使用无线功率传递系统的虚拟ac功率信号传递
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求以下优先权：(1)于2021年2月10日提交的名称为“virtual ac power signal transfer using wireless power transfer system(使用无线功率传递系统的虚拟ac功率信号传递)”的美国非临时申请号17/172,906，(2)于2021年2月10日提交的名称为“wireless power tranters for virtual ac power signals(用于虚拟ac功率信号的无线功率传递)”美国非临时申请号17/172,912，(3)于2021年2月10日提交的名称为“wireless power receiver for virtual ac power signals(用于虚拟ac功率信号的无线功率接收器)”的美国非临时申请号17/172,916(4)于2021年2月10日提交的名称为“slotted communications in virtual ac power signal transfer(虚拟ac功率信号传递中的时隙(slotted)通信)”的美国非临时申请号17/172，920，(5)于2021年2月10日提交的名称为“slotted communications in virtual ac power signal transfer with variable slot width(虚拟ac功率信号传递中具有可变时隙宽度的时隙通信)”美国非临时申请号17/172,922，(6)于2021年2月10日提交的名称为“wireless power transfer systems for kitchen appliances(用于厨房电器的无线功率传递系统)”的美国非临时申请17/172，909，将其各自通过引用全文并入于此。
技术领域
3.本公开一般涉及用于电功率的无线传递的系统和方法，并且更具体地涉及虚拟ac功率信号的无线传递。
背景技术：
4.无线连接系统被用在用于电能、功率、电磁能、电数据信号以及其他已知的无线传输信号的无线传递的各种应用中。此类系统通常使用感应无线功率传递，其在由发射元件产生的磁场在接收元件中感应电场且因此感应电流时发生。这些发射和接收元件将通常采取盘绕电线和/或天线的形式。
5.通常，从此类盘绕天线中的一个到另一个的电能、电功率、电磁能和/或电子数据信号中的一者或多者的传输在操作频率和/或操作频率范围下操作。可以出于多种原因来选择工作频率，例如但不限于，功率传输特性、功率电平特性、自谐振频率限制、设计要求、遵守标准主体的所需特性(例如，电磁干扰(emi)要求、比吸收率(sar)要求等)、材料清单(bom)和/或形状因子约束等。要注意的是，如本领域技术人员已知的，“自谐振频率”通常是指由于无源组件(例如，电感器)的寄生特性而导致的该组件的谐振频率。
6.当使用这种无线连接系统来对设备进行无线供电时，可在接收元件的整流器处生成直流(dc)功率输入，该直流(dc)功率输入可具有与例如usb端口的功率输出相当的电压(例如，通常约0.5瓦(w)至约50w)。然而，存在更适合由来自标准ac壁式插座及其组件的交流(ac)功率输入供电的各种设备(例如，诸如电器之类的电子设备)。此类设备可包括但不限于包括高功率设备(例如，厨房电器、电动工具等)和/或使用被优化用于接收ac功率输入
的ac电动机的设备。
技术实现要素：
7.因此，需要用于无线功率传递的系统、设备和方法，其能够模拟从ac壁式插座(或类似物)到ac功率输入更适合的设备的功率传递，包括但不限于诸如电器之类的电子设备。为此，本文公开了经由无线功率传递系统向此类设备(例如，厨房电器、电动工具、以及其他ac供电的机器，特别是具有ac电动机的那些机器)提供“虚拟ac功率信号”的系统、设备和方法。另外或替换地，ac功率输入可在高功率电平(例如，约500w到约5千瓦(kw))下是有用的，因为交流电压可随时间降低峰值电流，且较低的峰值电流导致较少热产生和/或导致较少效率损失(归因于信号路径中的电阻)。虚拟ac功率信号一般是模拟来自例如但不限于常规电力插座的ac功率输入的特性的无线功率信号。
8.本文公开的系统和方法在被用于为需要高功率电平的设备供电同时还在虚拟ac功率信号的传输期间、传输之前或传输之后提供一些数据通信时尤其有益。例如，此类数据通信可能对于控制由ac功率信号供电的设备是必要的。然而，由于可由虚拟ac功率信号产生的高功率电平(例如，由于所述信号的“虚拟ac”上升和下降)，无线数据通信的特定模式(例如，虚拟ac功率信号的带内通信)可能不可用或不理想。此外，无线数据通信的其他模式可能需要额外电路系统，这可能成本过高或不适合于给定应用(例如，蓝牙通信系统、wifi通信系统)。
9.为了解决该需求，本文公开的系统、设备和方法还可以能够执行另一无线功率传递，其可包括除了虚拟ac功率信号传递之外的带内数据通信。该附加的无线功率传递可向接收器元件提供更传统的“虚拟直流(dc)功率信号”，与虚拟ac功率信号的传输的操作频率相比，其通常以更高的操作频率进行传输，并且通常还可(但不一定)具有比虚拟ac功率信号更低的峰值功率或电压电平。
10.在一些此类示例中，当与虚拟ac功率信号(例如，在约50w至约5kw的范围内)相比时，附加的虚拟dc功率信号可以具有较低的功率电平(例如，在约1mw至约15w的范围内)。在此类示例中，接收元件可包括能够由这样的较低功率电平信号供电的一个或多个子系统。因此，在将虚拟dc功率信号用于带内数据通信之前(或作为使用虚拟dc功率信号用于带内数据通信的替代)，虚拟dc功率信号可被用于为接收元件的组件和/或设备供电。例如，当从本文公开的系统、设备和方法接收功率输入时，诸如电器之类的设备可利用虚拟dc功率信号来对较低功率组件(诸如控制器或控制机构)通电，该较低功率组件被用于开启或关闭设备的较高功率组件(例如，电机)，因此在一些示例中，从而向发射器元件传达期望虚拟ac功率信号来对较高功率组件通电和/或便于由较高功率组件对ac功率信号的接收。
11.根据本公开，虚拟dc功率信号发射系统/子系统可以是高频无线功率系统，其用于以下中的一者或两者：在ac功率信号的传输之前、期间和/或之后与接收器元件通信及将额外虚拟dc功率信号提供到接收器元件。
12.本文中所公开的系统、装置和方法可通过包括新的高频无线功率系统来实现，该新的高频无线功率系统包括用于允许比旧式设备更高的功率传递(大于300mw)的新电路，而不损坏电路系统和/或不使低于所需标准数据协议的通信降级。
13.本文中所公开的无线传输系统可包括阻尼电路，其被配置成用于在ac无线信号及
相关联的数据信号的传输期间阻尼ac无线信号。阻尼电路可被配置成减少在ook信号传输期间的上升时间和下降时间，从而使得当与旧式系统相比较时，数据信号的速率不仅可以是顺应的和/或易读的，而且还可以实现更快的数据速率和/或增强的数据范围。
14.本发明的阻尼电路可包括阻尼二极管、阻尼电容器、阻尼电阻器或其任何组合中的一或多者，以用于进一步增强信号特性和/或信号质量。
15.在其中阻尼电路包括阻尼电阻器的一些实施例中，阻尼电阻器与阻尼晶体管电串联并且具有被配置成使得其耗散来自功率信号的至少一些功率的电阻值(欧姆)。这种耗散可以用于加速幅移键控信号、ook信号和/或其组合中的上升和下降时间。
16.在一些这样的实施例中，阻尼电阻器的值被选择、配置和/或设计成使得阻尼电阻器耗散最小功率量以实现带内信号中可允许的最快上升和/或下降时间和/或满足最小上升和/或下降时间的标准限制；从而实现最大效率下的数据保真(电阻损失的功率较小)以及当系统卸载时和/或在最轻负载条件下维持数据保真。
17.在其中阻尼电路包括阻尼电容器的一些实施例中，阻尼电容器可以被配置成使带内信号中的转变点平滑并且限制这种信号中的过冲和/或下冲状况。
18.在其中阻尼电路包括阻尼二极管的一些实施例中，二极管被定位成使得当阻尼晶体管处于关断状态时电流不能流出阻尼电路。由此，二极管可在阻尼电路不活动时防止ac功率信号中的功率效率损失。
19.当与其他高频无线功率传输系统相比时，本文公开的无线接收器系统利用电压隔离电路，其可具有在负载处的较大接收功率电平处实现适当数据通信保真的能力。为此，具有电压隔离电路的无线接收器系统能够从无线传输系统接收功率，该无线传输系统具有在高于1w功率的电平处的输出功率，而传统高频系统可能限于从仅小于1w功率的输出电平接收。
20.例如，在传统nfc-dc系统中，轮询器(接收器系统)经常利用来自ntag微处理器家族的微处理器，该微处理器最初被设计成用于非常低的功率数据通信。ntag微处理器(无保护或隔离)可能无法充分和/或高效地接收处于超过1w的输出电平的无线功率信号。然而，本技术的发明人在实验结果中发现，当利用如本文所公开的电压隔离电路时，ntag芯片可以独立地或同时地被用于和/或被改进用于无线功率传递和无线通信。
21.为此，本文中所公开的电压隔离电路可利用便宜的组件(例如，隔离电容器)来修改旧式、便宜的微处理器(例如，ntag族微处理器)的功能以用于新用途和/或经改进的功能。此外，虽然替换控制器可被用作接收器控制器38，该接收器控制器38可在较高电压电平和/或电压摆动下更能够接收，但与旧式控制器相比，此类控制器可能成本过高。相应地，本文中的系统和方法允许使用较不昂贵的组件以用于高功率高频无线功率传递。
22.根据本公开的一个方面，公开了一种无线功率传递系统。该无线功率传递系统包括无线功率传输系统和无线功率接收器系统。无线功率传输系统包括第一传输天线、第二传输天线、至少一个传输控制器、第一传输功率调节系统和第二传输功率调节系统。第一功率传输天线被配置成与第一接收器天线耦合并将虚拟ac功率信号传送给第一接收器天线，并且第二功率传输天线被配置成与第二接收器天线耦合并将虚拟直流(dc)功率信号传送给第二接收器天线。至少一个传输控制器被配置成(i)提供第一驱动信号以用于基于第一操作频率和虚拟ac功率频率来驱动第一传输天线，以及(ii)提供用于第二传输天线的基于
第二操作频率的第二驱动信号。第一传输功率调节系统包括至少一个第一晶体管，至少一个第一晶体管被配置成在至少一个第一晶体管的栅极处接收第一驱动信号，并且接收第一输入功率信号以生成虚拟ac功率信号，虚拟ac功率信号处于第一操作频率处并且具有基于虚拟ac功率频率来上升和下降的峰值电压。第二传输功率调节系统包括至少一个第二晶体管，至少一个第二晶体管被配置成在至少一个第二晶体管的栅极处接收第二驱动信号，并且接收第二输入功率信号以在第二操作频率处生成虚拟dc功率信号。无线功率接收器系统包括第一接收器天线、第二接收器天线、第一接收器功率调节系统以及第二接收器功率调节系统。第一接收器天线被配置成与第一传输天线耦合并从第一传输天线接收虚拟ac功率信号，第一接收器天线基于第一操作频率来操作。第二接收器天线被配置成与第二传输天线耦合并从第二发射器天线接收虚拟dc功率信号，第二接收器天线基于第二操作频率来操作。第一接收器功率调节系统被配置成(i)接收虚拟ac功率信号，(ii)将虚拟ac功率信号转换成交流(ac)收到功率信号，以及(iii)将ac收到功率信号提供给第一负载。第二接收器功率调节系统被配置成(i)接收虚拟dc功率信号，(ii)将虚拟dc功率信号转换成dc收到功率信号，以及(iii)将dc收到功率信号提供给第二负载。
23.在一改进中，至少一个传输控制器是单个控制器，其被配置成以下两者：(i)提供第一驱动信号以用于基于第一操作频率和虚拟ac功率频率来驱动第一发射器天线，(ii)提供用于第二传输天线的基于第二操作频率的第二驱动信号。
24.在一改进中，至少一个传输控制器包括第一传输控制器和第二传输控制器，第一传输制器被配置成提供第一驱动信号以用于基于第一操作频率和虚拟ac功率频率来驱动第一发射器天线，并且第二传输控制器被配置成提供基于第二操作频率的用于第二传输天线的第二驱动信号。
25.在一改进中，至少一个传输控制器还被配置成执行以下中的一者或多者：将数据信号编码在虚拟dc功率信号中、从虚拟dc功率信号解码数据信号、接收数据信号、或传送数据信号。
26.在又一改进中，第二功率调节系统还包括阻尼电路，该阻尼电路被配置成在数据信号的传输或接收期间阻尼虚拟dc功率信号，其中该阻尼电路至少包括阻尼晶体管，该阻尼晶体管被配置成从至少一个传输控制器接收用于切换该晶体管以在数据信号的传输或接收期间控制阻尼的阻尼信号。
27.在又又一改进中，阻尼电路与至少一个第二晶体管的漏极处于电并联连接。
28.在又另一改进中，阻尼电路还包括阻尼电阻器，该阻尼电阻器与阻尼晶体管处于电串联并且被配置成用于耗散来自功率信号的至少一些功率。
29.在又另一改进中，阻尼电路包括至少与阻尼晶体管电串联的阻尼电容器。
30.在又另一改进中，该阻尼电路还包括二极管，该二极管至少与阻尼晶体管电串联并且被配置成用于在阻尼电路不活动时防止无线功率信号中的功率效率损失。
31.在一改进中，虚拟ac功率频率在约50hz到约60hz的范围中。
32.在又一改进中，第一操作频率在约20khz到约150khz的范围中。
33.在又一改进中，第二操作频率在约13.553mhz到约13.567mhz的范围中。
34.在又一改进中，无线接收器系统还包括至少一个接收器控制器，其被配置成执行以下中的一者或多者：将数据信号编码在虚拟dc无线信号中、从虚拟dc无线信号解码数据
信号、接收数据信号、或传送数据信号。
35.在又一改进中，无线接收器系统还包括电压隔离电路，该电压隔离电路包括至少两个电容器，其中至少两个电容器相对于至少一个接收器控制器电并联，并且其中电压隔离电路被配置成(i)调节虚拟dc功率信号以具有用于输入至至少一个接收器控制器的电压输入范围，以及(ii)将至少一个接收器控制器处的控制器电压与第二负载处的第二负载电压隔离。在又一改进中，至少两个电容器中的第一电容器的第一电容(c
iso1
)和至少两个电容器中的第二电容器的第二电容(c
iso2
)被配置成使得：
36.c
iso1
||c
iso2
＝c
total
，
37.其中c
total
是所述电压隔离电路的总电容，以及
38.其中，c
total
是针对至所述控制器的输入的电压输入范围而配置的恒定电容。
39.在又一改进中，第一电容和该第二电容的值被设定成使得：c
iso1
＝(c
total
*(1 tv))/tv,以及c
iso2
＝c
total
*(1 tv)。
40.根据本公开的另一方面，公开了一种无线功率传递系统。该无线功率传递系统包括无线功率传输系统和无线功率接收器系统。该无线功率传输系统包括传输天线、传输控制器、以及传输功率调节系统。传输天线被配置成与接收器天线耦合并将虚拟ac功率信号传送给接收器天线。传输控制器被配置成提供驱动信号，以用于基于操作频率和虚拟ac功率频率来驱动传输天线。该传输功率调节系统包括至少一个晶体管，至少一个第一晶体管被配置成在至少一个晶体管的栅极处接收驱动信号，并且接收输入功率信号以生成虚拟ac功率信号，该虚拟ac功率信号处于该操作频率处并且具有基于虚拟ac功率频率来上升和下降的峰值电压。该无线功率接收器系统包括接收器天线和功率调节系统。该接收器天线被配置成用于与传输天线耦合并且从传输天线接收虚拟ac功率信号，该接收器天线基于操作频率来操作。接收器功率调节系统被配置成(i)接收虚拟ac功率信号，(ii)将虚拟ac功率信号转换成交流(ac)收到功率信号，以及(iii)将ac输入功率信号提供给负载。
41.在一改进中，虚拟ac功率频率在约50hz到约60hz的范围中。
42.在又一改进中，第一操作频率在约20khz到约150khz的范围中。
43.在一改进中，ac收到功率信号具有范围在约1kw到约5kw范围中的功率。
44.根据本公开的又一方面，公开了一种无线功率传输。无线功率传输系统包括第一传输天线、第二传输天线、至少一个传输控制器、第一传输功率调节系统和第二传输功率调节系统。第一功率传输天线被配置成与第一接收器天线耦合并将虚拟ac功率信号传送给第一接收器天线，并且第二功率传输天线被配置成与第二接收器天线耦合并将虚拟直流(dc)功率信号传送给第二接收器天线。至少一个传输控制器被配置成(i)提供第一驱动信号以用于基于第一操作频率和虚拟ac功率频率来驱动第一传输天线，以及(ii)提供基于第二操作频率的用于第二传输天线的第二驱动信号。第一传输功率调节系统包括至少一个第一晶体管，至少一个第一晶体管被配置成在至少一个第一晶体管的栅极处接收第一驱动信号，并且接收第一输入功率信号以生成虚拟ac功率信号，虚拟ac功率信号处于第一操作频率处并且具有基于虚拟ac功率频率来上升和下降的峰值电压。第二传输功率调节系统包括至少一个第二晶体管，至少一个第二晶体管被配置成在至少一个第二晶体管的栅极处接收第二驱动信号，并且接收第二输入功率信号以在第二操作频率处生成虚拟dc功率信号。
