CN104008846A - 可变螺距螺旋形线圈 - Google Patents

Abstract

本发明的名称为可变螺距螺旋形线圈。一种用于非接触式电源***的感应线圈被提供。所述感应线圈包括具有平面螺旋形图案的导电元件，其中相邻螺旋之间的螺距在所述平面螺旋形图案的中心附近比在所述平面螺旋形图案的外边缘附近大。所述感应线圈可以被用作初级线圈、初级侧谐振器线圈、次级侧谐振器线圈和/或次级线圈中的任何一个以跨一系列距离和对准取向提高电源***的效率。在一些实施例中，所述螺旋与所述螺旋形图案的中心间隔开一定距离，所述距离与平方根曲线成比例地增加，使得所述螺旋在所述螺旋形图案的外边缘附近集中在一起。

Description

可变螺距螺旋形线圈

技术领域

本发明涉及非接触式电源***，并且更具体地涉及供非接触式电源***使用的感应线圈。

背景技术

非接触式电源***包括电能在没有机械连接的情况下从电源向一个或多个便携装置的传输。典型的非接触式电源驱动时变电流通过初级线圈来产生时变电磁场。一个或多个便携装置可以各自包括次级线圈。当将次级线圈放置于所述时变电磁场附近时，该场在次级线圈中感生交流电流，由此将电力从非接触式电源传输到便携装置。

通常期望的是提高初级线圈与次级线圈之间的电力传输。可以通过改变许多参数来提高电力传输。例如，可以通过调谐耦合系数来提高电力传输——所述耦合系数与初级线圈和次级线圈的相对几何结构有关。进一步举例来说，可以通过引入铁氧体磁芯元件或通过增加一个或多个谐振器线圈来提高电力传输。例如，非接触式电源可以包括谐振器线圈并且便携装置可以包括谐振器线圈。在这种四线圈构造中，初级线圈(L1)与谐振器线圈(L2)配对，并且次级线圈(L4)与谐振器线圈(L3)配对。谐振器线圈(L2和L3)协作来增强感应电力传输，特别是在中距离应用中。

尽管上述已知技术提高了电力传输，但仍对提高非接触式电源***的整体***效率有持续的需要。另外，对通过提高电力传输水平来缩短电池再充电所需的时间而同时还使来自非接触式电源的杂散电磁辐射最小化有持续的需要。将效率提高到期望水平可潜在地加速非接触式电源在充电器中的采用，包括例如用于智能手机、平板计算机、膝上型计算机、个人数字助理及其他装置的充电器。

发明内容

一种用于非接触式电源***的感应线圈被提供。所述感应线圈包括具有平面螺旋形图案的导电元件，其中相邻螺旋之间的螺距在所述螺旋形图案的中心附近比在所述螺旋形图案的外边缘附近大。所述感应线圈可以被用作初级线圈、初级侧谐振器线圈、次级侧谐振器线圈和/或次级线圈中的任何一个以跨一系列距离和对准取向提高电源***的整体效率，并且用于一系列非接触式电源应用。

在一个实施例中，所述感应线圈包括具有平面螺旋形图案的导电元件，其中所述平面螺旋形图案的相邻螺旋之间的螺距随所述螺旋形图案的连续的匝而逐渐减小。所述螺旋与所述螺旋形图案的中心间隔开一定距离，所述距离与平方根曲线成比例地增加，使得所述螺旋在所述螺旋形图案的外边缘附近集中在一起。

在另一实施例中，所述感应线圈包括具有平面螺旋形图案的导电元件，所述平面螺旋形图案具有最里面的螺旋、最外面的螺旋以及多个中间螺旋，其中当沿从所述螺旋形图案的中心向所述螺旋形图案的外边缘延伸的径向(radial)测量时所述最里面的螺旋与其相邻螺旋之间的螺距大于任何两个相邻的中间螺旋之间的螺距。

