專利名稱：選擇性可控電磁屏蔽的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電磁屏蔽，并且更特別地涉及用于提供對(duì)電磁屏蔽的選擇性控制的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，在商業(yè)和住宅背景下實(shí)現(xiàn)無(wú)線功率傳輸系統(tǒng)的努力已廣泛增加。無(wú)線電力系統(tǒng)提供了用于大范圍電動(dòng)設(shè)備的消除電源/充電線的前景，所述電動(dòng)設(shè)備不僅包括手持式電子裝置，諸如蜂窩電話、媒體播放器、無(wú)線耳機(jī)和個(gè)人數(shù)字助理，而且包括較高功率設(shè)備，諸如器械、工具和電動(dòng)車輛。有效的感應(yīng)功率傳輸已變成增加科學(xué)興趣的領(lǐng)域，因?yàn)槠淠軌蚪鉀Q與傳統(tǒng)有線或接觸式功率傳輸相關(guān)聯(lián)的某些問(wèn)題。這些包括但不限于在如水下和地下應(yīng)用的地方中的腐蝕、機(jī)械摩擦、混亂和不切實(shí)際。通過(guò)全部用高級(jí)功率電子裝置實(shí)現(xiàn)的電磁感應(yīng)、電路頻率諧振的最優(yōu)化，此無(wú)線能量傳輸?shù)靡愿纳?。此技術(shù)的組成部分中的一個(gè)是入射電磁場(chǎng)到精確位置的精確輸送，在那里其被轉(zhuǎn)換成功率而不將這些場(chǎng)低效地廣播到周圍區(qū)域中。感應(yīng)無(wú)線功率傳輸系統(tǒng)在不需要有線或任何直接電接觸的情況下使用電磁場(chǎng)來(lái)將功率從電源傳輸?shù)竭h(yuǎn)程設(shè)備。給定電磁場(chǎng)的性質(zhì)的情況下，許多常規(guī)無(wú)線電力系統(tǒng)利用無(wú)線電源與遠(yuǎn)程設(shè)備之間的相對(duì)緊密對(duì)準(zhǔn)來(lái)提供改善的性能。這已導(dǎo)致無(wú)線功率傳輸系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)，其中，將遠(yuǎn)程設(shè)備放置在特定位置上或與特定位置相距相對(duì)小的距離內(nèi)。例如，已知在無(wú)線電源(例如初級(jí)設(shè)備)中和遠(yuǎn)程設(shè)備(例如次級(jí)設(shè)備)中使用并行平面螺旋線圈，其在功率傳輸期間以面對(duì)面關(guān)系同心地對(duì)準(zhǔn)。在這些類型的系統(tǒng)中，初級(jí)設(shè)備和次級(jí)設(shè)備通常具有類似尺寸。在某些已知解決方案中，無(wú)線電源在外殼或塢(dock)中，具有迫使便攜式設(shè)備被放置在特定目標(biāo)位置上和特定取向上的特征表面。雖然提供了有效的功率傳輸，但這些類型的系統(tǒng)缺少在某些應(yīng)用中可能期望的期望量的位置自由度。雖然消除電源/充電線本身是顯著且有意義的優(yōu)點(diǎn)，但是如果減少或消除了對(duì)無(wú)線電源與遠(yuǎn)程設(shè)備之間的緊密對(duì)準(zhǔn)的需要，則無(wú)線功率傳輸可能甚至更有吸引力。從用戶角度出發(fā)，可能期望能夠?qū)⒈銛y式設(shè)備放置在充電表面的邊界內(nèi)的隨機(jī)位置上和隨機(jī)取向上。如果目標(biāo)區(qū)域基本上大于次級(jí)設(shè)備，因此允許來(lái)自特定放置和取向的自由度，則對(duì)于用戶而言可能是甚至更加期望的。帶著這個(gè)想法，已經(jīng)開(kāi)發(fā)了許多無(wú)線功率傳輸系統(tǒng)以提供在遠(yuǎn)程設(shè)備與無(wú)線功率傳輸源對(duì)準(zhǔn)方面的增加的空間自由度。例如，已知使用大初級(jí)線圈來(lái)向位于大初級(jí)線圈的直徑內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)較小次級(jí)線圈發(fā)送功率。雖然提供了增加的空間自由度，但大初級(jí)線圈可能增加雜散電磁場(chǎng)并使寄生損耗顯著增加。利用充電表面內(nèi)的大線圈，線圈可能在整個(gè)充電表面上發(fā)射雜散電磁場(chǎng)。雜散電磁場(chǎng)可以與放置在充電表面上的一個(gè)或多個(gè)遠(yuǎn)程設(shè)備內(nèi)的金屬以及可能放置在充分接近于無(wú)線電源之內(nèi)的其他金屬物體相交互。例如，雜散電磁場(chǎng)可以促使遠(yuǎn)程設(shè)備內(nèi)的金屬加熱，從而將遠(yuǎn)程設(shè)備加熱。作為另一示例，雜散電磁場(chǎng)可以將接近于無(wú)線電源放置的鑰匙、硬幣或其他金屬物體加熱。為了提供對(duì)雜散電磁場(chǎng)的影響的某些限制，電源和/或遠(yuǎn)程設(shè)備可以具有能夠指引電磁場(chǎng)的形狀的附加磁通量引導(dǎo)材料。這些材料可以被布置成幫助在有或沒(méi)有遠(yuǎn)程設(shè)備的情況下限制場(chǎng)影響金屬。作為示例，可以將通量引導(dǎo)材料放置在線圈與電池或印刷電路板之間，以減少/消除磁場(chǎng)對(duì)電池或印刷電路板的影響。用于提供增加的空間自由度的另一常規(guī)選項(xiàng)是通過(guò)使用感應(yīng)線圈，其在充電表面后面、下面或上面移動(dòng)以與便攜式設(shè)備自對(duì)準(zhǔn)。在這些解決方案中，線圈可以通過(guò)磁吸引自動(dòng)地或通過(guò)電動(dòng)化機(jī)構(gòu)或通過(guò)手動(dòng)調(diào)整或機(jī)制進(jìn)行移動(dòng)。這些類型的系統(tǒng)可能包括相對(duì)復(fù)雜的機(jī)械和/或機(jī)電系統(tǒng)，其可能顯著地增加成本并產(chǎn)生可靠性問(wèn)題。例如，機(jī)械組件涉及移動(dòng)部分趨向于比純電子系統(tǒng)更可能失效。基于磁吸引的系統(tǒng)可能具有將隨吸引磁體的強(qiáng)度和移動(dòng)初級(jí)設(shè)備所需的力的量而變化的有限移動(dòng)范圍。除成本和可靠性問(wèn)題之外，電動(dòng)化系統(tǒng)要求用于初級(jí)設(shè)備移動(dòng)至適當(dāng)位置中的時(shí)間。手動(dòng)調(diào)整的系統(tǒng)要求人的干預(yù)，并且因此可能不如其將在如果可以將遠(yuǎn)程設(shè)備隨機(jī)地放置在大的區(qū)域內(nèi)并遺忘的情況下那樣方便。在其他常規(guī)系統(tǒng)中，通過(guò)使用在充電表面后面、下面或上面的線圈陣列，實(shí)現(xiàn)了位置自由度。這些陣列可以包括固定、離散充電位置，諸如具有被布置成允許多個(gè)設(shè)備并排地充電的兩個(gè)或多個(gè)初級(jí)線圈的充電板。在陣列的其他實(shí)施例中，可以存在多層線圈，其以允許次級(jí)設(shè)備在充電器上的較不離散定位的方式進(jìn)行重疊。陣列型系統(tǒng)要求多個(gè)線圈，并且因此可能實(shí)現(xiàn)起來(lái)更加昂貴。其還可能涉及相對(duì)復(fù)雜的控制，諸如附加電子硬件，以便確定陣列中的哪個(gè)或哪些線圈將進(jìn)行激勵(lì)，并選擇性地將該線圈切換至適當(dāng)?shù)呐渲靡韵蜻h(yuǎn)程設(shè)備提供功率。要滿足針對(duì)方便的便攜式設(shè)備的日益增加的消費(fèi)者需求的需要是探索緊密耦合的感應(yīng)功率傳輸?shù)臐摿Φ膹?qiáng)大推動(dòng)力。在各種出版物中已經(jīng)詳細(xì)地描述了這種技術(shù)的基本概念。然而，要相信的是針對(duì)用于感應(yīng)功率傳輸?shù)拇磐康木_輸送的問(wèn)題的討論還是不足的，在大多數(shù)傳輸板中情況都是這樣?？梢詫⒛承﹩?wèn)題描述為空間自由度的問(wèn)題(也就是說(shuō)，能夠在功率傳輸表面或發(fā)射板上的不同位置處接收功率)以及電磁場(chǎng)廣播的問(wèn)題(也就是說(shuō)，保證磁通量基本上局限于通量接收系統(tǒng)且不會(huì)明顯地傳輸至環(huán)境中)。給定干擾、寄生加熱和規(guī)章性排放限制的挑戰(zhàn)的情況下，這些是對(duì)于該技術(shù)而言具有某種重要性的領(lǐng)域。傳統(tǒng)上已使用功率電子裝置在不活動(dòng)時(shí)段期間關(guān)閉傳輸來(lái)解決電磁場(chǎng)廣播的此問(wèn)題，但是即使這種技術(shù)也具有由于通信電路的存在而被廣播的殘余功率。此外，包括單線圈傳輸系統(tǒng)的此類技術(shù)一般僅適用于小表面面積傳輸板，其不會(huì)同時(shí)對(duì)多個(gè)設(shè)備供電。在寬表面面積充電系統(tǒng)(輸送功率到多個(gè)遠(yuǎn)程設(shè)備)的情況下，在解決多接收機(jī)傳輸?shù)奈墨I(xiàn)中都尚未在很大程度上討論場(chǎng)廣播挑戰(zhàn)。這是因?yàn)橛捎谝粋€(gè)遠(yuǎn)程設(shè)備的去除而關(guān)閉特定位置處的電路將剝奪另一遠(yuǎn)程設(shè)備的功率。相反，如果電子算法在多個(gè)設(shè)備正在被充電時(shí)不包括一個(gè)位置處的系統(tǒng)的關(guān)閉，則可能發(fā)生到周圍環(huán)境中的磁場(chǎng)廣播的情況，具有其不利影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種選擇性可控電磁屏蔽。在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明提供了一種電磁屏蔽和用于在屏蔽中選擇性地生成孔的機(jī)構(gòu)。用于在屏蔽中選擇性地生成孔的機(jī)構(gòu)可以是磁場(chǎng)源，其生成具有基本上使屏蔽的全部或一部分飽和的足夠強(qiáng)度的磁場(chǎng)，從而本質(zhì)上暫時(shí)去除其屏蔽性質(zhì)。例如，可以使用永磁體或DC電磁體來(lái)選擇性地使屏蔽飽和。在其未飽和狀態(tài)下，磁屏蔽具有高磁導(dǎo)率，使得其將電磁場(chǎng)吸引到其本身中并充當(dāng)用于磁場(chǎng)的通量路徑。實(shí)際上，該屏蔽指引大部分磁場(chǎng)流過(guò)屏蔽，使得從屏蔽的一側(cè)通過(guò)至另一側(cè)的場(chǎng)的量顯著降低。一旦飽和(在存在外部磁場(chǎng)的情況下)，基本上降低了屏蔽的磁導(dǎo)率，使得磁場(chǎng)線不再以相同的程度被吸引到屏蔽中。結(jié)果，一旦飽和，則降低了飽和區(qū)域中的屏蔽的有效性，并且基本上更大量的電磁場(chǎng)可以流過(guò)被磁體飽和的區(qū)域中的屏蔽或在其周圍流動(dòng)。在一個(gè)實(shí)施例中，可以使用局部化飽和來(lái)提供屏蔽中的區(qū)域化孔。例如，當(dāng)期望電磁場(chǎng)在所選區(qū)域內(nèi)很大程度上穿透時(shí)，僅使屏蔽的一部分飽和可能是有益的。可以將本發(fā)明結(jié)合到無(wú)線電力系統(tǒng)中，以使得無(wú)線電源能夠通過(guò)屏蔽材料向遠(yuǎn)程設(shè)備發(fā)送功率?？梢栽诔跫?jí)設(shè)備與次級(jí)設(shè)備之間布置一層屏蔽材料以引導(dǎo)由初級(jí)設(shè)備產(chǎn)生的磁場(chǎng)。當(dāng)未飽和時(shí)，屏蔽將大部分磁場(chǎng)吸引到其本身中，提供用于場(chǎng)線返回至初級(jí)設(shè)備的路徑?？梢酝ㄟ^(guò)向材料或材料的區(qū)域施加磁場(chǎng)以改變材料的磁導(dǎo)率來(lái)選擇性地使屏蔽材料飽和，使得在飽和區(qū)域中，場(chǎng)線不再被保持在屏蔽材料內(nèi)。而是，磁場(chǎng)在很大程度上能夠自由地從無(wú)線電源流動(dòng)至飽和區(qū)域中的遠(yuǎn)程設(shè)備。在一個(gè)實(shí)施例中，遠(yuǎn)程設(shè)備包括一個(gè)或多個(gè)磁體，諸如永磁體，其在被放置在無(wú)線電源的充電表面上時(shí)使接近于該一個(gè)或多個(gè)磁體的屏蔽材料飽和以產(chǎn)生孔，以允許磁場(chǎng)穿過(guò)屏蔽材料至遠(yuǎn)程設(shè)備。可以選擇一個(gè)或多個(gè)磁體并放置在遠(yuǎn)程設(shè)備內(nèi)以打開(kāi)適當(dāng)尺寸和位置的孔，以允許磁場(chǎng)傳遞至遠(yuǎn)程設(shè)備的次級(jí)設(shè)備，同時(shí)繼續(xù)將雜散場(chǎng)限制在屏蔽的其他區(qū)域中。例如，可以選擇一個(gè)或多個(gè)磁體的數(shù)目、尺寸、形狀和材料性質(zhì)以控制孔的特性。在一個(gè)實(shí)施例中，存在具有使屏蔽材料飽和的足夠強(qiáng)度的一個(gè)或多個(gè)永磁體。在另一實(shí)施例中，磁體是一個(gè)或多個(gè)DC電磁體，其能夠被選擇性地開(kāi)啟以在期望時(shí)選擇性地使屏蔽材料飽和。在一個(gè)實(shí)施例中，無(wú)線電源包括一個(gè)或多個(gè)電磁體，其能夠被選擇性地啟用以在期望時(shí)在屏蔽中產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)孔。在一個(gè)實(shí)施例中，所述一個(gè)或多個(gè)電磁體是DC電磁體。無(wú)線電源可以具有用于確定遠(yuǎn)程設(shè)備在何時(shí)以及何處被放置在充電表面上的電路。其還可以包括用于激活一個(gè)或多個(gè)適當(dāng)DC電磁體以允許磁場(chǎng)與一個(gè)或多個(gè)遠(yuǎn)程設(shè)備有效地耦合，同時(shí)在很大程度上在充電表面的其他區(qū)域中包含電磁場(chǎng)的電路。例如，無(wú)線電源可以啟用鄰近于放置在充電表面上的遠(yuǎn)程設(shè)備的位置的一個(gè)或多個(gè)DC電磁體，以僅在遠(yuǎn)程設(shè)備的位置處打開(kāi)通過(guò)屏蔽孔。在一個(gè)實(shí)施例中，可以與補(bǔ)充屏蔽相組合地使用選擇性可控磁屏蔽。在一個(gè)實(shí)施例中，無(wú)線電源包括鄰近于與充電表面相對(duì)的初級(jí)設(shè)備布置的補(bǔ)充屏蔽。補(bǔ)充屏蔽可以例如幫助限制磁場(chǎng)到無(wú)線電源的電子裝置和到在無(wú)線電源外面的有損材料的流動(dòng)?？梢詫⒀a(bǔ)充屏蔽如此設(shè)置，使得其不被用來(lái)在選擇性可控磁屏蔽中打開(kāi)孔的磁場(chǎng)所飽和。此配置可以由組件內(nèi)的屏蔽的材料選擇、材料厚度、幾何放置及其他因素來(lái)實(shí)現(xiàn)。