CN103138406A - 无线电力传送器及其传送电力的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种无线电力传送器及其传送电力的方法。无线电力传送器将电力无线地传送到无线电力接收器，包括：传输线圈，该传输线圈从电源设备接收电力；以及传输谐振单元，该传输谐振单元使用谐振将从传输线圈接收到的电力传送到无线电力接收器。传输谐振单元包括内环路，和被连接到内环路同时包围内环路的外环路。

Description

无线电力传送器及其传送电力的方法

技术领域

本公开涉及一种无线电力传送器及其传送电力的方法。

背景技术

无线电力传输或者无线能量传递指的是向所期望的设备无线地传递电能的技术。在19世纪，已经广泛地使用了采用电磁感应原理的电动机或者变压器，并且然后已经提出了用于通过辐射诸如无线电波或者激光的电磁波而传送电能的方法。实际上，在日常生活中频繁地使用的电动牙刷或者电动剃须刀是基于电磁感应原理而被充电的。至今，使用电磁感应、谐振以及短波长无线电频率的长距离传输已经被用作无线能量传输方案。

现在，在无线电力传输技术当中，已经广泛地使用采用谐振的能量传递方案。

因为基于谐振的无线电力传输系统无线地通过线圈传送被形成在传送器和接收器侧处的电信号，所以用户能够容易地为诸如便携式装置的电子装置进行充电。

然而，根据当前无线充电技术，仅通过使用单个源充电单个便携式接收器，并且电力传输和接收侧之间的距离是非常受限制的。

特别地，为了无线地为多个电器进行充电，谐振线圈的面积可能被增加（韩国未经审查的专利公开No.10-2010-0026075）。在这样的情况下，甚至在不具有无线电力接收器的区域中产生不期望的磁场，使得呈现出非常低的电力传输效率，并且向外泄露的有害的电磁场的强度被增加，使得可能会出现对人类身体有害的问题。

发明内容

本公开提供一种无线电力传送器及其传送电力的方法，该无线电力传送器能够通过选择性地操作至少一个谐振线圈来增加电力传输效率并且能够最小化有害磁场的辐射量。

本公开提供一种方法，即使通过选择性地操作的谐振线圈改变了谐振频率，也可以通过与无线电力接收器的谐振频率相匹配有效地传送电力。

根据实施例，提供一种无线电力传送器，其将电力无线地传送到无线电力接收器。无线电力传送器包括：传输线圈，该传输线圈从电源设备接收电力；以及传输谐振单元，该传输谐振单元使用谐振将从传输线圈接收到的电力传送到无线电力接收器。传输谐振单元包括内环路，和被连接到内环路同时包围内环路的外环路。

根据实施例，提供一种无线电力传送器的传送电力的方法，该无线电力传送器将电力无线地传送到无线电力接收器。该方法包括：检测无线电力接收器的接近状态；根据检测结果操作多个谐振线圈当中的与其中检测到无线电力接收器的区域相对应的谐振线圈；以及通过与其中检测到无线电力接收器的区域相对应的谐振线圈使用谐振将电力传送到无线电力接收器。

