固定阻抗匹配電路206，其用于將發(fā)射電路202的阻抗(例如，50歐姆)與發(fā)射天線204匹配；以及低通濾波器(LPF) 208，其經(jīng)配置以將諧波發(fā)射減少到防止耦合到接收器108 (圖1)的裝置的自干擾的水平。其它示范性實(shí)施例可包括不同濾波器拓?fù)?包括(但不限于)使特定頻率衰減同時(shí)使其它頻率通過(guò)的陷波濾波器)，且可包括自適應(yīng)阻抗匹配，其可基于可測(cè)量的發(fā)射度量(例如，到天線的輸出功率或由功率放大器汲取的DC電流)而變化。發(fā)射電路202進(jìn)一步包括功率放大器210，其經(jīng)配置以驅(qū)動(dòng)如由振蕩器212確定的RF信號(hào)。發(fā)射電路可包含離散裝置或電路，或者可包含集成組合件。來(lái)自發(fā)射天線204的示范性RF功率輸出可為約2.5瓦。
[0037]發(fā)射電路202進(jìn)一步包括控制器214，控制器214用于在針對(duì)特定接收器的發(fā)射階段(或工作循環(huán))期間啟用振蕩器212，以用于調(diào)整所述振蕩器的頻率或相位，且用于調(diào)整輸出功率水平來(lái)實(shí)施用于經(jīng)由相鄰裝置所附接的接收器與相鄰裝置交互的通信協(xié)議。
[0038]發(fā)射電路202可進(jìn)一步包括負(fù)載感測(cè)電路216，其用于檢測(cè)在由發(fā)射天線204產(chǎn)生的近場(chǎng)附近的有效接收器的存在或不存在。舉例來(lái)說(shuō)，負(fù)載感測(cè)電路216監(jiān)視流動(dòng)到功率放大器210的電流，所述電流受在由發(fā)射天線204產(chǎn)生的近場(chǎng)附近的有效接收器的存在或不存在影響。由控制器214監(jiān)視對(duì)功率放大器210上的加載的改變的檢測(cè)，以用于確定是否啟用振蕩器212來(lái)用于發(fā)射能量并與有效接收器通信。
[0039]發(fā)射天線204可用絞合線來(lái)實(shí)施或?qū)嵤樘炀€帶，其具有經(jīng)選擇以使電阻性損耗保持較低的厚度、寬度和金屬類(lèi)型。在常規(guī)實(shí)施方案中，發(fā)射天線204可一般經(jīng)配置以與較大結(jié)構(gòu)(例如，桌子、墊子、燈或其它較不便攜的配置)相關(guān)聯(lián)。因此，發(fā)射天線204 —般將不需要“若干匝”以便具有實(shí)用尺寸。發(fā)射天線204的示范性實(shí)施方案可為“電學(xué)上較小的”(即，波長(zhǎng)的分?jǐn)?shù))且經(jīng)調(diào)諧以通過(guò)使用電容器界定諧振頻率而在較低的可用頻率下諧振。在發(fā)射天線204相對(duì)于接收天線來(lái)說(shuō)在直徑上或邊長(zhǎng)上(如果為正方形環(huán))可能較大(例如，0.50米)的示范性應(yīng)用中，發(fā)射天線204將不一定需要大量匝來(lái)獲得合理電容。
[0040]發(fā)射器200可搜集和追蹤關(guān)于可與發(fā)射器200相關(guān)聯(lián)的接收器裝置的行蹤和狀態(tài)的信息。因此，發(fā)射器電路202可包括連接到控制器214 (在本文中還稱(chēng)作處理器)的存在檢測(cè)器280、封閉檢測(cè)器290，或其組合?？刂破?14可響應(yīng)于來(lái)自存在檢測(cè)器280和封閉檢測(cè)器290的存在信號(hào)而調(diào)整由放大器210遞送的功率的量。發(fā)射器可經(jīng)由許多電源接收功率，所述電源例如為用以轉(zhuǎn)換存在于建筑物中的常規(guī)AC功率的AC-DC轉(zhuǎn)換器(未圖示)、用以將常規(guī)DC電源轉(zhuǎn)換成適合于發(fā)射器200的電壓的DC-DC轉(zhuǎn)換器(未圖示)，或發(fā)射器可直接從常規(guī)DC電源(未圖示)接收功率。
[0041]作為一非限制性實(shí)例，存在檢測(cè)器280可為運(yùn)動(dòng)檢測(cè)器，其用以感測(cè)插入到發(fā)射器的覆蓋區(qū)域中的待充電的裝置的初始存在。在檢測(cè)后，可開(kāi)啟發(fā)射器且可使用由裝置接收的RF功率來(lái)以預(yù)定方式切換Rx裝置上的開(kāi)關(guān)，其又導(dǎo)致發(fā)射器的驅(qū)動(dòng)點(diǎn)阻抗的改變。
