CN107925271A - 使用发送器铁氧体的接收器失谐补偿 - Google Patents

Abstract

用于无线功率传输的装置(402)，包括：支撑构件(513)，包括被配置为支撑功率接收元件(42)的充电表面(514)；功率发送元件(502)，被配置为生成能够将功率无线地传输到功率接收元件(42)的磁场；金属屏蔽(504)，被设置为使得功率发送元件(502)被设置在支撑构件(513)与金属屏蔽(504)之间，金属屏蔽(504)被配置为抑制由功率发送元件(502)生成的磁场；以及铁氧体片(506)，彼此间隔并且被设置在功率发送元件(502)和金属屏蔽(504)之间，并且与靠近功率发送元件(502)相比，更靠近金属屏蔽(504)，铁氧体片(506)抵消金属屏蔽(504)对功率接收元件(42)的电抗的影响。

Description

使用发送器铁氧体的接收器失谐补偿

相关申请的交叉引用

本申请要求于2015年8月26日提交的标题为“RECEIVER DETUNING COMPENSATIONUSING TRANSMITTER FERRITE”的美国临时申请号62/210,283的优先权，以及于2016年8月25日提交的标题为“RECEIVER DETUNING COMPENSATION USING TRANSMITTER FERRITE”的美国专利申请号15/247,060的优先权，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本公开整体涉及对电子设备的无线功率传递，并且具体涉及用于无线功率传输的选择性功率发送元件的使用。

背景技术

越来越多数目和种类的电子设备经由可充电电池供电。这样的设备包括移动电话、便携式音乐播放器、膝上型计算机、平板电脑、计算机***设备、通信设备(例如，蓝牙设备)、数字相机、助听器等。虽然电池技术有所改善，但电池供电的电子设备越来越需要并消耗更多的功率。因此，这些设备经常需要再充电。可再充电的设备通常经由有线连接进行充电，有线连接需要物理连接到电源的电缆或其他类似的连接器。电缆和类似的连接器有时可能不方便或麻烦，并具有其他缺点。无线充电***可以允许用户在没有物理的、机电连接的情况下对电子设备进行充电和/或供电，从而简化了电子设备的使用。

无线功率传输***可以包括功率发送单元以及一个或多个功率接收单元(例如，诸如智能手机、计算机平板电脑等的移动设备)。功率发送单元和功率接收单元二者可以各自包括经调谐的谐振器***，经调谐的谐振器***包括线圈并且以谐振频率或接近谐振频率进行调谐。一个设备(例如，功率发送单元)内的结构可以使功率接收单元中的谐振器***失谐。

发明内容

根据本公开的各方面，用于无线功率传输的装置可以包括：支撑构件，包括被配置为支撑功率接收元件的充电表面；功率发送元件，被配置为生成能够将功率无线地传输到功率接收元件的磁场；金属屏蔽，被设置为使得功率发送元件设置在支撑构件与金属屏蔽之间，金属屏蔽被配置为抑制由功率发送元件生成的磁场；以及铁氧体片，铁氧体片彼此间隔并且被设置在功率发送元件和金属屏蔽之间，并且与靠近功率发送元件相比，更靠近金属屏蔽，铁氧体片抵消金属屏蔽对功率接收元件的电抗的影响。

根据本公开的各方面，用于无线功率传输的方法可以包括：从功率发送元件生成用于向功率发送元件上方的功率接收元件无线传输功率的磁场；使用金属层来屏蔽功率发送元件下方的磁场，金属层影响功率接收元件在第一方向上的电抗的值；以及在跨越功率接收元件的多个位置处局部地影响功率接收元件在第二方向上的电抗的值，以补偿金属层对功率接收元件的电抗值的影响。

根据本公开的各方面，装置可以包括：用于支撑功率接收元件的部件；用于生成将功率无线传输到功率接收元件的磁场的部件；用于屏蔽磁场的部件，用于屏蔽的部件被配置为对功率接收元件具有失谐影响，以远离期望的谐振频率而影响功率接收元件的谐振频率；以及用于在屏蔽部件上的多个位置处，局部地重新调谐功率接收元件来朝向所述期望的谐振频率而影响功率接收元件的谐振频率的部件。

根据本公开的各方面，用于无线功率传输的方法可以包括生成用于向功率接收元件无线传输功率的磁场。方法可以进一步包括使用金属层来将磁场从用户屏蔽。金属层可以具有改变功率接收元件在第一方向上的电抗的值的影响。功率接收元件的电抗的值可以在跨越金属层的整个表面的多个位置处，在第二方向上局部地改变，以补偿金属层对功率接收元件的影响。

在一些方面，局部地改变功率接收元件的电抗的值可以包括改变在与第一方向相反的方向上的值。

在一些方面，金属层可以具有降低功率接收元件的电抗的影响。局部地改变功率接收元件的电抗的值可以包括增加功率接收元件的电抗。

在一些方面，局部地改变功率接收元件的电抗的值可以包括在生成磁场的线圈和金属层之间设置多个间隔的铁氧体片。在一些方面，每一个铁氧体材料片可以小于功率接收元件的线圈。在一些方面，多个铁氧体片可以具有规则的形状。在一些方面，多个铁氧体片可以是彼此相同的大小。在一些方面，多个铁氧体片可以基本上包围金属层的整个面积。在一些方面，多个铁氧体片的面积可以与其上放置功率接收元件的充电表面的面积基本相同。例如，铁氧体片可以覆盖(不包括间距)充电表面的长度的75％以上、充电表面的宽度的75％以上、金属层长度的75％以上和/或金属层宽度的75％以上，并且可以延伸(包括间距)超过金属层或充电表面的长度和/或宽度的85％。作为其他示例，铁氧体片的累积面积可以覆盖(不包括间隔)充电表面的面积的50％以上和/或充电表面或金属层的面积的50％以上，并且可以延伸(包括间距)超过充电表面或金属层的面积的80％。