在又一实施例中，所述感应线圈包括具有平面螺旋形图案的导电元件，其中相邻螺旋之间的螺距在所述螺旋形图案的第一部分上逐渐减小，并且其中相邻螺旋之间的螺距在所述平面螺旋形图案的第二部分上保持大体上恒定，所述第二部分沿径向处于所述第一部分的外部。

在还有一个实施例中，所述感应线圈包括具有平面螺旋形图案的导电元件，其中相邻螺旋之间的螺距在一些区域中比在其他区域中大。在这个实施例中，所述螺距可以在所述螺旋形图案的第一部分上增大，并且进而在于所述螺旋形图案的第三部分上再次增大之前在所述螺旋形图案的第二部分上减小。相反地，所述螺距可以在所述螺旋形图案的第一部分上减小，并且进而在于所述螺旋形图案的第三部分上再次减小之前在所述螺旋形图案的第二部分上增大。

在还有另一实施例中，所述感应线圈是夹设在电力传输表面与初级线圈之间的初级侧谐振器线圈。所述谐振器线圈包括具有平面螺旋形图案的导电元件，其中相邻螺旋在所述螺旋形图案的中心附近具有的第一螺旋密度小于在所述螺旋形图案的外边缘附近具有的第二螺旋密度。在这个实施例中，初级线圈与更靠近外边缘的螺旋大体上共同延伸(coextensive)，由此降低所述初级线圈与定位在所述电力传输表面上或上方的次级线圈之间的耦合。

在另外的实施例中，所述感应线圈包括具有圆形螺旋形图案、正方形螺旋形图案、椭圆形螺旋形图案、矩形螺旋形图案、对数螺旋形图案、包括一阶和二阶分形的分形螺旋形图案或其他螺旋形图案的导电元件。所述导电元件可以包括导电线绕组、印刷迹线绕组、绞合线或其他导电元件，可选地与电容元件串联地电连接以提供调谐的谐振频率。另外，所述感应线圈可以包括磁芯元件，例如铁氧体磁芯元件，而在其他实施例中，所述感应线圈可以不带任何磁芯，通常为无磁芯。

因此，本发明的实施例可以提供用于非接触式电源***及包括例如驱动电子器件的其他电路装置的改进型感应线圈。当用作初级线圈或用作初级侧谐振器线圈时，所述感应线圈在已知***上的较大区域上为多个装置实现无线电力。另外，可变螺距螺旋形图案可以增大目标充电区域中的最小耦合系数，而同时还减小最大耦合系数。这又使次级线圈能够在低耦合区域中吸引更多电力而同时必须抑制高耦合区域中较小的过电压。这也使非接触式电源能够在低耦合区域中检测更多的信号(例如通信信号)并且具有跨装置存在的范围求平均的较小偏差。

参考对当前实施例的说明以及附图将更充分地理解和认知本发明的这些及其他优点和特征。

附图说明

图1是根据一个实施例的感应线圈的俯视图。

图2是示意符合平方根曲线的螺旋形图案的图表。

图3是示意根据一个实施例的非接触式电源***的示意图。

图4是示意图3的非接触式电源***的截面图。

图5是用于与图1的感应线圈进行性能比较的现有技术的线圈构造和便携装置。

图6是图5的现有技术的线圈构造的二维耦合系数色标图。

图7是无铁氧体磁芯元件的、图1的感应线圈的二维耦合系数色标图。

图8是包括铁氧体磁芯元件的、图1的感应线圈的二维耦合系数色标图。

具体实施方式

当前实施例涉及供非接触式电源***及其他电路装置使用的感应线圈。所述感应线圈大体上包括具有平面螺旋形图案的导电元件，其中相邻螺旋之间的螺距在螺旋形图案的中心附近比在螺旋形图案的外边缘附近大。在以下部分I中论述根据一个实施例的感应线圈。在以下部分II中陈述包括根据这个实施例的感应线圈的非接触式电源***。在以下部分III中陈述一个示例。

