CN108736587A - 二维圆形阵列结构的无线充电方法和设备 - Google Patents

Abstract

公开了一种采用二维(2D)圆形阵列结构形式的无线充电方法和设备，其可以形成能量密度均匀的充电区域。该无线充电方法包括由多个发射线圈接收电流，并且使用旋转磁场和垂直磁场由发射线圈来生成可用于在三维(3D)空间中进行无线充电的3D无线充电区域，该发射线圈在二维平面(2D)上以圆形的形式布置。

Description

二维圆形阵列结构的无线充电方法和设备

技术领域

示例实施例涉及无线充电方法和设备，其通过在二维(2D)平面上布置发射线圈用于在三维(3D)空间中生成均匀的充电区域。

背景技术

近期，对各种类型的便携式电子装置的需求爆炸性增加，并且对中小型无人机和例如自行车、快速板和电动轮的电动个人交通工具的偏好，也正随着信息科技(IT)的发展而增加。

通常，便携式电子装置使用具有有线充电器的电池。然而，有线充电可能不便于使用，因而对开发各种无线充电方法的研究已经持续进行，以便解决有线充电的这些不便。

在各种无线充电方法中，存在基于磁感应的无线充电方法。然而，由于发射和接收之间距离的限制，其可能不是有效的，并且因为无线充电仅在指定条件(例如二维(2D)焊盘结构)下被允许，发射和接收共振器需要直接面对面地布置，如果没有被布置成面对面，则无法执行无线充电。因而，无线充电不便于使用，且充电距离也短。

在各种无线充电方法中，还存在基于磁共振的无线充电方法。通过经同相双馈方法将不同相位的线圈(例如，0度(°)和90°)布置成面对墙壁，并在圆柱或矩形空间中生成旋转磁场，其使得无论接收共振器的位置如何，均可以无线充电。

发明的公开

技术目标

示例实施例提供用于通过在二维(2D)平面上布置发射线圈来在三维(3D)空间中生成可用的充电区域的技术。

技术方案

根据示例实施例，提供了无线电充电方法，包括由多个发射线圈来接收电流，并使用旋转磁场和垂直磁场由发射线圈来生成可用于在3D空间中进行无线充电的三维(3D)无线充电区域。发射线圈可以在二维平面(2D)上以圆形的形式布置。

接收可以包括由发射线圈中的发射线圈对来接收第一同相电流，并通过发射线圈中的另一发射线圈对来接收第二同相电流。第一同相电流和第二同相电流可以具有互不相同的相位。

发射线圈可以于其间以统一的间距进行布置，并且发射线圈对和其他发射线圈对可以以彼此对称的形式面对面地布置。

发射线圈可以被布置为垂直或平行于2D平面。

响应于发射线圈中的发射线圈对的数量为n，第一同相电流和第二同相电流可以具有相位差π/n。

无线充电方法还可以包括由传输逆变器控制将要被输出到发射线圈的电流的大小或相位中的至少一项。

发射线圈对或其他发射线圈对中的至少一个的发射线圈可以被并行或串行连接。

根据另一示例实施例，提供了包括传输逆变器和多个发射线圈的无线充电设备，该发射线圈被配置为通过与从传输逆变器输出的电流响应生成旋转磁场和垂直磁场，来生成可用于在3D空间中进行无线充电的3D无线充电区域。发射线圈可以在二维平面(2D)上以圆形的形式布置。