根据本公开的各方面，用于无线功率传输的方法可以包括生成用于向功率接收元件无线传输功率的磁场。方法可以进一步包括使用金属层来将磁场从用户屏蔽。金属层可以具有将功率接收元件的谐振频率失谐远离接收元件的谐振频率的影响。因此，方法可以包括在跨越金属层的整个表面的多个位置处，局部地补偿功率接收元件上的金属层的失谐影响，以重新调谐功率接收元件。

在一些方面，局部补偿金属层的失谐影响可以包括改变功率接收元件的电抗的值。

在一些方面，金属层具有减小功率接收元件的电抗的影响。

在一些方面，局部补偿金属层的失谐影响可以包括增加功率接收元件的电抗。

在一些方面，局部补偿金属层的失谐影响包括在生成磁场的线圈和金属层之间设置多个间隔的铁氧体片。

根据本公开的多个方面，装置可以包括用于支撑至少一个功率接收元件的充电表面、与充电表面间隔的功率发送元件。功率发送元件可以被配置为生成能够将功率无线地传输到功率接收元件的磁场。装置可以进一步包括与功率发送元件间隔的金属片。金属片可以影响功率接收元件的电抗。装置可以包括彼此间隔的多个铁氧体片，并且多个铁氧体片被设置在功率发送元件和金属片之间。多个铁氧体片可以具有抵消金属片对功率接收元件的电抗的影响的效果。

在一些方面，金属片对功率接收元件的电抗的影响可以改变电抗在第一方向上的值。多个铁氧体片的效果可以改变电抗在与第一方向相反的方向上的值。

在一些方面，多个铁氧体片中的每一个铁氧体片可以比包括功率接收元件的线圈小。在一些方面，多个铁氧体片可以具有规则的形状。在一些方面，多个铁氧体片可以具有彼此相同的大小。在一些方面，多个铁氧体片的面积和金属层的面积可以是基本上相同的大小。在一些方面，多个铁氧体片的面积可以与充电表面的面积是基本相同的大小。

在一些方面，金属层可以减小功率接收元件的电抗。在一些方面，多个铁氧体片可以增加功率接收元件的电抗。

根据本公开的多个方面，装置可以包括：用于支撑功率接收元件的第一部件；用于生成将功率无线传输到功率接收元件的磁场的第二部件；用于将磁场与任何用户屏蔽的第三部件，第三部件影响功率接收元件，使得功率接收元件从功率接收元件的谐振频率失谐；以及第四部件，用于在第三部件上的多个位置处局部重新调谐功率接收元件。

以下详细描述和附图提供对本公开的本质和优点的更好理解。

附图说明

关于以下的讨论以及特别是附图，要强调的是，所示出的细节表示用于示例性讨论的示例，并且以提供对本公开的原理和概念方面的描述的原因呈现。在这方面，除了对本公开的基本理解所需的之外，不试图展示实现细节。结合附图进行的讨论使得如何实践根据本公开的实施例对本领域技术人员是显而易见的。在附图中：

图1是根据一个示例性实施例的无线功率传输***的功能框图。

图2是根据一个示例性实施例的无线功率传输***的功能框图。

图3是根据一个示例性实施例的包括功率发送或接收元件的图2的发送电路或接收电路的一部分的示意图。

图4图示了发送器和接收器。

图5示出了发送器的截面图。

图5A和图5B图示了用于比较目的的发送器的截面图。

图6A和图6B示出了根据本公开的发送器的示例性实施例。

图7示出了根据本公开的铁氧体层的细节。

图7A、图7B、图7C、图7D、图7E示出了根据本公开的铁氧体片的备选形状和布置。

图8示出了根据本公开的铁氧体层的一个方面。

具体实施方式

在下面的描述中，为了解释的目的，阐述了许多示例和具体细节来提供对本公开的透彻理解。然而，对于本领域技术人员显而易见的是，权利要求书中所表达的公开内容可以包括这些示例中单独的或与以下描述的其他特征组合的一些或全部特征，并且可以进一步包括本文所描述的特征和概念的修改和等同物。

无线功率传输可以指代在无需将物理电导体附接到发送器并将发送器连接到接收器来传递功率(例如，功率可以通过自由空间传输)的情况下，将与电场、磁场、电磁场或其他方式相关联的任何形式的能量从发送器传输到接收器。输入到无线场(例如，磁场或电磁场)中的功率可以由功率接收元件接收、捕获或耦合来实现功率传输。发送器通过发送器和接收器的无线耦合将功率传输到接收器。

