本文中所描述的本實用新型的主題大體上涉及一種用于促進對一或多個電池供電裝置進行無線充電的系統(tǒng)和設(shè)備。

背景技術(shù)：

隨著通訊技術(shù)的發(fā)展，智能通信裝置已用于各種商業(yè)、企業(yè)、個人、消費者和其它應(yīng)用中。一種這樣的智能通信裝置是運動感測服裝，其經(jīng)配置用于經(jīng)由存在于運動 (motion)感測服裝內(nèi)的內(nèi)置傳感器監(jiān)測個人的運動和生物計量數(shù)據(jù)。為了持續(xù)監(jiān)測運動和生物計量數(shù)據(jù)，需要為運動感測服裝以及其中的傳感器供應(yīng)電力。運動感測服裝通常包含多個內(nèi)部電池，其經(jīng)配置用于為運動感測服裝以及運動感測服裝內(nèi)的內(nèi)置傳感器和其它電子組件充電。

在現(xiàn)有情境中，內(nèi)部電池在用以為運動感測服裝本身充電之前必須使用外部電源/ 充電器進行初始充電。如果內(nèi)部電池沒有被物理連接，那么需使用外部電源對電池一次一個地進行充電，這既麻煩又費時。在本領(lǐng)域中已提出促進同時對多個電池進行無線充電的基于諧振的無線充電器。然而，為了有效且高效地對電池進行充電，需要維持電池與無線充電器之間的完全對準和有效距離。對準和距離的任何偏差都可能造成無線充電器對電池進行充電失敗。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

提供此實用新型內(nèi)容以引入與用于促進對一或多個電池供電裝置進行充電的系統(tǒng)、設(shè)備和方法有關(guān)的概念，且如下文在具體實施方式中進一步描述所述概念。此實用新型內(nèi)容并不意圖識別所主張的主題的基本特征，也并不意圖用于確定或限制所主張的主題的范圍。

在一種實現(xiàn)中，公開了一種無線充電系統(tǒng)。所述無線充電系統(tǒng)可以包括充電裝置，其包括一或多個第一充電線圈。所述一或多個第一充電線圈可以響應(yīng)于供應(yīng)到所述充電裝置的電力而產(chǎn)生并發(fā)出磁通量。進一步，所述無線充電系統(tǒng)可以包括一或多個電池供電裝置，其嵌入于所述充電裝置內(nèi)。在一個方面，所述一或多個電池供電裝置的電池單元可以包括第二充電線圈。所述第二充電線圈可以基于形成于所述一或多個第一充電線圈與所述第二充電線圈之間的諧振耦合而接收所述所發(fā)出的磁通量。在一個方面，所述所接收的磁通量可以在所述一或多個電池供電裝置內(nèi)感生電流。所述所感生的電流可以用于同時對所述一或多個電池供電裝置的所述電池單元進行充電。

在另一種實現(xiàn)中，公開了一種用于促進對一或多個電池供電裝置進行無線充電的方法。所述方法可以包括：提供包括嵌入有一或多個電池供電裝置的充電裝置的無線系統(tǒng)。所述充電裝置可以包括一或多個第一充電線圈。進一步，所述一或多個電池供電裝置可以包括嵌入到電池單元的第二充電線圈。所述方法可以進一步包括：通過所述一或多個第一充電線圈響應(yīng)于供應(yīng)到所述充電裝置的電力而產(chǎn)生并發(fā)出磁通量。進一步，所述方法可以包括：通過所述第二充電線圈基于形成于所述一或多個第一充電線圈與所述第二充電線圈之間的諧振耦合而接收所述所發(fā)出的磁通量。進一步，所述方法可以包括：通過所述第二充電線圈基于所述所接收的磁通量在所述一或多個電池供電裝置內(nèi)感生電流，可以使用所述所感生的電流來同時對所述一或多個電池供電裝置的電池單元進行充電。

在又一種實現(xiàn)中，公開了一種無線充電設(shè)備。所述無線充電設(shè)備可以包括充電裝置，其容納一或多個電池供電裝置。所述充電裝置可以進一步包括一或多個第一充電線圈。所述一或多個第一充電線圈可以響應(yīng)于供應(yīng)到所述充電裝置的電力而產(chǎn)生并發(fā)出磁通量?？梢酝ㄟ^存在于所述一或多個電池供電裝置的電池單元內(nèi)的第二充電線圈接收所述所發(fā)出的磁通量。所述所接收的磁通量可以感生電流，其中所述所感生的電流用于對所述一或多個電池供電裝置的所述電池單元進行充電。所述充電裝置可以進一步包括用于指示所述一或多個電池供電裝置的所述電池單元的所述充電的狀態(tài)的顯示界面。所述充電裝置可以進一步包括電源。所述電源可以用于將所述電力供應(yīng)到所述充電裝置和所述顯示界面。所述電源可以經(jīng)由有線連接、USB連接器或電池組進一步連接到所述充電裝置。

