布置在输入设备处的无线电力发射线圈的制作方法

本公开一般涉及无线充电技术。特别地，本公开涉及人体工学产品处的无线电力传输。

背景技术：

基础无线充电系统可以包括无线电力发射器单元(PTU)和无线电力接收单元(PRU)。例如，PTU可以包括一个或多个发射(Tx)线圈，PRU可以包括接收(Rx)线圈。磁共振无线充电可以利用Tx线圈和Rx线圈之间的磁耦合。随着可穿戴计算设备变得越来越流行，相对的，或甚至除了传统有线充电系统外，无线充电系统可以被实现用作可穿戴设备的充电系统。然而，在许多情况下，可穿戴计算设备的形状和尺寸可以改变使得在获得在其中可穿戴计算设备能够被充电的设计时遇到挑战。

附图说明

图1是为PRU提供电力的PTU的框图，其中PTU包括手动输入设备；

图2示出了布置在手动输入设备的平台内的示例无线电力发射线圈的透视图；

图3示出了布置在手动输入设备的平台内的另一示例无线电力发射线圈的透视图；

图4示出了以一角度布置在手动输入设备的平台内的示例无线电力发射线圈的透视图；

图5示出了以基本直角布置在手动输入设备的平台内的示例无线电力发射线圈的透视图；

图6示出了作为布置在手动输入设备的平台内的电力传输设备的组件 的示例无线电力发射线圈的透视图；

图7示出了作为人体工学平台的组件的示例无线电力发射线圈的透视图；

图8示出了作为输入设备中的人体工学平台的组件的示例无线电力发射线圈的透视图；

图9是一种形成无线充电设备的方法的流程图。

贯穿本公开和附图所使用的相同编号指代类似的组件和特征。100系列的编号指代最初在图1中出现的特征；200系列的编号指代最初在图2中出现的特征。

具体实施方式

本公开一般涉及无线充电技术。特别地，本文中描述的技术包括布置在人体工学产品(诸如手动输入设备，手腕、手掌、手或人体的其它部分的支撑物，等)内的无线电力发射线圈。无线可充电设备的用户可能每天花费几个小时在计算设备上。用户可以通过手动输入设备与计算设备交互。例如，用户可以使用鼠标与计算设备交互。因此，本文描述的技术包括在手动输入设备上或手动输入设备内布置无线电力发射(Tx)线圈。当用户正在使用手动输入设备时，在手动输入设备内布置无线Tx线圈可以使能方便地为具有无线电力接收(Rx)线圈的可穿戴设备(诸如手表)充电。在一些情况下，Tx线圈可以被布置在用户可以更经常地在其处放置手、臂、踝等的任意人体工学支持结构中。例如，Tx线圈可以被布置在计算机中的人体工学支撑物中、作为集成的或附件的工作台中、汽车中的人体工学支撑物中。人体工学支撑物可以是被配置为将身体部件引导到一位置的部件，其中Tx线圈和Rx线圈之间的耦合被增大。

本文中所称的手动输入设备可以包括人工输入设备(human input device)，该人工输入设备包括被配置为在用户的手上或附近与用户交互的计算设备。在一些情况下，手动输入设备可以包括键盘、鼠标等。在本文中，手动输入设备可以被称为手动输入设备、输入设备或其任意组合。在一些情况下，无线电力Tx线圈可以被设置在与手动输入设备相关联的 平台上。例如，键盘可以包括衬垫或平台，其中无线电力Tx线圈可以被设置在衬垫内。

图1是为PRU提供电力的PTU的框图，其中磁组件从PTU突出。PTU102可以通过谐振器106和108之间的磁感应耦合被耦合到PRU 104，如箭头110所示。在本文中，谐振器106可以被称为PTU 102的Tx线圈106。在本文中，谐振器108可以被称为PRU 104的Rx线圈108。

