BR102015025127B1 - Sistema para transferência de potência sem contato - Google Patents

Abstract

SISTEMA E SISTEMA DE CARREGAMENTO SEM FIO A presente invenção se refere a um sistema que inclui um conjunto de bobina primária. O conjunto de bobina primária é configurado para operar em uma primeira frequência ressonante que tem um primeira largura de banda; em que uma diferença entre a primeira frequência ressonante e uma frequência de sistema é pelo menos duas vezes a primeira largura de banda, em que a primeira frequência ressonante é selecionada, de modo que, mediante a energização do conjunto de bobina primária em uma frequência de sistema, uma corrente primária é induzida no conjunto de bobina primária, a qual é pelo menos dez vezes menor do que uma corrente de sistema.

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A presente invenção refere-se, de modo geral, a sistemas de transferência de potência e, mais particularmente, a sistemas de transferência de potência sem contato.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[002] Os sistemas de transferência de potência são empregados para transmitir potência de um objeto para o outro. Baseado em um método de potência de transmissão, os sistemas de transferência de potência podem ser classificados em sistemas de transferência de potência que usam conexões físicas entre um transmissor e um receptor para transmitir potência e sistemas de transferência de potência sem contato, em que não existe conexão física entre o transmissor e o receptor. Os sistemas de transferência de potência sem contato empregam vários métodos para transmitir potência de modo sem fio. Tal abordagem inclui um ressonador baseado em um sistema de transferência de potência sem contato.

[003] Os sistemas de transferência de potência sem contato baseado no ressonador são usados em diversas aplicações, tais como carregamento de veículo elétrico e carregamento de celular sem fio. Entretanto, a configuração e operação do ressonador baseado nos sistemas de transferência de potência sem contato podem ser diferentes com base na aplicação em que os sistemas de transferência de potência sem contato à base de ressonador são empregados. Tal aplicação pode incluir um sistema de transferência de potência sem contato à base de um ressonador para fornecer potência para dispositivos elétricos domésticos, tais como celulares, computadores tipo tablet e computadores tipo laptop.

[004] Em tal configuração, o sistema de transferência de potência sem contato à base de um ressonador inclui uma bobina de fonte que recebe a potência a partir de uma fonte de potência e transmite a potência para as bobinas de carga fornecidas nos dispositivos elétricos domésticos. Tal configuração do sistema de transferência de potência sem contato à base de um ressonador pode ser operado de duas maneiras. Em um primeiro caso, a bobina de fonte pode ser comutada para um estado operacional de modo manual, toda vez antes de inicializar o carregamento do dispositivo elétrico doméstico ou, em um segundo caso, a bobina de fonte pode ser continuamente mantida no estado operacional com ou sem o requisito de carregamento do dispositivo elétrico doméstico. Entretanto, a operação da bobina de fonte em um primeiro caso exige esforço manual adicional e operar a bobina de fonte em um segundo caso conduz a interferências eletromagnéticas indesejáveis nas áreas de cercania que podem conduzir a problemas de segurança e saúde.

[005] Então, existe uma necessidade para um sistema aperfeiçoado abordar os problemas supramencionados.

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

[006] Resumidamente, de acordo com uma realização, é fornecido um sistema que inclui um conjunto de bobina primária. O conjunto de bobina primária é configurado para operar em uma primeira frequência ressonante que tem uma primeira largura de banda; em que uma diferença entre a primeira frequência ressonante e uma frequência de sistema é pelo menos duas vezes a primeira largura de banda, em que a primeira frequência ressonante é selecionada, de modo que, mediante a energização do conjunto de bobina primária em uma frequência de sistema, uma corrente primária é induzida no conjunto de bobina primária, a qual é pelo menos dez vezes menor do que uma corrente de sistema.

