無線電源系統(tǒng)技術(shù)方案

一種無線電源系統(tǒng)，用于從在一定距離范圍的無線電源無線地傳輸電力到遠(yuǎn)程設(shè)備。各種實施例被考慮，其中來自遠(yuǎn)程設(shè)備的反射阻抗可以通過降低所需無線電力傳輸路徑外部的耦合而被降低，允許在一定距離范圍內(nèi)輸送無線電力。例如，一種包括屏蔽、間隔和偏移中的一個或多個的系統(tǒng)可以被用來降低來自遠(yuǎn)程設(shè)備的反射阻抗。一種適配器也可以被使用來延伸無線電力傳輸?shù)姆秶?br />

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
【專利摘要】一種無線電源系統(tǒng)，用于從在一定距離范圍的無線電源無線地傳輸電力到遠(yuǎn)程設(shè)備。各種實施例被考慮，其中來自遠(yuǎn)程設(shè)備的反射阻抗可以通過降低所需無線電力傳輸路徑外部的耦合而被降低，允許在一定距離范圍內(nèi)輸送無線電力。例如，一種包括屏蔽、間隔和偏移中的一個或多個的系統(tǒng)可以被用來降低來自遠(yuǎn)程設(shè)備的反射阻抗。一種適配器也可以被使用來延伸無線電力傳輸?shù)姆秶！緦＠f明】無線電源系統(tǒng)
本專利技術(shù)涉及無線電源系統(tǒng)，并且更尤其涉及用于傳輸電力給一定范圍的距離處的設(shè)備的系統(tǒng)和方法。
技術(shù)介紹
許多傳統(tǒng)的無線電源系統(tǒng)依靠感應(yīng)電力傳輸，從而不需電線輸送電能。一種典型的感應(yīng)電力傳輸系統(tǒng)包括使用初級線圈(或發(fā)送器)以變化的電磁場的形式來無線地傳輸能量的感應(yīng)電源，以及使用次級線圈(或接收器)來將電磁場中的能量轉(zhuǎn)換成電能的遠(yuǎn)程設(shè)備。許多傳統(tǒng)的無線電源在相當(dāng)近的范圍有效運行，例如在充電器和遠(yuǎn)程設(shè)備之間小于一英寸的地方。一些開發(fā)人員已經(jīng)致力于生產(chǎn)可以在更大距離有效提供無線電力的無線電源系統(tǒng)。這一更大的范圍在不可能將遠(yuǎn)程設(shè)備放置于充電器附近的情況下可能是有用的。例如，在感應(yīng)式充電器被安裝于桌子下面的情況下，該更大的范圍有助于有效地給坐于桌子頂上的設(shè)備供電。用于提供更大的范圍的一個途徑是通過設(shè)計在基本固定的z距離運行的電源來完成的。這樣的中距離電源是眾所周知的，并且可以通過利用在初級和次級側(cè)的隔離的重諧振器(re-resonator)線圈來被設(shè)計。這些中距離電源的一個問題是它們具有相當(dāng)窄的范圍，在該范圍可以有效地傳遞電力。這使得中距離電源在無線電力傳輸?shù)乃杈嚯x改變或未知的情況下變得不切實際。例如，將被安裝在桌子或臺面下面的中距離電源是不切實際的，因為桌子和臺面的厚度不是均一的，并且對于給定的中距離無線電源設(shè)計，厚度上的變化足夠大到在容限的范圍之外。設(shè)計和銷售不同的中距離(mid range)電源以傳輸無線電力到不同距離不是節(jié)省成本或?qū)嶋H的。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)提供一種無線電源系統(tǒng)，用于從在一定距離范圍的無線電源無線地傳輸電力到遠(yuǎn)程設(shè)備。通過降低所需的無線電力傳輸路徑外的耦合，反射阻抗可以被降低，允許在一定距離范圍內(nèi)傳遞無線電力。無線電源系統(tǒng)包括耦合降低元件，用于在無線電力傳輸期間降低反射阻抗。