[發明專利]無線充電設備的熱管理系統及方法

有效

• 申請號: 201580070071.1
• 申請日: 2015-11-30
• 公開（公告）號: CN107112809B
• 公開（公告）日: 2020-12-11
• 發明（設計）人: A·戈文達拉吉
• 申請（專利權）人: 高通股份有限公司
• 主分類號: H02J50/12
• 分類號: H02J50/12;H02J7/00;H05K7/20
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 王茂華;潘聰

本文中所描述的本發明涉及向電子設備有效和安全地傳遞功率的無線功率傳遞系統和方法。在本公開的方面中，提供了一種用于無線地發射功率的裝置。該裝置可以包括無線功率發射器和充電表面。該充電表面至少部分地覆蓋該無線功率發射器，并且形成有正交設置的突起的陣列。這些突起被配置成遠離該充電表面而延伸。

技術領域

本申請一般涉及可充電設備(諸如移動電子設備)的無線功率充電。

背景技術

越來越多數目和種類的電子設備經由可再充電電池來供電。這些設備包括移動電話、便攜式音樂播放器、膝上型計算機、平板電腦、計算機外圍設備、通信設備(例如，藍牙設備)、數字相機、助聽器等。雖然電池技術已經改善，但是電池供電的電子設備越來越需要并且消耗更多量的功率，從而通常需要充電。可再充電設備通常通過電纜或其他類似的連接器經由有線連接來充電，這些連接器將可再充電設備物理連接至電源。電纜和類似的連接器有時可能不方便或麻煩，并且具有其它缺點。能夠在自由空間中傳遞功率以對可再充電電子設備充電或向電子設備提供功率的無線充電系統可以克服有線充電解決方案的缺陷中的一些缺陷。如此，期望的是向電子設備有效和安全地傳遞功率的無線功率傳遞系統和方法。

快速電池充電是消費電子設備(諸如平板電腦和移動電話)中的期望特征。據說快速充電電池能夠以“高C速率”充電，這意味著它們可以在高功率水平下吸收能量。然而，快速充電可能受到電池溫度而非有線/無線充電器或功率發射單元(PTU)提供必要功率的能力的限制。隨著充電裝置或功率接收器單元(PRU)可以直接放置在PTU表面溫度高于環境溫度(如下文所描述的)的PTU表面上或其附近，這種情形在無線功率充電系統中惡化。

由于熱功率耗散，PTU的表面可以在高于環境溫度的溫度下運行。附加地，無線充電會在PRU內產生進一步的熱功率耗散。一些系統試圖經由被動冷卻或隔離系統來防止溫度升高，從而具有有限的熱耗散能力。溫度升高可能導致快速充電能力降低，導致充電時間增加。

發明內容

本發明的系統、方法和設備各自都具有幾個方面，其中沒有一個單獨的方面僅僅負責其期望屬性。本文中所公開的實現方式各自具有幾個創新方面，其中沒有一個方面僅僅負責本發明的期望屬性。在不限制由以下權利要求表達的本發明的范圍的情況下，現在將簡要討論一些特征。在考慮到這一討論之后，特別是在閱讀了題為“具體實施方式”的部分之后，將會理解本發明的各種實現方式的特征如何提供包括改善的無線功率發射單元和無線功率接收單元之間的無線充電的優點。

在本公開的一個方面，提供了一種用于無線發射功率的裝置。該裝置可以包括無線功率發射器和充電表面。充電表面至少部分地覆蓋無線功率發射器，并且形成有正交設置的突起的陣列。這些突起被配置成遠離充電表面而延伸。

本公開的另一方面涉及用于無線發射功率的另一裝置。該裝置可以包括充電表面和控制器。該充電表面可以被配置成用于經由無線功率發射單元來放置要被無線充電的一個或多個設備，并且可以包括一個或多個熱電導體、至少一個散熱器、以及一個或多個傳感器。該至少一個散熱器可操作地連接至一個或多個熱電導體并且被設置在充電表面的外圍邊緣上。該一個或多個傳感器被配置成感測充電表面的表面溫度。該控制器可操作地連接至一個或多個熱電導體和一個或多個傳感器。該控制器被配置成接收充電表面的表面溫度的指示，并且基于表面溫度來選擇性地啟用一個或多個熱電導體。

本公開的另一方面涉及一種用于無線接收功率的裝置。該裝置包括至少一個傳感器、存儲器、預測熱控制器和收發器。至少一個傳感器被配置成提供功率接收單元在與功率發射單元接觸或附近的位置處的表面溫度的指示，功率接收單元從功率發射單元無線地接收功率。存儲器被配置成存儲功率接收單元的調諧熱模型。預測熱控制器可操作地耦合至至少一個傳感器和存儲器，并且被配置成至少部分地基于由至少一個傳感器提供的指示和功率接收單元的功率需求來預測功率接收單元處的溫度上升。預測熱控制器還被配置成基于來自調諧熱模型的表面溫度和目標溫度來生成到功率發射單元的傳輸。該收發器被配置成向功率發射單元發射傳輸。

附圖說明