[007] De acordo com outra realização, é fornecido um sistema de carregamento sem fio. O sistema de carregamento sem fio inclui uma fonte de potência configurada para operar em uma frequência de sistema. O sistema de carregamento sem fio também inclui um dispositivo de carregamento sem fio operativamente acoplado à fonte de potência, em que o dispositivo de carregamento sem fio inclui uma ou mais bobinas ressonadoras configuradas para operar em uma primeira frequência ressonante e que tem uma primeira largura de banda; em que uma diferença entre a primeira frequência ressonante e uma frequência de sistema é pelo menos duas vezes a primeira largura de banda. Adicionalmente, a primeira frequência ressonante é selecionada, de modo que, mediante a energização de uma ou mais bobinas ressonadoras através da fonte de potência em uma frequência de sistema, uma corrente primária é induzida em uma ou mais bobinas ressonadoras, a qual é pelo menos dez vezes menor do que uma corrente de sistema. O sistema de carregamento sem fio inclui adicionalmente um ou mais dispositivos elétricos que incluem uma ou mais bobinas de carga operativamente acopladas a uma carga nos respectivos dispositivos elétricos, em que mediante o acoplamento de modo magnético de uma ou mais bobinas de carga para uma ou mais bobinas ressonadoras, a corrente de sistema é induzida em uma ou mais bobinas ressonadoras para permitir a troca de potência entre uma ou mais bobinas de carga e uma ou mais bobinas ressonadoras.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[008] Essas e outras funções, aspectos e vantagens da presente invenção serão mais bem entendidas quando a seguinte descrição detalhada for lida com referência aos desenhos anexos, em que caracteres semelhantes representam partes semelhantes ao longo dos desenhos apresentados no presente documento.

[009] A Figura 1 é uma representação esquemática de um módulo de carregamento sem fio, de acordo com uma realização da invenção.

[010] A Figura 2 é uma representação esquemática de um sistema de transferência de potência sem contato que inclui o módulo de carregamento sem fio da Figura 1 e uma ou mais bobinas de carga operativamente acopladas a um ou mais dispositivos elétricos, de acordo com uma realização da invenção.

[011] A Figura 3 é uma representação esquemática de outra configuração do módulo de carregamento sem fio da Figura 2, de acordo com uma realização da invenção.

[012] A Figura 4 é uma representação esquemática de um padrão de corrente nos ressonadores R1 a R19 do módulo de carregamento sem fio da Figura 3, mediante a colocação de uma bobina de carga no módulo de carregamento sem fio, de acordo com uma realização da invenção.

[013] A Figura 5 é uma representação esquemática de outra realização de um sistema de transferência de potência sem contato, de acordo com uma realização da invenção.

[014] A Figura 6 é uma representação esquemática de um padrão de corrente nos ressonadores R1 a R19 do módulo de carregamento sem fio da Figura 5, mediante a colocação de uma bobina de carga na proximidade do módulo de carregamento sem fio, de acordo com uma realização da invenção.

[015] A Figura 7 é uma representação esquemática de uma configuração de arranjo de quadratura de duas camadas do sistema de carregamento sem fio da Figura 3, de acordo com uma realização da invenção.

[016] A Figura 8 é uma representação esquemática de uma configuração de arranjo de quadratura de três camadas do sistema de carregamento sem fio da Figura 3, de acordo com uma realização da invenção.

[017] A Figura 9 ilustra várias estruturas dos ressonadores que podem formar o arranjo, de acordo com uma realização da invenção.

[018] A Figura10 é uma representação esquemática de um módulo de mobília que inclui um módulo de carregamento sem fio, de acordo com uma realização da invenção.

DESCRIÇÃO DE REALIZAÇÕES DA INVENÇÃO

[019] As realizações da presente invenção incluem um sistema para transferência de potência sem contato. O sistema inclui um conjunto de bobina primária configurado para operar em uma primeira frequência ressonante que tem uma primeira largura de banda; em que uma diferença entre a primeira frequência ressonante e uma frequência de sistema é pelo menos duas vezes a primeira largura de banda, em que a primeira frequência ressonante é selecionada, de modo que, mediante a energização do conjunto de bobina primária em uma frequência de sistema, uma corrente primária é induzida no conjunto de bobina primária, a qual é pelo menos dez vezes menor do que uma corrente de sistema. Em uma realização, o sistema inclui um sistema de carregamento sem fio. O sistema de carregamento sem fio inclui uma fonte de potência, um dispositivo de carregamento sem fio e um ou mais dispositivos elétricos.

