用于电子设备的多用途装置和方法 相关申请的交叉参考
本申请要求2007年3月3日提交的美国临时申请No.60/778,761，2007年3月10日提交的美国临时申请No.60/781,456和2006年5月3日提交的美国临时申请No.60/797,140的权益，其全部在此引入作为参考，并且本申请是2007年2月2日提交的美国专利申请No.11/670,842和2007年2月6日提交的美国专利申请No.11/672,010的部分接续专利申请，本申请还要求2006年2月24日提交的美国临时申请No.60/776,332的权益，这些申请分别是要求2002年12月10日提交的美国临时申请No.60/432,072和2003年1月22日提交的美国临时申请No.60/441,794以及2003年2月4日提交的美国临时申请No.60/444,826权益的2003年12月10提交的美国专利申请No.10/732,103的分案专利申请和部分接续专利申请，其全部也在此引入作为参考。
【技术领域】
本发明涉及利用功率传输表面向一个或多个电子设备提供电功率的电子系统和方法。
背景技术
连同为其供电的方式一起，已经开发出诸如玩具、游戏设备、蜂窝电话、便携式计算机、相机和个人数字助理等各种电子设备。移动电子设备通常包括电池，通过电源线部分将其连接到诸如电气插座的电源上来进行充电。非移动电子设备通常是通过电源线供电，并且在使用的过程中不希望被移动。
在移动设备的典型设置中，电源线部分包括用于将其连接至电源的插座连接器和用于将其连接到相应的电池电源插座的电池连接器。插座和电池连接器是相互连通的，所以电气信号可以在它们之间流动。通过这种方式，电源通过电源线部分对电池充电。
在某些设置中，电源线部分还分别包括连接到插座的电源适配器和通过AC输入和DC输出的电池连接器。电源适配器将通过插座连接器和AC输入线从功率接收的AC输入信号进行调整并向DC输出线输出DC输出信号。DC输出信号流经电池电源插座，并用于对电池充电。
然而，制造商通常制造它们自己的电子设备模型，并且不使它们的电源线部分与其它制造商的电子设备或其它类型的电子设备相兼容。结果，由一家制造商制造的电池连接器通常不适合于由另一制造商制造的电池电源插座。此外，为一种类型设备所制造的电池连接器通常不适于为另一种类型设备所制造的电池电源插座。制造商这样做有诸如成本、责任关系、不同功率需求以及获得更大的市场份额的多种原因。
这对消费者来说比较麻烦，因为消费者必须购买用于特定电子设备的相兼容的电源线部分。由于人们往往会经常更换设备，对于它们来说还必须更换电源线部分，这是不方便并且也很昂贵的。此外，经常丢弃不再有用的电源线部分将导致浪费。此外，人们通常拥有多个不同类型的电子设备，并且拥有用于每一个电子设备的电源线部分是不方便的，因为消费者必须处理大量电源线部分和电源线部分所造成的情况混乱。
【发明内容】
实施例采用包括有向电气或电子设备传输电功率的功率传输表面的电子系统。功率传输表面可以通过任何电源，包括但不限于：墙壁电源插座、太阳能发电系统、电池、汽车点烟器系统、直接连接到发电机设备，以及任何其他的电源来供电。功率传输表面无线地向电子设备传输功率。功率传输表面可以经由电气设备上的多个触点传输功率，该电气设备从功率传输表面传导电流，将电子设备电导耦合至功率传输表面、将电子设备电感耦合到功率传输表面，将电子设备光学耦合到功率传输表面，以及将电子设备声学耦合到功率传输表面和任何其它电功率传输技术。
一个实施例可以包括含有电池的设备，它具有多个连接至其上的触点。对触点进行布置以便当功率传输支撑结构承载电池时，这多个触点中的至少两个触点具有对电池充电的电势差。对于各种实施例，电池可以包括电源适配器电路。电源适配器电路接收电势差，并且输出用于对电池充电的期望的电势差。对于某些实施例，系统还可以包括电池充电器，电池充电器具有限定电池盒并且承载其中的一对充电触点的外壳。可以确定电池盒的尺寸和形状以接收电池。
参考以下附图、说明书和权利要求书，本发明的这些和其它特征、方面以及优点将变得更好理解。
【附图说明】
图1是根据本发明的功率传输系统的透视图，其包括与电子设备可操作地耦合的功率传输支撑结构。
图2是图1中的电子设备的部分侧视图，其包括电源适配器电路。
图2b是图1中的电子设备的功率传输系统地侧视图，其与电子设备的磁性元件可操作地耦合。
图2c是图1中的电子设备的功率传输系统的侧视图，其与电子设备的触点可操作地耦合。
图3是图1中的功率传输系统的俯视图，其与不同类型的电子设备可操作地耦合。
图4a是根据本发明图2a中的电源连接器电路的方框图。
图4b是包括在图2a中电源连接器电路中的整流电路的一个实施例的示意图。
图5a、5b和5c是根据本发明向功率传输系统供电的各种方式的透视图。
图6a、6b和6c是根据本发明的具有功率传输系统的太阳能功率传输系统分别在展开位置、半展开位置以及叠置位置的俯视图。
图7是示出根据本发明与功率传输支撑结构可操作地耦合的不同类型的电子设备的方框图。
图8是根据本发明的功率传输支撑结构和实现为便携式计算机的电子设备的透视图。
图9a和9b是根据本发明实现为具有功率连接器的便携式计算机的电子设备的透视图。
图9c和9d分别是图9a和9b中功率连接器的侧视图和俯视图。
图10a是根据本发明具有与功率传输支撑结构可操作地耦合的功率连接器的功率传输系统的透视图。
图10b示出了图10a中当没有与功率传输支撑结构可操作地耦合时的功率连接器的更为详细的透视图。
图10c是图10a中的功率连接器的部分侧视图。
图10d是根据本发明的具有通过电源线部分连接到电源的功率连接器的功率传输系统的透视图。
图11a和11b是根据本发明的电池充电器的顶部透视图和底部透视图。
图11c和11d是根据本发明的与图11a和11b中的电池充电器一起使用的实现为电池的电子设备的顶部透视图和底部透视图。
图11e和11f分别是图9c和9d中其外壳部分展开的电池的顶部透视图和底部透视图。
图12a和12b是根据本发明实现为电池充电器的电子设备的顶部透视图和底部透视图。
图13a和13b是根据本发明实现为电池充电器的电子设备的顶部透视图和底部透视图。
图14是根据本发明在直立位置具有功率传输结构的功率传输支撑结构的透视图。
图15是根据本发明的电动工具和电源适配器的透视图。
图16a是根据本发明的具有功率传输支撑结构和实现为由杯子杯座承载的杯子的电子设备的功率传输系统的透视图。
图16b和16c是图12a沿着切线12a-12a’提取的杯子和杯子杯座的截面侧视图。
图17是根据本发明示出了能够使用功率传输支撑结构的不同位置的方框图。
图18a和18b是根据本发明分别实现为具有功率传输支撑结构的扫描仪和打印机的电子设备的透视图。
图19a和19b是根据本发明实现为具有功率传输支撑结构的便携式计算机的电子设备的透视图。
图20是根据本发明实现为具有承载功率传输支撑结构的托盘的便携式计算机的电子设备的透视图。
图21a和21b是根据本发明实现为具有承载电源传输支撑结构的便携式计算机的电子设备的透视图。
图22是根据本发明实现为通过电源线连接到功率支撑结构的便携式计算机的电子设备的透视图
图23a、23b和23c分别是根据本发明实现为具有功率传输支撑结构的沙发、桌子和写字台的家具的透视图。
图24a、24b、24c和24d分别是根据本发明实现为包括功率传输支撑结构的数字时钟、微波炉、冰箱和工具箱的用具的透视图。
图25是根据本发明实现为具有功率传输支撑结构的机动车内部的透视图。
图25b是根据本发明实现为包括具有功率传输支撑结构的飞机座位的飞机的交通工具的透视图。
图26是叠置的功率传输表面的透视图。
图27是卷起来的功率传输表面的透视图。
图28a、28b和28c是折叠的功率传输表面的透视图。
图29a和29b示出了连锁装置连接相邻的功率传输表面的透视图。
图29c示出了放置多个互连的功率传输表面的示意图，其中适当的侧标记有适当的机械附着。
图29d示出了放置多个互连的功率传输表面的示意图，其中适当的角标记有适当的电气附着。
图29E示出了多个附加到功率传输表面方角的电气附件的透视图。
图30是针对图10a、10b、10c和10d所描述的功率连接器内的电路方框图。
图31a、31b、31c和31d、31e以及31f是为功率传输表面提供功能性和美观的照明的装置的透视图。
图32a是分成若干独立部分的功率传输表面的示意图。
图32b和32c是用于分成若干独立部分的功率传输表面的功率传输和保护电路的原理方框图。
图33a是具有集成的功率接收器的电池设备的原理方框图。
图33b和33c是电池和主机设备的透视图。
图33d是具有集成的功率接收器和稳压器的电池的原理方框图
图33e是具有集成的功率接收器、稳压器和充电调节器的设备的原理方框图。
图33f是具有完全集成的电池的设备的示意方框图。
图34是装备有功率接收器、可选稳压器和感测电路的设备的方框图。
图35是感测功率传输表面的关闭的电路的示意图。
图36是由在功率接收器和设备的功率输入之间集成功率转换器(稳压器)而形成的通用设备接口的方框图。
图37是功率接收器和设备的功率输入之间的稳压器电路的示意图。
图38是用于检测线性负载的桥式整流电路的示意图。
图39是连接到图38中电路的等效负载的示意图。
图40a、40b和40c是图38中电路在不同条件下的电压/电流(V/I)特性图。
图41是当图38中的电路施加所转换的DC时的电压-时间图。
图42是对图41中施加所转换的DC的概念性电路。
图43是用于对图41中施加所转换的DC进行响应的所需的电路。
图44是当施加AC电流时定位过零的电压-时间图。
图45是与图44中的图相一致的电路的方框图
图46是与图45中的方框图相一致的电路的电路示意图。
图47是过功率检测和关闭系统的方框图。
图48是用于传导解决过功率检测和关闭系统的电子开关的电路方框图。
图49是图48中方框图的实施例的电路示意图。
图50是具有自动重试的过功率检测和关闭系统的方框图。
图51是用于直接传导系统的图50中的方框图的实施例的电路方框图。
图52是欠功率检测和关闭系统的方框图。
图53是图52中的方框图的实施例的电路示意图。
图54是过压检测系统的电路图。
图55是预期的负载检测系统的电路图。
图56a和56b是用于某些预期的负载的电路图。
图57是用于将具有自动重试的检测和关闭系统相组合的电路方框图。
图58是用于另一种将具有自动重试的检测和关闭系统相组合的实施例的电路图。
图59是用于发送数据到电子设备的功率传输表面的系统的方框图。
图60是功率接收器检测器电路的电路图。
图61是图59中所描述的数据传输的图。
【具体实施方式】
图1是根据本发明的功率传输系统100的透视图。系统100具有提供这里所讨论的特征和其它特征的许多不同的实施例。若干实施例在2007年2月2日提交的共同未决的美国专利申请No.11/670,842和2007年2月6日提交的共同未决的美国专利申请No.11/672,010中进行了讨论。在图1中，系统100包括具有用于向电子设备112供电的功率传输表面111a的功率传输支撑结构111。支撑结构111通过电源线部分113’连接到向其提供功率信号SPower的电源(未示出)。该电源可以是许多不同的类型，例如电气插座、电池、汽车点烟器系统、直接连接到发电机设备上以及太阳能系统，其中的一些在以下图5a-5c和6a-6c中将进行更加详细地讨论。功率传输表面111a可以具有许多不同的形状，但这里它是具有宽W、长L和厚t的长方形，因此结构111限定了长方体的体积。表面111a也显示为基本上为平的，尽管在其它示例中它可以是弯曲的。在本实施例中，表面111a在相对的两侧115a和115b之间延伸，以及在相对的两侧115c和115d之间延伸。相对侧115c与115d从相对侧115a和115b的相对末端并且在其间延伸。115a和115b侧相对于115c和115d侧非零度角进行取向。在该特定的实施例中，因为111a是长方形，所以该非零度角大约是90°。在其它的示例中，表面111a可以具有其它的形状，例如圆形、三角形等。当表面111a是圆形时，结构111限定了圆柱体的体积。功率传输表面无需引线向设备112传输功率，能向不同功率要求的多个设备112同时传输功率，并且允许设备112在功率传输表面111a的任何位置和取向接收功率。功率传输表面111a可以向不管是移动的、非移动的、电池供电的或非电池供电的任何设备112进行无线传输功率。
