用以延长电池寿命及改善效率的电池充电.pdf

1、(10)申请公布号 CN 102498634 A (43)申请公布日 2012.06.13 C N 1 0 2 4 9 8 6 3 4 A *CN102498634A* (21)申请号 201080037085.0 (22)申请日 2010.07.23 61/227,936 2009.07.23 US 61/236,817 2009.08.25 US 12/783,441 2010.05.19 US H02J 7/02(2006.01) H02J 7/04(2006.01) H04B 5/00(2006.01) (71)申请人高通股份有限公司 地址美国加利福尼亚州 (72)发明人罗伊H戴维斯

2、巴巴科福鲁坦保尔 罗纳R施特恩 布赖恩莫迈尔 (74)专利代理机构北京律盟知识产权代理有限 责任公司 11287 代理人宋献涛 (54) 发明名称 用以延长电池寿命及改善效率的电池充电 (57) 摘要 示范性充电装置包括处理器及用于耦合到电 池的充电电流。在示范性实施例中，所述处理器界 定充电设定档以用于以不同充电速率对所述电池 充电。设定档可基于可确定时间事件来选择且可 基于充电历史记录来修改。可调整充电电力基于 所述选定设定档以电力电平、充电持续时间或其 组合供应到所述电池。无线电力发射器还可基于 来自接收器的识别符界定从所述发射器接收电力 的接收器的充电设定档及充电历史记录。所述发 射器

3、可基于可确定时间事件选择所述充电设定档 且可基于充电历史记录来修改。所述发射器基于 所述选定设定档以电力电平、充电持续时间或其 组合经由无线电力链路供应电力。 (30)优先权数据 (85)PCT申请进入国家阶段日 2012.02.20 (86)PCT申请的申请数据 PCT/US2010/043154 2010.07.23 (87)PCT申请的公布数据 WO2011/011755 EN 2011.01.27 (51)Int.Cl. 权利要求书4页 说明书15页 附图9页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 4 页 说明书 15 页 附图 9 页 1/4页 2

4、1.一种设备，其包含： 处理器，其经配置以： 界定多个充电设定档，所述多个充电设定档中的至少一者经配置以便以不同充电速率 对电池充电；及 响应于可确定时间事件选择所述多个充电设定档中的一充电设定档。 2.根据权利要求1所述的设备，其中所述处理器经进一步配置以响应于所述选定充电 设定档以一电力电平向所述电池供应充电电力。 3.根据权利要求2所述的设备，其进一步包含： 接收天线，其用以与来自发射天线的近场辐射的耦合模式区耦合；及 电力转换电路，其可操作地耦合到所述处理器及所述接收天线且经配置以将所述经耦 合近场辐射转换成所述充电电力，其中所述处理器经进一步配置以控制所述电力转换电路 以调整所载运的

5、所述电力电平。 4.根据权利要求1所述的设备，其中所述处理器经进一步配置以进行以下操作中的至 少一者： 监测充电开始时间及充电持续时间且形成装置充电历史记录； 响应于所述装置充电历史记录调整所述选定充电设定档的所述充电开始时间、所述充 电持续时间及充电停止时间中的至少一者；及 响应于所述可确定时间事件或来自电池供电装置的低活动性指示符确定低活动性时 间，且响应于所述低活动性时间选择所述多个充电设定档中的一充电设定档。 5.根据权利要求1所述的设备，其进一步包含实时时钟，所述实时时钟可操作地耦合 到所述处理器且经配置以提供所述可确定时间事件。 6.根据权利要求2所述的设备，其中所述多个充电设定档

6、中的至少一个充电设定档界 定用于经配置以延长所述电池的寿命的所述充电电力的电流、电压或其组合。 7.根据权利要求2所述的设备，其中所述多个充电设定档中的至少一个充电设定档界 定用于所述充电电力的电流、电压或其组合，所述充电电力经配置以便以比用以延长所述 电池的寿命的速率快的速率对所述电池充电。 8.根据权利要求1所述的设备，其进一步包含以下中的至少一者： 用户接口，其可操作地耦合到所述处理器且其中所述处理器经进一步配置以处理所述 用户接口上来自用户的输入，及 通信元件，其可操作地耦合到所述处理器，其中所述处理器经进一步配置以处理经由 所述通信元件来自用户的输入，所述通信元件经进一步配置以在所述

