CN103748798A - 透明电容无线供电系统 - Google Patents

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Abstract

公开了一种透明电容供电系统(200)。所述系统包括通过电感器(260)连接至负载(250)的一对接收器电极(241，242)，其中所述电感器耦合至负载以使得所述系统发生谐振；和透明基础结构(220)，其至少具有互相耦合的非导电透明材料的第一层(130)和导电透明材料的第二层(120)，其中所述第二层被部署为形成一对发射器电极(221，222)，其中所述对接收器电极与第二层去耦合由此在所述对发射器电极和所述对接收器电极之间形成电容阻抗，其中驱动器(210)所生成的电力信号在所述电力信号的频率基本上匹配第一电感器和所述电容阻抗的串联谐振频率时从所述对发射器电极无线传送至所述对接收器电极以对负载进行供电。

Description

透明电容无线供电系统
相关申请的交叉引用
本申请要求均于2011年8月16日提交的美国临时申请号61/523925和美国临时申请号61/523951以及于2012年4月10日提交的美国临时申请号61/622106的优先权。
技术领域
本发明总体上涉及用于无线电力传输的电容供电系统，尤其涉及由透明非导电材料所制成的大面积基础结构上的无线电力传输。
背景技术
无线电力传输是指在没有任何连线或触头的情况下供应电力，因此通过无线介质执行电子设备的供电。一种用于无接触供电的常见应用是用于对例如移动电话、笔记本计算机等的便携式电子设备进行充电。
无线电力传输的一种实施方式是通过电感供电系统来实施。在这样的系统中，电源(发射器)和设备(接收器)之间的电磁感应允许无接触的电力传输。发射器和接收器都配备以电气线圈，并且当在物理上接近时，电信号从发射器流向接收器。
在电感供电系统中，所生成的磁场集中在线圈之内。结果，到接收器拾取场(pick-up field)的电力传输在空间中非常集中。这种现象在系统中创建了限制系统效率的热点。为了提高电力传输的效率，每个线圈都需要高的质量因数。为此，线圈应当以电感与电阻的最优比率为特征，由具有低电阻的材料所组成，并且使用Litze连线处理加以构造以减少集肤效应。此外，线圈应当被设计为满足复杂的几何形状以避免Eddy电流。因此，高效的电感供电系统需要昂贵的线圈。用于大面积的无接触电力传输系统的设计将必然需要许多昂贵的线圈，因此对于这样的应用而言，电感供电系统可能是不可行的。
电容耦合是另一种用于无线传输电力的技术。这种技术主要在数据传输和传感应用中得以被利用。粘贴在挡风玻璃上具有处于车内的拾取元件的汽车无线电天线是电容耦合的一个示例。还能够使用指示性耦合来支持这种类型的应用。也就是说，当前使得能够使用电容耦合或指示性耦合通过玻璃进行电力传输的技术是已知的。这主要在汽车应用中得到利用，其中挡风玻璃或电子设备被有意设计为支持这样的电力传输。
例如，美国专利申请公开号2010/0060077公开了一种汽车玻璃，其具有用于与该玻璃相关联的电子设备的非电流触点。该玻璃包括透明玻璃材料的第一层片和第二层片，其具有在玻璃材料的层片之间进行延伸的一层层间材料。该汽车玻璃被制造为包括电路，其具有被设计为形成耦合区以使得电路中的电信号能够在耦合区和部署在外表面玻璃上的电子设备之间耦合的第一连接器。
然而，这样的玻璃仅能够用于在耦合区中传送电力，该耦合区在玻璃中很小并且面积有限。增加耦合区的大小以对大的面积进行供电将需要例如使用铁磁芯来增大耦合因数。然而，这样的芯是昂贵的并且无法在电容电力系统中应用。因此，相关现有技术中所讨论的无线电力传输系统无法在大的透明区域上进行供电。
因此，提供一种用于为连接至大面积采用的透明表面的负载进行无线供电的低成本且可行的解决方案将是有利的。
发明内容
这里所公开的某些实施例包括一种透明电容供电系统。该系统包括通过电感器连接至负载的一对接收器电极，其中该电感器耦合至负载以使得该系统发生谐振；和透明基础结构，其至少具有互相耦合的非导电透明材料的第一层和导电透明材料的第二层，其中该第二层被部署为形成一对发射器电极，其中该对接收器电极与第二层去耦合由此在该对发射器电极和该对接收器电极之间形成电容阻抗，其中驱动器所生成的电力信号在该电力信号的频率基本上匹配第一电感器和该电容阻抗的串联谐振频率时从该对发射器电极无线传送至该对接收器电极以对负载进行供电。