45.在一改进中，至少一个传输控制器是单个控制器，其被配置成以下两者：(i)提供
第一驱动信号以用于基于第一操作频率和虚拟ac功率频率来驱动第一发射器天线，(ii)提供基于第二操作频率的用于第二传输天线的第二驱动信号。
46.在一改进中，至少一个传输控制器包括第一传输控制器和第二传输控制器，第一传输制器被配置成提供第一驱动信号以用于基于第一操作频率和虚拟ac功率频率来驱动第一发射器天线，并且第二传输控制器被配置成提供基于第二操作频率的用于第二传输天线的第二驱动信号。
47.在一改进中，至少一个传输控制器还被配置成执行以下中的一者或多者：将数据信号编码在虚拟dc功率信号中、从虚拟dc功率信号解码数据信号、接收数据信号、或传送数据信号。
48.在另一改进中，第二功率调节系统还包括阻尼电路，该阻尼电路被配置成在数据信号的传输或接收期间阻尼虚拟dc功率信号，其中该阻尼电路至少包括阻尼晶体管，该阻尼晶体管被配置成从至少一个传输控制器接收用于切换该晶体管以在数据信号的传输或接收期间控制阻尼的阻尼信号。
49.在又一改进中，阻尼电路与至少一个第二晶体管的漏极处于电并联连接。
50.在又另一改进中，阻尼电路还包括阻尼电阻器，该阻尼电阻器与阻尼晶体管处于电串联并且被配置成用于耗散来自功率信号的至少一些功率。
51.在又另一改进中，阻尼电路包括至少与阻尼晶体管电串联的阻尼电容器。
52.在又另一改进中，该阻尼电路还包括二极管，该二极管至少与阻尼晶体管电串联并且被配置成用于在阻尼电路不活动时防止无线功率信号中的功率效率损失。
53.在一改进中，虚拟ac功率频率在约50hz到约60hz的范围中。
54.在又一改进中，第一操作频率在约20khz到约150khz的范围中。
55.在又一改进中，第二操作频率在约13.553mhz到约13.567mhz的范围中。
56.根据本公开的又一方面，公开了一种无线功率传输系统。该无线功率传输系统包括第一传输子系统和用于近场通信(nfc)的监听器。第一传输子系统包括第一传输天线、第一传输控制器和第一传输功率调节系统。第一传输天线被配置成与第一接收器天线耦合并将虚拟ac功率信号传送给第一接收器天线。第一传输控制器被配置成提供第一驱动信号，以用于基于第一操作频率和虚拟ac功率频率来驱动第一传输天线。第一传输功率调节系统包括至少一个第一晶体管，至少一个第一晶体管被配置成在至少一个第一晶体管的栅极处接收第一驱动信号，并且接收第一输入功率信号以生成虚拟ac功率信号，虚拟ac功率信号处于第一操作频率处并且具有基于虚拟ac功率频率来上升和下降的峰值电压。监听器包括第二传输天线、第二传输控制器、以及第二传输功率调节系统。第二传输天线被配置成与第二接收器天线耦合并将虚拟直流(dc)功率信号传送给第二接收器天线。第二传输控制器被配置成提供基于第二操作频率的用于第二传输天线的第二驱动信号。第二传输功率调节系统包括至少一个第二晶体管，至少一个第二晶体管被配置成在至少一个第二晶体管的栅极处接收第二驱动信号，并且接收第二输入功率信号以在第二操作频率处生成虚拟dc功率信号。
57.在一改进中，监听器是nfc无线充电(nfc-wc)监听器。
58.在一改进中，操作频率在约13.553mhz到约13.567mhz的范围中。
59.在一改进中，传输控制器还被配置成执行以下中的一者或多者：将传输数据信号
编码在虚拟dc功率信号的带内、解码在虚拟dc功率信号的带内的收到数据信号、或其组合。
60.根据本公开的又一方面，公开了一种无线功率传输。该无线功率传输系统包括传输天线、传输控制器、以及传输功率调节系统。传输天线被配置成与接收器天线耦合并将虚拟ac功率信号传送给接收器天线。传输控制器被配置成提供驱动信号，以用于基于操作频率和虚拟ac功率频率来驱动传输天线。该传输功率调节系统包括至少一个晶体管，至少一个第一晶体管被配置成在至少一个晶体管的栅极处接收驱动信号，并且接收输入功率信号以生成虚拟ac功率信号，该虚拟ac功率信号处于该操作频率处并且具有基于虚拟ac功率频率来上升和下降的峰值电压。在一改进中，虚拟ac功率频率在约50hz到约60hz的范围中。
61.在又一改进中，第一操作频率在约20khz到约150khz的范围中。
62.在一改进中，ac收到功率信号具有范围在约1kw到约5kw范围中的功率。
63.根据本公开的又一方面，公开了一种无线功率接收器系统。无线功率接收器系统包括第一接收器天线、第二接收器天线、第一接收器功率调节系统以及第二接收器功率调节系统。第一接收器天线被配置成与第一传输天线耦合并从第一传输天线接收虚拟ac功率信号，第一接收器天线基于第一操作频率来操作。第二接收器天线被配置成与第二传输天线耦合并从第二发射器天线接收虚拟dc功率信号，第二接收器天线基于第二操作频率来操作。第一接收器功率调节系统被配置成(i)接收虚拟ac功率信号，(ii)将虚拟ac功率信号转换成交流(ac)收到功率信号，以及(iii)将ac收到功率信号提供给第一负载。第二接收器功率调节系统被配置成(i)接收虚拟dc功率信号，(ii)将虚拟dc功率信号转换成dc收到功率信号，以及(iii)将dc收到功率信号提供给第二负载。
64.在一改进中，ac收到功率信号在一功率频率处振荡，该功率频率至少部分地基于虚拟ac功率信号的虚拟ac功率频率。
65.在一改进中，虚拟ac功率频率在约50hz到约60hz的范围中。
66.在又一改进中，第一操作频率在约20khz到约150khz的范围中。
67.在又一改进中，第二操作频率在约13.553mhz到约13.567mhz的范围中。
68.在又一改进中，无线接收器系统还包括至少一个接收器控制器，其被配置成执行以下中的一者或多者：将数据信号编码在虚拟dc无线信号中、从虚拟dc无线信号解码数据信号、接收数据信号、或传送数据信号。
69.在又一改进中，无线接收器系统还包括电压隔离电路，该电压隔离电路包括至少两个电容器，其中至少两个电容器相对于至少一个接收器控制器电并联，并且其中电压隔离电路被配置成(i)调节虚拟dc功率信号以具有用于输入至至少一个接收器控制器的电压输入范围，以及(ii)将至少一个接收器控制器处的控制器电压与第二负载处的第二负载电压隔离。
70.在又又一改进中，至少两个电容器中的第一电容器的第一电容(c
iso1
)和至少两个电容器中的第二电容器的第二电容(c
iso2
)被配置成使得：
71.c
iso1
||c
iso2
＝c
total
，
72.其中c
total
是所述电压隔离电路的总电容，以及
73.其中，c
total
是针对至所述控制器的输入的电压输入范围而配置的恒定电容。
74.在又一改进中，第一电容和该第二电容的值被设定成使得：c
iso1
＝(c
total
*(1 tv))/tv,以及c
iso2
＝c
total
*(1 tv)。
75.根据本公开的又一方面，公开了一种无线功率接收器系统。该无线功率接收器系统包括第一接收器子系统和用于近场通信(nfc)系统的轮询器。第一接收器子系统包括第一接收器天线，其被配置成与第一传输天线耦合并从第一传输天线接收虚拟ac功率信号，第一接收器天线基于用于虚拟ac功率信号的第一操作频率来操作。第一接收器子系统还包括第一接收器功率调节系统，其被配置成(i)接收虚拟ac功率信号，(ii)将虚拟ac功率信号转换成交流(ac)收到功率信号，以及(iii)将ac收到功率信号提供给第一负载。轮询器包括第二接收器天线，其被配置成与第二传输天线耦合并从第二发射器天线接收虚拟dc功率信号，第二接收器天线基于第二操作频率来操作。轮询器还包括第二接收器功率调节系统，其被配置成(i)接收虚拟dc功率信号，(ii)将虚拟dc功率信号转换成dc收到功率信号，以及(iii)将dc收到功率信号提供给第二负载。
76.在一改进中，操作频率在约13.553mhz到约13.567mhz的范围中。
77.在一改进中，无线功率信号的收到功率处于大于约300mw的功率处。
78.在一改进中，无线接收器系统还包括至少一个接收器控制器，其被配置成执行以下中的一者或多者：将数据信号编码在虚拟dc无线信号中、从虚拟dc无线信号解码数据信号、接收数据信号、或传送数据信号。
79.在一改进中，无线接收器系统还包括电压隔离电路，该电压隔离电路包括至少两个电容器，其中至少两个电容器相对于至少一个接收器控制器电并联，并且其中电压隔离电路被配置成(i)调节虚拟dc功率信号以具有用于输入至至少一个接收器控制器的电压输入范围，以及(ii)将至少一个接收器控制器处的控制器电压与第二负载处的第二负载电压隔离。
80.在又一改进中，至少两个电容器中的第一电容器的第一电容(ciso1)和至少两个电容器中的第二电容器的第二电容(ciso2)被配置成使得：
81.c
iso1
||c
iso2
＝c
total
，
82.其中c
total
是所述电压隔离电路的总电容，以及
83.其中，c
total
是针对至所述控制器的输入的电压输入范围而配置的恒定电容。
84.根据本公开的又一方面，公开了一种无线功率接收器系统。该无线功率接收器系统包括接收器天线，其被配置成用于与传输天线耦合并且从传输天线接收虚拟ac功率信号，该接收器天线基于操作频率来操作。无线功率接收器系统还包括接收器功率调节系统，其被配置成(i)接收虚拟ac功率信号，(ii)将虚拟ac功率信号转换成交流(ac)收到功率信号，以及(iii)将ac输入功率信号提供给负载。
85.在一改进中，ac收到功率信号在一功率频率处振荡，该功率频率至少部分地基于虚拟ac功率信号的虚拟ac功率频率。
86.在又一改进中，虚拟ac功率频率在约50hz到约60hz的范围中。
87.在又一改进中，第一操作频率在约20khz到约150khz的范围中。
88.在一改进中，ac收到功率信号具有范围在约1kw到约5kw范围中的功率。
89.根据本公开的又一方面，公开了一种无线功率传输系统。无线功率传输系统包括第一传输天线、第二传输天线、至少一个传输控制器、第一传输功率调节系统和第二传输功率调节系统。第一传输天线被配置成与第一接收器天线耦合并将虚拟ac功率信号传送给第一接收器天线。第二传输天线被配置成与第二接收器天线耦合并将虚拟直流(dc)功率信号
传送给第二接收器天线。至少一个传输控制器被配置成基于第一操作频率、虚拟ac功率频率、时隙长度和时隙定时来确定用于驱动第一传输天线的第一驱动信号，提供第一驱动信号，基于第二操作频率、时隙长度(t
slot
)和时隙定时来确定用于驱动第二传输天线的第二驱动信号，并且提供第二驱动信号。第一传输功率调节系统包括至少一个第一晶体管，至少一个第一晶体管被配置成在至少一个第一晶体管的栅极处接收第一驱动信号，并且接收第一输入功率信号以在第一操作频率处生成虚拟ac功率信号，该虚拟ac功率信号具有基于虚拟ac功率频率来上升和下降的峰值电压。第二传输功率调节系统包括至少一个第二晶体管，至少一个第二晶体管被配置成在至少一个第二晶体管的栅极处接收第二驱动信号，并且接收第二输入功率信号以在第二操作频率处生成虚拟dc功率信号。
90.在一改进中，确定第一驱动信号还包括基于t
slot
和时隙定时来确定第一驱动信号中的多个时隙，其中该驱动信号被配置成使得第一传输天线在多个时间时隙的每一者中不传送有意义的电能。
91.在又一改进中，由至少一个传输控制器确定第二驱动信号还包括配置虚拟dc功率信号的传输使得虚拟dc信号的传输至少发生在多个时间时隙的一者或多者内。
92.在又一改进中，确定第二驱动信号还包括配置虚拟dc功率信号的传输使得第二传输天线在第一传输天线正传送有意义的电能时不传送有意义的电能。
93.在又另一改进中，确定第二驱动信号还被配置成在将数据信号编码在虚拟dc功率信号的带内并且所述数据信号是在多个时间时隙的所述一者或多者中的至少一者期间编码在虚拟dc功率信号中的。
94.在又另一改进中，至少一个控制器还被配置成从虚拟dc功率信号解码数据信号，该数据信号是由dc功率信号的接收器编码到虚拟dc功率信号中的。
95.在又另一改进中，确定第一驱动信号包括配置时隙定时以发生在周期性时隙时间的每次逝去之后，该周期性时隙时间至少部分地基于虚拟ac功率频率。
96.在又一改进中，周期性时隙时间是ac开启时间(t
acon
)，其中
[0097][0098]
其中n是虚拟ac无线信号的波形的周期数，以及
[0099]
其中f
vac
是虚拟ac功率频率。
[0100]
在又一改进中，t
acon
在虚拟ac功率信号的多个虚拟过零点中的一者处结束，并且所述多个时隙中的每个时隙在多个虚拟过零点中的一者处开始。
[0101]
在又一改进中，t
acon
在t
slot
逝去后开始。
[0102]
在又一改进中，t
slot
在约0.5毫秒(ms)到约2.5ms的范围中。
[0103]
在一改进中，提供第二驱动信号包括配置用于虚拟dc功率信号的次级功率传输，该用于虚拟dc功率信号的次级功率传输发生在第一传输天线没有传送有意义的电能时。
[0104]
在又一改进中，次级功率传输是在传输虚拟ac无线功率信号之前的、虚拟dc功率信号传输。
[0105]
在又一改进中，第一接收器天线和第二接收器天线在操作上与电子设备相关联，该电子设备包括第一组件和第二组件，虚拟ac功率信号被配置成用于至少对所述第一组件供电，并且虚拟dc功率信号被配置成用于在次级功率传输期间对第二分量供电。
[0106]
在又改进中，第二组件是配置成用于至少控制第二组件的一个或多个功能的控制设备。
[0107]
在又一改进中，虚拟dc功率信号的次级功率传输被配置成在电子设备的启动序列期间对控制设备供电。
[0108]
根据本公开的又一方面，公开了一种无线功率接收器系统。无线功率接收器系统包括第一接收器天线、第二接收器天线、第一接收器功率调节系统以及第二接收器功率调节系统。第一接收器天线被配置成与第一传输天线耦合并且从第一传输天线接收虚拟ac功率信号，第一接收器天线基于第一操作频率来操作，虚拟ac功率信号基于第一操作频率、虚拟ac功率频率、时隙长度以及时隙定时。第二接收器天线被配置成与第二传输天线耦合并且从第二发射器天线接收虚拟dc功率信号，第二接收器天线基于第二操作频率来操作，虚拟dc功率信号被配置成在第一接收器天线未接收有意义的电能时被接收，其中虚拟dc功率信号被配置成携带带内数据信号。第一接收器功率调节系统被配置成(i)接收虚拟ac功率信号，(ii)将虚拟ac功率信号转换成交流(ac)收到功率信号，以及(iii)将ac收到功率信号提供给第一负载。第二接收器功率调节系统被配置成(i)接收虚拟dc功率信号，(ii)将虚拟dc功率信号转换成dc收到功率信号，以及(iii)将dc收到功率信号提供给第二负载。
[0109]
在一改进中，该系统还包括接收器控制器，其被配置成对由虚拟dc功率信号携带的带内数据信号进行编码。
[0110]
在一改进中，该系统还包括接收器控制器，其被配置成对由虚拟dc功率信号携带的带内数据信号进行解码。
[0111]
根据本公开的又一方面，公开了一种无线功率传递系统。该无线功率传输系统包括无线功率传输系统和无线功率接收器系统。该无线功率传输系统包括传输天线、传输通信系统、传输控制器、以及传输功率调节系统。传输天线被配置成与接收器天线耦合并将虚拟ac功率信号传送给接收器天线。传输通信系统被配置成与无线接收器系统通信。传输控制器被配置成基于操作频率、虚拟ac功率频率、时隙长度和时隙定时来确定用于驱动传输天线的驱动信号，其中时隙长度和时隙定时被配置成使得通信系统能基于时隙长度和时隙定时在时隙内发送或接收数据。该传输功率调节系统包括至少一个晶体管，至少一个第一晶体管被配置成在至少一个晶体管的栅极处接收驱动信号，并且接收输入功率信号以生成虚拟ac功率信号，该虚拟ac功率信号处于该操作频率处并且具有基于虚拟ac功率频率来上升和下降的峰值电压。该无线功率接收器系统包括接收器天线、接收器通信系统、以及接收器功率调节系统。该接收器天线被配置成用于与传输天线耦合并且从传输天线接收虚拟ac功率信号，该接收器天线基于操作频率来操作。接收器通信系统被配置成通过在该时隙期间发送或接收数据而与无线功率传输系统通信。接收器功率调节系统被配置成(i)接收虚拟ac功率信号，(ii)将虚拟ac功率信号转换成交流(ac)收到功率信号，以及(iii)将ac输入功率信号提供给负载。根据本公开的又一方面，公开了一种无线功率传输系统。无线功率传输系统包括第一传输天线、第二传输天线、至少一个传输控制器、第一传输功率调节系统和第二传输功率调节系统。第一传输天线被配置成与第一接收器天线耦合并将虚拟ac功率信号传送给第一接收器天线。第二传输天线被配置成与第二接收器天线耦合并将虚拟直流(dc)功率信号传送给第二接收器天线。至少一个传输控制器被配置成：确定用于时隙通信的可变时隙长度(t