附圖說明

參考附圖描述具體實施方式。在圖中，參考標號最左邊的數(shù)字識別所述參考標號在其中首先出現(xiàn)的圖。整個圖式使用相同編號指代相同特征和組件。

圖1說明根據(jù)本申請的實施例的包含一或多個電池供電裝置104(例如，傳感器104) 的服裝102，其中服裝102易于折疊于無線充電設(shè)備300(在圖3中展示)的充電裝置內(nèi)部。

圖2說明根據(jù)本申請的實施例的傳感器104。

圖3說明根據(jù)本申請的實施例的包括經(jīng)由纜線306連接到電源304的充電裝置302 (例如，充電袋302)的無線充電設(shè)備300。

圖4說明根據(jù)本申請的實施例的描繪嵌入有定向在充電袋302內(nèi)部的不同方向上的傳感器104的充電袋302的無線充電系統(tǒng)400。

圖5說明根據(jù)本申請的實施例的充電袋302中的發(fā)出磁通量線502的第一充電線圈 310(也被稱為發(fā)射線圈310)，所述磁通量線穿過傳感器104中的每一個中的第二充電線圈或接收線圈(未示出)。

圖6說明根據(jù)本申請的實施例的描繪充電袋302內(nèi)的多個電子組件的工作的框圖。

圖7說明根據(jù)本申請的實施例的描繪嵌入于充電袋302內(nèi)的兩個發(fā)射線圈(310-A、 310-B)的無線充電系統(tǒng)400。

圖8說明根據(jù)本申請的實施例的發(fā)出磁通量線502的兩個發(fā)射線圈(310-A、310-B)，所述磁通量線穿過傳感器104中的每一個中的接收線圈(未示出)。

圖9說明根據(jù)本申請的實施例的發(fā)出通量線902的發(fā)射線圈310-C，延長的發(fā)射線圈310-D接收所述通量線。

圖10說明根據(jù)本申請的實施例的增強發(fā)射線圈310-C所發(fā)出的通量線902的延長的發(fā)射線圈310-D的工作。

具體實施方式

整個本說明書提及的“各種實施例”、“一些實施例”、“一個實施例”或“實施例”意味著結(jié)合實施例所描述的特定特征、結(jié)構(gòu)或特性包含在至少一個實施例中。因此，整個本說明書在不同地方出現(xiàn)的短語“在各種實施例中”、“在一些實施例中”、“在一個實施例中”或“在實施例中”未必全部指同一實施例。此外，在一或多個實施例中，特定特征、結(jié)構(gòu)或特性可以任何合適方式組合。

描述用于促進對一或多個電池供電裝置進行無線充電的系統(tǒng)、設(shè)備和方法。根據(jù)本申請的系統(tǒng)、設(shè)備和方法，可提供具有袋狀形狀的充電裝置。充電裝置可包括一或多個第一充電線圈(在下文可互換地稱為發(fā)射線圈)。充電裝置可進一步嵌入有一或多個電池供電裝置。所述一或多個電池供電裝置可選自智能手機、平板電腦、可穿戴裝置及其組合。必須理解，充電裝置可嵌入有一或多個電池供電裝置以便對一或多個電池供電裝置進行充電。

為了促進對一或多個電池供電裝置進行無線充電，發(fā)射線圈可響應(yīng)于供應(yīng)到充電裝置的電力而產(chǎn)生并發(fā)出磁通量(在下文可互換地稱為“磁場”或“磁通量線”)?？墒褂媒?jīng)由有線連接連接到充電裝置的電源或USB連接器或電池組將電力供應(yīng)到充電裝置。基于磁通量的發(fā)出，存在于一或多個電池供電裝置的電池單元內(nèi)的第二充電線圈(在下文可互換地稱為接收線圈)可接收發(fā)射線圈所發(fā)出的磁通量。