結(jié)果，補(bǔ)充屏蔽可以繼續(xù)是有效屏蔽，即使當(dāng)已經(jīng)打開(kāi)孔時(shí)。類似地，遠(yuǎn)程設(shè)備可以包括補(bǔ)充屏蔽，其可以被布置在遠(yuǎn)程設(shè)備的次級(jí)設(shè)備與電子裝置之間。補(bǔ)充屏蔽可以幫助限制磁場(chǎng)到遠(yuǎn)程設(shè)備的電子裝置和到遠(yuǎn)程設(shè)備外面的元件的流動(dòng)?？梢詫⑦h(yuǎn)程設(shè)備的補(bǔ)充屏蔽如此配置，使得其不被用來(lái)在選擇性可控磁屏蔽中打開(kāi)孔的磁場(chǎng)所飽和。此配置可以由組件內(nèi)的屏蔽的材料選擇、材料厚度、幾何放置及其他因素來(lái)實(shí)現(xiàn)。結(jié)果，遠(yuǎn)程設(shè)備的補(bǔ)充屏蔽可以繼續(xù)是有效屏蔽，即使當(dāng)已經(jīng)打開(kāi)孔時(shí)。在一個(gè)實(shí)施例中，無(wú)線電源包括被磁屏蔽覆蓋的大橢圓形線圈。在本實(shí)施例中，可以在沿著橢圓形線圈的本質(zhì)上任何位置處放置一個(gè)或多個(gè)遠(yuǎn)程設(shè)備，并且可以在那些選擇位置處使屏蔽飽和，以允許由初級(jí)線圈生成的磁場(chǎng)更容易地穿透屏蔽以與遠(yuǎn)程設(shè)備中的次級(jí)線圈耦合。例如，每個(gè)遠(yuǎn)程設(shè)備可以承載具有使磁屏蔽的適當(dāng)區(qū)域飽和的足夠強(qiáng)度的磁體，諸如永磁體。作為另一示例，無(wú)線電源可以包括多個(gè)電磁體，例如沿著初級(jí)線圈的長(zhǎng)度布置的DC電磁體。可以將一個(gè)或多個(gè)適當(dāng)?shù)碾姶朋w激活以在鄰近于一個(gè)或多個(gè)遠(yuǎn)程設(shè)備的屏蔽中打開(kāi)孔，同時(shí)，屏蔽的未飽和區(qū)域繼續(xù)在很大程度上包含磁場(chǎng)的流動(dòng)。在一個(gè)實(shí)施例中，無(wú)線電源包括被磁屏蔽覆蓋的初級(jí)線圈陣列。在本實(shí)施例中，可以將一個(gè)或多個(gè)遠(yuǎn)程設(shè)備放置在線圈陣列上的本質(zhì)上任何位置處。無(wú)線電源可以同時(shí)地對(duì)所有線圈供電，或者可以將其配置成僅對(duì)鄰近于放置在陣列上的遠(yuǎn)程設(shè)備的那個(gè)線圈(或那些線圈)供電?？梢脏徑诿總€(gè)遠(yuǎn)程設(shè)備使屏蔽飽和，以允許由一個(gè)或多個(gè)底層初級(jí)線圈生成的磁場(chǎng)與遠(yuǎn)程設(shè)備中的次級(jí)線圈有效地耦合。例如，每個(gè)遠(yuǎn)程設(shè)備可以承載具有使屏蔽的區(qū)域飽和的足夠強(qiáng)度的磁體，例如永磁體。作為另一示例，無(wú)線電源可以包括在初級(jí)線圈陣列內(nèi)或鄰近于初級(jí)線圈陣列布置的多個(gè)電磁體，諸如DC電磁體(例如，與每個(gè)線圈相關(guān)聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)電磁體)?？梢詫⒁粋€(gè)或多個(gè)適當(dāng)?shù)碾姶朋w激活以在鄰近于一個(gè)或多個(gè)遠(yuǎn)程設(shè)備的屏蔽中打開(kāi)一個(gè)或多個(gè)孔。本發(fā)明可以在多種多樣的應(yīng)用中使用，包括涉及向消費(fèi)者電子設(shè)備、計(jì)算機(jī)、耳機(jī)、電氣器械、電動(dòng)工具、車輛(例如客用、商用和軍用車輛)和軍用設(shè)備發(fā)送諸如無(wú)線功率和無(wú)線通信的電磁場(chǎng)的應(yīng)用。在無(wú)線功率傳輸?shù)那榫持?，本發(fā)明可以被用來(lái)提供具有用于在功率傳輸/充電期間放置遠(yuǎn)程設(shè)備的大范圍位置自由度的大充電表面。例如，可以使用選擇性可控屏蔽來(lái)在寬表面上集中并進(jìn)行控制磁場(chǎng)傳輸，諸如感應(yīng)無(wú)線功率傳輸。通過(guò)在充電器表面中具有選擇性磁孔，可以使用單個(gè)較大初級(jí)線圈來(lái)在限制寄生損耗的同時(shí)向一個(gè)或多個(gè)次級(jí)線圈進(jìn)行發(fā)送。結(jié)合了局部化飽和的實(shí)施例將很大程度上包含磁場(chǎng)，除非是在預(yù)期的地方(例如，其中屏蔽已經(jīng)被充分地飽和的區(qū)域)。結(jié)合了局部化飽和的實(shí)施例的一個(gè)益處是其允許遠(yuǎn)離孔而放置在充電表面上的有損耗項(xiàng)目不會(huì)實(shí)質(zhì)上影響寄生損耗，如其通常將在標(biāo)準(zhǔn)板或場(chǎng)區(qū)域的情況下那樣。在將選擇性可控屏蔽與補(bǔ)充屏蔽組合的實(shí)施例中，本發(fā)明提供在允許在期望允許磁場(chǎng)穿透的時(shí)間和位置選擇性地打開(kāi)屏蔽中的窗口的同時(shí)完全屏蔽設(shè)備(或設(shè)備的一部分)的能力。如可以認(rèn)識(shí)到的，在某些實(shí)施例中，本發(fā)明可以提供一種機(jī)制，其中，通過(guò)使用屏蔽的選擇性飽和(例如磁性鐵氧體磁導(dǎo))來(lái)允許基本上僅在其中被接收機(jī)(例如次級(jí)線圈)需要的一個(gè)或多個(gè)特定位置處的功率傳輸(例如，發(fā)射機(jī)板上的區(qū)域)，可以在有效地傳輸功率的同時(shí)處理和控制主要關(guān)注問(wèn)題中的兩個(gè)一空間自由度和磁場(chǎng)廣播。該屏蔽既可以通過(guò)使多余通量免于被廣播到周圍環(huán)境中來(lái)充當(dāng)通量屏蔽，又可以充當(dāng)磁導(dǎo)以限制通量泄漏并增加功率傳輸效率。通過(guò)參考當(dāng)前實(shí)施例和附圖的描述，將更全面地理解和認(rèn)識(shí)到本發(fā)明的這些及其他目的、優(yōu)點(diǎn)和特征。在詳細(xì)地解釋本發(fā)明的實(shí)施例之前，要理解的是本發(fā)明不限于在以下描述中闡述或在附圖中圖示出的部件的操作細(xì)節(jié)或構(gòu)造和布置細(xì)節(jié)?？梢栽诟鞣N其他實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，并且可以以在本文中未明確公開(kāi)的替換方式來(lái)實(shí)踐或執(zhí)行本發(fā)明。而且，應(yīng)理解的是在本文中使用的短語(yǔ)和術(shù)語(yǔ)是出于描述的目的，并且不應(yīng)將其視為限制性的?！鞍ā焙汀鞍奔捌渥凅w的使用意圖涵蓋在其后面列出的項(xiàng)目及其等價(jià)物以及附加項(xiàng)目及其等價(jià)物。此外，可以在各種實(shí)施例的描述中使用列舉。除非另外明確地陳述，否則不應(yīng)將列舉的使用理解為使本發(fā)明局限于部件的任何特定順序或數(shù)目。也不應(yīng)將列舉的使用理解為從本發(fā)明的范圍排除可能與所列舉步驟或部件組合或組合到其中的任何附加步驟或部件。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的無(wú)線電源系統(tǒng)的方框圖。圖2是圖1的無(wú)線電源系統(tǒng)的一部分的底部透視圖。圖3是圖1的無(wú)線電源系統(tǒng)的一部分的頂部透視圖。圖4是隱藏的次級(jí)部件被突出顯示的圖1的無(wú)線電源系統(tǒng)的一部分的頂部透視圖。圖5是隱藏的初級(jí)線圈被突出顯示的圖1的無(wú)線電源系統(tǒng)的一部分的頂部透視圖。圖6是圖1的無(wú)線電源系統(tǒng)的一部分的側(cè)視圖。圖7是提供磁屏蔽存在和不存在的情況下的磁場(chǎng)的比較的一般表示。圖8是示出了初級(jí)補(bǔ)充通量集中器和中間屏蔽對(duì)由初級(jí)線圈產(chǎn)生的磁通線具有的影響的表示視圖。圖9是類似于圖7的一般表示，提供相對(duì)于未飽和磁屏蔽和具有飽和區(qū)域的磁屏蔽的磁場(chǎng)的比較。圖10是便攜式設(shè)備中的永磁體對(duì)中間屏蔽具有的影響的表示，該中間屏蔽允許由初級(jí)線圈產(chǎn)生的磁通線穿過(guò)。圖11是如果不存在中間屏蔽的情況下的磁通線的表示。圖12是示出用于各種鐵磁材料的磁化曲線的圖表。圖13是示出響應(yīng)于用于材料的磁化力中的變化的通量密度中的改變的示例性圖表。圖14A示出了在一組實(shí)驗(yàn)室測(cè)試中使用的初級(jí)線圈。圖14B示出了在實(shí)驗(yàn)室測(cè)試中使用的次級(jí)線圈。圖15示出了用于中間屏蔽的在一組實(shí)驗(yàn)室測(cè)試中考慮的材料的表格。圖16A — H示出了在一組實(shí)驗(yàn)室測(cè)試中使用的永磁體的各種配置。圖17A — F示出了描述通過(guò)由一個(gè)或多個(gè)永磁體打開(kāi)的孔的區(qū)域化功率傳輸?shù)臏y(cè)試數(shù)據(jù)。圖18A — B是將打開(kāi)的孔與閉合表面相比較的功率傳輸和效率的概要。圖19是本發(fā)明的替換實(shí)施例的方框圖。圖20是圖19的替換實(shí)施例的無(wú)線電源的一部分的頂部透視圖。圖21是圖19的替換實(shí)施例的無(wú)線電源的一部分的剖視透視圖。圖22包括初級(jí)線圈陣列的替換實(shí)施例的透視圖。圖23是圖22的替換實(shí)施例的側(cè)面立視圖。圖24是在遠(yuǎn)程設(shè)備中具有中間屏蔽的替換實(shí)施例的方框圖。
圖25是其中無(wú)線電源和遠(yuǎn)程設(shè)備包括諧振線圈的替換實(shí)施例的方框圖。圖26是在遠(yuǎn)程設(shè)備中包括具有磁體的橢圓形初級(jí)線圈的替換實(shí)施例的表示視圖。圖27是在無(wú)線電源中包括橢圓形初級(jí)線圈和電磁體的替換實(shí)施例的表示視圖。圖28是其中無(wú)線電源和遠(yuǎn)程設(shè)備包括諧振線圈的替換實(shí)施例的方框圖。圖29A —B是無(wú)線電源的表不視圖。圖30A — B是無(wú)線電源的表示視圖。
具體實(shí)施例方式在圖1中示出了結(jié)合了本發(fā)明的實(shí)施例的無(wú)線電源系統(tǒng)。無(wú)線電源系統(tǒng)10—般包括無(wú)線電源12和遠(yuǎn)程設(shè)備14。本實(shí)施例的無(wú)線電源12包括初級(jí)線圈16、初級(jí)驅(qū)動(dòng)器18和中間磁屏蔽20。在使用中，初級(jí)驅(qū)動(dòng)器18向初級(jí)線圈16施加交變信號(hào)以產(chǎn)生磁場(chǎng)。本實(shí)施例的遠(yuǎn)程設(shè)備14包括電子負(fù)載22、次級(jí)線圈24和永磁體26。當(dāng)存在適當(dāng)磁場(chǎng)時(shí)，在次級(jí)線圈24中感生電流來(lái)為電子負(fù)載22提供功率。該感生功率可以被用來(lái)對(duì)遠(yuǎn)程設(shè)備14充電和/或直接對(duì)遠(yuǎn)程設(shè)備14供電。所圖示的中間屏蔽20是能夠被磁場(chǎng)選擇性飽和以在屏蔽中提供孔的磁屏蔽。在未飽和狀態(tài)下，中間屏蔽20具有高磁導(dǎo)率，并且因此將大部分磁場(chǎng)吸引到其本身中，提供用于場(chǎng)線的路徑。在此狀態(tài)下，中間屏蔽20顯著地減少穿過(guò)中間屏蔽20的磁場(chǎng)的量，在那里，其可能到達(dá)遠(yuǎn)程設(shè)備14或組成雜散磁場(chǎng)。當(dāng)飽和時(shí)，屏蔽20的受影響區(qū)域?qū)⒕哂谐浞譁p小的磁導(dǎo)率，并且因此將把顯著更少的電磁場(chǎng)線吸引到其本身中。這允許磁場(chǎng)在飽和區(qū)域中很大程度上穿過(guò)磁屏蔽或來(lái)自磁屏蔽以與遠(yuǎn)程設(shè)備有效地耦合。因而，本發(fā)明提供了一種中間屏蔽，其在無(wú)線功率傳輸?shù)那榫持?，能夠特別地被用來(lái)通過(guò)選擇性地限制僅在其中期望磁場(chǎng)流動(dòng)至遠(yuǎn)程設(shè)備的區(qū)域中的屏蔽有效性來(lái)限制雜散磁場(chǎng)并減少損耗。出于公開(kāi)的目的，主要在特定無(wú)線電源和特定遠(yuǎn)程設(shè)備的情境中描述本發(fā)明。然而，本發(fā)明不限于與無(wú)線電源系統(tǒng)一起使用一更不用說(shuō)本文所述的特定無(wú)線電源和遠(yuǎn)程設(shè)備。相反，可以將本發(fā)明結(jié)合到可能受益于選擇性可控磁屏蔽的本質(zhì)上任何應(yīng)用中。諸如“頂部”、“底部”、“上”、“下”、“上面”、“下面”、“內(nèi)”、“向內(nèi)”、“外”和“向外”的方向術(shù)語(yǔ)被用來(lái)輔助基于在圖示中示出的實(shí)施例的取向來(lái)描述本發(fā)明。方向術(shù)語(yǔ)的使用意圖促進(jìn)公開(kāi)，并且不應(yīng)將其解釋為使本發(fā)明局限于所圖示的一個(gè)或多個(gè)取向。本發(fā)明涉及電磁屏蔽(有時(shí)簡(jiǎn)稱為“磁”屏蔽)的使用。圖7示出了可以如何使用磁屏蔽來(lái)提供用于磁場(chǎng)的場(chǎng)線的流動(dòng)路徑。左圖提供了線圈周圍的場(chǎng)線形狀的一般表示，電流正流過(guò)該線圈以生成磁場(chǎng)。右圖包括類似表示，其包括在線圈之上的磁屏蔽。此圖提供了磁屏蔽如何將場(chǎng)線吸引到其本身中并充當(dāng)用于大部分磁通量的引導(dǎo)的表示。此圖還示出了并不是所有場(chǎng)線都將被包含在屏蔽材料內(nèi)。通過(guò)提供用于通量的流動(dòng)路徑，屏蔽可以顯著地減少傳遞到屏蔽之上的區(qū)域中的磁場(chǎng)的量。已經(jīng)證明適合于用作本發(fā)明中的磁屏蔽的一些材料包括某些軟磁材料。軟磁材料是在不存在外部磁場(chǎng)的情況下能夠被磁化但不會(huì)趨向于被雜散磁化的那些材料。這些材料由起到如微小永磁體一樣的作用的稱為磁域的微觀區(qū)域組成。在向材料施加外部磁場(chǎng)之前，該域在隨機(jī)方向上定向。其微小磁場(chǎng)指向隨機(jī)方向，并且相互抵消，因此材料不具有總體凈磁場(chǎng)。當(dāng)向材料施加外部磁化場(chǎng)H時(shí),其穿透材料并使該域?qū)?zhǔn),促使其微小磁場(chǎng)轉(zhuǎn)動(dòng)且平行于外場(chǎng)對(duì)準(zhǔn)，加在一起而產(chǎn)生從材料延伸出的大磁場(chǎng)。這稱為磁化。外部磁場(chǎng)越強(qiáng)，該域越對(duì)準(zhǔn)。