I.感应线圈

现在参考图1，根据一个实施例的感应线圈被示出并且一般地被标记为10。感应线圈10包括导电元件12，导电元件12具有第一端部14和第二端部16，在第一端部14与第二端部16之间限定长度。导电元件12被布置为包括近似几何中心18和外边缘20的二维或平面的螺旋形图案。螺旋形图案包括n个螺旋，其中最外面的螺旋被限定为第n个螺旋或螺旋-n，次最外面的螺旋被限定为第n-1个螺旋，以此类推，直到达到最里面的螺旋或螺旋-1为止。如术语在本文中被使用的那样，螺旋(或匝)被定义为包括导电元件12的围绕几何中心18遍历三百六十度的那个部分。可以在给定实施例中使用任何数量的螺旋，包括例如大于二百个螺旋。同样举例来说，螺旋形图案可以包括在二到二百个螺旋之间，包括二和二百个，可选地在四到四十个螺旋之间，包括四和四十个，以及进一步可选地在十到二十个螺旋之间，包括十和二十个。

如上所述，螺旋形图案包括相邻螺旋之间的螺距。螺距是相邻螺旋的中心线之间分开的距离的测量值。相邻螺旋之间的螺距与相邻螺旋之间的间距的不同之处在于：间距等于螺距减去导体直径或厚度。对于具有小的直径或厚度的导体，这个区别可能很小或甚至可忽略不计，在这种情况下，导体12被假定为无穷细。在本实施例中，相邻螺旋之间的螺距在螺旋形图案的中心18附近比在螺旋形图案的外边缘20附近大。例如，螺距在螺旋形图案的第一部分22上逐渐减小，并且在螺旋形图案的第二部分24上大体上保持恒定，其中螺旋形图案的第二部分24沿径向处于螺旋形图案的第一部分20的外部。就此而言，螺旋形绕组的第一部分24包括螺旋螺距的逐渐减小，而螺旋形绕组的第二部分24包括大体上恒定的螺旋螺距。然而，在其他实施例中，螺旋形图案包括螺距从中心到外边缘的逐渐减小，而不包括具有大体上恒定螺距的第二部分24。

也可以基于到螺旋形图案的中心18的距离来描述螺旋形图案。例如，到螺旋形图案的中心18的距离可以根据平方根曲线逐渐增加。也就是说，在沿从中心18延伸的任意径向26(例如270°径向)的每个点处，到螺旋形图案的中心18的距离与n的平方根成比例地增加，其中n对应于螺旋号。以下针对电感为35.58μH的8英寸×8英寸的正方形螺旋形图案示出了根据一个实施例的数值，并且在图2中用图表对所述数值进行了描绘：

在此重申，螺旋形图案包括螺旋的重复图案，当沿共同的径向测量时每个螺旋限定到螺旋形图案的中心的距离，其中该距离与该螺旋的螺旋号的平方根成比例。例如在以上图1-2所示的实施例中，通过将n的平方根乘以比例常数c来确定每个螺旋的距离，其中c可选地等于螺旋-1与螺旋形图案的中心18之间的距离，或者在本实施例中为1.24英寸。以下描绘了这个方程：

(1)到中心的距离＝c*sqrt(n)

利用方程(1)，可以沿共同的径向，例如如图2所示的负x轴计算每个螺旋的距离。除了这个径向之外，还可以使用不同的径向。例如，矩形螺旋形图案可以包括沿y方向的不同距离。利用上述方程(1)，y距离等于每个匝n的平方根乘以常数c，其中c可选地等于螺旋-1的y距离。