7、低活动性时间期间执 行以下操作中的一者或一者以上： 经由所述通信元件将信息从所述电池供电装置备份到远程装置； 经由所述通信元件将由所述电池供电装置俘获的内容上载到所述远程装置； 经由所述通信元件将内容从所述远程装置下载到所述电池供电装置； 对所述电池供电装置执行存储器清除操作； 对所述电池供电装置执行存储器碎片整理操作；及 产生所述电池供电装置的活动性的报告。 9.根据权利要求8所述的设备，其中所述多个充电设定档中的至少一个充电设定档的 权 利 要 求 书CN 102498634 A 2/4页 3 充电开始时间由电池充电器的用户设定。 10.根据权利要求8所述的设备，其中所述通信元件耦合到网络

8、，且所述多个充电设定 档中的至少一个充电设定档的充电开始时间由所述电池供电装置的用户使用网页设定。 11.根据权利要求1所述的设备，其进一步包含至少一个运动传感器，所述至少一个运 动传感器可操作地耦合到所述处理器，且其中所述处理器经进一步配置以从所述至少一个 运动传感器接收运动信息且响应于所述电池供电装置在预定时间周期之后未移动的确定 选择所述多个充电设定档中的一充电设定档。 12.根据权利要求1所述的设备，其进一步包含至少两个突出部插槽，所述至少两个突 出部插槽经配置以与经配置以可操作地耦合到交流插座的对应的至少两个可附接突出部 机械且电耦合。 13.根据权利要求1所述的设备，其进一步包含：

9、 发射天线，其用以产生近场辐射的耦合模式区以耦合到接收器装置上的接收天线； 通信元件，其用以接收所述接收器装置的识别符；且 其中所述处理器可操作地耦合到所述通信元件及所述发射天线。 14.一种方法，其包含： 界定电池的多个充电设定档，每一充电设定档经配置以用于以不同充电速率对所述电 池充电； 响应于可确定时间事件选择所述多个充电设定档中的一充电设定档；及 响应于所述选定充电设定档以一电力电平将充电电力供应到所述电池。 15.根据权利要求14所述的方法，其中所述多个充电设定档中的至少一个充电设定档 界定用于经配置以延长所述电池的寿命的所述充电电力的电流、电压或其组合。 16.根据权利要求14所述

10、的方法，其中供应充电电力进一步包含： 通过发射天线产生电磁场以在所述发射天线的近场内形成耦合模式区；及 响应于所述选定充电设定档控制近场辐射的电力电平。 17.根据权利要求16所述的方法，其中所述多个充电设定档中的至少一个充电设定档 界定用于延长所述电池的寿命的所述近场辐射的所述电力电平。 18.根据权利要求17所述的方法，其中所述多个充电设定档中的至少一个充电设定档 界定用于以比用于延长所述电池的寿命的速率快的速率对所述电池充电的所述近场辐射 的所述电力电平。 19.根据权利要求14所述的方法，其中所述多个充电设定档中的至少一个充电设定档 界定用于所述充电电力的电流、电压或其组合，所述充电电

11、力经配置用于以比用于延长所 述电池的寿命的速率快的速率对所述电池充电。 20.根据权利要求14所述的方法，其进一步包含监测充电开始时间及充电持续时间且 形成装置充电历史记录。 21.根据权利要求20所述的方法，其进一步包含响应于所述装置充电历史记录调整 所述选定充电设定档的所述充电开始时间、所述充电持续时间及充电停止时间中的至少一 者。 22.根据权利要求14所述的方法，其进一步包含响应于到可操作地耦合到所述电池的 电池供电装置的用户输入设定所述多个充电设定档中的至少一个充电设定档的充电开始 权 利 要 求 书CN 102498634 A 3/4页 4 时间、充电持续时间及充电停止时间中的至少

12、一者。 23.根据权利要求14所述的方法，其进一步包含在外部数据网络与可操作地耦合到所 述电池以接收用户输入的电池供电装置之间通信。 24.根据权利要求23所述的方法，其进一步包含： 定义可从通信网络存取的充电器共享数据库，所述充电器共享数据库包括至少具有充 电器位置及充电器类型的电池充电器的条目；及 关于电池供电装置： 确定所述电池供电装置的当前位置； 经由所述通信网络存取所述充电器共享数据库以确定靠近所述当前位置的兼容充电 器的充电器位置及充电器类型。 25.根据权利要求14所述的方法，其进一步包含： 从至少一个运动传感器接收运动信息；及 响应于所述运动信息指示在预定时间周期内缺乏运动的确

