[发明专利]用于提高无线功率传输效率的附件设备

说明书

本公开涉及用于提高无线功率传输效率的附件设备。本发明公开了一种在无线功率传输系统中用于提高无线功率传输效率的附件，所述附件可包括磁芯(例如，铁氧体)，所述磁芯的尺寸和位置被设定成减小从PTx绕组耦合到PRx的友好金属中的通量和/或增强从所述PTx绕组耦合到所述PRx绕组的通量。所述磁芯可限定与所述PRx绕组的外部尺寸(例如，外径)对应的孔。所述磁芯还可具有被选择成拦截足够的通量以减少耦合到所述PRx的所述友好金属中的通量的外部尺寸，诸如与所述PRx绕组的外部尺寸(例如，外径)对应的外部尺寸。所述附件可以是所述PRx设备的壳体，或者可被配置为附连到所述PTx设备的面，并且还可包括一个或多个对准夹具。

背景技术：

图1描绘了示例性无线(感应)功率传输系统。无线功率发射器(PTx)102和无线功率接收器(PRx)104之间的无线(感应)功率传输的效率取决于PTx(绕组103)和PRx(绕组105)的相应绕组之间的磁耦合程度。无线(感应)功率传输绕组可采取多种形式，包括从合适的导线诸如磁线或利兹线缠绕的线圈，或在印刷电路板(PCB)或柔性印刷电路板(柔性电路)上适当形成的迹线。这些绕组可被认为是大致圆形的，并且可以但不必是基本上平面的。所谓大致圆形的是指绕组形成闭环，但该形状可为任何闭合形式，包括正方形、矩形、圆形、椭圆形和其他形状，通常但不总是具有圆角。另外，绕组将通常具有与绕组的最外线匝与绕组的最内线匝之间的距离对应的宽度。例如，圆形绕组可具有外径(对应于最外绕组的直径)和内径(对应于绕组的最内线匝的直径)。根据上下文，如本文所用的“直径”可指外径、内径或两者的平均值。“直径”也可理解为涵盖形状不严格为圆形的绕组的类似内部或外部尺寸，诸如正方形绕组的边的长度或矩形或椭圆形绕组的长轴或短轴的长度。

发明内容

可影响绕组之间的磁耦合程度的一个因素是这些绕组的相对尺寸。在PTx线圈和PRx线圈之间尺寸不匹配的情况下，来自PTx绕组的磁通量可耦合到除接收器绕组之外的接收设备的金属结构中。此类结构可为已知的或称为“友好金属”。这种耦合可能是不期望的，因为它浪费了发射器的能量，从而导致效率降低。在一些情况下，此类不期望的磁耦合也可导致PTx设备和PRx设备中的一者或两者误解正在传输的无线功率的量，从而导致反馈回路困难。

在包括具有PTx绕组的功率发射器(PTx)和具有PRx绕组的功率接收器(PRx)的无线功率传输系统中用于提高无线功率传输效率的附件可包括由具有选定磁特性的材料(有时称为铁磁材料)形成的磁芯。磁芯的尺寸和位置可被设定成减小从PTx绕组耦合到PRx的友好金属中的通量和/或增强从PTx绕组耦合到PRx绕组的通量。磁芯可以是铁氧体磁芯。磁芯可由纳米晶体材料诸如一个或多个片材制成。PTx绕组可大于PRx绕组，并且磁芯可限定与PRx绕组的外部尺寸对应的孔。磁芯还可具有被选择成拦截足够的通量以减少耦合到PRx的友好金属中的通量的外部尺寸。孔可具有与PRx绕组的外径对应的内径。

上述附件可以是PRx设备的壳体。该壳体可包括对准夹具，诸如一个或多个磁体。该一个或多个磁体可被布置成环形。另选地，附件可被配置为例如通过粘合剂附连到PTx设备的面。此类附件还可包括一个或多个对准夹具，用于帮助PRx设备的对准。

附图说明

图1描绘了无线功率传输系统。

图2A和图2B描绘了无线功率传输系统，示出了在线圈具有不同尺寸的情况下的通量耦合。

图3A和图3B描绘了无线功率传输系统，其具有插置在PTx和PRx之间以提高无线功率传输效率的附件。

图4示出了移动电话壳体形式的无线功率传输效率增强附件的实施方案。

图5示出了呈用于充电板的适配器形式的无线功率传输效率增强附件的实施方案。

具体实施方式