如上所述，Tx线圈106可以被设置在如虚线轮廓所示的输入设备111中。例如，输入设备111可以是计算机鼠标、触摸板、或被配置为检测输入(诸如用户的手在坐标系中的移动、来自用户手指的压力等)的类似输入设备。PRU 104可以被设置在虚线圆圈所示的可穿戴计算设备112内。可穿戴计算设备112可以被配置为被穿戴在用户的手的附近。例如，可穿戴设备可以是手镯、手表、戒指、手套、或在输入设备111使用期间将在输入设备111附近的任何其它可穿戴计算设备。换而言之，本文描述的技术包括被设置在输入设备(诸如输入设备111)内的Tx线圈(诸如Tx线圈106)，该Tx线圈可以使能方便地为可穿戴计算设备(诸如可穿戴计算设备112)充电。在一些情况下，Tx线圈106可以被用于为不具有电池(诸如可穿戴设备112的电池124)但具有用于能力储存的电容器/超级电容器的可穿戴小功率输入设备/传感器设备上电。

PRU 104可以包括控制器114，该控制器114被配置为检测在Rx线圈108接收的由Tx线圈106和Rx线圈108之间的电感耦合产生的电流。在一些情况下，控制器114可以被配置为通过无线传输组件发起无线数据广播。

在一些情况下，无线数据传输组件可以是蓝牙低能量(BLE)模块116。在一些情况下，无线数据传输组件可以被集成为控制器114、负载调制电路118、直流到直流(DC到DC)转换器120、或其组合的操作，其中数据传输可以由负载调制中的模式指示。无线数据广播可以在输入设备111操作期间传输数据。例如，健康数据(诸如用户的心率、体温等)可以在输入设备111的使用期间被监测。在一些情况下，监测健康数据可以用于提醒用户改变运动或执行物理行为来满足健康的相关目标。其它类型的数据可以基于可穿戴计算设备112的功能被传输。

如图1中所示的，直流到直流转换器120提供DC输出到电池124、或另一电流/功率消耗组件。直流到直流转换器120可以转换作为Tx线圈106、Rx线圈108和整流器122的电感耦合的结果的被接收的DC。

PTU 102可以包括被配置为与BLE模块116通信的BLE模块126。PTU102还可以包括电流传感器128、控制器130、功率放大器132、直流到直流转换器134、振荡器136、和匹配网络138。电流传感器128可以是电流表、电压表或被配置为感测由PTU 102和另一对象(诸如PRU 104)之间的电感耦合产生的负载变化的任意其它仪表。电流传感器128可以向PTU 102的控制器130提供负载变化的指示。控制器130可以为功率放大器132上电，该功率放大器132被配置为从直流到直流转换器134接收直流电(DC)，并且使电流放大和振荡。振荡器136可以以给定频率振荡所提供的功率，匹配网络138可以被用于匹配被提供给PTU 102的谐振器106的被放大的振荡。

图1的框图不意欲指示PTU 102和/或PRU 104要包括图1中所示的全部组件。进一步地，根据具体实施细节，PTU 102和/或PRU 104可以包括任意数目的未在图1中示出的其它组件。例如，在一些情况下，PTU 102可以包括多个Tx线圈(诸如Tx线圈106)。在该情景中，将Rx线圈108耦合到Tx线圈中的哪个可以基于Rx线圈108和多个Tx线圈中的一个之间的耦合强度。

图2示出了布置在手动输入设备的平台内的示例无线电力发射线圈的透视图。在图1的示例200中，输入设备(诸如图1的输入设备111)可以包括无线电力发射线圈(诸如Tx线圈106)。可穿戴计算设备(诸如图1的可穿戴计算设备112)可以包括无线电力接收线圈(诸如图1的无线电力Rx线圈108)。

如图2中所示，可穿戴计算设备112的Rx线圈108可以被纳入至输入设备111处以便无线耦合可以在Rx线圈108和输入设备的Tx线圈106之间被执行。在图2中，Tx线圈106被基本布置成与表面202平行。