13、定选择所述多个充电设定 档中的一充电设定档。 26.根据权利要求14所述的方法，其进一步包含： 响应于所述可确定时间事件或来自可操作地耦合到所述电池的电池供电装置的低活 动性指示符确定低活动性时间；及 响应于所述低活动性时间选择所述多个充电设定档中的一充电设定档。 27.根据权利要求26所述的方法，其进一步包含响应于所述低活动性时间执行以下操 作中的一者或一者以上： 经由通信元件将信息从所述电池供电装置备份到远程装置； 经由所述通信元件将由所述电池供电装置俘获的内容上载到所述远程装置； 经由所述通信元件将内容从所述远程装置下载到所述电池供电装置； 对所述电池供电装置执行存储器清除操作； 对所述

14、电池供电装置执行存储器碎片整理操作；及 产生所述电池供电装置的活动性的报告。 28.根据权利要求14所述的方法，其进一步包含： 将接收天线与来自发射天线的近场辐射的耦合模式区耦合； 将所述经耦合的近场辐射转换成充电电流；及 响应于所述选定充电设定档调整所述充电电力的所述电力电平。 29.根据权利要求14所述的方法，其进一步包含： 定义电池供电装置上的经授权充电器列表； 将所述电池供电装置可充电地耦合到电池充电器； 在耦合到所述电池供电装置的所述电池充电器包括于所述经授权充电器列表中的情 况下，启用对所述电池供电装置上的电池的充电；及 在耦合到所述电池供电装置的所述电池充电器不包括于所述经授权充

15、电器列表中的 情况下，阻止对所述电池供电装置上的所述电池的充电。 30.根据权利要求14所述的方法，其进一步包含： 提供用于交换电池供电装置的电池的电池交换服务； 权 利 要 求 书CN 102498634 A 4/4页 5 使用经配备以估计电池寿命的电池充电器以： 确定所提供电池的电池寿命的第一估计；及 确定返回电池的电池寿命的第二估计； 在所述第一估计大于或大体上接近所述第二估计时，供给所述所提供电池以交换所述 返回电池。 31.一种设备，其包含： 用于界定电池的多个充电设定档的装置，每一充电设定档经配置以用于以不同充电速 率对所述电池充电； 用于响应于可确定时间事件选择所述多个充电设定档

16、中的一充电设定档的装置；及 用于响应于所述选定充电设定档以一电力电平将充电电流供应到所述电池的装置。 32.一种包括存储于其上的处理器可执行指令的处理器可读媒体，所述处理器可执行 指令用于执行包含以下步骤的方法： 界定电池的多个充电设定档，每一充电设定档经配置以用于以不同充电速率对所述电 池充电； 响应于可确定时间事件选择所述多个充电设定档中的一充电设定档；及 响应于所述选定充电设定档以一电力电平将充电电流供应到所述电池。 权 利 要 求 书CN 102498634 A 1/15页 6 用以延长电池寿命及改善效率的电池充电 0001 根据35U.S.C.119的优先权主张 0002 本申请案根

17、据35U.S.C.119(e)主张以下各案的优先权： 0003 2009年7月23日申请的名为“用以延长电池寿命及改善效率的基于历史记录的无 线电池充电(HISTORY BASED WIRELESS BATTERY CHARGING TO EXTEND BATTERY LIFE AND IMPROVE EFFICIENCY)”的第61/227,936号美国临时专利申请案，所述申请案的全部揭示内 容特此以引用的方式并入。 0004 2009年8月25日申请的名为“无线充电器、便携型电子器件及电池(WIRELESS CHARGER，PORTABLE ELECTRONICS AND BATTERY)

18、”的第61/236,817号美国临时专利申请案， 所述申请案的全部揭示内容特此以引用的方式并入。 技术领域 0005 本发明大体涉及无线充电，且更确切地说涉及与将电力分配给可位于无线电力系 统中的接收器装置有关的装置、系统及方法。 背景技术 0006 通常，每一电池供电装置(例如，无线电子装置)需要其自己的充电器及电源，所 述充电器及电源通常为交流(AC)电力插座(outlet)。在许多装置需要充电时，此有线配置 变得难以使用。 0007 正形成在发射器与耦合到待充电的电子装置的接收器之间使用空中或无线电力 发射的方法。这些方法一般属于两个类别。一个类别是基于在发射天线与待充电的装置上 的接收