用于执行无线电力传送器的传送电力的方法的程序可以被记录在记录介质中。

如上所述，实施例具有下述效果。

首先，通过仅选择性地操作其中无线电力接收器被设置的区域的谐振线圈能够增加电力传输效率，并且能够减少有害磁场的辐射量。

其次，通过插入可变电感器和可变电容器能够恒定地保持谐振频率，使得能够增加电力传输效率。

同时，在本公开的实施例的下面描述中可以直接地或者间接地公开其它各种效果。

附图说明

图1是示出根据一个实施例的无线电力传输系统的示图；

图2是示出根据一个实施例的传输感应线圈的等效电路的电路图；

图3是示出根据一个实施例的电源设备和传送器的等效电路的电路图；

图4是示出根据一个实施例的接收谐振线圈、接收感应线圈、整流器以及负载的等效电路的电路图；

图5是示出根据一个实施例的无线电力传送器的结构的示图；

图6是示出根据一个实施例的无线电力传送器的电路图；

图7是示出根据一个实施例的通过使用无线电力传送器无线地传送电力的方法的流程图；以及

图8是示出根据一个实施例的调节谐振频率的方法的流程图；

图9是示出根据一个实施例的其中通过使用包括环路形状谐振线圈的无线电力传送器检测磁场强度的模拟结果的示图；以及

图10是示出在图9中所示的无线电力传送器的截面中的磁场强度的曲线图。

具体实施方式

在下文中，将会参考附图详细地描述实施例，使得本领域的技术人员能够容易地与实施例协作。然而，实施例不应受到在下面描述的限制，但是具有各种修改。

图1是示出根据实施例的无线电力传输系统的示图。

参考图1，无线电力传输系统包括电源设备100、无线电力传送器200、无线电力接收器300、以及负载400。

根据一个实施例的电源设备100可以组成无线电力传送器200。

无线电力传送器200可以包括传输感应线圈210和传输谐振线圈220。

无线电力接收器300可以包括接收谐振线圈310、接收感应线圈320、以及整流单元330。

电源设备100具有被连接到传输感应线圈210的两个端子的两个端子。

传输谐振线圈220可以与传输感应线圈210隔开了预定的间隔。

接收谐振线圈310可以与接收感应线圈320隔开了预定的间隔。

接收感应线圈320的两个端子被连接到整流单元330的两个端子，并且负载400连接到整流单元330的两个端子。根据一个实施例，负载400可以被包括在无线电力接收器300中。

从电源设备100产生的电力被传送到无线电力传送器200。在无线电力传送器200中接收到的电力被传送到无线电力接收器300，该无线电力接收器300由于谐振现象与无线电力传送器200谐振，即具有与无线电力传送器200的谐振频率相同的谐振频率。

在下文中，将更加详细地描述电力传输过程。

电源设备100产生具有预定频率的AC电并且将该AC电传送到无线电力传送器200。

传输感应线圈210和传输谐振线圈220被相互电感耦合。换言之，如果由于从电源设备100接收到的电力而AC电流流过传输感应线圈210，则AC电流被感应到通过电磁感应而与传输感应线圈210物理地隔开的传输谐振线圈220。

其后，使用谐振，在传输谐振线圈220中接收到的电力被传送到无线电力接收器300，无线电力接收器300与无线电力传送器200构成谐振电路。

使用谐振，在相互阻抗匹配的两个LC电路之间能够传送电力。当与通过电磁感应传送的电力相比较时，能够以较高的效率更远地传送使用谐振传送的电力。

接收谐振线圈310使用谐振从传输谐振线圈220接收电力。由于接收到的电力而AC电流流过接收谐振线圈310。通过电磁感应，在接收谐振线圈310中接收到的电力被传送到与接收谐振线圈310电感耦合的接收感应线圈320。在接收感应线圈320中接收到的电力通过整流单元330被整流并且被传送到负载400。

根据一个实施例，传输感应线圈210、传输谐振线圈220、接收谐振线圈310、以及接收感应线圈320可以具有圆形、椭圆形、以及矩形，但是实施例不限于此。

无线电力传送器200的传输谐振线圈220可以通过磁场将电力传送到无线电力接收器300的接收谐振线圈310。

详细地，传输谐振线圈220与接收谐振线圈310被谐振耦合，使得传输和谐振线圈220和310在谐振频率下操作。

传输谐振线圈220和接收谐振线圈310之间的谐振耦合能够显著地提高无线电力传送器200和无线电力接收器300之间的电力传输效率。

在无线电力传输中品质因数和耦合系数是重要的。换言之，随着品质因数和耦合系数的值被增加，能够逐渐地提高电力传输效率。

品质因数可以指的是可以被存储在无线电力传送器200或者无线电力接收器300的附近的能量的指数。

品质因数可以根据工作频率w以及线圈的形状、尺寸以及材料而变化。品质因数可以被表达为等式，Q=w*L/R。在上述等式中，L指的是线圈的电感并且R指的是与在线圈中引起的功率损耗的量相对应的电阻。

