并以足夠大的天線尺寸來(lái)操作Tx天線，以便以比遠(yuǎn)場(chǎng)和前面所提及的電感方法所允許的大得多的距離，實(shí)現(xiàn)到小的Rx天線的良好耦合(例如，>-4dB)。如果Tx天線的大小恰當(dāng)，則當(dāng)主機(jī)設(shè)備上的Rx天線被置于被驅(qū)動(dòng)Tx環(huán)形天線的耦合模式區(qū)域(即，在近場(chǎng))內(nèi)時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)高的耦合水平(例如，-1到_4dB)。
[0050]圖8示出了根據(jù)所述實(shí)施例的詳述過(guò)程800的流程圖。過(guò)程800可以從802開(kāi)始，在電源發(fā)射天線的近場(chǎng)內(nèi)創(chuàng)建電磁場(chǎng)的第一親合模式區(qū)域。接下來(lái)，在804，電磁場(chǎng)和第一接收器設(shè)備的接收器天線與耦合模式區(qū)域耦合。在806，利用第一接收器設(shè)備的發(fā)射天線的近場(chǎng)，創(chuàng)建不同于第一耦合模式區(qū)域的電磁場(chǎng)的第二耦合模式區(qū)域。在808，電磁場(chǎng)耦合到第一接收器設(shè)備的發(fā)射天線的近場(chǎng)中的第二接收器設(shè)備的接收天線。在810，使用電磁場(chǎng)的第一耦合模式區(qū)域，經(jīng)由電源發(fā)射天線將電力無(wú)線地從電源傳遞給第一接收器設(shè)備。在812，使用電磁場(chǎng)的第二耦合模式區(qū)域，經(jīng)由第一接收器發(fā)射天線將無(wú)線地傳遞給第一接收器設(shè)備的電力的至少一些無(wú)線地重發(fā)給第二接收器設(shè)備。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種無(wú)線地發(fā)射電力的方法，包括: 在無(wú)線電源處: 使用無(wú)線電源的頻帶將電力從無(wú)線電源無(wú)線地傳遞到外部設(shè)備的諧振電路； 從外部設(shè)備接收關(guān)于從無(wú)線電源無(wú)線地接收的電力的量的指示；以及 當(dāng)外部設(shè)備需要不同量的電力時(shí)，使得外部設(shè)備的諧振電路調(diào)諧到無(wú)線電源的不同頻帶。2.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括經(jīng)由無(wú)線聯(lián)網(wǎng)協(xié)議從外部設(shè)備接收包括與外部設(shè)備有關(guān)的信息的通信。3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中所述信息包括外部設(shè)備的當(dāng)前負(fù)載狀態(tài)和/或當(dāng)前電力需求。4.如權(quán)利要求3所述的方法，其中無(wú)線電源根據(jù)所述當(dāng)前負(fù)載狀態(tài)和/或當(dāng)前電力需求將電力無(wú)線地傳遞到外部設(shè)備。5.如權(quán)利要求4所述的方法，還包括:在無(wú)線電源處從不同于所述外部設(shè)備的另一外部設(shè)備接收通信。6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中所述外部設(shè)備之一或者兩者在其各自的通信期間將其各自的當(dāng)前負(fù)載狀態(tài)和/或其各自的當(dāng)前電力需求傳送到無(wú)線電力單元。7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述無(wú)線電源根據(jù)其各自的當(dāng)前負(fù)載狀態(tài)和/或其各自的電力需求在外部設(shè)備之間協(xié)調(diào)無(wú)線電力分布。8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述外部設(shè)備彼此傳送其各自的當(dāng)前負(fù)載狀態(tài)和/或其各自的電力需求。9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中，所述外部設(shè)備之一在需要時(shí)基于另一外部設(shè)備的對(duì)應(yīng)電力需求將從無(wú)線電源無(wú)線地接收的電力中的至少一些傳遞到所述另一外部設(shè)備。10.