[发明专利]无线功率多线圈互感消除方法和装置

说明书

本发明描述了一种消除相互耦合的发射线圈之间的互感的方法和装置，每个发射线圈由单独的功率放大器馈电，并且所有发射线圈与功率放大器共享公共接地。公开的方法和系统包括将每个发射线圈的返回支路耦合到公共接地返回连接附近的互感消除电路。消除电路使用电感器和电容器的组合来桥接发射线圈的各种组合，而不物理地连接被“桥接”的发射线圈。使用电感器“桥接”的发射线圈具有添加到发射线圈的正互感，而使用电容器“桥接”的发射线圈具有添加到发射线圈的负互感。另外，可以使用对重叠发射线圈的发射线圈重叠的操纵和/或对消除电路的位置的操纵来细调谐发射线圈之间的互感。

技术领域

所描述的技术总体上涉及无线功率。更具体而言，本公开内容关注于与无线功率传输相关的、包括多个发射线圈的设备、系统和方法，其中该设备、系统和方法在发射线圈彼此紧密间隔或彼此重叠时消除多个发射线圈之间的互感。

背景技术

越来越多数量和种类的电子设备通过可充电电池供电。这样的设备包括移动电话、电动车辆、便携式音乐播放器、膝上型计算机、平板计算机、计算机外围设备、通信设备(例如，蓝牙设备)、数码相机、助听器等。虽然已经改进了电池技术，但是电池供电的电子设备越来越需要并消耗更大量的功率，从而常常需要充电。当诸如无线设备充电系统之类的充电系统包括紧密间隔或重叠的多个发射线圈时，该充电系统可能会遇到互感问题。在仅具有利用单个功率放大器来代替一个或多个功率放大器馈电的单个发射线圈或多个发射线圈的无线充电系统中，不存在互感问题。采用多个发射线圈的、且每个发射线圈由单独的功率放大器馈电的无线充电系统可以具有诸如能够在较大区域上提供无线能量等优点，在该较大区域中，该能量可用于对多个设备进行充电。另外，使用多个发射线圈可以提供更均匀的磁场并且可以提高效率。然而，使用多个发射线圈具有缺点，即除了与接收线圈磁耦合之外，发射线圈还可以与其它有源发射线圈耦合。这种发射机到发射机的耦合引起发射机之间的不期望的相互作用。因此，需要用于使每个有源发射线圈均具有单独的功率放大器的多个有源发射线圈之间的互感最小的系统和方法。

发明内容

本发明的系统、方法和设备每个均具有几个方面，其中没有一个单一方面仅负责其所期望的属性。在不限制由以下权利要求书表示的本发明的范围的情况下，现在将简要讨论一些特征。在考虑了该讨论之后，并且特别是在阅读了标题为“具体实施方式”的章节之后，将会理解本发明的各种实施例的特征如何提供包括在无线功率系统中改进的功率和阻抗测量在内的优点。

本发明的一个方面包括一种用于向第一接收机发射无线功率的装置。该装置包括第一驱动器线圈、第二驱动器线圈和第三驱动器线圈。该装置还包括可操作地耦合到第一驱动器线圈、第二驱动器线圈和第三驱动器线圈的电路。在一些方面中，电路可以被配置为至少部分地消除在第一驱动器线圈、第二驱动器线圈和第三驱动器线圈之间的互感。在一些方面中，第一驱动器线圈、第二驱动器线圈和第三驱动器线圈可以被配置为通过所述电路共享公共接地。

公开的另一方面是一种用于向接收机发射无线功率的方法。该方法包括通过第一驱动器线圈生成第一无线场。该方法还包括通过第二驱动器线圈生成第二无线场。该方法还包括通过第三驱动器线圈生成第三无线场。该方法还可以包括至少部分地消除在第一驱动器线圈、第二驱动器线圈和第三驱动器线圈之间的互感。在一些方面中，消除的互感的至少一部分可以由第一无线场、第二无线场和第三无线场中的至少一个引起。在一些方面中，可以通过可操作地耦合到第一驱动器线圈、第二驱动器线圈和第三驱动器线圈的消除电路来进行所述消除。该方法还包括通过消除电路与第一驱动器线圈、第二驱动器线圈和第三驱动器线圈共享公共接地。

公开的另一方面是一种用于向第一接收机发射无线功率的设备。该设备可以包括用于生成第一无线场的单元、用于生成第二无线场的单元、以及用于生成第三无线场的单元。该设备还可以包括可操作地耦合到第一无线场生成单元、第二无线场生成单元和第三无线场生成单元的用于消除互感的单元。用于消除互感的单元可以被配置为至少部分地消除在第一无线场生成单元、第二无线场生成单元和第三无线场生成单元之间的互感。第一无线场生成单元、第二无线场生成单元和第三无线场生成单元可以被配置为共享共同接地。