應(yīng)注意，一或多個電池供電裝置可與充電裝置松耦合。所述松耦合可引起接收線圈在一或多個電池供電裝置內(nèi)的隨意定向。在一個實例中，接收線圈可定向在距發(fā)射線圈的定向的不同角度和不同距離處。因而，隨意定向?qū)е掳l(fā)射線圈與接收線圈之間的不完全對準。因此，由于發(fā)射線圈與接收線圈的對準是可變且不恒定/固定的，所以本實用新型系統(tǒng)促進通過接收線圈基于形成于發(fā)射線圈與接收線圈之間的諧振耦合(也稱為諧振感應(yīng)耦合)而接收磁通量。諧振耦合可使得由一或多個第一充電線圈產(chǎn)生的磁通量和由第二充電線圈接收的磁通量能夠在相同頻率下諧振，并且形成諧振的LC電路。

基于所形成的諧振耦合，將磁場從發(fā)射線圈轉(zhuǎn)移到接收線圈。必須理解，在本文中的磁場的轉(zhuǎn)移指示能量從發(fā)射線圈到接收線圈的轉(zhuǎn)移。因而，磁場的轉(zhuǎn)移經(jīng)由電磁感應(yīng)在電池供電裝置內(nèi)感生電流。所述電流可進一步用以同時對一或多個電池供電裝置的電池單元進行充電。應(yīng)注意，經(jīng)由諧振耦合接收的磁通量所感生的電流的效率基于發(fā)射線圈與接收線圈之間的耦合系數(shù)和品質(zhì)因數(shù)。具體地說，可通過高耦合系數(shù)和高品質(zhì)因數(shù)實現(xiàn)高能量轉(zhuǎn)移效率。

應(yīng)注意，耦合系數(shù)介于0到1之間。一或多個電池供電裝置與充電裝置之間的耦合越緊密，有效耦合值越高。然而，應(yīng)注意，因為發(fā)射線圈與接收線圈之間的對準由于接收線圈的隨意定向而為不完全的，因此發(fā)射線圈與接收線圈之間的耦合系數(shù)極低。然而，基于發(fā)射線圈與接收線圈的高品質(zhì)因數(shù)，接收線圈經(jīng)由在發(fā)射線圈與接收線圈之間產(chǎn)生的諧振效應(yīng)可接收所發(fā)出的小磁場。此外，通過實施其中發(fā)射線圈持續(xù)發(fā)出磁場且其中接收線圈持續(xù)接收磁場的多個這樣的諧振周期，大量的能量轉(zhuǎn)移在發(fā)射線圈與接收線圈之間來回進行。此外，能量轉(zhuǎn)移可導(dǎo)致感生將用于對一或多個電池供電裝置的電池單元進行充電的合理的電流。

因此，本申請促進即使在充電裝置的發(fā)射線圈與多個電池供電裝置的電池單元中的接收線圈之間的對準隨著不同角度和距離可變的情況下，仍然能對嵌入于充電裝置內(nèi)的多個電池供電裝置進行充電。因此，本申請促進即使在電池供電裝置與充電裝置松耦合且由此在充電裝置中的發(fā)射線圈與每一電池供電裝置的電池單元中的接收線圈之間具有低耦合效應(yīng)的情況下，仍然能對電池供電裝置進行有效充電。

在一個實施例中，為了實現(xiàn)高耦合效應(yīng)，充電裝置可使用多于一個的發(fā)射線圈來產(chǎn)生和發(fā)出磁場。在此實施例中，發(fā)射線圈中的一個可經(jīng)定向地定位成與充電裝置內(nèi)的另一發(fā)射線圈相對放置。接收線圈可定位在所述兩個發(fā)射線圈之間。必須理解，兩個發(fā)射線圈中與接收線圈具有更強耦合效應(yīng)的一個可充當用于將磁通量發(fā)出到接收線圈的主要發(fā)射線圈。所述兩個發(fā)射線圈可實現(xiàn)主要發(fā)射線圈與接收線圈之間的合理對準，而不管接收線圈面向哪一側(cè)。接收線圈的背面可包含用于磁阻擋的屏蔽材料。

在另一實施例中，所述兩個發(fā)射線圈中的一個可充當定位在距另一發(fā)射線圈延長的距離(大距離)處的延長的發(fā)射線圈。接收線圈可定位在兩個發(fā)射線圈之間。延長的發(fā)射線圈可增強/延長另一發(fā)射線圈所發(fā)出的磁通量的強度和距離。延長的發(fā)射線圈可充當經(jīng)調(diào)適以基于諧振效應(yīng)放大/增強從另一發(fā)射線圈發(fā)出的振蕩磁通量的諧振器。應(yīng)注意，延長的發(fā)射線圈和另一發(fā)射線圈是具有高品質(zhì)因數(shù)的磁耦合線圈且可在相同諧振頻率下諧振。