图3示出了布置在手动输入设备的平台内的另一示例无线电力发射线圈的透视图。在示例300中，图1的Rx线圈108沿着可穿戴设备112的曲面被布置。与其中Rx线圈108沿着平坦表面被布置的图2相比，因为 部分Rx线圈108可能距离Tx线圈106更远，所以图3中所示的Rx线圈108可能呈现减小的磁耦合用于无线充电。因此，在一些情况下，Tx线圈106可以被成形为模拟可穿戴设备112的形状。进一步地，即使Rx线圈108的一些部分距离Tx线圈106更远，Tx线圈106在输入设备111中的部署可以在输入设备111的使用期间增加磁耦合的持续时间，从而方便地为可穿戴技术设备112充电。

图4示出了以一角度布置在手动输入设备的平台内的示例无线电力发射线圈的透视图。在示例400中，Tx线圈106以与输入设备111在其上操作的表面202成一角度地被形成，如虚曲线402所示。进一步地，在该示例400中，Rx线圈108沿着可穿戴计算设备112的环被形成。可以在成角度的Tx线圈106和Rx线圈108之间产生耦合。在图4所示的示例400中，角402可以增加磁耦合。在一些情况下，角402可以被形成为与用户的手支撑物、手腕支撑物、手掌支撑物等对齐。

图5示出了以基本直角布置在手动输入设备的平台内的示例无线电力发射线圈的透视图。在示例500中，Tx线圈106以与输入设备111被配置为在其上操作的表面基本垂直的一角度被形成，如虚曲线502所示。在该情景中，该基本的直角502可以增大Tx线圈106和Rx线圈108之间的磁耦合。类似于示例400，示例500中的Rx线圈108沿着可穿戴计算设备112的环被形成，如图5中所示。

图6示出了作为布置在手动输入设备的平台内的电力传输设备的组件的示例无线电力发射线圈的透视图。在一些情况下，输入设备(诸如图1的输入设备111)可以包括电力传播设备602。电力传播设备602可以包括Tx线圈106和被配置为从布置在表面202上、表面202之下或其任意地方的另一Tx线圈(未示出)接收电力的Rx线圈604。

在一些情况下，输入设备111可以通过无线电力中继无源地提供无线电力。在一些情况下，铁磁片或其它元件可以被包括以优化Tx线圈106和Rx线圈108之间的耦合。在一些情况下，输入设备111可以中继在Rx线圈604处接收的无线电力，以及通过接收的电力为输入设备111充电。在一些情况下，电力传播设备602可以利用将Rx线圈604耦合到Tx线圈 106的相位偏移组件被实现。相位偏移组件可以确保阻抗反转(impedance inversion)是由电力传播设备602产生。在一些情况下，不管可穿戴设备112的Rx线圈108和Tx线圈106之间的磁耦合的强度如何，相位偏移组件可以使能从PTU 102提供恒流源。相位偏移组件116的示例可以包括阻抗变换器、变压器、四分之一波长传输线、其任意组合，等等。通常，输入设备和/或人体工学平台中的无源耦合器结构可以被用来将磁场引导向可穿戴设备一般被布置的区域。

图7示出了作为人体工学平台的组件的示例无线电力发射线圈的透视图。人体工学平台702可以在通过Tx线圈106和Rx线圈108之间的耦合为可穿戴设备112充电是有用的。在一些情况下，人体工学平台702可以包括表面704，该表面704被配置为由于表面704的形状接收可穿戴设备112的一部分。因此，可穿戴设备112可以被方便地充电。在一些情况下，人体工学平台702可以包括多个Tx线圈，该多个Tx线圈包括Tx线圈106、Tx线圈706和Tx线圈708。在该情景中，Rx线圈108可以耦合到Tx线圈106、706和/或708中的任意一个。

图8示出了作为输入设备中的人体工学平台的组件的示例无线电力发射线圈的透视图。在图8中，Tx线圈106被布置在人体工学平台802内，该人体工学平台802是输入设备(诸如图1的是键盘的输入设备111)的腕支撑物。人体工学平台802可以包括多个Tx线圈，该多个Tx线圈包括Tx线圈106和Tx线圈804。Tx线圈(诸如Tx线圈106和Tx线圈804中的一个或多个)的部署可以使能方便地为可穿戴设备中的无线充电系统充电，该可穿戴设备被配置为被穿戴在身体部分上或附近，该身体部分被配置为靠近输入设备111使用。

