本申請(qǐng)一般涉及可充電設(shè)備(諸如移動(dòng)電子設(shè)備)的無線功率充電。
背景技術(shù):
越來越多數(shù)目和種類的電子設(shè)備經(jīng)由可再充電電池來供電。這些設(shè)備包括移動(dòng)電話、便攜式音樂播放器、膝上型計(jì)算機(jī)、平板電腦、計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備、通信設(shè)備(例如,藍(lán)牙設(shè)備)、數(shù)字相機(jī)、助聽器等。雖然電池技術(shù)已經(jīng)改善,但是電池供電的電子設(shè)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(shè)備通常通過電纜或其他類似的連接器經(jīng)由有線連接來充電,這些連接器將可再充電設(shè)備物理連接至電源。電纜和類似的連接器有時(shí)可能不方便或麻煩,并且具有其它缺點(diǎn)。能夠在自由空間中傳遞功率以對(duì)可再充電電子設(shè)備充電或向電子設(shè)備提供功率的無線充電系統(tǒng)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(shè)備有效和安全地傳遞功率的無線功率傳遞系統(tǒng)和方法。
快速電池充電是消費(fèi)電子設(shè)備(諸如平板電腦和移動(dòng)電話)中的期望特征。據(jù)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(fā)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(huán)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(tǒng)中惡化。
由于熱功率耗散,ptu的表面可以在高于環(huán)境溫度的溫度下運(yùn)行。附加地,無線充電會(huì)在pru內(nèi)產(chǎn)生進(jìn)一步的熱功率耗散。一些系統(tǒng)試圖經(jīng)由被動(dòng)冷卻或隔離系統(tǒng)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(dǎo)致快速充電能力降低,導(dǎo)致充電時(shí)間增加。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的系統(tǒng)、方法和設(shè)備各自都具有幾個(gè)方面,其中沒有一個(gè)單獨(dú)的方面僅僅負(fù)責(zé)其期望屬性。本文中所公開的實(shí)現(xiàn)方式各自具有幾個(gè)創(chuàng)新方面,其中沒有一個(gè)方面僅僅負(fù)責(zé)本發(fā)明的期望屬性。在不限制由以下權(quán)利要求表達(dá)的本發(fā)明的范圍的情況下,現(xiàn)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(shí)施方式”的部分之后,將會(huì)理解本發(fā)明的各種實(shí)現(xiàn)方式的特征如何提供包括改善的無線功率發(fā)射單元和無線功率接收單元之間的無線充電的優(yōu)點(diǎn)。
在本公開的一個(gè)方面,提供了一種用于無線發(fā)射功率的裝置。該裝置可以包括無線功率發(fā)射器和充電表面。充電表面至少部分地覆蓋無線功率發(fā)射器,并且形成有正交設(shè)置的突起的陣列。這些突起被配置成遠(yuǎn)離充電表面而延伸。
本公開的另一方面涉及用于無線發(fā)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(jīng)由無線功率發(fā)射單元來放置要被無線充電的一個(gè)或多個(gè)設(shè)備,并且可以包括一個(gè)或多個(gè)熱電導(dǎo)體、至少一個(gè)散熱器、以及一個(gè)或多個(gè)傳感器。該至少一個(gè)散熱器可操作地連接至一個(gè)或多個(gè)熱電導(dǎo)體并且被設(shè)置在充電表面的外圍邊緣上。該一個(gè)或多個(gè)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(gè)或多個(gè)熱電導(dǎo)體和一個(gè)或多個(gè)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(gè)或多個(gè)熱電導(dǎo)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(gè)傳感器、存儲(chǔ)器、預(yù)測熱控制器和收發(fā)器。至少一個(gè)傳感器被配置成提供功率接收單元在與功率發(fā)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(fā)射單元無線地接收功率。存儲(chǔ)器被配置成存儲(chǔ)功率接收單元的調(diào)諧熱模型。預(yù)測熱控制器可操作地耦合至至少一個(gè)傳感器和存儲(chǔ)器,并且被配置成至少部分地基于由至少一個(gè)傳感器提供的指示和功率接收單元的功率需求來預(yù)測功率接收單元處的溫度上升。預(yù)測熱控制器還被配置成基于來自調(diào)諧熱模型的表面溫度和目標(biāo)溫度來生成到功率發(fā)射單元的傳輸。該收發(fā)器被配置成向功率發(fā)射單元發(fā)射傳輸。
附圖說明
現(xiàn)在,將參照附圖結(jié)合各種實(shí)施例對(duì)本技術(shù)的上文所提及的方面以及其它特征、方面和優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行描述。然而,所說明的實(shí)施例僅僅是示例,而非旨在是限制性的。在整個(gè)附圖中,除非另有說明,否則相似附圖標(biāo)記通常標(biāo)識(shí)相似部件。注意,以下附圖的相對(duì)尺寸可能未按比例繪制。
圖1是按照實(shí)現(xiàn)方式的一個(gè)示例的無線功率傳遞系統(tǒng)的功能框圖。
圖2a是按照另一示例實(shí)現(xiàn)方式的無線功率傳遞系統(tǒng)的功能框圖。
圖2b是按照另一示例實(shí)現(xiàn)方式的無線功率傳遞系統(tǒng)的功能框圖。
圖3是按照一些示例實(shí)現(xiàn)方式的包括發(fā)射天線或接收天線的圖2a的發(fā)射電路或接收電路的一部分的示意圖。
圖4a是按照實(shí)施例的用于無線功率傳遞系統(tǒng)的熱管理系統(tǒng)的側(cè)視圖。
圖4b描繪了圖4a的熱管理系統(tǒng)的俯視圖。
圖4c描繪了按照另一實(shí)施例的熱管理系統(tǒng)的側(cè)視圖。
圖5描繪了按照另一示例性實(shí)施例的功率發(fā)射單元的俯視圖。
圖6描繪了按照另一示例性實(shí)施例的熱管理系統(tǒng)的框圖。
圖7是描繪了根據(jù)本公開的用于管理熱功率耗散的方法的流程圖。
具體實(shí)施方式
在下面的具體實(shí)施方式中,參考形成本公開的一部分的附圖。在具體實(shí)施方式、附圖和權(quán)利要求中描述的說明性實(shí)施例并不意味著限制。在不背離這里所呈現(xiàn)的主題的精神或范圍的情況下,可以利用其他實(shí)施例并且可以進(jìn)行其它改變。應(yīng)當(dāng)容易理解,如本文中通常描述的并且在附圖中圖示的本公開的各方面可以以廣泛多種的不同配置進(jìn)行布置、取代、組合和設(shè)計(jì),所有這些均被明確地設(shè)想并且形成本公開的一部分。
無線功率傳遞可以是指將與電場、磁場、電磁場或其他方式相關(guān)聯(lián)的任何形式的能量從發(fā)射器傳遞到接收器,而不使用物理電導(dǎo)體(例如,功率可以通過自由空間傳遞)。輸出到無線場(例如,磁場或電磁場)中的功率可以通過“接收天線”接收、捕獲或耦合以實(shí)現(xiàn)功率傳遞。
本文中所使用的術(shù)語僅用于描述特定實(shí)施例的目的,并不旨在限制本公開。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解,如果意圖的是特定數(shù)目個(gè)權(quán)利要求要素,則這種意圖將在權(quán)利要求中被明確地?cái)⑹?,并且在沒有這種敘述的情況下,不存在這樣的意圖。例如,如本文中所使用的,除非上下文另有明確指出,否則單數(shù)形式“一(a)”、“一個(gè)(an)”和“所述(the)”也旨在包括復(fù)數(shù)形式。如本文中所使用的,術(shù)語“和/或”包括相關(guān)列出的項(xiàng)目中的一個(gè)或多個(gè)項(xiàng)目的任何和所有組合。應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步理解,當(dāng)在本說明書中使用時(shí),術(shù)語“包括(comprises)”、“包括(comprising)”、“包括(includes)”和“包括(including)”指定所陳述的特征、整數(shù)、步驟、操作、元件和/或部件的存在,但不排除存在或添加一個(gè)或多個(gè)其他特征、整數(shù)、步驟、操作、元件、部件和/或其組合。在元素列表之前的諸如“至少一個(gè)”之類的表達(dá)式會(huì)修改整個(gè)元素列表,并且不修改列表的各個(gè)元素。