如可选地在图1中所示意的那样，在螺旋-11与螺旋-12之间包括附加螺旋28，其中这个附加螺旋不符合图2的平方根曲线。相反地，附加螺旋28在螺旋-11与螺旋-12之间大体上等间隔，使得这三个螺旋形成大体上恒定螺旋螺距的第二部分24。进一步可选地，螺旋形图案可以采用基本上任何平面几何结构，包括例如如在图1中大体上描绘的正方形螺旋或矩形螺旋。备选地，螺旋形图案可以包括单个连续曲线，包括例如椭圆形螺旋或圆形螺旋。在其他实施例中，螺旋形图案可以根据期望采用不同的几何结构。例如，螺旋形图案可以包括对数螺旋形图案或分形螺旋形图案，例如一阶分形或二阶分形，其可以潜在地产生平滑的通量场密度。另外，螺旋形图案可以由基本上任何导电材料形成，包括例如绞合线、铜线、蚀刻导体或印刷导体。

II.非接触式电源***

如上所述，感应线圈10适合于供非接触式电源***及其他电路装置使用。例如，感应线圈10可以与非接触式电源***30结合使用，非接触式电源***30具有非接触式电源32以及一个或多个便携装置34、36，其在图3-4中大体上被描绘。非接触式电源32可以包括初级线圈38和初级侧谐振器线圈40，而便携装置34、36可以可选地包括次级侧谐振器线圈42和次级线圈44。如下所述，这些感应元件38、40、42、44中的任何一个或全部可以包括本发明的感应线圈10。

更具体地，非接触式电源32包括电源46、信号生成电路48(其被描绘为逆变器)、无线电力发射器50以及控制***52。当前实施例的电源46可以是将AC输入(例如插墙式电源)转换为适用于驱动无线电力发射器50的适当DC输出的常规电源。作为备选方案，电源46可以是适合将电力供应至无线电力发射器50的DC电力源。在这个实施例中，电源46大体上包括整流器54和DC-DC转换器56。整流器54和DC-DC转换器56为电源信号提供适当的DC电力。电源46备选地可包括能够将输入电力转换为信号生成电路48所使用的形式的基本上任何电路。控制***52可以被构造为调整操作参数。例如，控制***52可具有调整干线电压或切换电路相位的能力。在期望通过改变干线电压来调整操作参数的备选实施例中，DC-DC转换器56可具有可变输出。如图3所示，相适配的控制***52可与DC-DC转换器56(由虚线表示)耦合以允许相适配的控制***52控制DC-DC转换器56的输出。

信号生成电路48包括切换电路，其被构造为生成输入信号并且将输入信号施加到无线电力发射器50。切换电路可形成将来自电源46的DC输出转换为AC输出以驱动无线电力发射器50的逆变器。切换电路可随应用的不同而变化。例如，切换电路可包括以半桥拓扑结构或全桥拓扑结构布置的多个开关，诸如MOSFET。电力发射器50包括振荡回路(tank circuit)58和谐振器电路62，其中振荡回路58具有被布置为形成串联谐振振荡回路的初级线圈38和镇流器电容器60，而谐振器电路62具有谐振器线圈40和谐振器电容器64。术语初级电路可被用于指整个振荡回路58或指初级线圈38。术语初级谐振器电路可被用于指整个谐振器电路62或指谐振器线圈40。本发明不限于与串联谐振振荡回路一起使用，而代替地可与其他类型的谐振振荡回路一起使用，并且甚至与非谐振振荡回路一起使用，诸如没有匹配电容的简单感应器。并且，尽管所示意的实施例包括线圈，但非接触式电源32可包括能够生成适当电磁场的备选感应器或结构。

控制***52除了其他之外包括被构造为操作切换电路以向无线电力发射器50产生期望的电源信号的部分。相适配的控制***52可基于从远程装置34、36接收的通信信号来控制切换电路。这个实施例的相适配的控制***52包括执行各种功能的控制电路，诸如控制切换电路的定时以及提取并解释通信信号。这些功能备选地可由单独的控制器或其他专用电路来处理。