品质因数可以具有0至无穷大的值。随着品质因数的值增加，能够提高无线电力传送器200和无线电力接收器300之间的电力传输效率。

耦合系数表示传输线圈和接收线圈之间的电感磁耦合的程度，并且具有0至1的值。

耦合系数可以根据传输线圈和接收线圈之间的相对位置和距离而变化。

图2是示出根据一个实施例的传输感应线圈210的等效电路的电路图。

如在图2中所示，传输感应线圈210可以包括电感器L1和电容器C1，并且通过电感器L1和电容器C1可以构造具有期望的电感和期望的电容的电路。

传输感应线圈210可以被构造成等效电路，其中电感器L1的两个端子被连接到电容器C1的两个端子。换言之，传输感应线圈210可以被构造为其中电感器L1被并联地连接到电容器C1的等效电路。

电容器C1可以是可变电容器，并且通过调节电容器C1的电容可以执行阻抗匹配。传输谐振线圈220、接收谐振线圈310以及接收感应线圈320的等效电路可以与在图2中示出的等效电路相同。

图3是示出根据一个实施例的电源设备100和无线电力传送器200的等效电路的电路图。

如在图3中所示的，通过使用分别具有预定的电感和电容的电感器L1和L2以及电容器C1和C2，可以构造传输感应线圈210和传输谐振线圈220。

图4是示出根据一个实施例的无线电力接收器300的等效电路的电路图。

如在图4中所示，通过使用分别具有预定的电感和电容的电感器L3和L4和电容器C3和C4可以构造接收谐振线圈310和接收感应线圈320。

整流单元330可以将从接收感应线圈320接收到的AC电转换成DC电以将DC电传递到负载400。

详细地，整流单元330可以包括整流器和平滑电路。根据一个实施例，整流器可以包括硅整流器并且可以与如在图4中示出的二极管D1等效。

整流器能够将从接收感应线圈320接收到的AC电转换成DC电。

平滑电路能够通过移除在由整流器转换的DC电中包括的AC分量来输出平滑的DC电。根据一个实施例，如在图4中所示的，平滑电路可以包括整流电容器C5，但是实施例不限于此。

负载400可以是预定的可充电电池或者要求DC电的设备。例如，负载400可以指的是电池。

无线电力接收器300可以被装备有要求电力的电子设备，诸如蜂窝电话、膝上型计算机或者鼠标。因此，接收谐振线圈310和接收感应线圈320可以具有适合于电子设备的形状的形状。

无线电力传送器200可以通过带内通信或者带外通信与无线电力接收器300交换信息。

带内通信指的是用于通过具有在无线电力传输中使用的频率的信号在无线电力传送器200和无线电力接收器300之间交换信息的通信。无线电力接收器300可以进一步包括开关，并且可以通过开关的切换操作来接收或者不接收从无线电力传送器200传送的电力。因此，无线电力传送器200能够通过检测在无线电力传送器200中消耗的电力的量来识别在无线电力接收器300中包括的开关的接通信号或者断开信号。

详细地，无线电力接收器300可以通过使用电阻器和开关调节在电阻器中吸收的电力的量来改变在无线电力传送器200中消耗的电力。无线电力传送器200可以通过检测电力消耗的变化来获取无线电力接收器300的状态信息。开关可以被串联地连接到电阻器。根据一个实施例，无线电力接收器300的状态信息可以包括关于无线电力接收器300中的当前充电量和充电量的改变的信息。

更加详细地，如果开关被断开，则在电阻器中吸收的电力变成零，并且减少了在无线电力传送器200中消耗的电力。

如果开关被短路，则在电阻器中吸收的电力变成大于零，并且增加了在无线电力传送器200中消耗的电力。如果无线电力接收器300重复以上操作，则无线电力传送器200检测其中消耗的电力，以与无线电力接收器300进行数字通信。

无线电力传送器200通过以上操作接收无线电力接收器300的状态信息，使得无线电力传送器200能够传送适当的电力。

与之相对照，无线电力传送器200可以包括电阻器和开关，以将无线电力传送器200的状态信息传送到无线电力接收器300。根据一个实施例，无线电力传送器200的状态信息可以包括关于要从无线电力传送器200供应的最大电力量、从无线电力传送器200接收电力的无线电力接收器300的数目以及无线电力传送器200的可用电力量的信息。

在下文中，将描述带外通信。

带外通信指的是通过除了谐振频带之外的特定的频带执行的以便交换对于电力传输所必需的信息的通信。无线电力传送器200和无线电力接收器300能够被装备有带外通信模块以交换电力传输所需的信息。带外通信模块可以被安装在电源设备中。在一个实施例中，带外通信模块可以使用诸如蓝牙、紫蜂（Zigbee）、WLAN或者NFC的短距离通信技术，但是实施例不限于此。