當(dāng)足夠大的數(shù)目的域成一直線，使得施加的場(chǎng)中的進(jìn)一步增加不會(huì)引起域的大量進(jìn)一步對(duì)準(zhǔn)時(shí)，發(fā)生飽和。本討論提出了簡(jiǎn)化的說(shuō)明；在鐵磁體教科書(shū)中和其他地方可以找到更完整的解釋。良好的磁芯材料(例如意圖提供用于磁通量的路徑的材料)應(yīng)具有高磁導(dǎo)率。材料的有效磁導(dǎo)率通常隨施加的磁場(chǎng)而變化，在施加的場(chǎng)接近飽和通量密度時(shí)減小。圖12示出了九個(gè)鐵磁材料的磁化曲線。這些曲線示出了以下各項(xiàng)的磁化曲線:1、鋼片，2、硅鋼，3、鑄鋼，4、鎢鋼，5、磁鋼，6、鑄鐵，7、鎳，8、鈷和9、磁鐵礦。曲線示出磁場(chǎng)強(qiáng)度(H)與磁通量密度(B)之間的關(guān)系。因此，這些曲線示出了響應(yīng)于不同強(qiáng)度的磁場(chǎng)在材料中的得到的磁通量。磁場(chǎng)強(qiáng)度與通量密度之間的關(guān)系一般是非線性的，并且可以沿著曲線顯著地變化。在增加的磁場(chǎng)強(qiáng)度接近材料的飽和時(shí)，曲線變得越來(lái)越平，表示磁場(chǎng)強(qiáng)度上的增加將導(dǎo)致通量密度上的僅有限的增加或不再進(jìn)一步增加。任何給定點(diǎn)處的曲線的斜率表示該特定磁場(chǎng)強(qiáng)度下的材料的磁導(dǎo)率。圖12中所示的值是近似的，并且僅在所示的磁場(chǎng)下有效。此外，其是針對(duì)零頻率給出的；實(shí)際上，磁導(dǎo)率一般是頻率的函數(shù)。當(dāng)考慮頻率時(shí)，磁導(dǎo)率可能是復(fù)雜的，對(duì)應(yīng)于同相和異相響應(yīng)。注意到，磁性常數(shù)μ O具有以SI為單位的精確值(亦即，不存在其值方面的不確定性)，因?yàn)榘才嗟亩x將其值精確地固定于4 Ji X 10 7 H/m。被認(rèn)為具有最高已知磁導(dǎo)率的材料是具有1，000，000的高頻退火磁導(dǎo)率(最大DC磁導(dǎo)率(μ))的Metglas磁性合金2714Α (基于鈷)(參見(jiàn)圖12中的曲線9)。氫退火(純鐵一Ν5級(jí))可以具有160，000 (μ)的磁導(dǎo)率，但是非常昂貴。圖12中所示的曲線是略微不完整的，因?yàn)槠湟话惚硎究梢栽诖艌?chǎng)強(qiáng)度增加時(shí)發(fā)生的通量密度上的改變。在大多數(shù)軟磁材料的情況下，曲線將在磁場(chǎng)強(qiáng)度通過(guò)同一組值減小時(shí)遵循略有不同的線。這是一般稱為“磁滯”的現(xiàn)象的結(jié)果。圖13示出了表示典型軟磁材料的磁滯曲線的圖表。此圖表類似于圖12，因?yàn)槠溲豖軸示出了磁化力并沿y軸示出了通量密度。區(qū)域A和B已被添加到圖13以提供向系統(tǒng)添加磁化力的影響的表示。區(qū)域A表示用于其中磁化力從區(qū)域A的最左邊緣到區(qū)域A的最右邊緣變化的系統(tǒng)的范圍。如所示，曲線的斜率(例如，材料的磁導(dǎo)率)在整個(gè)此范圍內(nèi)保持較高。區(qū)域B表示該相同系統(tǒng)被置于附加磁化力的影響下時(shí)該相同系統(tǒng)的操作范圍。例如，當(dāng)特定值的永磁體被定位為影響該材料時(shí)，其使操作范圍在沿著磁滯曲線向上的方向上偏置。如果被偏置到材料接近于飽和(如此圖示中所示)的程度，則曲線的斜率(例如材料的磁導(dǎo)率)變得相對(duì)平坦。該屏蔽作為材料特性的高磁導(dǎo)率(無(wú)飽和)區(qū)域中的磁導(dǎo)是最有效的，但是隨著偏置增加，操作點(diǎn)通過(guò)永磁體DC場(chǎng)與發(fā)射機(jī)AC場(chǎng)的相加而被推至低磁導(dǎo)率(高飽和度)的區(qū)域。由于發(fā)射機(jī)通量而引起的屏蔽的操作點(diǎn)因此移動(dòng)至低飽和區(qū)(區(qū)域B)中。在本實(shí)施例中，材料特性是如此的，使得其具有足夠的矯頑磁力而能夠在不飽和的情況下包含發(fā)射機(jī)生成的通量，但是具有足夠尖銳的拐點(diǎn)，使得DC閾值通量能夠使其移動(dòng)至高飽和度的區(qū)域(例如區(qū)域B)中。電磁屏蔽可以由提供符合本發(fā)明原理的性質(zhì)的本質(zhì)上任何材料制造。一般地，期望屏蔽具有高磁導(dǎo)率、低飽和度和低傳導(dǎo)率。更具體地，期望屏蔽材料具有基本上高于自由空間的磁導(dǎo)率。雖然磁導(dǎo)率的具體程度從應(yīng)用到應(yīng)用可以不同，但在典型應(yīng)用中，可能期望屏蔽材料具有為自由空間磁導(dǎo)率的十倍或更大的磁導(dǎo)率。期望屏蔽材料具有足夠低的飽和度，使得能夠在期望通過(guò)材料生成孔時(shí)使材料充分地飽和。雖然期望的飽和程度從應(yīng)用到應(yīng)用可以不同，但可能期望使用能夠飽和到在存在用來(lái)使屏蔽飽和的磁場(chǎng)的情況下其磁導(dǎo)率接近自由空間的磁導(dǎo)率的程度的屏蔽材料。因此，應(yīng)理解的是術(shù)語(yǔ)“飽和”在本文中被用來(lái)指的是相當(dāng)大的飽和且并不意圖局限于完全飽和。屏蔽材料的厚度也可以在使屏蔽飽和所需的磁場(chǎng)量中起作用。例如，較薄屏蔽通常將比較厚屏蔽更容易飽和。因此，可能期望用其他因素來(lái)平衡屏蔽的厚度。圖1的實(shí)施例的中間屏蔽20由可以被磁體26選擇性飽和的材料制造。更具體地，磁體26可以使中間屏蔽20的全部或一部分基本上飽和，使得其磁導(dǎo)率改變到場(chǎng)線不再被很大程度上保持在屏蔽材料內(nèi)的程度。替代地，電磁場(chǎng)自由地流過(guò)飽和區(qū)域中的屏蔽或從飽和區(qū)域中的屏蔽自由地流動(dòng)至遠(yuǎn)程設(shè)備。還期望屏蔽材料具有足夠低的傳導(dǎo)率，使得其不會(huì)在使用期間不可接受地加熱或以其它方式導(dǎo)致不可接受的損耗。例如，磁場(chǎng)可以在導(dǎo)電材料中生成渦流。渦流生成熱量并導(dǎo)致?lián)p耗。渦流的生成隨材料的傳導(dǎo)率而增加，使得期望使用較低傳導(dǎo)率的材料?？山邮艿臒崃考捌渌麚p耗的量從應(yīng)用到應(yīng)用可以不同。例如，可接受水平可以基于各種因素，諸如期望的效率水平、對(duì)周圍部件或者甚至美觀性的潛在影響。在具有被屏蔽的磁場(chǎng)和將被用來(lái)使屏蔽飽和的磁場(chǎng)的強(qiáng)度的情境中也應(yīng)考慮這些因素。在某些應(yīng)用中，可能期望限制用來(lái)使場(chǎng)飽和的磁體或電磁體的場(chǎng)強(qiáng)。例如，在某些應(yīng)用中，過(guò)強(qiáng)的磁場(chǎng)可能對(duì)附近材料具有負(fù)面影響，諸如磁存儲(chǔ)介質(zhì)及其他類似項(xiàng)目。應(yīng)將磁體和屏蔽材料選擇為在不超過(guò)對(duì)磁場(chǎng)強(qiáng)度的任何期望限制的情況下在存在預(yù)期磁場(chǎng)的情況下提供充分的飽和。已被表明適合于用作中間屏蔽材料的某些特定材料包括柔性復(fù)合鐵氧體(諸如可從TDK公司獲得的Flexield IRJ09)和預(yù)置裂縫鐵氧體(SP已經(jīng)分解成多塊的鐵氧體材料，諸如可從TDK公司獲得的Flexield IBF20)。圖15示出了在實(shí)驗(yàn)室中測(cè)試的若干材料的磁導(dǎo)率、飽和度和傳導(dǎo)率特性。如可以看到的，測(cè)試的柔性復(fù)合鐵氧體提供了最好的結(jié)果，因?yàn)槠湓诔跏即艑?dǎo)率方面是高的且在飽和度和傳導(dǎo)率方面是低的。在三個(gè)測(cè)試的材料中，結(jié)合鐵看起來(lái)具有最不適合于用作選擇性可控屏蔽的性質(zhì)。結(jié)合鐵具有相對(duì)低的磁導(dǎo)率，具有相對(duì)高的飽和度值和相對(duì)高的傳導(dǎo)率。預(yù)置裂縫鐵氧體可能證明在某些應(yīng)用程序中是合適的，因?yàn)槠湓诖艑?dǎo)率方面非常高，具有中等的飽和通量密度，并且具有比結(jié)合鐵低的傳導(dǎo)性。應(yīng)注意的是，有時(shí)可以用反映其充當(dāng)用于磁通量的流動(dòng)路徑的能力的名稱來(lái)提及本發(fā)明的磁屏蔽，諸如磁導(dǎo)、通量集中器或磁通量集中器。在一個(gè)實(shí)施例中，還也許可能的是，系統(tǒng)改變屏蔽的飽和水平以控制在無(wú)線電源與遠(yuǎn)程設(shè)備之間傳輸?shù)墓β实牧俊＠?，可以在能夠提供非常高的功率水平的無(wú)線電源上設(shè)置要求低功率水平的遠(yuǎn)程設(shè)備。在這種情況下，遠(yuǎn)程設(shè)備可以提供僅強(qiáng)到足以使屏蔽部分飽和的磁偏置，允許某些而不是所有可用功率通過(guò)屏蔽。在另一示例中，遠(yuǎn)程設(shè)備可以使用可變強(qiáng)度電磁體來(lái)改變屏蔽中的飽和水平以控制其從無(wú)線電源接收到的功率的量。通過(guò)增加電磁體的強(qiáng)度，屏蔽飽和水平增加，允許更多的通量通過(guò)無(wú)線電源的表面。通過(guò)減小電磁體的強(qiáng)度，飽和水平減小，導(dǎo)致較低量的通量穿過(guò)無(wú)線電源的表面。在這種情況下，遠(yuǎn)程設(shè)備可能能夠控制從無(wú)線電源接收到的功率的量。在這種情況下，無(wú)線電源可能不需要從遠(yuǎn)程設(shè)備接收通信，因?yàn)槠洳辉倏刂扑l(fā)送的功率的量。在一個(gè)實(shí)施例中，多個(gè)遠(yuǎn)程設(shè)備可以從無(wú)線電源同時(shí)地接收功率。可以通過(guò)改變每個(gè)遠(yuǎn)程設(shè)備處的屏蔽飽和水平來(lái)控制分配給每個(gè)設(shè)備的功率的量。這可以允許具有不同功率要求的遠(yuǎn)程設(shè)備從無(wú)線電源同時(shí)地接收功率。其還可以允許遠(yuǎn)程設(shè)備針對(duì)鄰近于無(wú)線電源的不同位置(例如功率傳輸表面上的不同位置)處的電磁場(chǎng)強(qiáng)度上的差異進(jìn)行調(diào)整。例如，無(wú)線電源可以在足以向多個(gè)設(shè)備提供功率的功率水平下操作，并且單獨(dú)遠(yuǎn)程設(shè)備可以控制其接收到的功率的量。在一個(gè)實(shí)施例中，可以在不同位置處鄰近于屏蔽放置遠(yuǎn)程設(shè)備，并且可以通過(guò)調(diào)整鄰近于每個(gè)遠(yuǎn)程設(shè)備的磁場(chǎng)的強(qiáng)度來(lái)控制由每個(gè)遠(yuǎn)程設(shè)備通過(guò)屏蔽接收到的功率的量。在一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)遠(yuǎn)程設(shè)備可以包括可變強(qiáng)度電磁體，以及確定接收功率并調(diào)整磁場(chǎng)的強(qiáng)度以允許適當(dāng)量的功率到達(dá)遠(yuǎn)程設(shè)備的控制系統(tǒng)。在操作中，每個(gè)單獨(dú)遠(yuǎn)程設(shè)備可以增加其關(guān)聯(lián)磁場(chǎng)的強(qiáng)度，直至其確定遠(yuǎn)程設(shè)備正在接收期望量的功率。例如，每個(gè)遠(yuǎn)程設(shè)備可以包括電流傳感器、電壓傳感器或能夠向控制系統(tǒng)提供指示由遠(yuǎn)程設(shè)備正接收的功率的水平的信號(hào)的其他傳感器。在其中遠(yuǎn)程設(shè)備的負(fù)載可以變化的應(yīng)用中，可能期望包括能夠從其確定接收功率的電流傳感器和電壓傳感器兩者。在其中充分已知遠(yuǎn)程設(shè)備的負(fù)載特性的應(yīng)用中，可能期望包括可以基于所感測(cè)的特性和預(yù)期負(fù)載特性從其確定接收功率的電流傳感器或電壓傳感器?？刂葡到y(tǒng)可以通過(guò)能夠改變供應(yīng)給電磁體的功率的本質(zhì)上任何電路或部件來(lái)控制磁場(chǎng)的強(qiáng)度。例如，電磁體可以從受控電流源接收功率。受控電流源可以具有由控制系統(tǒng)控制的輸出水平。更具體地，控制系統(tǒng)可以基于接收功率與期望功率的比較來(lái)調(diào)整受控電流源的輸出水平一當(dāng)接收功率低時(shí)增加電流以增加飽和度，并且當(dāng)接收功率高時(shí)減小電流以減小飽和度。在遠(yuǎn)程設(shè)備內(nèi)可以包含也可以不包含可變強(qiáng)度磁場(chǎng)源和關(guān)聯(lián)控制系統(tǒng)。然而，當(dāng)遠(yuǎn)程設(shè)備包括有可變強(qiáng)度電磁體和關(guān)聯(lián)控制系統(tǒng)時(shí)，可能在不需要遠(yuǎn)程設(shè)備與無(wú)線電源通信的情況下具有期望水平的功率控制。這不是說(shuō)可能為了提供補(bǔ)充控制或出于其他目的而不期望通信。例如，可能期望提供通信以允許無(wú)線電源提供適當(dāng)量的功率以對(duì)要求功率的所有遠(yuǎn)程設(shè)備供電。在一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)遠(yuǎn)程設(shè)備可以包括通信電路以將其功率要求傳送至無(wú)線電源，并且無(wú)線電源可以包括通信電路以接收功率要求。無(wú)線電源 可以包括功率輸出控制器，其使用功率要求以確定將由 無(wú)線電源發(fā)送的功率總量。在最簡(jiǎn)單實(shí)施例中，無(wú)線電源可以僅將單獨(dú)功率要求加和以確定其功率輸出。作為另一示例，該系統(tǒng)可以包括通信以允許遠(yuǎn)程設(shè)備建議無(wú)線電力系統(tǒng)在 該遠(yuǎn)程設(shè)備未正接收足夠的功率時(shí)增加其功率輸出，即使當(dāng)其磁場(chǎng)處于全強(qiáng)度時(shí)。在前述示例兩者中，通信可以輔助改善效率，同時(shí)仍允許每個(gè)遠(yuǎn)程設(shè)備對(duì)從無(wú)線電源接收到的功率的量具有初步控制。在某些實(shí)施例中，可能期望包括前述通信能力兩者。這可以允許無(wú)線電源設(shè)置適當(dāng)?shù)某跏脊β瘦敵鏊剑⑶胰绻匾脑掚S時(shí)間推移而調(diào)整功率輸出水平以滿足所有 遠(yuǎn)程設(shè)備的功率要求。為了避免不確定性，應(yīng)注意的是可以將可變強(qiáng)度磁場(chǎng)源與包括單個(gè)初級(jí)設(shè)備(例如，單個(gè)初級(jí)線圈)或多個(gè)初級(jí)設(shè)備(例如初級(jí)線圈陣列)的無(wú)線電源一起使用。