因此，延長的發(fā)射線圈可經(jīng)由在延長的發(fā)射線圈與另一發(fā)射線圈之間產(chǎn)生的諧振效應(yīng)接收來自另一發(fā)射線圈的低強度的磁場。所接收的磁場由于延長的發(fā)射線圈與另一發(fā)射線圈之間延長的距離而具有低強度。然而，通過實施其中另一發(fā)射線圈持續(xù)發(fā)出磁場且其中延長的發(fā)射線圈持續(xù)接收磁場的多個這樣的諧振周期，大量的能量轉(zhuǎn)移在延長的發(fā)射線圈與另一發(fā)射線圈之間延長的距離內(nèi)來回進行。此外，能量轉(zhuǎn)移可引起增強定位在所述兩個發(fā)射線圈之間的接收線圈的充電效率，由此增強在一或多個電池供電裝置內(nèi)感生的電流的效率。具有增強的效率的電流對一或多個電池供電裝置的電池單元進行充電。

雖然所描述的用于促進對一或多個電池充電裝置進行無線充電的系統(tǒng)、設(shè)備和方法的方面可在任何數(shù)目個不同計算系統(tǒng)、設(shè)備、環(huán)境和/或配置中實施，但在以下示范性系統(tǒng)的上下文中描述實施例。

所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員必須注意，雖然已經(jīng)參考對嵌入于無線充電系統(tǒng)內(nèi)的可穿戴裝置的傳感器進行無線充電描述了本申請的系統(tǒng)/方法/設(shè)備，然而，描述和各圖僅出于說明性目的，且本申請不限于僅對屬于可穿戴裝置的傳感器進行充電，而且可擴展到對可嵌入于無線充電系統(tǒng)內(nèi)的任何電池供電裝置進行無線充電，如下文詳細地描述。

現(xiàn)在參考圖1，說明根據(jù)本申請的實施例的包含一或多個電池供電裝置104(在下文也可互換地稱為“傳感器104”)的服裝102(在下文也可互換地稱為“運動感測服裝102”)。如圖1中所展示，傳感器104嵌入于服裝102內(nèi)。傳感器104可監(jiān)測穿戴服裝102的用戶的運動數(shù)據(jù)和生物計量數(shù)據(jù)。由于需監(jiān)測用戶的多個運動活動，因此如所展示的將多個傳感器104嵌入于單個服裝內(nèi)。為了監(jiān)測運動數(shù)據(jù)和生物計量數(shù)據(jù)，需要對多個傳感器104的電池進行充電。本申請促進同時對多個傳感器104中的每一個的電池單元進行無線充電。

為了對傳感器104的電池進行充電，用戶可將運動感測服裝102放置到在圖3中展示的無線充電設(shè)備300的充電裝置302中。如圖1中所展示，包含傳感器104的運動感測服裝102可易于折疊于充電裝置302內(nèi)部。參考圖3，充電裝置302可具有袋狀形狀。在下文，充電裝置302將可互換地稱為“充電袋302”。如圖3中所展示，充電袋302 可水平地定位。封裝運動感測服裝102以及傳感器104的充電袋302可經(jīng)由有線纜線306 連接到電源304以便對傳感器104的電池進行充電。無線充電設(shè)備300可進一步包括用于指示傳感器104的電池的充電狀態(tài)的LED指示器308。充電袋302可包括一或多個第一充電線圈310(在下文可互換地稱為“發(fā)射線圈310”)。在一個實例中，發(fā)射線圈310 可為銅線線圈。發(fā)射線圈310中的每一個能夠響應(yīng)于經(jīng)由電源304供應(yīng)到充電袋302的電力而產(chǎn)生通量線(在下文也可互換地稱為“磁通量”或“磁場”)。在實施例中，電源304是DC電源且因此提供可轉(zhuǎn)換成交流電(AC)的直流電(DC)。交流電(AC) 可激勵發(fā)射線圈310以便產(chǎn)生磁場或磁通量。所產(chǎn)生的磁通量可通過發(fā)射線圈310朝向嵌入于充電袋302內(nèi)的每一傳感器104的方向發(fā)出。圖2說明根據(jù)本申請的實施例的傳感器104。