一種被布置為向外部設(shè)備無(wú)線地發(fā)射電力的無(wú)線電源，所述無(wú)線電源包括: 無(wú)線電力發(fā)射器，其具有被布置為在無(wú)線電源的頻帶處將電力無(wú)線地提供給外部設(shè)備的諧振發(fā)射器；以及 遙測(cè)收發(fā)器，其被布置為:(i)從外部設(shè)備接收關(guān)于從無(wú)線電源無(wú)線地接收的電力的量的指示，以及(ii)從處理器發(fā)射指令，在外部設(shè)備需要不同量的電力時(shí)，所述指令使得外部設(shè)備調(diào)諧到無(wú)線電源的不同頻帶。11.如權(quán)利要求10所述的無(wú)線電源，其中，所述無(wú)線電源被并入計(jì)算設(shè)備，所述計(jì)算設(shè)備包括耦合到無(wú)線電源的所述處理器。12.如權(quán)利要求11所述的無(wú)線電源，其中，所述外部設(shè)備是與所述計(jì)算設(shè)備一起使用的外圍設(shè)備。13.如權(quán)利要求12所述的無(wú)線電源，其中，所述無(wú)線電源發(fā)射器限定從所述計(jì)算設(shè)備延伸的無(wú)線充電區(qū)域。14.如權(quán)利要求13所述的無(wú)線電源，其中，在所述無(wú)線充電區(qū)域中時(shí)，所述外圍設(shè)備無(wú)線地接收足夠量的電力以維持外圍設(shè)備的可操作性。15.一種計(jì)算設(shè)備，包括: 處理器； 無(wú)線電力單元，其耦合到所述處理器并包括布置為提供電力的電源，所述電源耦合到諧振電路，所述諧振電路布置為以諧振頻率生成電磁場(chǎng)，所述電磁場(chǎng)與所述電力中的至少一些關(guān)聯(lián)；以及 承載所述無(wú)線電力單元的外殼主體，其中所述外殼主體的RF發(fā)射部分可操作為適于使用諧振頻率處的電磁場(chǎng)將電力無(wú)線地傳遞到外部設(shè)備的無(wú)線電力發(fā)射器。16.如權(quán)利要求15所述的無(wú)線電源，還包括能夠經(jīng)由無(wú)線聯(lián)網(wǎng)協(xié)議從外部設(shè)備接收通信的RF接收器單元，所述通信包括與外部設(shè)備相關(guān)的信息。17.如權(quán)利要求16所述的無(wú)線電源，其中所述信息包括外部設(shè)備的當(dāng)前負(fù)載狀態(tài)和/或當(dāng)前電力需求。18.如權(quán)利要求17所述的無(wú)線電源，其中經(jīng)由無(wú)線聯(lián)網(wǎng)協(xié)議在RF接收機(jī)處接收的信息被傳遞給處理器，所述處理器繼而命令所述無(wú)線電力單元經(jīng)由所述外殼的RF發(fā)射部分將電力無(wú)線地傳遞到外部設(shè)備。19.如權(quán)利要求18所述的無(wú)線電源，其中電力的量是根據(jù)外部設(shè)備的當(dāng)前負(fù)載狀態(tài)和/或當(dāng)前電力需求被無(wú)線地傳遞的。20.如權(quán)利要求15所述的無(wú)線電源，其中所述外殼的RF發(fā)射部分被與所述外殼的不用于RF發(fā)射的部分電隔離。
【專(zhuān)利摘要】描述了無(wú)線地供電的局部計(jì)算環(huán)境的各實(shí)施例。無(wú)線地供電的局部計(jì)算環(huán)境至少包括被配置成無(wú)線地向若干個(gè)被適當(dāng)配置的設(shè)備中的任何一個(gè)提供電力的近場(chǎng)磁諧振(NFMR)電源。在所述各實(shí)施例中，被配置成從NFMR電源無(wú)線地接收電力的設(shè)備必須位于被稱(chēng)為近場(chǎng)的區(qū)域內(nèi)，該區(qū)域延伸不超過(guò)距離D，距離D是NFMR電源傳輸設(shè)備的特征大小的幾倍。通常，距離D大約1米左右。
【IPC分類(lèi)】G06F1/26, H02J7/34, H02J7/02, H04B5/00, H02J5/00
【公開(kāi)號(hào)】CN104953626
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510377914
【發(fā)明人】M·F·卡波特, B·C·比爾布里, D·I·西蒙, P·M·阿諾德
【申請(qǐng)人】蘋(píng)果公司
【公開(kāi)日】2015年9月30日
【申請(qǐng)日】2010年11月10日
【公告號(hào)】CN102612674A, CN102612674B, EP2502124A2, US9086864, US20120303980, US20150263540, WO2011062827A2, WO2011062827A3