無(wú)線電源可以使用本質(zhì)上任何適當(dāng)?shù)碾娐坊虿考?lái)改變其功率輸出水平。例如，無(wú)線電源可以包括被配置成改變施加于初級(jí)電路的輸入信號(hào)的干線電壓、占空因數(shù)、操作頻率或相位的功率輸出控制器，或者其可以在無(wú)線電源包括諧振初級(jí)電路時(shí)改變初級(jí)電路的諧振頻率。如可以看到的，在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明可以通過(guò)利用被用作電磁屏蔽(例如無(wú)線功率發(fā)射機(jī)板磁導(dǎo))的軟磁材料的高度非線性性質(zhì)來(lái)提供感應(yīng)供電系統(tǒng)中的增加的空間自由度。此非線性度是如此的，使得通過(guò)使用所計(jì)算的偏置DC閾值場(chǎng)，能夠?qū)⒉牧蠌母叽艑?dǎo)率(μ 1)且因此是良好的磁導(dǎo)的區(qū)域快速地切換至具有如空氣的磁導(dǎo)率的高飽和度(μ I)的區(qū)域中，允許通量通過(guò)它穿透至接收機(jī)。如下面更詳細(xì)地討論的，可以通過(guò)將DC磁體或DC磁體陣列結(jié)合到接收機(jī)系統(tǒng)中來(lái)實(shí)現(xiàn)此DC閾值場(chǎng)。此陣列提供偏置磁場(chǎng)，因此改變通量屏蔽(例如發(fā)射機(jī)板磁導(dǎo))的磁性特性的操作點(diǎn)，無(wú)論將接收機(jī)放置在發(fā)射機(jī)板表面上的什么位置。因此，根據(jù)接收機(jī)系統(tǒng)被放置在哪里，軟鐵氧體可以是磁導(dǎo)或具有的磁導(dǎo)率接近于空氣的磁導(dǎo)率的高度飽和區(qū)域。作為磁導(dǎo)，其充分減少了磁場(chǎng)廣播，并且作為具有的磁導(dǎo)率接近于空氣的磁導(dǎo)率的高度飽和區(qū)域，其可以允許發(fā)射機(jī)生成的AC磁場(chǎng)的相當(dāng)更大部分通過(guò)至接收機(jī)系統(tǒng)，在那里，其感生電壓并因此傳輸功率。如上所述，在圖1一6、8和10中示出了結(jié)合了本發(fā)明的實(shí)施例的無(wú)線電源系統(tǒng)。系統(tǒng)10包括被配置成向遠(yuǎn)程設(shè)備14無(wú)線地提供功率的無(wú)線電源12。本實(shí)施例的無(wú)線電源12具有充電表面30，可以在其上面放置遠(yuǎn)程設(shè)備14以從無(wú)線電源12接收功率。無(wú)線電源12被配置成生成可以在遠(yuǎn)程設(shè)備14被放置在充電表面30上時(shí)與遠(yuǎn)程設(shè)備14耦合以在遠(yuǎn)程設(shè)備14中無(wú)線地產(chǎn)生功率的磁場(chǎng)。更具體地，本實(shí)施例的無(wú)線電源12包括可操作成向初級(jí)線圈16施加振蕩信號(hào)的初級(jí)驅(qū)動(dòng)器18。振蕩信號(hào)促使初級(jí)線圈16生成能夠在置于充電表面30上的適當(dāng)配置的遠(yuǎn)程設(shè)備14中感生電流的磁場(chǎng)。可以將無(wú)線電源12配置成接收AC電源輸入并將其轉(zhuǎn)換成來(lái)自初級(jí)線圈16的適當(dāng)信號(hào)。為此，無(wú)線電源12可以包括電源電路，諸如整流器(未示出)和DC-DC轉(zhuǎn)換器(未示出)。整流器和DC-DC轉(zhuǎn)換器提供用于由初級(jí)驅(qū)動(dòng)器18施加于初級(jí)線圈16的振蕩信號(hào)的適當(dāng)DC功率。電源電路可以替換地是能夠?qū)⑤斎牍β首儞Q成被初級(jí)驅(qū)動(dòng)器使用的形式的本質(zhì)上任何電路。可以將無(wú)線電源12配置成向特定類型的遠(yuǎn)程設(shè)備提供功率，或者其可以能夠向各種不同的遠(yuǎn)程設(shè)備提供功率。此外，可以將無(wú)線電源12設(shè)計(jì)成每次僅向一個(gè)遠(yuǎn)程設(shè)備提供功率，或者其可以具有向多個(gè)設(shè)備同時(shí)提供功率的能力。如在圖2中可能最好地示出的，所圖示的實(shí)施例的初級(jí)線圈16是導(dǎo)線線圈。在本特定實(shí)施例中，初級(jí)線圈16是利茲線(Litz wire)的雙層螺旋纏繞線圈。然而,無(wú)線電源12可以包括能夠生成適合于向遠(yuǎn)程設(shè)備14無(wú)線地傳輸功率的磁場(chǎng)的本質(zhì)上任何電感器。初級(jí)線圈16的配置從應(yīng)用到應(yīng)用可以不同。例如，根據(jù)需要，線圈的尺寸(例如內(nèi)徑、外徑和厚度)、線圈的形狀、導(dǎo)線類型、匝的布置、匝數(shù)和相鄰匝之間的間距從應(yīng)用到應(yīng)用可以全部不同。雖然將無(wú)線電源12的上表面稱為“充電表面”，但不應(yīng)將該術(shù)語(yǔ)解釋成使無(wú)線電源系統(tǒng)10局限于其中使用無(wú)線功率來(lái)對(duì)遠(yuǎn)程設(shè)備充電的應(yīng)用。相反，由無(wú)線電源12傳輸?shù)墓β士梢员挥脕?lái)直接對(duì)遠(yuǎn)程設(shè)備供電和/或?qū)ξ挥谶h(yuǎn)程設(shè)備內(nèi)的電荷儲(chǔ)存設(shè)備(例如電池、電容器、超電容器)充電。進(jìn)一步，在某些應(yīng)用中，從無(wú)線電源傳輸至遠(yuǎn)程設(shè)備的磁場(chǎng)可以是通信信號(hào)而不是功率信號(hào)。無(wú)線電源12包括在初級(jí)線圈16與充電表面30之間的位置上鄰近于初級(jí)線圈16布置的中間屏蔽20。在一般使用中，中間屏蔽20充當(dāng)引導(dǎo)大部分磁場(chǎng)并使其返回至初級(jí)線圈16的流動(dòng)路徑，從而很大程度上防止磁場(chǎng)到達(dá)遠(yuǎn)程設(shè)備14中的次級(jí)線圈24。中間屏蔽20由可以選擇性地飽和的材料制造。當(dāng)飽和時(shí)，中間屏蔽20充當(dāng)用于飽和區(qū)域中的磁屏蔽的流動(dòng)路徑的能力受到顯著限制。結(jié)果，磁場(chǎng)更容易能夠流過(guò)飽和區(qū)域中的磁屏蔽20和從飽和區(qū)域中的磁屏蔽20流動(dòng)。當(dāng)適當(dāng)配置時(shí)，這允許磁場(chǎng)與次級(jí)線圈24充分地耦合以向遠(yuǎn)程設(shè)備14有效地傳輸功率。如上文所討論的，中間屏蔽20可以由具有適當(dāng)磁導(dǎo)率、飽和度和傳導(dǎo)率性質(zhì)的本質(zhì)上任何材料制造。例如，中間屏蔽20可以由某些軟磁材料制造，諸如柔性復(fù)合鐵氧體(例如Flexield IRJ09)或預(yù)置裂縫鐵氧體。本實(shí)施例的無(wú)線電源12包括鄰近于與中間屏蔽20相對(duì)的初級(jí)線圈16布置的補(bǔ)充屏蔽28。所圖示實(shí)施例的補(bǔ)充屏蔽28被如此配置，使得其將不變得被用來(lái)使中間屏蔽20飽和的磁場(chǎng)所飽和。結(jié)果，補(bǔ)充屏蔽28繼續(xù)充當(dāng)有效屏蔽，即使當(dāng)在中間屏蔽20中打開(kāi)孔時(shí)。為了避免飽和，補(bǔ)充屏蔽28可以由與中間屏蔽20不同的材料(例如具有更高飽和點(diǎn)的材料)制造和/或其可以比中間屏蔽20更厚。例如，補(bǔ)充屏蔽28可以由壓鐵制造。在某些應(yīng)用中，補(bǔ)充屏蔽28可以避免飽和，僅因?yàn)槠渚嚯x磁場(chǎng)源更遠(yuǎn)。本實(shí)施例的遠(yuǎn)程設(shè)備14 一般地包括電子負(fù)載22、次級(jí)線圈24和永磁體26。遠(yuǎn)程設(shè)備14可以一般是常規(guī)的電子設(shè)備，諸如手機(jī)、個(gè)人數(shù)字助理、媒體播放器、手持式無(wú)線電、照相機(jī)、閃光燈或本質(zhì)上任何其他電池供電便攜式設(shè)備。與遠(yuǎn)程設(shè)備14的主要操作相關(guān)聯(lián)(而不與無(wú)線功率傳輸相關(guān)聯(lián))的部件一般稱為電子負(fù)載22。未詳細(xì)地描述電子負(fù)載
22。例如，在手機(jī)的情境中，未進(jìn)行描述與手機(jī)本身相關(guān)聯(lián)的電子部件的努力。所圖示實(shí)施例的次級(jí)線圈24是導(dǎo)線線圈，但是遠(yuǎn)程設(shè)備14可以包括能夠響應(yīng)于由無(wú)線電源12生成的變化磁場(chǎng)而生成足夠電功率的本質(zhì)上任何電感器。次級(jí)線圈24在配置方面從應(yīng)用到應(yīng)用可以不同。例如，根據(jù)需要，線圈的尺寸(例如內(nèi)徑、外徑和厚度)、線圈的形狀、導(dǎo)線類型、匝的布置、匝數(shù)和相鄰匝之間的間距從應(yīng)用到應(yīng)用可以全部不同。雖然未示出，但遠(yuǎn)程設(shè)備14可以包括用于將在次級(jí)線圈24中感生的功率轉(zhuǎn)換成用于電子負(fù)載22的適當(dāng)形式的電路。例如，遠(yuǎn)程設(shè)備14可以包括將在次級(jí)線圈24中感生的AC功率轉(zhuǎn)換成DC功率的整流器(未示出)。在其中期望轉(zhuǎn)換的那些實(shí)施例中，遠(yuǎn)程設(shè)備14還可以包括DC-DC轉(zhuǎn)換器(未示出)。在所圖示實(shí)施例中，永磁體26被置于遠(yuǎn)程設(shè)備14內(nèi)并由遠(yuǎn)程設(shè)備14承載。更具體地，所圖示磁體26與次級(jí)線圈24同心并被置于與次級(jí)線圈24大致相同的平面中。然而，磁體26的位置從應(yīng)用到應(yīng)用可以不同。在所圖示實(shí)施例中，遠(yuǎn)程設(shè)備14包括單個(gè)結(jié)合NdFeB磁體(也稱為釹、NIB、稀土或新磁體)。然而,磁體從應(yīng)用到應(yīng)用可以不同。例如，所述磁體可以替換地是鐵氧體磁體、燒結(jié)NdFeB磁體、燒結(jié)SmCo磁體或Alnico磁體。磁體26被選擇為具有足夠的磁場(chǎng)強(qiáng)度以在遠(yuǎn)程設(shè)備14被放置在充電表面30上時(shí)使中間屏蔽20充分地飽和。還可以將磁體26配置成提供具有足夠的尺寸和形狀的孔(或飽和區(qū)域)，以允許磁場(chǎng)與次級(jí)線圈24充分耦合，而同時(shí)盡可能小地降低針對(duì)雜散磁場(chǎng)的潛在可能。中間屏蔽20和磁體26被如此配置，使得磁體26能夠使中間屏蔽20選擇性地飽和。更具體地，中間屏蔽20和磁體26的性質(zhì)/特性被如此選擇，使得由磁體26產(chǎn)生的磁場(chǎng)足以在遠(yuǎn)程設(shè)備14被放置在充電表面30上時(shí)使中間屏蔽(或者中間屏蔽20的期望部分)基本上飽和。所圖示磁體26是圓盤形磁體，但是磁體的形狀可以根據(jù)期望的孔而變化。例如，磁體可以是矩形的，或者可以是環(huán)形磁體。遠(yuǎn)程設(shè)備14可以包括補(bǔ)充屏蔽32。在所圖示實(shí)施例中，鄰近于與充電表面30相對(duì)的次級(jí)線圈24布置遠(yuǎn)程設(shè)備補(bǔ)充屏蔽32。所圖示實(shí)施例的遠(yuǎn)程設(shè)備補(bǔ)充屏蔽32被如此配置，使得其不被用來(lái)使中間屏蔽20飽和的磁場(chǎng)所飽和。結(jié)果，遠(yuǎn)程設(shè)備補(bǔ)充屏蔽32繼續(xù)充當(dāng)有效屏蔽，即使當(dāng)在中間屏蔽20中打開(kāi)孔時(shí)。如初級(jí)補(bǔ)充屏蔽28的情況一樣，遠(yuǎn)程設(shè)備補(bǔ)充屏蔽32可以由與中間屏蔽20不同的材料(例如具有更高飽和點(diǎn)的材料)制造和/或其可以比中間屏蔽20更厚。例如，遠(yuǎn)程設(shè)備補(bǔ)充屏蔽32可以由壓鐵制造。在某些應(yīng)用中，遠(yuǎn)程設(shè)備補(bǔ)充屏蔽32可以避免飽和，僅因?yàn)槠渚嚯x磁場(chǎng)源更遠(yuǎn)。在使用中，無(wú)線電源補(bǔ)充屏蔽28和遠(yuǎn)程設(shè)備補(bǔ)充屏蔽32進(jìn)行協(xié)作以很大程度上包含由初級(jí)線圈16產(chǎn)生的磁場(chǎng)。圖3— 6是圖1一2中所示的實(shí)施例的進(jìn)一步圖示。圖3示出了位于無(wú)線電源12的各部分上的遠(yuǎn)程設(shè)備14的各部分。更具體地，圖3示出了置于中間屏蔽20、初級(jí)線圈16和初級(jí)補(bǔ)充屏蔽28上的次級(jí)線圈24和遠(yuǎn)程設(shè)備補(bǔ)充屏蔽32。圖4本質(zhì)上與圖3相同，除了通過(guò)遠(yuǎn)程設(shè)備補(bǔ)充屏蔽32使得隱藏次級(jí)線圈24可見(jiàn)。圖5也本質(zhì)上與圖3相同，除了通過(guò)中間屏蔽20、次級(jí)線圈24和遠(yuǎn)程設(shè)備補(bǔ)充屏蔽32使得初級(jí)線圈16可見(jiàn)。應(yīng)注意的是圖3—5未示出充電表面30。在某些應(yīng)用中，可以將單獨(dú)的充電表面30置于中間屏蔽20上。在其他應(yīng)用中，中間屏蔽可以是充電表面，并且可以將遠(yuǎn)程設(shè)備直接放置在中間屏蔽上。圖6是置于中間屏蔽20、初級(jí)線圈16和初級(jí)補(bǔ)充屏蔽28上的次級(jí)線圈24、磁體26和遠(yuǎn)程設(shè)備補(bǔ)充屏蔽32的側(cè)面立視圖。在圖3— 6中未示出無(wú)線電源12和遠(yuǎn)程設(shè)備14的其余部分。如上所述，中間屏蔽20很大程度上控制由初級(jí)線圈16產(chǎn)生的磁場(chǎng)到次級(jí)線圈24的流動(dòng)。圖9提供了飽和對(duì)磁屏蔽的影響的表示。在左側(cè)的圖示示出了通過(guò)屏蔽的磁場(chǎng)線的流動(dòng)。在右側(cè)的圖示示出了屏蔽如何在其被磁體基本上飽和時(shí)失去其吸入和引導(dǎo)磁場(chǎng)的能力。此控制是通過(guò)當(dāng)外部永磁場(chǎng)接近中間屏蔽時(shí)使中間屏蔽的局部化區(qū)域的磁域偏置來(lái)實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)沒(méi)有外部永磁體接近中間屏蔽時(shí)，其使磁場(chǎng)到環(huán)境中的逸出最小化。圖8是示出可以如何通過(guò)所圖示實(shí)施例的中間屏蔽20來(lái)指引磁場(chǎng)線的圖示。如可以看到的，由初級(jí)線圈16生成的磁場(chǎng)在略微閉合環(huán)路中流過(guò)補(bǔ)充屏蔽28和中間屏蔽20。然而，當(dāng)外部磁體接近于中間屏蔽時(shí)，永磁體使材料偏置并產(chǎn)生其中磁導(dǎo)率接近于空氣的磁導(dǎo)率(1.0的值)的飽和區(qū)域。