電氣過程和電子過程通常生成廢熱。廢熱是能量,其必須由需要能量的過程(諸如電氣過程和電子過程)來產(chǎn)生,其包括有線功率發(fā)射和無線功率發(fā)射以及充電操作。如本文中通常所指出的,廢熱還可以包括無線功率傳遞中牽涉到的設(shè)備中的一個(gè)或多個(gè)設(shè)備的熱功率耗散。“廢熱”在本文中也可以被稱為“熱量功率耗散”或“熱功率耗散”。這些術(shù)語通??梢曰Q使用。
盡管幅度相對(duì)較小,但是電子裝置中的廢熱可能不利地影響電子設(shè)備(例如,如下文所描述的那些設(shè)備之類的移動(dòng)設(shè)備)的性能。溫度增加可能導(dǎo)致充電操作的效率降低以及功率存儲(chǔ)設(shè)備(例如,正在充電的電池)或電子設(shè)備(例如,移動(dòng)無線設(shè)備)的操作壽命縮短。因此,電子裝置中廢熱的有效耗散或處理可能會(huì)增加部件的效率和操作壽命。
在類似于本文中所描述的那些系統(tǒng)的無線功率傳遞系統(tǒng)中,ptu向pru傳遞無線功率。在操作中,ptu和pru可以彼此靠近或彼此接觸,以便優(yōu)化無線功率的傳遞。一般而言,ptu和pru中的一者或兩者的溫度可能在充電操作期間增加。隨著感應(yīng)功率被傳遞,能量中的一些能量作為廢熱而消失。因而,ptu和pru中的一者或兩者的溫度可以在功率傳遞期間增加。
由于熱功率耗散,ptu的表面可以以高于環(huán)境溫度的溫度運(yùn)行。附加地,當(dāng)pru系統(tǒng)供電或充電操作期間時(shí),無線充電會(huì)在pru內(nèi)產(chǎn)生進(jìn)一步的熱功率耗散。一些系統(tǒng)試圖經(jīng)由被動(dòng)冷卻或熱隔離系統(tǒng)來抵御溫度增加,然而,這些系統(tǒng)具有有限的熱量耗散能力。ptu和pru的溫度增加可能導(dǎo)致充電能力的降低。這可能進(jìn)一步導(dǎo)致充電時(shí)間增加。
為了增加從ptu到pru的無線功率傳遞,可以實(shí)現(xiàn)若干個(gè)熱管理解決方案。通過降低ptu表面溫度,可以管理pru溫度。例如,提高從電池(或后蓋或外殼等)到環(huán)境的導(dǎo)熱性可能會(huì)降低pru操作溫度,并且可能增加pru的充電率(“c速率”)。
圖1是按照一個(gè)示例實(shí)現(xiàn)方式的無線功率傳遞系統(tǒng)100的功能框圖??梢詮碾娫?該圖中未示出)向發(fā)射器104提供輸入功率102,以生成用于執(zhí)行能量傳遞的無線(例如,磁或電磁)場105。接收器108可以耦合至無線場105并且生成用于由耦合至輸出功率110的設(shè)備(該圖中未示出)存儲(chǔ)或消耗的輸出功率110。發(fā)射器104和接收器108均被隔開一距離112。
在一個(gè)示例實(shí)現(xiàn)方式中,發(fā)射器104和接收器108根據(jù)相互諧振關(guān)系來配置。當(dāng)接收器108的諧振頻率和發(fā)射器104的諧振頻率基本上相同或非常接近時(shí),發(fā)射器104和接收器108之間的傳輸損耗最小。如此,與可能需要非常接近(例如,有時(shí)在毫米內(nèi))的大型天線線圈的純電感解決方案相反,可以在更大的距離上提供無線功率傳遞。因此,諧振感應(yīng)耦合技術(shù)可以允許在各種距離上以及使用多種感應(yīng)線圈配置來提高效率和功率傳遞。
當(dāng)接收器108位于由發(fā)射器104產(chǎn)生的無線場105中時(shí),接收器108可以接收功率。無線場105與由發(fā)射器104輸出的能量可以被接收器108捕獲的區(qū)域相對(duì)應(yīng)。如將下文進(jìn)一步所描述的,無線場105可以與發(fā)射器104的“近場”相對(duì)應(yīng)。發(fā)射器104可以包括用于向接收器108發(fā)射能量的發(fā)射天線或線圈114。接收器108可以包括用于接收或捕獲從發(fā)射器104發(fā)射的能量的接收天線或線圈118。近場可以與其中存在由發(fā)射線圈114中的電流和電荷產(chǎn)生的強(qiáng)反應(yīng)場的區(qū)域相對(duì)應(yīng),該強(qiáng)反應(yīng)場最小程度地輻射遠(yuǎn)離發(fā)射天線或線圈114的功率。近場可以與發(fā)射線圈114的大約一個(gè)波長(或其一部分)內(nèi)的區(qū)域相對(duì)應(yīng)。
如上文所描述的,通過將無線場105中的大部分能量耦合至接收線圈118而非將電磁波中的大部分能量傳播到遠(yuǎn)場,可以發(fā)生有效的能量傳遞。當(dāng)被定位在無線場105內(nèi)時(shí),可以在發(fā)射線圈114和接收線圈118之間形成“耦合模式”。發(fā)射天線114和接收天線118周圍可能發(fā)生該耦合的區(qū)域在本文中被稱為耦合模式區(qū)域。
圖2a是按照另一示例性實(shí)現(xiàn)方式的無線功率傳遞系統(tǒng)200的功能框圖。該系統(tǒng)200可以是與圖1的系統(tǒng)100類似的操作和功能性的無線功率傳遞系統(tǒng)。然而,與圖1相比,系統(tǒng)200提供關(guān)于無線功率傳遞系統(tǒng)200的部件的附加細(xì)節(jié)。該系統(tǒng)200包括功率發(fā)射器204和功率接收器208。功率發(fā)射器204可以包括發(fā)射電路206,其可以包括振蕩器222、驅(qū)動(dòng)器電路224、以及濾波器和匹配電路226。振蕩器222可以被配置成以期望頻率來生成信號(hào),其可以響應(yīng)于頻率控制信號(hào)223而被調(diào)整。振蕩器222可以向驅(qū)動(dòng)器電路224提供振蕩器信號(hào)。驅(qū)動(dòng)器電路224可以被配置成基于輸入電壓信號(hào)(vd)225來以例如發(fā)射天線214的諧振頻率驅(qū)動(dòng)發(fā)射天線214。驅(qū)動(dòng)器電路224可以是開關(guān)放大器,其被配置成從振蕩器222接收方波并且輸出正弦波。
濾波器和匹配電路226可以濾除諧波或其它不想要的頻率,并且將功率發(fā)射器204的阻抗匹配到發(fā)射天線214。作為驅(qū)動(dòng)發(fā)射天線214的結(jié)果,發(fā)射天線214可以生成無線場205以便以例如足以對(duì)無線移動(dòng)設(shè)備的電池236進(jìn)行充電的水平來無線地輸出功率。
功率接收器208可以包括接收電路210,其可以包括匹配電路232和整流器電路234。匹配電路232可以將接收電路210的阻抗與接收天線218匹配。如圖2a所示,整流器電路234可以由交流電(ac)功率輸入來生成直流(dc)功率輸出,以經(jīng)由附加電路(該圖中未示出)對(duì)電池236進(jìn)行充電。附加地,功率接收器208和功率發(fā)射器204可以在單獨(dú)的通信信道219(例如,藍(lán)牙、zigbee、蜂窩等)上進(jìn)行通信??商娲?,功率接收器208和功率發(fā)射器204可以使用無線場205的特性經(jīng)由帶內(nèi)信令進(jìn)行通信。
功率接收器208可以被配置成確定由功率發(fā)射器204傳輸并且由功率接收器208接收的功率量是否適于對(duì)電池236進(jìn)行充電。
圖2b示出了向pru傳遞無線功率的ptu的示例性功能框圖。如所示出的,ptu240可以利用本文中所公開的過程和方法。ptu240是設(shè)備的示例,其可以被配置成按照?qǐng)D1、圖2a以及圖3(下文)的描述來發(fā)射無線功率。
ptu240可以包括處理器242,其被配置成控制ptu240的操作。處理器242還可以被稱為中央處理單元(cpu)。處理器242可以包括或者是通過一個(gè)或多個(gè)處理器實(shí)現(xiàn)的處理系統(tǒng)的部件。一個(gè)或多個(gè)處理器可以通過以下各項(xiàng)的任何組合來實(shí)現(xiàn):通用微處理器、微控制器、數(shù)字信號(hào)處理器(dsp)、現(xiàn)場可編程門陣列(fpga)、可編程邏輯器件(pld)、控制器、狀態(tài)機(jī)、門控邏輯、離散硬件部件、專用硬件有限狀態(tài)機(jī)、或可以執(zhí)行信息的計(jì)算或其他操作的任何其他合適的實(shí)體。
處理系統(tǒng)還可以包括用于存儲(chǔ)軟件的機(jī)器可讀介質(zhì)。軟件應(yīng)當(dāng)被寬泛地解釋為意指任何類型的指令,無論被稱為軟件、固件、中間件、微代碼、硬件描述語言還是其他。指令可以包括代碼(例如,以源代碼格式、二進(jìn)制代碼格式、可執(zhí)行代碼格式、或任何其他合適的代碼格式)。當(dāng)由一個(gè)或多個(gè)處理器執(zhí)行時(shí),指令使得處理系統(tǒng)執(zhí)行本文中所描述的各種功能。