传输逆变器可以将第一同相电流输出至发射线圈中的发射线圈对，并将第二同相电流输出至发射线圈中的另一发射线圈对。第一同相电流和第二同相电流可以具有互不相同的相位。

发射线圈可以于其间以统一的间距进行布置，并且发射线圈对和其他发射线圈对可以以彼此对称的形式面对面地布置。

发射线圈可以被布置为垂直或平行于2D平面。

响应于发射线圈中的发射线圈对的数量为n，第一同相电流和第二同相电流可具有相位差π/n。

传输逆变器可以控制将要被输出到发射线圈的电流的大小或相位中的至少一项。

发射线圈对或其他发射线圈对中至少一个的发射线圈可被并行或串行连接。

无线充电设备还可以包括被布置在发射线圈中的至少一个和传输逆变器之间的匹配电容，以用于发射线圈的共振。

传输逆变器可以使用比发射线圈和匹配电容之间共振频率更低的频率来作为匹配频率。

发射线圈的形式可以包括平面螺旋结构、3D螺旋结构、圆形线圈、多边形线圈和螺线管。

2D平面可以包括磁性材料和安装在磁性材料下的钢板结构。磁性材料可以包括铁氧体。

附图说明

图1是示出根据示例实施例的无线充电设备的示例的图。

图2是示出图1中所示的发射线圈的布置以及将由这种布置所生成的可用的三维(3D)无线充电区域的示例的图。

图3是示出线圈的示例尺寸的图，该尺寸被提供来基于发射线圈的尺寸和接收线圈的尺寸来描述充电效率。

图4是示出将电流施加于图2中所示的发射线圈的示例的图。

图5是示出图1中所示的传输逆变器和发射线圈之间的连接的示例的图。

图6是示出图1中所示的传输逆变器和发射线圈之间的连接的另一示例的图。

图7是示出至少3对图1中所示的发射线圈的示例的图。

图8的(a)、(b)、(c)、(d)、(e)和(f)是示出当同相电流流入图2中所示的每一发射线圈对时通过执行模拟以验证磁场分布所获得的模拟结果的示例的图。

图9的(a)、(b)、(c)、(d)、(e)和(f)是示出当0度(°)和90°相位的电流流入图2中所示的每一发射线圈对时通过执行模拟以验证磁场分布所获得的模拟结果的示例的图。

图10的(a)和(b)是示出通过执行模拟以验证图2中所示的发射线圈所生成的磁通密度所获得的模拟结果的示例的图。

实现本发明的最佳模式

下列具体描述被提供来帮助读者全面理解本文所描述的方法、设备和/或系统。本文所描述的特征可以以不同形式体现，并且不应被解释为限于本文所描述的示例。相反，本文所描述的示例仅被提供来说明实现本文所描述的方法、设备和/或系统的许多可能的方式中的一些，这在理解了本申请的公开之后将是显而易见的。

然而，应该理解，并不旨于将本公开限制于所公开的特定示例实施例。相反，示例实施例是为了涵盖在示例实施例的范围内的所有修改、等价和可替代方案。

尽管例如第一、第二、A、B、(a)、(b)等的术语可以在本文中用于描述各种构件、组件、区域、层或区段，但是这些构件、组件、区域、层或区段不受这些术语的限制。相反，这些术语仅用于将一个构件、组件、区域、层或区段和另一个构件、组件、区域、层或区段进行区分。因而，在不脱离示例的教导的情况下，在本文所描述的示例中所称的第一构件、组件、区域、层或区段也可以被称作第二构件、组件、区域、层或区段。

贯穿本说明书中，当元件(例如层、区域或基底)被描述为“在……上”、“连接到”或“耦接到”另一元件时，其可以是直接“在……上”、“连接到”或“耦接到”另一元件，或者可以存在一个或多个其他元件介于其间。相反，当元件被描述为“直接在……上”、“直接连接到”或“直接耦接到”另一元件时，不可以存在其他元件介于其间。

本文所使用的术语仅用于描述各种示例，并不是用来限制本公开。冠词“一”、“一个”和“所述”也旨于包括复数形式，除非上下文明确地另有说明。术语“包含”、“包括”和“具有”指明所阐明的特征、数量、操作、构件、元件和/或其组合的存在，但并不排除存在或增加一个或多个其他特征、数量、操作、构件、元件和/或其组合。

除非另有定义，本文所使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有和本公开所涉及领域的普通技术人员通常理解的意义相同的意义。例如那些在常用字典中所定义的术语将被解释为具有和相关领域的上下文中的它们的意义一致的意义，并且除非在本文中明确定义，其不被解释为理想化或过于正式的意义。

本文所使用的的术语“模块”可以指示可执行本文所描述的组件中的每一个的功能和操作的硬件、可执行某一功能和操作的计算机程序代码、或者装配有可执行某一功能和操作的计算机程序代码的电子记录介质，例如，处理器和微处理器。

换言之，模块可以指示执行本文所描述的技术特征的硬件、和/或操作硬件的软件的功能性和/或结构性的组合。

下文中，将参照附图详细地描述示例实施例。然而，应该理解，其不旨于将本公开限制于本文所描述的特定示例实施例。关于分配给附图中元件的标号，应该注意，即使其在不同的图中出现，只有可能，相同元件将由相同的标号来标示。