[020] A não ser que seja definido o contrário, os termos técnicos e científicos usados no presente documento têm o mesmo significado como é comumente entendido por um técnico no assunto ao qual essa invenção pertence. Os termos “primeiro”, “segundo” e similares, como usados no presente documento não denotam qualquer ordem, quantidade, ou importância, mas sim, são usados para distinguir um elemento do outro. Além disso, os termos “um” e “uma” não denotam uma limitação da quantidade, mas sim, denotam a presença de pelo menos um dos itens referidos. O termo “ou” significa ser inclusivo e significa um, alguns ou todos dos itens listados. O uso de “que inclui”, “que compreende” ou “que tem” e variações dos mesmos se destinam a abranger os itens listados doravante no presente documento e equivalentes dos mesmos, como também itens adicionais. Especificamente, exceto onde indicado em contrário, o termo "acoplado" inclui o acoplamento de ressonância que é definido como um acoplamento entre dois ou mais ressonadores, de modo que os mesmos tenham capacidade de trocar a potência, quando excitados em uma frequência particular. Os termos “troca” e “transferência” podem ser usados de maneira intercambiável no relatório descritivo e transmite o mesmo significado.

[021] A Figura 1 é uma representação esquemática de um sistema 10 para transferência de potência sem contato, de acordo com uma realização da invenção. O sistema 10 inclui um conjunto de bobina primária 20 configurado para operar em uma primeira frequência ressonante que tem uma primeira largura de banda. O conjunto de bobina primária 20 é projetado, de modo que uma diferença entre a primeira frequência ressonante e uma frequência de sistema é pelo menos duas vezes a primeira largura de banda. Em uma realização, a frequência de sistema inclui uma frequência de uma fonte de potência 30 operativamente acoplada ao conjunto de bobina primária 20. Adicionalmente, a fonte de potência 30 é usada para energizar o conjunto de bobina primária 20 em uma frequência de sistema e mediante a energização do conjunto de bobina primária 20, em que uma corrente primária é induzida no conjunto de bobina primária 20.

[022] O sistema 10 inclui adicionalmente uma bobina de carga 40 que pode ser acoplada de modo magnético ao conjunto de bobina primária 20. A bobina de carga 40 é colocada em uma distância predeterminada 50 do conjunto de bobina primária 20 para acoplar magneticamente o conjunto de bobina primária 20 à bobina de carga 40. Devido ao acoplamento magnético entre o conjunto de bobina primária 20 e a bobina de carga 40, uma corrente de sistema é induzida no conjunto de bobina primária 20 e na bobina de carga 40. Conforme usado no presente documento, o termo “corrente de sistema” pode ser definido como uma corrente fornecida pela fonte de potência 30. O conjunto de bobina primária 20 extrai a corrente de sistema da fonte de potência 30 em uma frequência de sistema e transfere a corrente de sistema para a bobina de carga 40 por meio de um campo magnético 60.

[023] Adicionalmente, em situações em que a bobina de carga 40 não é colocada em uma distância predeterminada 50 do conjunto de bobina primária 20 e do conjunto de bobina primária 20, é energizado através da fonte de potência, a corrente primária no conjunto de bobina primária 20 é pelo menos dez vezes menor do que a corrente de sistema que conduz a interferências magnéticas inferiores. Os detalhes adicionais da seleção da primeira frequência ressonante do conjunto de bobina primária 20 são discutidos em relação à Figura 2.

[024] A Figura 2 é uma representação gráfica 70 que ilustra uma primeira frequência ressonante e uma frequência de sistema em relação à corrente induzida no conjunto de bobina primária da Figura 1, de acordo com uma realização da invenção. O eixo geométrico X 80 ilustra a frequência. O eixo geométrico Y 90 representa a corrente. O ponto 100 representa a primeira frequência ressonante. O ponto 110 representa a frequência de sistema. As setas 120 representam a primeira largura de banda. As setas 130 representam a diferença entre a primeira frequência ressonante e a frequência de sistema. A curva 140 representa uma corrente extraída pelo conjunto de bobina primária, quando a bobina de carga é colocada para fora da distância predeterminada do conjunto de bobina primária. A curva 150 representa uma corrente atraída pelo conjunto de bobina primária, quando a bobina de carga é colocada na distância predeterminada a partir do conjunto de bobina primária. A linha 160 representa a corrente primária e a linha 170 representa a corrente de sistema. Conforme mostrado, a diferença 130 entre a primeira frequência ressonante 100 e a frequência de sistema 110 é pelo menos duas vezes a primeira largura de banda 120. Além disso, a corrente primária 160 no conjunto de bobina primária, na frequência de sistema 110, é dez vezes menor do que a corrente de sistema 170 quando a bobina de carga não é colocada na distância predeterminada. De modo similar, conforme mostrado, a corrente de sistema 170 na frequência de sistema 110 na condição em que a bobina de carga é colocada na distância predeterminada, é dez vezes mais alta do que a corrente primária 160 na frequência de sistema 110. Logo, a primeira frequência ressonante 100 é selecionada, de modo que, mediante a energização do conjunto de bobina primária na frequência de sistema 110 sem a bobina de carga, induz a corrente primária 160 a qual é pelo menos dez vezes menor do que a corrente de sistema 170 que é induzida quando a bobina de carga é colocada na distância predeterminada em uma frequência de sistema 110.

