[發明專利]感應式充電系統的功率管理

有效

• 申請號: 201480045410.6
• 申請日: 2014-08-29
• 公開（公告）號: CN105453379B
• 公開（公告）日: 2019-08-20
• 發明（設計）人: J·M·阿爾維斯;T·K·莫耶爾;C·博塞蒂
• 申請（專利權）人: 蘋果公司
• 主分類號: H02J7/02
• 分類號: H02J7/02;H02J5/00;H02J50/10
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 袁玥

本發明涉及一種感應式充電系統的發射部分和接收部分內的功率管理系統和功率發射系統。該感應式充電系統包括發射線圈(105)和接收線圈(110)。該接收線圈(110)耦接至感應式充電電路(120)。該感應式充電電路(120)包括用于將從接收線圈(110)輸出的AC轉換成可用于對電池(140)進行充電的DC的電路。該感應式充電電路電連接至功率管理單元(130)。該功率管理單元(130)包括處理電路，以智能地確定如何將從感應式充電電路(120)輸出的功率分配給電池(140)。電荷監測電路(150)耦接至接地控制器(160)。只有在該接地控制器(160)處于開啟狀態時，該接地控制器(160)才將電荷監測電路(150)耦接至電路接地部(170)。該接地控制器(160)可從感應式充電電路(120)接收信號(180)以進入開啟狀態。

相關申請的交叉引用

本專利合作條約專利申請要求于2013年9月3日提交的名稱為“Power Managementfor Inductive Charging Systems”的美國臨時專利申請61/873,256的優先權，該專利申請以引用方式并入，就如同在本文充分公開的那樣。

技術領域

本公開涉及電磁感應功率發射，并且更具體地涉及用于使功率發射效率最大化的自適應功率控制系統。

背景技術

許多電子設備包括不時需要外部電源進行再充電的一個或多個可再充電電池。通常，這些設備可使用相同或相似的連接類型進行充電，例如經由通用串行總線(“USB”)。然而，雖然具有共同的連接類型，但多個設備通常需要具有不同功率輸出的單獨電源。這些單獨電源在使用、存儲以及到處運送時很令人煩惱。因此，設備便攜性的益處受到很大限制。

此外，在某些情況下使用充電線可能不安全。例如，汽車司機在試圖將電子設備插入車載充電器時可能分心。又如，如果不注意，充電線會存在使人絆倒的危險。

為了解決便攜式電子設備的這些缺點和其它缺點，一些設備包括感應式再充電系統。為了使電池再充電，使用者可簡單地將設備置于感應式充電表面上。然而，由于需要便攜式電子設備內的附加電路來支持感應式充電系統，所以設備的電池壽命可能不期望地減少。例如，為了保持或減小設備的形狀因數，電池的尺寸或容量會減小。又如，當感應式充電系統不使用時，該系統會對電池產生負載，從而減少電池壽命。因此，雖然感應充電的設備對于使用者可能更便利，但它們可能需要更經常地再充電。

因此，當前可能存在對一種在不要求單獨的電源并且本身不會耗盡便攜式設備的電池的情況下向便攜式設備遞送有用功率的方法的需求。

發明內容

本專利申請提供用于在不耗盡便攜式電子設備的電池的情況下向該便攜式電子設備遞送有用功率的技術。本文描述的某些實施例可能涉及一種用于控制和優化電磁感應功率發射的自適應功率控制系統或采用其形式。在某些實施例中，該自適應功率控制系統可包括無線信號接收器、在選定的頻率和/或占空比下操作的交流電源、可耦接至該電源的功率發射電感器(諸如線圈)，以及耦接至該功率發射電感器的電流監測器。該電流監測器可被配置為確定功率發射電感器的電流負載。當電流監測器檢測到電感器的電流負載已經改變時，可改變電源的工作頻率。

例如，在某些實施例中，可提高工作頻率，以便減少從功率發射電感器發射的功率。在其它實施例中，可降低頻率，以便增大從功率發射電感器發射的功率。在其它實例中，可降低工作頻率，以便供應較低功率，或者可提高工作頻率，以便供應較高功率。另外，可響應于從無線信號接收器接收的信號而改變電源的工作頻率。在某些實施例中，可響應于電流負載低于電流負載最小閾值而關閉電源。又如，如果未從無線信號接收器接收到信號，則可關閉電源和/或將其從相關聯的電源斷開連接。換句話講，如果無線信號接收器沒有非常肯定地發射信號，則功率發射電感器可像無線信號接收器不存在那樣進行操作。這樣，無線信號接收器可通過選擇性地禁用適于將信號發送給功率發射電感器的一個或多個通信電路來有效地“隱藏”其存在性。