图1是示出根据示例实施例的无线充电设备的示例的图。

参照图1，无线充电设备10包括传输逆变器100和多个发射线圈200。无线充电设备10可以使用基于磁感应的无线充电方法或基于磁共振的无线充电方法中的至少一个来执行无线充电。

无线充电设备10可以通过在二维(2D)平面上布置发射线圈200来生成具有统一能量密度的充电区域，其是可用于无线充电的区域，并且在下文中将被称作可用的充电区域。例如，无论接收线圈的位置和方向如何，无线充电设备10可以使用从发射线圈200生成的旋转磁场和垂直磁场来生成在其中可进行无线充电的三维(3D)空间，其在下文中将被称作可用的3D无线充电区域，从而执行无线充电。

无论电子装置在可用的充电区域内被旋转的方向如何，无线充电设备10可以执行无线充电。也就是说，无论在xyz空间中(不是xy平面)的接收设备的方向如何，无线充电设备10可以执行无线充电。

无线充电设备10可以在某一区域中没有墙体结构的情况下提供具有3D自由度(DoF)的无线充电或能量转移技术。无线充电设备10可以用于克服现有2D焊盘结构和使用这种3D无线电力传输的现有3D无线电力传输技术的限制，并且因而允许用户容易且不受限制地使用无线充电和无线电力传输技术。

无论接收器的接收线圈的结构如何，无线充电设备10可以执行无线电力传输和无线充电。接收器可以使用至少两对接收线圈，如使用其中至少两对的发射线圈中所示。然而，当接收线圈中的每一个的尺寸减小时，充电效率可以降低。

无线充电设备10可以在任何结构(例如，平面螺旋结构、3D螺旋结构和螺线管结构)的接收线圈上执行无线充电。另外，无线充电设备10还可以在接收线圈和发射线圈彼此水平或垂直地布置时以及在它们之间以斜角倾斜地布置时，执行无线充电。

无线充电设备10可以为各种信息技术(IT)相关的装置执行无线充电该信息技术(IT)相关的装置例如笔记本计算机、无人机、电动个人交通工具、移动电话、智能手机、平板个人计算机(PC)、移动互联网装置(MID)、个人数字助理(PDA)、企业数字助理(EDA)、数码相机、数码摄像机、便携式多媒体播放器(PMP)、个人或便携式导航设备(PND)、掌上游戏机、电子书和其他智能装置。智能装置可以包括例如智能手表、智能带和智能环。

传输逆变器100可以将电流输出至发射线圈200。例如，传输逆变器100可以将第一同相电流输出至发射线圈200中的发射线圈对，并且将第二同相电流输出至发射线圈200中的另一发射线圈对。

第一同相电流和第二同相电流在相位上可以互不相同。响应于第一同相电流和第二同相电流是不同的，发射线圈200可以生成旋转磁场和垂直磁场。例如，这种异相电流可以是正交信号。

传输逆变器100可以控制将要输出至发射线圈200的电流的大小或相位中的至少一项。例如，传输逆变器100可以作为至少两个传输逆变器来提供。

从传输逆变器100输出的信号可以是正交信号。

无线充电设备10可以基于在接收器的位置上的改变来检测发射至接收器的接收功率，并且将与检测到的接收功率相关的信息输出至传输逆变器100。传输逆变器100然后可以基于与接收功率相关的信息来控制传输功率。例如，响应于接收功率处于正常状态，传输逆变器100可以完成发射和充电。

响应于电流从传输逆变器100输出，发射线圈200可以生成旋转磁场和垂直磁场，并生成可用的3D无线充电区域。

发射线圈200可以包括多个发射线圈对。发射线圈200可以在2D平面上以圆形的形式布置。发射线圈200可以被布置成垂直或水平于2D平面。

发射线圈200可以于其间以统一的间距进行布置，并且发射线圈对和另一发射线圈对可以以彼此对称的形式面对面地布置。另外，发射线圈200可被布置为彼此重叠，或彼此不重叠。

在发射线圈200之间的距离增加的情况中，可能在发射线圈200被布置于其上的2D平面的中心处生成无效点。在这种情况中，可以在无线充电设备10的中心安装例如杆的站立结构。