图9是一种形成无线充电设备的方法的流程图。在902处，无线电力发射线圈被形成。无线电力发射线圈可以被配置为传播电流以产生磁场。在904处，方法900包括将无线电力发射线圈布置在手动输入设备中。

在一些情况下，无线电力发射线圈被布置在手动输入设备的平台中。此外，在一些情况下，无线电力发射线圈被布置为与手动输入设备被配置 为在其上操作的平坦表面成一角度。在一些示例中，该角可以基本垂直于该平坦表面。

无线电力发射线圈可以包括第一无线电力发射线圈。在一些情况下，方法900可以还包括形成电力传播设备的无线电力接收线圈来从第二无线电力发射线圈接收磁通量，该第二无线电力发射线圈被布置在手动输入设备被配置为在其上操作的平坦表面上。在该情景中，方法900可以包括形成将第一无线电力接收线圈耦合到第一无线电力发射线圈的相位偏移组件，其中相位偏移组件被配置为产生阻抗反转。

发射线圈的磁场可以与通量相关联。通量被配置为在可充电设备的无线电力接收线圈中产生电流。可充电设备可以被配置为当手动输入设备在使用时被充电。在一些情况下，手动输入设备可以包括键盘、计算机鼠标或其任意组合。

示例1是无线充电装置。在该示例中，无线充电设备可以包括无线电力发射线圈，该无线电力发射线圈被配置为传播电流以产生磁场，并且其中该无线电力发射线圈被布置在手动输入设备中。

示例2包括示例1的装置。在该示例中，无线电力发射线圈被布置在手动输入设备的平台中。

示例3包括示例1-2的任意组合的装置。在该示例中，无线电力发射线圈被布置为与手动输入设备被配置为在其上操作的平坦表面成一角度。

示例4包括示例1-3的任意组合的装置。在该示例中，该角度基本垂直于平坦表面。

示例5包括示例1-4的任意组合的装置。在该示例中，无线电力发射线圈是被布置在手动输入设备中的电力传播设备的组件。

示例6包括示例1-5的任意组合的装置。在该示例中，无线电力发射线圈是第一无线电力发射线圈，电力传播设备还包括无线电力接收线圈以从第二无线电力发射线圈接收磁通量，该第二无线电力发射线圈被布置在手动输入设备被配置为在其上操作的平坦表面上。

示例7包括示例1-6的任意组合的装置。该示例包括将第一无线电力接收线圈耦合到第一无线电力发射线圈的相位偏移组件，并且其中该相位偏移组件被配置为产生阻抗反转。

示例8包括示例1-7的任意组合的装置。在该示例中，磁场的通量被配置为在可充电设备的无线电力接收线圈中产生电流。

示例9包括示例1-8的任意组合的装置。在该示例中，可充电设备被配置为当手动输入设备在使用时被充电。

示例10包括示例1-9的任意组合的装置。在该示例中，手动输入设备可以包括键盘、计算机鼠标或其任意组合。

示例11是形成无线充电设备的方法，该方法包括形成无线电力发射线圈，该无线电力发射线圈被配置为传播电流以产生磁场，并且将无线电力发射线圈布置在人体工学组件中。

示例12包括示例11的方法。在该示例中，无线电力发射线圈被布置在人体工学组件的平台中。

示例13包括示例11-12的任意组合的方法。在该示例中，工学组件被配置为被放置在平坦表面上，并且其中该无线电力发射线圈被布置为与该平坦表面成一角度。

示例14包括示例11-13的任意组合的方法。在该示例中，该角度基本垂直于平坦表面。

示例15包括示例11-14的任意组合的方法。在该示例中，无线电力发射线圈是被布置在人体工学组件中的电力传播设备的组件。

示例16包括示例11-15的任意组合的方法。在该示例中，无线电力发射线圈是第一无线电力发射线圈，该方法还包括形成电力传播设备的无线电力接收线圈以从第二无线电力发射线圈接收磁通量，该第二无线电力发射线圈被布置在人体工学组件被配置为布置在其上的平坦表面上。

