CN103368225B - 向便携式电子装置提供射频(rf)信号的感应充电器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及向便携式电子装置提供射频(RF)信号的感应充电器，提供了一种用于便携式电子装置的感应充电器。便携式电子装置具有配置用于接收输出RF信号的射频(“RF”)天线以及二次线圈。感应充电器包括配置用于形成磁通的一次线圈。磁通被配置用于耦接到便携式电子装置中的二次线圈以感应电流。感应充电器包括接收输入RF信号的RF耦接组件。RF耦接组件被配置成辐射基于输入RF信号的输出RF信号。感应充电器包括配置成接收来自RF耦接组件的输出RF信号的辐射器。辐射器被配置成将输出RF信号辐射到便携式电子装置的RF天线。

Description

向便携式电子装置提供射频(RF)信号的感应充电器

技术领域

本发明的示例性实施例涉及用于便携式电子装置的感应充电器，并且更具体地涉及用于向便携式电子装置提供输出射频(“RF”)信号的感应充电器。

背景技术

诸如移动电话和智能手机的便携式电子装置可以使用可充电电池向便携式电子装置内的各种部件提供功率。在一种为便携式电子装置的电池再充电的方法中，使用感应充电器。感应充电器包括一次线圈，并且便携式电子装置包括二次线圈。当功率被供应至感应充电器时，电流经过一次线圈以形成磁通。便携式电子装置被置于靠近一次线圈处，使得磁通耦接到二次线圈以在二次线圈中感应出电流。二次线圈连接到电池，并且在二次线圈中感应的电流被用来对电池充电。

感应充电器可位于车辆内。这为车辆乘员提供了在驾驶或乘坐车辆的同时为他或她的便携式电子装置的电池充电的机会。感应充电器在车辆的内部舱室内部的位置应相对方便或易于被驾驶员和车辆的其他乘员接近。然而，在内部舱室内相对可接近的位置中的至少一些可能不能提供足够的射频(“RF”)接收效果。因此，如果正对移动电话或智能手机充电，则感应充电器的位置可导致相对低的数据速率、低质量的音频接收效果和通话中断。因此，希望提供一种可以改善便携式电子装置的RF接收效果的感应充电器。

发明内容

在本发明的一个示例性实施例中，提供了一种用于便携式电子装置的感应充电器。便携式电子装置具有配置用于接收输出RF信号的射频(“RF”)天线以及二次线圈。感应充电器包括配置用于形成磁通的一次线圈。磁通被配置用于耦接到便携式电子装置中的二次线圈以感应电流。感应充电器包括接收输入RF信号的RF耦接组件。RF耦接组件被配置成辐射基于输入RF信号的输出RF信号。感应充电器包括配置成接收来自RF耦接组件的输出RF信号的辐射器。辐射器被配置成将输出RF信号辐射到便携式电子装置的RF天线。

在本发明的另一个示例性实施例中，提供了一种用于便携式电子装置的感应充电器。便携式电子装置具有配置用于接收输出RF信号的RF天线和二次线圈。感应充电器包括配置用于形成磁通的一次线圈。磁通被配置用于耦接到便携式电子装置中的二次线圈以感应电流。感应充电器包括RF耦接组件，该RF耦接组件接收输入RF信号且被配置成辐射基于输入RF信号的输出RF信号。感应充电器包括沿一次线圈放置的RF元件。RF元件被配置用于接收来自RF耦接组件的输出RF信号并将输出RF信号发送到便携式电子装置的RF天线。

本发明提供下列技术方案。

技术方案1：一种用于便携式电子装置的感应充电器，所述便携式电子装置具有射频(“RF”)天线和二次线圈，所述RF天线被配置用于接收输出RF信号，所述感应充电器包括：