这里所公开的某些实施例还包括一种透明电容供电系统。该系统包括通过电感器连接至灯具的一对接收器电极，其中该电感器耦合至负载以使得该系统发生谐振，每个接收器电极包括由透明导电材料制成的顶层和由透明非导电材料制成的底层；和透明基础结构，其至少具有互相耦合的非导电透明材料的第一层和导电透明材料的第二层，其中该第二层被部署为形成一对发射器电极，底层的该对接收器电极与该透明基础结构相接触，顶层与灯具相接触，该对接收器电极与第二层去耦合由此在该对发射器电极和该对接收器电极之间形成电容阻抗，其中驱动器所生成的电力信号在该电力信号的频率基本上匹配该电感器和该电容阻抗的串联谐振频率时从该对发射器电极无线传送至该对接收器电极以对灯具进行供电。
附图说明
被视为本发明的主题在说明书完结后在权利要求中特别指出并分别请求保护。本发明的以上和其它特征及优势将由于以下结合附图进行的详细描述而显而易见。
图1是被构造为能够电容耦合的基础结构的示图。
图2是根据一个实施例所构造的透明电容无线供电系统的示意图。
图3是透明电容无线供电系统的电路图。
图4是根据另一个实施例所构造的其中电力驱动器连接至非电流连接的透明电容无线供电系统的示图。
图5、6和7是被构造为允许在负载和透明电容无线供电系统的基础结构之间机械耦合的设备的示意图。
图8是图示由透明电容无线供电系统进行供电的透明灯具的实施例的示意图。
图9是使用由透明电容无线供电系统进行供电的透明灯具进行照明的陈列柜的示例部分应用的示意图。
具体实施方式
重要的是要注意到，所公开的实施例仅是这里的创新性教导的许多有利使用方式的示例。总体而言，本申请的说明书中所进行的陈述并非必然对各个所请求保护的发明加以任何限制。此外，一些陈述可以应用于一些发明特征而并不应用于其它特征。总体而言，除非另外指出，否则单数要素可以为复数且反之亦然，而并不失其一般性。在附图中，同样的附图标记贯穿若干视图而指代同样的部分。
根据各个实施例所构造的电容无线供电系统使得能够在大的面积上进行电力传输。所公开的系统能够在诸如浴室的并不优选或期望开放式电触点的情况下适当安装，在需要常规性变化以对产品、家具等进行照明的零售店中适当安装。该电容无线供电系统能够在大面积的易碎透明固态基础结构上传输电力，该基础结构诸如窗户、镜子、玻璃地板或者由玻璃所制成的任意其它基础结构，但是并不局限于此。
图1示出了被构造为能够进行电容耦合的透明基础结构100的示例性示图。基础结构100为“类似三明治”的模式，其包括底部的透明非导电衬底110、中间的透明导电层120以及顶部的透明非导电层130。在一个实施例中，层120和130是薄材料层，例如，层120和130的厚度通常处于10微米(例如，涂层)和数毫米(例如，玻璃层)之间。
透明导电层120可以由例如包括铝、氧化铟锡(ITO)的导电材料、诸如PEDOT的有机材料或者任意其它透明导电材料制成。例如，导电层120可以为粘贴到顶部非导电层130上的箔片。
透明的底部和顶部非导电层110和130是可以为透明绝缘材料的衬底，该透明绝缘材料例如包括玻璃、玻璃纤维、聚碳酸酯等。在一个实施例中，选择具有介电常数的材料。在一个实施例中，底部非导电层是可选的，并且被用来强化基础结构100。
如图1所示，在中间的导电层120内形成了至少两个电绝缘的区域以创建至少一对发射器电极。如以下详细讨论的，电力驱动器(图1中未示出)连接至透明导电层120。这样的连接可以是电流或非电流连接。
图2示出了根据一个实施例进行构造的透明电容无线供电系统的示意图。系统200包括驱动器210、基础结构220、连接至负载250和电感器260的一对接收器电极241和242。可选地，系统200可以包括耦合至驱动器210的电感器212。基础结构220如以上详细描述的那样进行构造以包括底部和顶部的透明非导电层，以及处于其间的透明导电层。导电层以形成接合至顶部非导电层223的一对发射器电极221和222的方式进行部署。发射器电极221、222可以为任意形状，例如包括矩形、圆形、正方形或者其组合。在图2所示的实施例中，发射器电极221、222到驱动器210之间的连接可以采用电流触点。