ptu240還可以包括存儲(chǔ)器244,其可以包括只讀存儲(chǔ)器(rom)和隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(ram)兩者,可以向處理器242提供指令和數(shù)據(jù)。存儲(chǔ)器244可以可操作地耦合至處理器242。存儲(chǔ)器244的一部分還可以包括非易失性隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(nvram)。處理器242通?;诖鎯?chǔ)在存儲(chǔ)器244內(nèi)的程序指令來執(zhí)行邏輯和算術(shù)運(yùn)算。存儲(chǔ)器244中的指令可以是可執(zhí)行的,以實(shí)現(xiàn)本文中所描述的方法。
ptu240還可以包括一個(gè)或多個(gè)傳感器246,其經(jīng)由總線241可操作地耦合至處理器242和/或存儲(chǔ)器244。總線241可以包括例如數(shù)據(jù)總線以及電源總線、控制信號(hào)總線和狀態(tài)信號(hào)總線。本領(lǐng)域技術(shù)人員將領(lǐng)會(huì),ptu240的部件可以使用一些其它機(jī)構(gòu)而彼此耦合在一起或接受或提供輸入。
傳感器246可以包括但不限于溫度傳感器、熱敏電阻或其它類型的溫度計(jì)。傳感器246可以被配置成感測與pru260的相鄰表面接觸的ptu240的表面的溫度,或感測ptu240的一個(gè)或多個(gè)部件或位置的溫度。
ptu240還可以包括用于處理信號(hào)的數(shù)字信號(hào)處理器(dsp)248。dsp248可以被配置成生成用于傳輸?shù)姆纸M。
ptu240還可以包括圖2a的功率發(fā)射器204和發(fā)射天線214,用于經(jīng)由無線場205來傳輸無線功率,用于由接收天線218(圖2b)處的pru260來接收無線功率。
ptu240還可以包括收發(fā)器249,其允許經(jīng)由通信信道219在ptu240和pru260之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸和接收。這樣的數(shù)據(jù)和通信可以通過pru260內(nèi)的收發(fā)器269進(jìn)行接收。ptu240可以使用收發(fā)器249將信息從傳感器246發(fā)射到可以被pru260利用的pru260。pru260還可以向ptu240發(fā)射命令和獨(dú)立的傳感器信息,以配置無線場205的發(fā)射功率水平,從而允許熱管理和控制熱功率耗散。在一些實(shí)施例中,收發(fā)器249和功率發(fā)射器204可以共享發(fā)射天線214。例如,在實(shí)施例的一個(gè)方面中,收發(fā)器249可以被配置成經(jīng)由用于傳遞功率的無線場205的調(diào)制來發(fā)送數(shù)據(jù)。在另一示例中,如圖2b所示,通信信道219與無線場205不同。在另一示例中,收發(fā)器249和功率發(fā)射器204可以不共享發(fā)射天線214并且可以各自具有它們自己的天線。
pru260可以包括類似于ptu240的對(duì)應(yīng)部件的處理器262、一個(gè)或多個(gè)傳感器266、dsp268和收發(fā)器269。pru260還可以包括類似于上文所描述的存儲(chǔ)器244的存儲(chǔ)器264。存儲(chǔ)器264可以進(jìn)一步存儲(chǔ)調(diào)諧熱模型265,其描述了ptu240和pru260兩者的某些熱特性。下文結(jié)合圖6對(duì)調(diào)諧熱模型265進(jìn)行描述。與存儲(chǔ)器244類似,存儲(chǔ)器264可以包括只讀存儲(chǔ)器(rom)和隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(ram)兩者,可以向處理器262提供指令和數(shù)據(jù)。存儲(chǔ)器264的一部分還可以包括非易失性隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(nvram)。
在一些方面中,pru260還可以包括用戶接口(ui)267。用戶接口267可以包括鍵盤、麥克風(fēng)、揚(yáng)聲器和/或顯示器。用戶接口267可以包括向pru260的用戶傳達(dá)信息和/或從用戶接收輸入的任何元件或部件。
pru260還可以包括圖2a的功率接收器208,用于使用接收天線218經(jīng)由來自功率發(fā)射器204的無線場205來接收無線功率。功率接收器208可以經(jīng)由類似于總線241的總線261而可操作地連接至處理器262、存儲(chǔ)器264、傳感器266、ui267和dsp268。本領(lǐng)域技術(shù)人員將領(lǐng)會(huì),pru260的部件可以使用一些其它機(jī)制而彼此耦合在一起或接受或提供輸入。
盡管在圖2b中圖示了若干個(gè)單獨(dú)的部件,本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到可以組合或通常實(shí)現(xiàn)部件中的一個(gè)或多個(gè)部件。例如,處理器242可以用于不僅實(shí)現(xiàn)上文關(guān)于處理器242所描述的功能性,而且用于實(shí)現(xiàn)上文關(guān)于傳感器246和/或dsp248所描述的功能性。同樣地,處理器262可以用于不僅實(shí)現(xiàn)上文關(guān)于處理器262所描述的功能性,而且用于實(shí)現(xiàn)上文關(guān)于傳感器266和/或dsp268描述的功能性。進(jìn)一步地,圖2b中圖示的部件中的每個(gè)部件可以使用多個(gè)單獨(dú)的元件來實(shí)現(xiàn)。
圖3是按照一些示例性實(shí)現(xiàn)方式的圖2a的發(fā)射電路206或接收電路210的一部分的示意圖。如圖3所示,發(fā)射電路或接收電路350可以包括天線或線圈352。天線352也可以被稱為或被配置成“回路”天線352。天線352也可以在本文中被稱為或被配置成“磁性”天線或感應(yīng)線圈。術(shù)語“天線”通常是指可以無線地輸出或接收能量以耦合至另一“天線”的部件。天線也可以被稱為一類型的線圈,其被配置成無線地輸出或接收功率。如本文中所使用的,天線352是一類型的“功率傳遞部件”的示例,其被配置成無線地輸出和/或接收功率。
天線352可以包括空氣芯或物理芯,諸如鐵氧體磁芯(該圖中未示出)??諝庑净芈诽炀€可能對(duì)放置在芯附近的外部物理設(shè)備更為容忍。進(jìn)一步地,空氣芯回路天線352允許在芯區(qū)域內(nèi)放置其它部件。另外,空氣芯回路可以更容易地使得能夠?qū)⒔邮仗炀€218放置在發(fā)射天線214的平面內(nèi),其中發(fā)射天線214的耦合模式區(qū)域可能更強(qiáng)大。
如所陳述的,可以在發(fā)射器104和接收器108之間的匹配或幾乎匹配的諧振期間發(fā)生發(fā)射器104(如圖2a和圖2b所引用的功率發(fā)射器204)和接收器108(如圖2a和圖2b所引用的功率接收器208)之間的能量的有效傳遞。然而,即使發(fā)射器104和接收器108之間的諧振不匹配,盡管可能影響效率,但是也可以傳遞能量。例如,當(dāng)諧振不匹配時(shí),效率可能較低。通過將發(fā)射線圈114(如圖2a和圖2b所引用的發(fā)射天線214)的無線場105(如圖2a和圖2b所引用的無線場205)的能量耦合至駐留在無線場105附近的接收線圈118(如圖2a和圖2b所引用的接收天線218)而非將能量從發(fā)射線圈114傳播到自由空間中來發(fā)生能量傳遞。
回路天線或磁性天線的諧振頻率是基于電感和電容。電感可以簡單地是由天線352產(chǎn)生的電感,而電容可以被添加到天線的電感以在期望諧振頻率下產(chǎn)生諧振結(jié)構(gòu)。作為非限制性示例,電容器354和電容器356可以被添加到發(fā)射電路或接收電路350,以在諧振頻率下產(chǎn)生選擇信號(hào)358的諧振電路。因而,對(duì)于較大直徑的天線,維持諧振所需的電容的尺寸可以隨著環(huán)路的直徑或電感的增加而減小。
此外,隨著天線352的直徑增加,近場的有效能量傳遞面積可能增加。使用其他部件形成的其他諧振電路也是可能的。作為另一非限制性示例,電容器可以并聯(lián)放置在電路350的兩個(gè)端子之間。對(duì)于發(fā)射天線,頻率與天線352的諧振頻率相對(duì)應(yīng)的信號(hào)358可以是到天線352的輸入。
在圖1中,發(fā)射器104可以輸出頻率與發(fā)射線圈114的諧振頻率相對(duì)應(yīng)的時(shí)變磁(或電磁)場。當(dāng)接收器108在無線場105內(nèi)時(shí),時(shí)變磁(或電磁)場可以在接收線圈118中感應(yīng)出電流。如上文所描述的,如果接收線圈118被配置成在發(fā)射線圈114的頻率下諧振,則可以有效地傳遞能量。在接收線圈118中感應(yīng)出的ac信號(hào)可以如上文所描述的被整流以產(chǎn)生dc信號(hào),該dc信號(hào)可以被提供以對(duì)負(fù)載進(jìn)行充電或?yàn)樨?fù)載供電。