19、天线之间的平面波辐射(也被称作远场辐射)的耦合。接收天线收集所辐射的电力 且对其进行整流以对电池充电。天线一般具有谐振长度以便改善耦合效率。此方法经受电 力耦合随天线之间的距离快速下降的事实，因此越过合理距离(例如，小于1到2米)的充 电变得困难。另外，由于发射系统辐射平面波，因此如果未经由滤波进行恰当控制，则无意 辐射可干扰其它系统。 0008 无线能量发射技术的其它方法是基于在嵌入于(例如)“充电”垫或表面中的发 射天线与嵌入于待充电的电子装置中的接收天线(加上整流电路)之间的电感耦合。此方 法具有在发射天线与接收天线之间的间隔必须非常接近(例如，在千分之几米内)的缺点。 尽管此方法确实具

20、有同时对同一区域中的多个装置充电的能力，但此区域通常非常小且要 求用户将所述装置准确地定位到特定区域。 0009 对于许多无线充电系统，从电源所发射的电力固定到单一电平，由此一般不可调 整电力电平以使其适应具有不同最大峰值电力电平的装置。此情况限制可充电的装置的类 型。另一问题在于不可随装置的当前电池电平而调整固定辐射电力电平。由于在电池充电 时其需要越来越少的电力以完成充电，因此此情况浪费电力。 0010 在便携型电子装置中，大部分电池充电器使用折衷充电设定档。因为用户的需要 未知，所以其为在快速充电与更有利于电池的慢速充电之间的折衷。此外，电池倾向于展现 说 明 书CN 102498634

21、 A 2/15页 7 出随重复充电的变化充电设定档。常规有线充电器倾向于从电源插入且拔去且不保留电池 的充电历史记录的感测。然而，例如移动电话的便携型电子装置可保留电池的一些充电历 史记录，但任何所保留历史记录按照惯例限于控制充电的终止。 0011 需要可基于便携型电子装置的潜在使用、便携型电子装置的实际使用或其组合而 适应于不同电池充电需要的设备及方法。此外，需要到这些装置的无线电力输送。 发明内容 附图说明 0012 图1展示无线电力传送系统的简化框图。 0013 图2展示无线电力传送系统的简化示意图。 0014 图3展示用于本发明的示范性实施例中的环路天线的示意图。 0015 图4为根据

22、本发明的示范性实施例的发射器的简化框图。 0016 图5为根据本发明的示范性实施例的接收器的简化框图。 0017 图6A及6B为具有可通过本发明的示范性实施例充电的电池的电池供电装置的简 化框图。 0018 图7为指示电池的各种示范性充电速率的曲线图。 0019 图8为展示根据本发明的一个或一个以上示范性实施例的夜间再充电作业阶段 的时间线。 0020 图9为展示根据本发明的一个或一个以上示范性实施例的日间再充电作业阶段 的时间线。 0021 图10为展示充电设定档基于历史使用信息的调适的简化流程图。 0022 图11为说明用于界定、选择且改进充电设定档的过程的示范性实施例的流程图。 0023

23、 图12为说明用于执行装置维护任务的过程的额外示范性实施例的流程图。 0024 图13A说明包括用于交流(AC)充电的可附接突出部的电池供电装置。 0025 图13B说明图13A的可附接突出部及用于收纳可附接突出部的突出部存储装置。 具体实施方式 0026 词“示范性”在本文中用以意谓“充当实例、例子或说明”。不必将本文中描述为 “示范性”的任何实施例解释为比其它实施例优选或有利。 0027 下文结合所附图式所阐述的详细描述意在作为对本发明的示范性实施例的描述 且不意在表示可实践本发明的仅有实施例。贯穿此描述所使用的术语“示范性”意谓“充当 实例、例子或说明”，且未必应被解释为比其它示范性实施

24、例优选或有利。所述详细描述包 括特定细节以便实现提供对本发明的示范性实施例的透彻理解的目的。所属领域的技术人 员将显而易见，可在没有这些特定细节的情况下实践本发明的示范性实施例。在一些情况 下，以框图形式来展示众所周知的结构及装置，以便避免使本文中所呈现的示范性实施例 的新颖性晦涩难懂。 0028 词“无线电力”在本文中用以意谓在不使用物理电磁导体的情况下与电场、磁场、 电磁场或在从发射器到接收器之间发射的其它者相关联的任何形式的能量。 说 明 书CN 102498634 A 3/15页 8 0029 本文中所描述的本发明的示范性实施例包括可基于电池供电装置的潜在使用、电 池供电装置的实际使用

25、或其组合而适应于不同电池充电需要的设备及方法。此外，一些示 范性实施例包括到这些装置的无线电力输送。 0030 图1说明根据本发明的各种示范性实施例的无线发射或充电系统100。将输入电 力102提供到发射器104以产生用于提供能量传送的辐射场106。接收器108耦合到辐射 场106且产生输出电力110以供耦合到输出电力110的装置(未图示)存储或消耗。发射 器104与接收器108两者隔开一距离112。在一个示范性实施例中，根据相互谐振关系配置 发射器104及接收器108，且在接收器108的谐振频率与发射器104的谐振频率非常接近 时，当接收器108位于辐射场106的“近场”中时，发射器104与