图2a是电子设备112的部分侧视图。根据本发明，设备112包括并且承载电源适配器电路130。如以下更加详细地讨论那样，当向结构111提供信号SPower时，向电路130提供功率传输信号SPDS，以响应于设备112可操作地耦合至功率传输支撑结构111。应该注意到，信号SPDS中的功率来自信号SPower的功率。当设备112可操作地耦合至支撑结构111时，电路130接收信号SPDS，并且将其调整为预期的功率信号，标记为信号SDevice。信号SDevice对应于与设备112相兼容的预期的功率量，并且用于对其进行操作。如以下更加详细地讨论那样，预期的功率量依赖于许多不同的因素，例如电子设备的类型和制造商。在这种方式下，支撑结构111向电子设备112供电。
图2b是功率传输系统100’的侧视图，其中，通过将设备112磁耦合至功率传输结构111来向电路130提供信号SPDS。在本实施例中，电子设备112包括并承载与电源适配器电路相互连通的磁性元件300。元件300可以是许多不同的类型，但是在本示例中，它是电感器。响应于与变化的磁场B相耦合，磁性元件300提供磁感应电流。支撑结构111通过功率传输表面111a提供响应于信号SPower的变化的磁场B。在所示出的实施例中，磁场B膨胀和压缩，以便电感器元件300内的电导体回路由于变化的磁场B而感应出电流。元件300向电源适配器电路130提供磁感应电流作为信号SPDS。在这种方式下，电子设备112和功率传输支撑结构111通过磁性元件可操作地耦合在一起，并且表面111a作为功率传输表面，其中利用变化的磁场来提供功率。应该注意到，电子设备112和功率传输支撑结构111可以以许多其它的方式可操作地耦合在一起，其中的一种将结合图2c进行讨论。
还应该注意到，磁场B可以具有许多不同的取向，并且为了简洁明了，将其显示为平行于表面111a。磁场B的预期取向通常取决于元件300的取向。此外，当设备112与功率传输支撑结构111接触(engaged)时或当设备112远离它时，磁感应电流可以流过磁性元件300，如图2b所示。通常，可以由电流通过导电材料回路来产生功率传输表面的变化的磁场，其中，导电材料回路是功率支撑结构111的一部分。磁场通常垂直于该导电材料回路，因此，如果导电材料回路平行于表面111，则磁场垂直于表面111。
在本实施例中，适配器电路130向包括在设备112中的功率系统131输出信号SDevice。功率系统131可以是可充电电池或其它存储元件，或者功率系统131可以是设备112的功率调节电路。电路130包括分别连接到功率系统131的触点139a和139b的触点133a和133b，因此信号SPower可以在它们之间流动。功率系统131向包括在设备112内的诸如显示和控制电路的电子设备供电。这些电子设备将结合图4a进行进一步的讨论，在这里为了简洁明了而没有示出。
电子设备112可以由功率传输支撑结构111以许多不同的方式进行供电。例如，在某些情况下，信号SDevice向包括在功率系统131内的电池充电，这通常是用于移动设备的情况。然而，在其它情况下，信号SDevice向设备112内的电子设备直接供电。直接向设备供电的一个示例是便携式计算机，如果在除掉它的电池后，所述计算机由支撑结构111向其供电来进行操作。出于各种原因，直接连接也有好处，例如设备电路可以意识到功率应用并且在显示器上进行指示，或者在某些情况下，设备可以内置充电电路或有利于直接使其通电的其它特征。例如，蜂窝电话可以包含板载充电电路和向用户指示电池状态和充电状态的显示图标，这将由直接连接进行供电。将信号SDevice施加至与制造商所提供的标准电源适配器的相同的输入电路，以减少设备112的输入电路的复杂性，或者向设备112的标准输入连接器内提供信号SDevice从而避免入侵修改，这在某些情况下是期望的。
图2c是功率传输系统100″的侧视图，其中通过将设备112电耦合至功率传输结构111向电路130提供信号SPDS。在本实施例中，支撑结构111包括焊盘140a和140b，它们限定了功率传输表面111a的一部分，并且电子设备112包括并承载触点120。在这里，触点120内有5个触点，但为了简洁明了只示出了两个，并标识为触点120a和120b。然而，应该注意到，触点120可以包括多于或少于5个触点，但通常有两个或更多的触点。
在操作中，电源使信号SPower通过电源线部分113′流向支撑结构111，并且相应地在焊盘140a和140b之间提供电势差。如以下将更加详细讨论的那样，布置触点120以便当结构111承载设备112时，触点120内的两个触点之间具有电势差，因为一个接触焊盘140a另一个接触焊盘140b。在本示例中，触点120a和120b分别接触焊盘140a和140b。相应地，焊盘140a和140b之间的电势差通过触点120a和120b提供给电源适配器电路130作为信号SPDS。因此，向电源适配器电路130提供信号SPDS以响应于支撑结构111承载设备112。电路130接收信号SPDS，并且将其调整为对应于提供给系统131的所期望的功率信号SDevice。通过这种方式，电子设备112和功率传输支撑结构111通过触点可操作地耦合在一起。
应该意识到，如下所讨论的电子设备和功率传输支撑结构的实施例是出于说明的目的而通过触点可操作地耦合在一起。然而，可以修改这些实施例，因此，这些电子设备和功率传输支撑结构通过如图2b所讨论的那样的磁感应元件而可操作地耦合在一起的，或者通过诸如电容耦合元件、声学耦合元件、光束耦合元件等无线功率技术的其它形式耦合在一起的。
根据本发明，布置触点120，使得独立于设备112相对于功率传输表面111a的取向向适配器电路130提供信号SPDS。对触点的这些布置在以上共同未决的申请中进行了更加详细地讨论。简言之，向电源适配器电路130的所有角度(图1a)提供信号SPDS，其中，角度具有大约0°和360°之间的值。在本示例中，角度对应于结构111的侧面(即侧面115a-115d)和平行于表面111a且经过设备112延伸的参照线142之间的角度。应该意识到，角度的旋转围绕着垂直于表面111a延伸的参照线143。因此，布置触点120以针对所有角度通过触点120向适配器电路130提供电势差。
由于许多不同的原因，电源适配器电路130由设备112承载。原因之一是向可以运行在不同的功率范围内的多个电子设备供电的客观需要，如结合图3所讨论的那样。因此，每个电子设备112的信号SDevice可以是不同的。在某些情况下，这些电子设备可以是同样类型的设备(即，两个蜂窝电话)。这些电子设备可以是同样的型号并且具有同样的功率需求，或者它们可以是不同的型号并且具有不同的功率需求。这些型号可以由相同的或不同的制造商制造。
在其它情况下，电子设备是不同类型的设备(即，蜂窝电话和便携式计算机)。不同类型的设备通常运行在不同的功率范围内，尽管在某些示例中它们可以是相同的或重叠的范围。不同类型的设备可以由相同的或不同的制造商制造。因此，可以设计用于每个电子设备的电源适配器电路130，使得功率传输系统100向许多不同类型的电子设备供电。
例如，触点120可以接触表面111a而无需与它们对齐，所以，至少有两个触点处于不同电势。当向多个电子设备供电时，因为可以在表面111a上以许多不同的方式对它们进行定位，所以对触点120进行布置也是有用的。这允许更加有效地使用表面111a，所以，结构111可以对更多的设备一起供电。这在没有足够可用电源向多个电子设备单独供电的情况下是有用的。
通常，当表面111a的面积增加时，结构111可以向更多的电子设备供电，而当面积减少时则向较少的电子设备供电。在本实施例中，因为表面111a在形状上是长方形，所以表面111a的面积是长L乘以宽W。因此，当长L和/或宽W增加时，结构111可以向更多的电子设备供电，而当长L和/或宽W减少时，则向较少的电子设备供电。结构111可以承载的电子设备的数量还取决于它们的尺寸。例如，蜂窝电话通常比便携式计算机小，所以，对于给定面积的表面111a，可以承载更多的蜂窝电话而不是便携式计算机。
图3是可操作地耦合至电子设备401、402和403的功率传输系统100的俯视图。在本实施例中，电子设备401具体化为便携式计算机，设备402和403具体化为蜂窝电话，它们都是由不同的制造商制造的。每个设备401、402和403包括并且承载与相应触点120相连通的对应的电源适配器，如同图2b所示的电子设备112那样。然而，为了简洁明了，在这里并未示出这些特征。
设备401、402和403是以不同的角度φ在表面111a上随意定位的。如以上所讨论的那样，布置设备401、402和403的触点，以便设备401、402和403在仍然可操作地耦合到功率传输支撑结构111时还可以被旋转角度φ。因此，可以如方向箭头411、412和413所指示的方向分别旋转设备401、402和403。应该意识到，还可以在设备401、402和403仍然可操作地耦合到功率传输支撑结构111时，沿着箭头411、412和413相反的方向分别旋转它们。
在操作中，当设备401、402和403可操作地耦合至功率传输支撑结构111时，向每个设备的电源适配器电路提供信号SPDS。每个设备401、402和403的电源适配器电路接收信号SPDS，并且作为响应，提供信号SDcvice1、SDevice2和SDevice3。信号SDevice1、SDevice2和SDevice3分别对应于运行设备401、402和403所期望的功率量。通常，信号SDevice1在不同于信号SDevice2和SDevice3的功率范围之内，因为设备401具体化为便携式计算机，而设备402和403具体化为蜂窝电话。因此，设备401是与设备402和403的不同类型的设备。信号SDevice1和SDevice2可以在相同的功率范围之内，或者在不同的功率范围之内，因为设备402和403具体化为由不同的制造商制造的蜂窝电话。在这种方式下，功率传输系统100可以向相同或不同类型的多个电子设备供电。
图4a是根据本发明的电源适配器电路130的方框图。电源适配器电路130可以具有许多不同的配置。在一个认为是比较基本的实施例中，用于在电气传导无线功率传输系统中接收功率的电源适配器电路包括整流电路。整流电路的输出构成信号SDevice。这对于未调制的或间歇性的输入电压的例如加热咖啡杯的设备容错是适用的。在另一实施例中，电路可以还包括诸如电容的能量存储元件以对信号SDevice进行滤波。比基本电路稍微复杂点的还可以包括二极管和电阻以提供能自动检测设备存在于功率传输表面电路中的方法。在需要特定输入电压的设备中，电路130可以包括整流器、存储元件和电压调节器以给设备生成很明确的信号SDevice。在某些应用中，提供直接为设备内的电池或其它存储元件充电的信号SDevice是所期望的。对于这种情况，电路130包括整流器、存储元件和电池充电电路。