示例17包括示例11-16的任意组合的方法。在该示例中，无线电力发射线圈是第一无线电力发射线圈，该方法还包括在人体工学组件中形成第二无线电力发射线圈。

示例18包括示例11-17的任意组合的方法。在该示例中，磁场的通量被配置为在可充电设备的无线电力接收线圈中产生电流。

示例19包括示例11-18的任意组合的方法。在该示例中，可充电设备被配置为当人体工学组件在使用时被充电。

示例20包括示例11-19的任意组合的方法。在该示例中，人体工学组件可以包括与键盘相关联的支撑物、与计算机鼠标相关联的支撑物或其任意组合。

示例21是无线充电系统。在该示例中，无线充电设备可以包括无线电力发射线圈和可充电设备；该无线电力发射线圈被配置为传播电流以产生磁场，并且其中该无线电力发射线圈被布置在手动输入设备中；该可充电设备被配置为当手动输入设备在使用时被充电。

示例22包括示例21的系统。在该示例中，无线电力发射线圈被布置在手动输入设备的平台中。

示例23包括示例21-22的任意组合的系统。在该示例中，无线电力发射线圈被布置为与手动输入设备被配置为在其上操作的平坦表面成一角度。

示例24包括示例21-23的任意组合的系统。在该示例中，该角度基本垂直于平坦表面。

示例25包括示例21-24的任意组合的系统。在该示例中，无线电力发射线圈是被布置在手动输入设备中的电力传播设备的组件。

示例26包括示例21-25的任意组合的系统。在该示例中，无线电力发射线圈是第一无线电力发射线圈，电力传播设备还包括无线电力接收线圈以从第二无线电力发射线圈接收磁通量，该第二无线电力发射线圈被布置在手动输入设备被配置为在其上操作的平坦表面上。

示例27包括示例21-26的任意组合的系统。该示例包括将第一无线电力接收线圈耦合到第一无线电力发射线圈的相位偏移组件，并且其中该相位偏移组件被配置为产生阻抗反转。

示例28包括示例21-27的任意组合的系统。在该示例中，磁场的通量被配置为在可充电设备的无线电力接收线圈中产生电流。

示例29包括示例21-28的任意组合的系统。在该示例中，可充电设备被配置为当手动输入设备在使用时通过到无线电力发射线圈的电感耦合被充电。

示例30包括示例21-29的任意组合的系统。在该示例中，手动输入设备可以包括键盘、计算机鼠标或其任意组合。

示例31是无线充电装置。在该示例中，无线充电设备可以包括被配置为传播电流以产生磁场的无线电力发射装置，并且其中该无线电力发射装置被布置在手动输入设备中。

示例32包括示例31的装置。在该示例中，无线电力发射装置被布置在手动输入设备的平台中。

示例33包括示例31-32的任意组合的装置。在该示例中，无线电力发射装置被布置为与手动输入设备被配置为在其上操作的平坦表面成一角度。

示例34包括示例31-33的任意组合的装置。在该示例中，该角度基本垂直于平坦表面。

示例35包括示例31-34的任意组合的装置。在该示例中，无线电力发射装置是被布置在手动输入设备中的电力传播设备的组件。

示例36包括示例31-35的任意组合的装置。在该示例中，无线电力发射装置是第一无线电力发射线圈，电力传播设备还包括无线电力接收线圈以从第二无线电力发射线圈接收磁通量，该第二无线电力发射线圈被布置在手动输入设备被配置为在其上操作的平坦表面上。

示例37包括示例31-36的任意组合的装置。该示例包括将第一无线电力接收线圈耦合到第一无线电力发射线圈的相位偏移组件，并且其中该相位偏移组件被配置为产生阻抗反转。