26、接收器108之间的发射损 失极小。 0031 发射器104进一步包括用于提供用于能量发射的装置的发射天线114，且接收器 108进一步包括用于提供用于能量接收的装置的接收天线118。根据应用及与其相关联的 装置来为发射天线及接收天线定大小。如所陈述，通过将发射天线的近场中的一大部分能 量耦合到接收天线而非以电磁波形式将大多数能量传播到远场而发生有效能量传送。当在 此近场中时，可在发射天线114与接收天线118之间形成耦合模式。在天线114及118周 围的可发生此近场耦合的区域在本文中被称为耦合模式区。 0032 图2展示无线电力传送系统的简化示意图。发射器104包括振荡器122、功率放大 器1

27、24及滤波器及匹配电路126。所述振荡器经配置以产生所要频率，可响应于调整信号 123而调整所述所要频率。可通过功率放大器124以响应于控制信号125的放大量来放大 振荡器信号。可包括滤波器及匹配电路126以滤出谐波或其它不合需要的频率且使发射器 104的阻抗与发射天线114匹配。 0033 接收器108可包括匹配电路132及整流器及切换电路134以产生DC电力输出以 对电池136(如图2中所示)充电或对耦合到接收器的装置(未图示)供电。匹配电路132 可被包括以使接收器108的阻抗与接收天线118匹配。接收器108及发射器104可在单独 通信信道119(例如，蓝牙、紫蜂、蜂窝式等)上通信。

28、0034 如图3中所说明，示范性实施例中所使用的天线可配置为“环路”天线150，其在本 文中也可被称为“磁性”天线。环路天线可经配置以包括空心或实体心(例如，铁氧体心)。 空心环路天线可更好地容许放置于所述心附近的外来实体装置。此外，空心环路天线允许 其它元件放置于心区域内。另外，空心环路可更易于使得能够将接收天线118(图2)放置 于发射天线114(图2)的平面内，在所述平面中，发射天线114(图2)的耦合模式区可更强 大。 0035 如所陈述，在发射器104与接收器108之间的谐振匹配或近似匹配期间，发生发射 器104与接收器108之间的有效能量传送。然而，即使当发射器104与接收器108

29、之间的 谐振不匹配时，也可在较低效率下传送能量。通过将来自发射天线的近场的能量耦合到驻 留于建立此近场的邻域中的接收天线而非将能量从发射天线传播到自由空间中发生能量 传送。 0036 环路或磁性天线的谐振频率是基于电感及电容。环路天线中的电感一般仅为由所 述环路所形成的电感，而一般将电容添加到环路天线的电感以在所要谐振频率下形成谐振 结构。作为非限制性实例，可将电容器152及电容器154添加到所述天线以形成产生谐振 说 明 书CN 102498634 A 4/15页 9 信号156的谐振电路。因此，对于较大直径的环路天线来说，诱发谐振所需的电容的大小随 环路的直径或电感增加而减小。此外，随环路

30、或磁性天线的直径增加，近场的有效能量传送 区域增加。当然，其它谐振电路为可能的。作为另一非限制性实例，电容器可平行地放置于 环路天线的两个端子之间。另外，一般所属领域的技术人员将认识到，对于发射天线，谐振 信号156可为到环路天线150的输入。 0037 本发明的示范性实施例包括在处于彼此的近场中的两个天线之间耦合电力。如所 陈述，近场为在天线周围的电磁场存在但可能不传播或辐射远离所述天线的区域。其通常 限制于接近所述天线的物理体积的体积。在本发明的示范性实施例中，磁性型天线(例如， 单匝环路天线及多匝环路天线)用于发射(Tx)与接收(Rx)天线系统两者，因为与电型天 线(例如，小偶极)的电近

31、场相比，磁性型天线的磁近场振幅倾向于较高。此允许所述对天 线之间的潜在较高耦合。此外，还涵盖“电”天线(例如，偶极及单极)或磁性天线与电天 线的组合。 0038 Tx天线可在足够低的频率下及在天线大小足够大的情况下操作，以在显著大于由 早先所提及的远场及电感方法允许的距离的距离下实现到小Rx天线的良好耦合(例如， 40)。如果为Tx天线正确地定大小，则在主机装置上的Rx天线放置于受驱动Tx环路天 线的耦合模式区(即，在近场中)内时，可实现高耦合程度(例如，40到70)。 0039 图4为根据本发明的示范性实施例的发射器200(本文中也被称为无线电力发射 器)的简化框图。发射器200包括发射电路