slot
)；基于第一操作频率、虚拟ac功率频率、可变时隙长度和时隙定时来
确定用于驱动第一传输天线的第一驱动信号；提供第一驱动信号；基于第二操作频率、可变时隙长度和时隙定时来确定用于驱动第二传输天线的第二驱动信号；以及提供第二驱动信号。第一传输功率调节系统包括至少一个第一晶体管，至少一个第一晶体管被配置成在至少一个第一晶体管的栅极处接收第一驱动信号，并且接收第一输入功率信号以在第一操作频率处生成虚拟ac功率信号，该虚拟ac功率信号具有基于虚拟ac功率频率来上升和下降的峰值电压。第二传输功率调节系统包括至少一个第二晶体管，至少一个第二晶体管被配置成在至少一个第二晶体管的栅极处接收第二驱动信号，并且接收第二输入功率信号以在第二操作频率处生成虚拟dc功率信号。在一改进中，确定第一驱动信号还包括基于t
slot
和时隙定时来确定第一驱动信号中的多个可变时隙，其中该驱动信号被配置成使得第一传输天线在多个可变时间时隙的每一者中不传送有意义的电能。
[0112]
在又一改进中，多个可变时间时隙包括具有第一时隙长度(t
slot1
)的第一时隙，以及具有第二时隙长度(t
slot2
)的第二时隙，其中t
slot2
长于t
slot1
。
[0113]
在另一改进中，多个可变时隙包括具有第一时隙长度(t
slot1
)的第一时隙，以及具有异物检测(fod)时隙长度(t
fod
)的fod时隙，其中t
fod
是配置成用于使用无线传输系统执行fod的时间长度。
[0114]
在又一改进中，t
fod
长于t
slot1
。
[0115]
在另一改进中，由至少一个传输控制器确定第二驱动信号还包括配置虚拟dc功率信号的传输使得虚拟dc信号的传输至少发生在多个可变时间时隙的一者或多者内。
[0116]
在又一改进中，确定第二驱动信号还包括配置虚拟dc功率信号的传输使得第二传输天线在第一传输天线正传送有意义的电能时不传送有意义的电能。
[0117]
在又另一还改进中，确定第二驱动信号还被配置成在多个可变时间时隙中的所述一者或多者中的至少一者期间解码虚拟dc功率信号的带内数据信号以及将该数据信号编码到虚拟dc功率信号中。
[0118]
在又一改进中，针对多个可变时间时隙中的至少一个成员的t
slot
至少部分地基于数据信号的通信特性。
[0119]
在另一改进中，至少一个控制器还被配置成从虚拟dc功率信号解码数据信号，该数据信号是由dc功率信号的接收器编码到虚拟dc功率信号中的。
[0120]
在又一改进中，针对多个可变时间时隙中的至少一个成员的t
slot
至少部分地基于数据信号的通信特性。
[0121]
在又另一改进中，确定第一驱动信号包括配置时隙定时以发生在周期性时隙时间的每次逝去之后，该周期性时隙时间至少部分地基于虚拟ac功率频率。
[0122]
在又一改进中，周期性时隙时间是ac开启时间(t
acon
)，其中
[0123][0124]
其中n是虚拟ac无线信号的波形的周期数，以及
[0125]
其中f
vac
是虚拟ac功率频率。
[0126]
在又一改进中，t
acon
在虚拟ac功率信号的多个虚拟过零点中的一者处结束，并且所述多个时隙中的每个时隙在多个虚拟过零点中的一者处开始。
[0127]
在又一改进中，t
acon
在t
slot
逝去后开始。
[0128]
在又一改进中，t
slot
在约0.5毫秒(ms)到约15ms的范围中。
[0129]
根据本公开的又一方面，公开了一种无线功率接收器系统。无线功率接收器系统包括第一接收器天线、第二接收器天线、第一接收器功率调节系统以及第二接收器功率调节系统。第一接收器天线被配置成与第一传输天线耦合并且从第一传输天线接收虚拟ac功率信号，第一接收器天线基于第一操作频率来操作，虚拟ac功率信号基于第一操作频率、虚拟ac功率频率、可变时隙长度以及时隙定时。第二接收器天线被配置成与第二传输天线耦合并且从第二发射器天线接收虚拟dc功率信号，第二接收器天线基于第二操作频率来操作，虚拟dc功率信号被配置成在第一接收器天线未接收有意义的电能时被接收，其中虚拟dc功率信号被配置成承载带内数据信号。第一接收器功率调节系统被配置成(i)接收虚拟ac功率信号，(ii)将虚拟ac功率信号转换成交流(ac)收到功率信号，以及(iii)将ac收到功率信号提供给第一负载。第二接收器功率调节系统被配置成(i)接收虚拟dc功率信号，(ii)将虚拟dc功率信号转换成dc收到功率信号，以及(iii)将dc收到功率信号提供给第二负载。
[0130]
在一改进中，该系统还包括接收器控制器，其被配置成在可变时隙长度期间对由虚拟dc功率信号携带的带内数据信号进行编码。
[0131]
在一改进中，该系统还包括接收器控制器，其被配置成在可变时隙长度期间对由虚拟dc功率信号携带的带内数据信号进行解码。
[0132]
根据本公开的又一方面，公开了一种无线功率传递系统。该无线功率传输系统包括无线功率传输系统和无线功率接收器系统。该无线功率传输系统包括传输天线、传输通信系统、传输控制器、以及传输功率调节系统。传输天线被配置成与接收器天线耦合并将虚拟ac功率信号传送给接收器天线。传输通信系统被配置成与无线接收器系统通信。传输控制器被配置成基于操作频率、虚拟ac功率频率、可变时隙长度和时隙定时来确定用于驱动传输天线的驱动信号，其中该可变时隙长度和时隙定时被配置成使得传输通信系统能基于可变时隙长度和时隙定时在一个或多个时间时隙内发送或接收数据。该传输功率调节系统包括至少一个晶体管，至少一个第一晶体管被配置成在至少一个晶体管的栅极处接收驱动信号，并且接收输入功率信号以生成虚拟ac功率信号，该虚拟ac功率信号处于该操作频率处并且具有基于虚拟ac功率频率来上升和下降的峰值电压。该无线功率接收器系统包括接收器天线、接收器通信系统、以及接收器功率调节系统。该接收器天线被配置成用于与传输天线耦合并且从传输天线接收虚拟ac功率信号，该接收器天线基于操作频率来操作。接收器通信系统被配置成通过在该时隙期间发送或接收数据而与无线功率传输系统通信。接收器功率调节系统被配置成(i)接收虚拟ac功率信号，(ii)将虚拟ac功率信号转换成交流(ac)收到功率信号，以及(iii)将ac输入功率信号提供给负载。根据本公开的一个方面，公开了一种用于向厨房电器提供无线功率的无线功率传递系统。该无线功率传递系统包括无线功率传输系统和无线功率接收器系统。无线功率传输系统包括第一传输天线，其被配置成与第一接收器天线耦合并将虚拟ac功率信号传送给第一接收器天线，第一接收器天线在操作上与厨房电器相关联。无线功率传输系统还包括无线功率传输系统还包括第二传输天线，其被配置成与第二接收器天线耦合并将虚拟直流(dc)功率信号传送给第二接收器天线，第二接收器天线在操作上与厨房电器相关联。无线功率传输系统还包括至少一个传输控制器，其被配置成(i)提供第一驱动信号以用于基于第一操作频率和虚拟ac功率频率来驱动第一传输天线，以及(ii)提供基于第二操作频率的用于第二传输天线的第二驱动信
号。无线功率传输系统还包括第一传输功率调节系统，其包括至少一个第一晶体管，至少一个第一晶体管被配置成在至少一个第一晶体管的栅极处接收第一驱动信号，并且接收第一输入功率信号以生成虚拟ac功率信号，虚拟ac功率信号处于第一操作频率处并且具有基于虚拟ac功率频率来上升和下降的峰值电压。无线功率传输系统还包括第二传输功率调节系统，其包括至少一个第二晶体管，至少一个第二晶体管被配置成在至少一个第二晶体管的栅极处接收第二驱动信号，并且接收第二输入功率信号以在第二操作频率处生成虚拟dc功率信号。无线功率接收器系统包括第一接收器天线，其被配置成与第一传输天线耦合且从第一传输天线接收所述虚拟ac功率信号，第一接收器天线基于第一操作频率来操作，且第二接收器天线被配置成与第二传输天线耦合且从第二传输器天线接收虚拟dc功率信号，第二接收器天线基于第二操作频率来操作。无线功率接收器系统还包括第一接收器功率调节系统，其被配置成(i)接收虚拟ac功率信号，(ii)将虚拟ac功率信号转换成交流(ac)收到功率信号，以及(iii)将ac收到功率信号提供给厨房电器的第一负载，以及第二接收器功率调节系统，其被配置成(i)接收虚拟dc功率信号，(ii)将虚拟dc功率信号转换成dc收到功率信号，以及(iii)将dc收到功率信号提供给厨房电器的第二负载。
[0133]
在一改进中，至少一个传输控制器是单个控制器，其被配置成以下两者：(i)提供第一驱动信号以用于基于第一操作频率和虚拟ac功率频率来驱动第一发射器天线，(ii)提供基于第二操作频率的用于第二传输天线的第二驱动信号。
[0134]
在一改进中，至少一个传输控制器包括第一传输控制器和第二传输控制器，第一传输制器被配置成提供第一驱动信号以用于基于第一操作频率和虚拟ac功率频率来驱动第一发射器天线，并且第二传输控制器被配置成提供基于第二操作频率的用于第二传输天线的第二驱动信号。
[0135]
在一改进中，至少一个传输控制器还被配置成执行以下中的一者或多者：将数据信号编码在虚拟dc功率信号中、从虚拟dc功率信号解码数据信号、接收数据信号、或传送数据信号。
[0136]
在另一改进中，第二功率调节系统还包括阻尼电路，该阻尼电路被配置成在数据信号的传输或接收期间阻尼虚拟dc功率信号，其中该阻尼电路至少包括阻尼晶体管，该阻尼晶体管被配置成从至少一个传输控制器接收用于切换该晶体管以在数据信号的传输或接收期间控制阻尼的阻尼信号。
[0137]
在一改进中，虚拟ac功率频率在约50hz到约60hz的范围中。
[0138]
在又一改进中，第一操作频率在约20khz到约150khz的范围中。
[0139]
在又一改进中，第二操作频率在约13.553mhz到约13.567mhz的范围中。
[0140]
根据本公开的又另一方面，公开了一种用于向厨房电器提供无线功率的无线功率传输系统。无线功率传输系统包括第一传输天线、第二传输天线、至少一个传输控制器、第一传输功率调节系统和第二传输功率调节系统。第一传输天线被配置成与第一接收器天线耦合并将虚拟ac功率信号传送给第一接收器天线，第一接收器天线在操作上与厨房电器相关联。第二传输天线被配置成与第二接收器天线耦合并将虚拟直流(dc)功率信号传送给第二接收器天线，第二接收器天线在操作上与厨房电器相关联。至少一个传输控制器被配置成(i)提供第一驱动信号以用于基于第一操作频率和虚拟ac功率频率来驱动第一传输天线，以及(ii)提供基于第二操作频率的用于第二传输天线的第二驱动信号。第一传输功率
调节系统包括至少一个第一晶体管，至少一个第一晶体管被配置成在至少一个第一晶体管的栅极处接收第一驱动信号，并且接收第一输入功率信号以生成虚拟ac功率信号，虚拟ac功率信号处于第一操作频率处并且具有基于虚拟ac功率频率来上升和下降的峰值电压。第二传输功率调节系统包括至少一个第二晶体管，至少一个第二晶体管被配置成在至少一个第二晶体管的栅极处接收第二驱动信号，并且接收第二输入功率信号以在第二操作频率处生成虚拟dc功率信号。
[0141]
在一改进中，无线功率传输系统在操作上与主机厨房表面相关联。
[0142]
在又一改进中，无线功率传输是以下中的一者或多者：由厨房表面容纳、集成在厨房表面内、定位在厨房表面下、部分由厨房表面容纳、或其组合。
[0143]
在又一改进中，厨房表面是柜台、桌子、厨房岛、电器表面或其组合中的一者或多者。
[0144]
根据本公开的又一方面，公开了一种厨房电器。厨房电器包括第一电组件、第二电组件和无线功率接收器系统。无线功率接收器系统包括第一接收器天线、第二接收器天线、第一接收器功率调节系统以及第二接收器功率调节系统。第一接收器天线被配置成与第一传输天线耦合并从第一传输天线接收虚拟ac功率信号，第一接收器天线基于用于虚拟ac功率信号的第一操作频率来操作。第二接收器天线被配置成与第二传输天线耦合并从第二发射器天线接收虚拟dc功率信号，第二接收器天线基于第二操作频率来操作。第一接收器功率调节系统被配置成(i)接收虚拟ac功率信号，(ii)将虚拟ac功率信号转换成交流(ac)收到功率信号，以及(iii)提供ac收到功率信号以为第一电组件供电。第二接收器功率调节系统被配置成(i)接收虚拟dc功率信号，(ii)将虚拟dc功率信号转换成dc收到功率信号，以及(iii)提供dc收到功率信号以为第二电组件供电。
[0145]
在一改进中，第二电组件是配置成至少控制第一电组件的控制设备。
[0146]
在一改进中，厨房电器是基于旋转的厨房电器，并且第一电组件是旋转组件。
[0147]
在又一改进中，基于旋转的厨房电器是拌合器、混合器、食物加工机、面包机、冰淇淋机、切片机或其组件。
[0148]
在一改进中，厨房电器是包括室的基于腔室的厨房电器，其中第一电组件被配置成更改该腔室内的物体或物质的状态。
[0149]
在又一改进中，该基于腔室的厨房电器是以下各项之一：烤箱、微波炉、烤箱、烤箱、面包机、制冰机、冰箱、微型冰箱、葡萄酒冷却器、有源冷却器、洗碗机、压力锅、油炸锅、空气油炸锅、深油炸锅或其组合。
[0150]
在一改进中，该厨房电器是基于感应的电器，并且该第一电组件是感应加热组件。
[0151]
在一改进中，厨房电器是被配置成用于分配固体或液体物质的基于分配的厨房电器。
[0152]
当结合附图阅读时，将更好地理解本发明的这些和其他方面和特征。
[0153]
附图的简要说明
[0154]
图1是根据本公开的用于无线地传递电能、电功率信号、电功率、电磁能、电子数据及其组合中的一者或多者的系统的实施例的框图。
[0155]
图2是解说根据图1和本公开的、图1的系统的无线传输系统和图1的系统的无线接收器系统的各组件的框图。
[0156]
图3a是根据图1-2和本公开的、可通过无线功率传递系统的虚拟ac功率信号分量从输入级行进到最终输出级的示例信号的三个曲线。
[0157]
图3b是根据图1-2和本公开的、可通过无线功率传递系统的虚拟dc功率信号分量从输入级行进到最终输出级的示例信号的三个曲线。
[0158]
图3c是根据图1-3b和本公开的、同步示出利用虚拟dc功率信号进行虚拟ac功率信号中的时隙内的数据通信的示例时隙通信的示例时序图。
[0159]
图3d是根据图1-3c和本公开的、同步示出利用虚拟dc功率信号进行虚拟ac功率信号中的时隙内的数据通信的时隙通信另一示例的示例时序图。
[0160]
图3e是根据图1-3d和本公开的、同步示出利用虚拟dc功率信号进行虚拟ac功率信号中的时隙内的数据通信的时隙通信另一示例的示例时序图。
[0161]
图4a是解说根据图1-3b和本公开的、图2的无线传输系统的传输控制系统的各组件的框图。
[0162]
图4b是解说根据图1-4a和本公开的、图2的无线传输系统的传输控制系统的各组件的替换框图。
[0163]
图5是解说根据图1-4b和本公开的、图4的传输控制系统的感测系统的各组件的框图。
[0164]
图6是解说根据图1、图2和本公开的、图2的无线传输系统的功率调节系统的各组件的框图。
[0165]
图7是根据图1-6和本公开的、图1-6的无线传输系统的各元件的框图，其还解说了图6的功率调节系统的放大器的各组件以及无线功率传输的信号特性。
[0166]
图8是根据图1-7以及本公开的、图1-7的无线传输系统的各元件的电气示意图，还解说了图5-7的功率调节系统的放大器的各组件。
[0167]
图9是解说当信号具有经由开-关键控的带内通信时的“开”和“关”调节的上升和下降的示例性绘图。
[0168]
图10a是解说根据图1、图2和本公开的、图2的无线接收器系统的接收器控制系统和接收器功率调节系统的各组件的框图。
[0169]
图10b是解说根据图1、图2和本公开的、图2的无线接收器系统的接收器控制系统和接收器功率调节系统的各组件的另一框图。
[0170]
图11是根据图1-2、10和本公开的、图1-2和10的无线接收器系统的各元件的框图，其还解说了图10的功率调节系统的放大器的各组件以及无线功率传输的信号特性。
[0171]
图12是根据图1-2、10-11以及本公开的、图11的无线接收器系统的各元件的电气示意图，还解说了图10-11的功率调节系统的放大器的各组件。
[0172]
图13a是根据本公开的、用作图1-8、9-12的系统和/或这里公开的任何其他系统、方法或装置的传输天线或接收器天线中的一者或两者的非限定示例性天线的俯视图。
[0173]
图13b是根据本公开的、用作图1-8、9-12的系统和/或这里公开的任何其他系统、方法或装置的传输天线或接收器天线中的一者或两者的另一非限定示例性天线的俯视图。
[0174]
图14是根据本公开的、结合图1-13的系统和/或组件中的一者或多者的示例性基于转子的厨房电器的侧视图。
[0175]
图15是根据本公开的、结合图1-13的系统和/或组件中的一者或多者的示例性基
