[发明专利]感应电源

说明书

发明背景

本发明涉及无线电源(wireless power supply)，并且更具体地涉及感应电源。

随着便携式电子器件的广泛的和连续增长的使用，对无线电源系统有着不断增长的需要，这种系统能在不需要直接有线连接的情况下充电和/或为电子装置供电。有线连接存在多种问题，这些问题使他们不方便、累赘和美学上使人不愉快。或许最明显地，有线连接要求物理地插接和拔出所述装置，会有乱糟糟的难看的花线，要求匹配花线上的插头和远距离处的装置并且用一根花线一次仅能为一个装置充电。进一步地，对于常规的成对的充电器，要求使用者保有和储存和所拥有的装置一样多的有线DC电源。

无线电源系统已被证明相对于有线连接具有显著的改进。无线电源系统消除了对将电子装置连接到电源线的需要并且因此消除了许多与有线连接关联的问题。许多常规的无线电源系统依靠感应电能转移(即使用电磁场的电能转移)以在没有电线的情况下传送电能。典型的感应电能转移系统包括使用初级线圈以无线地传送变化电磁场形式的能量的感应电源和使用次级线圈以将电磁场中的能量转换为电能的远程装置。为了给感应电能转移系统提供最佳效率，通常希望在初级线圈和次级线圈之间提供适当的对准。对准通常通过使用托架(cradle)或其它的类似的结构得以实现。例如，初级线圈可围绕用以紧密地接收远程装置的包含次级线圈的部分的杯形插座(receptacle)的外部定位。当远程装置被放置在杯中时，这两个线圈通过机械的相互配合变为紧密地对准。尽管有助于提供对准，但是这个方法需要将远程装置小心翼翼地放置在托架内和实质上排除了电子装置相对于电源的运动。它还可能限制感应电源与特别地构造成适配在杯或托架中的单个的装置一起使用。它还限制了与多个包括次级线圈的装置的可交换性的容易度。通过限定，在充电器中的杯状插座将提供与其被设计用于的次级装置的紧密的相互配合。然而，对于其它的装置，它可能提供松配合或者太小以至于根本不允许任何配合的插座。

在另一个常规的应用中，电子装置设置有匹配的无线充电器。在这个构造中，无线充电器包括向上延伸的固定钉以提供接收电子装置的安装结构用于充电。装置限定构造成紧密地配合在该钉上方的空处。在使用中，通过将装置放置在无线充电器上使得空处配合在该钉的上方而将装置对接在无线充电器上。在这个构造中，当远程装置被适当地对接在无线充电器上时，将初级线圈和次级线圈被定位成提供适当的对准。尽管这个构造提供在电子装置和它的匹配的无线充电器之间好的对准，它可能存在各种的问题。例如，将钉固定并且因此不为远程装置提供任何的运动自由度。进一步地，固定的钉一直从充电表面延伸(甚至当远程装置不出现时)，因而干扰了充电表面为其它目的的应用。

在又一个常规的应用中，磁体用于将初级线圈和次级线圈吸引成紧密的对准。例如，在一个常规的应用中，初级线圈耦合初级磁体并且被松配合在充电表面的下方的空处中。当带有次级磁体的远程装置放置在充电表面上而与初级磁体足够接近时，初级磁体和次级磁体的磁引力移动初级磁体经过空处而与次级磁体形成对准。这个，进而，吸引初级线圈和次级线圈紧形成密的对准。尽管提供一些改进，磁引力的力可能不足以在空处内移动初级磁体和初级线圈。在远程装置最初放置在充电表面上的位置使得初级磁体和次级磁体还没有处于紧密的对准时尤其如此。进一步地，因为允许初级磁体和初级线圈在空处内自由的移动，所以当最初将远程装置放置在充电表面上时，他们的位置可能未知。这个可能使得更难于一开始就将两个磁体放在一起。 

发明内容

本发明提供具有用于机械地将远程装置和电源互相连接的柱塞的无线电源。在一个实施例中，柱塞在收缩位置和延伸位置之间可移动地安装在充电表面内，在收缩位置中柱塞可与充电表面平齐，在延伸位置中柱塞从充电表面伸出以与远程装置相互配合。远程装置可设置有形状被设计为用于容纳柱塞的插座。

在一个实施例中，柱塞和远程装置都设有磁体，这些磁体使得柱塞在远程装置接近柱塞放置时延伸。在这个实施例中，例如可通过螺旋弹簧，将柱塞偏置在收缩位置，并且在远程装置的磁体被足够接近柱塞内的磁体地放置时柱塞可延伸。

在一个实施例中，柱塞可包括当柱塞被延伸时激活无线电源的开关。开关可向无线电源指示远程装置可能位于接收电能的适当位置。无线电源可通过从待机状态中唤醒，并供电或试图确定有效的远程装置的存在(例如远程装置适于接收来自无线电源的电能)而响应。