32、202及发射天线204。一般来说，发射电路202 通过提供导致在发射天线204周围产生近场能量的振荡信号来将RF电力提供到发射天线 204。通过实例，发射器200可在13.56MHz ISM频带下操作。 0040 示范性发射电路202包括用于使发射电路202的阻抗(例如，50欧姆)与发射天 线204匹配的阻抗匹配电路206，及经配置以将谐波发射减少到防止耦合到接收器108(图 1)的装置的自干扰的水平的低通滤波器(LPF)208。其它示范性实施例可包括不同滤波器 拓扑(包括但不限于使特定频率衰减同时使其它频率通过的陷波滤波器)，且可包括自适 应阻抗匹配，其可基于可测量发射量度(例如，到天线的输

33、出电力或由功率放大器汲取的 DC电流)而变化。发射电路202进一步包括经配置以驱动如由振荡器212确定的RF信号 的功率放大器210。发射电路可包含离散装置或电路，或替代地，可包含集成式组合件。来 自发射天线204的示范性RF电力输出可为约2.5到8.0瓦。 0041 发射电路202进一步包括控制器214，控制器214用于在特定接收器的发射阶段 (或工作循环)期间启用振荡器212、用于调整所述振荡器的频率，及用于调整用于实施通 信协议(用于经由相邻装置所附接的接收器与相邻装置互动)的输出电力电平。 0042 发射电路202可进一步包括用于检测在发射天线204所产生的近场附近是否存在 作用中的接

34、收器的负载感测电路216。通过实例，负载感测电路216通过形成跨越电阻器 (Rsense)的电压降来监测流动到功率放大器210的电流，其受在发射天线204所产生的近 场附近的作用中的接收器的存在与否影响。对功率放大器210上的负载改变的检测是在比 较器输出235处产生且由控制器214监测以用于确定是否启用振荡器212以发射能量来与 作用中的接收器通信。换句话说，比较器输出235可指示在发射天线的近场中的接收天线 的存在与否以及基于比较器输出235中的波动而检测来自接收天线的通信，如下文更充分 地解释。 说 明 书CN 102498634 A 5/15页 10 0043 发射天线204可实施为天

35、线条，其具有经选择以使电阻性损失保持为低的厚度、 宽度及金属类型。在常规实施方案中，发射天线204可一般经配置以与较大结构(例如，桌 子、垫、灯或其它不便携带的配置)相关联。因此，发射天线204一般将不需要“匝”以便具 有实际尺寸。发射天线204的示范性实施可为“在电学上小的”(即，波长的分数)且经调 谐以通过使用电容器界定谐振频率而在较低可用频率下谐振。在其中发射天线204的直径 或边长(如果为正方形环路)相对于接收天线可为较大(例如，0.50米)的示范性应用中， 发射天线204将未必需要大匝数以获得合理电容。 0044 发射器200可聚集且追踪关于可与发射器200相关联的接收器装置的行踪及

36、状态 的信息。因此，发射器电路202可包括连接到控制器214(本文中也被称为处理器)的存在 检测器280、封闭检测器290或其组合。控制器214可响应于来自存在检测器280及封闭 检测器290的存在信号而调整由放大器210所输送的电力量。发射器可经由多个电源接收 电力，例如，AC-DC转换器(未图示)以转换存在于建筑物中的常规AC电力、DC-DC转换器 (未图示)以将常规DC电源转换成适合于发射器200的电压，或直接从常规DC电源(未图 示)接收电力。 0045 作为非限制性实例，存在检测器280可为用以感测插入到发射器的覆盖区域中的 待充电装置的初始存在的运动检测器。在检测之后，发射器可经开

37、启且由装置所接收的 RF电力可用于以预定方式双态触发接收装置上的开关，此又导致发射器的驱动点阻抗的改 变。 0046 作为另一非限制性实例，存在检测器280可为能够(例如)通过红外线检测、运动 检测或其它合适手段检测人的检测器。在一些示范性实施例中，可存在限制发射天线可在 特定频率下发射的电力量的规则。在一些状况下，这些规则意在保护人不受电磁辐射。然 而，可存在发射天线放置于不被人占用或偶尔被人占用的区域中的环境，例如，车库、厂区、 工场及其类似者。如果这些环境没有人，则可容许将发射天线的电力输出增加到正常电力 限制规则以上。换句话说，控制器214可响应于人存在而将发射天线204的电力输出调整