接收器电极241、242可以与中间导电层221或222为相同的导电材料。每个接收器电极的导电材料例如可以为碳、铝、氧化铟锡(ITO)、诸如PEDOT(聚(3，4-乙撑二氧噻吩))的有机材料、铜、银、导电涂料或者任意导电材料。发射器电极的导电材料是透明的或半透明的，并且例如可以是铝、氧化铟锡(ITO)、诸如PEDOT的有机材料。当在非常薄的层中采用时，所有这些材料都是透明或半透明的。例如，无论电极的厚度如何，ITO其特性就已经是透明的，例如高于95％的透明度。例如铝在正常情况下并不是透明的，但是当以小于50微米的厚度得以采用时，这样的材料是半透明的，例如大约为50％的透明度。
系统200的总电容由相应发射器和接收器电极221、241和222、242的重叠区域以及顶部非导电层223的厚度和材料特性所形成。系统200的电容在图2中被图示为C1和C2。为了允许电气谐振，系统200还应当包括电感元件，其是电感器260，并且在一些配置中是电感器212。
通过将接收器电极241、242置于发射器电极221和222附近而使得二者之间并没有直接接触而向负载250供应电力。因此，并不需要机械连接器或任意电触点以便为负载250供电。负载250可以是发光元件(例如，LED、LED串、灯具等)、显示器、计算机、充电器、扬声器、数码相框等，但并不局限于此。
驱动器210输出AC电压信号，其具有基本上如由电容器(C1和C2)和电感器212、260的串联所构成的电路的串联谐振频率的频率。电容器(C1和C2)是发射器电极221、222和接收器电极241、242的电容阻抗(在图2中以虚线示出)。在一个实施例中，电容器和电感器260的阻抗在谐振频率互相抵消，这导致了低欧姆的电路。因此，系统200能够以非常低的功率损失向负载250输送电力。
在一个实施例中，负载250可以进一步包括用于基于驱动器210所生成的控制信号而对负载250的各种功能进行控制和编程的电子器件。为此，在一个实施例中，驱动器210生成在AC电力信号上进行调制的控制信号。例如，如果负载250是LED灯具，则驱动器210所输出的控制信号可以被用于该LED灯具的调光或颜色设置。
用于用作负载250的灯具的调光和/或颜色设置的另一个实施例包括使得发射器和接收器电极错位，即在相应电极221/241和222/242彼此并非完全重叠时。在这样的情况下，该电路并不处于谐振，因此从驱动器210传输至灯具(负载250)的电力较少。
图3中提供了系统200的电路图300。在电力信号Ugen的频率接近于由负载RL、电阻器RS(表示电感器电阻)以及电容器C1和C2和电感器LS所组成的电路的串联谐振时获得最大功率。该串联谐振由电容器C1和C2和电感器LS的数值所确定。电容器C1和C2和电感器LS的数值被选择为使得它们在信号Ugen的工作频率互相抵消。因此，仅有电感器RS的串联电阻与电极的连接性对电力传输有所限制。应当意识到的是，这允许以低频率信号高功率为特征来传输AC信号。
图4示出了根据另一个实施例所构造的透明电容无线供电系统400的另一种配置形式。系统400包括与图2所示的供电系统200相类似的元件。在该实施例中，在驱动器410与发射器电极421、422之间应用电容耦合，因此不需要线路连接。该实施例在为了便于基础结构扩展的模块化基础结构中是有利的。
线路401和402分别将驱动器410连接至耦合板403和404。耦合板403、404被置于基础结构400的顶部非导电层413上以利用发射器电极421、422创建被示为电容器(C3和C4)的电容阻抗。基础结构400如以上详细讨论的基础结构100那样进行构造。板403、404能够被置于基础结构400顶部的任意地方。
驱动器410所生成的电力信号利用在这些电极的板403、404之间所形成的电容耦合而被无线传输至发射器电极421、422。该电力信号沿导电层行进以对通过电感器460连接至接收器电极441、442的负载450进行供电。
在一个实施例中，驱动器410输出具有基本上如由一系列电容器(C1、C2和C3、C4)以及至少一个电感器460和412所构成的电路的串联谐振频率的频率的AC电压信号。如以上所提到的，电容器(C1和C2)是发射器电极421、422以及接收器电极441、442的电容阻抗。电容器和电感器460的阻抗在谐振频率互相抵消，这产生了低欧姆电路。因此，系统400能够以非常低的功率损失向负载450输送电力。