該耦合降低元件可以降低下述中的一個或多個之間的耦合:初級電路和所述次級重諧振器電路，該初級電路和次級電路，該次級電路和初級重諧振器電路，以及該次級電路和初級電路。該耦合降低元件沒有實質(zhì)上阻礙在無線電力傳輸路徑上的耦合。在一個實施例中，耦合降低元件可以是護(hù)罩。該護(hù)罩可以被放置成使得當(dāng)其他耦合被降低時某種耦合不被阻礙。例如，該護(hù)罩可以被放置在初級線圈LI (有時被稱為驅(qū)動線圈LI)和次級重諧振器之間。在一些實施例中，該護(hù)罩是通量集中器或磁導(dǎo)(fluxguide)。在其他實施例中，護(hù)罩的一部分是通量集中器。在替代的實施例中，耦合降低元件可以是通過預(yù)定距離限定的空間。通過將選定的部件間隔開，當(dāng)其他耦合可以被降低時某種耦合不被阻礙。例如，由在初級線圈和初級重諧振器之間的預(yù)定距離限定的空間可以足以實質(zhì)上降低反射阻抗，例如為了有效的無線電力傳輸實質(zhì)上降低來自次級重諧振器L3的反射阻抗，而不實質(zhì)上阻礙初級線圈和初級重諧振器之間的耦合。在所述空間在次級線圈L4(有時被稱為接收器線圈L4)與次級重諧振器線圈L3之間的情況下，為了有效的無線電力傳輸，該空間可以足以實質(zhì)上降低反射阻抗，而不實質(zhì)上阻礙初級重諧振器線圈L2和次級重諧振器線圈L3之間的耦合。該空間可以根據(jù)到無線電力傳輸?shù)木嚯x或線圈之間的距離來被限定。在一個實施例中，提供一種用來無線地傳輸電力到遠(yuǎn)程設(shè)備的無線電源。該無線電源包括無線電力傳輸表面，初級線圈LI，初級重諧振器線圈L2。所述護(hù)罩可以被放置在初級線圈LI和無線電力傳輸表面之間，以通過降低初級線圈和遠(yuǎn)程設(shè)備之間的耦合來降低無線電力傳輸期間的反射阻抗。所述護(hù)罩可以被放置成使得不實質(zhì)上阻礙到遠(yuǎn)程設(shè)備的無線電力傳輸。在另一個實施例中，提供一種中距離無線電源緊耦合適配器，用于將來自無線電源的電力中繼到具有次級電路且不具有次級重諧振器的遠(yuǎn)程設(shè)備。所述適配器可以包括無線電力傳輸表面，次級重諧振器電路，以及護(hù)罩。所述護(hù)罩可以被放置在次級重諧振器電路和無線電力傳輸表面之間，以通過降低遠(yuǎn)程設(shè)備與中距離無線電源緊耦合適配器和無線電源中的至少一個之間的耦合來降低無線電力傳輸期間的反射阻抗。在一個實施例中，次級重諧振器電路包括第一次級重諧振器和第二次級重諧振器。所述護(hù)罩可以被放置在該第一次級重諧振器和該第二次級重諧振器之間，并且該第一次級重諧振器和該第二次級重諧振器可以被串聯(lián)電連接。在另一個實施例中，次級重諧振器電路包括被屏蔽部分和未被屏蔽部分。所述護(hù)罩可以被放置在被屏蔽部分和遠(yuǎn)程設(shè)備之間以降低耦合。在又一個實施例中，為了實現(xiàn)來自遠(yuǎn)程設(shè)備的反射阻抗的降低，初級可以相對于初級重諧振器偏移。在偏移結(jié)構(gòu)中，所述初級可被放置成與初級重諧振器的一部分耦合，從而該初級原則上遠(yuǎn)離或不是在這樣的地方:在該地方遠(yuǎn)程設(shè)備可以被安置用于電力傳輸。該初級可以與初級重諧振器有效地耦合用于無線電力傳輸，同時有可能避免了與次級和次級重諧振器的大量的耦合。例如，該初級可以相鄰于和垂直于初級重諧振器的一部分，使得該初級與那部分耦合。該初級的其他實例偏移結(jié)構(gòu)包括相對于初級重諧振器的平行和相鄰放置，并且具有單或多層繞組。另一個實例偏移結(jié)構(gòu)包括環(huán)形磁心，該初級和初級重諧振器可以圍繞該環(huán)形磁心被纏繞。