图4b是包括在电源适配器电路130内的整流电路的示意图。在本实施例中，电路130a包括连接到二极管132a的n型侧和二极管132b的p型侧的触点120a，连接到二极管132c的n型侧和二极管132d的p型侧的触点120b，连接到二极管132e的n型侧和二极管132f的p型侧的触点120c，以及连接到二极管132g的n型侧和二极管132h的p型侧的触点120d。二极管132a、132c、132e和132g中的每一个具有连接到传导触点133b的相应的p型侧，并且二极管132b、132d、132f和132h中的每一个具有连接到传导触点133a的相应的n型侧。
在本实施例中，电路130a从表面111a通过触点120接收电势差，并且作为响应，在传导触点133a和133b之间流动信号SPower。如上所述，布置触点120，使得触点中的至少两个触点在它们接触表面111a时具有电势差。电路130a向传导触点133a和133b提供触点120中的任何触点之间的电势差。然后，将触点133a和133b之间的电势差通过触点139a和139b提供给电池260作为信号VPower。通过这种方式，将信号VPower用作功率系统131的功率源。
图5a、5b和5c分别是根据本发明的功率传输系统103、104和105的透视图。系统103、104和105示出了向功率传输支撑结构111提供诸如信号SPower的功率信号的不同方式。
在图5a中，系统103包括通过电源线部分113向支撑结构111提供功率信号的太阳能系统220。在本实施例中，太阳能系统220包括由支架222支撑的太阳能电池板221。电源线部分113包括在连接在太阳能系统220和电源适配器122之间的电源线113b。113部分还包括连接在电源适配器122和支撑结构111之间的电源线113a。
在操作中，入射到太阳能电池板221的光导致功率信号流经电源线部分113。由电源适配器122对功率信号进行调整，使得其与功率传输支撑结构111相兼容。然后，如以上所讨论的那样，当电子设备(未示出)可操作地耦合至功率传输支撑结构时将向它提供功率信号。
在图5b中，系统104包括通过电源线部分113连接至适配器226的功率传输结构111。适配器226由汽车的电源插座决定其尺寸和形状。其中一个这样的电源插座是用于汽车点烟器的插座，例如图25a中的插座193。在操作中，适配器226连接到电源插座，并且作为响应，功率信号如图5a所示的那样从汽车功率系统流向功率传输支撑结构111。如以上所讨论的那样，当电子设备(未示出)可操作地耦合至功率传输支撑结构111时就向它提供功率。
在图5c中，系统105包括多种向功率传输支撑结构111供电的方式。系统105在诸如野营时，不确定何种类型电源可用的情况下是有用的。在这里，系统105包括通过电源线113b连接到电源适配器122的适配器226和通过电源线113c连接到电源适配器122的插座连接器228。系统104还包括通过电源线113d连接到电源适配器122的太阳能系统220′。功率系统220′可以有许多种类型，并且可以具有许多种不同的配置，但在本示例中，它是可折叠的。电源适配器122通过电源线113a连接到功率传输支撑结构111。在这种方式下，功率信号可以通过插头226提供给功率传输支撑结构111、连接器228和/或太阳能系统220′。如以上所讨论的那样，当电子设备(未示出)可操作地耦合到功率传输支撑结构111时将向其提供功率信号。
图6a、6b和6c分别是根据本发明太阳能供电传输系统170在展开位置、半展开位置以及叠置位置的俯视图。在本实施例中，系统170包括连接到太阳能供电系统171的功率传输系统100。太阳能供电系统171可以具有许多种不同的配置。在本实施例中，包括多个标识为171a、171b、171c、171d、171e、171f、171g、171h和171h的可操作地连接在一起的太阳能电池板。在图6a中，太阳能电池板171a、171b、171c和171d分别从电子系统100的侧面115a、115b、115c和115d延伸。类似地，太阳能电池板171e、171f、171g和171h分别从太阳能电池板171a、171b、171c和171d延伸并且远离功率传输系统100。
系统170在展开和叠置位置之间是可以反复移动的。系统170可以在其部署的和存放的位置之间以多种方式进行移动。在一个示例中，将太阳能电池板171e折向电池板171a以覆盖电池板171a。然后，将电池板171a和171e折向系统100以覆盖系统100。将太阳能电池板171f折向电池板171b以覆盖电池板171b。然后，将电池板171b和171f折向系统100以覆盖系统100，与171a和171e一样。将太阳能电池板171g折向电池板171c以覆盖电池板171c。然后，将电池板171c和171g折向系统100以覆盖系统100，与171a、171b、171e和171f一样。将太阳能电池板171h折向电池板171d以覆盖电池板171d，如图6b所示那样。然后，将电池板171d和171h折向系统100以覆盖系统100，与171a、171b、171c、171e、171f和171g一样，如图6c所示那样。应该意识到，可以以许多其它的次序将电池板折叠在一起，但为了简洁明了，这里只示出了一种。此外，在将170从叠置位置移动到展开位置时，以上的步骤是颠倒的。
图7是示出了根据本发明可操作地耦合到功率传输结构111的不同类型的电子设备的方框图209。电子设备的一些示例包括计算机，例如便携式计算机和台式计算机。电子设备的其它示例包括玩具、游戏机、蜂窝电话、充电器、电池、手持设备、电动工具、功率连接器、杯子、音乐播放器、照相机、计算器、遥控器、录像机(VCR)、数字视频光盘(DVD)、传真机和个人数字助理。电子设备还包括诸如电动剃须刀、电动牙刷和电推剪的美容设备，以及诸如电视机和电冰箱的家用电器。应该注意到，可以耦合到功率传输结构111的还有其它电子设备，但是为了简洁明了，这里只讨论少数几种。
图8是根据本发明的功率传输支撑结构111和具体化为便携式计算机125的电子设备的透视图。便携式计算机125在其底表面上125′携带触点组125a、125b、125c和125d。当便携式计算机125可操作地耦合到功率传输支撑结构111时，通过触点125a、125b、125c和/或125d向其供电。触点125a-125d彼此相隔，使得相对于功率传输支撑结构111可以将便携式计算机125定位于许多不同的位置，从而向便携式计算机125供电。
例如，触点125a和/或125b可以接触表面111a，使得功率流向便携式计算机125。在这种方式下，可以以许多种相对于功率传输支撑结构111更加不同的方式来布置便携式计算机125。此外，如果触点125a和125b使用接触111a，电流在它们之间进行分享。在这种方式下，较少的电流流经任何一组触点，这降低了流经相应的电源适配器电路的电流。如果较少的电流流经电源适配器电路，则其寿命增加，这是因为存在较少的加热，因此这不太可能被破坏。
图9a和图9b是根据本发明具体化为具有功率连接器126的便携式计算机125′的电子设备的透视图。在本实施例中，功率连接器126包括并且承载从其表面126a延伸的触点120，如图9c中所示的连接器126的底部视图所示。连接器120还包括如以上所述与触点120连通的电源适配器电路130和电池连接器128。然而，为了简洁明了，电路130在这里并未示出。结合其它所公开的实施例，图9a和9b中所示的实施例示出了从功率传输表面111a到设备112的功率的传导性传输，但是，结合这里所公开的其它实施例，可以使用其它的诸如电导耦合、电感耦合、光功率传输、声功率传输、微波功率传输技术或任何其它的功率传输方案。便携式计算机125′包括依据接收电池连接器128决定其形状和尺寸的电池电源插座129。电池电源插座129通常通过电源线部分连接到电源插座。电源插座129通过便携式计算机盒127延伸，并且与便携式计算机125的电源系统相连通。在本实施例中，电池连接器128相对于电源插座129在接触(图9a)位置和不接触(图9b)位置之间反复移动。然而，应该注意到，在其它实施例中，电池连接器128可以固定地附着至电源插座129。
图9d是连接器126在与表面111a接触的位置的侧视图。在本实施例中，连接器相对于电源插座129是可旋转的，如移动箭头所指示的那样，所以，触点120可以在相对于功率传输表面111a的接触位置和不接触位置之间旋转移动。在接触位置，触点120接触功率传输表面111a，并通过电源插座129向便携式计算机125供电。在不接触位置，触点120远离表面111a，所以不通过他们向便携式计算机125供电。通过这种方式，连接器126允许便携式计算机125′与功率传输结构111可操作地耦合。应该注意到，在其它实施例中，连接器126相对于电源插座129是不可旋转的。在这些非旋转的实施例中，连接器126可以固定地附着到电源插座129上，或可以反复从其移除。
图10a是根据本实施例的功率传输系统101的透视图。如以上更加详细地讨论的那样，系统101类似于系统100，并且包括功率传输支撑结构111。然而，一个区别是电子设备112可操作地耦合到支撑结构111，但并不由其承载。相反，系统101包括由结构111承载的具体化为功率连接器116的电子设备。
图10b示出了当功率连接器116与表面111a不接触时的实施例的更加详细的透视图。如所示出的，连接器116包括电源适配器盒117和从其表面116a延伸的触点120。如上所述，连接器116还包括与触点120相连通的电源适配器电路130(未示出)。电路130通过电源线114与电子设备112相连通。应该意识到，在其它实施例中，功率连接器126可以包括磁性元件300，以便连接器116响应于磁场B。类似地，也可以利用光学、声学、微波、电容等功率传输。
在本实施例中，线114包括应变消除部分114a，它允许线114相对于连接器116更加灵活地进行移动。这减少了连接器相对于表面111a发生不希望的移动的可能性。然而，应该注意到，只是出于说明的目的而在这里包括该应变消除部分114a。
图10c是功率连接器116的部分侧视图。在本实施例中，连接器116包括重物118，将其固定功率传输支撑结构111，使得表面111a和触点之间有更好的电气接触。在一个示例中，重物118是磁性的，并且功率传输支撑结构111包括磁性材料，如图14所讨论的那样。因此，重物118和支撑结构111可以磁性地耦合在一起。功率连接器116还包括安装在盒117内的承载触点120和电源适配器电路130(未示出)的电路板123，在2006年2月6日提交的共同未决的美国申请No.11/672,010中提供了关于电路板123更加详细的讨论。电源线114包括单独的导线121a、121b和121c，连接到触点120中相应的触点120a、120b和120c上。或者，电路130可以位于盒116a内，从而经过电源线出来的引线是信号SPower，并且通常包括一对导线，即，一个用于正极，一个用于负极。
在操作中，当功率传输支撑结构111承载功率连接器116时，触点120接触功率传输表面111a。作为响应，电路130接收信号SPDS并通过114部分向电子设备112提供信号SPower。因此，功率连接器116通过触点120与功率传输支撑结构111可操作地耦合。此外，电子设备112通过功率连接器116与功率传输支撑结构111可操作地耦合。通过这种方式，即便当功率传输支撑结构111没有承载电子设备112时，电子设备112还是与功率传输支撑结构111可操作地耦合。
图10d是根据本发明的功率传输系统102的透视图。系统102类似于以上所述的系统101，并且包括功率连接器116。然而，一个区别是功率连接器116通过电源线部分113连接到电源(未示出)。触点120接触表面111a，所以连接器116与功率传输结构111可操作地耦合。