在发射线圈对的数量为n的情况中，从传输逆变器100输出的第一同相电流和第二同相电流可以具有相位差π/n。也就是说，在无线充电设备10使用具有高品质因素(Q)的至少两个发射线圈对的情况中，发射线圈对的发射线圈中的每一个可以接收从传输逆变器100输出的具有0度(°)和180/n°相位的n个电流。

例如，在使用两个发射线圈对的情况中，无线充电设备10可以通过传输逆变器100将0°相位的电流输出至一个发射线圈对，并且将90°相位的电流输出至另一发射线圈对。这里，通过布置发射线圈对中彼此面对面的发射线圈来允许发射线圈的电流方向彼此相反，无线充电设备10然后可以生成正交组件的磁场，并且该磁场可以具有旋转磁场的特性。

因此，尽管发射线圈不是面对墙表面地布置在2D平面上，但是无线充电设备10可以在3D空间中生成可用的充电区域，并且因而无论接收线圈的位置和方向如何，可以执行无线充电。

如上所述，尽管发射线圈200被布置在2D平面上，但是无线充电设备10可以获得DoF，并且为用户提供方便且不受限制的无线充电环境，并且还可以在保持充电所需的效率的同时扩展可用的充电区域。

图2是示出图1中所示的发射线圈的布置以及将由这种布置所生成的可用的三维(3D)无线充电区域的示例的图。

参照图2，同相电流可以流入发射线圈对中，该发射线圈对的发射线圈在多个发射线圈210、230、250和270中彼此面对面，该发射线圈对被布置在相互正交的位置处。通过将具有0°和90°相位的电流施加于如图2所示布置的发射线圈210、230、250和270，可以生成3D旋转磁场和/或垂直磁场。

无线充电设备10可以以平面形式布置发射线圈210、230、250和270，并且也生成可用的3D充电区域400。因而，当接收线圈310和330平行于发射线圈210、230、250和270时以及当接收线圈310和330垂直于发射线圈210、230、250和270时，无线充电设备100可以执行无线充电。

可用的3D充电区域400可以包括对应于在其上布置发射线圈210、230、250和270的2D平面的可用的充电区域，和对应于从发射线圈210、230、250和270生成的垂直磁场的可用的充电区域。例如，可用的3D充电区域400可以是半球形状或圆柱形状。

发射线圈210、230、250和270可以均匀布置，并且因而可以去除可用的3D充电区域400中效率可能降低的区域。例如，2n个或更多的发射线圈可以以圆形的形式均匀布置，以去除这样的其中效率可能降低的区域，并且传输逆变器100可以将相邻发射线圈之间具有相位差π/n的信号输入到发射线圈中的每一个。

例如，传输逆变器100可以将具有0°相位的电流输出至包括发射线圈210和230的发射线圈对，并将具有90°相位的电流输出至包括发射线圈250和270的另一发射线圈对。

另外，无线充电设备10可以在于其上布置发射线圈210、230、250和270的2D平面的中心处安装柱形物，并通过站立在该柱形物上的接收线圈来执行无线充电。这里，2D平面的中心是可能发生无效点的地方。

发射线圈200的形式可以是平面螺旋结构、3D螺旋结构、圆形线圈和多边形线圈，及螺线管。例如，使用平面螺旋结构，可以制成具有极低高度的发射线圈。尽管以上参照图2描述了以4个发射线圈210、230、250和270来提供的发射线圈200的示例，但是发射线圈200的数量可以多于4个。

图3是示出线圈的示例尺寸的图，该尺寸被提供来基于发射线圈的尺寸和接收线圈的尺寸来描述充电效率。

参照图3，在使用单个大发射线圈的情况中，因为接收线圈的尺寸比发射线圈的尺寸相对更小，充电效率可能将大幅度降低。因而，为了获得理想的效率，接收线圈和发射线圈可能需要被制成尺寸相差不太大。在这种情况中，可用的充电区域400可能会减小。

当如图3中所示地制成接收线圈和发射线圈时，可用的充电区域400可能减小，且在垂直布置接收线圈的情况下可能无法充电。因而，通过如图2所示在2D平面上布置具有相同尺寸的发射线圈210、230、250和270，充电效率可以增加。

通过将发射线圈210、230、250和270的形式改变成椭圆形或长方形的形式并增加发射线圈的数量，可用的充电区域400可以被扩展，并且无论位置如何，还可以获得均匀的转移效率。

