[发明专利]用于无线功率输送的热学屏障

说明书

一种用于无线功率输送系统的热学屏障包括用于耦合到通过第一电磁信号供电的功率接收器（111）的第一表面区域（807）以及用于耦合到提供第二电磁信号的功率传送器（101）的第二表面区域（805）。热学屏障（801）进一步包括具有包括电感器和电容器的谐振电路的功率中继器（803）。功率中继器（803）布置成通过朝向第一表面区域（807）集中第二电磁信号的能量来生成第一电磁信号。热学屏障可以提供功率传送器（101）的热学保护而没有对功率输送操作的不可接受的影响。

技术领域

本发明涉及无线功率输送，并且特别但不排他地涉及用于加热器具的无线功率输送。

背景技术

许多系统要求布线和/或电气接触以便向设备供应电功率。省略这些导线和接触件提供改进的用户体验。传统地，这已经使用位于设备中的电池实现了，但是该方案具有若干缺点，包括额外的重量、大体积和频繁对电池进行更换或再充电的需要。最近，使用无线感应功率输送的方案已经接收到日益增加的兴趣。

该增加的兴趣的部分归因于在过去十年中便携式和移动设备的数目和种类激增。例如，移动电话、平板电脑、媒体播放器等的使用已经变得无所不在。这样的设备一般由内部电池供电并且典型的使用场景通常要求对电池的再充电或从外部电源对设备的直接有线供电。

如所提及的，大多数当今的设备要求布线和/或明确的电气接触以从外部电源供电。然而，这往往是不切实际的并且要求用户物理地插入连接器或以其它方式建立物理电气接触。引入导线的长度对用户而言也往往是不方便的。典型地，功率要求也明显不同，并且当前大多数设备设有它们自己的专用电源，导致典型用户具有大量不同的电源，其中每一个电源专用于特定设备。尽管，内部电池可以防止对到外部电源的有线连接的需要，但是该方案仅提供部分解决方案，因为电池将需要再充电（或更换，这是昂贵的）。电池的使用还可能大幅增加设备的重量并且潜在地增加其成本和大小。

为了提供明显改进的用户体验，已经提出使用无线电源，其中功率从功率传送器设备中的传送器线圈感应输送至各个设备中的接收器线圈。

经由磁感应的功率传送是公知的概念，其主要应用于具有初级传送器线圈与次级接收器线圈之间的紧密耦合的变压器中。通过分离两个设备之间的初级传送器线圈和次级接收器线圈，设备之间的无线功率输送基于松散耦合变压器的原理而成为可能。

这样的布置允许到设备的无线功率输送，而无需任何导线或物理电气连接。事实上，它可以简单地允许设备邻近于传送器线圈放置或放置在其顶部上以便在外部再充电或供电。例如，功率传送器设备可以布置有水平表面，在该水平表面上可以简单地放置设备以便供电。

另外，这样的无线功率输送布置可以有利地设计成使得功率传送器设备可以与一系列功率接收器设备一起使用。特别地，已经限定了被称为Qi规范的无线功率输送方案并且其当前正在得到进一步发展。该方案允许满足Qi规范的功率传送器设备与同样满足Qi规范的功率接收器设备一起使用，而这些不必来自相同制造商或者不必专用于彼此。Qi规范进一步包括用于允许操作适应于特定功率接收器设备（例如取决于特定功率耗用）的某种功能性。

Qi规范由无线电源联盟开发并且更多信息可以例如在他们的网站上找到：http://www.wirelesspowerconsortium.com/index.html，其中特别地可以找到所限定的规范文档。

为了支持功率传送器和功率接收器的交互工作和互操作性，优选的是这些设备可以彼此通信，即如果支持功率传送器与功率接收器之间的通信并且优选地如果在两个方向上支持通信，则是合期望的。

Qi规范支持从功率接收器到功率传送器的通信，从而使得功率接收器能够提供可以允许功率传送器适应于特定功率接收器的信息。在当前规范中，已经限定了从功率接收器到功率传送器的单方向通信链路并且该方案基于功率接收器作为控制元件的哲理。为了准备和控制功率传送器与功率接收器之间的功率输送，功率接收器特别地向功率传送器传达信息。