一次线圈，其被配置用于形成磁通，所述磁通被配置用于耦接到所述便携式电子装置的所述二次线圈以感应电流；

RF耦接组件，其接收输入RF信号且被配置成辐射所述输出RF信号，其中所述输出RF信号基于所述输入RF信号；以及

辐射器，其被配置成从所述RF耦接组件接收所述输出RF信号，所述辐射器被配置成将所述输出RF信号辐射到所述便携式电子装置的所述RF天线。

技术方案2：根据技术方案1所述的感应充电器，其中所述RF耦接组件与数据传输线通信以接收所述输入RF信号。

技术方案3：根据技术方案2所述的感应充电器，其中所述数据传输线与接收所述输入RF信号的车辆天线通信。

技术方案4：根据技术方案2所述的感应充电器，其中所述数据传输线与车辆控制模块通信。

技术方案5：根据技术方案2所述的感应充电器，其中所述数据传输线为同轴电缆。

技术方案6：根据技术方案1所述的感应充电器，其中所述辐射器为无源辐射装置。

技术方案7：根据技术方案1所述的感应充电器，其中所述辐射器为位于所述感应充电器的所述一次线圈的至少一部分上的法拉第屏蔽。

技术方案8：根据技术方案1所述的感应充电器，其中所述RF耦接组件包括采样电路和天线，其中所述天线与所述采样电路通信以将所述输出RF信号发送到所述辐射器。

技术方案9：根据技术方案8所述的感应充电器，其中所述天线为近场天线并且所述输出RF信号为近场蜂窝RF信号。

技术方案10：根据技术方案1所述的感应充电器，其中所述输入RF信号和所述输出RF信号均为蜂窝信号。

技术方案11：根据技术方案1所述的感应充电器，其中所述便携式电子装置为智能手机和移动电话之一。

技术方案12：一种用于便携式电子装置的感应充电器，所述便携式电子装置具有射频(“RF”)天线和二次线圈，所述RF天线被配置用于接收输出RF信号，所述感应充电器包括：

一次线圈，其被配置用于形成磁通，所述磁通被配置用于耦接到所述便携式电子装置中的所述二次线圈以感应电流；

RF耦接组件，其接收输入RF信号且被配置成辐射所述输出RF信号，其中所述输出RF信号基于所述输入RF信号；以及

RF元件，其沿所述一次线圈放置，所述RF元件被配置用于从所述RF耦接组件接收所述输出RF信号并将所述输出RF信号发送到所述便携式电子装置的所述RF天线。

技术方案13：根据技术方案12所述的感应充电器，其中所述RF元件为配置用于辐射近场蜂窝RF信号的天线元件。

技术方案14：根据技术方案12所述的感应充电器，其中所述一次线圈包括外部线圈，并且所述RF元件沿所述外部线圈放置。

技术方案15：根据技术方案12所述的感应充电器，其中所述RF耦接组件与数据传输线通信以接收所述输入RF信号。

技术方案16：根据技术方案15所述的感应充电器，其中所述数据传输线与接收所述输入RF信号的车辆天线通信。

技术方案17：根据技术方案15所述的感应充电器，其中所述数据传输线与车辆控制模块通信。

技术方案18：根据技术方案12所述的感应充电器，其中所述RF耦接组件包括采样电路和天线，其中所述天线与所述采样电路通信以将所述输出RF信号发送到所述辐射器。

技术方案19：根据技术方案18所述的感应充电器，其中所述天线为近场天线并且所述输出RF信号为近场蜂窝RF信号。

技术方案20：根据技术方案12所述的感应充电器，其中所述便携式电子装置为智能手机和移动电话之一。

当结合附图时，根据本发明的以下详细描述，本发明的上述特征和优点及其它特征和优点将变得更加显而易见。

附图说明

其它特征、优点和细节仅以举例方式出现在实施例的以下详细描述、参考附图的详细描述中，在附图中：

图1是车辆中的充电系统的示例性示意图；

图2是根据本申请的一个实施例的充电系统的示意图；

图3是图2所示射频(“RF”)耦接装置的示意图；

图4是用于提供图2所示辐射器的备选方法的示意图；

图5是根据本申请的另一个实施例的充电系统的示意图；以及

图6是图5所示一次线圈的图示。

具体实施方式

以下描述本质上仅仅是示例性的，而并非意图限制本发明、其应用或用途。如本文所用，术语模块是指专用集成电路(ASIC)、电子电路、处理器(共享、专用或组)和执行一个或多个软件或固件程序的存储器、组合逻辑电路、和/或提供所描述的功能的其它合适的部件。

现在参看图1，示例性实施例涉及还辐射射频(“RF”)信号的充电系统10。充电系统10包括感应充电器20、便携式电子装置22、天线24、各种数据线26、控制模块30、收发机32和电池34。在如图1所示的示例性实施例中，充电系统10被用于车辆40中。然而，应当理解，充电系统10不限于车辆，并且可以在诸如家庭或办公室中使用的感应充电器的各种应用中使用。

天线24被配置成接收输入RF信号28。感应充电器20通过数据线26接收来自天线24的输入RF信号28。数据线26为诸如同轴电缆的用于传送射频信号的任何类型的传输线。在一个示例性方法中，输入RF信号可通过数据线26直接从天线24接收，其中数据线26在图1标为“A”。或者，在另一个方法中，RF信号可通过标为“B”的数据线26从控制模块30接收(其中控制模块30可以是例如远程信息控制模块)。