于腔室的厨房电器的侧视图。
[0176]
图16是根据本公开的、结合图1-13的系统和/或组件中的一者或多者的示例性基于感应的厨房电器的侧视图。
[0177]
图17是根据本公开的、结合图1-13的系统和/或组件中的一者或多者的示例性基于分配的厨房电器的侧视图。
[0178]
虽然下面的详细描述将针对某些解说性实施例给出，但是应理解，附图不一定按比例绘制，并且有时图解地和以局部视图解说所公开的实施例。另外，在某些情况下，可以省略对于理解所公开的主题而言不必要的细节或者使得其他细节太难察觉的细节。因此，应理解，本公开不限于本文所公开和示出的特定实施例，而是对整个公开和权利要求及其任何等效物的公平阅读。这些系统和方法中可包含额外、不同或更少的组件和方法。
[0179]
详细描述
[0180]
在以下描述中，通过这些示例阐述了众多具体细节以便提供对相关教导的透彻理解。然而，对于本领域技术人员而言应当显而易见的是，可以在没有此类细节的情况下实践本教导。在其他实例中，为了避免不必要地模糊本教导的各方面，在相对较高的层次上描述了公知的方法、进程、组件、和/或电路，而不提供太多细节。
[0181]
现在参考附图并且具体参考图1，解说了无线功率传递系统10。该无线功率传递系统10提供电信号(诸如但不限于，电能、电功率、电功率信号、电磁能、以及电子可传送数据(“电子数据”)的无线传输。如本文中所使用的，术语“电功率信号”是指具体地传送以提供用于对负载进行充电和/或直接供电的有意义的电能的电信号，而术语“电子数据信号”是指用于跨介质传达数据的电信号。如本文所定义的，“交流(ac)无线信号”指通过电路系统(例如，放大器)或通过感应经由另一天线用于驱动天线的ac信号，该信号可包括无线功率信号和无线数据信号中的一者或两者。作为ac或dc无线功率信号的“无线功率信号”是一种功率信号，其被配置成提供有意义的电能来用于为负载充电和/或直接供电，其中无线功率信号基于ac无线信号通过磁感应生成。
[0182]
无线功率传递系统10经由近场磁耦合提供电信号的无线传输。如图1的实施例中所示，无线功率传递系统10包括无线传输系统20和无线接收器系统30。无线接收器系统被配置成至少从无线传输系统20接收电信号。在一些示例中，诸如其中无线功率传递系统被配置成用于经由近场通信直接充电(nfc-dc)或近场通信无线充电(nfc wc)草案或接受标准进行无线功率传递的示例，无线传输系统20可以被称作nfc-dc无线传输系统20的“监听者”，并且无线接收器系统30可以被称作nfc-dc无线传输系统的“轮询器”。
[0183]
如所解说的，无线传输系统20和无线接收器系统30可以被配置成在至少间隔距离或间隙17的一者或两者上传送电信号。在诸如系统10之类的无线功率传递系统的上下文中，诸如间隙17之类的间隔距离或间隙不包括诸如有线连接之类的物理连接。可存在位于间隔距离或间隙中的中间对象，诸如但不限于空气、台面、电子设备的外壳、塑料细丝、绝缘体、机械壁等；然而，在这样的间隔距离或间隙处没有物理电连接。
[0184]
因此，无线传输系统20和无线接收器系统30的组合创建了电连接而不需要物理连接。如本文所使用的，术语“电连接”是指电流、电压和/或功率从第一位置、设备、组件和/或源到第二位置、设备、组件和/或目的地的传递的任何便利。“电连接”可以是物理连接，诸如但不限于将第一位置、设备、组件和/或源连接到第二位置、设备、组件和/或目的地的导线、
迹线、通孔以及其他物理电连接。另外地或替换地，“电连接”可以是将第一位置、设备、组件和/或源连接至第二位置、设备、组件和/或目的地的无线功率和/或数据传递，诸如但不限于磁场、电磁场、谐振场和/或感应场，以及其他无线功率和/或数据传递。
[0185]
在一些情况下，间隙17可被称为“z-距离”，因为如果认为天线21、31各自基本上沿着相应的共同x-y平面布置，那么分开天线21、31的距离是在“z”或“深度方向上的间隙”。然而，本公开的实施例确实设想了柔性和/或非平面线圈，并且因此，设想了跨天线21、31之间的连接距离的包络，间隙17可能不均匀。设想各种调谐、配置和/或其他参数可改变间隙17的可能的最大距离，使得从无线传输系统20到无线接收器系统30的电传输保持可能。
[0186]
无线功率传递系统10在无线发射系统20和无线接收器系统30的天线耦合时操作。如本文所使用的，术语“耦合至”、“被耦合至”和“耦合”通常是指当发射器和/或其任何组件和接收器和/或其任何组件通过磁场彼此耦合时发生的磁场耦合。这种耦合可包含由耦合系数(k)表示的耦合，该耦合系数至少足以供接收器利用来自发射器的感应功率信号。系统10中的无线传输系统20和无线接收器系统30的耦合可以由系统10的谐振耦合系数表示，并且为了无线功率传递的目的，系统10的耦合系数可以在约0.01和0.9的范围内。
[0187]
如所解说的，无线传输系统20可以与可以从输入电源12接收功率的主机设备11相关联。主机设备11可以是任何电操作的设备、电路板、电子组装件、专用充电设备或任何其他所设想的电子设备。无线传输系统20可以与其相关联的示例主机设备11包括但不限于：包括集成电路的设备、集成柜台的无线功率发射器、用于为厨房电器供电的集成的无线功率发射器、用于可穿戴电子设备的壳体、用于电子设备的容器、便携式计算设备、配置有电子器件的衣服、用于电子设备的存储介质、用于一个或多个电子设备的充电设备、专用充电设备、活动或运动相关装备、商品、和/或数据收集设备、以及其他构想的电子设备。
[0188]
如所解说的，无线传输系统20和主机设备11中的一者或两者与输入电源12在操作上相关联。输入电源12可以是或者可以包括一个或多个储电设备，诸如电化学电池、电池组和/或电容器，以及其他储电设备。另外地或替换地，输入电源12可以是任何电输入源(例如，任何交流(ac)或直流(dc)递送端口)并且可以包括从所述电输入源到无线传输系统20的连接装置(例如，变压器、调节器、导电导管、迹线、电线、或装备、商品、计算机、相机、移动电话、和/或其他电设备连接端口和/或适配器，诸如但不限于usb端口和/或适配器、以及其他设想的电组件)。
[0189]
由无线传输系统20接收的电能然后被用于至少两个目的：向无线传输系统20的内部组件提供电功率和向发射器天线21提供电功率。发射器天线21被配置成无线发射被调节和修改以用于由无线传输系统20经由近场磁耦合(nfmc)进行无线传输的电信号。近场磁耦合使得能够通过在无线接收器系统30的发射器天线21和相应的接收天线31之间或与无线接收器系统30相关联的磁感应来无线地传递信号。近场磁耦合可以是和/或可被称为“感应耦合”，如本文所使用的，感应耦合是利用交变电磁场来在两个天线之间传递电能的无线功率传输技术。这样的感应耦合是被调谐为以类似频率谐振的两个磁耦合线圈之间的磁能的近场无线传输。因而，此类近场磁耦合可实现经由受约束磁场的谐振发射的高效无线功率传输。此外，这种近场磁耦合可以经由“互感”提供连接，如在此定义的，“互感”是通过磁耦合至第一电路的第二电路中的电流变化在电路中产生电动势。
[0190]
在一个或多个实施例中，发射器天线21或接收器天线31的感应器线圈策略性地定
位成促进通过近场磁感应接收和/或传输无线地传递的电信号。在一些示例中，天线操作频率可在低操作频率范围中，意味着操作频率在约1khz到约1mhz的范围中(例如，对于q1标准是85khz到205khz的操作频率，对于高于q1功率应用而言是约20khz到约100khz的范围的操作频率)。另外地或替换地，天线操作频率可以包括相对高的操作频率范围，其示例可以包括但不限于6.78mhz(例如，根据rezence和/或airouel接口标准和/或在6.78mhz的频率下操作的任何其他专有接口标准)、13.56mhz(例如，根据由iso/iec标准18092定义的nfc标准)、27mhz和/或另一专有操作模式的操作频率。天线21、31的操作频率可以是由工业、科学和医疗(ism)频带中的国际电信联盟(itu)指定的操作频率，其包含但不限于6.78mhz、13.56mhz和27mhz，其被指定用于无线功率传递。在无线功率传送系统10在nfc-dc标准和/或草案标准内操作的系统中，操作频率可在约13.553mhz到约13.567mhz的范围中。
[0191]
如本领域技术人员已知的，“谐振频率”或“谐振频带”是指其中天线的振幅响应处于相对最大值的频率或频率，或者另外地或替换地，其中电容电抗具有与感应电抗的幅值基本上相似的幅值的频率或频带。在一个或多个实施例中，发射天线谐振频率是高频，如无线功率传递领域中的技术人员所知。
[0192]
无线接收器系统30可与至少一个电子设备14相关联，其中电子设备14可以是需要电功率以用于任何功能和/或用于功率储存(例如，经由电池和/或电容器)的任何设备。另外，电子设备14可以是能够接收电子可传输数据的任何设备。例如，该设备可以是但不限于手持式计算设备、移动设备、便携式电器、集成电路、可识别标签、厨房实用设备、厨房电器、电子工具、电动车辆、游戏控制台、机器人设备、可穿戴电子设备(例如，电子手表、电子修改眼镜、变更现实(ar)眼镜、虚拟现实(vr)眼镜等)，便携式扫描设备、便携式识别设备、体育用品、嵌入式传感器、物联网(iot)传感器、启用iot的服装、启用iot的休闲装备、工业装备、医疗装备，医疗设备、平板计算设备、便携式控制设备、用于电子设备的遥控器、游戏控制器等。
[0193]
在一些示例中，电子设备14可以是厨房电器。如本文所定义的，“厨房电器”指用于家中的一个或多个家庭任务(诸如但不限于烹饪任务、加热任务、清洁任务、冷却任务、以及常规地在家庭的厨房中执行的其他所设想的家庭任务)的电子机器和/或设备。厨房电器的示例类别包括基于旋转的厨房电器、基于腔室的厨房电器、基于感应的厨房电器、和/或基于分配的厨房电器、以及其他所设想的厨房电器；所有这些将在下面关于图14-17更详细地讨论。
[0194]
出于解说所公开的实施例的特征和特性的目的，箭头端线被用于解说可传递和/或通信信号，并且不同图案被用于解说旨在用于功率传输的电信号和旨在用于传输数据(其可以包括控制指令和/或其他形式的数据)的电信号。实线指示以功率信号的形式在物理和/或无线介质上的电能的信号传输，该功率信号最终在从无线传输系统20到无线接收器系统30的无线功率传输中使用。为此，较粗的实线(例如，如在图1中的天线21a、31a之间解说的)表示在无线传输系统20与无线接收器系统30之间的“虚拟ac功率信号”的传输，如下面将更详细地讨论的。此外，虚线被用于解说可电子传输的数据信号，其最终可以从无线传输系统20无线传送至无线接收器系统30。
[0195]
虽然本文中的系统和方法解说了无线传送的能量、无线功率信号、无线传送的功率、无线传送的电磁能量和可电子传送的数据的传输，但是确实设想本文公开的系统、方法
和装置可被用于仅一个信号、两个信号或两个以上的信号的各种组合的传输，并且还设想本文公开的系统、方法和装置可被用于除上述信号中的一者或多者之外或与上述信号中的一者或多者唯一地组合的其他电信号的无线传输。在一些示例中，实线或虚线的信号路径可表示功能信号路径，而在实际应用中，实际信号通过路由到其所指示的目的地的附加组件来路由。例如，可以指示数据信号从通信装置路由到另一通信装置，然而，在实际应用中，数据信号可以通过放大器，然后通过传输天线路由到接收器天线，其中在接收器端，数据信号由接收器的各个通信设备解码。
[0196]
现在转向图2，无线连接系统10被解说成包括无线传输系统20和无线接收器系统30两者的示例组件和/或子系统的框图。在所解说的实施例中，无线传输系统包括第一传输子系统120a和第二传输子系统120b，连同传输控制系统26。类似地，无线接收器系统可包括第一接收器子系统130a和第二接收器子系统130b。传输子系统120可包括类似或相似的组件，具有类似的附图标记，但通常配置成用于传送不同类型的电信号和/或无线功率信号。类似地，接收器子系统130可包括类似或相似的组件，具有类似的附图标记，但通常配置成用于接收不同类型的电信号和/或无线功率信号。
[0197]
如本文中定义的，“ac功率信号”是模拟ac功率信号的交流电压特性的无线功率信号，诸如从传统功率插座(诸如常见壁式插座)汲取的电流或功率信号。传统的功率插座可以是从功率递送机构(例如，电网、发电厂、个人发电机、太阳能板、本地电池功率储存器以及其他所设想的电源)汲取功率的来自任何标准机构或国家/本地标准的任何功率插座。这种传统的功率插座可输出电流或功率信号，该电流或功率信号具有在约100v至约240v的范围内的最大电压、在约8安培(amps)至约20安培的范围内的最大电流水平或额定值、在约1.5kw至约5kw的最大瓦数内的功率电平以及在约50hz至约60hz的范围内的ac信号频率。
[0198]
当从ac无线信号(通常以比传统功率插座的功率信号高得多的频率交替)生成无线功率信号时，作为虚拟ac功率信号的无线功率信号可具有周期性变化的峰值电压(在正峰值和负峰值处)。这种变化的峰值电压根据“虚拟ac功率频率”而上升和下降。换言之，虚拟ac功率信号的电压基于操作频率的幅度周期性地上升和下降，而峰值电压根据虚拟ac功率频率的幅度而上升和下降。虚拟ac功率频率是虚拟ac功率信号上升和下降的频率，使得虚拟ac功率频率被配置成模拟从功率插座生成的ac功率信号的交流电流的频率。例如，如果无线传输系统20旨在模拟具有约50hz的频率的功率插座的ac功率信号，则由无线传输系统20传输的对应虚拟ac功率信号可以具有约50hz的虚拟ac功率频率。
[0199]
转向图3a，针对可与无线传输系统20的第一子系统120a相关联的三个信号解说了三个时序图。顶部曲线是由物理连接的壁式插座产生的功率信号的示例，诸如从输入电源12输入到主机设备11和/或无线功率传输系统20的壁式功率信号(v
wall
)，作为到主机设备的输入功率信号。如所解说的，v
wall
实质上是周期性的，并且在该示例中是基于正弦波形具有其上升和下降的电压的正弦交流波。
[0200]
基于和/或使用来自v
wall
的功率，或者可替换地，输入到无线功率传输系统和/或第一功率调节系统40a的任何其他dc或ac功率，无线功率传输系统20可以最终生成用于经由传输天线21a传输的虚拟ac功率信号(v
vac_tx
)。对于虚拟ac功率信号(v
vac_tx
)的进一步视觉解释，如图3a的中间曲线所示，对于信号的任意数目“n”个周期，峰值电压122a-n的上升，以及对于信号的任意数目“n”个周期，峰值负电压123a-n的下降，以基本正弦曲线125上升
和下降，其中正弦曲线125可以至少部分地基于虚拟ac功率信号所基于的真实壁信号(例如，v
wall
)。
[0201]
虚拟ac功率信号可被视为包括两个ac分量——一个具有用于无线功率传输的上述操作频率的ac分量和另一个具有虚拟ac功率频率的ac分量。如本文所描述的，在虚拟ac功率信号被设计成虚拟化传统壁式插座的示例中，对于这样的虚拟ac功率号，虚拟ac功率频率可以是约50hz或约60hz。由于虚拟ac功率信号的虚拟ac功率频率支配虚拟ac功率信号的峰值电压的最大值上升和下降的速率，其中每个峰值电压在操作频率处产生，所以虚拟ac功率频率必然小于操作频率。
[0202]
如图3a的中间曲线所解说的，信号的操作频率分量以实线解说，并且信号的虚拟ac功率频率分量以虚线或者例如大致正弦曲线125解说。如所解说的，操作频率的幅度远大于基本上正弦的曲线125的频率的幅度。如所解说的，曲线125的镜像被示为对应于峰值负电压125，具有与曲线125基本相似的波形，但针对负电压；这被解说成跟踪负电压123a-n的上升和下降，并且不旨在模拟波形或曲线。虽然未示出操作频率与虚拟ac功率频率之间的实际关系的比例，但是示出了其中虚拟ac功率频率小于操作频率，并且所述频率可以在适合于给定系统的任何范围内。在一些示例中，虚拟ac功率频率可在约50hz至约60hz的范围中，与传统的壁式功率信号频率相比，类似于v
wall
的正弦曲线的所解说频率。在一些此类示例中，虚拟ac功率信号的操作频率可在约20khz至约150khz的范围中。
[0203]
如所解说的，当与曲线125的正的最大峰值电压( v
peak
)相比时，v
vac_rx
的曲线在形状上可以基本上类似于曲线125的波形，同时具有较低的最大峰值电压(v
rms
)。因此，v
vac_rx
是收到的v
vac_tx
，但是由无线接收器系统30整流，并且因此消除v
vactx
的操作频率ac分量。因此，v
vac_rx
可以表示整流器输出的以一致速率采样的一系列均方根(rms)平均电压，其中曲线的每个周期在v
vac_rx
的曲线的每个周期的顶部具有峰值rms电压(v
rms
)。由于v