如圖2中所展示，傳感器104可包括第二充電線圈202(在下文稱為接收線圈202)、具有傳感器104電子組件的印刷電路板204，以及電池單元206。在一個實例中，接收線圈202可為銅線線圈。在一個實施例中，接收線圈202可存在于電池單元206內(nèi)。如圖1中所展示，包含傳感器104的運動感測服裝102可松散地折疊于充電袋302內(nèi)。因此，傳感器104可定向于不同方向上，由此導(dǎo)致每一傳感器104的接收線圈202的隨意定向。圖4說明描繪嵌入有定向在充電袋302內(nèi)部的不同方向上的傳感器104的充電袋 302的無線充電系統(tǒng)400。如圖4中所展示，由于傳感器定向在不同方向上，因此每一傳感器104中的接收線圈202(未示出)可定向在不同方向上。繼而引起發(fā)射線圈310 與接收線圈202之間的不完全對準。在一個實例中，發(fā)射線圈310與接收線圈202之間的對準可由于傳感器104在充電袋302內(nèi)的隨意定向而導(dǎo)致不同角度和不同距離。

根據(jù)本申請的各種實施例，當電池單元206在充電袋302內(nèi)定位于極為接近發(fā)出磁通量的發(fā)射線圈310處時，電池單元206內(nèi)的接收線圈202可能夠感生電流。本實用新型無線系統(tǒng)400不會為了有效地/高效地對每一傳感器104的電池單元進行充電而需要發(fā)射線圈310與接收線圈202之間的完全對準。如圖5中所展示，發(fā)射線圈310可沿充電袋302內(nèi)的傳感器104方向產(chǎn)生和發(fā)出磁通量線502。如圖5中所展示，從發(fā)射線圈310 發(fā)出的磁通量線502可穿過定向在不同方向上的傳感器104的接收線圈202(未示出)。因此，三個傳感器104中的每一個的接收線圈202定向在不同方向上，由此導(dǎo)致發(fā)射線圈310與傳感器104中的每一個的接收線圈202之間的不完全對準。

在實施例中，接收線圈202可經(jīng)由在發(fā)射線圈310與接收線圈202之間建立的諧振耦合接收發(fā)射線圈310所發(fā)出的磁通量502。因此，磁場可在發(fā)射線圈310與接收線圈 202之間振蕩。諧振耦合可實現(xiàn)來自發(fā)射線圈310與接收線圈202之間的磁場振蕩的能量的轉(zhuǎn)移。發(fā)射線圈310和接收線圈202可在相同諧振頻率下諧振并形成諧振的LC電路。眾所周知，LC電路的諧振頻率是ω₀＝1/√LC，其中“ω₀”是諧振頻率，“L”是 LC電路的電感，且“C”是LC電路的電容。

磁場從發(fā)射線圈310到接收線圈202的轉(zhuǎn)移促進能量從發(fā)射線圈310到接收線圈202 的轉(zhuǎn)移。基于能量從發(fā)射線圈310到接收線圈202的轉(zhuǎn)移，接收線圈202可由于電磁感應(yīng)而在傳感器104中的每一個的印刷電路板204內(nèi)感生電流。具體地說，由接收線圈202 接收的振蕩磁場可將振蕩力施加于接收線圈202中的電子上，由此導(dǎo)致電子在接收線圈 202內(nèi)來回移動。電子在接收線圈202內(nèi)的移動可感生交流電(AC)。交流電可轉(zhuǎn)換成用以對每一傳感器104的電池單元206進行充電的直流電(DC)。

為了促進高能量轉(zhuǎn)移以及借此感生高幅度的電流，需要發(fā)射線圈310與接收線圈202 緊密耦合。然而，由于傳感器104定向于隨意方向上，因此發(fā)射線圈310與接收線圈202 之間的對準是可變的且可能不固定。因此，本實用新型無線充電系統(tǒng)400使得能夠在發(fā)射線圈310與接收線圈202之間建立諧振耦合。發(fā)射線圈310和接收線圈202在相同諧振頻率下諧振以用于增強間隔開較大距離的發(fā)射線圈310與接收線圈202之間的能量轉(zhuǎn)移效率。應(yīng)注意，通過諧振耦合促進的能量轉(zhuǎn)移效率可取決于發(fā)射線圈310與接收線圈 202之間的耦合系數(shù)和品質(zhì)因數(shù)。