圖4a是按照實(shí)施例的用于無線功率傳遞系統(tǒng)的熱管理系統(tǒng)的側(cè)視圖。如所示出的,熱管理系統(tǒng)(系統(tǒng))400包括充電墊402。該充電墊402在本文中還可以被稱為功率發(fā)射單元(ptu)402。ptu402可以包括如虛線所示的發(fā)射器404,該虛線指示其位于ptu402的充電表面406內(nèi)部或下方。發(fā)射器404可以類似于發(fā)射器104(圖1)和功率發(fā)射器204(圖2a,圖2b),并且被配置成生成類似于無線場105,205的無線場。在一些實(shí)施例中,ptu402的線圈/天線可以跨越ptu402的大部分尺寸。如上文所指出的,無線場(例如,無線場105,205)可以向無線功率接收單元(pru)410發(fā)射無線功率。為了簡單起見,該圖中未示出無線場,但是應(yīng)當(dāng)理解為從ptu402流向pru410。如圖4a所示,pru410可以是例如無線移動(dòng)設(shè)備。pru410可以類似于pru260(圖2b),其包括上文所描述的各種部件。
在一些實(shí)施例中,pru410可以包括功率接收器408。接收器408可以基本上類似于接收器108(圖1)和功率接收器208(圖2a,圖2b),并且被配置成接收來自ptu402的無線功率。接收器408可以將無線功率直接提供給pru410或?qū)β蚀鎯?chǔ)設(shè)備412(例如,電池)進(jìn)行充電。pru410還可以包括處理器414,其可操作地連接至接收器408并且被配置成控制pru410的充電過程。處理器414可以類似于處理器262(圖2b)。pru410可以是例如蜂窩電話、pda、平板計(jì)算機(jī)、筆記本電腦、便攜式音樂播放器、或能夠從ptu402接收無線功率的其他便攜式設(shè)備。pru410還可以類似于圖2b的pru260,其包括相似的部件并且具有相似的特性。
系統(tǒng)400可以在將無線功率從ptu402發(fā)射到pru410的同時(shí)產(chǎn)生廢熱。為了調(diào)節(jié)或管理由系統(tǒng)400產(chǎn)生的廢熱,ptu402可以形成有或以其他方式裝配有在幾何形狀上優(yōu)化的突起420,其被描繪為與ptu402的充電表面406基本上正交布置的線。為了簡單起見,僅標(biāo)記出一個(gè)突起420。應(yīng)當(dāng)領(lǐng)會(huì),圖4a中的突起420的表示沒有按比例繪制。
多個(gè)突起420可以從ptu402的充電表面406正交延伸一定距離或長度422。在一些實(shí)施例中,多個(gè)突起420可以以與充電表面406呈任何其它角度來延伸。長度422例如可以是任何長度,使得突起420不顯著地影響或更改由發(fā)射器404生成的磁場。在一些實(shí)施例中,無線功率傳遞系統(tǒng)400可以被設(shè)計(jì)成包括突起420,使得突起420的長度不影響由發(fā)射器404生成的磁場。在一些實(shí)施例中,突起420的長度可以基于它們在與對(duì)磁場的任何影響有關(guān)的、對(duì)流熱傳遞方面的能力和有效性。突起420還可以被布置成讓各個(gè)突起420之間的水平分隔的值使得對(duì)流除熱、美觀和表面抓握中的至少一種被最大化。例如,突起420的長度可以為1000微米,并且具有在一個(gè)或多個(gè)方向上分隔每個(gè)突起的5000微米。因而,多個(gè)突起420可以與當(dāng)pru410放置在它們上時(shí)提供pru410和ptu402的充電表面406之間的分隔的小毛發(fā)或柱相似。
在實(shí)施例中,突起420可以使得pru410與充電表面406或ptu402之間的物理分隔增加突起420的長度422。兩個(gè)部件之間的增加的分隔可以允許ptu402和pru410通過對(duì)流或類似方式進(jìn)行空氣循環(huán)和被動(dòng)冷卻。因而,該圖的實(shí)施例通??梢员环Q為被動(dòng)冷卻系統(tǒng)。在其他實(shí)施例中,突起420可以以任何其它圖案或二維布局進(jìn)行布置。
圖4b描繪了按照實(shí)施例的圖4a的熱管理系統(tǒng)的俯視圖。如所示出的,突起420可以成行和成列地以幾何形狀方式進(jìn)行布置,以便將pru410的重量均勻地分布到突起420上,并且將對(duì)流效應(yīng)圍繞突起420均勻地分布。
圖4c描繪了按照另一實(shí)施例的熱管理系統(tǒng)的側(cè)視圖。如所示出的,示出了熱管理系統(tǒng)(系統(tǒng))450,而圖4a的pru410與ptu452接觸。ptu452類似于ptu402并且能夠向pru410提供無線功率。如所示出的,ptu452未按比例繪制,而是涵蓋由虛線界定的區(qū)域。ptu452可以包括發(fā)射器454。如虛線所指出的,發(fā)射器454類似于發(fā)射器404,并且被容納在ptu452內(nèi)或充電表面456下方。系統(tǒng)450的發(fā)射器454以兩部分示出,其描繪了中心孔458。因而,如圖4c所繪制的系統(tǒng)450可以被視為具有中心孔458的ptu452的橫截面。在另一實(shí)施例中,發(fā)射器454可以以兩部分形成,或劃分為多個(gè)較小的發(fā)射器454,以提供發(fā)射器454的各部分之間的分隔。
ptu452可以由多個(gè)穿孔460形成或以其他方式構(gòu)造。穿孔460可以完全穿透ptu452,從而提供空氣462可以流過的多個(gè)通道或路徑。穿孔可以允許空氣462從ptu452的一側(cè)通過到另一側(cè),從而增加對(duì)流熱傳遞。為了簡單和附圖清晰度,穿孔460僅在ptu452的充電表面456中描繪。空氣462被描繪為從ptu452的頂部穿過充電表面456中的穿孔460到達(dá)ptu452的底部的一系列箭頭。
系統(tǒng)450的ptu452還可以包括容納在孔458內(nèi)的至少一個(gè)風(fēng)扇464。風(fēng)扇464可以是被配置成增加通過穿孔460的氣流的低輪廓風(fēng)扇,從而增加穿孔460和空氣462的對(duì)流和冷卻效果。至少一個(gè)風(fēng)扇464可以由控制器466控制??刂破?66可以類似于處理器244(圖2b),并且執(zhí)行上文結(jié)合ptu240所描述的一些或全部過程。
控制器466可以接收來自多個(gè)傳感器468的輸入。傳感器468可以圍繞充電表面456分布或嵌入在ptu452內(nèi)。傳感器468類似于傳感器246(圖2b),并且可以被配置成除了感測作為整體的充電表面456和ptu452周圍的環(huán)境溫度之外,還感測充電表面456的溫度和ptu452的溫度。響應(yīng)于來自多個(gè)傳感器468的輸入(例如,環(huán)境溫度和表面溫度),控制器466可以在達(dá)到存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器244中的閾值溫度時(shí)或者按照某些通信或請(qǐng)求來啟動(dòng)風(fēng)扇464。例如,pru410可以提供命令或請(qǐng)求,以相對(duì)于pru410的溫度或按照調(diào)諧熱模型265(圖2b)來啟動(dòng)風(fēng)扇464。有利地,被風(fēng)扇464迫使通過穿孔460的空氣462增加了對(duì)流冷卻,并且可以用于管理系統(tǒng)450的廢熱。這可以主動(dòng)地增加對(duì)流并且降低pru410的溫度,從而提高充電過程的c速率。
在某些實(shí)施例中,圖4a和圖4b中所描述的突起420可以與圖4c的穿孔460組合。換句話說,系統(tǒng)450可以進(jìn)一步由突起420形成或構(gòu)造。在組合中,突起420的被動(dòng)對(duì)流效果以及穿孔460和風(fēng)扇464的主動(dòng)冷卻效果可以進(jìn)一步增加設(shè)備410周圍可能的氣流量并且導(dǎo)致進(jìn)一步的冷卻效果,從而增加ptu402的充電容量和c速率。
在本文中公開的本發(fā)明的一些實(shí)施例中,一種用于無線發(fā)射功率的方法可以包括:經(jīng)由無線功率發(fā)射器404、454向接收設(shè)備(例如,功率接收單元pru410)無線發(fā)射功率,并且經(jīng)由突起420的陣列來冷卻無線功率發(fā)射器404、454的至少一部分。突起420的陣列可以被配置成冷卻無線功率發(fā)射器404、454的充電表面406、456的至少一部分。突起420的陣列可以被進(jìn)一步配置成以二維布局來覆蓋充電表面406、456的至少一部分,并且遠(yuǎn)離充電表面406、456而延伸。在一些實(shí)施例中,如上文所討論的,突起420的陣列可以正交設(shè)置在充電表面406、456上。在一些實(shí)施例中,該方法還可以包括:經(jīng)由一個(gè)或多個(gè)穿孔460來冷卻無線功率發(fā)射器404、454的充電表面406、456的至少一部分。該一個(gè)或多個(gè)穿孔460可以允許空氣462流過由一個(gè)或多個(gè)穿孔460產(chǎn)生的無線功率發(fā)射器中的通道,并且流過無線功率發(fā)射器的空氣462可以進(jìn)一步冷卻充電表面406、456的、包括一個(gè)或多個(gè)穿孔460(還包括設(shè)置在充電表面406上的突起420的陣列或替代設(shè)置在充電表面406上的突起420的陣列)的部分。在一些實(shí)施例中,該方法還可以包括:使用風(fēng)扇464或其他空氣流生成器件(例如,壓力改變、被動(dòng)空氣移動(dòng)器等)來生成通過一個(gè)或多個(gè)穿孔460或者沿著突起420的陣列的空氣流。