如图4所示，非接触式电源32另外包括电力传输表面82以在沿电力传输表面82的多个位置接纳便携装置34、36，使得便携装置34、36在两个维度上具有空间自由度。在这个构造中，初级线圈38横向于谐振器线圈40被定位。另外，初级线圈38和初级侧谐振器线圈40共有的耦合系数大于初级线圈38与次级线圈44或次级侧谐振器线圈42之间共有的耦合系数。在初级线圈38与谐振器线圈40之间夹设有可选的屏蔽体83。该屏蔽体一般地被定位为使得某些耦合不受阻碍而其他耦合被减小。在一些实施例中，屏蔽体83为通量集中器或通量导引。在其他实施例中，屏蔽体83的一部分是通量集中器。可选的磁芯元件85被定位在螺旋形图案的中心，潜在地平滑较大区域上的耦合系数。另外，尽管仅六个螺旋在图4中被描绘，但初级侧谐振器线圈40可以包括任何数量的螺旋，包括例如如在图1中所描绘的十三个螺旋。

现在将更详细地描述根据本发明的实施例的便携装置34、36。便携装置34、36可以包括大体上常规的电子装置，诸如移动电话、媒体播放器、手持式收音机、照相机、手电筒或基本上任何其他便携的电子装置。便携装置34、36可包括诸如电池、电容器或超级电容器的电能存储装置，或者便携装置34、36可在没有电能存储装置的情况下进行操作。与便携装置34、36的主要操作关联(并且不与无线电力传输关联)的组件是大体上常规的并且因此将不再赘述。相反地，与便携装置34、36的主要操作关联的组件被一般地称为主要负载66。例如，在移动电话的背景下，无须费力来描述与移动电话本身关联的电子组件。

这个实施例的便携装置34、36大体上包括无线接收器68、整流器70、次级通信收发器(未示出)以及主要负载66。便携装置34、36可以包括控制器。无线接收器68可以包括次级振荡回路72和次级谐振器电路76，其中次级振荡回路72具有次级线圈44和次级振荡回路电容器74，次级谐振器电路76具有次级谐振器线圈42和次级谐振器电容器78。术语次级电路可指次级振荡回路或次级线圈。在一些实施例中，无线接收器68可以不包括次级振荡回路电容器。术语次级谐振器电路可指整个次级谐振器电路或次级谐振器线圈。在一些实施例中，便携装置可不包括次级谐振器电路76，包括例如在图3中所示出的便携装置36。本发明不限于在图3中所示意的实施例的无线接收器68的拓扑结构。备选实施例例如可包括次级振荡回路72和次级谐振器电路76两者均与便携装置的整流电路70耦合，而不是如图3所示意的实施例所示的次级谐振器电路76独立于次级振荡回路72。

整流器70和调节电路80将在无线电力接收器68中产生的AC电力转换为用于负载66的操作的电力。调节电路80在向DC电力的转换和对DC电力的调节被期望的那些实施例中可例如包括DC-DC转换器。在AC电力在便携装置34、36中被期望的应用中，整流器80可能并非必要。在一些实施例中，调节电路可以是不必要的或被实现为负载66的部分。尽管未示意，但便携装置34、36可包括适于经由与非接触式电源32的无线电力链路来调制和解调信息的次级通信收发器。备选地，可以在便携装置与非接触式电源之间设立单独的通信信道，可通过单独的控制器或其他专用电路来处理其功能。非接触式电源32和便携装置34、36可以被构造为使用基本上任何数据编码方案来通信。

除了以上结合图3-4所陈述的非接触式电源***之外，本发明可以被并入以下文献所公开的非接触式电源：授予Baarman的题为“Adaptive Inductive Power Supply(自适应感应电源)”并且于2007年5月1日公布的美国专利7,212,414；授予Baarman的题为“AdaptiveInductive Power Supply with Communication(具有通信的自适应感应电源)”并且于2009年4月21日公布的美国专利7,522,878；Baarman的题为“Coil Configuration for Inductive Power Transfer(用于感应电力传输的线圈构造)”并且于2011年6月9日提交的序列号为13/156,390的美国申请；Baarman的题为“Wireless Power Control System(无线电力控制***)”并且于2012年9月11日提交的序列号为61/699,582的美国申请；或者Baarman的题为“Wireless Power Control(无线电力控制)”并且于2012年9月11日提交的序列号为61/699,643的美国申请——所有这些文献的全部内容均以引用的方式并入本文。

