[發明專利]感應電源

有效

• 申請號: 201410215189.6
• 申請日: 2010-01-05
• 公開（公告）號: CN104092313A
• 公開（公告）日: 2014-10-08
• 發明（設計）人: D.W.巴曼;W.T.小斯通納;M.J.諾爾康克;C.J.穆爾;J.K.施萬內克;T.J.勒皮恩;R.J.韋伯;R.D.尚珀
• 申請（專利權）人: 捷通國際有限公司
• 主分類號: H02J17/00
• 分類號: H02J17/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 吳超;傅永霄

發明背景

本發明涉及無線電源(wireless?power?supply)，并且更具體地涉及感應電源。

隨著便攜式電子器件的廣泛的和連續增長的使用，對無線電源系統有著不斷增長的需要，這種系統能在不需要直接有線連接的情況下充電和/或為電子裝置供電。有線連接存在多種問題，這些問題使他們不方便、累贅和美學上使人不愉快。或許最明顯地，有線連接要求物理地插接和拔出所述裝置，會有亂糟糟的難看的花線，要求匹配花線上的插頭和遠距離處的裝置并且用一根花線一次僅能為一個裝置充電。進一步地，對于常規的成對的充電器，要求使用者保有和儲存和所擁有的裝置一樣多的有線DC電源。

無線電源系統已被證明相對于有線連接具有顯著的改進。無線電源系統消除了對將電子裝置連接到電源線的需要并且因此消除了許多與有線連接關聯的問題。許多常規的無線電源系統依靠感應電能轉移(即使用電磁場的電能轉移)以在沒有電線的情況下傳送電能。典型的感應電能轉移系統包括使用初級線圈以無線地傳送變化電磁場形式的能量的感應電源和使用次級線圈以將電磁場中的能量轉換為電能的遠程裝置。為了給感應電能轉移系統提供最佳效率，通常希望在初級線圈和次級線圈之間提供適當的對準。對準通常通過使用托架(cradle)或其它的類似的結構得以實現。例如，初級線圈可圍繞用以緊密地接收遠程裝置的包含次級線圈的部分的杯形插座(receptacle)的外部定位。當遠程裝置被放置在杯中時，這兩個線圈通過機械的相互配合變為緊密地對準。盡管有助于提供對準，但是這個方法需要將遠程裝置小心翼翼地放置在托架內和實質上排除了電子裝置相對于電源的運動。它還可能限制感應電源與特別地構造成適配在杯或托架中的單個的裝置一起使用。它還限制了與多個包括次級線圈的裝置的可交換性的容易度。通過限定，在充電器中的杯狀插座將提供與其被設計用于的次級裝置的緊密的相互配合。然而，對于其它的裝置，它可能提供松配合或者太小以至于根本不允許任何配合的插座。

在另一個常規的應用中，電子裝置設置有匹配的無線充電器。在這個構造中，無線充電器包括向上延伸的固定釘以提供接收電子裝置的安裝結構用于充電。裝置限定構造成緊密地配合在該釘上方的空處。在使用中，通過將裝置放置在無線充電器上使得空處配合在該釘的上方而將裝置對接在無線充電器上。在這個構造中，當遠程裝置被適當地對接在無線充電器上時，將初級線圈和次級線圈被定位成提供適當的對準。盡管這個構造提供在電子裝置和它的匹配的無線充電器之間好的對準，它可能存在各種的問題。例如，將釘固定并且因此不為遠程裝置提供任何的運動自由度。進一步地，固定的釘一直從充電表面延伸(甚至當遠程裝置不出現時)，因而干擾了充電表面為其它目的的應用。

在又一個常規的應用中，磁體用于將初級線圈和次級線圈吸引成緊密的對準。例如，在一個常規的應用中，初級線圈耦合初級磁體并且被松配合在充電表面的下方的空處中。當帶有次級磁體的遠程裝置放置在充電表面上而與初級磁體足夠接近時，初級磁體和次級磁體的磁引力移動初級磁體經過空處而與次級磁體形成對準。這個，進而，吸引初級線圈和次級線圈緊形成密的對準。盡管提供一些改進，磁引力的力可能不足以在空處內移動初級磁體和初級線圈。在遠程裝置最初放置在充電表面上的位置使得初級磁體和次級磁體還沒有處于緊密的對準時尤其如此。進一步地，因為允許初級磁體和初級線圈在空處內自由的移動，所以當最初將遠程裝置放置在充電表面上時，他們的位置可能未知。這個可能使得更難于一開始就將兩個磁體放在一起。?

發明內容

本發明提供具有用于機械地將遠程裝置和電源互相連接的柱塞的無線電源。在一個實施例中，柱塞在收縮位置和延伸位置之間可移動地安裝在充電表面內，在收縮位置中柱塞可與充電表面平齊，在延伸位置中柱塞從充電表面伸出以與遠程裝置相互配合。遠程裝置可設置有形狀被設計為用于容納柱塞的插座。

在一個實施例中，柱塞和遠程裝置都設有磁體，這些磁體使得柱塞在遠程裝置接近柱塞放置時延伸。在這個實施例中，例如可通過螺旋彈簧，將柱塞偏置在收縮位置，并且在遠程裝置的磁體被足夠接近柱塞內的磁體地放置時柱塞可延伸。

在一個實施例中，柱塞可包括當柱塞被延伸時激活無線電源的開關。開關可向無線電源指示遠程裝置可能位于接收電能的適當位置。無線電源可通過從待機狀態中喚醒，并供電或試圖確定有效的遠程裝置的存在(例如遠程裝置適于接收來自無線電源的電能)而響應。