2D平面可以包括磁性材料和安装在磁性材料下的钢板结构，使得发射线圈210、230、250和270可以具有高的Q值和高的电感值。磁性材料可以包括例如铁氧体。

图4是示出将电流施加于图2中所示的发射线圈的示例的图。

参照图4，被布置在y轴上的发射线圈210和230可以接收具有0°相位的电流，并且被布置在x轴上的发射线圈250和270可以接收具有90°相位的电流。

可以在从具有0°相位的电流到具有90°相位的电流的方向上从发射线圈210、230、250和270生成与于其上布置发射线圈210、230、250和270的2D平面成水平的旋转磁场。

在电流基于线圈缠绕的方向顺时针流入两个发射线圈210和270的情况中，从发射线圈210和270生成的垂直磁场可以指向内。在电流基于线圈缠绕的方向逆时针流入两个发射线圈210和270的情况中，从发射线圈230和250生成的垂直磁场可以指向外。

也就是说，彼此面对面的发射线圈210和230的垂直磁场可以是彼此相连接的，并且生成垂直于2D平面的磁场，例如旋转磁场。类似地，彼此面对面的发射线圈250和270的垂直磁场可以是彼此相连接的，并生成垂直于2D平面的磁场，例如旋转磁场。

因而，发射线圈210、230、250和270还可以通过在2D平面结构(代替3D结构)中的线圈布置来生成3D旋转磁场。

通过这样的3D旋转磁场，除接收线圈为垂直或水平的之外，发射线圈210、230、250和270可以在可用的充电区域400内的所有位置和所有方向上为接收线圈执行无线充电。

此外，无线充电效率可以通过增加发射线圈200的数量来改善。

图5是示出图1中所示的传输逆变器和发射线圈之间的连接的示例的图。图6是示出图1中所示的传输逆变器和发射线圈之间的连接的另一示例的图。

参照图5，传输逆变器100可以将电流输出至发射线圈210、230、250和270。传输逆变器100可以控制将要输出的电流的大小和相位。传输逆变器100可以选择性地将具有不同相位和大小的电流输出至发射线圈210、230、250和270。

例如，传输逆变器100将具有0°相位的电流输出至包括发射线圈210和230的发射线圈对，并将具有与0°相位的电流正交的90°相位的电流输出至包括发射线圈250和270的另一发射线圈对。这里，可以使用具有相同大小的电流。

传输逆变器100可以调整电流的大小和相位，以在可用的充电区域400中生成均匀的磁场，或生成仅在某个方向上稳健的磁场。

传输逆变器100可以使用具有期望效率的D、E和F级放大器来控制电流的大小和相位。

无线充电设备10可以包括被布置在发射线圈210、230、250和270的至少一个发射共振之间的多个匹配电容510、530、550和570。

传输逆变器100可以使用比发射线圈(210、230、250和270)和匹配电容(510、530、550和570)之间的共振频率更低的频率来作为匹配频率。本文所使用的的共振频率可以是指操作频率。例如，传输逆变器100可以在比共振频率低15-20％的频率处执行匹配，以防止过电流流入发射线圈210、230、250和270中，并且还可以防止传输逆变器100的爆炸。共振频率可以是140千赫兹(kHz)，并且传输逆变器100所使用的匹配频率可以是120kHz。

在发射线圈210、230、250和270中，可以并行或串行地连接被包括在一个发射线圈对或另一发射线圈对中的至少一个中的发射线圈。

例如，如图5所示，可以并行连接被包括在一个发射线圈对中的发射线圈210和230与被包括在另一发射线圈对中的发射线圈250和270，并且如图6所示，可以串行连接被包括在一个发射线圈对中的发射线圈210和230与被包括在另一发射线圈对中的发射线圈250和270。在如图6所示的串行连接的情况中，可以通过调整线圈的电感来获得与如图5中所示的并行连接中相同的效果。

通过图5和图6所示的这些连接，传输逆变器100可以将电流的方向设定为在其上磁通量未被抵消或偏移的方向。

图7是示出至少3对图1中所示的发射线圈的示例的图。

参照图7，通过减小发射线圈200中的每一个的尺寸和增加发射线圈200的数量并且最小化发射线圈200的重叠区域，无线充电设备10可以增加充电效率。在这个示例中，为了几何对称，2n可被用作发射线圈200的数量。这里，流入n个发射线圈对的电流可以具有π/n的相位差。