這些偏移結(jié)構(gòu)可以實現(xiàn)在初級重諧振器以及次級和次級重諧振器L3，68之間的耦合，其比在初級以及次級和次級重諧振器之間的耦合大了可能幾個數(shù)量級。本專利技術(shù)的這些和其他目的，優(yōu)點，和特征將參照當(dāng)前實施例的描述和附圖而被更加基本上理解和認(rèn)識到。在本專利技術(shù)的實施例被詳細(xì)說明前，可以理解的是，本專利技術(shù)并不限于在下面的描述中闡明的或在附圖中示出的操作的細(xì)節(jié)或部件的構(gòu)造和布置的細(xì)節(jié)。本專利技術(shù)可以在各種其他實施例中被實現(xiàn)，以及以這里未明確披露的替代方式被實施或執(zhí)行。而且，可以理解的是，這里使用的措辭和術(shù)語是為了描述的目的，并且不應(yīng)被認(rèn)為是限制性的。“包括”和“包含”以及其變型的使用意在包括其后列出的項及其等同物以及額外的項及其等同物。進(jìn)一步地，列舉可以在各實施例的描述中被使用。除非另作明確的說明，列舉的使用不應(yīng)被解釋為將本專利技術(shù)局限于任何特定順序或數(shù)目的部件。列舉的使用也不應(yīng)被解釋為將可能與所列舉的步驟或部件結(jié)合或者可能被結(jié)合到所列舉的步驟或部件中的任何額外的步驟或部件從本專利技術(shù)的范圍中排除。【專利附圖】【附圖說明】圖1是根據(jù)本專利技術(shù)的實施例的無線電源和遠(yuǎn)程設(shè)備的示意圖。圖2是根據(jù)本專利技術(shù)的實施例的所述無線電源和遠(yuǎn)程設(shè)備的示意圖。圖3A是在初級線圈和次級重諧振器/次級線圈之間具有2英寸的現(xiàn)有技術(shù)的中距離無線電源系統(tǒng)的代表性截面。圖3B是在初級線圈和次級重諧振器/次級線圈之間具有.75英寸的現(xiàn)有技術(shù)的中距離無線電源系統(tǒng)的代表性截面。圖4是具有被放置在初級電路和電力傳輸表面之間的護(hù)罩的一個實施例的代表性截面。圖5是在初級電路和初級重諧振器電路之間具有空間的一個實施例的代表性截面。圖6A是中距離無線電源緊耦合適配器的一個實施例的電路圖。圖6B是本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點】
一種用于無線地提供電力到遠(yuǎn)程設(shè)備的無線電源系統(tǒng)，所述無線電源包括：初級電路；和初級重諧振器電路；次級重諧振器電路；和次級電路；用于傳輸無線電力的無線電力傳輸路徑，所述無線電力傳輸路徑包括耦合所述初級電路到所述初級重諧振器電路，耦合所述初級重諧振器電路到所述次級重諧振器電路，和耦合所述次級重諧振器電路到所述次級電路；和耦合降低元件，用于在無線電力傳輸期間通過降低下述中的至少一個之間的耦合來降低反射阻抗：所述初級電路和所述次級重諧振器電路，所述初級電路和所述次級電路，所述次級電路和所述初級重諧振器電路，以及所述次級電路和所述初級電路；其中所述耦合降低元件不實質(zhì)上阻礙所述無線電力傳輸路徑中的耦合。

【技術(shù)特征摘要】
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【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：K·J·布拉德，J·B·泰勒，M·J·諾爾康克，C·J·摩爾，B·C·梅斯，J·J·羅爾德，
申請(專利權(quán))人：捷通國際有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：