III.示例

以下示例为了示意的目的被提供并且不应被视为是限制性的。特别地，以下示例包括图1的感应线圈10与图5的现有技术的谐振器线圈100的比较。当与便携装置中的次级线圈102配对时，在更靠近感应线圈10的中心的地方，感应线圈10会得到更高的耦合系数，而同时也跨感应线圈10的不同部分得到所期望的一系列耦合系数，这对于多个便携装置的同时充电而言是特别有利的。

图5的现有技术的谐振器线圈100包括8匝双层绕组，其高度为219mm并且宽度为222mm。在这个示例中所使用的接收器线圈102包括40/40绞合线的具有15匝的单层次级线圈，其高度为31mm并且宽度为24mm。在图6中描绘了耦合系数k，其中耦合系数是通量的起始于谐振器线圈100并且穿过接收器线圈102的那个部分的标量描绘。特别感兴趣的是，当接收器线圈102被定位在现有技术的谐振器线圈100的角落上时耦合系数k最强，达到0.085的峰值耦合系数k。通过比较，最远离角落的耦合系数k在大约0.005与大约0.01之间。另外，在谐振器线圈的中央区域中，例如在从其外边缘起大于2cm的区域中，耦合系数k主要为大约0.005到大约0.01。

使用相同的接收器线圈102，在具有铁氧体屏蔽体和没有铁氧体屏蔽体的两种情况下针对图1的感应线圈10对耦合系数k建模。特别地，感应线圈10包括单层正方形螺旋形图案，其具有35.58μH的电感、0.080欧姆的等效串联电阻以及45.0nF的电容。感应线圈10包括13个螺旋，其中螺旋-1到螺旋-12与几何中心间隔的距离等于螺旋号(即1、2、3、4...12)的平方根乘以1.24英寸。螺旋-11.5夹设在螺旋11与螺旋12之间以便在感应线圈10的外侧提供小间距的匝以更好地适应如以上结合图4大体上描述的通过横向初级线圈38的激励。

利用具有126kHz的操作频率的时变电流来驱动初级线圈38，产生时变电磁通量。这个通量使谐振器线圈10迅速振荡，可选地为谐振振荡。谐振器线圈10进而在接收器线圈102中感生时变电流。在接收器线圈102中感生的电流基于接收器线圈102相对于谐振器线圈10的几何中心18的位置而变化。现在参考图7，谐振器线圈10与接收器线圈102之间的耦合系数从谐振器线圈10的角落附近的大约0.060变化到谐振器线圈10的几何中心附近的大约0.040。因此，图1的谐振器线圈10在线圈的中央区域中表现出相对于图6的谐振器线圈100改进的耦合系数k。当铁氧体屏蔽体83被夹设在初级线圈38与谐振器线圈10之间时，谐振器线圈10与接收器线圈102之间的耦合系数从谐振器线圈10的角落附近的大约0.065变化到谐振器线圈10的几何中心附近的大约0.035，如在图8中大体上示出的那样。