图5是示出根据一个实施例的无线电力传送器400的结构的示图。

在下文中，将会参考图1至图4描述根据一个实施例的无线电力传送器400。

参考图5，无线电力传送器400可以包括传输线圈230、分配线圈410、传输谐振单元420、开关单元430、检测器440以及控制器450。

传输谐振单元420可以包括至少一个谐振线圈。

例如，如在图5中所示，传输谐振单元420可以包括第一和第二谐振线圈421和422。

虽然图5示出无线电力传送器400包括两个谐振线圈，但是实施例不限于此。换言之，无线电力传送器400可以包括至少两个谐振线圈。

虽然开关单元430包括两个开关，实施例不限于此。换言之，开关单元430可以包括至少两个开关。每个谐振线圈可以与每个开关配对。

传输线圈230可以从电源设备100接收AC电。

分配线圈410可以通过电磁感应从传输线圈230接收AC电，并且可以将接收到的电力传送到传输谐振单元420。

分配线圈410可以将电力传送到传输谐振线圈420的第一和第二谐振线圈421和422两者或者第一和第二谐振线圈421和422中的一个。分配线圈410可以通过使用从传输线圈230接收到的AC电力将电流施加到第一和第二谐振线圈421和422。

传输谐振单元420可以使用谐振从分配线圈410接收电力并且将接收到的电力传送到无线电力接收器。像在图2中所示的传输感应线圈210的等效电路图一样可以实现分配线圈410以及第一和第二谐振线圈421和422。根据一个实施例，第一和第二谐振线圈421和422可以被缠绕至少一次以形成环路的形状。环路的形状可以是诸如圆形、椭圆形、或者矩形的多边形，但是实施例不限于此。图5示出具有矩形环路的形状的第一和第二谐振线圈421和422。

第一和第二谐振线圈421和422可以进一步包括可变的电容器（未示出）以调节其谐振频率。

根据一个实施例，分配线圈410以及第一和第二谐振线圈421和422可以具有多抽头结构。根据多抽头结构，假定第一谐振线圈421总共被缠绕五次，第一谐振线圈421的外环路与第一谐振线圈421的内环路被隔开了预定的间隔，并且外环路的绕组匝数不同于内环路的绕组匝数。如在图5中所示，根据一个实施例，第一谐振线圈421的外环路可以被缠绕三次，并且第一谐振线圈421的内环路可以被缠绕两次，但是实施例不限于此。

分配线圈410可以通过一根导线被串联地连接到第一和第二谐振线圈421和422。换言之，分配线圈410可以被串联地电连接到第一和第二谐振线圈421和422。

开关单元430可以将分配线圈410连接到传输谐振单元420，或者可以使传输谐振单元420和分配线圈410断开。

详细地，第一开关431可以根据控制器450的驱动信号将分配线圈410电连接到第一谐振线圈421或者使第一谐振线圈421和分配线圈410断开。根据一个实施例，开关可以是基于微机电系统（MEMS）技术的开关。根据MEMS，通过半导体制造技术将3-D结构设置在硅基板上。

检测器440可以检测无线电力接收器的接近状态。检测器440可以检测无线电力接收器是否靠近传输谐振单元420。

详细地，每个检测器440可以被设置在第一和第二谐振线圈421和422中的每一个的一侧处以检测被设置在第一和第二谐振线圈421和422之上的无线电力接收器。

根据一个实施例，检测器440可以是被设置在每个谐振线圈的一侧处的用于检测的线圈，以测量由每个谐振线圈形成的磁场的强度。详细地，检测器440可以通过测量由第一和第二谐振线圈421和422形成的磁场的强度来检测无线电力接收器300。

根据一个实施例，如果由第一和第二谐振线圈421和422形成的磁场的强度超过阈值，则检测器440可以确定检测到无线电力接收器。阈值可以表示检测到无线电力接收器所要求的最小的磁场。例如，如果无线电力接收器被设置在第一谐振线圈421之上，则因为使用谐振可以在第一谐振线圈421和无线电力接收器之间进行电力传输，所以由第一谐振线圈421形成的磁场的强度可能被增加。在这样的情况下，检测器440可以测量磁场的强度，并且如果被测量的磁场的强度等于或者大于阈值则确定无线电力接收器的检测。检测器440可以包括磁传感器。