vac_rx
基于v
vac_tx
，但是被整流，并且v
vac_tx
具有负电压分量，因此v
rms
将小于 v
peak
，并且因此，v
vac_rx
表现为曲线125的缩放版本。
[0204]
返回参考图2，第一传输子系统120a被示出为至少包括功率调节系统40a、传输调谐系统24a和传输天线21a。第一传输子系统120a被配置成确定、准备、生成和/或传输虚拟ac功率信号。换言之，第一传输子系统120a被配置成生成无线功率信号，该无线功率信号被无线接收器系统30利用来利用模拟由任何传统壁式功率插座(例如，具有可通常用于壁式功率插座的各种不同的电压和电流额定值、形状、尺寸和/或连接器类型中的任一个的壁式功率插座)输出的有线功率信号的特性的所述功率信号来为设备供电。因此，在无线接收器系统30处接收的所得虚拟ac功率信号可模拟标准有线和/或基于物理接触的壁式功率信号的特性。
[0205]
现在转向图3b，在时序图中解说了五个信号。这里，由第二传输子系统120b生成、确定、准备、调谐和/或输出信号。第二传输子系统120b可以被配置成传递无线功率信号和无线数据信号中的一者或两者。由第一传输子系统120a传送的信号是具有恒定峰值电压的基本上恒定的周期性无线功率信号；然而，由于至接收器系统30的所需输出电压的变化和/或在编码成无线功率信号的带内通信信号(数据)的信号中产生的扰动，这种恒定峰值电压经受变化。另一方面，由第二传输子系统120b传递的无线功率信号可被视为虚拟dc功率信号，因为在无线接收器系统30的整流器处的合成信号是基本上恒定的dc功率信号，具有由
于电压或电流变化请求和/或由带内通信信号的编码引起的扰动引起的一致的峰值电压的给定变化。
[0206]
在图3b中，解说的顶部信号是v
dc_in
，其可以是无线传输的任何输入dc信号，诸如经由输入电源12的dc输入、在第二功率调节系统40b和/或其电压调节器46处生成的dc输入，以及其他示例dc电源。在从顶部曲线起的第二个曲线中，虚拟dc无线功率信号(v
vdc_tx
)被解说成具有针对基本上正弦波形式的恒定操作频率，其具有基本上一致的峰值电压( v
peak
)和峰值负电压(-v
peak
)。v
vdc_tx
在操作频率处在 v
peak
与-v
peak
之间一致地振荡，其中v
peak
可被更改以改变至无线接收器系统30的功率输出。自顶部起的第三曲线解说了v
dc_rx
，v
dc_rx
是基于v
vdc_tx
并且在例如无线接收器系统30的整流器处进行处理的无线接收器系统的所得的输出dc功率信号。这样，v
dc_rx
具有dc功率信号固有的相对一致的电压。
[0207]
从图3b的顶部起的第四曲线再次解说了v
vdc_tx
，但是具有信号中的扰动，该信号可由无线传输系统20或无线传输系统30中的一者或两者编码成带内通信信号(数据)，这将在下面更详细地讨论。因此，当v
vdc_tx
的峰值电压稍微升高和降低以对数据进行编码时，无线接收器系统30的所得dc输出可在其实际dc功率输出中显示出类似的扰动。虽然v
vdc_tx
数据的解说示出了幅移键控信号(ask)，但是当然设想了并且在下面讨论的是，可以使用诸如但不限于开关键控(ook)的其他带内编码来编码数据。
[0208]
第二传输子系统120b至少包括第二功率调节系统40b、第二传输调谐系统24b和传输天线21b。第二传输子系统120b被配置成确定、准备、生成和/或传输虚拟dc功率信号。换言之，第二传输子系统120b被配置成生成无线功率信号和/或数据信号，该无线功率信号和/或数据信号被无线接收器系统30利用来给设备供电，其中该功率信号模拟由dc电源(诸如功率适配器、电源端口(例如usb端口、闪电端口、以及其他端口)、和/或连接的电池)输出的无线功率信号的特性。因此，在无线接收器系统30处接收的收到虚拟dc功率信号可模拟标准有线和/或基于物理接触的dc功率信号的特性。
[0209]
现在转向图3c，在共用时间范围上解说了针对由第一和第二子系统120a、b发射的无线功率信号(v
vwall_tx
和v
vdc_tx
数据)的时序图。换言之，在并发时间段期间示出了v
vac_tx
和v
vdc_tx
数据。顶部曲线解说了由第一子系统120a发射的虚拟ac功率信号，并且底部曲线解说了由第二子系统120b发射的虚拟dc功率信号。图3c的解说的曲线的组合示出了时隙通信系统、方法和/或协议的操作。
[0210]
在这样的时隙通信系统、方法和/或协议中，传输v
vactx
被配置成在无线功率传输期间停止达具有时隙长度(t
slot
)的时隙，然后在t
slot
的结束处恢复传输。在ac无线功率信号内，t
slot
的时隙的定位可以基于针对t
slot
的时隙所确定的时隙定时。时隙定时可以被确定成在暂停传输达t
slot
以传送v
vdc_tx
和data中的一者或两者之前，适合于经由ac无线功率信号传输有意义的电能的适当时间量。
[0211]
在长度t
slot
的两个时隙之间，长度tslot的时隙可以发生在任何数量“n”的v
vac_tx
的周期时段之后，以定义v
vac_tx
的“开启时间”。该“开启时间”可定义成“ac开启时间”(t
acon
)，即，子系统120a传送虚拟ac无线信号的一部分的连续时间。因此，如果t
acon
是在虚拟ac功率频率(f
vac
)处由所需数目“n”个v
vdc_tx
的周期时段(t
vac
)所定义的历时，那么因为周期是频率的倒数，
[0212]
t
acon
＝n*t
vac
[0213]
并且因此，
[0214][0215]
长度t
slot
的时隙可以被定时成在v
vac_tx
的虚拟过零点处发生，并且在从所述虚拟过零点经过t
slot
之后被重启。换言之，当虚拟ac功率信号的峰值电压达到其最低或接近零的绝对幅度(例如，大约0v)时，t
slot
可发生。如本文中所定义的，“虚拟过零”是指虚拟ac功率信号的信号传输中的、模拟壁式ac信号的实际过零的时刻，其中，实际过零是其中信号传输中的其电压等于0v的时刻。
[0216]
在一个或多个时隙长度t
slot
期间，第二子系统120b可被配置成至少传送数据信号，并且在一些示例中，与带内通信一起传送一些有意义的电能作为虚拟dc功率信号。由此，系统10上的通信可以通过由无线传输系统20和无线接收器系统30中的一者或两者对带内信号进行编码而在t
slot
的重复期间间歇地发生。t
slot
中的此类通信(或换言之，“时隙通信”)可以被用于避免虚拟ac功率信号与虚拟dc功率信号之间的干扰。另外或替换地，在由第一子系统120a传输期间，这种时隙通信可被用于避免第二子系统120b、传输控制系统26、和/或无线接收器系统30中的一者或多者发生故障或操作故障。
[0217]
在一些示例中，当没有正在传送虚拟ac功率信号时，如图3c中所解说的，在dc功率信号开启时间(t
dcon
)，虚拟dc功率信号可以被用于向电子设备14供电或以其他方式向电子设备14提供无线功率。在t
dcon
期间，在传输v
vac_tx
之前，为电子设备14供电的v
vdc_tx
的部分可以是向电子设备提供次级功率传输的次级功率发射器。在没有传输虚拟ac功率信号期间，dc功率信号传输可以被用于向电子设备14的组件提供有意义的电能，其中这样的组件可能需要比至少部分地由虚拟ac功率信号供电的组件更低的功率输入。
[0218]
例如，考虑电子设备14是包括由虚拟ac功率信号供电的电机和至少用于电机的控制系统的电器。当虚拟ac功率信号没有被传输时，电子设备14可以从第二子系统120b接收较低功率的虚拟dc功率信号，并且使用虚拟dc功率信号的有意义的电能来对控制系统供电。然后，在一些这种示例中，电子设备14的控制系统可控制电子设备14的电机的操作并与无线传输系统20通信(例如，通过经由无线接收器系统30在虚拟dc功率信号中编码通信)。在这样的通信期间，电子设备14和/或其控制系统可以指示无线传输系统20开始虚拟ac功率信号的传输，其中，至少部分地通过虚拟dc功率信号的输入功率启用这样的控制/通信。
[0219]
现在转向图3d并且继续参考图3a至图3c，利用系统10的时隙通信的另一示例在共用时间范围上被解说成两个曲线，其中顶部曲线用于v
vac_tx
，并且底部曲线用于v
vdc_tx
数据。如所解说的，v
vac_tx
作为在ac开启时间(t
acon
)期间发生的多个周期编组(解说了一个周期，然而，如上所述，这种周期编组可以是任何“n”个周期)被传送，每个周期编组由具有时隙长度(t
slot
)的多个时隙之一个分隔开。然而，与图3c的示例相反，t
slot
可以是可变时隙长度，因此多个时间时隙(t
slot1
，t
slot2
，
……
，t
slotn
)中的每一者可以是多个可变时间时隙中的一者。“可变时间时隙”和“可变时隙长度”是指在v
vac_tx
和v
vdc_tx
中的一者或两者的传输期间可以更改的时间时隙及其相应的时隙长度。因此，可变时隙长度可以不都是相同的长度，并且例如可以基于时隙宽度的预先规划或预先编程的变化而变化，和/或这种可变时隙度可以基于与系统10相关联的操作条件而动态延长或收缩。例如，此类操作条件可包括通信条件，其中传输系统20和接收器系统30中的一者或两者希望在无线功率传送操作期间减少或
扩展所传送的通信数据量。在具有用于t
slot
的可变时隙长度的此类示例中，针对t
slot
的范围可以在约0.5ms到约15ms的范围中。
[0220]
图3e是利用(诸)系统10的时隙通信的另一示例，被解说成共用时间范围上的两个曲线，其中顶部曲线针对v
vac_tx
而底部曲线针对v
vdc_tx
数据。如所解说的，v
vac_tx
作为在ac开启时间(t
acon
)期间发生的多个周期编组(解说了一个周期，然而，如上所述，这种周期编组可以是任何“n”个周期)被传送，每个周期编组由具有时隙长度(t
slot
)的多个时隙之一分隔开。与图3d相比，大多数时隙具有时间长度(t
slot1
、t
slot2
、
……
、t
slotn
)，大多数的t
slot
历时基本上相似(尽管如此，这仅仅是出于讨论的目的，并且t
slot
的任何值可以变化或不同)。然而，在传输期间的一个或多个间隔处，t
slot
可扩展，使得无线传输系统20能够执行异物检测(fod)，以检测是否有任何非接收机或不可接受的设备接近(诸)系统10、20、30。下面参照图5的感测系统50讨论fod的示例和进一步描述。
[0221]
如图3e中所解说的，用于fod的较长时隙宽度(t
fod
)可在多个时隙中使用，以便向无线传输系统20的组件提供执行fod过程的时间。在一些此类示例中，第二传输子系统120e可被配置成为无线传输系统20执行fod。在此些示例中，传输天线21b可被配置成发射无线功率信号的一个或一个以上短突发或探测(ping)，以用于确定是否存在异物。由此，在虚拟ac功率信号中具有可变时隙长度可在无线功率传递系统10中实现适当和/或更准确的fod。
[0222]
应注意，在图3a至图3e的时序图中解说的信号的频率不在无线功率传递和/或数据传递系统中使用的示例性真实生活信号的范围上，并且所解说的信号最可能被解说成比在真实生活中利用的频率低的频率。这样的较低频率仅被示出为较低幅度，使得当它们彼此相关时(例如，其中虚拟dc功率信号的操作频率大于虚拟ac功率信号的操作频率，两者都大于虚拟ac功率频率)，本技术的读者可以看到基本上正弦的形状、虚拟ac信号的上升和下降峰值、和/或系统频率的相对比例。
[0223]
此外，图3a-3c的信号的特性中的一者或多者可以由所公开的(诸)控制器28、38中的一者或多者编码、解码、确定和/或配置。如下文将更详细论述，控制器28可使用此些特性来确定和/或提供驱动信号，以供应到功率调节系统40，以驱动天线21。
[0224]
现在返回图2，来自输入电源12的电能输入的第一部分被配置成用于对无线传输系统20的组件(诸如但不限于传输控制系统26)进行供电。来自输入电源12的电能输入的第二部分被调节和/或修改以用于经由传输天线21向无线接收器系统30进行无线功率传输。因此，输入能量的第二部分由功率调节系统40修改和/或调节。虽然未解说，但当然设想，输入电能的第一和第二部分中的一者或两者可在由功率调节系统40和/或传输控制系统26接收之前由另外的设想子系统(例如，电压调节器、电流调节器、开关系统、故障系统、安全调节器等)修改、调节、更改和/或以其他方式改变。
[0225]
现在参考图4，继续参考图1-3，解说了传输控制系统26的子组件和/或系统。传输控制系统26可以包括(诸)感测系统50、(诸)传输控制器28、通信系统29、驱动器48a、b和存储器27。图4a解说了用于无线传输系统28a的示例，其中子系统120a、b两者都由共用传输控制器28控制并且都受共用感测系统50影响和/或监测。然而，如图4b中所解说的，当然可以想到，传输控制系统26包括多个传输控制器28a、28b，每个都分别用于控制子系统120a、120b。此外，如图4b中所解说的，当然可以想到，传输控制系统26包括多个感测系统50a、28b，都分别用于独立监测子系统120a、120b。
[0226]
(诸)传输控制器28可以是任何电子控制器或计算系统，其至少包括执行操作、执行控制算法、存储数据、检索数据、收集数据、控制和/或提供与无线传输系统20相关联的其他组件和/或子系统的通信、和/或执行所需的任何其他计算或控制任务的处理器。(诸)传输控制器28可以是单个控制器，或者可以包括一个以上的控制器，其被设置成控制无线传输系统20的各种功能和/或特征。(诸)传输控制器28的功能可以在硬件和/或软件中实现，并且可以依赖于与无线传输系统20的操作相关的一个或多个数据映射。为此，(诸)传输控制器28在操作上与存储器27相关联。存储器可以包括内部存储器、外部存储器和/或远程存储器中的一者或多者(例如，经由网络(诸如但不限于互联网)在操作上连接到(诸)传输控制器28的数据库和/或服务器)。内部存储器和/或外部存储器可以包括但不限于包括只读存储器(rom)(包括可编程只读存储器(prom)、可擦除可编程只读存储器(eprom或有时但很少标记的erom)、电可擦除可编程只读存储器(eeprom))、随机存取存储器(ram)(包括动态ram(dram)、静态ram(sram)、同步动态ram(sdram)、单数据速率同步动态ram(sdr sdram)、双数据速率同步动态ram(ddr sdram、ddr2、ddr3、ddr4)、以及图形双数据速率同步动态ram(gddr sdram、gddr2、gddr3、gddr4、gddr5、闪存、便携式存储器)等中的一者或多者。此类存储介质是非暂态机器可读和/或计算机可读存储介质的示例。
[0227]
虽然传输控制系统26的特定元件被解说成传输控制系统26的独立组件和/或电路(例如，(诸)驱动器48、存储器27、通信系统29、感测系统50等所设想元件)，但这些组件可以与(诸)传输控制器28集成。在一些示例中，传输控制器28通常可以是配置成包括传输控制器28和无线传输系统20中的一者或两者的功能元件的集成电路。
[0228]
如所解说的，出于数据传输、接收和/或通信的目的，(诸)传输控制器28至少与存储器27、通信系统29、(诸)功率调节系统40、(诸)驱动器48和感测系统50处于操作关联。驱动器48可被实现成至少部分地控制功率调节系统40的操作。在一些示例中，驱动器48可以从传输控制器28接收指令，以生成和/或将所生成的脉宽调制(pwm)信号输出到功率调节系统40。在一些这样的示例中，pwm信号可被配置成驱动功率调节系统40以将电功率作为交流信号输出，其操作频率由pwm信号定义。在一些示例中，pwm信号可被配置成生成由功率调节系统40的ac功率信号输出的占空比。在一些此类示例中，占空比可被配置成ac功率信号的给定周期的约50％。
[0229]
(诸)感测系统50可包括一个或多个传感器，其中每个传感器可在操作上与无线传输系统20的一个或多个组件相关联，并配置成提供信息和/或数据。术语“传感器”在其最广泛的解释中被用于定义与无线传输系统20在操作上相关联的一个或多个组件，其操作以感测无线传输系统20、无线接收系统30、输入电源12、主机设备11、传输天线21、接收器天线31以及其任何其他组件和/或子组件中的一者或多者的功能、条件、电气特性、操作和/或操作特性。
[0230]
如图4的实施例中所解说的，(诸)感测系统50可包括但不限于包括热感测系统52、对象感测系统54、接收器感测系统56和/或任何其他(诸)传感器58。在这些系统内，可存在解决应用所需的特定感测方面的甚至更具体的可任选的附加或替换的感测系统，诸如但不限于：基于条件的维护感测系统、性能优化感测系统、充电状态感测系统、温度管理感测系统、组件加热感测系统、iot感测系统、能量和/或功率管理感测系统、冲击检测感测系统、电气状态感测系统、速度检测感测系统、设备健康感测系统等。对象感测系统54可以是异物检