如同样在图7-8中所描绘的那样，预期的操作区域上的耦合系数的范围对于现有技术的谐振器线圈100而言是从0.005到0.085，而对于本示例的感应线圈10而言是0.015-0.065。当充电板与多个便携装置耦合时，可用耦合系数的范围的这种缩窄可能是特别有利的。例如，在许多情况下，“底板(floor)”耦合系数应至少是大约0.015以允许便携装置区分低电力通信信号与噪声及其他环境干扰。如果将便携装置放置在充电板的具有小于0.015的耦合系数的部分上，则可以想象的是便携装置将无法这样识别充电板，并且因此将无法启动与充电板的通信握手以开始无线电力传输。同样举例来说，在许多情况下，“顶板(ceiling)”耦合系数不应是非期望地那样高，在这种情况下，便携装置将逐步下降在次级线圈中感生的过电压。例如，便携装置可能需要使用DC-DC转换器，例如线性转换器或降压升压转换器，从而在需要逐步下降的情况下潜在地增大便携装置的尺寸。

在两个或更多个便携装置被放置在充电板上的方案中，可用耦合系数的缩窄范围可以确保，无论便携装置在充电板上的位置如何，在最低限度，每个便携装置将能够与充电板通信。在这发生的同时，剩余便携装置可以在充电板上的其他位置接收电力，而无需额外的电路来逐步下降在次级线圈中感生的过电压。据此，可用耦合系数的缩窄使便携装置能够在低耦合区域中吸引更多的电力而在高耦合区域中抑制过电压。可用耦合系数的缩窄还使充电板能够具有跨便携装置存在的范围求平均的较小偏差。

上述说明是对本发明的当前实施例的说明。可以进行各种改造和变化而不背离如所附权利要求所限定的本发明的精神和较宽的方面，这应根据包括等效原则的专利法原理来解释。本公开内容出于示意的目的被呈现，并且不应被解释为是对本发明所有实施例的穷举说明或将权利要求的范围限制为结合这些实施例所示意或描述的具体元件。举例来说而非限制性地，所描述的本发明的任何(一个或多个)单个元件可被提供大体上相似的功能或提供相当的操作的备选元件取代。举例来说，这包括当前已知的备选元件，诸如对于本领域的技术人员而言当前可能已知的那些元件，以及可能在将来被开发的备选元件，诸如本领域的技术人员在研发时可能认为是备选的那些元件。此外，所公开的实施例包括一致被描述并且可能协作地提供一批益处的多个特征。除了在所公布的权利要求中明确指出的情况之外，本发明不仅限于包括所有这些特征或提供所有所陈述的益处的那些实施例。例如使用冠词“一”、“一个”、“该”或“所述”以单数形式对权利要求元件的任何提及不应被视为将该元件限制为单数。

Claims (28)

1.一种电路装置，其包括：

平面绕组，其包括重复的螺旋形图案，所述重复的螺旋形图案限定相邻螺旋之间的螺距，其中所述螺距在所述平面绕组的第一部分上逐渐减小，并且其中所述螺距在所述平面绕组的第二部分上保持大体上恒定，所述平面绕组的第二部分沿径向处于所述平面绕组的第一部分的外部。

2.根据权利要求1所述的电路装置，其中所述第一部分螺距随着沿径向向外地沿所述平面绕组移动而成比例地减小。

3.根据权利要求1所述的电路装置，其还包括：相对于所述平面绕组同中心地被定位的初级绕组。

4.根据权利要求3所述的电路装置，其中所述初级绕组与所述平面绕组的第二部分大体上共同延伸。

5.根据权利要求3所述的电路装置，其中所述初级绕组与所述平面绕组的第一部分大体上没有重叠。

6.根据权利要求3所述的电路装置，其还包括：与所述初级绕组电连接并且与所述平面绕组电绝缘的电源。

7.根据权利要求3所述的电路装置，其中：

所述平面绕组是与便携装置中的次级绕组耦合的谐振绕组；并且

所述平面绕组和所述次级绕组限定第一耦合系数，所述第一耦合系数大于在所述初级绕组与所述次级绕组之间限定的耦合系数。

8.根据权利要求1所述的电路装置，其中所述重复的螺旋形图案是正方形绕组、矩形绕组、圆形绕组以及椭圆形绕组中的一个。

9.根据权利要求1所述的电路装置，其还包括：用于在其上接纳至少一个便携装置的电力传输表面，所述平面绕组大体上平行于所述电力传输表面。

10.根据权利要求1所述的电路装置，其中所述平面绕组包括印刷导电元件、卷线元件或蚀刻导电元件。

11.一种非接触式电源，其包括：

用于在其上接纳至少一个便携装置的电力传输表面；以及

感应线圈，其处于所述电力传输表面下方，所述感应线圈包括平面螺旋形绕组，所述平面螺旋形绕组限定相邻螺旋之间的螺距，其中所述螺距从所述感应线圈的中心轴沿径向向外逐渐减小。