在操作中，电源通过电源线113b向电源适配器122供电。电源适配器122将功率调整为相兼容的功率等级，并通过电源线113a将其流向功率连接器116。功率连接器116接收该功率，并通过电源适配器电路130和触点120将其流向功率传输支撑结构111。当触点120接触功率传输表面111a时，该功率流向结构111。当电子设备112如以上所详细描述的那样与支撑结构可操作地耦合时，该功率就提供给它。在这种情况下，电路130用于向焊盘传输功率，否则它不通电。在这种情况下，电路130包含感测电路以确定其触点中有哪些触点连接到功率传输表面的各电极。此外，电路将适当的触点连接到电路130内的驱动电路上，这可以适当地为功率传输表面111a的电极通电。通过这种方式，包括不能发挥作用的功率传输表面的无源的电极组而由本发明的具有电路130的设备对其通电就可以变成功能完全的功率传输表面。这种布置的目的之一是可以在这样的情况下进行，布置桌子比较经济的场合，以及可以在以后通过在其表面放置有源的驱动器来启动的具有功率传输电极的其它表面。
对于向电池充电的实施例，通常有3种类型的充电器：1)通过放置在功率传输表面上的自充电电池；2)实际上是使用电池从焊盘获得功率然后控制电池充电的充电控制器的充电器；和3)具有功率接收器和充电控制器，并对诸如AA和AAA电池的非智能终端、非焊盘使能电池充电的充电器。对于第一种情况，电池包含所有的充电消息和功率接收。在这种情况下，只要将电池放置在表面，它自己就会进行再充电。对于第二种情况，电池具有集成的功率接收器，但并不包含控制自身充电的电路(即，电路130)。电池只是简单地将功率接收器的输出带给它上面的终端，将接收的功率带给主机设备。在这种情况下，可能存在包含电池充电电路并使用电池从表面获得功率的电池充电器。对于第三种情况，电池具有集成的功率接收器和电路130以产生信号SDevice，而非电池充电消息。在这种情况下，电池充电器可以使用电池从表面获得功率，更像以上所讨论的情况2。
图11a和11b是根据本发明的电池充电器200的顶部透视图和底部透视图。在本实施例中，电池充电器200包括位于电池盒204内的触点205a和205b。触点205a和205b连接到功率计201，所述功率计提供电池206的充电状态指示。在本示例中，电池充电器200包括当对电池206充电时进行指示的灯203。例如，灯203可以发出指示电池206具有较低电荷的红光和指示电池206需要充电的绿光。应该注意到，功率计201和灯203是可选的部件，出于说明的目的在这里进行显示。
图11c和11d是根据本发明具体化为电池206的电子设备的顶部透视图和底部透视图。由充电器200的电池盒204决定电池206的尺寸和形状。当电池206可操作地耦合到功率传输支撑结构111时可以对其充电。电池206可以是许多种不同类型的，而且可以用于给许多不同的电子设备供电。在本示例中，电池206是用于给蜂窝电话供电的可再充电的蜂窝电话电池。
在本实施例中，电池206包括电源适配器电路130(图11e和11f)和通过电池盒195′并从其表面206a向外延伸的触点120。电池206还包括通过盒195′并从其表面206b向外延伸的触点139a和139b。通过这种方式，触点120和触点139a和139b由电池206承载并与之集成。
在操作中，电池206定位于盒204内，使得触点139a和139b分别接触触点205a和205b，并且作为响应，功率计201提供对电池206的充电状态的指示。电池充电器200位于功率传输支撑结构111上，所以，如以上所讨论的那样，触点120接触111a，并且功率从表面111a流经触点120和触点139a和139b。通过这种方式，电池充电器200被用来使用功率传输表面111a为电池206充电。
图11e和11f分别是具有半展开电池盒195′的电池206的顶部透视图和底部透视图。在本实施例中，电池206包括并承载与触点120相连通并且作为桥式整流器的电路130。电路130分别通过导线133a和133b连接到触点139a和139b。对触点120进行布置，使得当触点120接触功率传输表面111a时，触点120中的至少两个触点之间存在电势差。同样对触点120进行布置，使得独立于表面111a上的设备112的取向向电源适配器电路130提供电势差。通过这种方式，当触点120接触功率传输表面111a时，功率传输表面111a通过电气触点120向电路130提供电势差。
图12a和12b是根据本发明具体化为对电池212充电的电池充电器210的电子设备的顶部透视图和底部透视图。在本实施例中，电池充电器210包括盒211，具有多个用于接受电池212的开口。触点120由电池充电器210承载，并且延伸通过盒211的表面210b。电池充电器210还承载与触点120相连通的电源适配器电路130，但为了简洁明了并未示出。电池212可以是任何类型的电池，但这里显示为蜂窝电话电池。
在操作中，将电池212插入对应的开口，使它们的触点通过电路130与触点120相连通。电池充电器210位于功率传输支撑结构111上，所以触点120接触功率传输表面111a，并且信号SPDS经过触点120而流向电路130。作为响应，电路130提供用于为电池212充电的信号SDevice。
图13a和13b是根据本发明具体化为给电池217充电的电池充电器215的电子设备的顶部透视图和底部透视图。电池217是常规电池，并且可以是各种尺寸的，例如A、AA、AAA等。充电器215包括盒216，盒216具有多个用于接收电池217的尺寸和形状的电池盒。终端(未示出)位于每个电池盒之内以接触电池上相应的终端。终端通过电源适配器电路130(未示出)连接到触点120，并且延伸通过盒216的表面216b。
在操作中，将电池217插入到对应的开口，使它们通过电路130与触点120相连。电池充电器215位于功率传输支撑结构111上，所以触点120接触功率传输表面111a，并且信号SPDS经过触点120而流向电路130。作为响应，电路130提供用于为电池217充电的信号SPower。
图14是根据本发明的直立的功率传输系统100′的透视图。在本实施例中，系统100′包括功率传输支撑结构111和电子设备112。结构111处于直立位置，其中表面111a那样垂直于如图1所示的地面。表面111a可以在相对于地面的任何非平行角度上。设备112可以以许多不同的方式接触表面111a，例如，以真空抽吸的方式。然而，在本示例中，设备112通过磁性吸力来接触111a。在这里，设备112包括磁性元件119a和119b，并且功率传输支撑结构111包括磁性材料。磁性元件119a和119b可以罩在设备112的电子设备盒124内，或者可以延伸通过它。通过磁耦合到磁性材料的磁性元件119a和119b将设备112固定至表面111a。这增加了触点120接触表面111的力。随着接触力增加，接触电阻减小，而随着接触力减小，接触电阻增加。
磁耦合在某些不同情况下是有用的。例如，功率传输支撑结构111可以附着到垂直的墙壁，例如电冰箱前面，并且设备112可以磁耦合到那里。将结合图24c对一个这样的实施例进行讨论。在其他情况下，功率传输支撑结构111可以附着到机动车的内部，如结合图25a所讨论的那样。其中机动车，使设备112固定至功率传输支撑结构111，不使它进行不期望的移动，是非常有用的。
在本实施例中，电子设备112包括位于表面112a上的摩擦构件119c和119d。摩擦构件119c和119d接触表面111a以增加设备112和功率传输支撑结构111之间的摩擦力的量。通过这种方式，设备112不太可能相对于表面111a滑动。构件119a和119b可以包括许多不同的材料，例如橡胶和塑料，其提供与功率传输表面摩擦所需的摩擦力的量。
图15是根据本发明的电动工具187和电源适配器188的透视图。在本实施例中，将电动工具187具体化为电钻，但它可以是其他工具，例如螺丝起子或锯或其它工具。电动工具187包括为其供电运行的可再充电电池(未示出)。电源适配器188包括如以上所讨论的那样互连的触点120和电源适配器电路130(未示出)。在本示例中，触点120延伸通过适配器188的侧188a。然而，在其它示例中，触点可以延伸通过适配器188的侧188b。在又一实施例中，触点120可以延伸通过两个侧面188a和188b。这允许电源适配器188在更多的取向上可操作地耦合到功率传输支撑结构111。在一组触点120变得无效时，这还可以提供冗余。此外，具有多组触点120可以允许对信号SPDS进行分解，如结合图8所讨论的那样。
在操作中，电动工具187可操作地耦合到电源适配器188，使得其电池(未示出)通过电源适配器电路130与触点120相连。触点120接触功率传输表面111a(图1)，并且信号SPDS经过触点120流向电源适配器电路130。作为响应，电路130向电池或电动工具187的充电电路输出信号SPower。应该注意到，功率传输支撑结构111可以许多不同的方式进行取向，例如以上图1和14所示。
图16是根据本发明的功率传输系统360的透视图，其中，电子设备具体化为由杯子架362承载的杯子361。杯子361和杯子架362由功率传输支撑结构111承载，如以下将更加详细描述的那样。图16b和16c是沿着图16a中的切线12a-12a′提取的杯子361和套筒362的截面侧视图。在图16a中，杯子361接触杯子架362，在图16b中，杯子361与杯子架不接触。套筒362可以使杯子361稳定，并且当功率传输结构111对其进行承载时，可以降低杯子相对于功率传输表面111a倾斜的可能性。
在本实施例中，套筒362包括具有用于接收杯子361的中央空间373的侧壁371。套筒362还具有被定位成当由功率传输支撑结构111对其承载时对套筒362提供更多的支撑的环形凸缘370。应该注意到，凸缘365是可选的，可以将其浇铸至套筒侧壁364或可以是单独的一块。还应该注意到，杯子架362也是可选的，并且根据本发明，也可以将杯子361配置成没有杯子架来运行。
杯子361可以有许多不同的类型。在本实施例中，杯子361包括内壁366和包围内部空间368的外壁367。杯子361具有开口375，其延伸至用于装盛诸如咖啡和茶的饮料的空间369。杯子361还包括环形凸缘372，其在开口375的外周延伸。杯子362可以有许多不同的类型，并且通常包括如金属、塑料和陶瓷这样的材料，其可以承受大范围的温度。温度范围包括那些通常用于饮料的温度。
根据本发明，杯子361包括远离开口375延伸通过其表面361a的触点120。此外，杯子361包括定位于内部空间368的电源适配器电路130，使得它如以上所述的那样与触点120相连。杯子361还包括与电源适配器电路130相连的温度控制器374。控制器374可以定位于许多不同的位置，但在这里它位于空间369内的内壁366上。通过这种方式，控制器374可以控制内壁366和空间369内的饮料的温度。温度控制器374可以是许多不同的类型，例如热电式加热器或冷却器，它们提供所需要的温度以作为对来自于电源适配器电路130的信号的响应。
在操作中，当功率传输支撑结构111承载杯子361并且触点120接触表面111a时，信号SPDS流向电源适配器电路130。电源适配器电路130向温度控制器374提供信号SPower以对接收信号SPDS进行响应。通过这种方式，温度控制器374由功率传输支撑结构111供电，并且控制杯子362的温度。
在一种操作模式中，温度控制器374作为加热器运行，所以它使得饮料的温度达到所需的高温。在另一种操作模式中，温度控制器374作为冷却器运行，所以它使得饮料的温度达到所需的低温。应该注意到，高温通常是高于室内温度的温度，而低温通常是低于室内温度的温度。在某些示例中，控制器374可以既作为加热器又作为冷却器运行，所以它可以使得饮料温度达到所需的高温或低温。通过这种方式，就可以控制空间369内的饮料的温度。