测(fod)系统。
[0231]
热感测系统52、对象感测系统54、接收器感测系统56和/或其他(诸)传感器58(包括可任选的附加或替换系统)中的每一个在操作上和/或通信地连接至传输控制器28。热感测系统52被配置成监测无线传输系统20内或无线传输系统20附近的其他元件内的环境温度和/或组件温度。热感测系统52可被配置成检测无线传输系统20内的温度，并且如果所检测到的温度超过阈值温度，则传输控制器28阻止无线传输系统20操作。出于安全考虑、操作考虑、效率考虑和/或它们的任何组合，可以配置这种阈值温度。在非限制性示例中，如果(诸)传输控制器28经由来自热感测系统52的输入确定无线传输系统20内的温度已经从可接受的操作温度提升至不期望的操作温度(例如，在非限制性示例中，内部温度从约20℃(c)提升至约50℃)，则传输控制器28阻止无线传输系统20的操作和/或降低从无线传输系统20的功率输出水平。在一些非限制性示例中，热感测系统52可包括热电偶、热敏电阻、负温度系数(ntc)电阻器、电阻温度检测器(rtd)和/或其任何组合中的一者或多者。
[0232]
如图5中所描绘的，传输感测系统50可包括对象感测系统54。对象感测系统54可被配置成检测无线接收器系统30和/或接收器天线31中的一者或多者，由此向传输控制器28指示接收器系统30靠近无线传输系统20。另外或替换地，对象感测系统54可被配置成检测与无线传输系统20接触或靠近无线传输系统20的不想要的对象的存在。在一些示例中，对象感测系统54被配置成检测不期望的对象的存在。在一些这种示例中，如果传输控制器28经由对象感测系统54提供的信息检测到不期望的对象的存在，那么传输控制器28阻止或以其他方式修改无线传输系统20的操作。在一些示例中，对象感测系统54利用阻抗变化检测方案，其中(诸)传输控制器28针对已知的、可接受的电阻抗值或电阻抗值的范围来分析由传输天线20观察到的电阻抗的变化。
[0233]
另外地或替换地，对象感测系统54可利用质量因子(q)变化检测方案，其中传输控制器28分析来自诸如接收器天线31之类的被检测对象的已知质量因子值或质量因子值范围的变化。电感器的“品质因子”或“q”可以被定义为(频率(hz)
×
电感(h))/电阻(欧姆)，其中频率是电路的操作频率，电感是电感器的电感输出，并且电阻是电感器内部的辐射电阻和无功电阻的组合。如本文所定义的，“品质因子”通常被接受为测量像天线、电路或谐振器那样的装置的效率的指数(测量图)。在一些示例中，对象感测系统54可包括光学传感器、电光传感器、霍尔效应传感器、接近传感器和/或其任何组合中的一者或多者。
[0234]
接收器感应系统56是被配置成检测可与无线传输系统20耦合的任何无线接收系统的存在的任何传感器、电路和/或其组合。在一些示例中，接收器感测系统56和对象感测系统54可被组合、可共享组件和/或可由一个或多个公共组件来体现。在一些示例中，如果检测到任何这种无线接收系统的存在，则无线传输系统20启用到所述无线接收系统的电能、电功率、电磁能和/或数据的无线传输。在一些示例中，如果未检测到无线接收器系统的存在，则阻止发生电能、电功率、电磁能和/或数据的继续无线传输。因此，接收器感测系统56可以包括一个或多个传感器和/或可以在操作上与一个或多个传感器相关联，这些传感器被配置成分析无线传输系统20的环境内或附近的电气特性，并且基于这些电气特性来确定无线接收器系统30的存在。
[0235]
现在参照图5，并继续参照图1-4，解说了示出功率调节系统40a、b的一者或两者的示例性实施例的框图。在电功率调节系统40处，通常经由输入电源12本身或中间功率转换
器将ac源转换成dc源(未示出)接收电功率作为dc或ac电源。电压调节器46从输入电源12接收电功率，并且被配置成提供用于通过天线21进行传输的电功率并且提供用于向无线传输系统21的组件供电的电功率。因此，电压调节器46被配置成将接收到的电功率转换成至少两个电功率信号，每个电功率信号处于用于各个下游组件的操作适当电压：第一电功率信号，对无线传输系统20的任何组件供电；以及第二部分，被调节和修改用于无线传输到无线接收器系统30。如图4中所解说的，这种第一部分至少传送给(诸)感测系统50、(诸)传输控制器28和通信系统29；然而，第一部分不限于仅传输至这些组件，并且可传送给无线传输系统20的任何电组件。
[0236]
电功率的第二部分被提供给功率调节系统40的放大器42，该放大器42被配置成调节用于由天线21进行无线传输的电功率。放大器可以充当逆变器，该逆变器从电压调节器46接收输入dc功率信号并且至少部分地基于来自传输控制系统26的pwm输入来生成ac作为输出。放大器42可以是或者包括例如功率级逆变器，诸如双场效应晶体管功率级逆变器或四重场效应晶体管功率级逆变器。在功率调节系统40内并且进而无线传输系统20中使用放大器42使得能够无线传输具有比在没有这种放大器的情况下传输时大得多的幅值的电信号。例如，放大器42的添加可以使无线传输系统20能够传送作为具有从约10mw至约5kw的电功率的电功率信号的电能。
[0237]
在针对第二传输子系统120b的功率调节系统40b的一些示例中，放大器42可以是或可以包括一个或多个e类功率放大器。e类功率放大器是被设计成用于高频(例如，从约1mhz至约1ghz的频率)的高效调谐的开关功率放大器。通常，e类放大器采用单极开关元件和开关和输出负载(例如，天线21)之间的调谐无功(reactive)网络。e类放大器可通过仅在零电流(例如，导通到关断切换)或零电压(关断到导通切换)的点处操作开关元件来在高频率处实现高效率。即使当设备的切换时间与操作频率相比较长时，这些切换特性也可使开关中的功率损耗最小化。然而，放大器42当然不限于是e类功率放大器，并且可以是或者可以包括d类放大器、ef类放大器、h逆变器放大器、和/或推挽逆变器以及可被包括作为放大器42的一部分的其他放大器中的一者或多者。
[0238]
尽管被解说成类似的组件，但第一功率调节系统40a的组件可以与第二供调节系统40b非常不同，因为第一功率调节系统40a具有接收指令并且随后生成虚拟ac功率信号的放大器42。替换地，第二功率调节系统被配置成用于传送虚拟dc功率信号并且因此放大器42b将被如此配置。另外或替换地，放大器42a可被配置用于低操作频率，而放大器42b可被配置用于高操作频率。
[0239]
现在转向图7和8，解说了第二传输子系统120b的组件，还细化了功率调节系统40b、放大器42b、调谐系统24b的元件以及其他。第二传输子系统120b的框图解说了一个或多个电信号以及此类信号的调节、此类信号的改变、此类信号的变换、此类信号的反转、此类信号的放大、以及其组合。在图7中，真实而非虚拟dc功率信号用重粗线解说，使得这些线显著粗于图7和本技术的其他图中的其他实线，ac信号被解说成基本上正弦波形式，其粗度显著小于dc功率信号粗体的粗度，并且数据信号用虚线表示。要注意的是，ac信号不必是大致正弦波，并且可以是适合于下面描述的目的的任何ac波形(例如，半正弦波、方波、半方波以及其他波形)。图8以简化形式解说了用于无线传输系统的元件的样本电组件及其子组件。注意，图8可表示无线传输系统20的示意图的一个分支或子区段，和/或为清楚起见，从
图8中解说的示意图中省略无线传输系统20的组件。
[0240]
如图7中所解说的并且如上所讨论的，输入电源11提供输入直流电压(v
dc
)，在放大器42b处调节之前，输入直流电压的电压电平可以由电压调节器46更改。在一些示例中，如图8中所解说的，放大器42可包括扼流电感器l
choke
，其可被用于阻挡v
dc
中的射频干扰，同时允许v
dc
的dc功率信号继续朝向放大器42b的放大器晶体管48。v
choke
可被配置成本领域已知的任何合适的扼流电感器。
[0241]
放大器48b被配置成更改和/或反转v
dc
以生成ac无线信号v
ac
，如下面更详细讨论的，ac无线信号vac可以被配置成携带入站和出站数据信号(在图7中表示为“数据”)中的一者或两者。放大器晶体管48可以是本领域已知的能够将dc功率信号反转、转换和/或调节为ac功率信号的任何开关晶体管，诸如但不限于场效应晶体管(fet)、氮化镓(gan)fet、双极结型晶体管(bjt)和/或广带隙(wbg)半导体晶体管，以及其他已知的开关晶体管。放大器晶体管48被配置成从放大器晶体管48(在图7中表示为“g”)的栅极接收驱动信号(在图7中表示为“pwm”)，并且反转dc信号v
dc
以在无线功率传输系统20的操作频率和/或操作频带生成ac无线信号。驱动信号可以是被配置成用于无线功率传输系统20的操作频率和/或操作频带处的此反转的pwm信号。
[0242]
驱动信号由其中的传输控制系统26和/或传输控制器28生成和输出，如上文讨论和公开的。传输控制器26、28被配置成提供驱动信号，并且被配置成执行编码无线数据信号(在图7中表示为“数据”)、解码无线数据信号(在图7中表示为“数据”)及其任意组合中的一者或多者。在一些示例中，电数据信号可以在ac无线功率信号的频带信号中。在一些此类示例中，此类带内信号可以是ac无线功率信号的带内开关键控(ook)信号。例如，如nfc标准中所描述的，a型通信是ook的形式，其中数据信号被开关键控在载波ac无线功率信号中，该载波ac无线功率信号以在约13.553mhz至约13.567mhz的范围中的操作频率来操作。
[0243]
然而，当ac功率信号的功率、电流、阻抗、相位和/或电压电平改变超过在用于高频无线功率传递的电流和/或传统硬件中使用的电平(超过大约500mw被传送)时，这样的传统硬件可能不能以通信功能的所需保真适当地编码和/或解码带内数据信号。ac输出功率信号中的此类较高功率可引起信号降级，这归因于ook上升的增加的上升时间、ook下降的增加的下降时间、ook上升中的所需电压过冲和/或ook下降中的电压下冲，以及归因于传统硬件未为更高功率、高频无线功率传递配备而导致的对信号的其他潜在降级。由此，需要以如下方式设计放大器42b：限制和/或基本上移除在无线功率传递期间来自带内数据信号的上升和下降时间、过冲、下冲和/或其他信号缺陷。限制和/或大体上移除此类缺陷的此能力允许本技术的系统在高频无线功率传递传输系统中提供更高功率无线功率传递。
[0244]
为了进一步的示例性解说，图9解说了ook带内信号的下降和上升的曲线图。下降时间(t1)被示出为在信号处于预期全电压(v1)的90％电压(v4)与下降至v1的约5％电压(v2)之间的时间。上升时间(t3)被示为当信号在v2处结束并上升到约v4之间的时间。此类上升时间和下降时间可以由信号的接收天线读取，并且适用的数据通信协议可以包括对上升时间和下降时间的限制，使得如果上升时间和/或下降时间超过某些界限，则接收器对数据是不兼容的和/或不可读的。
[0245]
现在返回图7和8，为了实现所提及的缺陷的限制和/或大量消除，放大器42b包括阻尼电路60。阻尼电路60被配置成用于在ac无线信号和相关联数据信号的传输期间阻尼ac
无线信号。阻尼电路60可被配置成减少在ook信号传输期间的上升时间和下降时间，从而使得当与旧式系统相比较时，数据信号的速率不仅可以是顺应的和/或易读的，而且还可以实现更快的数据速率和/或增强的数据范围。为了阻尼ac无线功率信号，阻尼电路至少包括阻尼晶体管63，其被配置成用于从传输控制器62接收阻尼信号(v
damp
)。阻尼信号被配置成用于在无线数据信号的传输和/或接收期间切换阻尼晶体管(开/关)以控制ac无线信号的阻尼。ac无线信号的这种传输可以由传输控制器28执行，和/或这种传输可以经由来自无线接收器系统30的传输，在天线21b、31b之间的耦合磁场内。
[0246]
在其中经由ook传达数据信号的示例中，阻尼信号可实质上与数据信号的状态相对和/或相反。这意味着如果ook数据信号处于“开”状态，则阻尼信号指令阻尼晶体管以“关断”并且因此信号不经由阻尼电路60耗散，因为阻尼电路未被设置成接地并且因此从放大器电路短路且电流基本上绕过该阻尼电路。如果ook数据信号处于“关”状态，则阻尼信号可以是“开”，并且因此阻尼晶体管63被设置为“开”状态并且v
ac
电流流动被阻尼电路阻尼。因此，当“开”时，阻尼电路60可被配置成耗散刚好足够的功率、电流和/或电压，使得系统中的效率实质上不受影响，并且此种耗散降低了ook信号中的上升和/或下降时间。此外，因为阻尼电路可在ook信号“开”时指令阻尼晶体管63以“关断”，则它将不必要地阻尼信号，由此当不需要阻尼时缓解来自v
ac
的任何效率损失。
[0247]
如图8中所解说的，可包括阻尼电路60的放大器42b的分支位于放大器晶体管48的输出漏极处。虽然阻尼电路60不必定位在此，但是在一些示例中，这可以帮助适当地阻尼输出ac无线信号，因为它将能够在最靠近放大器晶体管48输出漏极的节点处阻尼，该节点是电路中期望能量耗散的第一节点。在此种示例中，阻尼电路与放大器晶体管48的漏极处于电并联连接。然而，阻尼电路当然可以靠近天线21、靠近传输调谐系统24和/或靠近调谐和滤波器电路24b连接。
[0248]
虽然阻尼电路60能够起到适当地阻尼ac无线信号的作用，以便在更高功率的高频无线功率传输下进行适当的通信，但是在一些示例中，阻尼电路可以包括额外的组件。例如，如所解说的，阻尼电路60可以包括阻尼二极管d
damp
、阻尼电阻器r
damp
、阻尼电容器c
damp
和/或其任意组合中的一者或多者。r
damp
可以与阻尼晶体管63电串联，并且r
damp
的值(欧姆)可以被配置成使得其耗散来自功率信号的至少一些功率，这可以用于加速幅度移位键控信号、ook信号和/或其组合中的上升和下降时间。在一些示例中，r
damp
的值被选择、配置和/或设计成使得r
damp
耗散最小功率量以实现带内信号中可允许的最快上升和/或下降时间和/或满足最小上升和/或下降时间的标准限制；从而实现最大效率下的数据保真(r
damp
损失的功率较小)以及当系统卸载时和/或在最轻负载条件下维持数据保真。
[0249]cdamp
也可以与阻尼晶体管63和r
damp
中的一者或两者串联连接。c
damp
可以被配置成平滑带内信号中的过渡点，并限制这种信号中的过冲和/或下冲条件。此外，在一些示例中，c
damp
可以被配置成用于当晶体管经由阻尼信号被激活时，确保所执行的阻尼与ac无线功率信号相位相差180度。
[0250]ddamp
还可以与阻尼晶体管63、r
damp
、c
damp
和/或其组合的一个或多个串联连接地被包括。如图所示，d
damp
被定位成使得当阻尼晶体管63处于关状态时，电流不能流出阻尼电路60。当阻尼电路未激活或未“开”时，d
damp
的加入可防止ac功率信号中的功率效率损失。事实上，虽然阻尼晶体管63的设计使得在理想情况下，当阻尼电路处于“关”状态时，它用于高效
地使阻尼电路短路，但在实际情况下，一些电流仍可能到达阻尼电路和/或一些电流可能以相反方向流出阻尼电路60。因此，包含d
damp
可以防止这种情况，并且仅允许电流、功率和/或电压向阻尼晶体管63耗散。当阻尼电路60连接在放大器晶体管48的漏极节点处时，包括d
damp
的这种配置可能是合需的，因为信号可以是半波正弦波电压，并且因此v
ac
的电压总是正的。
[0251]
在一些示例中，除了阻尼电路60之外，放大器42b可以包括分流电容器c
shunt
。c
shunt
可以被配置成将ac功率信号分流到地并对ac功率信号的电压充电。因此，c
shunt
可以被配置成保持ac功率信号的有效和稳定波形，从而保持约50％的占空比和/或使得ac功率信号在正电压下的形状基本上是正弦的。
[0252]
在一些示例中，放大器42可以包括滤波器电路65。滤波器电路65可以被设计成减轻和/或滤除无线传输系统20内的电磁干扰(emi)。滤波器电路65的设计可以考虑到阻抗传递和/或由于传输调谐系统24进行的调谐的改变而对无线功率传输20的阻抗传递的影响来执行。为此，滤波器电路65可以是或包括低通滤波器、高通滤波器和/或带通滤波器中的一者或多者，以及被配置成用于至少减轻无线功率传输系统中的emi的其他滤波器电路。
[0253]
如所解说的，滤波器电路65可包括滤波器电感器lo和滤波器电容器co。滤波器电路65可以具有复数阻抗，并且因此通过滤波器电路65的电阻可以被定义为ro。在一些示例中，滤波器电路65可被设计和/或配置成至少基于如下定义的滤波器质量因子γ
filter
来优化：
[0254][0255]
在其中包括低通滤波器或由其来体现的滤波器电路65中，低通滤波器的截止频率(ωo)被定义为：