图1是无线功率传输***100的一个示例的功能框图。可以将来自电源(在该图中未示出)的输入功率102提供给发送器104，以生成无线(例如，磁场或电磁场)场105来执行能量传输。接收器108可以耦合到无线场105并且生成输出功率110，以用于由被耦合来接收输出功率110的设备(在该图中未示出)存储或消耗。发送器104和接收器108以非零距离112被分离。发送器104包括功率发送元件114，功率发送元件114被配置为向接收器108发送/耦合能量。接收器108包括功率接收元件118，功率接收元件118被配置为接收或捕获/耦合从发送器104发送的能量。

发送器104和接收器108可以根据相互谐振关系来进行配置。与谐振频率基本不相同时相比，当接收器108的谐振频率和发送器104的谐振频率基本相同时，发送器104和接收器108之间的传输损耗减小。如此，当谐振频率基本相同时，可以在更大的距离上提供无线功率传输。谐振电感耦合技术允许利用各种感应功率发送和接收元件配置，在各种距离上改善效率和功率传输。

无线场105可以对应于发送器104的近场。近场对应于由功率发送元件114中的电流和电荷产生的具有强无功场(不从功率发送元件114显著辐射功率)的区域。近场可以对应于功率发送元件114的高达约一个波长的区域。可以通过将无线场105中的大部分能量耦合到功率接收元件118而不是将电磁波中的大部分能量传播到远场来发生高效的能量传输。

发送器104可以输出具有对应于功率发送元件114的谐振频率的频率的时变磁场(或电磁场)。当接收器108在无线场105内时，时变磁场(或电磁场)可以在功率接收元件118中感应出电流。如上所述，利用被配置为谐振电路的功率接收元件118来在功率发送元件114的频率处谐振，能量可以被有效地传输。在功率接收元件118中感应的交流(AC)信号可以被整流来产生直流(DC)信号，直流(DC)信号可被提供来为能量存储设备(例如，电池)充电或为负载供电。

图2是无线功率传输***200的一个示例的功能框图。***200包括发送器204和接收器208。发送器204(在本文中也被称为功率发送单元PTU)被配置为向功率发送元件214提供功率，功率发送元件214被配置为向功率接收元件218无线地传输功率，功率接收元件218被配置为从功率发送元件214接收功率并向接收器208提供功率。尽管其名称，但是作为无源元件的功率发送元件214和功率接收元件218可以发送并接收功率和通信。

发送器204包括功率发送元件214、包括振荡器222的发送电路206、驱动器电路224和前端电路226。功率发送元件214被示出为在发送器204的外部，以便于使用功率接收元件218进行无线功率传输的图示。振荡器222可以被配置为生成可以响应于频率控制信号223而进行调节的期望频率的振荡器信号。振荡器222可以向驱动器电路224提供振荡器信号。驱动器电路224可以被配置为基于输入电压信号(VD)225，以例如功率发送元件214的谐振频率来驱动功率发送元件214。驱动器电路224可以是被配置为从振荡器222接收方波并输出正弦波的开关放大器。

前端电路226可以包括滤波器电路，滤波器电路被配置为滤除谐波或其他不希望的频率。前端电路226可以包括被配置为将发送器204的阻抗匹配到功率发送元件214的阻抗的匹配电路。如将在下面更详细地解释的，前端电路226可以包括调谐电路，以利用功率发送元件214创建谐振电路。作为驱动功率发送元件214的结果，功率发送元件214可以生成无线场205，以足以对电池236充电或为负载供电的电平无线地输出功率。

发送器204还包括控制器240，控制器240可操作地耦合到发送电路206，并被配置为控制发送电路206的一个或多个方面，或者完成与管理功率传输相关的其他操作。控制器240可以是微控制器或处理器。控制器240可以被实现为专用集成电路(ASIC)。控制器240可以可操作地直接或间接地连接到发送电路206的每个组件。控制器240可以进一步被配置为从发送电路206的每个组件接收信息，并且基于所接收的信息来执行计算。控制器240可以被配置为针对组件中的每一个生成可以调节该组件的操作的控制信号(例如，信号223)。这样，控制器240可以被配置为基于由控制器240执行的操作的结果来调节或者管理功率传输。发送器204可以进一步包括被配置为存储数据(例如，诸如使得控制器240执行特定功能(诸如，与管理无线功率传输有关的功能)的指令)的存储器(未示出)。存储器因此将是机器可读介质。

接收器208(在本文中也被称为功率接收单元PRU)包括功率接收元件218以及包括前端电路232和整流器电路234的接收电路210。功率接收元件218被示出为在接收器208的外部，以助于使用功率接收元件218进行的无线功率传输的图示。前端电路232可以包括匹配电路，匹配电路被配置为将接收电路210的阻抗匹配到功率接收元件218的阻抗。如下面解释的，前端电路232可以进一步包括调谐电路，以利用功率接收元件218创建谐振电路。如图3所示，整流器电路234可以从AC功率输入生成DC功率输出，以对电池236充电。接收器208和发送器204可以附加地在单独的通信信道219(例如，蓝牙、ZIGBEE、蜂窝等)上通信。接收器208和发送器204可以备选地使用无线场205的特性经由带内信令进行通信。

接收器208可以被配置为确定由发送器204发送并由接收器208接收的功率量是否适合于对电池236进行充电。发送器204可以被配置为生成具有用于提供能量传输的直接场耦合系数(k)的主要非辐射场。接收器208可以直接地耦合到无线场205，并且可以生成用于由耦合到输出或接收电路210的电池(或负载)236存储或消耗的输出功率。