示例38包括示例31-37的任意组合的装置。在该示例中，磁场的通量被配置为在可充电设备的无线电力接收线圈中产生电流。

示例39包括示例31-38的任意组合的装置。在该示例中，可充电设备被配置为当手动输入设备在使用时被充电。

示例40包括示例31-39的任意组合的装置。在该示例中，手动输入设备可以包括键盘、计算机鼠标或其任意组合。

示例41是无线充电系统。在该示例中，无线充电设备可以包括被配置为传播电流以产生磁场的无线电力发射装置和可充电设备；其中该无线电力发射装置被布置在手动输入设备中，该可充电设备被配置为当手动输入设备在使用时被充电。

示例42包括示例41的系统。在该示例中，无线电力发射装置被布置在手动输入设备的平台中。

示例43包括示例41-42的任意组合的系统。在该示例中，无线电力发射装置被布置为与手动输入设备被配置为在其上操作的平坦表面成一角度。

示例44包括示例41-43的任意组合的系统。在该示例中，该角度基本垂直于平坦表面。

示例45包括示例41-44的任意组合的系统。在该示例中，无线电力发射装置是被布置在手动输入设备中的电力传播设备的组件。

示例46包括示例41-45的任意组合的系统。在该示例中，无线电力发射装置是第一无线电力发射线圈，电力传播设备还包括无线电力接收线圈以从第二无线电力发射线圈接收磁通量，该第二无线电力发射线圈被布置在手动输入设备被配置为在其上操作的平坦表面上。

示例47包括示例41-46的任意组合的装置。该示例包括将第一无线电力接收线圈耦合到第一无线电力发射线圈的相位偏移组件，并且其中该相位偏移组件被配置为产生阻抗反转。

示例48包括示例41-47的任意组合的装置。在该示例中，磁场的通量被配置为在可充电设备的无线电力接收线圈中产生电流。

示例49包括示例41-48的任意组合的装置。在该示例中，可充电设备被配置为当手动输入设备在使用时通过到无线电力发射线圈的电感耦合被充电。

示例50包括示例41-49的任意组合的系统。在该示例中，手动输入设备可以包括键盘、计算机鼠标或其任意组合。

本文描述和说明的全部组件、特征、结构、特性等不必全部被包括在某个具体方面或多个方面。如果说明书陈述组件、特征、结构或特性“可以”、“可能”、“能”或“能够”被包括，则例如具体的组件、特征、 结构或特性不是必需被包括。如果说明书或权利要求书涉及“一”或“一个”元件，则并不意味着仅有一个元件。如果说明书或权利要求书涉及“额外”元件，则并不排除不止一个额外元件。

应该注意，虽然一些方面已经参考具体实现被描述，但是其它实现根据一些方面也是可能的。此外，本文描述的和/或附图中图示说明的其它特征或电路元件的布置和/或顺序不需要以所示和所述的具体方式被布置。许多其它布置根据一些方面也是可能的。

在图中所示的每个系统中，在一些情况下，元件中的每个可以具有相同的参考标记或不同的参考标记来暗示元件可以是不同的和/或相似的。然而，元件可以足够灵活以具有不同实现并与本文所示或所述的一些或全部系统一起工作。图中所示的各个元件可以是相同的或不同的。哪个元件被称为第一元件和哪个元件被称为第二元件是任意的。

应该理解前面提到的示例中的细节可以用于一个或多个方面的任意地方。例如，上述计算设备的全部可选特征也可以关于本文所述的方法或计算机可读介质被实现。此外，虽然流程图和/或状态图在本文中已经被用于描述多个方面，但是技术不限于本文中的简图或相应描述。例如，流程不需要移动通过每个所示的框或状态或以本文所示和所述的相同顺序移动通过。

本技术不限于本文列出的具体细节。实际上，受益于本公开的本领域的技术人员将意识到在本技术的范围内可以从上述说明书和附图进行许多其它变化。此外，包括任意修改的所附权利要求书定义本技术的范围。