在一些實(shí)施例中,用于無線發(fā)射功率的方法可以包括:經(jīng)由一個(gè)或多個(gè)傳感器(例如,傳感器468)來至少感測充電表面或無線功率發(fā)射器的至少部分的表面溫度。在一些實(shí)施例中,一個(gè)或多個(gè)傳感器468可以設(shè)置在充電表面406、456上或附近,或設(shè)置在無線功率發(fā)射器404、454內(nèi)。在一些實(shí)施例中,上文所描述的氣流的生成可以基于所感測的表面溫度。例如,當(dāng)所感測的充電表面406、456的溫度高于閾值溫度時(shí),該方法可以生成空氣流,以使用流過一個(gè)或多個(gè)穿孔460的空氣或突起420的陣列上的空氣來冷卻充電表面406、456。如果所感測的充電表面406、456的溫度低于閾值溫度,則該方法不能生成空氣流并且允許被動(dòng)冷卻繼續(xù)。在一些實(shí)施例中,該無線發(fā)射功率的方法還可以包括:感測充電表面406、456周圍的環(huán)境溫度和/或從接收無線發(fā)射的功率的功率接收單元(pru410)來接收通信。所接收的通信可以與功率接收單元pru410的溫度有關(guān),并且通過一個(gè)或多個(gè)穿孔460或突起420的陣列上方的氣流的生成可以至少部分地基于從功率接收單元pru410接收的通信。
本發(fā)明的另一方面包括一種形成無線功率發(fā)射單元402、452的方法。該方法可以包括:將突起420的陣列正交布置在無線功率發(fā)射單元402、452的充電表面406、456上。該形成無線功率發(fā)射單元402、452的方法還可以包括:將突起420的陣列延伸可以離開充電表面406、456。該形成無線功率發(fā)射單元402、452的方法還可以包括:將突起420的陣列以二維布局布置在充電表面406、456上。在一些實(shí)施例中,該形成無線功率發(fā)射單元402、452的方法可以包括:形成一個(gè)或多個(gè)穿孔460,其被配置成穿透充電表面406、456、并且被配置成產(chǎn)生通過無線功率發(fā)射器404、454的一個(gè)或多個(gè)通道。在一些實(shí)施例中,該形成無線功率發(fā)射單元402、452的方法包括:定位用于產(chǎn)生空氣流的風(fēng)扇464或其它器件,使得空氣流過一個(gè)或多個(gè)穿孔460或在突起420的陣列上方流動(dòng),以冷卻充電表面406、456的至少一部分。在一些實(shí)施例中,該形成無線功率發(fā)射單元402、452的方法還可以包括:將多個(gè)傳感器468放置在充電表面406、456上或放置在無線功率發(fā)射器404、454內(nèi),使得多個(gè)傳感器468被配置成至少感測充電表面406、456的表面溫度。在一些實(shí)施例中,該形成方法還可以包括:使用控制器466,其連接至多個(gè)傳感器468和風(fēng)扇464或氣流生成器件,并且被配置成從傳感器468接收溫度信息、并且基于表面溫度來選擇性地啟動(dòng)風(fēng)扇464。在一些實(shí)施例中,該用于形成無線功率發(fā)射單元402、452的方法還可以包括:配置多個(gè)傳感器468以進(jìn)一步感測充電表面406、456周圍的環(huán)境溫度,并且其中控制器466還被配置成從功率接收單元pru410接收通信。從功率接收單元pru410接收的通信可以與功率接收單元pur410的溫度有關(guān),并且控制器466還可以被配置成基于功率接收單元pru410的溫度來選擇性地啟動(dòng)風(fēng)扇464或氣流生成器件。
在本文中公開的本發(fā)明的一些實(shí)施例中,一種無線功率發(fā)射單元可以包括用于無線發(fā)射功率的器件和用于接收可充電設(shè)備的器件,該接收器件包括正交設(shè)置的突起420的陣列,該突起420的陣列以二維布局布置并且被配置成遠(yuǎn)離接收器件而延伸。無線功率發(fā)射器件可以包括無線功率發(fā)射器或被配置成無線發(fā)射功率的任何其他裝置或設(shè)備。接收器件可以包括其上或其附近可以放置可充電設(shè)備并且無線地接收功率的充電表面406、456或一些表面。在一些實(shí)施例中,無線功率發(fā)射器404、454和充電表面406、456中的一者或多者可以包括天線和相關(guān)聯(lián)的電路。在一些實(shí)施例中,無線功率發(fā)射單元402、452還可以包括用于使空氣通過接收器件的器件,其中該使空氣通過的器件生成通過無線功率發(fā)射單元的一個(gè)或多個(gè)通道。在一些實(shí)施例中,該使空氣通過的器件可以包括穿孔460或狹槽,其延伸穿過充電表面406、456或者無線功率發(fā)射器404,454的至少一部分。在一些實(shí)施例中,該使空氣通過的器件包括無線功率發(fā)射單元402、452的任何元件,其允許空氣流過或接近接收器件(充電表面406、456),其中空氣流降低接收器件的溫度。在一些實(shí)施例中,無線功率發(fā)射單元還包括用于至少感測接收器件(充電表面406、456)或無線功率發(fā)射器件的至少一部分的表面溫度的器件。感測器件可以設(shè)置在接收器件之上或附近,或者設(shè)置在無線功率發(fā)射器件之上或之中。空氣流生成器件可以被配置成基于由感測器件感測的表面溫度來生成空氣流。在一些實(shí)施例中,感測器件可以包括一個(gè)或多個(gè)傳感器468,其被配置成檢測溫度值。在一些實(shí)施例中,無線功率發(fā)射單元402、452還可以包括用于感測接收器件周圍的環(huán)境溫度的器件、以及用于從功率接收單元410接收通信的器件,該通信與功率接收單元410的溫度有關(guān)。在一些實(shí)施例中,環(huán)境溫度感測器件可以包括一個(gè)或多個(gè)傳感器468或類似設(shè)備,其被配置成標(biāo)識(shí)環(huán)境溫度。
圖5描繪了按照另一示例性實(shí)施例的ptu的俯視圖。如所示出的,示出了無線充電系統(tǒng)(系統(tǒng))500。該系統(tǒng)500包括與ptu502接觸的pru410,其接收無線功率,類似于先前所描述的系統(tǒng)。ptu502可以類似于ptu240(圖2b)或ptu402(圖4a),并且在ptu502的頂部表面上包括充電區(qū)域504。該充電區(qū)域504可以包括陶瓷材料或復(fù)合材料。這樣的材料可以提供比大多數(shù)塑料更好的導(dǎo)熱性,并且可以進(jìn)一步與ptu502/pru410組合磁性相容。因而,可以選擇這樣的材料以對(duì)從ptu502發(fā)射的無線場具有最小的干擾。
ptu502還可以包括一個(gè)或多個(gè)熱電導(dǎo)體(tec)506。如所示出的,四個(gè)tec506a、506b、506c、506d(統(tǒng)稱為“tec506”)可操作地連接至ptu502。tec506可以放置在充電區(qū)域504內(nèi)和/或周圍。tec506可以進(jìn)一步形成或以其他方式連接至充電區(qū)域504的導(dǎo)電部分。如所示出的,tec506a、506b、506c圍繞充電區(qū)域504設(shè)置。tec506d以虛線示出,指示它被設(shè)置在充電區(qū)域504上或以其他方式嵌入充電區(qū)域504內(nèi)。tec506用作各個(gè)熱泵,其將廢熱從pru410和充電區(qū)域504移開以朝向多個(gè)散熱器512。散熱器512可以圍繞ptu502的外圍形成并且可操作地耦合至tec506。然后,tec506操作以主動(dòng)地將廢熱從ptu502表面移動(dòng)朝向散熱器512,廢熱在散熱器512處通過對(duì)流耗散到環(huán)境。散熱器512被示出在ptu502的三個(gè)側(cè)面上;然而,它們可以被構(gòu)造、附接或以其他方式形成在ptu502的任何實(shí)際側(cè)面上。散熱器512還可以由不干擾ptu502與pru410的磁耦合的材料來形成。因而,散熱器512可以包括鋁或其它非磁性的導(dǎo)熱材料。
除了tec506之外,ptu502的陶瓷構(gòu)造可以對(duì)ptu502和pru410之間的磁耦合具有有限的影響,同時(shí)提供從充電區(qū)域504到散熱器512的有效熱路徑。這用于積極地降低充電區(qū)域504和pru410的溫度。附加地,充電區(qū)域504或由于陶瓷構(gòu)造而具有更好導(dǎo)熱性的充電表面改善了充電效率。
系統(tǒng)500還可以包括多個(gè)傳感器514。傳感器514可以類似于傳感器246(圖2b)或傳感器468(圖4c)。傳感器514可以被配置成感測充電區(qū)域504的表面溫度或ptu502周圍的環(huán)境溫度。傳感器514可以操作地連接至處理器516(以虛線示出)。處理器516可以類似于處理器242并且執(zhí)行ptu502的某些特征。特別地,tec506中的每個(gè)tec506還可以操作地連接至處理器516。因而,可以基于來自傳感器514或(多個(gè))傳感器266(圖2b)的熱反饋來啟用并且控制tec506。
在另一實(shí)施例中,處理器516還可以被配置成從pru410接收溫度指示或通信,以指示激活tec506的需要或請(qǐng)求。pru410可以與ptu502通信(例如,經(jīng)由通信信道219),以從傳感器266(圖2b)提供溫度指示或基于與熱模型265(圖2b)的比較來提供命令。在一些實(shí)施例中,處理器516可以被配置成基于從pru410接收的通信來選擇性地啟用并且控制tec506。