接收器208进一步包括控制器250，控制器250可以与如上所述的用于管理无线功率接收器208的一个或多个方面的传输控制器240类似地进行配置。接收器208还可以包括存储器(未示出)，存储器被配置为存储数据(例如，诸如用于使得控制器250执行特定功能(诸如，与无线功率传输的管理相关的功能)的指令)。

如上所述，发送器204和接收器208可以被分离距离，并且可以根据相互谐振关系进行配置，以尽量将发送器204和接收器208之间的传输损耗最小化。

图3是图2的发送电路206或接收电路210的一部分的一个示例的示意图。尽管在图3中示出了线圈(并且因此示出了电感***)，但是可以使用其他类型的***，诸如，用于耦合功率的电容***，其中线圈被替换为适当的功率传输(例如，发送和/或接收)元件。如图3所示，发送或接收电路350包括功率发送或接收元件352以及调谐电路360。功率发送或接收元件352也可以被称为或被配置为诸如“环形”天线的天线。术语“天线”通常指代可以无线地输出用于另一天线接收的能量并且可以从另一天线接收无线能量的组件。功率发送或接收元件352在本文中也可以被称为或被配置为诸如电感线圈(如图所示)、谐振器或谐振器的一部分的“磁性”天线。功率发送或接收元件352也可以被称为被配置为无线地输出或接收功率的类型的线圈或谐振器。如本文所使用的，功率发送或接收元件352是被配置为无线地输出和/或接收功率的类型的“功率传输组件”的一个示例。功率发送或接收元件352可以包括空气芯或诸如铁氧体芯(未示出)的物理芯。

当功率发送或接收元件352被配置为具有调谐电路360的谐振电路或谐振器时，功率发送或接收元件352的谐振频率可以基于电感和电容。电感可以简单地是由形成功率发送或接收元件352的线圈和/或其他电感器所创建的电感。可以由调谐电路360提供电容(例如，电容器)，以在期望的谐振频率处创建谐振结构。作为非限制性示例，调谐电路360可以包括可以被添加到发送或接收电路350来创建谐振电路的电容器354和电容器356。

调谐电路360可以包括其他组件，以利用功率发送或接收元件352形成谐振电路。作为另一非限制性示例，调谐电路360可以包括并联放置在电路350的两个端子之间的电容器(未示出)。可以是其他设计。例如，前端电路226中的调谐电路可以具有与前端电路232中的调谐电路相同的设计(例如，360)。备选地，前端电路226可以使用与前端电路232不同的调谐电路设计。

对于功率发送元件，具有基本上对应于功率发送或接收元件352的谐振频率的频率的信号358可以是到功率发送或接收元件352的输入。对于功率接收元件，具有基本上对应于功率发送或接收元件352的谐振频率的频率的信号358可以是来自功率发送或接收元件352的输出。尽管本文所公开的方面可以整体涉及谐振无线功率传输，但是本领域普通技术人员将理解，本文所公开的方面可以用于无线功率传输的无谐振实现。

通常，功率发送单元(发送器)的设计者添加屏蔽来减少电磁干扰(EMI)和/或用户对由功率发送单元所产生的充电场的暴露。例如，如果用户坐在顶部具有发送器的台桌上，发送器底部的屏蔽可以减少用户腿部可能暴露的场。

当屏蔽被添加到发送器时，还可能具有除了期望的屏蔽影响之外的影响。例如，屏蔽(例如，金属屏蔽)可以使得功率接收单元(接收器)中的线圈失谐。由于金属影响附近结构的电感，所以接收器的电感可能被改变。该失谐在若干方面(包括增加峰值功率点电阻和输出电压的变化)可能是有问题的。

图4示出了包括根据本公开的发送器402和接收器42的无线功率传输***400的一个示例。接收器42可以是任何便携式电子设备，诸如，计算机平板电脑、智能手机、数码相机、音频设备等。发送器402可以包括外壳412，以容纳包括发送器402的组件(未示出)。发送器402可以包括用于支撑接收器42的部件。在一些实施例中，例如，发送器402可以包括上表面(充电表面)414，上表面414可以支撑或放置接收器42用于无线功率传输，例如以为接收器42中的电池充电、提供功率来操作接收器42等。

图5示出了发送器402的细节。该图是描绘了沿图4所示的视线5-5截取的发送器402的截面视图的示意性示意图。发送器402可以包括用于生成磁场的部件。例如，发送器402可以包括被设置在发送器402的上表面414下方的功率发送元件502。如上所述，在一些实施例中，例如，功率发送元件502可以是导电材料的线圈(例如，铜线)、刻蚀在柔性印刷电路板(FPCB)上的铜迹线等。在其他实施例中，功率发送元件502可以包括连接在一起或独立操作的导电材料的若干线圈。

发送器402可以包括线圈驱动电路512，以向功率发送元件502提供功率。线圈驱动电路512可以被并入外壳412内。如上所述，线圈驱动电路512可以被配置为在例如功率发送元件502的谐振频率处驱动功率发送元件502。线圈驱动电路512可以包括调谐电路(例如，图3的360)，以将功率发送元件502的谐振频率设置为合适的频率；例如在一些实施例中，可以根据工业标准来设置谐振频率。