12.根据权利要求11所述的非接触式电源，其中所述螺旋与所述中心轴间隔开一定距离，所述距离与平方根曲线成比例地增加，使得所述相邻螺旋远离所述中心轴集中在一起。

13.根据权利要求11所述的非接触式电源，其还包括：被定位在所述感应线圈下方的初级线圈。

14.根据权利要求13所述的非接触式电源，其中：

所述感应线圈形成与所述便携装置中的次级线圈感应耦合的谐振电路的部分；并且

所述感应线圈和所述次级线圈限定第一耦合系数，所述第一耦合系数大于在所述初级线圈与所述次级线圈之间限定的耦合系数。

15.根据权利要求14所述的非接触式电源，其中所述谐振电路包括与所述感应线圈串联地电连接的电容器。

16.根据权利要求13所述的非接触式电源，其还包括与所述初级线圈耦合的电源。

17.根据权利要求11所述的非接触式电源，其中所述感应线圈包括正方形绕组图案、矩形绕组图案、圆形绕组图案或椭圆形绕组图案。

18.根据权利要求11所述的非接触式电源，其中所述感应线圈包括铁氧体磁芯元件。

19.根据权利要求11所述的非接触式电源，其中所述感应线圈包括印刷导电元件、卷线元件或蚀刻导电元件。

20.一种电路装置，其包括：

平面绕组，其包括重复的螺旋形图案，所述重复的螺旋形图案具有中心和外边缘，其中所述平面绕组的相邻螺旋之间的螺距在所述平面绕组的中心附近比在所述平面绕组的外边缘附近大。

21.根据权利要求20所述的电路装置，其中所述螺旋与所述平面绕组的中心间隔开一定距离，所述距离与平方根曲线成比例地增加，使得所述螺旋在所述平面绕组的外边缘附近集中在一起。

22.根据权利要求20所述的电路装置，其中所述螺旋线圈包括n个螺旋，其中n在八与十八之间。

23.根据权利要求22所述的电路装置，其中螺旋n与螺旋n-1之间的螺距小于螺旋n-1与螺旋n-2之间的螺距，其中螺旋n是最外面的螺旋。

24.根据权利要求20所述的电路装置，其中所述重复的螺旋形图案包括最里面的螺旋和最外面的螺旋，其中当沿从所述中心向所述外边缘延伸的径向测量时所述最里面的螺旋与其相邻螺旋之间的螺距大于所述最外面的螺旋与其相邻螺旋之间的螺距。

25.根据权利要求20所述的电路装置，其中所述重复的螺旋形图案包括最里面的螺旋、最外面的螺旋以及多个中间螺旋，其中当沿从所述平面绕组的中心向所述平面绕组的外边缘延伸的径向测量时所述最里面的螺旋与其相邻螺旋之间的螺距大于任何两个相邻的中间螺旋之间的螺距。

26.根据权利要求20所述的电路装置，其中所述平面绕组包括印刷导电元件、卷线元件或蚀刻导电元件。

27.根据权利要求20所述的电路装置，其中所述重复的螺旋形图案是正方形绕组、矩形绕组、圆形绕组以及椭圆形绕组中的一个。

28.根据权利要求20所述的电路装置，其还包括：用于在其上接纳至少一个便携装置的电力传输表面，所述平面绕组大体上平行于所述电力传输表面。