在本实施例中，杯子361包括把手363，当杯子362与架362接触时把手363延伸通过杯子架362的槽364。当杯子362移离功率传输表面111a时，把手363相对于架362移动通过槽364。应该注意到，把手363和槽364是可选的部件，出于说明的目的对它们进行显示。杯子361相对于套筒362在接触(图16b)位置和不接触(图16c)位置之间可反复移动。在脱离位置，杯子361是向上移动并离开槽362，那样凸边372脱离槽侧壁371。
杯子361和套筒362可以以许多不同的方式相对彼此移动。在这里，当杯子361由把手363举起时，套筒362向上滑动，并且抓住凸缘372，作为响应，杯子361移离表面111a。当杯子361与表面111a接触时，套筒362滑下直到杯子接触表面111a。
在处于接触位置时，可以相对于套筒362调整杯子361的位置，以调整接触表面111a和触点120之间的接合力。随着触点120和表面111a之间的接合力增加，它们之间的接触电阻减少。此外，随着触点120和表面111a之间的接合力减小，它们之间的接触电阻增加。
图17是示出根据本发明的功率传输系统可以用于不同地方的方框图。在某些实施例中，功率传输系统用于通常包括住宅和商业楼宇的建筑物。住宅和商业楼宇可以是许多不同的类型，例如，家庭、企业、船舱、酒店等。应该注意到，在某些实施例中，功率传输系统可以用于户外，例如野营时。
功率传输系统还可以与许多不同类型的装置一起使用。例如，如图18a-18b、19a-19b、20、21a-21b和22中所示，功率传输系统可以与电子设备一起使用。在图23a、23b和23c中，功率传输系统与家具一起使用。如图24a、24b、24c和24d所示，功率传输系统与电器一起使用。在其它实施例中，功率传输系统用于交通工具，例如机动车、轮船或飞机。例如，功率传输系统分别与如图25a和25b所示的汽车和飞机一起使用。通过这种方式，这些装置可以如以上所讨论的那样用于向其它电子设备供电。
图18a和18b是根据本发明分别具体化为扫描仪155和打印机156的电子设备的透视图。在本实施例中，扫描仪155包括功率传输支撑结构111，使得表面111a限定了其上表面155a的一部分，打印机156包括被定位的功率传输支撑结构111，使得表面111a限定了其上表面156a的一部分。可以通过扫描仪155或打印机156的电源系统或从单独的电源线部分(未示出)向功率传输表面111a供电。
图19a是根据本发明具体化为便携式计算机135的电子设备的透视图。在本实施例中，便携式计算机135包括被定位的功率传输支撑结构111，使得表面111a限定了便携式计算机外壳127的外表面127a的一部分。在某些示例中，便携式计算机135的电源系统向功率传输表面111a供电。在其它示例中，将独立于便携式计算机135的电源系统向表面111a供电。例如，单独的电源线部分可以从便携式计算机135延伸，并且将功率传输表面111a连接到插座。
图19b是根据本发明具体化为便携式计算机136的电子设备的透视图。在本实施例中，便携式计算机136包括延伸通过外壳127的内表面127b的显示器137和键盘138。便携式计算机136还包括被定位的功率传输支撑结构111，使得表面111a限定了表面127b的一部分。可以以与如上所述为便携式计算机135供电的相同或类似的方式对表面111a供电。
图20是根据本发明具体化为便携式计算机139的电子设备的透视图。在本实施例中，便携式计算机139包括可以沿着移动箭头所示相对于便携式计算机139的前面部分在展开位置(已经示出)和叠置位置(未示出)之间移动的托盘140。便携式计算机139包括由托盘140承载的、并且同样可以随其移动的功率传输支撑结构111。当托盘140处于展开位置时，如以上所讨论的那样，功率传输表面111a可以承载电子设备112并且对其供电。当托盘140处于叠置位置时，在外壳127的内部占用一个空腔(未示出)。
托盘140可以在其叠置位置和展开位置之间以许多不同方式移动。在一个示例中，托盘140由轨道固定，使得其可以向前滑动并远离外壳127。在另一个示例中，托盘140附着至与外壳127承载的沟槽接触的牵引架上，。在某些示例中，托盘140可以包括把手，使得可以将它从叠置位置拉到展开位置。
图21a和21b是根据本发明具体化为便携式计算机145的电子设备的透视图。在本实施例中，计算机145包括可以沿着移动箭头所示相对于外壳127的侧面在叠置位置(图21a)和展开位置(图21b)之间移动的托盘148。在叠置位置，托盘148与外壳127的侧面平齐。响应于启动按钮147，托盘148从叠置位置移动到打开位置。通过这种方式，托盘148以类似于CD ROM驱动器或DVD播放机的方式操作。
在本实施例中，功率传输支撑结构111由托盘148承载并随其移动。功率传输表面111a可以从电池或便携式计算机145的电源系统获得功率。如有需要，可以展开托盘148以暴露表面111a，使得可以在其上承载电子设备。当不需要时，可以叠置托盘148，并且将门146用锁锁到外壳127，使得将托盘148固定在叠置位置内。将托盘148设计成支撑电子设备112的重量。
在某些示例中，现有的计算机部件，例如CDROM驱动器或DVD播放机，已经安装在便携式计算机145内。根据本发明，这些已经被安装的部件可以从便携式计算机145中移除，并用托盘148代替。在其它的实施例中，托盘148可以是内置在便携式计算机145内。在又一实施例中，可以修改已经存在的CDROM驱动器或DVD播放机的托盘，使得它可以承载功率传输表面111a。通过这种方式，它可以用于播放CD或DVD，并且可以向电子设备供电。
图22是根据本发明具体化为连接到功率传输支撑结构111的便携式计算机150的电子设备的透视图。在本实施例中，便携式计算机150以电源线部分151连接到电源插座(未示出)。功率传输支撑结构111通过连接到电池功率连接器152的电源线113从便携式计算机150接收功率。通过这种方式，通过线113功率在便携式计算机150和功率传输表面111a之间流动。该功率可以由便携式计算150内的电池提供或可以从部分151直接流出。
功率连接器152可以是许多不同的类型，例如，那些通常用于连接便携式计算机到电源的那些。在某些实施例中，功率传输表面111a可以作为向计算机鼠标供电的鼠标垫。在其它的示例中，表面111a可以作为用于向计算机提供信息的触摸板。
根据本发明，可以将多个单独的功率传输系统定位于相同的或不同的位置以提供无线的可再充电设备。“无线”的可再充电设备不需要对电源和正在充电的电子设备之间进行连接的电源线部分。利用该设备，电子设备的用户可以充电，并且无线地操作电子设备，而不需要携带电池充电器。功率传输表面111a可以仍然需要电源线，但个别的电子设备不需要电源线，因此是无线的。
如果提供了足够的功率传输系统，则用户更有可能使用其中之一。在一些情况下，功率传输系统通过企业主办的无线设备作为便利而提供给用户，并且在其它的情况下，由该企业向用户收费。
可以通过与各种结构集成在一起以分离的方式提供该设备。例如，可以如结合图23a、23b和23c所讨论的那样分别与沙发、茶几和书桌集成在一起。通过这种方式，设备更加分散。在该位置还有较少数的电源线部分，使得人们不太可能遗失它们或被它们绊倒。
图23a是根据本发明具体化为具有功率传输支撑结构111的沙发180的家具的透视图。在本实施例中，功率传输支撑结构111被承载在沙发180的扶手上。然而，功率传输支撑结构111可以位于沙发180的许多其它的位置。在本实施例中，功率传输支撑结构111可以为电视的遥控设备和以上所讨论的其它电子设备充电。向功率传输支撑结构111供电的电源线从墙壁电源插座(未示出)延伸通过沙发180，并且到达功率传输表面111a，因此它是隐藏不可见的。
图23b是根据本发明具体化为具有功率传输支撑结构111的茶几182的固定物的透视图。在本实施例中，功率传输支撑结构111被承载在茶几182的上表面182a上。然而，功率传输支撑结构111可以位于茶几182上许多其它不同的位置，例如下表面182b上。向功率传输表面111a供电的电源线从墙壁电源插座(未示出)延伸并且到达功率传输表面111a。应该注意到，可以通过连接到墙壁电源插座的电源线为灯182a供电，或者由功率传输支撑结构(未示出)为其供电。通过这种方式，电源线是隐藏不可见的，所以该固定物更加美观。
图23c是根据本发明具体化为具有功率传输支撑结构111的书桌183的固定物的透视图。在本实施例中，功率传输表面111a被承载在书桌183的侧面183c上。然而，功率传输表面可以位于书桌183上的许多其它不同的位置，例如上表面183a和下表面183b。由连接墙壁电源插座(未示出)和功率传输表面111a的电源线部分为功率传输表面111a供电。电源线部分是隐藏不可见的而使书桌183更加美观。在某些实施例中，功率传输表面111a通过粘合剂或磁力如结合图14所讨论的那样固定到书桌183。
图24a是根据本发明具体化为具有功率传输支撑结构111的电子时钟184的电器的透视图。在本实施例中，功率传输支撑结构111被承载在时钟184的上表面184a。然而，功率传输支撑结构111可以被承载在时钟184上的许多其它不同的位置，例如侧表面184b。在某些实施例中，时钟184可以由功率传输支撑结构(未示出)供电，或由电源线供电。
图24b是根据本发明具体化为具有功率传输支撑结构111的微波炉185的电器的透视图。在本实施例中，功率传输支撑结构111定位于微波炉185的上表面185a。然而，功率传输支撑结构111可以定位于微波炉185上的许多其它不同的位置上，例如侧表面185b。
图24c是根据本发明具体化为具有功率传输表面的电冰箱186的电器的透视图。在本实施例中，功率传输支撑结构111定位于电冰箱186的前表面186ca。然而，功率传输支撑结构111可以定位于电冰箱186上的许多其它不同的位置上，例如侧表面186b和上表面186a。
图24d是根据本发明的具有功率传输表面的工具箱190的透视图。在本实施例中，工具箱190包括承载太阳能发电系统189的盖子191。功率传输支撑结构111被承载于可以被盖子191包围的表面190a上。太阳能发电系统189连接到功率传输支撑结构111，并且为其供电。结合图5a-5c和6a-6c讨论某些连接到功率传输支撑结构111的太阳能发电系统的示例。盖子191可在相对于表面190a的打开和关闭位置之间反复移动。该工具箱可以是往往由轻型货车后面携带的工具箱。它可以位于汽车发动机盖下。底盘附件往往携带在轻型货车的货物底盘内。它可以在底盘的侧壁上或后挡板上。工具箱在其底部可以包括连接到底盘底部的功率传输表面的触点。功率传输表面由车辆电源系统供电，并且用于为电动工具充电。它可以与旅行车或帐篷集成在一起。它可以与用于卡车的旅行车外壳集成在一起。它可以与卡车和工程车辆集成在一起。它可以与挂车集成在一起。例如，它可以用作拖车尾灯的连接器。卡车底盘工具箱。
图154示出了具有安装在表面上的功率传输表面的工具箱或通用箱。在本示例中，另一个面板罩着给系统供电的太阳能电池板。在一个实施例中，可以将这样的工具箱或通用箱附着并安装到车辆上，例如轻型货车的后面或货仓内，并且从车辆电池获得功率。这对建筑工人来说是有用的电器，当他们的手持电动工具在工具箱内或工具箱上时可以对它们再充电。
图25a是根据本发明具体化为具有功率传输支撑结构111的汽车195的机动车的内部透视图。功率传输支撑结构111可以定位于汽车195的许多不同位置内。例如，将司机侧和乘客侧分开的控制台194可以承载功率传输支撑结构111。功率传输支撑结构111还可以定位于控制台194和仪表板192之间的中间位置，如功率传输支撑结构111′所指示的。功率传输支撑结构111可以定位于仪表板192上，如功率传输支撑结构111″所指示的。