[0042]作為另一非限制性實(shí)例，存在檢測(cè)器280可為檢測(cè)器，其能夠(例如)通過(guò)紅外線檢測(cè)、運(yùn)動(dòng)檢測(cè)或其它合適手段來(lái)檢測(cè)人類(lèi)。在一些示范性實(shí)施例中，可能存在限制發(fā)射天線可在特定頻率下發(fā)射的功率的量的規(guī)章。在一些情況下，這些規(guī)章有意保護(hù)人類(lèi)免受電磁輻射影響。然而，可能存在發(fā)射天線放置于人類(lèi)未占用的或人類(lèi)不經(jīng)常占用的區(qū)域(例如，車(chē)庫(kù)、廠區(qū)、車(chē)間，等)中的環(huán)境。如果這些環(huán)境沒(méi)有人類(lèi)，則可能可準(zhǔn)許將發(fā)射天線的功率輸出增加到正常功率約束規(guī)章以上。換句話說(shuō)，控制器214可響應(yīng)于人類(lèi)存在而將發(fā)射天線204的功率輸出調(diào)整到管制水平或更低水平，且當(dāng)人類(lèi)在距發(fā)射天線204的電磁場(chǎng)管制距離之外時(shí)，將發(fā)射天線204的功率輸出調(diào)整到高于管制水平的水平。
[0043]作為一非限制性實(shí)例，封閉檢測(cè)器290 (在本文中還可稱(chēng)作封閉隔間檢測(cè)器或封閉空間檢測(cè)器)可為例如感測(cè)開(kāi)關(guān)的裝置，以用于確定外罩何時(shí)處于閉合或打開(kāi)狀態(tài)中。當(dāng)發(fā)射器在處于封閉狀態(tài)的外罩中時(shí)，可增加發(fā)射器的功率水平。
[0044]在示范性實(shí)施例中，可使用發(fā)射器200借以不會(huì)無(wú)限地保持開(kāi)啟的方法。在此情況下，發(fā)射器200可經(jīng)編程以在用戶確定的時(shí)間量后關(guān)閉。此特征防止發(fā)射器200 (尤其是功率放大器210)在其周邊的無(wú)線裝置充滿后長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行。此事件可能歸因于用以檢測(cè)從中繼器或接收線圈發(fā)送的指示裝置充滿的信號(hào)的電路的故障。為了防止發(fā)射器200在另一裝置放置于其周邊時(shí)自動(dòng)關(guān)閉，可僅在檢測(cè)到其周邊缺少運(yùn)動(dòng)的設(shè)定周期后啟動(dòng)發(fā)射器200自動(dòng)關(guān)閉特征。用戶可能夠確定不活動(dòng)時(shí)間間隔，且在需要時(shí)改變所述不活動(dòng)時(shí)間間隔。作為一非限制性實(shí)例，所述時(shí)間間隔可比在假定特定類(lèi)型的無(wú)線裝置最初完全放電的情況下充滿所述裝置所需的時(shí)間間隔長(zhǎng)。
[0045]圖5為根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例的接收器300的簡(jiǎn)化方框圖。接收器300包括接收電路302和接收天線304。接收器300進(jìn)一步耦合到裝置350以用于將所接收的功率提供到裝置350。應(yīng)注意，將接收器300說(shuō)明為在裝置350外部，但其可集成到裝置350中。通常，能量無(wú)線地傳播到接收天線304且接著經(jīng)由接收電路302而耦合到裝置350。
[0046]接收天線304經(jīng)調(diào)諧以在與發(fā)射天線204 (圖4)的頻率相同的頻率下或在指定頻率范圍內(nèi)諧振。接收天線304可與發(fā)射天線204類(lèi)似地設(shè)計(jì)尺寸，或可基于相關(guān)聯(lián)裝置350的尺寸來(lái)不同地設(shè)計(jì)大小。舉例來(lái)說(shuō)，裝置350可為具有比發(fā)射天線204的直徑或長(zhǎng)度小的直徑或長(zhǎng)度尺寸的便攜式電子裝置。在此種實(shí)例中，可將接收天線304實(shí)施為多匝天線，以便減小調(diào)諧電容器(未圖示)的電容值且增加接收天線的阻抗。舉例來(lái)說(shuō)，接收天線304可放置于裝置350的實(shí)質(zhì)性圓周周?chē)?，以便使天線直徑最大化并減少接收天線的環(huán)匝(即，繞組)的數(shù)目和繞組間電容。