在實(shí)施例中,單個(gè)薄膜tec506可以進(jìn)一步并入系統(tǒng)500中。在這樣的實(shí)施例中,薄膜tec506可以覆蓋充電區(qū)域504或ptu502的大部分或全部(未示出)。薄膜tec506還可以操作地耦合至處理器516和傳感器514,以便更有效地將廢熱從pru410和充電區(qū)域504移開。
在一些實(shí)施例中,可以在ptu502中包括接近至少一個(gè)散熱器512或一個(gè)或多個(gè)tec506的風(fēng)扇(類似于圖4的風(fēng)扇464),以幫助耗散熱能。例如,風(fēng)扇(該圖中未示出)可以被配置成迫使空氣通過或跨過至少一個(gè)散熱器512或跨過一個(gè)或多個(gè)tec506,其可能導(dǎo)致熱量在至少一個(gè)散熱器512中或一個(gè)或多個(gè)tec506中耗散增加。在這樣的實(shí)施例中,處理器516可以被配置成基于從pru410接收到的通信、或基于如由多個(gè)傳感器514中的一個(gè)或多個(gè)傳感器感測的充電區(qū)域504的表面溫度,來選擇性地啟用風(fēng)扇。
本發(fā)明的另一方面包括一種無線發(fā)射功率的方法。該方法包括:感測充電表面或充電區(qū)域504的表面溫度。充電表面504可以包括一個(gè)或多個(gè)熱電導(dǎo)體506、可操作地連接至熱電導(dǎo)體506的至少一個(gè)散熱器512、以及一個(gè)或多個(gè)傳感器514。在一些實(shí)施例中,充電表面504可以是功率發(fā)射單元502的一部分,并且所描述的方法可以通過功率發(fā)射單元502來執(zhí)行。該方法還可以包括:接收充電表面504的所感測的表面溫度的指示。所感測的表面溫度可以包括功率發(fā)射單元502接觸或接近功率接收單元410的溫度。該方法還可以包括:至少部分地基于所感測的表面溫度來選擇性地啟用熱電導(dǎo)體506。激活熱電導(dǎo)體506可以允許來自充電表面504的熱量被輸送到一個(gè)或多個(gè)散熱器512,并且從功率發(fā)射單元502耗散開。該方法還可以包括:感測功率發(fā)射單元502周圍的環(huán)境溫度,并且從功率接收單元410接收通信,該所接收的通信與功率接收單元410的溫度有關(guān),其中功率接收單元410正在接收無線發(fā)射的功率。
在一些實(shí)施例中,熱電導(dǎo)體506可以包括薄膜熱電導(dǎo)體,其被配置成覆蓋充電表面504的至少一部分。在一些實(shí)施例中,充電表面504包括陶瓷材料,并且感測充電表面504的表面溫度通過設(shè)置在充電表面504內(nèi)或與充電表面504齊平的一個(gè)或多個(gè)傳感器514來執(zhí)行。
本發(fā)明的另一方面包括一種無線功率發(fā)射單元502。該無線功率發(fā)射單元502包括用于接收功率接收單元410的器件。在一些實(shí)施例中,接收器件可以包括充電墊或充電表面或充電區(qū)域504或一些類似表面或設(shè)備,功率接收單元410可以放置在其上或附近,使得功率從功率發(fā)射單元502無線地發(fā)射到功率接收單元410。接收器件包括用于傳導(dǎo)熱電能的一個(gè)或多個(gè)器件、可操作地連接至一個(gè)或多個(gè)熱電能傳導(dǎo)器件并且設(shè)置在接收器件的外圍邊緣上的用于耗散熱量的一個(gè)或多個(gè)器件、以及用于感測接收器件的表面溫度的一個(gè)或多個(gè)器件。在一些實(shí)施例中,用于傳導(dǎo)熱電能的器件可以包括任何熱電導(dǎo)體506或類似設(shè)備或裝置或任何設(shè)備,其被設(shè)計(jì)成用于傳導(dǎo)熱電能(例如,熱能)。用于耗散熱量的器件可以包括散熱器512或熱交換器或任何設(shè)備,其被配置成將熱量從一個(gè)設(shè)備分散到另一設(shè)備或介質(zhì)。用于感測接收器件的表面溫度的器件可以包括溫度傳感器或類似設(shè)備或傳感器514,其被配置成檢測表面溫度或環(huán)境溫度。無線功率發(fā)射單元502還包括用于接收所感測的表面溫度的指示的器件、以及用于至少部分地基于表面溫度來選擇性地啟用一個(gè)或多個(gè)熱電能傳導(dǎo)器件的器件。指示接收器件可以包括控制器或處理器516或類似部件,其被配置成接收并且分析所接收的信息,其中信息可以包括數(shù)據(jù)或指示輸入。用于選擇性地啟用一個(gè)或多個(gè)熱電能傳導(dǎo)器件的器件可以包括開關(guān)或類似機(jī)構(gòu),其被配置成將熱量耗散器件耦合至熱電能傳導(dǎo)器件,使得來自充電表面504的熱量經(jīng)由熱電導(dǎo)體506被傳遞到散熱器512。
在一些實(shí)施例中,無線功率發(fā)射單元的一個(gè)或多個(gè)感測器件還被配置成感測功率發(fā)射單元周圍的環(huán)境溫度,并且還包括用于從功率接收單元410接收通信的器件。所接收的通信可以至少部分地與功率接收單元410的溫度有關(guān)。在一些實(shí)施例中,一個(gè)或多個(gè)熱電傳導(dǎo)器件包括薄膜熱電導(dǎo)體,其被配置成覆蓋接收器件的至少一部分。在一些實(shí)施例中,接收器件包括陶瓷材料,并且其中一個(gè)或多個(gè)感測器件設(shè)置在接收器件內(nèi)或與接收器件齊平。
圖6描繪了根據(jù)另一示例性實(shí)施例的熱管理系統(tǒng)600。該系統(tǒng)600包括ptu602。ptu602可以類似于ptu402(圖4a)、ptu452(圖4c)和ptu502(圖5)。
ptu602可以包括主動(dòng)冷卻系統(tǒng)604。該主動(dòng)冷卻系統(tǒng)604可以類似于系統(tǒng)450和系統(tǒng)500的主動(dòng)冷卻系統(tǒng)。該主動(dòng)冷卻系統(tǒng)604還可以包括被動(dòng)冷卻系統(tǒng)400的某些方面。因而,主動(dòng)冷卻系統(tǒng)604可以包括突起420、系統(tǒng)450的風(fēng)扇464(圖4c)和穿孔460、以及tec506(圖5)。
主動(dòng)冷卻系統(tǒng)604可以可操作地連接至溫度控制器(控制器)606??刂破?06可以類似于處理器242(圖2b),并且還可以包括ptu240的存儲(chǔ)器242和dsp248的某些特性??刂破?06可以被配置成從一個(gè)或多個(gè)傳感器608接收輸入。示出了三個(gè)傳感器608a、608b、608c,但是可以采用任何數(shù)目個(gè)傳感器608。傳感器608可以被配置成感測ptu602的充電區(qū)域(例如,圖5的充電區(qū)域504)的溫度。由于在ptu602和pru610之間的無線功率傳遞期間發(fā)生的熱功率耗散,所以可以采用主動(dòng)冷卻系統(tǒng)604來管理ptu602和pru610的溫度,并且防止在功率傳遞期間由于過多熱量導(dǎo)致的基本上功率節(jié)流或功率切斷。
pru610可以類似于pru260(圖2b)和pru410(圖4a、圖4b、圖4c)。pru610可以包括預(yù)測熱控制器612。預(yù)測熱控制器612可以包括處理器262(圖2b)和處理器466(圖4c)的某些方面。預(yù)測熱控制器612可以接收來自諸如一個(gè)或多個(gè)溫度傳感器626之類的各種傳感器的輸入。示出了三個(gè)傳感器626a、626b、626c,并且將被統(tǒng)稱為溫度傳感器616。傳感器626可以圍繞pru610分布,其位置可以與充電區(qū)域(例如,圖5的充電區(qū)域504)接觸或接近,類似于ptu502的傳感器514。
在實(shí)施例中,預(yù)測熱控制器612可以進(jìn)一步接收系統(tǒng)功率需求620。該系統(tǒng)功率需求620可以是來自處理器262的離散輸入,或來自u(píng)i267、dsp268、電池412、處理器414和/或指示系統(tǒng)600的總體功率需求的其他輸入的各種輸入或其狀態(tài)的組合。這樣的輸入可以向預(yù)測熱控制器612提供系統(tǒng)600的功率要求的提前指示,使得可以采取動(dòng)作來啟用主動(dòng)冷卻系統(tǒng)604并且管理ptu602/pru610接口處的溫度。在另一實(shí)施例中,pru610可以調(diào)整功率消耗以維持最佳的熱狀態(tài)。功率消耗調(diào)整可以由預(yù)測熱控制器612輸出,但可以保持在pru610的內(nèi)部。預(yù)測熱控制器612可以輸出系統(tǒng)功率命令630,以傳達(dá)由pru610可以使用的功率消耗調(diào)整信號(hào)來通過控制由無線功率傳遞系統(tǒng)使用的功率來維持最佳熱狀態(tài)。