[0256][0257]
在一些无线功率传输系统20中，期望截止频率比天线的操作频率大大约1.03-1.4倍。实验结果已经确定，通常，较大的γ
filter
是优选的，因为较大的γ
filter
能改善电压增益并且改善系统电压纹波和定时。因此，可以设定lo和co的以上值，从而使得在给定截止频率限制和lo和co的值的可用分量的情况下，可以将γ
filter
优化到其最高、理想水平(例如，当系统10阻抗共轭匹配以用于最大功率传递时)。
[0258]
如图8中所解说的，在由天线21传输之前，来自放大器42b的经调节的(诸)信号随后由传输调谐系统24接收。传输调谐系统24b可包括调谐和/或阻抗匹配滤波器(例如，低通滤波器、高通滤波器、“pi”或“π”滤波器、“t”滤波器、“l”滤波器、“ll”滤波器和/或l-c陷波滤波器以及其他滤波器)、网络匹配、感测和/或调节元件，其被配置成优化信号从无线传输系统20到无线接收器系统30的无线传递。此外，传输调谐系统24可包括阻抗匹配电路，该阻抗匹配电路被设计成与针对电能、电功率、电磁能和电子数据中的一者或多者的无线传输的给定功率、电流和/或电压要求而与对应无线接收器系统30匹配阻抗。所解说的传输调谐系统24至少包括c
z1
、c
z2
并且(在操作上与天线21相关联)的值，所有这些值都可以被配置成在无线传输系统20和较宽系统10中的一者或两者中进行阻抗匹配。注意，c
tx
是指天线21的固有电容。
[0259]
现在转向图10，并至少继续参照图1和2，更详细地解说了无线接收器系统30。无线
接收器系统30被配置成经由传输天线21从无线传输系统20接收至少电能、电功率、电磁能、和/或经由近场磁耦合的可电传送数据。如图9中所解说的，无线接收器系统30至少包括接收器天线31、接收器调谐和滤波系统34、功率调节系统32、接收器控制系统36和电压隔离电路70。接收器调谐和滤波系统34可被配置成基本上匹配无线传输系统20的电阻抗。在一些示例中，接收器调谐和滤波系统34可被配置成在传输天线20的驱动频率下动态地调整接收器天线31的电阻抗且使其与发电机或负载的特性阻抗实质上匹配。
[0260]
与无线传输系统类似并且如图2中最好标记的，无线接收器系统30包括第一接收器子系统130a和第二接收器子系统130b。如以上所讨论的，第一接收器子系统130a被配置成接收虚拟ac功率信号，并且第二接收器子系统130b被配置成接收虚拟dc功率信号(该虚拟dc功率信号可以包括带内)和/或接收/通过将无线数据信号编码在虚拟dc功率信号的带内来传送无线数据信号来、。第一接收器子系统130a被配置成向电子设备14的ac负载提供(作为经整流的)ac输入。第二接收器子系统130b被配置成促成与无线传输系统20的通信，并且向电子设备14的dc负载16b提供dc功率输入。
[0261]
如所解说的，每个功率调节系统32包括整流器33和电压调节器35。在一些示例中，整流器33与接收器调谐和滤波系统34电连接。整流器33被配置成将所接收的电能从交流电能信号修改成直流电能信号。在一些示例中，整流器33包括至少一个二极管。整流器33的一些非限制性示例配置包括但不限于包括：全波整流器，包括中心抽头的全波整流器和具有滤波器的全波整流器；半波整流器，包括具有滤波器的半波整流器；桥式整流器，包括具有滤波器的桥式整流器；分体供电整流器；单相整流器；三相整流器；电压加倍器；同步电压整流器；受控整流器；非受控整流器；以及半受控整流器。由于电子设备可能对电压敏感，因此可以由限幅电路或设备提供电子设备的附加保护。在这方面，整流器33还可包括限幅器电路或限幅器设备，其是去除输入ac信号的正半部分(上半部分)、负半部分(下半部分)、或正半部分和负半部分两者的电路或设备。换言之，限幅器是限制输入ac信号的正振幅、负振幅、或正振幅和负振幅两者的电路或设备。
[0262]
当整流器33b被配置成将虚拟dc信号整流成用于dc负载的基本上dc的信号时，整流器33a被配置成将可变峰值电压虚拟ac功率信号整流以生成用于电子设备14的ac负载的基本上ac功率信号。因此，整流器33a持续地整流，但是具有剧烈变化的峰值电压，并且因此每个整流步骤随着虚拟ac功率信号的周期(基于操作频率)的峰值电压的上升和下降而上升和下降。
[0263]
电压调节器35的一些非限制性示例包括但不限于，包括串联线性电压调节器、降压转换器、低压差(ldo)调节器、分流线性电压调节器、升压切换电压调节器、降压切换电压调节器、逆变器电压调节器、齐纳受控晶体管串联电压调节器、电荷泵调节器、以及发射极跟随器电压调节器。电压调节器35还可包括电压倍增器，其作为电子电路或设备，其传送具有比输入电压的幅度(峰值)大两倍、三倍或更多倍的幅度(峰值)的输出电压。电压调节器35与整流器33电连接，并且被配置成在由整流器33转换成ac之后调节无线接收的电能信号的电压的振幅。在一些示例中，电压调节器35可以是ldo线性电压调节器；然而，设想了其他电压调节电路和/或系统。如所解说的，由电压调节器35输出的直流电能信号在电子设备14的负载16处被接收。在一些示例中，直流电功率信号的一部分可被用于为接收器控制系统36及其任何组件供电；然而，当然可能的是，接收器控制系统36及其任何组件可以被供电
和/或从负载16(例如，当负载16是电池和/或其他电源时)和/或电子设备14的其他组件接收信号。
[0264]
如图10a中所解说的，接收器控制系统36可具有一个控制器，该控制器控制第一接收器子系统130a和第二接收器子系统130b两者。替换地，如图10b中所解说的，接收器控制系统36可具有多个控制器38a、b，各自分别与子系统130a、b相关联并用于控制它们。
[0265]
接收器控制系统36可包括但不限于包括(诸)接收器控制器38、通信系统39和存储器37。(诸)接收器控制器38可以是任何电子控制器或计算系统，其至少包括执行操作、执行控制算法、存储数据、检索数据、收集数据、控制和/或提供与无线接收器系统30相关联的其他组件和/或子系统的通信、和/或执行所需的任何其他计算或控制任务、和/或执行期望的任何其他计算或控制任务的处理器。(诸)接收器控制器38可以是单个控制器，或者可以包括一个以上的控制器，其被设置成控制无线接收器系统30的各种功能和/或特征。(诸)接收器控制器38的功能可以在硬件和/或软件中实现，并且可以依赖于与无线接收器系统30的操作相关的一个或多个数据映射。为此，(诸)接收器控制器38可在操作上与存储器37相关联。存储器可以包括内部存储器、外部存储器和/或远程存储器中的一者或两者(例如，经由网络(诸如但不限于互联网)在操作上连接到(诸)接收器控制器38的数据库和/或服务器)。内部存储器和/或外部存储器可以包括但不限于包括只读存储器(rom)(包括可编程只读存储器(prom)、可擦除可编程只读存储器(eprom或有时但很少标记的erom)、电可擦除可编程只读存储器(eeprom))、随机存取存储器(ram)(包括动态ram(dram)、静态ram(sram)、同步动态ram(sdram)、单数据速率同步动态ram(sdr sdram)、双数据速率同步动态ram(ddr sdram、ddr2、ddr3、ddr4)、以及图形双数据速率同步动态ram(gddr sdram、gddr2、gddr3、gddr4、gddr5、闪存、便携式存储器)等中的一者或多者。此类存储介质是非暂态计算机可读存储器介质的示例。
[0266]
此外，虽然接收器控制系统36的特定元件被解说成接收器控制系统36的子组件和/或电路(例如，存储器37、通信系统39等所设想元件)，但这些组件可以在(诸)接收器控制器38的外部。在一些示例中，(诸)接收器控制器38通常可以是配置成包括接收器控制器38和无线接收器系统30中的一者或多者的功能元件的集成电路。如本文所使用的，术语“集成电路”通常是指这样的电路，其中电路元件的全部或一些是不可分离地关联并且电互连的，从而使得其被认为是出于构造和商务的目的而不可分的。这样的集成电路可以包括但不限于包括薄膜晶体管、厚膜技术和/或混合集成电路。
[0267]
在一些示例中，接收器控制器38可以是被配置成在给定操作频率发送和接收数据的专用电路。例如，接收器控制器38可以是或者包括标签或标识符集成电路，诸如但不限于nfc标签和/或标记集成电路。这种nfc标签和/或标记集成电路的实例包括由nxp半导体n.v.制造的集成电路系列。然而，通信系统39当然不限于这些示例组件，并且在一些示例中，通信系统39可用另一集成电路(例如，与接收器控制器38集成)来实现，和/或可以是电子设备14和无线接收器系统30中的一者或两者的另一收发器或与之可在操作上相关联、以及其他所设想的通信系统和/或装置。此外，在一些示例中，通信系统39的功能可与接收器控制器38集成，使得控制器修改天线21、31之间的感应场以在无线功率传递操作频率的频带中通信。
[0268]
现在转向图10和11，第二无线接收器系统120b被进一步详细地解说以示出接收器
控制器38、电压隔离电路70和整流器33b中的一者或多者的一些示例功能。无线接收器系统30的框图解说了一个或多个电信号以及此类信号的调节、此类信号的改变、此类信号的变换、此类信号的纠正、此类信号的放大、以及其组合。与图7类似，dc功率信号用重粗线解说，使得这些线显著粗于图7和本技术的其他图中的其他实线，ac信号被解说成基本上正弦波形式，其粗度显著小于dc功率信号粗体的粗度，并且数据信号用虚线表示。图11以简化形式解说了用于无线传输系统的元件的样本电气组件及其子组件。注意，图11可表示无线接收器系统30的示意图的一个分支或子区段，和/或为清楚起见，从图11中解说的示意图中省略无线接收器系统30的组件。
[0269]
如图11中所解说的，接收器天线31b从无线传输系统20的发射器天线21b接收真实ac无线信号，该无线信号包括ac功率信号(v
ac
)和数据信号(图10中标记为“数据”)。(应理解，先前在图7中示出了所传送的ac功率信号和数据信号的示例)。将在整流器33和/或更宽接收器功率调节系统32处接收v
ac
，其中该ac无线功率信号被转换成dc无线功率信号(v
dc_rekt
)。v
dc_rekt
随后被提供给至少在操作上与无线接收器系统30相关联的负载16。在一些示例中，v
dc_rekt
由电压调节器35调节并且被提供作为接收器控制器38的dc输入电压(v
dc_cont
)。在一些示例中，诸如图11中示出的信号路径，接收器控制器38可直接由负载16供电。在一些其他示例中，接收器控制器38不需要由负载16和/或v
dc_cont
的接收供电，但是接收器控制器38可以利用、捕获和/或存储来自v
ac
的功率，作为在接收、解码和/或以其他方式检测v
ac
频带中的数据信号时发生的功率接收。
[0270]
(诸)接收器控制器38被配置成执行对无线数据信号进行编码、解码无线数据信号、接收无线数据信号，发送无线数据信号和/或其任意组合中的一者或多者。在示例中，其中数据信号被编码和/或解码成幅度移位键控(ask)信号和/或ook信号，(诸)接收器控制器38可以接收和/或以其他方式检测或监测vac的电压电平，以检测带内ask和/或ook信号。然而，在比当前在标准高频、nfmc通信和/或低功率无线功率传输中使用的功率水平更高的功率水平下，控制器(例如控制器38)的输入处的大电压和/或大电压摆动对于传统微处理器控制器来说可能太大，以致于无法在不破坏或损坏这些微控制器的情况下进行处理。此外，某些微控制器可能仅在某些操作电压范围处工作，因此，当发生高频无线功率传递时，这些微控制器的输入处的电压波动可能超出范围或超出微控制器一致操作的范围。
[0271]
例如，在一些高频高功率无线功率传递系统10中，当来自第二传输子系统120b的输出功率大于1w时，控制器38两端的电压可能高于控制器38的期望电压。更高电压、更低电流的配置通常是期望的，因为与高电流、低电压传输相比，这种配置可以在系统10中生成更低的热损失和/或更低的生成热量。为此，负载16可能不是一致的负载，这意味着负载16处的电阻和/或阻抗可能在无线功率传递的实例期间、之前和/或之后剧烈摆动。
[0272]
当负载16是电池或其他功率储存设备时，这尤其是一个问题，因为完全充电的电池具有比完全耗尽的电池高得多的电阻。出于该解说性讨论的目的，将假设：
[0273]vac_min
＝i
ac_min
*r
load_min
，以及
[0274]
p
ac_min
＝i
ac
*v
load_min
＝(i
ac_min
)2*r
load_min
[0275]
其中r
load_min
是负载16的最小电阻(例如，如果负载16是或包括电池，则当负载16的电池被耗尽时)，i
ac_min
是r
load_min
处的电流，v
ac_min
是当负载16在其最小电阻处的v
ac
的电压，而pac_min是负载16在其最小电阻处的最优功率电平。此外，将假设：
[0276]vac_max
＝iac_max*r
load_max
，以及
[0277]
p
ac_max
＝i
ac_max
*v
load_max
＝(i
ac_max
)2*r
load_max
[0278]
其中r
load_max
是负载16的最大电阻(例如，如果负载16是或包括电池，则当负载16的电池被耗尽时)，i
ac_max
是r
load_max
处的电流，v
ac_max
是当负载16在其最小电阻处的v
ac
的电压，而p
ac_max
是负载16在其最大电阻处的最优功率电平。
[0279]
相应地，由于希望电流保持相对较低，i
ac
和v
ac
之间的反向关系决定了电压范围必须随着负载16处电阻的变化而在较高范围中自然变化。然而，对于控制器38的适当功能来说，这种电压偏移可能是不可接受的。为了减轻这些问题，包括电压隔离电路70以将在控制器38的数据输入和/或输出处可以看到的电压范围隔离到隔离的控制器电压(vcont)，该隔离控制器电压是v
ac
的缩放版本，并且因此可比较地缩放控制器38处基于带内数据输入和/或输出的任何电压。因此，如果作为控制器38的不可接受的输入范围的ac无线信号的范围由以下来表示
[0280]vac
＝[v
ac_min
:v
ac_max
]
[0281]
则电压隔离电路70被配置成通过设置阻抗变换以使得电压摆动最小化并向控制器提供缩放版本的v
ac
来将控制器不可接受的电压范围与控制器38隔离，这不会实质上更改接收处的数据信号。此种基于v
ac
的缩放的控制器电压是v
cont
，其中
[0282]vcont
＝[v
cont_min
:v
cont_max
]。
[0283]
虽然更改负载是可能在控制器的数据输入处发生不可接受的电压摆动的一个可能原因，但可能存在可能影响v
ac
中的电压摆动的其他物理、电和/或机械特性和/或现象，诸如但不限于，天线21、31之间的耦合(k)的改变、由于异物引起的系统10、20、30的失谐、共同场区域内的另一接收器系统30的接近度等。
[0284]
如图12中最佳解说的，电压隔离电路70包括至少两个电容器，第一隔离电容器c
iso1
和第二隔离电容器c
iso2
。虽然在图12中仅解说了两个串联、分离电容器，但是也应当理解，电压隔离电路可以包括附加的分离串联电容器对。c
iso1
和c
iso2
彼此电串联，在其间具有节点，该节点提供到接收器控制器38的数据输入的连接。c
iso1
和c
iso2
被配置成调节v
ac
以生成用于输入至控制器的可接受的电压输入范围vcont。因此，如果认为整流器33是来自接收器控制器38的下游负载的一部分，则电压隔离电路70被配置成将控制器38与v
ac
(其为负载电压)隔离。
[0285]
在一些示例中，电容值被配置成使得电压隔离电路70的所有电容器的并联组合(例如，c
iso1
和c
iso2
)等于电压隔离电路的总电容(c
total
)。由此，c
iso11
||c
iso2
＝c
total
，
[0286]
其中，ctotal是针对至控制器的输入的可接受的电压输入范围而配置的恒定电容。c
total
可以通过实验确定和/或可以经由体现接收器控制器38的特定微控制器的数学推导来配置。
[0287]
在一些示例中，通过恒定的c
total
，可以根据以下关系配置隔离电容器c
iso1
和c
iso2
的单独值：
[0288][0289]ciso2
＝c
total
*(1 tv)
[0290]
其中tv是缩放因子，其可经验性地更改以确定针对给定系统的c
iso1
和c
iso2
的最佳
缩放值。替换地，tv可基于系统的期望电条件而数学地导出。在一些示例中(其可从实验结果导出)，tv可在约3至约10的范围中。
[0291]