在如图1所示的示例性实施例中，天线24安装在车辆40的外表面42上。具体而言，图1示出了安装到车辆40的车顶44的天线，然而应当理解，天线24也可以沿着车辆40的其它外表面42安装。将天线24定位在车顶44上可以提供大体上无阻挡的视线以及大的传导表面(例如，车顶44的金属表面)。天线24可以被尺寸设计成发送和接收特定频率的RF信号。例如，天线24可以被尺寸设计成发送和接收移动电话信号。

控制模块30也通过数据线26接收来自天线24的RF信号。在一个实施例中，控制模块30可以是远程信息控制模块。收发机32也通过数据线26接收来自天线24的RF信号。在一个实施例中，如果在车辆40中使用充电系统10，则电池34可以是向感应充电器20提供功率的车用电池(例如，铅酸电池或锂离子电池)。

便携式电子装置22可以是发送和接收诸如移动电话信号的RF信号的任何类型的便携式电子装置。在一个示例性实施例中，便携式电子装置22可以是智能手机或移动电话。现在转到图2，便携式电子装置22包括可通过感应充电器20充电的诸如电池50的可充电储能装置。感应充电器20包括一次线圈52，并且便携式电子装置22包括二次线圈54。当功率被供应至感应充电器20(例如，通过图1所示电池34)时，电流经过一次线圈52以形成磁通M。便携式电子装置22被置于靠近一次线圈52处，使得磁通M耦接到二次线圈54以在二次线圈54中感应电流。二次线圈54连接到可再充电电池50，其中在二次线圈54中感应的电流为可再充电电池50提供电荷。

除了为可再充电电池50提供电荷之外，感应充电器20还辐射输出RF信号60到便携式电子装置22的天线62。具体而言，输出RF信号60基于从数据线26接收的输入RF信号28(图1中示出)。在如图2所示的实施例中，感应充电器20包括RF耦接组件64和电辐射器66。RF耦接组件64被配置用于从数据线26接收输入RF信号28(图1中示出)并向辐射器66辐射输出RF信号60。辐射器66将输出RF信号60辐射到便携式电子装置22的天线62。

在一个实施例中，RF耦接组件64可包括例如采样电路70(图3中示出)以用于从数据线26接收输入RF信号28的波形(图1)。采样电路70将输入RF信号28的波形匹配到输出RF信号60所需的波形。也就是说，采样电路70将来自输入RF信号28的波形匹配到便携式电子装置22的天线62所需的波形。在一个实施例中，采样电路70可以是线性匹配网络。RF耦接组件64还包括天线72(图3中示出)。天线72与采样电路70通信，并且将输出RF信号60发送到辐射器66。天线72可以是近场天线，并且输出RF信号60可以是近场蜂窝RF信号。

辐射器66可以是配置用于接收和发送输出RF信号60的任何类型的电辐射器元件。在一个实施例中，辐射器66可以是无源元件(例如，辐射器不需要外部电源)，这又可以降低感应充电器20的成本和复杂性。然而，应当理解，辐射器66也可以是有源元件。在图4所示的一个示例性实施例中，辐射器66可以是法拉第屏蔽或笼，其被置于或定位成在感应充电器20的一次线圈52的至少一部分上。具体而言，法拉第笼的传导元件68可以在尺寸上修改(例如，传导元件68尺寸大小可以增加或减小)以辐射输出RF信号60。

转回到图2，辐射器66将输出RF信号60传送到便携式电子装置22的天线62。具体而言，例如，输出RF信号60为蜂窝信号(例如，近场蜂窝RF信号)。因此，感应充电器20不仅向可再充电电池50提供电荷，而且用来将蜂窝信号再辐射到便携式电子装置22。因此，便携式电子装置22可具有改善或提高的蜂窝接收效果。具体而言，例如，如果感应充电器20被置于车辆40的内部舱室内(图1)，则内部舱室内的一些位置可能不会向便携式电子装置22提供足够的RF接收效果，从而导致通话中断或相对低的数据速率。然而，感应充电器20将蜂窝信号再辐射到便携式电子装置22，从而提供改善的蜂窝接收效果。

图5是感应充电器120和便携式电子装置122的备选实施例。在如图所示的实施例中，便携式电子装置122包括电池150、二次线圈154和天线162。感应充电器120包括RF耦接组件164和一次线圈152。类似于如图3所示的图示，RF耦接组件164可包括采样电路70以用于将来自数据线26的输入RF信号28的波形(图1)匹配到输出RF信号160所需的波形。RF耦接组件164还包括天线72(图3中示出)。天线72与采样电路70通信，并且将输出RF信号160发送到一次线圈152。