[025] A Figura 3 é uma representação esquemática de um sistema de carregamento sem fio 200, de acordo com uma realização da invenção. O sistema de carregamento sem fio 200 inclui um conjunto de bobina primária 210 disposto em um alojamento 220. Em uma realização, o conjunto de bobina primária 210 inclui um dispositivo de carregamento sem fio. O conjunto de bobina primária 210 inclui uma primeira camada de uma ou mais bobinas ressonadoras e uma segunda camada de uma ou mais bobinas ressonadoras. A primeira camada inclui uma bobina primária 230 operativamente acoplada a uma fonte de potência 240. A segunda camada inclui uma pluralidade de bobinas ressonadoras 250 acopladas de modo magnético a uma bobina primária 230 e dispostas no topo da bobina primária 230. A bobina primária 230 e a pluralidade de bobinas ressonadoras 250 são energizadas em uma frequência de sistema que usa a fonte de potência 240 e uma corrente primária é induzida na bobina primária 230 e na pluralidade de bobinas ressonadoras 250. Em uma realização, a corrente primária inclui uma corrente próximo a zero. Em uma realização específica, a corrente próximo a zero pode incluir uma corrente menor do que um ampere.

[026] De modo subsequente, um ou mais dispositivos elétricos 260, 270 são colocados na proximidade da pluralidade de bobinas ressonadoras 250, de modo que uma ou mais bobinas de carga 280, 290 acopladas operativamente a um ou mais dispositivos elétricos 260, 270 estão em uma distância predeterminada de um ou mais conjuntos de bobinas ressonadoras 265, 275. Em uma realização, cada conjunto 285, 295 pode incluir uma ou mais bobinas ressonadoras. A presente realização inclui um primeiro dispositivo elétrico 260 que inclui adicionalmente uma primeira bobina de carga 280 e um segundo dispositivo elétrico 270 que inclui adicionalmente uma segunda bobina de carga 290. O primeiro dispositivo elétrico 260 é colocado na proximidade junto a um primeiro conjunto de bobinas ressonadoras 265 e o segundo dispositivo elétrico 270 é colocado na proximidade junto a um segundo conjunto de bobinas ressonadoras 275. Em uma realização, cada uma das primeiras bobinas de carga 280 e das segundas bobinas de carga 290 incluem um revestimento de material que induz a uma alteração na primeira frequência ressonante do primeiro conjunto de bobinas ressonadoras 265 e do segundo conjunto de bobinas ressonadoras 275 respectivamente. Cada alteração na primeira frequência ressonante aumenta a corrente primária de próximo de zero para uma corrente de carga (corrente de sistema da Figura 1). O acoplamento magnético do primeiro conjunto de bobinas ressonadoras 265 e o segundo conjunto de bobinas ressonadoras 275, entre a bobina primária 230, permite a primeira bobina de carga 280 e a segunda bobina de carga 290 a trocarem potência entre a bobina primária 230, de modo simultâneo e independente, por meio do primeiro conjunto de bobinas ressonadoras 265 e do segundo conjunto de bobinas ressonadoras 275 respectivamente. Em uma realização, o primeiro conjunto de bobinas ressonadoras 265 e o segundo conjunto de bobinas ressonadoras 275 podem permitir a troca bidirecional de potência e dados entre o primeiro conjunto de bobinas ressonadoras 265 e a primeira bobina de carga 280 e o segundo conjunto de bobinas ressonadoras 275 e a segunda bobina de carga 290.