图8的(a)、(b)、(c)、(d)、(e)和(f)是示出当同相电流流入图2中所示的每一发射线圈对时通过执行模拟以验证磁场分布所获得的模拟结果的示例的图。图9的(a)、(b)、(c)、(d)、(e)和(f)是示出当0°和90°相位的电流流入图2中所示的每一发射线圈对时通过执行模拟以验证磁场分布所获得的模拟结果的示例的图。

参照图8，在传输逆变器100将同相电流输出至图2的发射线圈210、230、250和270的情况中，发射线圈210、230、250和270可能不形成均匀的磁场，而是生成无效点以生成在其中无法充电的区域。

参照图9，从传输逆变器100输出到包括发射线圈210和230的发射线圈对的电流和从传输逆变器100输出到包括发射线圈250和270的另一发射线圈对的电流之间的相位差可以是90°。

作为模拟的结果，尽管从传输逆变器100输出的电流有相位差，发射线圈210、230、250和270可以在可用的充电区域400内形成均匀磁场或旋转磁场。在这种情况中，发射线圈210、230、250和270可以不生成无效点，并且因而无论接收器的方向如何，无线充电设备10可以执行无线充电。

图10的(a)和(b)是示出通过执行模拟以验证图2中所示的发射线圈所生成的磁通密度所获得的模拟结果的示例的图。

图10的(a)示出当传输逆变器100将同相电流输出至发射线圈210、230、250和270时所获得的磁通密度，图10的(b)示出当传输逆变器100将电流输出至包括发射线圈210、230的一个发射线圈对并且将不同的电流输出至包括发射线圈250和270的另一发射线圈对时所获得的磁通密度。本文所使用的的电流具有90°的相位差。

因此，经验证，相对于在同相电流流入的情况中的磁通密度，在流入一个发射线圈对的电流和流入另一发射线圈对的电流具有90°的相位差的情况中的磁通密度更加均匀。

本文所描述的单元可以通过使用硬件组件和软件组件来实现。例如，硬件组件可以包括麦克风、放大器、带通滤波器、音频数字转换器、非暂时性计算机存储器和处理装置。处理装置可以使用一个或多个通用或专用计算机(例如，处理器、控制器和算术逻辑单元(ALU)、数字信号处理器、微型计算机、现场可编程门阵列(FPGA)、可编程逻辑单元(PLU)、微处理器或任何其他能够以所限定的方式响应并执行指令的装置)来实现。处理装置可以运行操作系统(OS)和在该OS上运行的一个或多个软件应用。处理装置还可以响应于软件的执行来存取、存储、操控、处理和创建数据。为了简化的目的，处理装置的描述被作为单数来使用；然而，本领域的技术人员将理解，处理装置可以包括多个处理元件和多种处理元件。例如，处理装置可以包括多个处理器或者处理器和控制器。另外，可以有不同的处理配置，例如并行处理器。

软件可以包括计算机程序、一段代码、指令或它们的一些组合，以单独地或共同地将处理装置指示或配置为按需操作。软件和数据可以永久或暂时地被体现为任意类型的机器、组件、物理或虚拟设备、计算机存储介质或装置，或在能够为处理装置提供指令或数据或者由处理装置所理解的被传播的信号波中。软件还可以在耦接网络的计算机系统上分布，使得软件以分布式的方式被存储和执行。软件和数据可以由一个或多个非暂时性计算机可读记录介质来存储。非暂时性计算机可读记录介质可以包括可存储随后可由计算机系统或处理装置所读取的数据的任意数据存储装置。

示例实施例包括非暂时性计算机可读介质，其包括实现计算机所体现的各种操作的程序指令。该介质还可以包括(单独的或与程序指令组合的)数据文件、数据结构、表格等。该介质和程序指令可以是为示例实施例的目的而专门设计或编制的，或者它们可以是计算机软件领域的技术人员所熟知并可用的。非暂时性计算机可读介质的示例包括磁性介质，例如硬盘、软盘和磁带；例如CD ROM盘的光学介质；例如软磁盘的磁光介质；和专门配置为存储和执行程序指令的硬件装置，例如只读存储器装置(ROM)和随机存取存储器(RAM)。程序指令的示例包括例如编译器所产生的机器代码和包含可由计算机使用解析器来执行的高层代码的文件两者。所描述的硬件装置可以被配置为作为一个或多个软件模块来运行，以便执行上述示例实施例的操作，或相反。