預(yù)測熱控制器612還可以包括調(diào)諧熱模型(熱模型)614。該熱模型614可以類似于熱模型265(圖2b),并且包括參考pru610的充電狀態(tài)來描述pru610的熱功率耗散的數(shù)學(xué)模型。在一些實(shí)施例中,熱模型614能夠根據(jù)系統(tǒng)功率需求620來預(yù)測未來溫度上升。在一些實(shí)施例中,系統(tǒng)功率需求620可以包括電池充電要求以及系統(tǒng)功率要求兩者。系統(tǒng)功率需求620中指示的并非所有功率都需要用于充電或無線功率傳遞的功率。熱模型614還可以被預(yù)測熱控制器612用于使用來自溫度傳感器626a、626b和626c的輸入在未來時(shí)間來估計(jì)預(yù)先確定的位置處的溫度上升,以及估計(jì)所投影的功率耗散,該所投影的功率耗散可以基于系統(tǒng)功率需求620來通過預(yù)測熱控制器612來計(jì)算。在一些實(shí)施例中,調(diào)諧熱模型614可以與目標(biāo)設(shè)備(例如,正在被充電的設(shè)備或pru610)匹配。在一些實(shí)施例中,熱模型614可以包括與pru610的溫度有關(guān)的查找表或匯編或多個(gè)參考值。pru610的溫度可以包括充電操作、充電同時(shí)的系統(tǒng)操作(例如,在它正在被充電的同時(shí)使用pru610,例如,充電期間的視頻重放)和各種電池狀態(tài)期間的溫度。在一些實(shí)施例中,熱模型614可以考慮環(huán)境溫度、來自傳感器626a至626c的指示pru610溫度(例如,充電表面處的溫度)的輸入、電池(例如,圖4c的電池412)的充電狀態(tài)、系統(tǒng)功率需求620、以及系統(tǒng)功率命令630、以及其它輸入。熱模型614還可以包括pru610溫度的最大改變率和最小改變率,以提供傳感器626a至626c信息與其比較的溫度增加和減小速率閾值。在一些實(shí)施例中,預(yù)測熱控制器612可以獨(dú)立于控制器606操作,或者可以與ptu602通信某些信息。在一些實(shí)施例中,預(yù)測熱控制器612可以被編程為基于pru610表面溫度、pru610熱特性、以及pru610命令或反饋來控制主動(dòng)溫度管理(例如,以發(fā)送命令或以發(fā)送啟用主動(dòng)冷卻系統(tǒng)604的請(qǐng)求)。
預(yù)測熱控制器612還可以生成系統(tǒng)功率命令(命令)630。該命令630可以被pru610在內(nèi)部用于控制pru610的功率消耗/功率需求。在一些實(shí)施例中,系統(tǒng)功率命令630可以是預(yù)測命令,并且可以被pru610用于在系統(tǒng)600的溫度通過最大閾值之前控制功率消耗和功率需求。在一些實(shí)施例中,系統(tǒng)功率命令630可以是無功的,并且可以被pru610用于在系統(tǒng)600的溫度通過最大閾值之后控制功率消耗和功率需求。在實(shí)施例中,熱模型614可以預(yù)測pru610將達(dá)到閾值溫度。因而,預(yù)測熱控制器612可以生成其他溫度相關(guān)信息636,其請(qǐng)求ptu602響應(yīng)于增加的溫度來啟用主動(dòng)冷卻系統(tǒng)604,或者提供通常要由溫度控制器606在控制主動(dòng)冷卻系統(tǒng)604或ptu602中使用的附加輸入和信息。相反,隨著溫度減小,可以采取相反的動(dòng)作,由此因?yàn)椴恍枰鲃?dòng)冷卻系統(tǒng)604,所以系統(tǒng)功率命令630可以命令ptu602停用該主動(dòng)冷卻系統(tǒng)604。這也可以用于降低ptu602的功率要求。
在某些實(shí)施例中,各種輸入使得pru610(更具體地,預(yù)測熱控制器612)能夠近似或預(yù)測在給定系統(tǒng)的pru610處的穩(wěn)態(tài)溫度上升和pru610的充電功率需求。有利地,pru610然后可以保持在用于高c率的最佳溫度范圍內(nèi)。因此,pru610可以實(shí)現(xiàn)如由熱環(huán)境所約束的期望或最佳穩(wěn)態(tài)功率傳遞(例如,來自ptu602),而不會(huì)響應(yīng)于高pru溫度導(dǎo)致破裂功率節(jié)流或功率傳遞切斷。其他冷卻命令636的預(yù)測或搶先性質(zhì)可以通過主動(dòng)冷卻系統(tǒng)604的選擇性實(shí)現(xiàn)來防止溫度的大波動(dòng)。
pru610還能夠?qū)ru設(shè)備溫度632和pru目標(biāo)設(shè)備溫度634傳達(dá)到ptu602。這種通信可以經(jīng)由通信信道219來發(fā)射。ptu602(更具體地,溫度控制器606)可以利用pru設(shè)備溫度632和pru目標(biāo)設(shè)備溫度634作為指示器來激活或停用主動(dòng)冷卻系統(tǒng)604。
在實(shí)施例中,ptu602可以接收pru設(shè)備溫度632,其高于pru目標(biāo)設(shè)備溫度634,并且響應(yīng)于溫度差異而激活主動(dòng)冷卻系統(tǒng)604。在另一實(shí)施例中,ptu602可以將設(shè)備溫度632與所存儲(chǔ)的閾值溫度(例如,在圖2b的存儲(chǔ)器244中)進(jìn)行比較,從而如果溫度高于所存儲(chǔ)的閾值,則激活主動(dòng)冷卻系統(tǒng)604。
圖7是描述了根據(jù)本公開的用于管理熱功率耗散的方法的流程圖。如所示出的,當(dāng)pru610(圖6)接收關(guān)于pru610的溫度、環(huán)境溫度或其他相關(guān)值的來自傳感器626的輸入時(shí),方法700開始于框710。來自傳感器626a至626c的輸入可以用于通過預(yù)測熱控制器612來監(jiān)測pru610的溫度。傳感器626可以提供多種信息,包括pru610的溫度、充電表面(例如,充電表面456)的溫度、ptu602和pru610周圍的環(huán)境的環(huán)境溫度、以及溫度的改變率、以及其他數(shù)據(jù)等。
在框712處,pru610可以接收pru系統(tǒng)功率需求620。如上文所討論的,系統(tǒng)功率需求620可以被預(yù)測熱控制器612用于監(jiān)測pru610的溫度并且計(jì)算溫度閾值。在一些實(shí)施例中,預(yù)測熱控制器612可以在計(jì)算溫度閾值中使用調(diào)諧熱模型614。在一些實(shí)施例中,預(yù)測熱控制器612可以使用在框710處接收的輸入與系統(tǒng)功率需求620來計(jì)算閾值。附加地,如框714所示,預(yù)測熱控制器612可以使用系統(tǒng)功率需求620和在框710處接收的輸入來計(jì)算或預(yù)測pru610的溫度上升。在一些實(shí)施例中,預(yù)測熱控制器612可以僅使用系統(tǒng)功率需求620和調(diào)諧熱模型614來預(yù)測pru610的溫度上升。在一些實(shí)施例中,預(yù)測熱控制器612可以預(yù)測未來穩(wěn)態(tài)溫度。
在框716處,預(yù)測熱控制器612可以將來自框710的所接收和監(jiān)測的pru610溫度與調(diào)諧熱模型614進(jìn)行比較,并且可以考慮到系統(tǒng)功率需求620來分析所監(jiān)測的pru610溫度。附加地,預(yù)測熱控制器612可以分析由傳感器626提供的溫度數(shù)據(jù)和溫度數(shù)據(jù)的改變率(如可以由框714確定)。如果預(yù)測熱控制器612根據(jù)調(diào)諧熱模型614確定溫度指示在最佳溫度范圍內(nèi)或低于溫度閾值,則不需要改變。方法700然后可以進(jìn)行至框720。如果預(yù)測熱控制器612確定所測量的pru610溫度不在最佳溫度范圍內(nèi)或者不在溫度閾值以下,則方法700可以進(jìn)行至框718,其中預(yù)測熱控制器612可以向pru610發(fā)射系統(tǒng)功率命令630。由于pru610的當(dāng)前溫度超過最佳溫度,所以系統(tǒng)功率命令630可以指令pru610降低其功率消耗或充電要求。然后,在將系統(tǒng)功率命令630被發(fā)射到pru610之后,方法700進(jìn)行至框720。
在框720處,預(yù)測熱控制器612可以向ptu602發(fā)射所測量的/所監(jiān)測的pru610的溫度和目標(biāo)溫度。在一些實(shí)施例中,預(yù)測熱控制器612可以基于在框716處確定溫度是否在最佳范圍內(nèi)來向ptu602發(fā)送請(qǐng)求(例如,啟用主動(dòng)冷卻系統(tǒng)604的請(qǐng)求)。在向ptu602發(fā)射pru610溫度之后,方法700從框710處開始重復(fù)進(jìn)行。
如此,按照一些實(shí)施例,被配置成對(duì)pru610進(jìn)行無線充電的ptu602可以接收指示pru610的溫度的信息。ptu602可以被配置成調(diào)整溫度冷卻系統(tǒng)604在ptu602處的一個(gè)或多個(gè)參數(shù),以在pru610被充電時(shí)或者放置在充電墊上時(shí)降低pru610的溫度。如上文所描述的,較大的物理尺寸可以包括一個(gè)或多個(gè)特性,其有效地允許其為所期望的和/或包括至少部分地管理pru610的溫度的部件。
本發(fā)明的另一方面包括一種用于無線接收功率的方法。該方法包括:在與功率發(fā)射單元602接觸的位置處提供功率接收單元610的表面溫度的指示。該方法還包括:存儲(chǔ)功率接收單元610的調(diào)諧熱模型614。該方法還包括:至少部分地基于所提供的功率接收單元610的表面溫度的指示和功率接收單元610的功率需求620來預(yù)測功率接收單元處的溫度上升。該方法還包括:至少部分地基于來自調(diào)諧熱模型614的表面溫度和目標(biāo)溫度來生成到功率發(fā)射單元602的傳輸632、634、636,并且向功率發(fā)射單元602發(fā)射所生成的傳輸。