[027] A Figura 4 é uma representação esquemática de outra configuração 300 do sistema de carregamento sem fio 200 da Figura 3, de acordo com uma realização da invenção. Essa configuração 300 do sistema de carregamento sem fio pode incluir uma primeira camada de bobinas ressonadoras que inclui uma bobina primária 310 e uma segunda camada de bobinas ressonadoras que inclui uma pluralidade de bobinas ressonadoras 320 dispostas acima da bobina primária 310. Nessa realização, a segunda camada de bobinas ressonadoras inclui uma disposição 330 de dezenove bobinas ressonadoras (R1-R19) acopladas de modo magnético à bobina primária 310. Cada pluralidade de bobinas ressonadoras 320 podem ser excitadas através da mesma bobina primária 310. As operações detalhadas dessa realização são discutidas posteriormente em relação à Figura 5.

[028] A Figura 5 é uma representação esquemática de um padrão de corrente 350 nas bobinas ressonadoras R1 a 4, R8, R14 e R19 do sistema de carregamento sem fio 300 da Figura 3, mediante a colocação de uma bobina de carga (Figura 3) no sistema de carregamento sem fio, de acordo com uma realização da invenção. Nessa realização, a bobina de carga (Figura 3) é colocada no sistema de carregamento sem fio, de modo que as bobinas ressonadoras R1 a 4, R8, R14 e R19 estejam dentro da distância predeterminada e uma corrente de sistema (Figura 1) é induzida nas bobinas ressonadoras R1 a 4, R8, R14 e R19. O acoplamento magnético entre a bobinas ressonadoras R1 a 4, R8, R14 e R19, a bobina primária 310 e a bobina de carga permite uma troca de potência entre a bobina primária e a bobina de carga por meio das bobinas ressonadoras R1 a 4, R8, R14 e R19. Entretanto, a intensidade da corrente de sistema que flui por meio de cada bobina ressonadora pode ser diferente baseado em uma porção da bobina de carga colocada acima de cada bobina ressonadora. Nessa realização, as bobinas ressonadoras R1, R4, e R8 podem representar uma intensidade mais alta de corrente, mostradas através da seção 360, que flui da bobina primária (Figura 3) para a bobina de carga. De modo similar, os ressonadores R14, R2, e R19 ilustram uma intensidade moderada de corrente mostrada através da seção 370 que flui da bobina primária para a bobina de carga e o ressonador R3 representa menos intensidade de corrente mostrado através da seção 380. Adicionalmente, as bobinas ressonadoras remanescentes no arranjo 330 (Figura 4) incluem a corrente primária a qual é pelo menos dez vezes menor do que a corrente de sistema.

[029] A Figura 6 é uma representação esquemática de outra configuração 400 do sistema de carregamento sem fio 200 da Figura 3, de acordo com uma realização da invenção. Essa configuração 400 do sistema de carregamento sem fio pode incluir apenas uma camada de bobinas ressonadoras 410 disposta em um arranjo hexagonal e operativamente acoplada to uma fonte de potência. Em uma realização, cada uma das bobinas ressonadoras 410 é operativamente acoplada à fonte de potência em paralelo. Cada uma das bobinas ressonadoras incluem uma corrente primária em uma frequência de sistema e mediante o acoplamento, de modo magnético, uma ou mais bobinas de carga a uma ou mais bobinas ressonadoras, as bobinas ressonadoras na distância predeterminada a partir de uma ou mais bobinas de carga induz a uma corrente de sistema e permite uma troca de potência, conforme discutido na Figura 3 a 5. Em uma realização, a configuração 400 pode também estar disposta em um arranjo de quadratura.

[030] A Figura 7 é uma representação esquemática de uma configuração de arranjo de quadratura de duas camadas 420 do sistema de carregamento sem fio 200 da Figura 3, de acordo com uma realização da invenção. Essa configuração 420 inclui duas camadas 430, 440 de bobinas ressonadoras 450 dispostas em um arranjo de quadratura. A primeira camada 430 é formada através da disposição de bobinas ressonadoras 450 em um arranjo de quadratura. Adicionalmente, uma segunda camada 440 das bobinas ressonadoras 450 é disposta no topo da primeira camada 430 em uma maneira deslocada, de modo que não haja espaço vazio entre a primeira camada 430 e a segunda camada 440.