這允許來(lái)自初級(jí)線圈的磁場(chǎng)穿透中間屏蔽以與次級(jí)線圈嚙合。圖10是示出磁場(chǎng)線可以如何在中間屏蔽20的一部分被飽和時(shí)流動(dòng)的圖示。如可以看到的，由初級(jí)線圈16生成的磁場(chǎng)大部分流過(guò)中間屏蔽20，直至其到達(dá)被磁體26飽和的區(qū)域。在該區(qū)域中，磁場(chǎng)更容易能夠流到次級(jí)線圈24并與之耦合。如果系統(tǒng)未包括中間屏蔽20，則更多雜散磁場(chǎng)將泄漏到環(huán)境。圖11是示出磁場(chǎng)線可以如何在不存在中間屏蔽20的情況下在系統(tǒng)10中流動(dòng)的表示圖示。雜散磁場(chǎng)通常等同于增加的損耗。這在其中寄生金屬物體可能與泄漏場(chǎng)交叉的情況下可能具有最顯著的關(guān)注問(wèn)題?？梢詫⑼獠看艌?chǎng)配置成使各種尺寸的區(qū)域飽和，該各種尺寸的區(qū)域?qū)⒂来朋w的類型、尺寸和數(shù)量與中間屏蔽的類型和厚度進(jìn)行平衡。中間屏蔽在使像壓制鐵之類的屏蔽材料需要容易地飽和與更難以飽和的更穩(wěn)健之間的設(shè)計(jì)方面的平衡可以在允許形成孔的同時(shí)允許完整的系統(tǒng)進(jìn)行有效地屏蔽。使用高度定向磁體或磁體陣列可以使得此機(jī)制非常具有區(qū)域特定性，并且因此使得其更容易在任何給定時(shí)間僅使磁導(dǎo)的一個(gè)或多個(gè)部分飽和。雖然所圖示實(shí)施例的磁體26是單個(gè)永磁體，但遠(yuǎn)程設(shè)備14可以包括多個(gè)磁體。可以以不同的圖案來(lái)布置磁體以產(chǎn)生不同尺寸和形狀的孔。例如，圖16A—H示出了各種潛在替換磁體布置。這些圖示中的每一個(gè)示出了相對(duì)于次級(jí)線圈的磁體的可能配置。不同的磁體布置可以導(dǎo)致不同尺寸、形狀和特性的孔的形成。圖17A—F提供與理解磁體布置對(duì)孔特性的影響有關(guān)的信息。這些圖示示出了在實(shí)驗(yàn)室中對(duì)單初級(jí)線圈和次級(jí)線圈對(duì)執(zhí)行的測(cè)試的結(jié)果。圖14A和14B示出了用來(lái)執(zhí)行這些測(cè)試的初級(jí)線圈16’和次級(jí)線圈24’。初級(jí)線圈16’是具有總共26匝(每層中13匝)的利茲線的雙層初級(jí)線圈。初級(jí)線圈16’約為50mm乘100mm。次級(jí)線圈24’是實(shí)心導(dǎo)線的單層、平面線圈。次級(jí)線圈24’具有15匝的導(dǎo)線且約為30mm乘40mm。次級(jí)線圈24’被安裝到補(bǔ)充屏蔽32’。為了執(zhí)行測(cè)試,將一個(gè)或多個(gè)磁體放置在初級(jí)線圈16’上，并激勵(lì)初級(jí)線圈16’。然后將次級(jí)線圈24’在初級(jí)線圈16’和一個(gè)或多個(gè)磁體26’上掃過(guò)，并記錄在次級(jí)線圈24’中感生的電壓。使用從這些測(cè)試收集的數(shù)據(jù)來(lái)產(chǎn)生圖17A — F中所示的電壓響應(yīng)圖。圖17A示出了單個(gè)結(jié)合NdFeB磁體的結(jié)果。圖17B示出了涉及兩個(gè)相鄰結(jié)合NdFeB磁體的測(cè)試的結(jié)果。圖17C示出了當(dāng)利用鐵氧體磁體的所示圖案來(lái)執(zhí)行測(cè)試時(shí)的結(jié)果。圖17D示出了本質(zhì)上相同圖案，但是利用結(jié)合NdFeB磁體的結(jié)果。如可以看到的，結(jié)合NdFeB磁體產(chǎn)生顯著更大的孔。圖17E示出了其中磁體的極性如由磁體的顏色上變化所指示的那樣交替的六個(gè)磁體的布置。圖17F示出了其中磁體的極性不變化的六個(gè)磁體的類似布置。實(shí)驗(yàn)室測(cè)試證明通過(guò)地使屏蔽選擇性飽和，可以顯著地改變功率傳輸?shù)男?。圖18A示出了當(dāng)不存在磁體時(shí)在被屏蔽系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)的功率傳輸?shù)男省＠糜蒄lexieldIRJ09制造的中間屏蔽，無(wú)線功率傳輸以大致14.546%的效率發(fā)生。利用由預(yù)置裂縫鐵氧體制造的中間屏蔽，該效率大致上為14.585%。屏蔽材料的飽和顯著改善了結(jié)果。圖18B示出了當(dāng)存在磁體時(shí)在系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)的功率傳輸?shù)男?。利用由Flexield IRJ09制造的中間屏蔽，無(wú)線功率傳輸在存在磁體的情況下以大致82.141%的效率發(fā)生。利用由預(yù)置裂縫鐵氧體制造的中間屏蔽，在存在磁體的情況下該效率大致上為42.802%。在圖1一6、8、10和11中所圖示的實(shí)施例中，中間屏蔽20被由遠(yuǎn)程設(shè)備14承載的永磁體26選擇性地飽和。該實(shí)施例允許飽和磁場(chǎng)源始終與遠(yuǎn)程設(shè)備14保持在一起，使得自動(dòng)地生成與次級(jí)線圈24對(duì)準(zhǔn)的孔，無(wú)論其可能被放置在充電表面30上的什么地方。這種方法可能并不總是期望的。例如，在某些應(yīng)用中，可能不期望在遠(yuǎn)程設(shè)備中具有永磁體。作為替換，可以將飽和磁場(chǎng)源結(jié)合到無(wú)線電源中。在圖19一21中示出了本發(fā)明的替換實(shí)施例。本實(shí)施例的無(wú)線電源112包括初級(jí)線圈116、初級(jí)驅(qū)動(dòng)器118、中間磁屏蔽120和多個(gè)電磁體126a — c (參見(jiàn)圖19)。本實(shí)施例的遠(yuǎn)程設(shè)備114包括電子負(fù)載122和次級(jí)線圈124。遠(yuǎn)程設(shè)備114不包括永磁體26。如圖20和21中所示,無(wú)線電源112和遠(yuǎn)程設(shè)備114可以分別包括補(bǔ)充屏蔽128和132?，F(xiàn)在參考圖20和21，可以將電磁體126a — c置于初級(jí)線圈116的中心中。例如，可以使電磁體126a — c跨初級(jí)線圈116的中心開(kāi)口均勻地間隔。然而，電磁體可以位于其他位置上，諸如在線圈的外周界上面、下面或外面。在本實(shí)施例中，無(wú)線電源112包括可以被選擇性地激勵(lì)以產(chǎn)生磁場(chǎng)以使中間屏蔽120的全部或一部分基本上飽和的多個(gè)DC電磁體126a— C。雖然本實(shí)施例示出了三個(gè)電磁體，但電磁體的數(shù)目可以改變。例如，在某些應(yīng)用中，可能期望僅包括單個(gè)電磁體。在其他應(yīng)用中，可能期望包括三個(gè)以上電磁體，例如，具有更長(zhǎng)的線圈，或者在其中每個(gè)單獨(dú)電磁體的強(qiáng)度都更低的情況下。無(wú)線電源可以通過(guò)使用對(duì)無(wú)線電源電路118的電壓、頻率、占空因數(shù)、相位或諧振頻率的任何數(shù)目的變化來(lái)改變發(fā)射到遠(yuǎn)程設(shè)備的功率。然而，無(wú)線電源還可以通過(guò)改變置于無(wú)線電源中的電磁體126 — c的磁場(chǎng)強(qiáng)度來(lái)改變屏蔽的飽和水平。本實(shí)施例中的中間屏蔽120的功能與在前面的實(shí)施例中描述的功能相同。然而，在本實(shí)施例中，通過(guò)在無(wú)線電源中選擇性地激勵(lì)一個(gè)或多個(gè)DC電磁體126a — c來(lái)實(shí)現(xiàn)在局部化區(qū)域中使中間屏蔽飽和的方法。如磁體26的情況一樣，在特定區(qū)域中被激勵(lì)的DC電磁體產(chǎn)生磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)打開(kāi)局部化的孔以用于無(wú)線功率到該區(qū)域中的次級(jí)設(shè)備的傳輸。用于確定要啟用哪個(gè)或哪些電磁體的方法可以根據(jù)應(yīng)用而不同。在一個(gè)實(shí)施例中，該方法可以包括一次一個(gè)地順序地激勵(lì)電磁體并檢查遠(yuǎn)程設(shè)備的存在。例如，利用三個(gè)電磁體，無(wú)線電源可以激活第一電磁體以打開(kāi)第一孔，并且然后執(zhí)行“ping”以檢查遠(yuǎn)程設(shè)備的存在。Ping過(guò)程可以包括利用功率的短脈沖來(lái)激勵(lì)初級(jí)線圈以生成磁場(chǎng)并監(jiān)測(cè)無(wú)線電源中的功率特性(諸如電流)以確定是否存在潛在設(shè)備的步驟。如果存在潛在遠(yuǎn)程設(shè)備，則遠(yuǎn)程設(shè)備將從磁場(chǎng)吸取功率，并且遠(yuǎn)程設(shè)備的反射阻抗將引起無(wú)線電源中的電流上的增力口。作為替換方法，Ping過(guò)程可以包括尋找放置在充電表面上或附近的電極中的電容上的變化的步驟。如果通過(guò)第一孔不存在潛在設(shè)備，則無(wú)線電源可以將第一電磁體去激活，將第二電磁體激活以打開(kāi)第二孔，并且然后執(zhí)行第二Ping以通過(guò)第二孔來(lái)檢查潛在設(shè)備。如果通過(guò)第二孔不存在潛在設(shè)備，則無(wú)線電源可以將第二電磁體去激活，將第三電磁體激活以打開(kāi)第三孔，并且然后執(zhí)行第三Ping以通過(guò)第三孔檢查潛在設(shè)備。循環(huán)通過(guò)電磁體(并因此通過(guò)不同孔)的過(guò)程可以周期性地持續(xù)直至找到遠(yuǎn)程設(shè)備。一旦找到，可以激勵(lì)一個(gè)或多個(gè)適當(dāng)?shù)碾姶朋w以在期望的位置上提供期望尺寸的孔。在某些應(yīng)用中，可能期望只有當(dāng)存在遠(yuǎn)程設(shè)備時(shí)才激勵(lì)初級(jí)設(shè)備。在其中由遠(yuǎn)程設(shè)備承載飽和磁體的應(yīng)用中，無(wú)線電源可以偶爾針對(duì)潛在遠(yuǎn)程設(shè)備的存在進(jìn)行“Ping”，正如同不存在磁屏蔽一樣。用于檢測(cè)充電表面上的遠(yuǎn)程設(shè)備的存在的各種系統(tǒng)和方法是眾所周知的，并因此將不詳細(xì)地描述。然而，在一個(gè)實(shí)施例中，無(wú)線電源可以通過(guò)向初級(jí)設(shè)備周期性地施加功率并評(píng)定根據(jù)是否存在潛在設(shè)備而變化的功率特性來(lái)識(shí)別潛在遠(yuǎn)程設(shè)備的存在。例如，無(wú)線電源可以通過(guò)向初級(jí)設(shè)備施加少量功率并監(jiān)測(cè)初級(jí)設(shè)備中(或儲(chǔ)能電路中)的電流以確定是否存在潛在的遠(yuǎn)程設(shè)備來(lái)對(duì)遠(yuǎn)程設(shè)備進(jìn)行Ping。如果是這樣，則無(wú)線電源可以開(kāi)始功率的供應(yīng)。作為向線圈供應(yīng)功率的替換方式，Ping過(guò)程可以包括尋找放置在充電表面上或附近的電極中的電容上的變化的步驟。在包括具有一個(gè)或多個(gè)電磁體的無(wú)線電源的實(shí)施例中，用于確定何時(shí)激勵(lì)初級(jí)設(shè)備的方法類似于用于確定要激勵(lì)哪個(gè)電磁體的上述方法。在具有單個(gè)電磁體的實(shí)施例中，無(wú)線電源可以暫時(shí)激活電磁體以在中間屏蔽中打開(kāi)孔，并在孔打開(kāi)的同時(shí)對(duì)遠(yuǎn)程設(shè)備的存在進(jìn)行ping。如果無(wú)線電源包括多個(gè)電磁體，則無(wú)線電源可以一次一個(gè)地單獨(dú)地循環(huán)通過(guò)電磁體。例如，在兩個(gè)電磁體的情況下，無(wú)線電源可以激活第一電磁體以打開(kāi)第一孔，并且然后執(zhí)行Ping以檢查遠(yuǎn)程設(shè)備的存在。如果通過(guò)第一孔不存在潛在設(shè)備，則無(wú)線電源可以將第一電磁體去激活，將第二電磁體激活以打開(kāi)第二孔，并且然后執(zhí)行第二 Ping以通過(guò)第二孔來(lái)檢查潛在設(shè)備。循環(huán)通過(guò)電磁體(并因此通過(guò)不同孔)的過(guò)程可以持續(xù)直至找到遠(yuǎn)程設(shè)備。一旦找到遠(yuǎn)程設(shè)備，可以激勵(lì)初級(jí)設(shè)備。在具有多個(gè)電磁體的應(yīng)用中，一旦找到遠(yuǎn)程設(shè)備，一個(gè)或多個(gè)適當(dāng)?shù)碾姶朋w也將被激勵(lì)。檢測(cè)遠(yuǎn)程設(shè)備的過(guò)程可以替換地或另外包括無(wú)線電源與遠(yuǎn)程設(shè)備之間的通信交換。例如，如果“ping”過(guò)程指示存在潛在遠(yuǎn)程設(shè)備，則無(wú)線電源可以請(qǐng)求來(lái)自遠(yuǎn)程設(shè)備的通信，以確認(rèn)其為兼容設(shè)備(例如，能夠從無(wú)線電源接收功率的設(shè)備)。替換地，可以將遠(yuǎn)程設(shè)備配置成發(fā)送未請(qǐng)求通信，當(dāng)存在無(wú)線功率傳輸場(chǎng)時(shí)確認(rèn)其為兼容設(shè)備。還可以將本發(fā)明結(jié)合到包括初級(jí)線圈陣列的無(wú)線電源中。在圖22和23中示出了具有初級(jí)線圈陣列的實(shí)施例。無(wú)線電源系統(tǒng)210可以包括具有多個(gè)初級(jí)線圈216、中間磁屏蔽220和補(bǔ)充屏蔽228的無(wú)線電源212。雖然初級(jí)線圈216被置于中間屏蔽220下面，但出于公開(kāi)的目的，在圖22中使得隱藏線圈通過(guò)中間屏蔽220可見(jiàn)。無(wú)線電源212還可以包括能夠單獨(dú)地激勵(lì)單個(gè)初級(jí)線圈或組合地激勵(lì)兩個(gè)或更多線圈的驅(qū)動(dòng)器電路(未示出)。通常，無(wú)線電源212將激勵(lì)處于最好位置的一個(gè)或多個(gè)初級(jí)線圈以向遠(yuǎn)程設(shè)備214輸送功率。在本實(shí)施例中，無(wú)線電源212包括以重疊配置(參見(jiàn)圖23)布置的兩層初級(jí)線圈。然而，線圈陣列的配置從應(yīng)用到應(yīng)用可以不同。本實(shí)施例的遠(yuǎn)程設(shè)備214可以包括次級(jí)線圈224、磁體226和補(bǔ)充屏蔽232。雖然磁線圈224和磁體226被置于補(bǔ)充屏蔽232下面,但在圖2中使得隱藏線圈和磁體通過(guò)補(bǔ)充屏蔽232可見(jiàn)。