在一些實(shí)施例中,該方法還可以包括:感測功率接收單元610周圍的環(huán)境溫度,并且其中至少部分地基于功率接收單元610周圍的環(huán)境溫度來進(jìn)一步生成傳輸632、634、636。在一些實(shí)施例中,調(diào)諧熱模型614包括與無線充電操作期間的熱功率耗散有關(guān)的多個(gè)參考值。例如,參考值可以基于以下各項(xiàng)中的至少一項(xiàng):電池充電狀態(tài)、或功率接收單元溫度、或環(huán)境溫度、或從功率發(fā)射單元602接收的發(fā)射功率水平、或其任何組合。在一些實(shí)施例中,參考值進(jìn)一步基于功率接收單元610的表面溫度的增加速率或減小速率。
在一些實(shí)施例中,溫度上升預(yù)測是至少部分地基于功率接收單元610的功率需求620,其中功率需求620是功率接收單元610所需的功率量的指示。在一些實(shí)施例中,該方法還包括:請(qǐng)求功率發(fā)射單元602啟用主動(dòng)冷卻系統(tǒng)604。
本發(fā)明的另一方面包括一種無線功率接收單元610。該無線功率接收單元包括用于在與功率發(fā)射單元602接觸的位置處提供功率接收單元610的表面溫度的指示的器件。在在一些實(shí)施例中,該用于提供表面溫度的指示的器件可以包括溫度傳感器626或一些類似設(shè)備或傳感器626,其被配置成檢測與傳感器626接觸的或傳感器626的附近或視線中的表面的溫度。無線功率接收單元610還包括用于存儲(chǔ)功率接收單元610的調(diào)諧熱模型614的器件。該用于存儲(chǔ)調(diào)諧熱模型620的器件可以包括存儲(chǔ)器或類似數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu),其被配置成存儲(chǔ)用于稍后使用的信息。無線功率接收單元610還包括至少部分地基于所提供的功率接收單元610的表面溫度的指示和功率接收單元610的功率需求620來預(yù)測功率接收單元610處的溫度上升的器件。該預(yù)測器件可以包括控制器或處理器612或類似部件或設(shè)備,其被配置成接收一個(gè)或多個(gè)輸入并且基于所接收到的輸入來對(duì)功率接收單元610的溫度上升進(jìn)行預(yù)測,其中所接收的輸入可以包括存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的信息。無線功率接收單元610還包括用于至少部分地基于所指示的表面溫度和來自調(diào)諧熱模型614的目標(biāo)溫度來生成到功率發(fā)射單元602的傳輸?shù)钠骷⒁约坝糜谙蚬β拾l(fā)射單元602發(fā)射所生成的傳輸?shù)钠骷?。該用于生成傳輸?shù)钠骷梢园ㄋ枋龅目刂破?12或?qū)S糜谏蓚鬏數(shù)膫鬏旊娐?。用于發(fā)射的器件可以包括發(fā)射電路或發(fā)射天線或類似部件或結(jié)構(gòu),其被配置成使得能夠傳輸或傳達(dá)所生成的消息和傳輸。
在一些實(shí)施例中,功率接收單元610還包括用于感測功率接收單元610周圍的環(huán)境溫度的器件,并且其中傳輸生成器件進(jìn)一步被配置成至少部分地基于功率接收單元610周圍的環(huán)境溫度來生成傳輸。在一些實(shí)施例中,調(diào)諧熱模型614包括與無線充電操作期間的熱功率耗散有關(guān)的多個(gè)參考值,這些參考值基于以下各項(xiàng)中的至少一項(xiàng):電池充電狀態(tài)、或功率接收單元溫度、或環(huán)境溫度、或從發(fā)射單元602接收的發(fā)射功率水平、或其任何組合。在一些實(shí)施例中,這些參考值進(jìn)一步基于功率接收單元610的表面溫度的增加速率或減小速率。
在一些實(shí)施例中,預(yù)測器件還包括至少部分地基于功率接收單元610的功率需求620來預(yù)測溫度上升,其中功率需求620是功率接收單元610所需的功率量的指示或還包括用于請(qǐng)求功率發(fā)射單元602啟用主動(dòng)冷卻系統(tǒng)604的器件。
上文所描述的方法的各種操作可以通過能夠執(zhí)行操作的任何合適的器件來執(zhí)行,諸如各種硬件和/或(多個(gè))軟件部件、電路和/或(多個(gè))模塊。通常,附圖中所圖示的任何操作可以通過能夠執(zhí)行操作的對(duì)應(yīng)的功能器件來執(zhí)行。
信息和信號(hào)可以使用各種不同的技術(shù)和技巧中的任一種來表示。例如,可以在整個(gè)上述描述中被引用的數(shù)據(jù)、指令、命令、信息、信號(hào)、比特、符號(hào)和芯片可以由電壓、電流、電磁波、磁場或粒子、光場或粒子、或任何的組合來表示。
結(jié)合本文中所公開的實(shí)施例描述的各種說明性邏輯塊、模塊、電路和算法步驟可以被實(shí)現(xiàn)為電子硬件、計(jì)算機(jī)軟件或兩者的組合。通常,為了清楚地說明硬件和軟件的這種可互換性,上文已經(jīng)在其功能性方面對(duì)各種說明性部件、塊、模塊、電路和步驟進(jìn)行描述。這種功能性是否被實(shí)現(xiàn)為硬件或軟件取決于特定應(yīng)用和施加在整個(gè)系統(tǒng)上的設(shè)計(jì)約束。所描述的功能性可以針對(duì)每個(gè)特定應(yīng)用以不同的方式來實(shí)現(xiàn),但是這種實(shí)現(xiàn)決定不應(yīng)被解釋為導(dǎo)致背離本發(fā)明的實(shí)施例的范圍。
結(jié)合本文中所公開的實(shí)施例描述的各種說明性塊、模塊和電路可以用被設(shè)計(jì)成執(zhí)行本文中所描述的功能的通用處理器、數(shù)字信號(hào)處理器(dsp)、專用集成電路(asic)、現(xiàn)場可編程門陣列(fpga)或其他可編程邏輯器件、離散門或晶體管邏輯、離散硬件部件或其任何組合來實(shí)現(xiàn)或執(zhí)行。通用處理器可以是微處理器,但在備選方案中,處理器可以是任何常規(guī)處理器、控制器、微控制器或狀態(tài)機(jī)。處理器還可以被實(shí)現(xiàn)為計(jì)算設(shè)備的組合,例如,dsp和微處理器的組合、多個(gè)微處理器、結(jié)合dsp內(nèi)核的一個(gè)或多個(gè)微處理器、或任何其他這種配置。
結(jié)合本文中所公開的實(shí)施例描述的方法或算法和功能的步驟可以直接以硬件、由處理器執(zhí)行的軟件模塊、或者兩者的組合來實(shí)現(xiàn)。如果以軟件實(shí)現(xiàn),則功能可以作為一個(gè)或多個(gè)指令或代碼存儲(chǔ)在有形的非暫態(tài)計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上或通過其傳送。軟件模塊可以駐留在隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(ram)、閃存、只讀存儲(chǔ)器(rom)、電可編程rom(eprom)、電可擦除可編程rom(eeprom)、寄存器、硬盤、可移動(dòng)盤、cdrom、或本領(lǐng)域已知的任何其他形式的存儲(chǔ)介質(zhì)上。存儲(chǔ)介質(zhì)耦合至處理器,使得處理器可以從存儲(chǔ)介質(zhì)讀取信息并且將信息寫入存儲(chǔ)介質(zhì)。在備選方案中,存儲(chǔ)介質(zhì)可以與處理器成一體。如本文中所使用的磁盤和光盤包括光盤(cd)、激光盤(laserdisc)、光學(xué)盤、數(shù)字多用途盤(dvd)、軟盤和藍(lán)光光盤,其中磁盤通常磁性地再現(xiàn)數(shù)據(jù),而光盤用激光來光學(xué)地再現(xiàn)數(shù)據(jù)。上述的組合也應(yīng)當(dāng)包括在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的范圍內(nèi)。處理器和存儲(chǔ)介質(zhì)可以駐留在asic中。出于概括本公開的目的,本文中已經(jīng)對(duì)本發(fā)明的某些方面、優(yōu)點(diǎn)和新穎特征進(jìn)行了描述。應(yīng)當(dāng)理解,按照本發(fā)明的任何特定實(shí)施例,所有這些優(yōu)點(diǎn)不一定都可以被實(shí)現(xiàn)。因此,本發(fā)明可以以實(shí)現(xiàn)或優(yōu)化如本文中所教導(dǎo)的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)或一組優(yōu)點(diǎn)的方式來實(shí)現(xiàn)或進(jìn)行,而不必實(shí)現(xiàn)如本文中可以教導(dǎo)或建議的其他優(yōu)點(diǎn)。
上文所描述的實(shí)施例的各種修改將是清楚的,并且在不背離本發(fā)明的精神或范圍的情況下,本文中所定義的通用原理可以應(yīng)用于其他實(shí)施例。因此,本發(fā)明不旨在限于本文中所示出的實(shí)施例,而是符合與本文中所公開的原理和新穎特征相一致的最寬范圍。