[0047]接收電路302提供與接收天線304的阻抗匹配。接收電路302包括功率轉(zhuǎn)換電路306，其用于將所接收的RF能源轉(zhuǎn)換成供裝置350使用的充電功率。功率轉(zhuǎn)換電路306包括RF-DC轉(zhuǎn)換器308且還可包括DC-DC轉(zhuǎn)換器310。RF-DC轉(zhuǎn)換器308將在接收天線304處所接收的RF能量信號(hào)整流成非交變功率，而DC-DC轉(zhuǎn)換器310將經(jīng)整流的RF能量信號(hào)轉(zhuǎn)換成與裝置350兼容的能量電位(例如，電壓)。預(yù)期各種RF-DC轉(zhuǎn)換器，包括部分和全整流器、調(diào)節(jié)器、橋接器、倍增器以及線性和切換轉(zhuǎn)換器。
[0048]接收電路302可進(jìn)一步包括切換電路312，以用于將接收天線304連接到功率轉(zhuǎn)換電路306或者用于斷開(kāi)功率轉(zhuǎn)換電路306。將接收天線304與功率轉(zhuǎn)換電路306斷開(kāi)不僅中止對(duì)裝置350的充電，而且還改變發(fā)射器200(圖2)所“看到”的“負(fù)載”。
[0049]如上文所揭示，發(fā)射器200包括負(fù)載感測(cè)電路216，負(fù)載感測(cè)電路216檢測(cè)提供到發(fā)射器功率放大器210的偏置電流的波動(dòng)。因此，發(fā)射器200具有用于確定接收器何時(shí)存在于發(fā)射器的近場(chǎng)中的機(jī)制。
[0050]當(dāng)多個(gè)接收器300存在于發(fā)射器的近場(chǎng)中時(shí)，可能需要對(duì)一個(gè)或一個(gè)以上接收器的加載和卸載進(jìn)行時(shí)間多路復(fù)用以使其它接收器能夠更有效地耦合到發(fā)射器。還可遮蓋一接收器以便消除到其它附近接收器的耦合或減少附近發(fā)射器上的加載。接收器的此“卸載”在本文中還稱(chēng)為“遮蓋”。此外，如下文更完全地解釋?zhuān)山邮掌?00控制且由發(fā)射器200檢測(cè)的卸載與加載之間的此切換提供從接收器300到發(fā)射器200的通信機(jī)制。另外，一協(xié)議可與所述切換相關(guān)聯(lián)，所述協(xié)議使得能夠?qū)⑾慕邮掌?00發(fā)送到發(fā)射器200。舉例來(lái)說(shuō)，切換速度可為約100微秒。
[0051 ] 在一示范性實(shí)施例中，發(fā)射器與接收器之間的通信涉及裝置感測(cè)和充電控制機(jī)制而非常規(guī)雙向通信。換句話說(shuō)，發(fā)射器可使用所發(fā)射信號(hào)的開(kāi)/關(guān)鍵控，以調(diào)整近場(chǎng)中的能量是否可用。接收器將這些能量改變解譯為來(lái)自發(fā)射器的消息。從接收器側(cè)，接收器可使用接收天線的調(diào)諧與解諧來(lái)調(diào)整正從近場(chǎng)接受多少功率。發(fā)射器可檢測(cè)來(lái)自近場(chǎng)的所使用的功率的此差異，且將這些改變解譯為來(lái)自接收器的消息。應(yīng)注意，可利用發(fā)射功率和負(fù)載行為的其它形式的調(diào)制。
[0052]接收電路302可進(jìn)一步包括用以識(shí)別所接收的能量波動(dòng)的信令檢測(cè)器和信標(biāo)電路314，所述能量波動(dòng)可對(duì)應(yīng)于從發(fā)射器到接收器的信息性信令。此外，信令和信標(biāo)電路314還可用以檢測(cè)減少的RF信號(hào)能量(S卩，信標(biāo)信號(hào))的發(fā)射并將所述減少的RF信號(hào)能量整流成標(biāo)稱(chēng)功率，以用于喚醒接收電路302內(nèi)的未供電或功率耗盡的電路，以便配置接收電路302來(lái)用于無(wú)線充電。
[0053]接收電路302進(jìn)一步包括處理器316，以用于協(xié)調(diào)本文中所描述的接收器300的處理(包括對(duì)本文中所描述的切換電路312的控制)。還可在其它事件(包括檢測(cè)到將充電功率提供到裝置350的外部有線充電源(例如，壁式/USB功率))發(fā)生后即刻發(fā)生對(duì)接收器300的遮蓋。除了控制對(duì)接收器的遮蓋外，處理器316還可監(jiān)視信標(biāo)電路314以確定信標(biāo)狀態(tài)并提取從發(fā)射器發(fā)送的消息。處理器316還可調(diào)整DC-DC轉(zhuǎn)換器310以獲得改進(jìn)的性能。
[0054]圖6展示發(fā)射電路的用于執(zhí)行發(fā)射器與接收器之間的消息接發(fā)的一部分的簡(jiǎn)化示意圖。在本發(fā)明的一些示范性實(shí)施例中，可在發(fā)射