在使用中，磁體226在鄰近于遠(yuǎn)程設(shè)備214的中間屏蔽220中產(chǎn)生孔，以允許磁場(chǎng)以改善的效率與遠(yuǎn)程設(shè)備214耦合。替換地，可以用無(wú)線電源212中的多個(gè)電磁體來(lái)代替磁體226。例如，無(wú)線電源212可以包括可以被單獨(dú)地或成組地激勵(lì)以在中間屏蔽220中生成適當(dāng)尺寸和位置的孔的電磁體陣列。前述實(shí)施例公開(kāi)了其中將中間屏蔽置于無(wú)線電源中的無(wú)線電源系統(tǒng)。在某些應(yīng)用中，可能期望將中間屏蔽結(jié)合到遠(yuǎn)程設(shè)備中。例如，可能期望提供通常與某些外部磁場(chǎng)屏蔽的遠(yuǎn)程設(shè)備。圖24示出了其中將中間屏蔽320結(jié)合到遠(yuǎn)程設(shè)備314中的無(wú)線電源系統(tǒng)310的替換實(shí)施例。本實(shí)施例的無(wú)線電源312包括初級(jí)線圈316、初級(jí)驅(qū)動(dòng)器318和永磁體326。本實(shí)施例的遠(yuǎn)程設(shè)備314包括電子負(fù)載322、中間磁屏蔽320和次級(jí)線圈324。雖然未示出，但無(wú)線電源312和遠(yuǎn)程設(shè)備314可以包括補(bǔ)充屏蔽。當(dāng)將遠(yuǎn)程設(shè)備314鄰近于無(wú)線電源312放置時(shí)，磁體326將使遠(yuǎn)程設(shè)備314中的中間屏蔽320飽和，并且打開(kāi)孔以允許磁場(chǎng)到達(dá)次級(jí)線圈324。雖然被示為永磁體，但磁體326可以替換地是一個(gè)或多個(gè)電磁體。例如，在大初級(jí)線圈316的情況下，可能期望具有可以選擇性地用來(lái)僅在與遠(yuǎn)程設(shè)備314的位置相對(duì)應(yīng)的局部化區(qū)域中通過(guò)屏蔽320打開(kāi)孔的電磁體的布置。在某些應(yīng)用中，可能期望將中間屏蔽結(jié)合到無(wú)線電源和遠(yuǎn)程設(shè)備(未示出)兩者中。在此類應(yīng)用中，可以將一個(gè)或多個(gè)電磁體定位于無(wú)線電源和/或遠(yuǎn)程設(shè)備中以使中間屏蔽選擇性地飽和。替換地，可以使用在無(wú)線電源和遠(yuǎn)程設(shè)備兩者外部的磁場(chǎng)源(例如永磁體或電磁體)來(lái)使中間屏蔽選擇性地飽和。還可以將本發(fā)明與結(jié)合了隔離諧振線圈的無(wú)線電源系統(tǒng)一起使用。例如，如圖25中所示，無(wú)線電源系統(tǒng)410可以包括具有初級(jí)線圈416、初級(jí)諧振線圈417和中間磁屏蔽420的無(wú)線電源412。本實(shí)施例的遠(yuǎn)程設(shè)備414可以包括次級(jí)線圈424、次級(jí)諧振線圈425、磁體426和電子負(fù)載422。諧振線圈一般是眾所周知的，并且因此將不詳細(xì)地公開(kāi)。只要說(shuō)的是，在使用中，初級(jí)線圈416激勵(lì)初級(jí)諧振線圈417，其轉(zhuǎn)而生成意圖與次級(jí)諧振線圈425耦合并向其傳輸能量的電磁場(chǎng)。次級(jí)諧振線圈425轉(zhuǎn)而生成與次級(jí)線圈424耦合且在其中感生電流的電磁場(chǎng)?？梢詫⒅虚g屏蔽420置于初級(jí)諧振線圈417與次級(jí)諧振線圈425之間。在圖28中圖示出具有結(jié)合了隔離諧振線圈的無(wú)線電源系統(tǒng)的本發(fā)明的另一實(shí)施例。無(wú)線電源系統(tǒng)710可以包括具有初級(jí)線圈716、初級(jí)諧振線圈717和中間磁屏蔽720的無(wú)線電源712。不同于無(wú)線電源712，可以將中間磁屏蔽720附著于單獨(dú)實(shí)體730或與之集成。本實(shí)施例的遠(yuǎn)程設(shè)備714可以包括次級(jí)線圈724、次級(jí)諧振線圈725、磁體726和電子負(fù)載722。諧振線圈一般是眾所周知的，并且因此將不詳細(xì)地公開(kāi)。只要說(shuō)的是，在使用中，初級(jí)線圈716激勵(lì)初級(jí)諧振線圈717，其轉(zhuǎn)而生成意圖與次級(jí)諧振線圈725耦合并向其傳輸能量的電磁場(chǎng)。次級(jí)諧振線圈725轉(zhuǎn)而生成與次級(jí)線圈724耦合且在其中感生電流的電磁場(chǎng)。圖25實(shí)施例與圖28實(shí)施例之間的一個(gè)差別是圖28實(shí)施例在線圈與屏蔽之間包括某個(gè)間距。將屏蔽定位于單獨(dú)實(shí)體上或內(nèi)部，在其他實(shí)施例中，與無(wú)線電源分離也是可能是。例如，在圖1中，可以將中間磁屏蔽20從感應(yīng)無(wú)線電源去除，并且替代地是單獨(dú)實(shí)體的一部分，如圖28中所示。其可能對(duì)將中間屏蔽遠(yuǎn)離無(wú)線電源且特別是與初級(jí)線圈相距一定距離進(jìn)行定位是有用的。使單獨(dú)實(shí)體承載中間屏蔽可以在不使屏蔽在外部暴露的情況下允許屏蔽更接近于遠(yuǎn)程設(shè)備。此外，由于屏蔽被附著于單獨(dú)實(shí)體或集成在單獨(dú)實(shí)體內(nèi)，則仍可以使其免受外力。在一個(gè)實(shí)施例中，單獨(dú)實(shí)體是諸如臺(tái)面、桌子或能夠使遠(yuǎn)程設(shè)備鄰近于表面定位的本質(zhì)上任何其他表面的表面。該表面一般可以由任何常規(guī)表面材料制成，諸如膠木、薄木片或另一層壓件。可以在制造期間將中間屏蔽與表面集成，或者其可以在表面安裝期間被安裝。表面730內(nèi)的中間屏蔽的位置規(guī)定了初級(jí)線圈與中間屏蔽之間的距離。如圖28中所示，中間屏蔽可以位于表面頂部附近。這保持屏蔽接近于設(shè)備，但是消費(fèi)者將不被暴露，并且保護(hù)了材料。此外，此配置允許中間屏蔽位于與初級(jí)線圈717相距一定距離處，這在某些情況下可能是期望的。在圖26中示出了本發(fā)明的另一替換實(shí)施例。在本實(shí)施例中，無(wú)線電源系統(tǒng)510包括具有橢圓形初級(jí)線圈516的無(wú)線電源512和置于橢圓形初級(jí)線圈612的整個(gè)長(zhǎng)度上的中間屏蔽520。雖然圖26示出了特定尺寸的橢圓形線圈，但線圈的尺寸(包括其長(zhǎng)度)從應(yīng)用到應(yīng)用可以不同。例如，橢圓形初級(jí)線圈可以具有沿著書(shū)桌或其他工作表面的全長(zhǎng)延伸的足夠長(zhǎng)度。在圖26的實(shí)施例中，遠(yuǎn)程設(shè)備514包括次級(jí)線圈524，并且選擇性地使中間屏蔽520飽和的磁體526在鄰近于次級(jí)線圈524的位置上。中間屏蔽520很大程度上沿著屏蔽520的全長(zhǎng)包含磁場(chǎng)，只排除了可以飽和以在屏蔽中形成孔的那些區(qū)域。在圖29A和29B中示出了中間屏蔽520和初級(jí)橢圓形線圈516的某些附加圖示。圖29A圖示出無(wú)線電源512的透視圖和頂視圖，其中，中間屏蔽被隱藏且橢圓形初級(jí)線圈516是可見(jiàn)的?？蛇x補(bǔ)充屏蔽528在初級(jí)橢圓形線圈下面延伸。圖29B圖示出無(wú)線電源512的透視圖和頂視圖，其中，示出了中間屏蔽并以隱線示出了初級(jí)橢圓形線圈516?？蛇x補(bǔ)充屏蔽528在初級(jí)橢圓形線圈下面延伸。雖然圖26使用遠(yuǎn)程設(shè)備514中的磁體526來(lái)在中間屏蔽520中選擇性地打開(kāi)孔，但該系統(tǒng)可以替換地使用無(wú)線電源中的電磁體來(lái)生成孔。圖27示出了具有包括橢圓形初級(jí)線圈616和多個(gè)電磁體626以使中間屏蔽620選擇性地飽和的無(wú)線電源612的替換無(wú)線電源系統(tǒng)610。在本實(shí)施例中，遠(yuǎn)程設(shè)備614包括次級(jí)線圈624，但沒(méi)有磁體。可以與次級(jí)線圈624的位置對(duì)準(zhǔn)地激勵(lì)電磁體626以使屏蔽620飽和并允許感應(yīng)功率傳輸?？梢詥为?dú)地或組合地激勵(lì)電磁體626。例如，可以激勵(lì)多個(gè)電磁體以向一個(gè)以上遠(yuǎn)程設(shè)備提供功率或者產(chǎn)生比用單個(gè)電磁體也許可能的更大的孔。例如，在圖27中所示的配置中，可能期望激勵(lì)四個(gè)并列的電磁體626以打開(kāi)孔以在所圖示的位置上向遠(yuǎn)程設(shè)備614提供功率。在圖30A — B中所圖示的一個(gè)實(shí)施例中，電磁體沿著初級(jí)橢圓形線圈的中心定位。圖30A圖示出無(wú)線電源612的透視圖和頂視圖，其中，中間屏蔽被隱藏且DC電磁體626和橢圓形初級(jí)線圈616是可見(jiàn)的?？蛇x補(bǔ)充屏蔽628在初級(jí)橢圓形線圈和電磁體下面延伸。圖30B圖示出無(wú)線電源612的透視圖和頂視圖，其中，示出了中間屏蔽并以隱線示出了 DC電磁體626和初級(jí)橢圓形線圈616。可選補(bǔ)充屏蔽628在初級(jí)橢圓形線圈下面延伸。在圖30A—B中所示的配置中，可能期望激勵(lì)電磁體626中的一個(gè)或多個(gè)以打開(kāi)孔以向接近于電磁體定位的遠(yuǎn)程設(shè)備提供功率。如上文所討論的，本發(fā)明提供了按要求通過(guò)磁屏蔽打開(kāi)窗口的能力，其允許磁場(chǎng)(例如功率或通信)透過(guò)，同時(shí)能夠在需要時(shí)關(guān)閉此窗口。本發(fā)明可以被用于允許更可靠覆蓋的金屬包圍以及也被用于其中孔允許來(lái)自掃描和EMP的安全性的更具功能的包圍。本發(fā)明還提供了使其中允許無(wú)線功率(或其他磁場(chǎng))輻射的區(qū)域最小化的能力。這可以允許完整屏蔽籠圍繞無(wú)線功率電子裝置，并且僅打開(kāi)無(wú)線功率傳輸(或由磁場(chǎng)執(zhí)行的其他功能，諸如通信)所需的籠子區(qū)域。例如，可以使用本發(fā)明的原理來(lái)通過(guò)在仍在對(duì)于功率傳輸而言期望的時(shí)間和位置允許孔的同時(shí)屏蔽系統(tǒng)來(lái)限制無(wú)線功率設(shè)備的輻射暴露。如可以看到的，本發(fā)明提供了一種用于選擇性地允許磁場(chǎng)穿過(guò)電磁場(chǎng)路徑的機(jī)制。從此角度出發(fā)，本發(fā)明提供了一種用于選擇性地開(kāi)啟和關(guān)閉電磁場(chǎng)從一個(gè)區(qū)域到另一區(qū)域的流動(dòng)的機(jī)制。因此，本發(fā)明提供了具有由磁體或其他磁場(chǎng)源偏置的磁功率開(kāi)關(guān)的能力。另一潛在應(yīng)用是在軍用車輛的車身中。本文所述的屏蔽材料和技術(shù)可以用來(lái)限制EMI/RFI并增強(qiáng)EMC。這些特征不僅可以在便攜式電子裝置的情境中實(shí)現(xiàn)，而且可以在可能涉及磁場(chǎng)傳輸?shù)谋举|(zhì)上任何應(yīng)用的情境中實(shí)現(xiàn)。通過(guò)飛機(jī)、無(wú)人駕駛飛機(jī)或潛水艇的機(jī)身中的金屬的功率傳輸是用于本發(fā)明的潛在應(yīng)用的示例。例如，可以屏蔽電源和車輛車身，但是可以容易地在屏蔽中打開(kāi)孔以在用于功率傳輸?shù)膬蓚€(gè)表面中形成孔或者執(zhí)行由磁場(chǎng)執(zhí)行的其他功能，諸如通信。在某些應(yīng)用中，本發(fā)明的選擇性屏蔽原理可以允許使用針對(duì)某些類型的EMP進(jìn)行保護(hù)但能夠在局部化區(qū)域中被選擇性地開(kāi)口以允許出于各種目的(諸如功率傳輸和無(wú)線通信)的電磁場(chǎng)的受控流入的屏蔽。以上描述是本發(fā)明的當(dāng)前實(shí)施例的描述。在不脫離如在所附權(quán)利要求中定義的本發(fā)明的精神和更廣泛方面的情況下，可以實(shí)現(xiàn)各種變更和改變，將根據(jù)包括等價(jià)物學(xué)說(shuō)的專利法的原則來(lái)解釋本發(fā)明的精神和更廣泛方面。本公開(kāi)是出于說(shuō)明性目的提出的，并且不應(yīng)被解釋為本發(fā)明的所有實(shí)施例的排他性描述，或使權(quán)利要求的范圍局限于結(jié)合這些實(shí)施例所說(shuō)明和所描述的特定元件。例如且在沒(méi)有限制的情況下，可以用提供基本上類似功能或以其他方式提供充分操作的替換元件來(lái)代替所描述的發(fā)明的任何一個(gè)或多個(gè)單獨(dú)元件。這包括例如目前已知的替換元件，諸如本領(lǐng)域的技術(shù)人員當(dāng)前可能已知的那些，以及可能在未來(lái)開(kāi)發(fā)的替換元件，諸如本領(lǐng)域的技術(shù)人員在開(kāi)發(fā)時(shí)可能承認(rèn)為替換的那些。此外，公開(kāi)實(shí)施例包括一致地描述且可能協(xié)作地提供許多益處的多個(gè)特征。本發(fā)明不僅限于包括所有這些特征或提供所有所陳述益處的那些實(shí)施例，除非在發(fā)布的權(quán)利要求中以其他方式明確地闡述之外。不應(yīng)將以單數(shù)、例如使用冠詞“一(a)”、“一個(gè)(an)”、“該(the)”或“所述(said) ”對(duì)權(quán)利要求要素的任何引用理解為使該要素局限于單數(shù)。
權(quán)利要求
1.一種電磁屏蔽系統(tǒng),包括: 電磁屏蔽，其具有基本上大于周圍空間的磁導(dǎo)率的磁導(dǎo)率，使得所述電磁場(chǎng)提供比周圍空間小的阻抗的電磁流動(dòng)路徑；以及 磁場(chǎng)源，其接近于所述電磁屏蔽定位或可定位，所述磁場(chǎng)源生成磁場(chǎng)，所述磁場(chǎng)具有使所述屏蔽的至少一部分選擇性地基本上飽和的足夠強(qiáng)度，從而選擇性地減小所述電磁屏蔽的所述磁導(dǎo)率，使得所述電磁屏蔽不再提供比周圍空間小的阻抗的電磁流動(dòng)路徑。
2.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中，所述磁場(chǎng)源是電磁體，其可以被選擇性地致動(dòng)以選擇性地生成具有使所述電磁屏蔽基本上飽和的足夠強(qiáng)度的DC磁場(chǎng)。
3.權(quán)利要求2的系統(tǒng)，其中，所述磁場(chǎng)源包括以鄰近于所述電磁屏蔽的圖案布置的多個(gè)電磁體，所述電磁體單獨(dú)地可操作成使所述電磁屏蔽的不同區(qū)域選擇性地飽和。
4.權(quán)利要求1的系 統(tǒng)，其中，所述磁場(chǎng)源是可以可去除地定位于所述電磁屏蔽附近的永磁體。