控制器450可以控制无线电力传送器400的总体操作。特别地，控制器450可以生成驱动信号以控制开关单元430使得仅与无线电力接收器的检测区域相对应的谐振线圈能够被选择性地操作。

开关单元430可以根据驱动信号将分配线圈410电连接到传输谐振单元420或者使传输谐振单元420和分配线圈410电断开。根据一个实施例，当检测器440检测到位于传输谐振线圈420的第一谐振线圈421之上的无线电力接收器时，控制器450生成驱动信号以根据检测结果接通开关单元430的第一开关431，并且将被生成的驱动信号传送到第一开关431。其后，第一开关431将分配线圈410电连接到第一谐振线圈421，并且分配线圈410将电力传送到第一谐振线圈421。其后，无线电力接收器可以使用谐振从第一谐振线圈421接收电力。

如果检测器440检测到无线电力接收器位于第一和第二谐振线圈421和422之上，则控制器450生成接通信号以将第一开关431电连接到第一谐振线圈421，并且将第二开关432电连接到第二谐振线圈422，使得接通信号被传送到第一和第二开关431和432。因此，分配线圈410被电连接到第一和第二谐振线圈421和422，并且第一和第二谐振线圈421和422使用谐振将电力分别传送到无线电力接收器。

根据一个实施例，控制器450将周期的驱动信号顺序地传送到第一和第二开关431和432以便于检测无线电力接收器。换言之，控制器450生成驱动信号以接通第一开关431，使得第一开关431能够被接通。其后，控制器450确定：通过经由分配线圈410将电力传送到第一谐振线圈421、使用谐振在第一谐振线圈421和第一无线电力接收器之间出现电力传输。

在这样的情况下，控制器450可以控制电源设备100以将微电力传送到第一谐振线圈421。如果在第一谐振线圈421和第一无线电力接收器之间进行电力传输，则控制器450可以确定电力传输并且控制电源设备100使得电源设备100增加要被传送到第一谐振线圈421的电力的量。如果在第一谐振线圈421和第一无线电力接收器之间没有进行电力传输，则控制器450确定在第一谐振线圈421和第一无线电力接收器之间没有进行电力传输并且生成驱动信号以接通第二开关432使得第二开关432被接通。根据一个实施例，如果在第一谐振线圈421和第一无线电力接收器之间没有进行电力传输，则不能检测到第一无线电力接收器。另外，根据一个实施例，如果在第一谐振线圈421和第一无线电力接收器之间没有进行电力传输，则第一无线电力接收器的电池可以被充电超出预定值。

其后，控制器450确定在第二谐振线圈422和第二无线电力接收器之间是否进行电力传输。如果控制器450确认在第二谐振线圈422和第二无线电力接收器之间进行电力传输，则控制器450可以控制电源设备100使得要从第二谐振线圈422传送到第二无线电力接收器的电力的量被增加。

如上所述，通过选择性地仅操作无线电力接收器的区域中的谐振线圈能够提高电力传输效率。另外，如果所有的谐振线圈被操作，则能够减少对人类身体有害磁场的辐射量。

图6是示出根据一个实施例的无线电力传送器400的电路图。

图6是示出在图5中所示的无线电力传送器400的等效电路的电路图。在图5中没有描述在图6中示出的传输线圈230。传输线圈230的两个端子被连接到电源设备100的相反的端子。传输线圈230可以从电源设备100接收电力，并且可以通过电磁感应将接收到的AC电传送到分配线圈410。