功率传输支撑结构111′和111″与功率传输支撑结构111相同或类似。在这些示例中，支撑结构111可以包括磁性材料，如结合图1b所讨论的那样，所以当车辆195移动的时候其固定电子设备112。应该注意到，在其它示例中，功率传输支撑结构111甚至可以定位于汽车195的外部，但是为了简洁明了，这些实施例在这里并未示出。
当功率传输支撑结构111、111′和/或111″与汽车195包括在一起时，可以由许多不同的方式对它们进行供电。在某些示例中，将它们有线的连接到汽车195的电气系统。这可以直接实现或可以通过如点烟器193这样的功率连接器来实现。由具体化为点烟器的功率连接器为功率传输支撑结构111供电的示例在图5b和5c中示出。支撑结构111还可以位于汽车的行李箱内或由轻型行李箱承载的外部工具箱内。将支撑结构111定位在汽车的外部，例如底盘下，也是有用的。这对于向许多不同的电子设备供电，例如电动工具，是有用的。
图25b是根据本发明具体化为包括具有功率传输支撑结构111的飞机座位197的飞机的交通工具的透视图。在本实施例中，功率传输支撑结构111由可以在打开和关闭位置之间反复移动的托盘桌199a承载。在本示例中，座位198a承载具有功率传输支撑结构111的托盘桌199a。托盘桌199a被显示为处于关闭位置。座位198b承载具有与其相集成的功率传输支撑结构111的托盘桌199b。托盘桌199b被显示为处于打开的位置。飞机可以是商业飞机或者可以是私人飞机。在某些实施例中，功率传输支撑结构111可以与座位198a和198b的扶手而不是托盘相集成。支撑结构111还可以与座位198a和198b的靠背相集成，并且包括结合图1b所讨论的磁性材料。
图26是叠置的功率传输表面的透视图，其中，功率传输表面111滑进如所示的便携式计算机的设备127下面非常薄的槽内。当功率传输表面111延伸时，其位于可能的平坦表面上。设置在表面111上的任何设备的重量是由功率传输表面所支撑的表面产生的。当卡111被叠置时，它可以占用主机设备127内的一个平的空腔。或者，卡111可以由牵引架和两侧上的沟槽型的沟道固定在适当的位置。在这种情况下，焊盘111的底部表面总是暴露的。另一个选择是，随着功率传输表面111的收缩，它可以卷至围绕弹簧负载转轴的管。需要柔性布线连接电源以对功率传输表面通电。在卷成筒状装置的情况下，可以使用滑环组件。如图中所示的标签153允许用户在卡被叠置时将其拉出。
图27是卷起来的功率传输表面111的透视图。可以将功率传输表面卷成圆筒，所述圆筒可以例如有助于传送设备或存储设备。为了有助于滚卷，基底应该是容易弯曲和/或压缩或可扩展的。此外，基底制造得越薄，就越容易滚卷。在功率传输表面111的表面上具有导体，上面的传导图案比较混杂的情况下，最好是平行于卷起表面所围绕的轴排列表面电极的最长部分。所示出的是具有传导条118图案附着在已经沿着平行于条118长的部分的轴卷起来的基底111的示例。
图28a、28b和28c是折叠的功率传输表面的透视图。可以将功率传输表面111经济地制成可折叠的。仔细选择铰链404和互连以使得折叠切实可行。图28a示出了沿着两个传导条之间形成间隙的线切成两部分的基于传导的功率传输表面111。导体403a、403b将(A)半部分401的“正的”表面电极与(B)半部分402的“正的”表面电极连接。相对侧上的类似导体403a和403b将(A)半部分401的“负的”表面电极与(B)半部分402的“负的”表面电极连接。图28b示出了铰链404本身可以由附着在功率传输表面111背面的耐用布料或其它编织的纤维条制成。诸如建立在门404上的标准铰链还可以直接浇铸或附着在功率传输表面111的底部，如图28c所示。
图29a和29b示出了附着相邻的功率传输表面的互锁机构的透视图。功率传输表面焊盘可以动态地相互连接(级联)，因此，在通过单连接来接收功率时在尺寸上增大了有效面积。可以彼此相邻地放置功率传输表面以增加有效的功率传输区域。图29a和29b示出了机械地附着相邻的功率传输表面的“极化”互锁机构。这两个“极性”标注为′U′410和′D′411。
图29c示出了放置多个互连的功率传输表面的示意图，其中适当的侧标记有适当的机械附着。在图29c中，将4个功率传输表面布置成一个2×2的矩阵。互连标签U410和D411如所示出的那样被布置在每一个功率传输表面上。在所有相邻的功率传输表面相配的地方允许N×M矩阵进行组装。
图29d示出了放置多个互连的功率传输表面的示意图，其中适当的角标记有适当的电气附着。功率传输表面412、413的角可以具有如图29e所示的触点，使得当两个功率传输表面互锁时，在这两个表面之间形成连接。因此，可以将功率传输表面矩阵连接在一起，以使得单个电源可以为更大的功率传输表面供电。
图29e示出了多个附着的功率传输表面角处的电气附着的透视图。特定的功率传输表面的每个角上的触点415与另一功率传输表面的截然相对的角上的触点416电接触。应该连接这些角，使得所有的角极性能匹配(即，所有的角是正的412或负的413)。
通过滑行机构功率传输表面还可以是可折叠的。在这种情况下，功率传输表面被分成多个部分。相邻的部分滑到另一个的下面以折叠。有一个可以称之为沟槽装置内的牵引架的实施例，凭此每个部分在下面的相对边上具有一组沟槽，并且与它们上面相对边上的“牵引架”相匹配。一个部分上面的牵引架与相邻面板下面上的沟槽相匹配并滑进沟槽内。
图30是针对图10a、10b、10c和10d描述的功率连接器116内的电路方框图。当将设备放置到无源功率传输表面111a时，可以打开触点的组合，并连接到一组表面电极，或者连接到另一组表面电极。在本实施例中，感测逻辑器件503确定触点504中A、B、C或D哪一些触点相互连接，以及哪一些触点根本就没被连接。一旦确定了触点504中的每一个的连接以后，开关控制器502就设置每个开关以将它选路到电源501的合适终端，因而，给功率传输表面111a通电。
图31a、31b、31c和31d、31e以及31f是为功率传输表面提供功能审美照明的装置的透视图。照明可以采用灯602的发光外周环的形式，通过半透明的焊盘基底603背景光是可见的，或者通过焊盘触点之间的空隙照明是可见的。照明可以由白炽灯、光管、电致发光、发光二极管(LED)或其它这样的光源产生。图31a示出了由电致发光(EL)或否则由发热的材料的发光外周602所界定的功率传输表面111a的示例。边界的形状和样式可以是其它的而不是所示出的简单边界。图31b和31c示出了不同的照明实施方式。在这些示例中，可以将在其上有不透明材料604的基底603制成半透明的或辐射的，以便实现功率传输表面111a上的照明图案的效果。图31d示出了功率传输表面的截面，光线从在表面上的不透明材料604之间发光的顶部表面，透过半透明或透明基底603a是可见的。在这种情况下，不透明材料604主要由基底支撑，基底或者是透明的或者是半透明的603a。这种夹心结构位于发光材料603b的顶层。由发光材料603b产生的光经过半透明的或透明的基底603a，并且在不透明材料604块之间出射。图31e示出了在另一结构的功率传输表面111a的截面。在这种情况下，在顶层上的不透明材料604被直接粘结到发光材料603b上。光可以从形成表面的不透明材料604的块之间的发光材料603b直接出射。发光材料603b还可以由可选的形成底部表面的基底605支撑。这种底部基底605可以考虑进一步的刚性、更持久性或其它的原因。
图31f示出了类似于图31e的另一配置，只是底部基底605是由用作“光管”607的基本透明材料构成。可以捕获并引导由发光材料603b的底部侧发出的光到功率传输表面111a的边缘。示出了在透明材料603b的底部主要表面形成沟槽或凹槽的可选反射器608。这些反射器608引导发射光606朝着功率传输表面的外边缘。此外，在功率传输表面的外周，底部表面608中的沟槽或凹槽趋于使发射光606向上或向外偏离，以便生成围绕功率传输表面111a的发光框架的效果。对照明的驱动可以来自于功率传输表面111a的激励。在这种情况下，照明将在一定程度上跟随焊盘111a的状态。例如，当功率传输表面进入“睡眠”模式时，照明将变暗。或者，照明可以不取决于由功率传输表面111a施加的激励来控制。在这种情况下，作为对功率传输系统的各种状态水平或者是美观原因的响应，可以使照明进行改变。还可以使照明改变颜色或变暗，以传递诸如“设备充电中”和“故障”这样的信息或者由于美观的原因。
图32a是被分成若干独立部分701a-f的功率传输表面111a的示意图。每个部分701a-f由相同的电源113通过独立的暗流传感器703a-f为其供电。结果，不能在任何给定的时间给大部分的焊盘111a通电。在另一实施例中，对于焊盘的不同区域，功率传输表面701a-f的不同部分可以用于提供不同的电压或其它的电气特性。在一个实施例中，该焊盘由独立的焊盘701a-f阵列构成。每个独立的焊盘701a-f可以连接到一组独特的、预定电压或其它电气特性的电源之一。焊盘701a-f使用可编程电阻技术来检测设备112的功率需求。通过这种方式，该焊盘可以向设备传输相兼容的电压而无需设备112的板载转换器。功率传输表面111a的部分701a-f可以分成许多部分701a-f，它们彼此电气独立，以便不同部分701a-f可以提供不同的激励。不同部分701a-f是独立的，以便每个部分701a-f可以执行独立的安全和状态测试而不管在其它部分上是否是活动的，这也是所希望的。图32a示出了被分成(为了简洁明了，随意划分)6个部分701a-f的功率传输表面111a。每个部分提供功率输入导线702。在一个实施例中，这6个部分701a-f相互之间完全电隔离，尽管它们共享一个共用地。
图32b和32c是被分成若干独立部分的功率传输表面111a的功率传输和保护电路的原理方框图。图32b示出了驱动图32a中的功率传输表面的这些独立部分的电气系统的方框图。实现了经济性，因为每个独立的部分共享共用的电源113。通过检测各种可能存在于各部分701a-n上的故障状态的保护电路703a-n来连接每个部分。因此，功率传输表面111a更安全并且更高效。
图32c示出了可以将任何n个电源连接到任何m个功率传输表面部分701a-n的实施例。每个电源113驱动安全保护电路703a-n。所示的椭圆点用于指示方框重复n或m次。控制器706监控来自每个安全保护电路703a-n、功率需求传感器705和每个电源113的输入。控制器706通过功率需求传感器705确定哪一个功率传输表面111a需要连接到哪一个电源。可以在位置(a)701a、位置(b)701b中的任何位置使用安全保护，或者在两个位置701a、701b都使用。在安全保护电路(a)703的情况下，它保护连接到它上面的电源113。如果由该电源113供电的部分701a-f中之一引起故障，例如，则安全保护电路(a)703a将关闭其输出，并且通过交叉点功率开关704连接到安全保护电路(a)703a的输出的所有部分也将被关闭。安全保护电路(b)703b保护它所直接附在上面的特定的部分701a-f。在这种情况下，特定部分701a-f上的故障将通过安全保护电路(b)703b只禁用该特定的部分。
图33a是具有集成功率接收器的电池设备的示意方框图。这是“非智能”电池801，其需要主机移动设备112提供合适的电压和/或电流限制806。主机移动设备112需要充电电路807和/或调节器806以便为电池200充电。电池200将804电气连接到主机设备112，允许充电和放电。功率接收器805从功率传输表面111a向主机设备112传输功率800。在该配置中，电池200和功率接收器805的操作是独立的。如果功率接收器805的输出与主机设备112的功率需求不兼容，则主机设备112必须具有功率调节器806以适当地调节特性。此外，主机112必须具有充电调节器807以对电池200合适地充电。