发送器402可以包括用于将用户从磁场屏蔽的部件。例如，发送器402可以包括设置在功率发送元件502下方的电磁(EM)屏蔽504。在一些实施例中，屏蔽504可以被连接到接地电位。屏蔽504可以是任何合适的导电材料。在一些实施例中，例如，屏蔽504可以是包括铜或铜合金片的金属层。在其他实施例中，金属层可以包含其他金属。

根据本公开，发送器可以包括用于本地重新调谐接收器的部件。例如，铁氧体层506可以被设置在功率发送元件502和屏蔽504之间。可以使用任何合适的铁磁材料。在一些实施例中，铁氧体层506可以包括单独的铁氧体片。将在下面更详细地讨论本公开的该方面。

在操作中，从发送器402到接收器42的功率无线传输可以包括线圈驱动电路512向功率发送元件502提供交流(AC)驱动信号。作为响应，功率发送元件502可以生成磁场522(并且具体是AC磁场)。接收器42可以包括可以耦合到磁场522的功率接收元件42a(例如，导电材料的线圈)。接收器42中的功率接收元件42a可以被调谐(例如，使用合适的调谐电路)到功率发送元件502的谐振频率，以将发送器402与接收器42之间的互感最大化，并因此将传输至接收器42的功率最大化。

接收器42中的功率接收元件42a的电阻抗可以由下式来表示：

Z＝R+jX；

其中，Z表示功率接收元件42a的电阻抗，

R表示功率接收元件42a的电阻，以及

X表示功率接收元件42a的电抗。

图5中的插图表示针对图中所示的发送器402的配置的功率接收元件42a的阻抗。下面将讨论本公开的该方面。

屏蔽504用作EM屏蔽，以减少电磁干扰(EMI)和/或向磁场522的暴露。图5示意性地图示了相对于从上表面414发出的磁场522的场强，利用屏蔽504从发送器402的底部表面416发出的磁场522的场强可以减小。

在一些情况下，发送器402可以被放置在台桌(未示出)的表面52上。当用户坐在台桌处时，屏蔽504可以用于减小用户可以暴露的磁场522的场强。作为比较，例如，图5A示出了不具有屏蔽的发送器402'。图5A示出了与具有屏蔽504(图5)的情况相比，用户可以被暴露于更大场强的磁场522。

当添加屏蔽504来保护用户免于暴露于充电场(例如，磁场522)时，屏蔽504的存在可以使得接收器42失谐。这可以例如参考图5A和图5B来图示。考虑图5A中所示的发送器配置。假定功率接收元件42a的阻抗Z是Z₀(参见插图)。进一步假设阻抗值Z₀将功率接收元件42a的谐振频率设定为与功率发送元件502的谐振频率匹配。由于谐振频率匹配，因此阻抗值Z₀被示出为接近零；理论上阻抗为零。

现在参考图5B，假设仅添加屏蔽504来保护用户免于暴露于充电场(例如，磁场522)。因为金属影响附近结构的电感，所以屏蔽504的存在可以改变接收器42中功率接收元件42a的电感(并且因此改变电抗X)。例如，如图5B的插图所示，屏蔽504可以将电抗从值X₀(在图5A中的插图)改变为值X₁。电抗X从X₀到X₁的移位改变了功率接收元件42a的谐振频率，从而产生了与功率发送元件502的谐振频率的失配。具体地，相对于不具有屏蔽504的情况，屏蔽504可以使得接收器42的电抗X在负方向(如插图中所示)上移位。

电抗X的移位使得接收器42(特别是功率接收元件42a)相对于功率发送元件502失谐。接收器42的该失谐在增加峰值功率点电阻以及改变无线功率传输期间功率接收元件42a可以提供给接收器42的输出电压方面存在问题。

铁氧体层506(图5)的添加可以补偿由于屏蔽504引起的功率接收元件42a的电抗X的改变。参考图5中的插图，例如，相对于不具有铁氧体层506的情况，铁氧体层506可以在相反方向上将电抗值从值X₁改变为值X₂。电抗X从X₁朝向X₂的移位倾向于恢复功率接收元件42a的谐振频率。特别地，如插图所示，铁氧体层506可以使得接收器42的电抗X在正方向上移动。电抗X的正移位可以使得接收器42(特别是功率接收元件42a)相对于功率发送元件502进行重新调谐。该重新调谐在插图中由阻抗值X₂与原始阻抗值X₀的接近度图示。屏蔽504以一个方式影响接收器42的电抗，而铁氧体506以相反的方式影响接收器42的电抗。铁氧体506被配置并设置为抵消屏蔽504对接收器42的电抗X的影响，从而抵消屏蔽504对接收器42的谐振频率的影响。抵消可以减小在没有铁氧体的情况下发生的电抗X和谐振频率的改变，并且因此铁氧体506可能不会将接收器42的电抗X或谐振频率返回到接收器42在没有屏蔽的情况下的电抗X或谐振频率。尽管讨论涉及电抗和电抗的重新调谐的移位，但是屏蔽504和铁氧体506的影响可能不是序列的(其中影响同时发生)。移位和/或重新调谐的讨论包括屏蔽504和铁氧体506的同时影响。

图6A和图6B示出了根据本公开的各方面的发送器402的实施例的一些细节。在一些实施例中，例如诸如图6A所示，铁氧体层506可以堆叠在屏蔽504上。可以施加合适的粘合剂622b来将铁氧体层506固定到屏蔽504。类似地，功率发送元件502可以被堆叠在铁氧体层506上。可以施加合适的粘合剂622a来将功率发送元件502固定到铁氧体层506。