38、 到规定电平或更低，且当人在距发射天线204的电磁场的规定距离外时将发射天线204的 电力输出调整到规定电平以上的电平。 0047 作为非限制性实例，封闭检测器290(本文中也可被称为封闭隔室检测器或封闭 空间检测器)可为例如感测开关的装置以用于确定外壳何时在关闭或打开状态。当发射器 在处于封闭状态的外壳中时，可增加发射器的电力电平。 0048 在示范性实施例中，可使用使发射器200不会无限期地保持开启的方法。在此状 况下，发射器200可经编程以在用户确定的时间量之后断开。此特征防止发射器200(特别 是，功率放大器210)在其周界中的无线装置被完全充电之后长时间运行。此事件可能是由 于用以检

39、测从中继器或接收线圈所发送的装置被完全充电的信号的电路出现故障。为了防 止发射器200在另一装置放置于其周界中的情况下自动停机，可仅在缺乏其周界中所检测 的运动的设定周期之后激活发射器200自动断开特征。用户可能能够确定不活动时间间隔 且视需要改变不活动时间间隔。作为非限制性实例，所述时间间隔可比在假定特定类型的 无线装置最初完全放电的情况下对所述装置完全充电所需的时间间隔长。 0049 发射电路202可包括存储器270，存储器270用于存储(作为非限制性实例)用于 控制器的软件、关于发射器200的信息、关于发射操作的信息，及关于放置于发射器200附 说 明 书CN 102498634 A 1

40、0 6/15页 11 近、与发射器200通信或其组合的接收器的信息。 0050 发射电路202可包括实时时钟(RTC)272，所述实时时钟(RTC)272经配置以追踪可 确定时间事件，其非限制性实例可为一天中的时间。实时时钟可从多个来源更新，例如，来 自用户接口276的用户输入及经由通信元件274从外部装置的通信。 0051 用户接口276可包括输入元件，例如，键盘、鼠标、操纵杆及其类似者，以用于使得 用户能够将信息输入到用户接口276。用户接口276还可包括输出元件，例如，音频产生器 及视觉显示器，以用于将信息传达到用户。 0052 通信元件274可包括用于经由多种有线及无线通信接口(例如，

41、蜂窝式信号、无线 网络信号及有线网络信号、串行信道及并行信道)与远程装置(未图示)通信的电路。通信 元件274可与外部装置(未图示)或外部数据网络(未图示)通信。作为非限制性实例， 外部数据网络可为因特网，且网页(或其它图形接口)可由用户用于将信息发射到发射器 200及从发射器200接收信息。另外，通信元件274也可被认为包括负载感测电路216，负 载感测电路216可用以使用近场辐射在接收器与发射器200之间通信。 0053 图5为根据本发明的示范性实施例的接收器300的简化框图。接收器300包括接 收电路302及接收天线304。接收器300通过充电电力线340进一步耦合到装置350，以用 于

42、将所接收的电力提供到装置350以作为充电电流。应注意，将接收器300说明为在装置 350外部但其可集成到装置350中。一般来说，能量无线地传播到接收天线304且接着经 由接收电路302耦合到装置350。装置350可包括待充电的图6的电池690，如本文中所描 述。 0054 接收天线304经调谐以在与发射天线204(图4)相同的频率下或几乎相同的频率 下谐振。接收天线304可与发射天线204类似地定尺寸，或可基于相关联装置350的尺寸 来不同地定大小。通过实例，装置350可为具有小于发射天线204的直径或长度的直径或 长度尺寸的电池供电装置。在此实例中，接收天线304可实施为多匝天线，以便减小调

43、谐电 容器(未图示)的电容值且增加接收天线的阻抗。通过实例，接收天线304可放置于装置 350的实质圆周周围，以便最大化天线直径及减少接收天线的环路匝(即，绕组)的数目及 绕组间电容。 0055 接收电路302将阻抗匹配提供到接收天线304。接收电路302包括用于将所接收 RF能量源转换成由装置350使用的充电电力线340的电力转换电路306。电力转换电路 306包括RF到DC转换器308且还可包括DC到DC转换器310。RF到DC转换器308将在接 收天线304处所接收的RF能量信号整流成非交流电力，而DC到DC转换器310将经整流的 RF能量信号转换成可与装置350兼容的能量势(例如，电压