5.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中，所述磁場(chǎng)源是由遠(yuǎn)程設(shè)備承載的磁體，由此，鄰近于所述電磁屏蔽的遠(yuǎn)程設(shè)備的放置導(dǎo)致所述磁體使所述電磁場(chǎng)基本上飽和。
6.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中，所述磁場(chǎng)源能夠選擇性地改變所述磁場(chǎng)的強(qiáng)度。
7.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中，所述電磁屏蔽被配置成基本上與無(wú)線電源的電磁傳輸表面共延伸。
8.權(quán)利要求7的系統(tǒng)，其中，所述磁場(chǎng)源被選擇為生成DC磁場(chǎng)，所述DC磁場(chǎng)具有僅使所述屏蔽的一部分選擇性地飽和的足夠強(qiáng)度，從而選擇性地產(chǎn)生通過(guò)所述屏蔽的孔。
9.權(quán)利要求7的系統(tǒng)，其中，所述磁場(chǎng)源包括以鄰近于所述屏蔽的圖案布置的多個(gè)單獨(dú)可操作電磁體，所述電磁體選擇性地單獨(dú)或組合可操作，以在所述屏蔽中產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)局部化孔。
10.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，還包括與屏蔽分離的補(bǔ)充屏蔽。
11.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中，所述補(bǔ)充屏蔽由能夠在存在于所述磁場(chǎng)中時(shí)保持基本上不飽和的材料制造。
12.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中，所述電磁屏蔽由柔性復(fù)合鐵氧體制造。
13.—種電磁傳輸系統(tǒng),包括: 電磁場(chǎng)發(fā)生器，其能夠生成電磁場(chǎng)； 電磁場(chǎng)接收機(jī)，其能夠接收所述電磁場(chǎng)； 置于所述場(chǎng)發(fā)生器與所述接收機(jī)之間的電磁屏蔽，所述電磁屏蔽選擇性地能夠基本上降低所述電磁場(chǎng)到達(dá)所述電磁場(chǎng)接收機(jī)的能力；以及 DC磁場(chǎng)源，其選擇性地可操作成使所述電磁屏蔽的至少一部分選擇性地飽和，使得所述電磁場(chǎng)的基本上更大部分能夠穿過(guò)所述電磁屏蔽而到達(dá)所述電磁場(chǎng)接收機(jī)。
14.權(quán)利要求13的系統(tǒng)，其中，所述磁場(chǎng)源包括接近于所述電磁屏蔽布置的電磁體，所述電磁體被選擇性地激活以選擇性地生成具有使所述電磁屏蔽的至少一部分基本上飽和的足夠強(qiáng)度的磁場(chǎng)。
15.權(quán)利要求14的系統(tǒng)，其中，所述電磁場(chǎng)接收機(jī)由遠(yuǎn)程設(shè)備承載；以及 還包括用于確定所述遠(yuǎn)程設(shè)備何時(shí)鄰近于所述電磁屏蔽定位的電路和用于根據(jù)所述確定來(lái)激活所述電磁體的電路。
16.權(quán)利要求13的系統(tǒng)，其中，所述磁場(chǎng)源與所述電磁屏蔽分離并且可以可去除地鄰近于所述電磁屏蔽放置。
17.權(quán)利要求16的系統(tǒng)，其中，所述磁場(chǎng)源包括永磁體。
18.權(quán)利要求13的系統(tǒng)，其中，所述電磁場(chǎng)接收機(jī)和所述磁場(chǎng)源由遠(yuǎn)程設(shè)備承載，由此，所述遠(yuǎn)程設(shè)備鄰近于所述電磁屏蔽的放置將所述磁場(chǎng)源定位成使所述電磁屏蔽的至少一部分飽和并將所述電磁場(chǎng)接收機(jī)定位成接收穿過(guò)所述電磁屏蔽的所述飽和部分的所述電磁場(chǎng)。
19.權(quán)利要求18的系統(tǒng)，其中，所述磁場(chǎng)源包括永磁體。
20.權(quán)利要求13的系統(tǒng)，其中，所述電磁場(chǎng)發(fā)生器生成電磁場(chǎng)以無(wú)線地傳輸功率。
21.權(quán)利要求20的系統(tǒng),其中,將所述電磁場(chǎng)發(fā)生器鄰近于傳輸表面布置,將所述電磁場(chǎng)接收機(jī)可去除地放置在所述傳輸表面上，將所述電磁屏蔽置于在所述電磁場(chǎng)發(fā)生器與所述傳輸表面之間。
22.權(quán)利要求13的系統(tǒng)，其中，所述電磁場(chǎng)發(fā)生器生成電磁場(chǎng)以無(wú)線地傳輸功率和通信中的至少一個(gè)。
23.權(quán)利要求13的系統(tǒng)， 其中，所述DC磁場(chǎng)源能夠選擇性地改變由所述DC磁場(chǎng)源生成的磁場(chǎng)的強(qiáng)度。
24.權(quán)利要求23的系統(tǒng)，其中，所述電磁屏蔽由柔性復(fù)合鐵氧體制造。
25.權(quán)利要求13的系統(tǒng)，其中，所述電磁屏蔽由具有磁導(dǎo)率曲線的軟磁材料制造，所述磁導(dǎo)率曲線具有高磁導(dǎo)率的第一區(qū)域、低磁導(dǎo)率的第二區(qū)域和在所述第一區(qū)域與所述第二區(qū)域之間的過(guò)渡區(qū)域，所述DC磁場(chǎng)源具有被選擇為使所述屏蔽從所述第一區(qū)域過(guò)渡至所述第二區(qū)域的場(chǎng)強(qiáng)。
26.權(quán)利要求13的系統(tǒng)，其中，所述磁場(chǎng)源包括以鄰近于所述電磁屏蔽的圖案布置的多個(gè)電磁體，每個(gè)所述電磁體選擇性地可操作成選擇性地生成磁場(chǎng)，所述磁場(chǎng)具有使所述電磁屏蔽的相鄰部分基本上飽和的足夠強(qiáng)度，由此可以對(duì)所述電磁體進(jìn)行單獨(dú)地致動(dòng)以選擇性地產(chǎn)生通過(guò)所述屏蔽的區(qū)域化孔。
27.權(quán)利要求13的系統(tǒng)，其中，所述電磁場(chǎng)發(fā)生器包括多個(gè)初級(jí)設(shè)備；以及 其中，所述DC磁場(chǎng)源包括多個(gè)電磁體。
28.權(quán)利要求13的系統(tǒng),其中,將所述電磁場(chǎng)發(fā)生器鄰近于傳輸表面布置,所述傳輸表面具有同時(shí)地接收多個(gè)所述電磁場(chǎng)接收機(jī)的足夠尺寸，將所述電磁屏蔽置于所述電磁場(chǎng)發(fā)生器與所述傳輸表面之間，所述電磁場(chǎng)發(fā)生器能夠向置于所述傳輸表面上的任何地方的電磁場(chǎng)接收機(jī)輸送所述電磁場(chǎng)。
29.一種無(wú)線電力系統(tǒng),包括: 無(wú)線電源，其具有能夠產(chǎn)生電磁場(chǎng)的電磁場(chǎng)源； 遠(yuǎn)程設(shè)備，其與無(wú)線電源分離，并且能夠鄰近于所述電磁場(chǎng)源被選擇性地放置； 置于所述電磁場(chǎng)源與所述遠(yuǎn)程設(shè)備之間的電磁屏蔽，所述電磁屏蔽具有防止所述電磁場(chǎng)的顯著部分從所述電磁場(chǎng)源傳遞到所述遠(yuǎn)程設(shè)備的足夠磁導(dǎo)率；以及 磁場(chǎng)源，其選擇性地可操作成使所述電磁屏蔽的至少一個(gè)區(qū)域基本上飽和，使得所述電磁場(chǎng)的基本上更大的部分能夠經(jīng)由所述飽和區(qū)域從所述電磁場(chǎng)源傳遞至所述遠(yuǎn)程設(shè)備。
30.權(quán)利要求29的系統(tǒng)，其中，所述電磁場(chǎng)源包括初級(jí)線圈和用于向所述初級(jí)線圈施加功率以生成電磁場(chǎng)的驅(qū)動(dòng)器。
31.權(quán)利要求30的系統(tǒng),還包括鄰近于所述初級(jí)線圈布置的功率傳輸表面。
32.權(quán)利要求29的系統(tǒng)，其中，所述電磁屏蔽被結(jié)合到所述初級(jí)線圈與所述功率傳輸表面之間的所述無(wú)線電源中。
33.權(quán)利要求32的系統(tǒng)，其中，所述磁場(chǎng)源由所述遠(yuǎn)程設(shè)備承載，由此，所述遠(yuǎn)程設(shè)備在所述功率傳輸表面上的放置將所述磁場(chǎng)源定位于使所述電磁屏蔽的至少一部分基本上飽和的位置上。
34.權(quán)利要求33的系統(tǒng),其中,所述磁場(chǎng)源包括一個(gè)或多個(gè)電磁體。
35.權(quán)利要求33的系統(tǒng),其中,所述磁場(chǎng)源包括一個(gè)或多個(gè)永磁體。
36.權(quán)利要求35的系統(tǒng),其中，所述一個(gè)或多個(gè)永磁體被選擇為在電磁屏蔽中打開(kāi)適當(dāng)尺寸和形狀的孔以允許所述電磁場(chǎng)到達(dá)所述遠(yuǎn)程設(shè)備。
37.權(quán)利要求32的系統(tǒng) ，其中，所述磁場(chǎng)源包括以鄰近于所述電磁屏蔽的圖案布置的多個(gè)電磁體，每個(gè)所述電磁體選擇性地可操作成選擇性地生成磁場(chǎng)，所述磁場(chǎng)具有使所述電磁屏蔽的相鄰部分基本上飽和的足夠強(qiáng)度，由此可以單獨(dú)地對(duì)所述電磁體進(jìn)行致動(dòng)以選擇性地產(chǎn)生通過(guò)所述屏蔽的區(qū)域化孔。
38.權(quán)利要求29的系統(tǒng)，其中，所述電磁場(chǎng)發(fā)生器包括多個(gè)初級(jí)線圈；以及 其中，所述磁場(chǎng)源包括多個(gè)電磁體。
39.權(quán)利要求29的系統(tǒng)，其中，所述磁場(chǎng)源能夠選擇性地改變由所述磁場(chǎng)源生成的磁場(chǎng)的強(qiáng)度。
40.權(quán)利要求29的系統(tǒng)，其中，所述電磁屏蔽由具有磁導(dǎo)率曲線的軟磁材料制造，所述磁導(dǎo)率曲線具有高磁導(dǎo)率的第一區(qū)域、低磁導(dǎo)率的第二區(qū)域和在所述第一區(qū)域與所述第二區(qū)域之間的過(guò)渡區(qū)域，所述DC磁場(chǎng)源具有被選擇為使所述屏蔽從所述第一區(qū)域過(guò)渡至所述第二區(qū)域的場(chǎng)強(qiáng)。
41.一種系統(tǒng),包括: 限定內(nèi)部空間的車輛車身，所述車身包括被配置成將所述內(nèi)部空間與在所述內(nèi)部空間外面生成的外部電磁場(chǎng)屏蔽的電磁屏蔽； 置于所述內(nèi)部空間內(nèi)的電磁場(chǎng)接收機(jī)，所述接收機(jī)被配置成接收所述外部電磁場(chǎng)；以及 磁場(chǎng)源，其選擇性地可操作成選擇性地使所述電磁屏蔽的至少一部分飽和，使得所述外部電磁場(chǎng)的相當(dāng)一部分能夠穿過(guò)所述車輛車身至所述內(nèi)部空間中以便被所述電磁場(chǎng)接收機(jī)接收。
42.一種電磁場(chǎng)傳輸系統(tǒng),包括: 電磁場(chǎng)源，所述場(chǎng)源能夠發(fā)送電磁場(chǎng)以傳輸無(wú)線功率和無(wú)線通信中的至少一個(gè)； 鄰近于所述電磁場(chǎng)源布置的傳輸表面，所述表面能夠可去除地接收一個(gè)或多個(gè)遠(yuǎn)程設(shè)備，所述遠(yuǎn)程設(shè)備中的每一個(gè)包括電磁場(chǎng)接收機(jī)； 置于所述電磁場(chǎng)源與所述功率傳輸表面之間的電磁屏蔽； 鄰近于所述電磁場(chǎng)源布置的補(bǔ)充屏蔽；以及 磁場(chǎng)源，其被配置成在不使所述補(bǔ)充屏蔽基本上飽和的情況下使所述電磁屏蔽的至少一部分選擇性地基本上飽和，由此，所述磁場(chǎng)源的致動(dòng)允許基本上更多的所述電磁場(chǎng)穿過(guò)所述電磁屏蔽的所述飽和部分，同時(shí)，所述補(bǔ)充屏蔽繼續(xù)包含基本上未被所述磁場(chǎng)源改變的所述電磁屏蔽。
43.權(quán)利要求42的系統(tǒng)，其中，所述補(bǔ)充屏蔽和所述電磁屏蔽協(xié)作地基本上圍繞所述電磁場(chǎng)源，由此，當(dāng)所述電磁屏蔽未飽和時(shí)，所述電磁場(chǎng)基本上被包含在所述補(bǔ)充屏蔽和所述電磁屏蔽內(nèi)。
44.權(quán)利要求43的系統(tǒng)，其中，所述磁場(chǎng)源包括相對(duì)于所述電磁屏蔽布置的電磁體，所述電磁體被選擇性地激活以選擇性地生成具有使所述電磁屏蔽的至少一部分基本上飽和的足夠強(qiáng)度的磁場(chǎng)。
45.權(quán)利要求42的系統(tǒng)，其中，所述磁場(chǎng)源與所述電磁屏蔽分離并且可以可去除地鄰近于所述電磁屏蔽放置。
46.權(quán)利要求45的系統(tǒng)，其中，所述磁場(chǎng)源由遠(yuǎn)程設(shè)備承載，由此，所述遠(yuǎn)程設(shè)備鄰近于所述電磁屏蔽的放置將所述磁場(chǎng)源定位成使所述電磁屏蔽的至少一部分飽和并將所述電磁場(chǎng)接收機(jī)定位成接收穿過(guò)所述電磁屏蔽的所述飽和部分的所述電磁場(chǎng)。
47.權(quán)利要求46的系統(tǒng)，其中，所述磁場(chǎng)源包括永磁體。
48.權(quán)利要求46的系統(tǒng)，其中，所述磁場(chǎng)源包括電磁體。
49.權(quán)利要求43的系統(tǒng)，其中，所述電磁屏蔽由柔性復(fù)合鐵氧體制造。
50.權(quán)利要求43的系統(tǒng)，其中，所述電磁屏蔽由具有磁導(dǎo)率曲線的軟磁材料制造，所述磁導(dǎo)率曲線具有高磁導(dǎo)率的第一區(qū)域、低磁導(dǎo)率的第二區(qū)域和在所述第一區(qū)域與所述第二區(qū)域之間的過(guò)渡區(qū)域，所述磁場(chǎng)源具有被選擇為使所述電磁屏蔽從所述第一區(qū)域過(guò)渡至所述第二區(qū)域的場(chǎng)強(qiáng)。
51.權(quán)利要求43的系統(tǒng)，其`中，所述磁場(chǎng)源包括以鄰近于所述電磁屏蔽的圖案布置的多個(gè)電磁體，每個(gè)所述電磁體選擇性地可操作成選擇性地生成磁場(chǎng)，所述磁場(chǎng)具有使所述電磁屏蔽的相鄰部分基本上飽和的足夠強(qiáng)度，由此可以單獨(dú)地對(duì)所述電磁體進(jìn)行致動(dòng)以選擇性地產(chǎn)生通過(guò)所述屏蔽的區(qū)域化孔。
52.權(quán)利要求43的系統(tǒng)，其中，所述電磁場(chǎng)發(fā)生器包括多個(gè)初級(jí)設(shè)備；以及 其中，所述磁場(chǎng)源包括多個(gè)電磁體，所述電磁體中的每一個(gè)與所述初級(jí)設(shè)備中的一個(gè)唯一地相關(guān)聯(lián)，由此，啟用所述電磁體中的一個(gè)生成孔，所述孔通過(guò)鄰近于所述初級(jí)設(shè)備中的對(duì)應(yīng)的一個(gè)的所述電磁屏蔽，從而選擇性地增加所述對(duì)應(yīng)初級(jí)設(shè)備與遠(yuǎn)程設(shè)備之間的耦合效率。
