[发明专利]减小充电设备中的磁场变化

说明书

本案为分案申请。其母案的发明名称为“减小充电设备中的磁场变化”，申请日为2015年3月18日，申请号为201510118411.5。

技术领域

本文描述的方面一般涉及无线充电设备。更具体地，本文描述的方面涉及具有充电站的无线充电设备，所述充电站具有凹的横截面以及发射线圈，所述发射线圈具有减小磁场变化的间距（spacing）。

背景技术

由内部可再充电的电池所供电的电子设备一般需要电池的再充电。当前的无线充电平台一般具有带有充电板（pad）的充电设备，所述充电板具有一般平的、平面的充电表面和发射器，所述发射器发送由被布置在电子设备中的接收器所接收的充电信号。然而，使用这样的充电板需要将在空间上紧密靠近的电子设备定向在该板上的特定位置处，以使得其功率接收器与充电板的功率发射器适当地操作上对准。

附图说明

通过阅读以下说明书和所附权利要求，并且通过参考以下附图，各方面的各种优点对于本领域技术人员而言将变得显而易见，其中：

图1是根据各方面的无线充电设备的示例的正透视图；

图2A、2B和2C各自图示了磁场分布中特定变量的图解；

图3是具有凹形状的无线充电设备的横截面图解视图；

图4是无线充电设备的曲线的图解；

图5是图示了无线充电设备的磁场的分布的曲线图；

图6是围绕碗体（bowl）布置的三维发射器线圈的透视图；

图7是具有线圈以及寄生线圈的无线充电设备的曲线的图解；以及

图8是具有线圈以及寄生线圈的无线充电设备的透视图。

图9是图示了形成无线充电设备的方法的框图。

具体实施方式

本文描述的技术涉及无线充电设备的示例。无线充电设备可以包括限定充电区域的凹形状的充电平台。至少一个发射器线圈被围绕平台布置。三维发射器线圈可以包括线圈匝以承载交变电流。还可以包括用以承载交变电流的至少一个附加匝。如以下更详细描述的，线圈匝以不均匀的间距而被间隔，以减小与三维发射器线圈相关联的磁场变化。

图1是根据各方面的无线充电设备的示例的正透视图。无线充电设备100被配置成对一个或多个电子设备（未示出）的内部布置的可再充电的电池进行充电，所述电子设备被支撑在由半球形或碗状充电站104所限定的充电区域102中。半球形或碗状的充电站104可以同时为置于充电区域102中的一个或多个电子设备进行充电，而不论它们相对于无线充电设备100的相对位置和空间定向。设备可以在尺寸和类型上变化，并且可以具有相同或不同的功能，诸如例如可变换的平板、电子书（ebook）阅读器、智能电话、智能手表、或智能可穿戴设备。所图示的充电站104一般表示通用无线充电解决方案，因为它接受具有不同功能和/或制造商的设备，并且不需要设备被插入充电站104中或以其它方式连接到充电站104以便它们被充电。如将更详细讨论的，充电站104可以使用电磁能量来为每个相应的电子设备的电池进行充电。虽然在图1中未图示，但充电站104可以包括发射线圈，所述发射线圈在发射线圈的各匝之间具有不均匀的间距。不均匀的间距可以实现当电流流经发射线圈时的与发射线圈相关联的相对均等的磁场分布。当与在线圈之间具有均匀间距的发射线圈相比较时，均等的磁场分布可以提供相对一致的充电。

磁谐振无线充电（诸如在A4WP标准中所定义的）采用在谐振发射（TX）线圈和谐振接收（RX）线圈之间的磁性耦合以实现功率传递。在这些类型的无线充电系统中所见的常见问题是：当RX线圈在充电区域内移动时被递送到RX线圈的功率的不均匀性质。该问题是由TX线圈所生成的固有不均匀磁场分布所引起的，这在无线功率传递系统的TX和RX线圈非常靠近彼此时（诸如在碗体的表面上被充电的设备的配置）尤其显著。在垂直于线圈匝而延伸的“z”方向上，磁场均匀性是磁场的H_z分量中的因子。在从线圈的中心点向外延伸的“R”方向上，磁场均匀性是磁场的H_r分量中的因子。这些因子可以如下在等式1和等式2中描述：

等式1

等式2。

在等式1和等式2中，K(k)和E(k)是第一类和第二类完全椭圆积分函数，并且。