尽管本公开包括指定示例，但对于本领域的普通技术人员显而易见的是，在不离开权利要求及其等同的精神和范围的情况下，可以在这些示例中进行在形式和细节上的各种改变。本文所描述的示例仅在描述的意义上应被考虑，并不是出于限制的目的。每个示例中的特征或方面的描述应被考虑为可应用于其他示例中的类似特征或方面。如果所描述的技术以不同的顺序被执行，和/或如果所描述系统、架构、装置或电路中的组件以不同的方式被组合和/或被其他组件或其等价代替或补充，则可以获得恰当的结果。

因此，本公开的范围是由权利要求及其等价而不是具体的描述来限定，并且权利要求及其等价内的所有变形应被解释为包括在本公开中。

Claims (18)

1.一种无线充电方法，包含：

由多个发射线圈接收电流；和

使用旋转磁场和垂直磁场由所述发射线圈来生成能用于在三维3D空间中进行无线充电的3D无线充电区域，

其中，所述发射线圈在二维2D平面上以圆形的形式布置。

2.如权利要求1所述的无线充电方法，其中，所述接收包含：

由所述发射线圈中的发射线圈对来接收第一同相电流；和

由所述发射线圈中的另一发射线圈对来接收第二同相电流，

其中，所述第一同相电流和所述第二同相电流具有互不相同的相位。

3.如权利要求2所述的无线充电方法，其中，所述发射线圈于其间以统一的间距布置，并且

所述发射线圈对和另一发射线圈对以彼此对称的方式面对面地布置。

4.如权利要求1所述的无线充电方法，其中，所述发射线圈被布置为垂直或水平于所述2D平面。

5.如权利要求2所述的无线充电方法，其中，响应于发射线圈中的发射线圈对的数量为n，所述第一同相电流和所述第二同相电流具有相位差π/n。

6.如权利要求1所述的无线充电方法，还包含：

由传输逆变器控制将要输出至所述发射线圈的电流的大小或相位中的至少一项。

7.如权利要求2所述的无线充电方法，其中，所述发射线圈对或所述另一发射线圈对中的至少一个的发射线圈被并行或串行连接。

8.一种无线充电设备，包含：

传输逆变器；和

多个发射线圈，被配置为通过响应于从所述传输逆变器输出的电流生成旋转磁场和垂直磁场来生成能用于在三维3D空间中进行无线充电的3D无线充电区域，

其中，所述发射线圈在二维2D平面上以圆形的形式布置。

9.如权利要求8所述的无线充电设备，其中，所述传输逆变器被配置为将第一同相电流输出至所述发射线圈中的发射线圈对，和

将第二同相电流输出至所述发射线圈中的另一发射线圈对，

其中，所述第一同相电流和所述第二同相电流具有互不相同的相位。

10.如权利要求9所述的无线充电设备，其中，所述发射线圈于其间以统一的间距布置，并且

所述发射线圈对和另一发射线圈对以彼此对称的方式面对面地布置。

11.如权利要求8所述的无线充电设备，其中，所述发射线圈被布置为垂直或水平于所述2D平面。

12.如权利要求9所述的无线充电设备，其中，响应于所述发射线圈中的发射线圈对的数量为n，所述第一同相电流和所述第二同相电流具有π/n的相位差。

13.如权利要求8所述的无线充电设备，其中，所述传输逆变器被配置为控制将要输出至所述发射线圈的电流的大小或相位中的至少一项。

14.如权利要求9所述的无线充电设备，其中，所述发射线圈对或所述另一发射线圈对中的至少一个的发射线圈被并行或串行连接。

15.如权利要求8所述的无线充电设备，还包含：

被布置在所述发射线圈中的至少一个线圈和所述传输逆变器之间的匹配电容，其用于所述发射线圈的共振。

16.如权利要求15所述的无线充电设备，其中，所述传输逆变器被配置为使用比所述发射线圈和所述匹配电容之间的共振频率更低的频率来作为匹配频率。

17.如权利要求8所述的无线充电设备，其中，所述发射线圈的形式包括平面螺旋结构、3D螺旋结构、圆形线圈、多边形线圈和螺线管。

18.如权利要求8所述的无线充电设备，其中，所述2D平面包括磁性材料和安装在所述磁性材料下的钢板结构。