[031] A Figura 8 é uma representação esquemática de uma configuração de arranjo de quadratura de três camadas 460 do sistema de carregamento sem fio 200 da Figura 3, de acordo com uma realização da invenção. Nessa configuração, uma terceira camada 460 é disposta no topo da segunda camada 440 da Figura 7 para formar arranjo de quadratura. A terceira camada 460 é disposta no topo da segunda camada 440 de uma maneira deslocada, de modo que não haja espaço vazio entre a primeira camada 430, a segunda camada 440 e a terceira camada 460.

[032] A Figura 9 ilustra várias estruturas 500 das bobinas ressonadoras que podem formar o conjunto de bobina primária, de acordo com uma realização da invenção. Em uma realização, a pluralidade de bobinas ressonadoras pode incluir uma bobina de laçada única 510. Em outra realização, a pluralidade de bobinas ressonadoras pode incluir múltiplos, tais como em uma estrutura de anel dividido 520, estrutura espiral 530, estrutura de rolamento suíço 540 ou bobina helicoidal 550. A seleção de uma estrutura, para uma aplicação particular, é determinada pelo tamanho do arranjo e frequência alto ressonante da pluralidade de ressonadores.

[033] A Figura 10 é uma representação esquemática de outra realização 600 de um sistema de carregamento sem fio da Figura 3, de acordo com uma realização da invenção. Nessa realização, o sistema de carregamento sem fio 600 inclui um dispositivo de carregamento sem fio 610 e uma ou mais bobinas de carga 620. O dispositivo de carregamento sem fio 610 inclui adicionalmente uma primeira camada 630 que inclui um primeiro conjunto 640 de bobinas ressonadoras e uma segunda camada 650 que inclui um segundo conjunto 660 de bobinas ressonadoras. O segundo conjunto 660 de bobinas ressonadoras é disposto acima do primeiro conjunto 640 de bobinas ressonadoras, de modo que cada bobina ressonadora no primeiro conjunto 640 corresponda a uma bobina ressonadora no segundo conjunto 660. Por exemplo, o sistema de carregamento sem fio 600 inclui quatro bobinas ressonadoras representadas pelos numerais de referência 642, 644, 646, 648 que formam o primeiro conjunto 640. Cada uma das quatro bobinas ressonadoras 642, 644, 646, 648 pode ser acoplada individualmente a quatro bobinas ressonadoras correspondentes representadas pelos numerais de referência 662, 664, 666, 668 que formam o segundo conjunto 660. Cada uma das quatro bobinas 642, 644, 646, 648 é operativamente acoplada a uma fonte de potência 670. Para propósitos de ilustração, apenas uma bobina de carga 620 é representada, entretanto, múltiplas bobinas de carga também podem ser usadas para trocar de modo simultâneo a potência com uma ou mais bobinas ressonadoras, conforme revelado na Figura 3. Em uma realização, uma ou mais bobinas ressonadoras no segundo conjunto 660 podem formar um ou mais conjuntos de bobinas ressonadoras e cada conjunto de bobinas ressonadoras na segunda camada 650 pode ser acoplado de modo magnético a uma bobina ressonadora correspondente no primeiro conjunto 640.

[034] Durante a operação, mediante a colocação da bobina de carga 620 na proximidade do segundo conjunto 660 de bobinas ressonadoras, tais como as bobinas ressonadoras 664, 666, uma corrente de sistema é induzida nas bobinas ressonadoras 664, 666 e nas bobinas ressonadoras correspondentes 644, 646 no primeiro conjunto 640. Em uma realização, é observada uma alteração na corrente daqueles ressonadores correspondentes 664, 666, os quais são colocados em uma distância predeterminada 680 da bobina de carga 620. Tal alteração na corrente dos ressonadores correspondentes 664, 666 induz a uma alteração na corrente das bobinas ressonadoras correspondentes 644, 646 do primeiro conjunto 640. A corrente nas bobinas ressonadoras 644, 646, 664, 666 aumenta de uma corrente primária (Figura 1 a 2) para uma corrente de sistema a qual é pelo menos dez vezes mais alta do que a corrente primária. Tal alteração na corrente nas bobinas ressonadoras 644, 646, 664, 666 permite a troca de potência entre uma ou mais bobinas ressonadoras 644, 646, 664, 666 no dispositivo de carregamento sem fio e na bobina de carga 620.