耦合系數(shù)在0到1的預(yù)定義范圍內(nèi)。必須注意，發(fā)射線圈310與接收線圈202之間的耦合越緊密，發(fā)射線圈310與接收線圈202之間的耦合系數(shù)越高。品質(zhì)因數(shù)是描述諧振材料的特性的參數(shù)。線圈中的高品質(zhì)因數(shù)避免在振蕩期間的阻尼、能量損失和長周期。

必須注意，由于傳感器104與充電袋302松耦合，因此發(fā)射線圈310與接收線圈202 之間的對準處于不同角度和不同距離。因此，發(fā)射線圈310與接收線圈202之間的耦合系數(shù)為低。然而，通過使用具有高品質(zhì)因數(shù)的發(fā)射線圈310和接收線圈202，接收線圈 202可接收小幅度的振蕩磁場。通過實施多個這樣的諧振周期，可產(chǎn)生大量能量并從發(fā)射線圈310發(fā)射到接收線圈202。接收線圈202所接收的能量增強在傳感器內(nèi)感生的電流，借此增強每一傳感器的電池單元的充電速率。在一些實施例中，含有接收線圈202 的電池供電裝置(例如，傳感器104)可能甚至不需要單獨/專用電池來初始化所述電池供電裝置和使其工作。在這些實施例中，電池供電裝置(即傳感器104)可基于接收線圈202從發(fā)射線圈310所接收的電能而開始和準備工作。

參考圖6，其為說明充電袋302的各種電子組件的框圖600，其中電子組件共同地促進對傳感器104的電池單元進行無線充電。如圖6中所說明，電子組件存在于充電袋 302的發(fā)射器602和接收器604內(nèi)。發(fā)射器602可包含電源606、控制器608、直流電/ 交流電(DC/AC)轉(zhuǎn)換器610、振蕩控制單元612、發(fā)射線圈310、熱控單元614以及通信模塊616。此外，接收器604可包含接收線圈202、整流器618、直流電/直流電(DC/DC) 轉(zhuǎn)換器620、電池622、控制器624、熱控單元626以及通信模塊628。

現(xiàn)在參考圖6，發(fā)射器602內(nèi)的電源606是DC電源，且因此可經(jīng)配置以將DC電力供應(yīng)到控制器608。此外，來自電源606的DC電力傳送到DC/AC轉(zhuǎn)換器610。DC/AC 轉(zhuǎn)換器610可將DC電力轉(zhuǎn)換成AC電力。AC電力可供應(yīng)到振蕩控制單元612。振蕩控制單元612可充當電子濾波器，從而確保發(fā)射線圈310所產(chǎn)生的磁場在相同諧振頻率下振蕩?？蛇M一步轉(zhuǎn)移到發(fā)射線圈310。發(fā)射線圈310可使用AC電力沿接收器604方向產(chǎn)生和發(fā)出振蕩磁通量502。熱控單元614可監(jiān)測發(fā)射器602內(nèi)的溫度，并且一旦發(fā)射器602過熱便立即向控制器608發(fā)出警報?？刂破?08可調(diào)節(jié)振蕩控制單元612。此外，控制器608可包含能夠檢測在發(fā)射線圈310與接收線圈202之間建立的諧振耦合的狀態(tài)的反饋回路，且借此通過控制振蕩控制單元612來調(diào)節(jié)從振蕩控制單元612到發(fā)射線圈 310的電力輸出。

此外，參考圖6，接收器604內(nèi)的接收線圈202可接收發(fā)射線圈310所發(fā)出的振蕩磁通量502。接收線圈202可將磁通量502轉(zhuǎn)變成交流電。整流器618可將交流電轉(zhuǎn)換成直流電(DC)。DC/DC轉(zhuǎn)換器620可轉(zhuǎn)變由整流器618產(chǎn)生的DC電流的電壓電平，以便符合對電池622進行充電的電壓要求。被充電的電池622可經(jīng)配置以存儲電能以用于將電力供應(yīng)到控制器624和其它電路。熱控單元626可監(jiān)測接收器604內(nèi)的溫度，并且一旦接收器604過熱便立即向控制器624發(fā)出警報?？刂破?24可調(diào)節(jié)整流器618。此外，控制器608可包含能夠檢測在接收線圈202與發(fā)射線圈310之間建立的諧振耦合的狀態(tài)的反饋回路。