一次线圈152被配置成从RF耦接组件164接收输出RF信号160。具体而言，一次线圈152可包括提供RF功能的各种特征。例如，现在转到图6，示例性一次线圈152示出为具有外部或裸露的环180。RF元件182可沿裸露环180放置，并且通常用作一次线圈152的附件或延伸，其中RF元件182辐射输出RF信号160。在如图6所示的示例中，RF元件182为在裸露环180的外表面190上滑动的大体上环状的元件。RF元件182被配置用于从RF耦接组件164接收输出RF信号160，并且将输出RF信号160发送到便携式电子装置122的天线162(图5中示出)。RF元件182可以是例如尺寸设计成发送和接收蜂窝信号的天线元件。具体而言，在一个实施例中，RF元件182可以是尺寸设计成辐射近场蜂窝RF信号的天线。

因此，在图5-6所示实施例中，一次线圈152不仅向电池150提供电荷，而且也用作RF辐射器。类似于如图2所示的实施例，感应充电器120也用来将蜂窝信号再辐射到便携式电子装置122。因此，便携式电子装置122可具有改善或提高的蜂窝接收效果。

虽然已经结合示例性实施例描述了本发明，但本领域的技术人员应当理解，在不脱离本发明的范围的情况下，可进行各种改变，并且可以用等同物替代本发明的要素。此外，在不脱离本发明实质范围的情况下，基于本发明的教导可进行许多修改以适应特定的情况或材料。因此，并非意图将本发明局限于本发明所公开的具体实施例，相反，本发明将包括属于本申请范围内的所有实施例。

Claims (16)

1.一种用于便携式电子装置的感应充电器，所述便携式电子装置具有射频天线和二次线圈，所述射频天线被配置用于接收输出射频信号，所述感应充电器包括：

一次线圈，其被配置用于形成磁通，所述磁通被配置用于耦接到所述便携式电子装置的所述二次线圈以感应电流；

射频耦接组件，其接收输入射频信号且被配置成辐射所述输出射频信号，其中所述输出射频信号基于所述输入射频信号；以及

辐射器，其被配置成从所述射频耦接组件接收所述输出射频信号，所述辐射器被配置成将所述输出射频信号辐射到所述便携式电子装置的所述射频天线，

其中所述射频耦接组件包括采样电路和天线，其中所述天线与所述采样电路通信以将所述输出射频信号发送到所述辐射器，

其中所述天线为近场天线并且所述输出射频信号为近场蜂窝射频信号。

2.根据权利要求1所述的感应充电器，其中所述射频耦接组件与数据传输线通信以接收所述输入射频信号。

3.根据权利要求2所述的感应充电器，其中所述数据传输线与接收所述输入射频信号的车辆天线通信。

4.根据权利要求2所述的感应充电器，其中所述数据传输线与车辆控制模块通信。

5.根据权利要求2所述的感应充电器，其中所述数据传输线为同轴电缆。

6.根据权利要求1所述的感应充电器，其中所述辐射器为无源辐射装置。

7.根据权利要求1所述的感应充电器，其中所述辐射器为位于所述感应充电器的所述一次线圈的至少一部分上的法拉第屏蔽。

8.根据权利要求1所述的感应充电器，其中所述输入射频信号和所述输出射频信号均为蜂窝信号。

9.根据权利要求1所述的感应充电器，其中所述便携式电子装置为智能手机和移动电话之一。

10.一种用于便携式电子装置的感应充电器，所述便携式电子装置具有射频天线和二次线圈，所述射频天线被配置用于接收输出射频信号，所述感应充电器包括：

一次线圈，其被配置用于形成磁通，所述磁通被配置用于耦接到所述便携式电子装置中的所述二次线圈以感应电流；

射频耦接组件，其接收输入射频信号且被配置成辐射所述输出射频信号，其中所述输出射频信号基于所述输入射频信号；以及

射频元件，其沿所述一次线圈放置，所述射频元件被配置用于从所述射频耦接组件接收所述输出射频信号并将所述输出射频信号发送到所述便携式电子装置的所述射频天线，

其中所述射频耦接组件包括采样电路和天线，其中所述天线与所述采样电路通信以将所述输出射频信号发送到所述辐射器，

其中所述天线为近场天线并且所述输出射频信号为近场蜂窝射频信号。

11.根据权利要求10所述的感应充电器，其中所述射频元件为配置用于辐射近场蜂窝射频信号的天线元件。

12.根据权利要求10所述的感应充电器，其中所述一次线圈包括外部线圈，并且所述射频元件沿所述外部线圈放置。

13.根据权利要求10所述的感应充电器，其中所述射频耦接组件与数据传输线通信以接收所述输入射频信号。

14.根据权利要求13所述的感应充电器，其中所述数据传输线与接收所述输入射频信号的车辆天线通信。

15.根据权利要求13所述的感应充电器，其中所述数据传输线与车辆控制模块通信。

16.根据权利要求10所述的感应充电器，其中所述便携式电子装置为智能手机和移动电话之一。