期望(例如，作为设计美学)发送器402的外壳516具有某些机械方面(例如，低轮廓(profile))。例如，可以通过控制功率发送元件502和提供充电表面514的支撑构件513之间的间隔s来控制外壳516的宽度W。另外，铁氧体层506的厚度t可以足够薄，以容纳期望的外壳宽度W，但是足够厚，以对接收器42的电抗X移位产生影响。另外，可以根据接收器42的电抗的期望移位来选择这些设计参数(间距s和厚度t)。

图6B图示了除间距s和厚度t之外的设计参数的示例。例如，代替堆叠在铁氧体层506上，功率发送元件502可以与铁氧体层506间隔距离d₁。可以期望该间隔来实现接收器42的电抗的期望移位。同样地，铁氧体层506可以与屏蔽504间隔距离d₂，以实现接收器42的电抗的期望移位。可以理解，可以选择上述参数的不同组合来实现以期望的量来偏移接收器42的电抗的组合效果。例如，距离d₂可以小于距离d₁，使得铁氧体层506被设置为与靠近功率发送元件502相比，更靠近屏蔽504。将功率发送元件与铁氧体层506分离的距离d₁可以是将铁氧体层506与屏蔽504分离的距离d₂的两倍、三倍、五倍、十倍等。铁氧体层506优选与屏蔽504相邻(例如，附着)，例如其中距离d₂是粘合剂的厚度。距离d₁优选大于粘合剂的厚度，并且优选在外壳宽度W内尽可能大。

图7示出了根据本公开的铁氧体层506的一些细节。例如，铁氧体层506可以包括铁氧体材料片(铁氧体片)706。在一些实施例中，铁氧体片706可以是长度l的正方形。铁氧体片706可以以规则图案(即，以行和/或列，其中铁氧体片706分别在每行和/或每列中等距地间隔开)被布置在屏蔽504上，使得行中铁氧体片706中的每一个铁氧体片与其邻近行间隔距离s₁，并且列中铁氧体片706中的每一个铁氧体片与其邻近列间隔距离s₂(即，邻近的铁氧体片706被间隔距离s₁、s₂)。行间距s₁和列间距s₂可以相同或不同，但是优选地分别在每个行和列上是均匀的。铁氧体片706可以被布置为行但不布置为列，反之亦然，其中行(或列)中相邻铁氧体片706等距间隔，但行(列)偏移，使得铁氧体片706不在列(行)中。备选地，铁氧体片706可以以铁氧体片706之间的不均匀间隔(例如，至少一个不同的行间距和/或列间距、多于两个不同的间距等)的不规则的图案来布置。铁氧体片706的间距将屏蔽504暴露于功率发送元件502，而铁氧体片706补偿屏蔽对接收器线圈电抗的电抗影响。铁氧体片706的间距优选小于铁氧体片706的大小，使得当屏蔽504暴露于功率发送元件502时，屏蔽504的大部分表面被铁氧体片706覆盖。铁氧体片706之间的间距优选相对于铁氧体片706的尺寸小，例如其中间距小于铁氧体片706的长度或宽度的25％(或小于10％、或小于5％)。

在操作中，铁氧体片706可以具有局部改变接收器(例如，图6A的42)的电抗的影响。即，铁氧体片706各自逐渐地改变或影响接收器的相应部分的电抗，并且对接收器的电抗的累积效应整体上是对接收器的每一部分的电抗的多个局部效应的平均。例如，铁氧体片706的尺寸可以小于接收器的线圈，以局部影响电抗，并且然后每个附加铁氧体可以递增地改变电抗的值(其中多个电抗效应在接收器的线圈上被平均)。例如，铁氧体片706的大小可以设定为具有小于接收器线圈的最长(或最短)平面尺寸的最长尺寸。优选地，铁氧体片706的最长尺寸远小于接收器线圈的最长(或最短)平面尺寸(例如，小于接收器线圈的最长尺寸的一半、小于四分之一、小于10％或小于5％)。附加地或备选地，铁氧体片706的面积可以小于接收器线圈的面积(例如，小于接收器线圈的面积的50％、小于25％、小于10％或小于5％)。

根据本公开，铁氧体片706可以具有其他形状和布置。图7A至图7D示出了铁氧体片706的形状和布置的一些示例性示例，除了方形片之外，铁氧体片706可以包括根据本公开的各种实施例的铁氧体层506。例如，铁氧体片706的形状可以是矩形的并且以如图7A所示的“街道”图案对齐。图7B示出了铁氧体片706可以是矩形形状并且以重叠图案布置。图7C示出了铁氧体片706可以是圆形的。图7C进一步图示了在一些实施例中，铁氧体片(例如，706a、706b)可以是不同的大小。图7D示出了铁氧体片706可以是三角形的等。铁氧体片706的大小、形状和间隔可以跨越铁氧体层506的面积变化，以局部补偿电抗移位。如图7和图7A-图7D所示，铁氧体片706可以具有规则的形状，其中形状的内角相等(并且具有长度相等(例如，正方形)或长度不等(例如，非正方形矩形)的边)。附加地或备选地，参考图7E，铁氧体片可以具有不规则形状(例如，具有长度不等的边和/或不等的内角)。特别是在铁氧体片706中的一个或多个是不规则形状的情况下，铁氧体片706的间距可能是不均匀的。此外，铁氧体片706中的一些铁氧体片可以具有规则的形状，并且一些具有不规则的形状。铁氧体片706的形状可以相似(例如，即使大小不同，全部为圆形或全部为矩形)。备选地，铁氧体片706可以具有不相似的形状，例如，不同的规则形状(例如，一些为圆形且一些为矩形)、或者一些为规则形状且一些为不规则形状、或者不相似的不规则形状、或者其组合。