如圖6中所展示，發(fā)射器602和接收器604進一步分別包括通信模塊616和通信模塊628。通信模塊(616、628)可經(jīng)配置以在充電袋302內(nèi)經(jīng)由選自藍牙、ZigBee、Wi-Fi 以及類似者的通信協(xié)議在發(fā)射器602和接收器604之間交換信息。發(fā)射器602與接收器 604之間的信息交換可包含(但不限于)工作電流和電壓、線圈的類型以及類似者?；谒粨Q的信息，分別與通信模塊616和通信模塊628耦合的控制器608和控制器624 可優(yōu)化無線充電系統(tǒng)的一或多個充電參數(shù)，其中正被優(yōu)化的更多充電參數(shù)可包含振蕩/ 諧振頻率、電力、工作電流和工作電壓。

根據(jù)本申請的實施例，可通過將多于一個發(fā)射線圈310并入于充電袋302內(nèi)進一步增強傳感器104內(nèi)的電池單元的充電效率。使用多個發(fā)射線圈的優(yōu)點是同時從多個發(fā)射線圈抽取磁通量，以使得接收線圈202可同時使用從多個發(fā)射線圈接收的磁通量對傳感器104的電池單元進行充電。此外，多個發(fā)射線圈可使得充電袋302內(nèi)的有效距離增加。因此，充電袋302可經(jīng)提供以使得充電袋302能夠嵌入較厚的可穿戴裝置以用于經(jīng)由充電袋302對所述可穿戴裝置的電池進行充電。

在一個實施例中，兩個發(fā)射線圈可嵌入于充電袋302內(nèi)，以使得發(fā)射線圈中的一個處于與另一發(fā)射線圈的方向相反的方向上，且接收線圈定位在所述兩個發(fā)射線圈內(nèi)。如圖7和圖8中所展示，兩個發(fā)射線圈(310-A、310-B)放置于充電袋302中的垂直的相反方向處。在優(yōu)選實施例中，充電袋302可水平地定位。接收線圈202可放置在兩個發(fā)射線圈(310-A、310-B)之間。如上文所描述，由于單一發(fā)射線圈與接收線圈之間的大偏差，在所述單一發(fā)射線圈與接收線圈之間建立弱耦合。由于弱耦合，可顯著地減少通過高電磁發(fā)出轉(zhuǎn)移到接收線圈中的能量，由此導(dǎo)致所感生的用于對電池進行充電的電流的量減少。

因此，為了實現(xiàn)高耦合效應(yīng)，兩個發(fā)射線圈(310-A、310-B)經(jīng)部署以使得發(fā)射線圈(310-A、310-B)與接收線圈之間的對準沒有很大的偏差。如圖8中所展示，兩個發(fā)射線圈(310-A、310-B)能夠沿接收線圈202的方向發(fā)出磁通量502(磁場)。在優(yōu)選實施例中，兩個發(fā)射線圈中與接收線圈202具有更強耦合效應(yīng)的一個可充當用于將磁場發(fā)出到接收線圈202以便促進對傳感器104的充電的主要發(fā)射器。兩個發(fā)射線圈(310-A、 310-B)所發(fā)射的磁場可導(dǎo)致兩個磁場之間的抵消效應(yīng)。為了避免抵消效應(yīng)，本實用新型系統(tǒng)可在接收線圈202的背側(cè)包含屏蔽材料。屏蔽材料可促進磁阻擋。此外，由于兩個發(fā)射線圈(310-A、310-B)可同時產(chǎn)生并發(fā)出磁通量502，因此可造成兩個磁場之間的磁干擾。因此，兩個發(fā)射線圈(310-A、310-B)可能需要彼此隔開一特定距離，借此避免磁干擾。

在另一實施例中，可通過在兩個發(fā)射線圈之間產(chǎn)生諧振效應(yīng)進一步增強能量轉(zhuǎn)移。在此實施例中，兩個發(fā)射線圈可隔開顯著地大于發(fā)射線圈310-A與310-B之間維持的距離的一延長的距離(在圖7和圖8中展示)。在此實施例中，放置于距另一發(fā)射線圈延長的距離處的發(fā)射線圈稱為“延長的發(fā)射線圈”。延長的發(fā)射線圈可增強和延長另一發(fā)射線圈所發(fā)出的磁通量的強度和距離。