分配线圈410可以将从传输线圈230接收到的AC电传送到传输谐振线圈420。

特别地，分配线圈410可以将从传输线圈230接收到的AC电分配到第一至第三谐振线圈421至423中的至少一个。

分配线圈410可以包括电感器411和电容器412。电感器411可以包括固定电感器或者可变电感器，并且电容器412可以包括可变电容器。

可以通过电感器411的电感和电容器412的电容调节无线电力传送器400的谐振频率。

第一至第三谐振线圈421至423分别对应于第一至第三开关431至433，使得第一至第三谐振线圈421至423可以被相互电连接或者可以被相互电断开。电感器411和电容器412被相互串联地连接，并且被串联地连接到开关431至433。根据一个实施例，通过微机电系统（MEMS）技术可以制造电感器411。如果检测到在第一至第三谐振线圈431至433之上的第一至第三无线电力接收器中的至少一个，则根据同时操作的谐振线圈的数目可以变化谐振频率。在这样的情况下，即使谐振频率被改变，电感器411和电容器412也能够恒定地保持谐振频率使得能够平滑地保持通过谐振的电力传输。因为电容器412的电容的范围被限制，所以通过将电感器411串联地连接到电容器412能够调节电感，使得能够调节谐振频率。换言之，即使多个谐振线圈被相互连接以改变电感，也能够通过电容器412和电感器411恒定地保持谐振频率。控制器450能够通过改变电容器412的电容和电感器411的电感来调节谐振频率。

下述等式示出无线电力传送器400的谐振频率被恒定地保持。假定与谐振线圈相对应的电感器的数目是m，电感器的电感值具有L1至Lm的值，分配线圈410的电感器411的电感是La，并且电容器412的电容是C，如果所有的电感器被相互串联地连接，则通过下述等式1可以表达谐振频率w。

等式1

$W=1/\sqrt{(\mathrm{La}+L1+L2+L3+...+\mathrm{Lm})C}$

如在等式1中所示，根据谐振线圈的连接状态（连接数目）可以变化总电感值，使得无线电力传送器400的谐振频率w可以变化。如果谐振频率w根据谐振线圈的连接或者断开而变化，则不能平滑地执行通过谐振的电力传输。因此，控制器450通过电感器411和电容器412改变电感La和电容C以恒定地保持谐振频率使得谐振频率w不受谐振线圈的连接或者断开的影响。

虽然已经描述电感器411和电容器412被串联地连接到谐振线圈的实施例，但是仅电感器411和电容器412中的一个可以被串联地连接到谐振线圈。

另外，每个谐振线圈可以进一步包括附加的电容器，并且通过谐振线圈中包括的电容器可以调节谐振频率。

因为能够通过将电感器411和电容器412插入到如上所述的无线电力传送器400恒定地保持谐振频率，所以能够解决与根据谐振频率的变化引起的电力传输效率有关的问题。

图7是示出根据一个实施例通过无线电力传送器400无线地传送电力的方法的流程图。

首先，检测器440检测是否在第一区域中检测到第一无线电力接收器（步骤S101）。检测器440可以包括用于检测的线圈。用于检测的线圈可以位于每个谐振线圈的一个表面上。在这样的情况下，第一区域可以指的是其中第一谐振线圈421能够检测被设置在第一无线电力接收器中的接收谐振线圈的范围。根据一个实施例，第一区域可以根据第一谐振线圈421的匝数，和第一谐振线圈421的直径而变化。

如果第一无线电力接收器被检测，则控制器450接通与第一谐振线圈421配对的第一开关431（步骤S103）。当第一开关431被接通时，第一谐振线圈421被连接到如在图6中所示的分配线圈410。如果第一开关431被接通，则分配线圈410将电力传送到第一谐振线圈421，并且第一谐振线圈421通过谐振将电力传送到第一无线电力接收器（步骤S105）。

其后，检测器440确定在第二区域中是否检测到第二无线电力接收器（步骤S107）。在这样的情况下，第二区域可以指的是其中第二谐振线圈422能够检测被设置在第二无线电力接收器中的接收谐振线圈的范围。根据一个实施例，第二区域可以根据第二谐振线圈422的匝数，和第二谐振线圈422的直径而变化。

如果检测到第二无线电力接收器，则控制器450接通与第二谐振线圈422配对的第二开关432（步骤S109）。当第二开关432被接通时，第二谐振线圈422被连接到如在图6中所示的分配线圈410。如果第二开关432被接通，则分配线圈410将电力传送到第一谐振线圈421，并且第二谐振线圈422通过谐振将电力传送到第二无线电力接收器（步骤S111）。

如上所述，根据实施例的无线地传送电力的方法，仅与检测到的无线电力接收器相对应的谐振线圈被选择性地操作，从而防止电力被浪费在位于不具有无线电力接收器的区域中的谐振线圈中。另外，能够减少造成有害影响的被暴露到外部的磁场辐射量。