[035] Deve ser entendido que um técnico no assunto identificará a permutabilidade de várias funções a partir de diferentes realizações e que as várias funções descritas, bem como outras equivalentes conhecidas para cada função, podem ser misturadas e combinadas por um técnico no assunto para construir sistemas e técnicas adicionais, de acordo com os princípios dessa invenção. Por esse motivo, deve ser entendido que as reivindicações anexas se destinam a cobrir todas essas modificações e alterações que estejam dentro do escopo da invenção.

[036] Embora apenas certas funções da invenção tenham sido ilustradas e descritas no presente documento, muitas modificações e mudanças irão ocorrer a técnicos no assunto. Por esse motivo, deve ser entendido que as reivindicações anexas se destinam a cobrir todas essas modificações e alterações que estejam dentro do escopo da invenção.

Claims (7)

1. SISTEMA (10), PARA TRANSFERÊNCIA DE POTÊNCIA SEM CONTATO, que compreende: um conjunto de bobina primária (20) configurado para operar em uma primeira frequência ressonante (100) que tem uma primeira largura de banda (120); em que uma diferença (130) entre a primeira frequência ressonante (100) e uma frequência de sistema (110) é pelo menos duas vezes a primeira largura de banda (120), em que o conjunto de bobina primária (20) compreende uma primeira camada (430, 440) que inclui uma bobina primária (230, 310) operativamente acoplada a uma fonte de potência (30) e uma segunda camada que inclui uma pluralidade de bobinas ressonadoras (250, 320) acopladas de modo magnético à bobina primária (230, 310) e dispostas acima da bobina primária (230, 310); uma ou mais bobinas de carga (40, 280, 290); uma fonte de potência (30, 240, 670) operável para energizar o conjunto de bobina primária (20, 210) na frequência de sistema (110); em que a primeira frequência ressonante (100) é selecionada, de modo que, mediante a energização do conjunto de bobina primária (20) na frequência de sistema (110), sem uma bobina de carga (40) uma corrente primária (160) seja induzida no conjunto de bobina primária (20), que é pelo menos dez vezes menor do que uma corrente de sistema (170) que é induzida quando a bobina de carga (40) é colocada em uma distância predeterminada (50) na frequência de sistema (110); a corrente de sistema (170) sendo uma corrente fornecida pela fonte de potência (30); caracterizado por: cada uma da pluralidade de bobinas ressonadoras (250, 320) na segunda camada serem excitáveis através da mesma bobina primária (230, 310); a uma ou mais bobinas de carga (40, 280, 290) incluírem um revestimento de material magnético que induz a uma alteração na primeira frequência ressonante quando a uma ou mais bobinas de carga (40, 280, 290) são colocadas em uma distância predeterminada de um conjunto de bobinas ressonadoras (265, 275) da pluralidade de bobinas ressonadoras (250, 320), para aumentar a corrente primária de próximo de zero para uma corrente de carga.

2. SISTEMA (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelas uma ou mais bobinas de carga (40) serem acopladas de modo magnético às uma ou mais bobinas ressonadoras (250, 320).

3. SISTEMA (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 2, caracterizado pelas uma ou mais bobinas ressonadoras (250, 320) em uma distância predeterminada (50) das uma ou mais bobinas de carga (40) no conjunto de bobina primária (20) operarem na corrente de sistema (170).

4. SISTEMA (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelas uma ou mais bobinas ressonadoras (250, 320) permitirem a troca simultânea de potência e dados entre as uma ou mais bobinas ressonadoras (250, 320) e as uma ou mais bobinas de carga (40).

5. SISTEMA (10), de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelas uma ou mais bobinas ressonadoras (250, 320) permitirem a troca bidirecional de potência e dados entre as uma ou mais bobinas ressonadoras (250, 320) e as uma ou mais bobinas de carga (40, 280, 290).

6. SISTEMA (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo conjunto de bobina primária (20) ser energizado através de uma fonte de potência (30) e a frequência de sistema (110) compreender uma frequência da fonte de potência (30).

7. SISTEMA (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo conjunto de bobina primária (20) compreender um dispositivo de carregamento sem fio (610).