铁氧体片706可以被配置为使得铁氧体片706的面积和屏蔽504的面积基本上相同。例如，铁氧体片的累积面积可以覆盖屏蔽504的面积的50％以上。作为另一示例，除了铁氧体片706的间距之外，铁氧体片706可以被设置为跨越整个屏蔽504，例如使得铁氧体片706延伸到除了间距之外的屏蔽504的(多个)边缘。

图8示出了根据本公开的铁氧体层506的一个方面。包括铁氧体层506的铁氧体片806可以相对于接收器42中的功率接收元件42a具有足够小的尺寸，使得多个铁氧体片806可以跨越功率接收元件42a的尺寸。例如，图8的示例性实施例示出了铁氧体片806中的三个铁氧体片跨越功率接收元件42a的宽度尺寸(W)、铁氧体片806中的六个铁氧体片跨越功率接收元件42a的高度尺寸(H)。

以上描述图示了本公开的各种实施例以及如何实现特定实施例的各方面的示例。以上的示例不应被认为是唯一的实施例，并且被呈现来图示由所附权利要求限定的特定实施例的灵活性和优点。基于上述公开内容和所附权利要求，可以在不脱离由权利要求限定的本公开的范围的情况下，采用其他布置、实施例、实现和等同物。

其他考虑

其他示例和实现在本公开和所附权利要求的范围和精神内。例如，由于软件和计算机的性质，可以使用由处理器执行的软件、硬件、固件、硬连线或其任何组合来实现上述功能。实现功能的特征还可以物理地位于各个位置处(包括被分布为使得功能的部分被实现在不同的物理位置处)。

另外，如本文所使用的，在由“至少一个”开头或以“一个或多个”开头的项目列表中使用的“或”指示分离的列表，使得例如“A、B或C中的至少一个”的列表、或“A、B或C中的一个或多个”的列表意味着A或B或C或AB或AC或BC或ABC(即，A和B和C)或具有多个特征的组合(例如，AA、AAB、ABBC等)。

如本文所使用的，除非另有说明，否则功能或操作是“基于”项或条件的陈述意味着功能或操作基于所陈述的项或条件，并且可以基于除了所陈述的项或条件之外的一个或多个项和/或条件。

此外，“向”实体发送或传输信息的指示或发送或传输信息的声明不需要完成通信。这样的指示或声明包括信息从发送实体传送但未到达信息的预期接收者的情况。即使没有实际接收信息，预期的接收者仍然可以被称为接收实体(例如，接收执行环境)。此外，被配置为“向”预期接收者发送或传输信息的实体不需要被配置为完成向预期接收者传递信息。例如，实体可以将具有预期接收者的指示的信息提供给能够转发信息以及预期接收者的指示的另一实体。

可以根据具体要求做出实质性的变化。例如，也可以使用自定义的硬件、和/或可以在硬件、软件(包括便携式软件(例如，小应用程序等))或两者中实现特定元件。此外，可以使用到诸如网络输入/输出设备的其他计算设备的连接。

本文所使用的术语“机器可读介质”和“计算机可读介质”是指参与提供使得机器以特定方式操作的数据的任何介质。使用计算机***，各种计算机可读介质可以涉及向(多个)处理器提供用于执行的指令/代码和/或可以用于存储和/或携带这样的指令/代码(例如，作为信号)。在许多实现中，计算机可读介质是物理和/或有形的存储介质。这样的介质可以采取多种形式，包括但不限于非易失性介质和易失性介质。非易失性介质包括例如光盘和/或磁盘。易失性介质包括但不限于动态存储器。

上面所讨论的方法、***和设备是示例。各种配置可以根据需要省略、替换或添加各种程序或组件。例如，在备选配置中，可以以与所描述的顺序不同的顺序来执行这些方法，并且可以添加、省略或组合各个步骤。而且，关于某些配置描述的特征可以以各种其他配置组合。配置的不同方面和元素可以以类似的方式组合。而且，随着技术发展，许多元素是示例，并不限制本公开或权利要求的范围。

在描述中给出具体细节，以提供对示例配置(包括实现)的透彻理解。但是，可以在没有这些具体细节的情况下实现配置。例如，已在没有不必要的细节的情况下示出了众所周知的电路、过程、算法、结构和技术，以避免混淆配置。该描述仅提供示例配置，并不限制权利要求的范围、适用性或配置。而是，配置的先前描述提供了用于实现所描述的技术的描述。在不脱离本公开的精神或范围的情况下，可以对元素的功能和布置进行各种改变。