图8是示出根据一个实施例调节谐振频率的方法的流程图。

首先，控制器450确定是否检测到至少一个无线电力接收器（步骤S201）。为了检测无线电力接收器，用于检测的线圈可以被安装在每个谐振线圈的一个表面处。参考图5和图6已经描述其详情。

如果无线电力接收器被检测，则控制器450将与对应于检测到的无线电力接收器的谐振线圈配对的开关串联地连接到分配线圈410（步骤S203）。如果仅检测到两个无线电力接收器，则控制器450仅连接与检测到的区域相对应的两个谐振线圈。

其后，控制器450确定无线电力传送器400的谐振频率是否被改变（步骤S205）。换言之，通过被相互串联地连接的谐振线圈可以改变无线电力传送器400的电感，使得能够改变无线电力传送器400的谐振频率。

如果控制器450确定无线电力传送器400的谐振频率被改变，则控制器450改变电感器411的电感和/或电容器412的电容（步骤S207）。控制器450改变电感器411的电感和电容器412的电容使得无线电力传送器400的谐振频率与无线电力接收器的谐振频率相匹配。在这样的情况下，无线电力传送器400可以事先具有无线电力接收器的谐振频率的信息。

如上所述，根据一个实施例的调节无线电力传送器的谐振频率的方法，因为通过将电感器411和电容器412插入到如上所述的无线电力传送器400能够恒定地保持谐振频率，所以能够解决与根据谐振频率的变化引起的电力传输效率有关的问题。

图9是示出根据一个实施例当采用包括环路形状谐振线圈的无线电力传送器400时检测磁场强度的模拟结果的示图。

图9示出其中磁场的强度通过使用是电磁波分析工具的ANSYS公司的“HFSS”检测并且在离地表面10cm的距离测量的模拟结果。

在图9中，x轴表示无线电力传送器400的截面的纵向方向，y轴表示无线电力传送器400的截面的横向方向，并且z轴表示垂直于无线电力传送器400的截面的方向。

根据模拟结果，仅在第一和第二谐振线圈421和422的附近感应磁场。

换言之，当无线电力传送器400通过第一和第二谐振线圈421和422执行电力传输时，磁场可以被集中在第一和第二谐振线圈421和422的附近。在这样的情况下，当无线电力接收器位于第一谐振线圈421或者第二谐振线圈422之上时，无线电力传送器400能够将电力有效地传送到无线电力接收器。

图10是示出在图9中示出的无线电力传送器400的截面中的磁场强度的曲线图。

图10（a）是示出在沿y和z轴距离原点15cm和10cm的位置处的根据x轴的距离的磁场强度（单位；H（A/m））的曲线图。

如在图10（a）中所示，在第一谐振线圈421的区域（距离x轴大致为65cm至85cm）处的磁场的强度大于在不具有第一谐振线圈421的区域处的磁场的强度。特别地，在其中具有多抽头结构的第一谐振线圈421的内环路位于的区域（距离x轴70cm至80cm）处的磁场的强度具有超过7H的值，使得当无线电力接收器位于第一谐振线圈421的内环路中时能够大大地提高电力传输效率。

图10（b）是示出在x和z轴上分别距离原点45cm和10cm的位置处的根据y轴的距离的磁场强度（单位；H（A/m））的曲线图。

如在图10（b）中所示，在第二谐振线圈422的区域（距离y轴大致为65cm至85cm）处的磁场的强度大于在不具有第二谐振线圈422的区域处的磁场的强度。特别地，在其中具有多抽头结构的第二谐振线圈422的内环路位于的区域（距离y轴65cm至75cm）处的磁场的强度具有大约7H的值，使得当无线电力接收器位于第二谐振线圈422的内环路中时能够大大地提高电力传输效率。

能够以在计算机中可执行的并且存储在计算机可读记录介质中的程序的形式准备调节根据一个实施例的无线电力传送器的谐振频率的方法。计算机可读记录介质包括ROM、RAM、CD-ROM、磁带、软盘、以及光数据存储设备。另外，计算机可读记录介质可以以诸如通过因特网传输的载波的形式来实现。