图33b和图33c是电池200和主机设备112的透视图。与主机电池操作的设备112相匹配的电池200上的连接是主机设备112对电池200的使用和充电所需要的。此外，电池可以包括来自兼容的适配器的功率触点。图33b示出了具有集成的功率接收器805的电池200的物理配置。功率接收器805的输出端内部连线至主机电气连接804。主机电气连接804与主机触点205相匹配。图33c示出了具有电池盒204的典型主机设备112。主机触点205与主机电气连接804相匹配。根据所述配置，可以使用或者不使用电池盖210。如果使用电池盖210，则其必须具有适当的机械宽裕度120，其用于集成到电池200的功率接收器805。
图33d是具有集成功率接收器805和调节器806的电池的示意方框图。与主机移动设备112相匹配的电池804上的连接是主机设备112对电池200的使用和充电所需要的。此外，电池200可以包括来自兼容的适配器的功率触点和来自适配器功率调节形式的功率触点。主机移动设备112需要充电电路807以对电池充电。该物理配置与图33b和33c中所示出的完全相同。然而，在这种情况下，集成的电池802罩着调节器806，以便使主机设备112不需要罩着调节器806。然而，主机112必须具有充电调节器807以对电池200合适地充电。
图33e是具有集成功率接收器805、调节器806和充电调节器807的电池200的设备的示意方框图。集成的转换器807为移动设备内的充电控制器的正确操作提供合适的电压和/或电流。这是为移动设备112提供用于充电的所有必要的电压/电流的通用的焊盘使能电池803。这种电池需要主机移动设备112来控制充电。如果该电池200自身放置在焊盘111a上，它将不能自充电。主机设备112具有连接到各种集成系统上的电气连接804。主机设备不包含调节器806或充电调节器807。该物理配置类似于图33b。
图33f是具有完全集成电池811的设备112的示意方框图。完全集成的电池811与相兼容的适配器集成，并且包含完整的充电和监控电路808。电池811提供到移动设备的连接810，包括监控信号809，以便移动设备可以确定，例如，充电状态。这是通用的自充电(再充电)的焊盘使能电池，并且只为主机移动设备112提供它自身的状态。像这样的电池811可以被放置在焊盘111a上而不对移动设备112再充电。完全集成的电池811包括集成的功率接收器805、调节器806、充电调节器807和充电控制器808。主机设备112从电池200接收功率800，并且状态和控制信号809将主机设备112连接到充电控制器808。将电池811连接到主机的状态和控制信号809可以包括指示电池正在充电、功率接收器正在接收功率、电池电压等信号。完全集成的电池811具有无需将其安装在主机112内，而在功率传输表面111a上进行充电的能力。
图34是装备有功率接收器805、可选调节器806和感测电路812的设备112的方框图。用于移动设备的该系统可以检测并向设备112的板载智能报告某些状态809。设备112能区分下列事项：1)焊盘使能和工作正常，2)由于检测到横跨焊盘电势之间低的电阻值而关闭焊盘，3)由于没有横跨焊盘连接的有效负载而关闭焊盘。设备适配器812可以根据用于功率传输表面的安全技术的实现细节来向主机报告某些状态809。因为感测电路812的这些细节和能力依赖于功率传输表面所使用的故障保护方案的细节，所以以下图34-37的示例并不是旨在公开所有的实施例。相反，示例通常示出用于获得功率传输表面状态的能力类型和技术类型。本领域技术人员可以在其它的故障方案中采用这些原理，所产生的不同实现位于可以想到的各种实施例之中。
图35是感测关闭功率传输表面的电路的示意图。可以监控电气设备112的功率接收器805和/或调节器806以确定功率传输表面的状态。例如，如果由于过压状态而关闭功率传输表面，则表面上的电压将高于阈值，而不是在以标称的工作电压为中心的范围之内。可以通过对本领域的技术人员来说是显而易见的许多种方法感测到这种状态，例如，通过使用模数转换器823来监控功率接收器805的整流输出821、822a、822b。另一示例是，当移动设备112待机时可以确定它是否是单独在功率传输表面上。在这种情况下，移动设备112可以感测到功率传输表面的激励的存在。如果移动设备本身正汲取的功率小于功率传输表面的最小功率阈值，并且这种状态持续一段比最小功率超时更长的时间，则然后设备可以因此而断定它正在和另一负载共享功率传输表面。可以检测到短的或没有来自功率传输表面的激励，并且可以与功率传输表面处于睡眠模式区别开。这可以在如图35里所示出的那样实现。在这种情况下，主机移动设备命令模数转换器823测量功率接收器的整流器821的输出822a、822b。如果该值与睡眠模式的电压一致，则主机移动设备智能可以假设存在短的或没有来自功率传输表面的激励。如果所测量的功率接收器的整流器输出822a、822b为零(或接近零)，则主机移动设备可以断定要么是该主机移动设备不在功率传输表面的附近，要么功率传输表面被关闭或短路了。机械开关820可以增加用于推导状态的其他信息。光学传感器还可以用于确定关于设备所在的表面上，或是否在表面上的其他信息。其它这样的状态条件可以以类似的方式检测到。
图36是由在功率接收器805和设备112的功率输入端之间集成功率转换器(调节器)806形成的通用设备接口的方框图。可以从固定和预定电压的功率传输表面(焊盘)向不同功率需求的设备供电。某些设备112可能已经与焊盘提供的电压相兼容，并且不需要特殊考虑。某些其它设备可能需要诸如调节器806这样的装置，以将焊盘的电压转换成特殊设备所使用的适用电压。对于这些设备，转换器806可以被集成在系统内，从而为该设备提供的电压与焊盘电压相兼容。可以通过在功率接收器805和设备112的功率输入端之间的集成功率转换器(调节器)806来形成使用固定激励的通用设备接口。电源113向功率传输激励器830传输功率。功率传输激励器830生成必要的功率传输表面所需要的功率规格或形成功率传输表面所需要的功率规格。通过自由定位接口831传输功率并且由功率接收器805接收功率。功率接收器805的输出可能适合也可能不适合直接应用到电子设备112，这依赖于功率接收器805的输出和设备112的输入功率需求。调节器806将功率接收器805的输出转换成设备112的输入所需要的特性。通过这种方式，可以从标准化功率传输表面上运行不同输入需求的设备。在这种情况下，对功率传输表面进行自身调整以适合特定设备的输入需求是不必要的。
图37是功率接收器805和设备的功率输入840之间的调节器电路的示意图。图37的开关调节器将来自功率接收器的高压输出转换成通常用于蜂窝电话输入840的恒定电流源输出。该调节器根据制造商的需求向蜂窝电话输入840传输最大7.5V和最大350mA的功率。其它类型的调节器对本领域的技术人员来说是已知的。某些大功率设备不需要调节器，因为它们的功率需求已经与功率接收器的输出向兼容。无线功率传输系统通过适当选择预定的激励和其它系统的特性可以变得更加通用。该想法是选择这些参数以便可以将系统用作功率源的最大功率设备无需功率调节器。通过这种方式，最昂贵和/或不实用的调节器不需要得到功率传输系统的最普遍的应用。
图38是用于检测线性负载的桥式整流电路的示意图。从功率传输表面(例如一组钥匙或出汗手臂)接收功率的线性负载和功率接收器或功率接收器使能的设备的非线性特性之间的区别可以被测试并被检测到。为了上下文目的，将线性负载定义为具有类似于电阻属性的负载。如果在测试期间检测到其等效电阻小于临界值的线性负载，则电源移除功率传输表面的全部驱动。电源可以周期性地执行该测试，并且当不存在电阻负载时，应用功率传输表面的全部驱动。或者，在这种检测和随后全部驱动器的移除之后，电源可能需要外部的输入以恢复功率传输表面的全部驱动。在一个实施例中，功率传输表面用AC电势为其通电，并且在AC电压过零期间，可控硅触发电路测试等效电阻负载。在另一实施例中，功率传输表面使用经常中断的具有低电压低占空比的测试信号的DC电源为其通电，周期性地测试等效电阻负载。在另一实施例中，将低振幅驱动施加至功率传输表面。将低功率时的功率汲取与高功率时的功率汲取相比较，可以确定负载是否足够的非线性以继续。线性负载的感测通过使用用来导通二极管的压降来完成。因为相兼容的负载由如图38所示出的一组触点和桥式整流器组成，所以所有合理的相兼容的负载以连接到两系列二极管901、902的某些类型的负载900出现。
图39是连接到图38中电路的等效负载900的示意图。
图40a、40b和40c是图38中的电路在不同条件下的电压/电流(V/I)特性图。图40a示出了施加小于2倍二极管压降(对于标准整流器是1.2V，对于肖特基整流器是0.8V)时的电压的V/I特性图。没有电流流过。在2倍的二极管压降以上，则可以有电流流过。在该阈值以上可以流动的电流量依赖于由适配器供电的负载的类型。图40b示出了电阻负载的V/I特性。电感性负载或电容性负载是类似的，因为在施加的小于2倍的二极管压降的电压时一些电流可以流动。其它的系统，例如，电感解决方案，还可以利用同样的技术来感测适当的负载。图40c示出了通过二极管驱动的电阻负载的V/I特性。线性负载的V/I特性和通过二极管连接到系统的负载的V/I特性之间的不同可以区别开。这实际上也是功率传输的其它形式(包括电感)。在电感的情况下，存在“主”和“次”。“次”连接到桥式整流器以产生DC输出电压以驱动负载。由电路汲取的功率电路随施加到“主”的AC幅值不同而改变。通过这种方式，图40c所示出的特性可以用于在期望负载和非期望负载之间进行区分。为此，将会减小所施加的幅值直到不会导致‘次’中的整流器感应的量。如果大量的能量正在消散，则可以推断出该负载不是所期望的负载，因为整流器特性并没有被检测到。同样，如果在施加低的主激励时没有能量消散，就可以假定该负载是所期望的负载。总之，相兼容的负载包含二极管，并且二极管并不导通直到所施加的电压超过2倍的二极管压降。在所施加的电压低于2倍的二极管压降时，任何传导大电流的负载可以确定为非期望的电阻。这个概念是通过施加低于2倍的二极管压降的非零电压，并测量所汲取的电流从而从不想要的负载中将相兼容的负载区分开来。如果有大电流，可以确定存在非期望的负载。该项技术涉及到对焊盘施加工作电压，但偶尔将电压减小到接近于零来测试非期望的负载。虽然只讨论了两种方法，但还有许多其它的适用方法。
图41是当向图38中的电路施加所转换的DC时的电压-时间图。
图42是对图41中施加所转换的DC的概念性电路。当开关B911打开时，开关A 910暂时关闭，这允许将工作电压施加到焊盘上。有时候，开关A 910打开，而开关B 911关闭，则可以测量所汲取的电流912。如果有大电流流过，则可以确定存在非期望的负载900。系统可以以不同的方式对检测到非期望的负载900进行响应。例如，开关A 910可以保持打开，并且开关B 911可以保持关闭，直到所测量的电流912降到可以接受的水平。
图43是用于对图41中施加所转换的DC进行响应的所期望的电路。在这种情况下，R1和R2形成电压分压器，将电压Vop分成小于2倍的二极管压降的值。R3成为电流感测电阻，并且U1检测该条件。当Q1导通时，将Vop施加到测试电阻900(或简单地说，负载)。偶尔地，Q1截止以允许执行非期望负载的测试。当Q1截止时，Vop经过R3施加至负载。如果该负载不汲取电流，则负载电压920将等于Vtest。如果负载900汲取大电流，则经过R3的电流将引起负载压降到Vtest以下。比较器U1通过将负载电压920与Uth进行比较来检测非期望负载900的存在。如果负载电压920在测试过程中低于Vth，则可以确定存在非期望负载900。系统可以提供的一种可能的响应是阻止Q1的进一步动作，直到负载电压920超过Vth。这等于说，不能进一步施加Vop直到非期望的负载900被移除。