图11进一步解说了接收器调谐和滤波系统34的示例，其可被配置成用于结合电压隔离电路70利用。图12的接收器调谐和滤波系统34b包括与接收器控制器38的数据输入串联连接的控制器电容器c
cont
。控制器电容器被配置成用于控制器处的v
ac
的进一步缩放，如由电压隔离电路70更改的。为此，如所示出的第一和第二隔离电容器可以相对于控制器电容器电并联连接。
[0292]
此外，在一些示例中，接收器调谐和滤波系统34b包括接收器分流电容器c
rxshunt
，其与接收器天线31电并联连接。c
rxshunt
用于对无线接收器系统30和/或更宽泛的系统30的阻抗进行初始调谐用于适当的阻抗匹配和/或包括c
rxshunt
以增加由接收器天线31接收的信号的电压增益。
[0293]
当与其他高频无线功率传输系统相比时，利用电压隔离电路70的无线接收器系统30可具有在负载16处的较大接收功率电平处实现适当数据通信保真的能力。为此，具有电压隔离电路70的无线接收器系统30能够从无线传输系统接收功率，该无线传输系统具有在高于1w功率的电平处的输出功率，而传统高频系统可能限于从仅小于1w功率的输出电平接收。例如，在传统nfc-dc系统中，轮询器(接收器系统)经常利用来自ntag微处理器家族的微处理器，该微处理器最初被设计成用于非常低的功率数据通信。ntag微处理器(无保护或隔离)可能无法充分和/或高效地接收处于超过1w的输出电平的无线功率信号。然而，本技术的发明人在实验结果中发现，当利用如本文所公开的电压隔离电路时，ntag芯片可以被独立地或同时地被用于和/或被改进用于无线功率传输和无线通信
[0294]
为此，本文中所公开的电压隔离电路可利用便宜的组件(例如，隔离电容器)来修改旧式、便宜的微处理器(例如，ntag族微处理器)的功能以用于新用途和/或经改进的功能。此外，虽然替换控制器可被用作接收器控制器38，该接收器控制器38可在较高电压电平和/或电压摆动下更能够接收，但与旧式控制器相比，此类控制器可能成本过高。相应地，本文中的系统和方法允许使用较不昂贵的组件以用于高功率高频无线功率传递。
[0295]
图13a解说了可以与在本文中公开的任何系统、方法和/或装置一起使用的传输天线21和/或接收器天线31中的一者或多者的示例性、非限定性实施例。在所解说的实施例中，天线21、31是扁平螺旋线圈配置。非限定性示例可在均为peralta等人的美国专利号9,941,743、9,960,628、9,941,743、singh等人的9,948,129、10,063,100；luzinski的9,941,590；rajagopalan等人的9,960,629；以及peralta等人的美国专利申请号2017/0040107、2017/0040105、2017/0040688中找到，所有都转让给本技术的受让人，并通过引用完全并入于此。图13a中所示的天线21、31是印刷电路板(pcb)或柔性印刷电路板(fpc)天线，具有多个导体匝97和一个或多个连接器99，所有这些都设置在天线21、31的基板95上。虽然在图13a中示出的天线21、31具有一定数量的匝数和/或层数，但是pcb或fpc天线可以包括任意数量的匝数或层数。图13a的pcb或fpc天线21、31可以通过制造本领域技术人员已知的pcb或fpc的任何已知方法来生产。
[0296]
在图13b所示的天线21、31的另一实施例中，天线21、31可以是线绕天线，其中天线是以特定模式缠绕并具有任意数量的匝96的导线。线绕天线21、31可以在相关联的结构内自由站立，或者在一些示例中，线绕天线21、31可以保持在适当的位置或者使用线保持器98
定位。
[0297]
另外，天线21、31可被构造成具有多层多匝(mlmt)结构，其中至少一个绝缘体位于多个导体之间。可被并入(诸)无线传输系统20和/或(诸)无线接收器系统30内的具有mlmt结构的天线的非限制性示例可在均为singh等人的、转让给本技术受让人的美国专利号8,610,530、8,653,927、8,680,960、8,692,641、8,692,642、8,698,590、8,698,591、8,707,546、8,710,948、8,803,649、8,823,481、8,823,482、8,855,786、8,898,885、9,208,942、9,232,893、9,300,046中找到，其被全部并入本文。这些仅为示例性天线示例；然而，设想了天线21、31可以是能够进行前述较高功率、高频无线功率传递的任何天线。
[0298]
图14-17涉及利用以上讨论的系统10、20、30的厨房设备。在现代家庭中，许多人使用各种厨房电器用于烹饪、烘焙、加热、冷却和清洁、以及其他基于家庭的任务。例如，除其他任务之外，存在用于加热或烹饪食物、用于清洁某些设备、用于冷却食物和/或饮料、用于混合成分的电器。
[0299]
然而，随着越来越多的电器进入市场，对于任何上述或进一步设想的家庭任务，越来越多的厨房电器进入市场，并且最终进入消费者家中的厨房。为此，具有多种多样的厨房电器可能在厨房中造成混乱、可能限制柜台空间、和/或过多电器的所有权可能填满厨房中所有可用的壁式插座。
[0300]
为此，一次为多个电器供电所必需的厨房中的电线量可能会引起厨房中不希望的状况。例如，大量的设备和/或其线缆可能导致不必要的混乱。另外地或替换地，用于厨房环境中的插座的许多线和/或插头的存在可能造成安全风险，特别是当厨房环境中存在液体时。需要具有多个高功率有线连接器的杂乱厨房的替代方案。为此，需要用于对厨房电器进行无线供电的系统和方法。此类系统可以包括被配置成用于给各种各样的厨房电器供电的共用发射器，而无需用户必须将任一设备插入壁式插座。由此，期望可模拟壁式插座的功率输出的无线功率传递系统。
[0301]
图14是基于旋转的厨房电器200的示例性解说，该厨房电器可以是用于无线接收器系统30的主机设备14和/或其中无线接收器系统30和/或其任何组件可以与其集成。“基于旋转的”厨房电器是使用一个或多个基于旋转或转子的组件(诸如电机)的厨房电器，这些组件需要功率来旋转并且经由所述旋转来执行家庭任务。除了其他已知的基于旋转的厨房电器200之外，基于旋转的厨房电器200的示例包括但不限于包括拌合器、混合器、食物加工机、面包制作机或其组件、冰淇淋制作机或其组件、碎肉机和/或其可旋转锯组件。
[0302]
基于旋转的厨房电器200包括无线功率接收器系统30及其子系统130a、b、旋转组件210、以及控制设备220。在一些示例中，旋转设备210(例如，电机、转子以及其他旋转设备)可经由在接收器子系统130a处接收的虚拟ac功率信号来供电。在一些额外或替换示例中，控制设备220至少部分地通过经由从接收器子系统130b接收而提供到控制设备220的虚拟dc功率信号来供电。控制设备220可以是被配置成用于控制该电器200的多个组件的任何设备，例如但不限于旋转设备210。示例控制设备包括但不限于屏幕、触摸屏、有源开关或按钮、有源输入组件以及其他控制组件。
[0303]
无线传输系统20整合于其中并且用于对基于旋转的厨房电器200供电的主机设备11可以是主机厨房表面(例如，柜台、桌面、厨房小岛、其他厨房电器上的表面)，无线传输系统与该主机厨房表面一起被包含、容纳、部分地容纳和/或附接在下方。此类示例是表面集
成或基础设施集成无线功率传输系统20的示例。替换地，在一些示例中，主机设备11可以是基础设施外部并且被配置成用于对基于旋转的厨房电器200进行充电的充电器或供电设备。在一些示例中，出于经由(诸)无线功率传输系统20进行无线功率传输的目的，主机设备11可以被配置成用于不仅对基于旋转的厨房电器200供电，并且因此主机设备11可以被配置成用于与各种厨房设备的互操作性。为此，当被配置成用于互操作性时，图15-17的(诸)厨房电器300、400、500、600以及其他所考虑的厨房电器也可以由无线传输系统20由主机设备11供电。为此，主机设备11的该描述也是对图15-17的(诸)主机设备11的描述，因为所述(诸)主机设备11与(诸)主机设备11相似或基本上相似。
[0304]
图15是基于腔室的厨房电器300的示例性解说，该厨房电器可以是用于无线接收器系统30的主机设备14和/或其中无线接收器系统30和/或其任何组件可以与其集成。“基于腔室的”厨房电器是使用一个或多个电动组件以更改或调节电器300的腔室305内的对象或物体的厨房电器。腔室305内的对象或物体的状态或条件的改变包括(但不限于)加热对象或物体、冷却对象或物体、冷冻对象或物体、清洁对象或物体、转变对象或物体、烹饪对象或物体，以及其他状态或条件改变。基于腔室的厨房电器300的示例包括但不限于包括：烤箱、微波炉、烤箱、烤箱、面包机、制冰机、冰箱、微型冰箱、葡萄酒冷却器、有源冷却器、洗碗机、压力锅、油炸锅、空气油炸锅、深油炸锅、以及其他已知的基于腔室的厨房电器300。
[0305]
基于腔室的厨房电器300包括无线功率接收器系统30及其子系统130a、b、更改元件310、以及控制设备320。在一些示例中，更改元件310(例如，电机、加热元件、冷却元件、转子、一个或多个致动器、以及其他组件)可经由在接收器子系统130a处接收的虚拟ac功率信号来供电。在一些额外或替换示例中，控制设备320至少部分地通过经由从接收器子系统130b接收而提供到控制设备320的虚拟dc功率信号来供电。控制设备320可以是被配置成用于控制该电器300的多个组件的任何设备，例如但不限于旋转设备310。示例控制设备包括但不限于屏幕、触摸屏、有源开关或按钮、有源输入组件以及其他控制组件。
[0306]
图16是基于感应的厨房电器400的示例性解说，该厨房电器可以是用于无线接收器系统30的主机设备14和/或其中无线接收器系统30和/或其任何组件可以与其集成。“基于感应的”厨房电器是使用一个或多个电动组件以加热与电器400接触和/或靠近的对象或物体的厨房电器。基于感应的厨房电器400的示例包括但不限于包括：感应炊具、煎锅、烤锅、锅、锅、烤片、烹饪片、以及其他已知的基于感应的厨房电器400。
[0307]
基于感应的厨房电器400包括无线功率接收器系统30及其子系统130a、b、加热元件410、以及控制设备420。在一些示例中，可经由在接收器子系统130a处接收的虚拟ac功率信号来对加热元件410供电。在一些额外或替换示例中，控制设备420至少部分地通过经由从接收器子系统130b接收而提供到控制设备420的虚拟dc功率信号来供电。控制设备420可以是被配置成用于控制该电器400的多个组件的任何设备，例如但不限于旋转设备410。示例控制设备包括但不限于屏幕、触摸屏、有源开关或按钮、有源输入组件以及其他控制组件。
[0308]
图17是基于分配的厨房电器500的示例性解说，该厨房电器可以是用于无线接收器系统30的主机设备14和/或其中无线接收器系统30和/或其任何组件可以与其集成。“基于分配”的厨房电器是使用分配与电器400相关联的对象或物体的一个或多个电动组件的厨房电器。基于分配的厨房电器500的示例包括但不限于包括：喷泉饮料分配器、冰淇淋分
配器、咖啡机、浓咖啡机、热水分配器、水冷却器、水过滤器、以及其他已知的基于分配的厨房电器500。
[0309]
基于分配的厨房电器500包括无线功率接收器系统30及其子系统130a、b、一个或多个移动组件510、以及控制设备520。在一些示例中，一个或多个移动组件310(例如，电机、加热元件、冷却元件、转子、一个或多个致动器、以及其他组件)可经由在接收器子系统130a处接收的虚拟ac功率信号来供电。在一些额外或替换示例中，控制设备520至少部分地通过经由从接收器子系统130b接收而提供到控制设备520的虚拟dc功率信号来供电。控制设备520可以是被配置成用于控制该电器500的多个组件的任何设备，例如但不限于一个或多个移动组件510。示例控制设备包括但不限于屏幕、触摸屏、有源开关或按钮、有源输入组件以及其他控制组件。
[0310]
本文公开的系统、方法和装置被设计成以高效、稳定和可靠方式操作以满足各种操作和环境条件。本文公开的系统、方法和/或装置被设计为在广泛的热应力和机械应力环境中工作，以便高效且最小损耗地传送数据和/或电能。另外，系统10可以使用允许可扩展性的制造技术以具有小形状因子、并以对开发者和采用者有利的成本来设计。另外，本文公开的系统、方法和装置可被设计为在广泛的频率范围内操作，以满足广泛应用的要求。
[0311]
在一实施例中，可将铁氧体屏蔽并入天线结构内以改善天线性能。铁氧体遮罩材料的选择可取决于操作频率，因为复磁导率(μ＝μ
′‑
j*μ
″
)是频率相关的。该材料可以是聚合物、烧结柔性铁氧体片、刚性屏蔽或混合屏蔽，其中混合屏蔽包括刚性部分和柔性部分。另外，磁性屏蔽可由不同的材料成分组成。材料的示例可包括但不限于包含铁氧体材料的锌，诸如锰锌、镍锌、铜锌、镁锌及其组合。
[0312]
如在此所使用，在一系列项目之前的短语
“”
(用术语“和”或“或”来分隔任何项目)，作为一个整体修改列表，而不是列表的每个成员(即，每个项目)。短语“至少一个”不要求在列出的每个项目中选择至少一项；相反，该短语的含义包括任意一个项目的至少一个，和/或项目的任意组合的至少一个，和/或每个项目的至少一个项目。例如，短语“a、b和c中的至少一个”或“a、b或c中的至少一个”各自指仅a、仅b或仅c；a、b和c的任意组合；和/或a、b和c中的每个的至少一个。
[0313]
谓词“配置成”、“可操作来”和“编程成”并不意味着对主语进行任何具体的有形或无形的修改，而是旨在互换使用。在一个或多个实施例中，配置成监测和控制操作或组件的处理器也可以指被编程成监测和控制操作的处理器，或可操作来监测和控制操作的处理器。同样，配置成执行代码的处理器可以被解释为编程成执行代码或可操作来执行代码的处理器。
[0314]
诸如“一方面”之类的短语并不意味着该方面对主题技术是必要的，或者该方面适用于主题技术的所有配置。与方面有关的公开可适用于所有配置，或一个或多个配置。一个方面可以提供本公开的一个或多个示例。诸如“一方面”之类的短语可以指一个或多个方面，反之亦然。诸如“实施例”之类的短语并不意味着该实施例对主题技术是必要的，或者该实施例适用于主题技术的所有配置。与实施例有关的公开可适用于所有实施例，或一个或多个实施例。一实施例可以提供本公开的一个或多个示例。诸如一“实施例”之类的短语可以指一个或多个实施例，反之亦然。诸如“配置”之类的短语并不意味着该配置对主题技术是必要的，或者该配置适用于主题技术的所有配置。与配置有关的公开可适用于所有配置，
或一个或多个配置。一个配置可以提供本公开的一个或多个示例。诸如“配置”之类的短语可以指一个或多个配置，反之亦然。
[0315]
措辞“示例性”在本文中用于意指“用作示例、实例、或解说”。本文中描述为“示例性”或“作为示例”的任何实施例不必被解释为优于或胜过其他实施例。此外，在说明书或权利要求中使用术语“包括”、“具有”等的范围内，这种术语旨在是以类似于术语包括有(“comprise)”的方式包括，因为“包括”(comprise)是当如在权利要求中被采用作衔接词时所解释的。此外，在说明书或权利要求中使用术语“包括”、“具有”等的范围内，这种术语旨在是以类似于术语包括有(“comprise)”的方式包括，因为“包括”(comprise)是当如在权利要求中被采用作衔接词时所解释的。
[0316]
本公开通篇描述的各个方面的要素为本领域普通技术人员当前或今后所知的所有结构上和功能上的等效方案通过引述被明确纳入于此，且旨在被权利要求所涵盖。此外，本文所公开的任何内容都不旨在捐献于公众，无论此类公开内容是否明确记载在权利要求书中。根据35u.s.c.
§
112的第六段的规定，不得对任何权项要素进行解释，除非该要素使用“用于
……
的装置”的短语明确陈述，或者在方法权项的情况下，该要素使用“用于
……
的步骤”短语陈述。
[0317]
除非明确说明，否则对单数形式的要素的引用并不旨在意味着“一个且仅有一个”，而是意味着“一个或多个”。除非特别另外声明，否则术语“一些”指的是一个或多个。阳性代词(如他的)包括阴性和中性(如她的和它的)，反之亦然。标题和副标题(如有)仅用于方便，而不是限制主题披露。
[0318]
尽管本说明书包含许多特定内容，但是特定内容不应被解读为是对可能要求保护的范围的限制，而应被解读为是对主题的特定实现的描述。也可将在本说明书中单独的各实施例的情境中所描述的某些特征以组合的形式实现在单个实施例中。相反，在单个实施例的情境下描述的各个特征也可以在多个实施例中被分开地或以任何合适的子组合的方式实施。此外，虽然诸特征在以上可被描述为以某些组合的方式起作用且甚至最初是如此要求保护的，但来自所要求保护的组合的一个或多个特征在一些情形中可从该组合被删去，且所要求保护的组合可以针对子组合、或子组合的变体。