44、)。涵盖各种RF到DC转换器， 包括部分及全整流器、调节器、桥接器、倍加器以及线性及切换转换器。 0056 接收电路302可进一步包括用于将接收天线304连接到电力转换电路306或替代 地用于将电力转换电路306断开连接的切换电路312。将接收天线304与电力转换电路306 断开连接不仅暂时中止对装置350的充电，且还改变发射器200(图2)所“见”的“负载”。 0057 如上文所揭示，发射器200包括负载感测电路216，负载感测电路216检测提供到 发射器功率放大器210的偏压电流的波动。因此，发射器200具有用于确定接收器何时存 在于发射器的近场中的机制。 0058 当多个接收器300存在

45、于发射器的近场中时，可能希望对一个或一个以上接收器 说 明 书CN 102498634 A 11 7/15页 12 的负载及卸载进行时间多路复用以使其它接收器能够更有效地耦合到发射器。还可掩盖接 收器，以便消除到其它附近接收器的耦合或减少附近发射器上的负载。接收器的此“卸载” 在本文中也被称为“掩盖”。此外，如下文更充分地解释，由接收器300控制且由发射器200 检测的在卸载与负载之间的此切换提供从接收器300到发射器200的通信机制。另外，一 协议可与所述切换相关联，所述协议启用从接收器300到发射器200的消息发送。通过实 例，切换速度可为约100sec。 0059 在一示范性实施例中，使

46、用近场的在发射器与接收器之间的通信指代装置感测及 充电控制机制，而非常规的双向通信。换句话说，发射器使用所发射信号的开/关键控以调 整能量是否可用于近场中。接收器将能量的这些改变解译为来自发射器的消息。从接收器 侧看，接收器使用接收天线的调谐及解调谐以调整从近场接受电力的量。发射器可检测从 近场所使用的电力的此差异且将这些改变解译为来自接收器的消息。 0060 接收电路302可进一步包括用以识别所接收的能量波动的信令检测器及信标电 路314，所述能量波动可对应于从发射器到接收器的信息性信令。此外，信令及信标电路 314还可用以检测减少的RF信号能量(即，信标信号)的发射及将所述减少的RF信号能

47、量 整流成标称电力以用于唤醒接收电路302内的未供电或耗尽电力的电路，以便配置接收电 路302以进行无线充电。 0061 接收电路302进一步包括用于协调本文中所描述的接收器300的处理的处理器 316，所述处理包括对本文中所描述的切换电路312的控制。接收器300的掩盖还可在发生 其它事件后即发生，所述事件包括检测到向装置350提供充电电力的外部有线充电源(例 如，壁式/USB电力)。除了控制接收器的掩盖之外，处理器316还可监测信标电路314以确 定信标状态及提取从发射器所发送的消息。处理器316还可调整DC到DC转换器310以获 得改善的性能。处理器316还可确定装置350的充电设定档且

48、追踪装置充电历史记录，如 下文更充分地解释。 0062 在一些示范性实施例中，接收电路320可以(例如)所要充电开始时间、所要充 电持续时间、所要充电结束时间、所要电力电平、最大电力电平、所要电流电平、最大电流电 平、所要电压电平及最大电压电平的形式将电力要求发信号通知给发射器，如下文更充分 地解释。基于这些电平及从发射器所接收的实际电力量，处理器316可以调整电流电平、调 整电压电平或其组合的形式调整DC-DC转换器310的操作以调节其输出。 0063 接收电路302可包括存储器370，存储器370用于存储(作为非限制性实例)用于 处理器316的软件、关于接收器300的信息、关于无线电力接收

49、操作的信息、关于电池充电 设定档的信息及关于电池充电历史记录的信息。 0064 接收电路302可包括实时时钟(RTC)372，实时时钟(RTC)372经配置以追踪例如一 天中的时间的可确定时间事件。实时时钟可从多个来源更新，例如，发射器200及连接到充 电装置350或其它装置的通信总线605。 0065 图6A及6B为具有可通过本发明的示范性实施例充电的电池的电池供电装置的简 化框图。 0066 在图6A中，电池充电器605A(本文中也被称为电池充电装置)将充电电力线608 上的充电电力提供到电池690。电池供电装置600可为任何数目个装置，例如，蜂窝式电话、 智能电话、个人数字助理、便携型计算机、便携型媒体播放器或电子书。 说 明 书CN 102498634 A 12 8/15页 13 0067 装置控制器620(本文中也被称为处理器)可包括于电池充电器600中以控制电 池充电器600的功能且管理电池充电器600的信息。 0068 电池供电装置600可包括用于将无线电力提供到电池690及