图44是当施加AC电流时定位过零的电压-时间图。这是使用AC激励并利用每个周期发生两次的过零的另一实施例的图。在过零附近，电压足够低以执行以上所述的测试。
图45是与图44中的图相一致的电路的方框图。当AC电压930瞬间接近零时，则命令S1断开。当V1的绝对值较低时，开关S1断开。当S1断开时，则将V1通过电阻R1施加到负载900。当V1的绝对值移到2倍的二极管压降以下时，负载900汲取的电流可以测量R1两端的压降而被检测到。如果没有压降，则没有汲取电流。如果有大电流，将R1两端存在可测量的压降。在这种情况下，存在非期望的负载900，并且开关S1可以向左打开直到非期望的负载被移除。
图46是与图45中的方框图相一致的电路的电路示意图。在该电路中，可控硅T1在所施加的AC电压V1的每个半周期上进行再触发。当电流经过零时，可控硅T1关闭。因为电压继续过零，并且绝对值增大，由于负载900而有电流经过R1，所以可以出现压降。如果电流太大，电压V1将不会变得足够大以导通Q1或Q2，并且因此，T1将不会触发，V1保持较低。如果没有连接非期望负载900，则电压将充分增加以导通Q1或Q2。在那种情况下，将会通过R3和D1或D2触发可控硅T1，将会施加满电压V1到负载900。
图47是过功率检测和关闭系统的方框图。一旦检测到所汲取的功率超过预定的阈值功率，则功率传输表面就立即关闭。可以通过重置按钮或其它的外部激励对功率传输表面的全部驱动进行恢复。如果一旦恢复操作，所汲取的功率超出的条件仍然存在，就会被检测到，并且电源装置将再一次立即关闭，该循环将重复。在一个实施例中，可以通过监控流向功率传输表面的电流来测量功率。过功率检测可以用于检测非期望负载900，例如，短路。当功率传感器940检测到被传输的功率太大时，就阻止功率驱动器941。在该图中，电源方框113代表可用的功率。功率驱动器941通过功率变换器所使用的方法对所需要的功率进行调节和/或转换。当由功率驱动器941传输的输出功率超过限制时，功率检测方框940提供响应。功率驱动器941具有允许被来自于功率感测方框940的信号942禁用(阻止)的机制。当过功率条件发生时，其响应可以是无限期地关闭功率驱动器941。可以由合适的外部激励来恢复正常的操作。
图48是用于传导解决过功率检测和关闭系统的电子开关的电路方框图。对于传导解决方案，功率驱动器941可以由将电源连接到功率传输表面用于传导给负载900的电子开关S1组成。在传导设备中，通过测量输出电流943来测量所传输的功率往往是很方便的。在传导解决方案中，假定电压保持固定，则所传输的功率与输出电流是成正比。
图49是图48中方框图的实施例的电路示意图。当太大的电流流经负载900时，Rsense两端的压降超过Vth，并且触发系统关闭。在本实施例中，关闭条件将持续直到按下重置按钮945。
图50是具有自动重试的过功率检测和关闭系统的方框图。一旦检测到所汲取的功率超过阈值功率，则功率传输表面就立即关闭。在检测到所汲取的功率超出后，电源装置113等待预定量的时间，然后就恢复功率传输表面的功率。此时，如果所汲取的功率超出的条件仍然存在，这将被检测到，并且电源装置113将再一次立即关闭，并且该循环将会重复。在一个实施例中，可以通过监控流向功率传输表面的电流来测量功率。因此，系统添加了尝试周期性启动的能力，而不是等待外部激励。图50示出了功率传输系统的方框图，其中，定时器943通过向功率驱动器发送复位信号来启动一个周期性重试。在这种情况下，过功率条件将关闭输出，然后输出将周期性地被再次开启。如果故障条件仍然存在，该过程将会重复。
图51是用于直接传导系统的图50中的方框图的实施例的电路方框图。在所示的直接传导系统的实施例中，多振荡器950周期性地使得重置信号被发送到锁存器951。在这种情况下，过功率条件将会关闭输出，并且在稍后的时间，多振荡器950将重置锁存器951，因而影响了重试。
图52是欠功率检测和关闭系统的方框图。功率传输表面将不对功率传输表面施加全部驱动，除非存在汲取预定量的最小功率的功率接收器。将部分电势施加到功率传输表面上以检测所汲取的功率超过阈值的功率接收器的存在。结果，功率传输表面将只是部分地被通电，除非至少有一个功率接收器正在汲取来自功率传输表面的最小功率。在一个实施例中，当存在功率接收器时，功率接收器可以采用专门的负载900以消耗阈值以上的功率，从而确保功率传输表面变得被完全通电。在另一实施例中，功率接收器使能设备可以控制提供给功率接收器的负载900，以尽可能控制功率传输表面的通电。当没有让功率传输设备提供最小阈值以上的电压时，该功率传输设备可以关闭。当被电路感测的所传输的功率940降到阈值以下时，就禁止功率驱动器。针对这的另一术语可以是“睡眠模式”。手动或周期性的重置信号或一些其它类型的负载检测设备可以用于自动重启功率驱动器。
图53是图52中的方框图的实施例的电路示意图。图53示出了基于传导的系统的实施例。在这种情况下，电流用于推导负载900所汲取的功耗。流向负载900的电流由电阻Rsense测量。当汲取大功率时，二极管D1阻止通过Rsense两端的压降大于二极管的压降。当Rsense两端的压降超过预定值时，阈值检测器/比较器960给出响应。此时，控制逻辑961禁止将进一步的功率被传输到负载900。这种条件一直持续到手动重置或其它外部激励(未示出)，或者直到检测到负载900存在。通过为电阻Re通电来实现负载存在的检测。电阻Re提供非常小量的测试电流。如果负载900存在，Re两端的压降将足以触发比较器U2。在这样的情况下，控制逻辑961开始驱动开关S1以向存在的负载900供电。
图54是过压检测系统的电路图。在传导解决方案中，存在向功率传输表面施加电压的负载900是可能的。这样的负载可能会欺骗线性负载检测器或其它的保护方案而导致全部功率被不合适地或不安全地传输到非期望负载900。图54示出了在有源负载900可能存在的情况下保护直接接触功率传输方案的方法。驱动器方框941周期性地关闭断开S1。当开关S1断开时，负载电压应该降到零。然而，如果有源负载900存在，或诸如电感或电容的储能设备存在时，则由比较器965测量的电压可能超过预定的阈值Vth。如果这样，驱动器方框941对开关S1的驱动将会被禁止，直到负载900两端的电势降到低于Vth所设的预定值。
图55是期望的负载检测系统的电路图。对于基于传导的功率传输来说，可以无需施加全部功率来检测期望的负载的存在。驱动器941周期性地打开开关S1。当开关S1打开时，负载900上的电压将由通过Rs的Vtest驱动。选择Vtest的值在2倍的二极管压降以上，以便如果期望的负载900存在，使电流可以流经Rs。比较器965相对于阈值Vth测试负载电压以确定期望的负载是否将Rs下拉。
图56a和56b是用于某些期望负载的电路图。针对图55所公开的这种方法不总是能正确地检测到负载的存在。在某些情况下，甚至期望负载可能没有下拉电阻Rs上的电压。图56a示出了具有电容器的期望负载。假设当开关S1接通时电容充电，及时打开开关S1，电容可能不会充分地放电，因为它正确地解释了比较器输出。如果Vc比2倍的二极管压降大得多，二极管将不会导通，并且比较器会指示没有负载存在。电阻器R1和二极管Dt可以如图56b所示出的那样添加到负载，以确保该测试能正确地反映负载的存在。另一种运行模式是使用最小电流检测器来指示负载的存在。然而，出于将系统从睡眠模式中唤醒的目的，这种负载检测方案仍然是有价值的。如果系统处于睡眠模式，或者说，由于最小电流检测器显示没有负载存在，则功率传输表面可以无限期地施加“睡眠”电压Vtest，而比较器则经常检测负载的存在。当有负载与功率传输表面接触时，比较器会指示有负载存在(只要图56a中所示的电压Vc最后放电到零，或者如图56b那样配置负载)。
图57是用于将具有自动重试的检测和关闭系统相组合的电路方框图。实施例包括在适当的周期适当的地点所测试的检测标准的组合。当关闭时，采用适当的周期性的重置测试。以上安全关闭方法的组合提供了超过以上所述的任何单一技术的改进的安全性。图57示出了具有应用所有上述的安全保护发明的系统。在这种情况下，如果：a)负载汲取太多功率；b)负载汲取太少功率或负载不存在；c)负载是线性的，并且因此而假定负载是非期望的；或者d)如果功率传输方法是直接传导，对功率传输表面的驱动将会关闭，然后过压条件也会导致功率传输表面关闭。如果设备确定没有负载存在，就会进入睡眠模式。唤醒由以上使用施加小的电压Vth的负载检测器电路来确定。周期性地，当系统处于故障条件时，系统重置自身以确定故障是否还持续。应该注意到，周期性的重试可以由时间延迟，或者由一个或多个故障条件的解决来触发。控制逻辑确定是否已经解决了足够的故障条件，以证明施加更多功率的尝试。例如，可以检测到被短路的负载而无需施加全部功率。在那种情况下，将不会尝试启动全部功率，直到短路条件消失。
图58是用于另一种将具有自动重试的检测和关闭系统系统相组合的实施例的电路图。当多个检测方案被组合时，具体的电路配置可以利用用于各种技术的共用元件。图58中示出了一种用于直接传导功率传输表面的方案。在这种情况下，驱动逻辑器件偶尔指导开关S1暂时打开。这样做的定时由时钟确定。当开关S1打开时，可以基于电压V1同时进行若干测试。这些测试是：a)过压测试，b)负载存在测试，和c)线性负载测试。最大电流测试方框确定过功率条件。最小电流感测确定无负载(欠功率)条件。对欠功率条件有效之前要求所过去的时间量最小是明智的。如果有暂时的欠功率条件，则这防止设备进入睡眠模式。当处于睡眠模式时，只有当线性负载条件没有被检测到、负载被检测到，以及过压条件不存在时，设备才可以唤醒。
图59是用于发送数据970到电子设备112的功率传输表面(焊盘)的系统的方框图。通过使用电源调制，可以将数据970从焊盘传输到设备112。通过使用幅值调制或频率调制，功率传输表面可以将数据970传输到功率接收器。图59示出了数据970在自定位接口972的驱动器侧进行调制的技术的方框图。在自定位接口972的电子设备侧，调制被检测到，并被解调。可以通过使用任何数目的对本领域技术人员来说是显而易见的方案对调制进行进一步的调制(调制顶端的调制)。在一个涉及传导功率传输表面的实施例中，可以对电源电压进行调制，然后随后在功率接收器检测。这样的功率接收器检测器在图60中示出。
图60是功率接收器检测电路的电路图。在这里，二极管D9用于利用功率接收器整流器的峰值电压输出对电容C1充电。然而，可以检测电阻器R两端的幅值调制的信号。假设这种基本的检测方法有许多可能的调制方案和调制载波。在一个实施例中，如以上所描述的安全保护讨论中，安全测试间隔定义了位周期。典型的安全测试率可以是400Hz。检测器可以很容易地检测到安全测试间隔。
图61是图59中所描述的数据传输的图。在每个间隔内，电源电压上的幅值调制载波的开/关键控可以用于发送数据。在电感性或电容性耦合的情况下，驱动器的频率可以是调制的频率以传输数据。
因为这些和各种其它的修改以及以上所述的方法和实施例的组合对本领域的技术人员来说是很容易想得到的，所以不希望将本发明限制在以上所述的任何准确的结构和过程。虽然已经在上面讨论了许多示例和实施例，但本领域的技术人员将意识到某些修改、排列、添加以及它们的子组合。因此，所附的权利要求书和权利要求以后所介绍的旨在包括所有落入它们的真实精神和范围内的这样的修改、排列、添加和子组合。当词语“包括(comprise)”、“包括(comprises)”、“包括(comprising)”、“有(has)”、“有(have)”、“有(having)”、“包括(include)”、“包括(including)”以及“包括(includes)”在说明书和以下所附的权利要求书中使用时，旨在指定所述的特征或步骤，但不排除存在一个或更多的其它特征、步骤或它们之间的集合。