在附图中示出和/或在本文中讨论的彼此连接或通信的组件、功能或其他通信地耦合。即，它们可以直接或间接地连接来实现其之间的通信。

已描述了若干示例配置，在不脱离本公开的精神的情况下，可以使用各种修改、备选构造和等同物。例如，以上元素可以是更大***的组件，其中其他规则可以优先于本发明的应用或以其他方式修改本发明的应用。而且，可以在考虑上述元素之前、期间或之后进行若干操作。因此，以上描述不限制权利要求的范围。

此外，可以公开多个发明。

Claims (25)

1.一种用于无线功率传输的装置，所述装置包括：

支撑构件，包括被配置为支撑功率接收元件的充电表面；

功率发送元件，被配置为生成能够将功率无线地传输到所述功率接收元件的磁场；

金属屏蔽，被设置为使得所述功率发送元件被设置在所述支撑构件与所述金属屏蔽之间，所述金属屏蔽被配置为抑制由所述功率发送元件生成的所述磁场；以及

多个铁氧体片，彼此间隔并且被设置在所述功率发送元件和所述金属屏蔽之间，并且与靠近所述功率发送元件相比，更靠近所述金属屏蔽，所述多个铁氧体片抵消所述金属屏蔽对所述功率接收元件的电抗的影响。

2.根据权利要求1所述的装置，其中所述金属屏蔽对所述功率接收元件的所述电抗的所述影响改变所述电抗在第一方向上的值，并且其中所述多个铁氧体片中的每一个铁氧体片逐渐地改变所述电抗在与所述第一方向相反的方向上的所述值，使得这些改变的平均抵消所述金属屏蔽对所述功率接收元件的所述电抗的所述影响。

3.根据权利要求1所述的装置，其中所述多个铁氧体片中的每一个铁氧体片具有比所述功率接收元件的接收器线圈的面积小的面积。

4.根据权利要求3所述的装置，其中所述多个铁氧体片中的每一个铁氧体片的所述面积小于所述功率接收元件的所述接收器线圈的所述面积的一半。

5.根据权利要求1所述的装置，其中所述多个铁氧体片中的每一个铁氧体片具有规则的形状。

6.根据权利要求1所述的装置，其中所述多个铁氧体片具有彼此相同的大小。

7.根据权利要求1所述的装置，其中所述多个铁氧体片的面积与所述金属屏蔽的面积是基本相同的大小。

8.根据权利要求1所述的装置，其中所述多个铁氧体片的面积与所述充电表面的面积是基本相同的大小。

9.根据权利要求1所述的装置，其中所述铁氧体片延伸超过所述金属屏蔽的长度的85％。

10.根据权利要求1所述的装置，其中所述铁氧体片延伸超过所述金属屏蔽的面积的80％。

11.根据权利要求1所述的装置，其中所述铁氧体片被附着到所述金属屏蔽。

12.根据权利要求1所述的装置，其中所述金属屏蔽被配置和设置为减小所述功率接收元件的所述电抗。

13.根据权利要求12所述的装置，其中所述多个铁氧体片被配置和设置为增加所述功率接收元件的所述电抗。

14.一种用于无线功率传输的方法，所述方法包括：

从功率发送元件生成用于向功率发送元件上方的功率接收元件无线传输功率的磁场；

使用金属层来屏蔽所述功率发送元件下方的所述磁场，所述金属层影响所述功率接收元件在第一方向上的电抗；以及

在跨越所述功率接收元件的多个位置处，局部地影响所述功率接收元件在第二方向上的所述电抗，以补偿所述金属层对所述功率接收元件的所述电抗的影响。

15.根据权利要求14所述的方法，其中局部地改变所述功率接收元件的所述电抗包括改变在与所述第一方向相反的方向上的所述电抗。

16.根据权利要求14所述的方法，其中屏蔽所述磁场减小所述功率接收元件的所述电抗。

17.根据权利要求16所述的方法，其中局部地影响所述功率接收元件的所述电抗增加所述功率接收元件的所述电抗。

18.根据权利要求14所述的方法，其中局部地影响所述功率接收元件的所述电抗包括使用多个铁氧体片来影响所述功率接收元件的所述电抗，所述多个铁氧体片彼此间隔，被设置在所述功率发送元件与所述金属层之间，并被设置为与靠近所述功率发送元件相比，更靠近所述金属层。

19.根据权利要求18所述的方法，其中所述多个铁氧体片中的每一个铁氧体片小于所述功率接收元件的线圈。

20.根据权利要求18所述的方法，其中所述多个铁氧体片均具有规则的形状。

21.根据权利要求18所述的方法，其中所述多个铁氧体片具有彼此相同的大小。

22.根据权利要求18所述的方法，其中所述多个铁氧体片基本上包围所述金属层的整个面积。

23.根据权利要求18所述的方法，其中所述多个铁氧体片的面积与其上放置有所述功率接收元件的充电表面的面积是基本相同的大小。

24.一种装置，包括：

用于支撑功率接收元件的部件；

用于生成将功率无线传输到所述功率接收元件的磁场的部件；

用于屏蔽所述磁场的部件，所述用于屏蔽的部件被配置为对所述功率接收元件具有失谐影响，以远离期望的谐振频率而影响所述功率接收元件的谐振频率；以及

用于在所述用于屏蔽的部件上的多个位置处，局部地重新调谐所述功率接收元件来朝向所述期望的谐振频率而影响所述功率接收元件的所述谐振频率的部件。

25.根据权利要求24所述的装置，其中所述期望的谐振频率是所述用于生成所述磁场的部件的谐振频率。