圖9說明發(fā)出通量線902的發(fā)射線圈310-C，延長的發(fā)射線圈310-D接收所述通量線。此外，圖10說明增強發(fā)射線圈310-C所發(fā)出的通量線902的延長的發(fā)射線圈310-D 的工作。根據(jù)本申請的實施例，接收線圈202可定位于發(fā)射線圈310-C與延長的發(fā)射線圈310-D之間。參考圖9，延長的發(fā)射線圈310-D可充當用于基于在諧振腔內(nèi)產(chǎn)生的諧振效應(yīng)而放大或增強發(fā)射線圈310-C所發(fā)出的磁通量902的諧振器。在一個實施例中，延長的發(fā)射線圈310-D可連接到任選的電池組904，所述電池組充當備用電源，作為對電源304的替代。任選地提供的電池組904可經(jīng)調(diào)適以存儲電能，以在不存在經(jīng)由電源 304供應(yīng)的電力的情況下將電力供應(yīng)到充電裝置。發(fā)射線圈310-C和延長的發(fā)射線圈 310-D是具有高品質(zhì)因數(shù)的磁耦合線圈?；谒a(chǎn)生的諧振效應(yīng)，發(fā)射線圈310-C和延長的發(fā)射線圈310-D可在相同諧振頻率下諧振。所述諧振效應(yīng)可引起從發(fā)射線圈310-C 到延長的發(fā)射線圈310-D的振蕩磁通量的產(chǎn)生和發(fā)出。然而，由于延長的發(fā)射線圈310-D 被間隔開延長的距離(即，合理的遠距離)，所發(fā)出的振蕩磁通量具有低強度。因此，為了產(chǎn)生大量的能量，可在充電袋302內(nèi)實施多個這樣的諧振周期，其中在每一諧振周期期間，發(fā)射線圈310-C產(chǎn)生并發(fā)出磁通量，且延長的發(fā)射線圈310-D接收所述磁通量。從發(fā)射線圈310-C到所述延長的發(fā)射線圈310-D的這樣的連續(xù)性磁通量轉(zhuǎn)移使得能量能夠在發(fā)射線圈310-C與延長的發(fā)射線圈310-D之間的延長的距離內(nèi)來回轉(zhuǎn)移。此外，由于能量在發(fā)射線圈310-C與延長的發(fā)射線圈310-D之間的來回轉(zhuǎn)移，可增強發(fā)射線圈 310-C與延長的發(fā)射線圈310-D之間的接收線圈202的充電效率，借此導(dǎo)致對傳感器104 的較快速充電。

上文所論述的示范性實施例可以提供某些優(yōu)點。雖然并不是實踐本申請的各方面的要求，但是這些優(yōu)點可包含以下特征提供的優(yōu)點。

本申請的一些實施例實現(xiàn)用于同時對多個電池供電裝置進行充電的無線充電系統(tǒng)和/或設(shè)備。

本申請的一些實施例實現(xiàn)能夠同時對嵌入于所述便攜式充電裝置內(nèi)的一或多個電池供電裝置進行充電的無線便攜式充電裝置(呈袋狀)。

本申請的一些實施例實現(xiàn)用于通過在存在于無線充電系統(tǒng)和電池供電裝置內(nèi)的線圈之間建立諧振耦合來對電池供電裝置進行充電的無線充電系統(tǒng)和/或設(shè)備。

本申請的一些實施例實現(xiàn)促進由充電裝置內(nèi)的線圈產(chǎn)生的磁通量發(fā)出到電池供電裝置的電池單元內(nèi)的線圈，借此促進電池單元內(nèi)的線圈基于電磁感應(yīng)原理感生電流以便對電池供電裝置的電池單元進行充電的無線充電系統(tǒng)和/或設(shè)備。

本申請的一些實施例實現(xiàn)用于即使在無線充電系統(tǒng)和電池供電裝置的線圈之間的對準處于不同角度和距離的情況下仍然能對多個電池供電裝置進行充電的無線充電系統(tǒng)和/或設(shè)備。

雖然已用特定針對于結(jié)構(gòu)特征和/或方法的語言描述了用于促進對一或多個電池供電裝置進行無線充電的系統(tǒng)、設(shè)備和方法的實施方案，但應(yīng)理解，所附權(quán)利要求書不必受限于所描述的具體特征或方法。實情為，所述具體特征和方法揭示為用于促進對一或多個電池供電裝置進行無線充電的實施方案的實例。

雖然已特定參考本專利申請的多個實施例而展示和描述本專利申請，但應(yīng)注意，在不脫離本申請的范圍的情況下可以進行各種其它變化或修改。