另外，计算机可读记录介质被分布在通过网络被相互连接的计算机系统中以通过分配方案存储和执行通过计算机可读的代码。另外，通过本公开所属的本领域中的程序员能够容易地推论用于实现方法的函数程序、代码、以及代码段。

虽然为了说明性目的已经描述本公开的优选实施例，但是本领域的技术人员将会理解，在没有脱离在所附的权利要求中公开的本发明的范围和精神的情况下，各种修改、添加和替代是可能的。

Claims (16)

1.一种将电力无线地传送到无线电力接收器的无线电力传送器，所述无线电力传送器包括：

传输线圈，所述传输线圈从电源设备接收电力；以及

传输谐振单元，所述传输谐振单元使用谐振将从所述传输线圈接收到的电力传送到所述无线电力接收器，

其中所述传输谐振单元包括：

内环路，以及

外环路，所述外环路被连接到所述内环路同时包围所述内环路。

2.根据权利要求1所述的无线电力传送器，其中所述内环路和所述外环路通过缠绕一根导线至少一次形成，并且所述内环路的绕组匝数等于或者不同于所述外环路的绕组匝数。

3.根据权利要求1所述的无线电力传送器，其中所述内环路和所述外环路具有圆形、矩形、以及椭圆形中的一个。

4.根据权利要求1所述的无线电力传送器，其中所述传输谐振单元包括多个谐振线圈，并且所述无线电力传送器进一步包括开关单元，所述开关单元选择性地操作与其中检测到所述无线电力接收器的区域相对应的谐振线圈中的至少一个。

5.根据权利要求4所述的无线电力传送器，进一步包括分配线圈，所述分配线圈将通过与所述传输线圈耦合接收到的电力传送到所述多个谐振线圈当中的与其中检测到所述无线电力接收器的区域相对应的谐振线圈。

6.根据权利要求5所述的无线电力传送器，其中所述开关单元包括多个开关，并且每个开关与每个谐振线圈配对以将与其中检测到所述无线电力接收器的区域相对应的谐振线圈连接到所述分配线圈。

7.根据权利要求5所述的无线电力传送器，其中所述分配线圈包括电感器和电容器以恒定地保持用于与所述无线电力接收器的电力传输的谐振频率。

8.根据权利要求6所述的无线电力传送器，其中所述多个谐振线圈当中的与其中检测到所述无线电力接收器的区域相对应的谐振线圈被串联地连接到所述分配线圈。

9.根据权利要求4所述的无线电力传送器，进一步包括检测器，所述检测器检测所述无线电力接收器的接近状态。

10.根据权利要求9所述的无线电力传送器，其中所述检测器包括用于检测的线圈以检测在每个谐振线圈中形成的磁场的强度。

11.根据权利要求5所述的无线电力传送器，其中每个开关为微机电系统开关。

12.一种无线电力传送器的传送电力的方法，所述无线电力传送器将电力无线地传送到无线电力接收器，所述方法包括：

检测所述无线电力接收器的接近状态；

根据检测结果操作多个谐振线圈当中的与其中检测到所述无线电力接收器的区域相对应的谐振线圈；以及

通过与其中检测到所述无线电力接收器的区域相对应的谐振线圈，使用谐振将所述电力传送到所述无线电力接收器。

13.根据权利要求12所述的方法，其中所述根据检测结果操作多个谐振线圈当中的与其中检测到所述无线电力接收器的区域相对应的谐振线圈包括：切换与其中检测到所述无线电力接收器的区域相对应的谐振线圈。

14.根据权利要求12所述的方法，进一步包括：

根据与其中检测到所述无线电力接收器的区域相对应的谐振线圈的操作，确定所述无线电力传送器的谐振频率的改变状态；以及

如果根据确定结果所述无线电力传送器的谐振频率是被改变，则使所述无线电力传送器的谐振频率与所述无线电力接收器的谐振频率相匹配。

15.根据权利要求14所述的方法，其中如果根据确定结果所述无线电力传送器的谐振频率是被改变则使所述无线电力传送器的谐振频率与所述无线电力接收器的谐振频率相匹配包括：

检查被改变的谐振频率，以及

通过使用电感器和电容器，将被检查的谐振频率改变为所述无线电力接收器的谐振频率。

16.一种记录介质，所述记录介质具有执行根据权利要求11至15中的一项所述的无线电力传送器的传送电力的方法的程序。

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