53.權(quán)利要求13的系統(tǒng)，其中，所述傳輸表面具有同時(shí)地接收多個(gè)所述遠(yuǎn)程設(shè)備的足夠尺寸，所述電磁場(chǎng)發(fā)生器能夠向置于所述傳輸表面上的任何地方的電磁遠(yuǎn)程設(shè)備輸送所述電磁場(chǎng)，所述磁場(chǎng)發(fā)生器能夠僅使所述電磁屏蔽的一部分飽和。
54.—種電磁接收系統(tǒng),包括: 電磁接收機(jī)，其被配置成接收由外部電磁場(chǎng)源生成的電磁場(chǎng)； 基本上圍繞所述接收機(jī)的屏蔽，所述屏蔽具有基本上降低所述電磁接收機(jī)與外部電磁場(chǎng)源之間的耦合效率的足夠磁導(dǎo)率；以及 其中，所述屏蔽的至少第一部分由具有磁導(dǎo)率曲線的軟磁材料制造，所述磁導(dǎo)率曲線具有高磁導(dǎo)率的第一區(qū)域、低磁導(dǎo)率的第二區(qū)域和在所述第一區(qū)域與所述第二區(qū)域之間的過(guò)渡區(qū)域，所述材料通過(guò)適當(dāng)強(qiáng)度的DC磁場(chǎng)容易地從所述第一區(qū)域過(guò)渡至所述第二區(qū)域。
55.權(quán)利要求54的系統(tǒng)，其中，所述屏蔽包括第二部分，所述第二部分由能夠在處于適當(dāng)強(qiáng)度的DC磁場(chǎng)中以使所述第一部分基本上飽和時(shí)保持不飽和的材料制造。
56.權(quán)利要求55的系統(tǒng),還包括電磁體,所述電磁體能夠選擇性地生成具有在基本上不使所述屏蔽的所述第二部分飽和的情況下使所述屏蔽的所述第一部分的至少一個(gè)區(qū)域基本上飽和的足夠強(qiáng)度的DC磁場(chǎng)。
57.權(quán)利要求55的系統(tǒng),還包括多個(gè)可單獨(dú)操作的電磁體,所述電磁體中的每一個(gè)能夠選擇性地生成具有在基本上不使所述屏蔽的所述第二部分飽和的情況下使所述屏蔽的所述第一部分的相鄰區(qū)基本上域飽和的足夠強(qiáng)度的DC磁場(chǎng)。
58.權(quán)利要求55的系統(tǒng)，其中，所述電磁屏蔽的所述第一部分由柔性復(fù)合鐵氧體制造。
59.權(quán)利要求55的系統(tǒng)，其中，所述電磁接收機(jī)能夠從外部電磁場(chǎng)接收無(wú)線功率；以及 還包括能夠由所述無(wú)線功率供電的電負(fù)載。
60.權(quán)利要求55的系統(tǒng)，其中，所述電磁接收機(jī)能夠從外部電磁場(chǎng)接收無(wú)線通信；以及 還包括能夠利用所述無(wú)線通信的電負(fù)載。
61.權(quán)利要求55的系統(tǒng)，其中，所述電磁接收機(jī)能夠從外部電磁場(chǎng)接收無(wú)線功率和無(wú)線通信；以及 還包括能夠由所述無(wú)線功率供電且能夠利用所述無(wú)線通信的電負(fù)載。
62.—種用于電磁場(chǎng)路徑的開(kāi)關(guān),包括； 電磁場(chǎng)發(fā)生器，其能夠選擇性地生成電磁場(chǎng)； 電磁場(chǎng)接收機(jī)，其鄰近于所述電磁場(chǎng)發(fā)生器布置； 電磁屏蔽，其被置于所述發(fā)生器與所述接收機(jī)之間；以及 接近于所述電磁屏蔽布置的選擇性磁場(chǎng)源，所述磁場(chǎng)源能夠選擇性地生成具有使所述電磁屏蔽的至少一部分在飽和狀態(tài)與不飽和狀態(tài)之間過(guò)渡的足夠強(qiáng)度的磁場(chǎng)，所述飽和狀態(tài)的特征在于與所述不飽和狀態(tài)相比，所述飽和狀態(tài)允許所述電磁場(chǎng)發(fā)生器與所述電磁場(chǎng)接收機(jī)之間的基本上更大的耦合。
63.權(quán)利要求62的開(kāi)關(guān)，其中，所述磁場(chǎng)源是電磁體。
64.權(quán)利要求63的開(kāi)關(guān)，其中，所述電磁場(chǎng)發(fā)生器包括初級(jí)設(shè)備和用于向所述初級(jí)設(shè)備供應(yīng)功率的電路，使得所述初級(jí)設(shè)備生成時(shí)變電磁場(chǎng)。
65.權(quán)利要求64的開(kāi)關(guān)，其中，所述電磁場(chǎng)接收機(jī)包括次級(jí)設(shè)備。
66.權(quán)利要求65的開(kāi)關(guān)，其中，所述電磁屏蔽由具有磁導(dǎo)率曲線的材料制造，所述磁導(dǎo)率曲線具有高磁導(dǎo)率的第一區(qū)域、低磁導(dǎo)率的第二區(qū)域和所述第一區(qū)域與所述第二區(qū)域之間的過(guò)渡區(qū)域，所述選擇性磁場(chǎng)源選擇性地可操作成產(chǎn)生具有被選擇為使所述電磁屏蔽從所述第一區(qū)域過(guò)渡至所述第二區(qū)域的場(chǎng)強(qiáng)的磁場(chǎng)。
67.權(quán)利要求66的開(kāi)關(guān)，其中，所述材料是軟磁材料。
68.權(quán)利要求65的開(kāi)關(guān)，其中，所述電磁屏蔽材料由充當(dāng)磁導(dǎo)以在處于所述不飽和狀態(tài)時(shí)使所述電磁場(chǎng)的相當(dāng)一部分返回至所述電磁場(chǎng)發(fā)生器的材料制造。
69.一種選擇性屏蔽的方法，包括步驟: 提供電磁場(chǎng)發(fā)生器； 提供能夠在飽和狀態(tài)與不飽和狀態(tài)之間選擇性地過(guò)渡的電磁屏蔽； 提供DC磁場(chǎng)源，其能夠產(chǎn)生具有促使電磁屏蔽的一部分從不飽和狀態(tài)過(guò)渡至飽和狀態(tài)的足夠強(qiáng)度的DC磁場(chǎng)； 將屏蔽定位于電磁場(chǎng)發(fā)生器與電磁場(chǎng)接收機(jī)之間； 操作電磁場(chǎng)發(fā)生器以產(chǎn)生電磁場(chǎng)；以及 利用DC磁場(chǎng)發(fā)生器使得所述屏蔽的至少一部分選擇性地飽和，以選擇性地促使電磁屏蔽的至少一部分過(guò)渡至飽和狀態(tài)，由此，與處于不飽和狀態(tài)相比，處于飽和狀態(tài)的屏蔽允許電磁場(chǎng)的基本上更大部分到達(dá)電磁接收機(jī)。
70.權(quán)利要求69的方法，其中，所述選擇性地飽和步驟還被定義為將永磁體鄰近于所述屏蔽定位。
71.權(quán)利要求69的方法，其中，所述選擇性地飽和步驟還被定義為操作接近于所述屏蔽定位的電磁體以生成DC磁場(chǎng)。
72.權(quán)利要求69的方法，其中，所述定位步驟還被定義為將所述屏蔽定位于電磁場(chǎng)發(fā)生器與傳輸表面之間；以及 還包括將遠(yuǎn)程設(shè)備放置在傳輸表面上的步驟，所述遠(yuǎn)程設(shè)備包括電磁接收機(jī)。
73.權(quán)利要求69的方法，其中，所述DC磁場(chǎng)源是永磁體；以及 所述選擇性地飽和的步驟包括將永磁體鄰近于所述屏蔽放置。
74.權(quán)利要求73的方法，其中，所述永磁體由遠(yuǎn)程設(shè)備承載；以及 所述選擇性地飽和的步驟包括將遠(yuǎn)程設(shè)備鄰近于所述屏蔽放置。
75.權(quán)利要求69的方法，其中，所述電磁場(chǎng)發(fā)生器是多個(gè)初級(jí)設(shè)備；以及` 所述操作電磁場(chǎng)發(fā)生器的步驟包括操作所述多個(gè)初級(jí)設(shè)備中的至少一個(gè)。
76.權(quán)利要求75的方法，其中，所述選擇性地飽和步驟還被定義為使接近于所述至少一個(gè)操作初級(jí)設(shè)備的區(qū)域中的屏蔽飽和。
77.權(quán)利要求69的方法，其中，所述操作步驟包括操作電磁場(chǎng)發(fā)生器來(lái)產(chǎn)生電磁場(chǎng)以無(wú)線地傳輸功率。
78.權(quán)利要求69的方法，其中，所述操作步驟包括操作電磁場(chǎng)發(fā)生器來(lái)產(chǎn)生電磁場(chǎng)以無(wú)線地傳輸通信。
79.權(quán)利要求69的方法，其中，所述操作步驟包括操作電磁場(chǎng)發(fā)生器來(lái)產(chǎn)生電磁場(chǎng)以無(wú)線地傳輸功率和無(wú)線地傳輸通信。
80.權(quán)利要求69的方法，還包括由具有磁導(dǎo)率曲線的軟磁材料來(lái)制造所述屏蔽的步驟，所述磁導(dǎo)率曲線具有高磁導(dǎo)率的第一區(qū)域、低磁導(dǎo)率的第二區(qū)域和在所述第一區(qū)域與所述第二區(qū)域之間的過(guò)渡區(qū)域；以及 其中，所述DC磁場(chǎng)源具有被選擇為使電磁屏蔽從第一區(qū)域過(guò)渡至第二區(qū)域的場(chǎng)強(qiáng)。
81.權(quán)利要求80的方法，其中，所述軟磁材料是柔性復(fù)合鐵氧體。
82.權(quán)利要求69的方法，還包括選擇性地改變由DC磁場(chǎng)源生成的DC磁場(chǎng)的強(qiáng)度以選擇性地改變電磁屏蔽的飽和度的步驟。
83.—種無(wú)線功率傳輸系統(tǒng),包括: 無(wú)線電源，其具有能夠生成電磁場(chǎng)的電磁場(chǎng)源，所述無(wú)線電源具有功率傳輸表面； 電磁屏蔽，其在所述電磁場(chǎng)源與所述功率傳輸表面之間鄰近于所述電磁場(chǎng)源布置，所述電磁屏蔽具有防止所述電磁場(chǎng)的顯著部分從所述電磁場(chǎng)源穿過(guò)至所述功率傳輸表面的足夠磁導(dǎo)率；以及多個(gè)遠(yuǎn)程設(shè)備，其與無(wú)線電源分離，并且能夠被選擇性地放置在所述功率傳輸表面上，所述遠(yuǎn)程設(shè)備中的每一個(gè)包括磁場(chǎng)源，其可操作成使所述電磁屏蔽的至少一個(gè)區(qū)域基本上飽和，使得所述電磁場(chǎng)的基本上更大部分能夠通過(guò)所述飽和區(qū)域從所述電磁場(chǎng)源至所述遠(yuǎn)程設(shè)備穿過(guò)所述電磁屏蔽。
84.權(quán)利要求83的系統(tǒng)，其中，所述磁場(chǎng)源是可變強(qiáng)度磁場(chǎng)源。
85.權(quán)利要求83的系統(tǒng)，其中，所述磁場(chǎng)源是具有可調(diào)整強(qiáng)度的電磁體。
86.權(quán)利要求85的系統(tǒng)，其中，所述遠(yuǎn)程設(shè)備中的每一個(gè)包括接收功率傳感器和用于根據(jù)所述接收功率傳感器的輸出來(lái)調(diào)整所述強(qiáng)度的磁場(chǎng)強(qiáng)度控制系統(tǒng)。
87.權(quán)利要求86的系統(tǒng)，其中，所述接收功率傳感器包括電流傳感器和電壓傳感器中的至少一個(gè)。
88.權(quán)利要求87的系統(tǒng)，其中，所述磁場(chǎng)強(qiáng)度控制系統(tǒng)包括被耦合到所述電磁體的受控電流源。
89.權(quán)利要求88的系 統(tǒng)，其中，所述磁場(chǎng)強(qiáng)度控制系統(tǒng)被操作耦合到所述受控電流源，以根據(jù)所述接收功率傳感器和期望的接收功率來(lái)控制所述受控電流源的輸出水平。
90.權(quán)利要求83的系統(tǒng)，其中，所述遠(yuǎn)程設(shè)備中的每一個(gè)包括用于向所述無(wú)線電源傳送功率要求的通信電路；以及 其中，所述無(wú)線電源包括通信電路以從所述遠(yuǎn)程設(shè)備和功率輸出控制器中的每一個(gè)接收所述功率要求，以根據(jù)來(lái)自所述遠(yuǎn)程設(shè)備中的每一個(gè)的所述接收功率要求來(lái)控制所述無(wú)線電源的輸出功率。
91.權(quán)利要求83的系統(tǒng)，其中，所述無(wú)線電源包括通信電路以從所述遠(yuǎn)程設(shè)備和功率輸出控制器接收通信，以根據(jù)從所述遠(yuǎn)程設(shè)備接收到的所述通信來(lái)控制輸出功率。
92.權(quán)利要求91的系統(tǒng)，其中，所述磁場(chǎng)源是具有可調(diào)整強(qiáng)度的電磁體， 其中，所述遠(yuǎn)程設(shè)備中的至少一個(gè)被配置成當(dāng)所述電磁體處于全強(qiáng)度且所述遠(yuǎn)程設(shè)備未正接收足夠的功率時(shí)向所述無(wú)線電源發(fā)送通信。
93.權(quán)利要求83的系統(tǒng)，其中，所述傳輸表面能夠同時(shí)地接收多個(gè)遠(yuǎn)程設(shè)備，由此，所述無(wú)線電源能夠向所述遠(yuǎn)程設(shè)備中的一個(gè)以上同時(shí)地?zé)o線傳輸功率；以及 其中，所述磁場(chǎng)源是具有可變強(qiáng)度的磁場(chǎng)源，所述遠(yuǎn)程設(shè)備中的每一個(gè)包括接收功率傳感器和用于根據(jù)所述接收功率傳感器的輸出來(lái)調(diào)整所述強(qiáng)度的磁場(chǎng)強(qiáng)度控制系統(tǒng)，由此，所述遠(yuǎn)程設(shè)備中的每一個(gè)能夠單獨(dú)地控制從所述無(wú)線電源接收到的功率的量。
全文摘要
一種具有電磁屏蔽材料和用于在屏蔽中選擇性地生成孔的機(jī)構(gòu)的選擇性可控電磁屏蔽。用于在屏蔽中選擇性地生成孔的機(jī)構(gòu)可以是生成具有使屏蔽材料的全部或一部分基本上飽和的足夠強(qiáng)度的磁場(chǎng)的磁場(chǎng)源。例如，可以使用永磁體或DC電磁體來(lái)使屏蔽選擇性地飽和。在其未飽和狀態(tài)下，磁屏蔽具有高磁導(dǎo)率，使得其將大部分電磁場(chǎng)吸引到自身中并充當(dāng)用于磁場(chǎng)的通量路徑。實(shí)際上，該屏蔽指引大部分磁場(chǎng)的流過(guò)屏蔽，使得從屏蔽的一側(cè)傳遞至另一側(cè)的場(chǎng)的量顯著減少。一旦飽和，基本上降低了屏蔽的磁導(dǎo)率，使得磁場(chǎng)線不再以相同的程度被吸引到屏蔽中。結(jié)果，一旦飽和，則降低了飽和區(qū)域中的屏蔽的有效性，并且基本上更大量的電磁場(chǎng)可以流過(guò)被磁體飽和的區(qū)域中的屏蔽或在其周圍流動(dòng)。
文檔編號(hào)H05K9/00GK103109591SQ201180046316
公開(kāi)日2013年5月15日 申請(qǐng)日期2011年9月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月26日
發(fā)明者D.W.巴曼, W.T.小斯托納, J.K.施萬(wàn)內(nèi)克, K.J.特納, B.C.梅斯 申請(qǐng)人:捷通國(guó)際有限公司