应当注意的是，在图2和4所示的实施例中，电容供电系统200和400描绘了由驱动器(例如，驱动器210和410)进行供电的单个负载(例如，负载250和450)。然而，根据这里所公开的实施例，电力驱动器还能够对多个负载进行供电；每个负载可以被调谐为不同谐振频率。以这样的配置，驱动器(例如，驱动器210或410)所输出的信号的频率确定哪个设备被供电。
该驱动器还可以生成AC扫频信号(具有变化频率的信号)。当足够快时，该频率扫描在AC信号的频率与相应负载谐振调谐相符的时间段期间对设备进行供电。以这种方式，能够以复用的方式对以不同频率进行调谐的若干负载进行供电。为了填充扫描之间的电力不足间隙，能够添加电池和/或电容器。在另一个实施例中，提供了负载的扩展频谱供电。因此，由驱动器生成了以大的频带为特征的AC电力信号，这允许多个负载的群组中的每个个体负载在不同频率的范围内进行调谐，因此每个个体负载可以被独立供电。
在参考图2和4所描述的电容无线供电系统中，负载和基础结构之间没有直接的电接触；负载通过机械手段而被安装到基础结构。在一个实施例中，该负载被贴附到基础结构的顶部非导电层。
在另一个实施例中，导电织物材料(例如，Velcro)被贴附到基础结构并且另一片导电织物材料被粘到负载，因此该导电织物材料用作接收器电极。
图5、6和7示出了根据本发明的各个实施例而被构造为允许基础结构上的负载之间的机械耦合的不同类型的设备。
图5是出于允许一对接收器电极501和502与负载510之间的电连接的目的所设计的真空杯500。真空杯(也被称作吸杯)是用于窗户安装的工具，其在保持真空的同时不允许表面上的移动。接收器电极501和502被添加至真空杯500以允许从发射器电极向负载进行电力传输。接收器电极501、502例如由以上所提到的任意导电材料所制成。在一个实施例中，当在杯体500内保持真空时，接收器电极501和502与基础结构相接触。因此，当将真空杯500置于基础结构内的发射器电极附近并且由杯体500保持真空时，负载510因此如以上详细描述的那样被无线供电。
图6示出了基于其间连接有负载的两个真空杯601和602的另一种设备600。真空杯601包括第一接收器电极603，而杯体602则包括第二接收器电极604。当由两个杯体601和602保持真空时，接收器电极603和604与基础结构相接触。因此，如果将设备600置于接触设施内的发射器电极附近并且由杯体601和602保持真空时，建立了电容耦合并且负载610如以上详细讨论的那样被无线供电。
图7示出了被构造为允许负载710和基础结构(未示出，例如基础结构220或420)之间的机械耦合以允许一对接收器电极701和702与负载710之间的电连接的另一个设备。设备700还包括贴附到基础结构的导电泡沫720(或者其它导电柔性材料)。接收器电极701和702被印刷或形成在非导电环730中。环730利用一个或多个管脚740接合至导电泡沫720。设备700可以以环形以外的任意形状进行构造。
因此，当将设备700置于基础结构内的发射器电极附近并且将环730接合至泡沫720时，建立了电容耦合并且负载710如以上详细讨论的那样被无线供电。虽然图5、6和7中并未特别图示，但是负载还可以连接至电感器以便使得电路发生谐振。
在另一个实施例中，电容无线系统中所采用的基础结构可以是绝缘玻璃(IG)，其也被称作双层玻璃。这样的玻璃例如包括由间隔器分离开来的两个或三个玻璃窗板面。间隔器是一块将绝缘玻璃中的两片玻璃分离开来并且对它们之间的气体空间进行密封的金属。典型地，在这样的玻璃中，内侧玻璃(例如，房屋或建筑物内的玻璃)被涂覆以导电材料。该涂覆层阻隔了来自房屋外部的太阳的某些辐射。在一个实施例中，该涂覆层被构成图案而形成用作发射器电极的两个分离电极。来自驱动器的电力能够利用电流连接(例如，如图2所示)而被耦合至该涂覆层或者作为电容连接(例如，如图4所示)。
用于在大面积的透明基础结构上进行无线电力传输的各个实施例在多种局部应用中得以被利用。例如，灯具电枢(amatures)被置于窗户或镜面上。在镜面的情况下，该导电层是银质的非透明层。作为另一个示例，这里所公开的教导被用于对安装在水族缸内的灯具和/或泵进行供电。作为另一个示例，风扇或便携式GPS车辆导航系统被置于车辆的挡风玻璃上以便由车辆的电池进行无线供电。在某些实施例中，这些设备使用图5和6所示的真空杯进行安装。
在一个实施例中，这里所公开的透明电容供电系统被用来对置于基础结构顶部的灯具进行供电。该灯具通过系统的基础结构向下照明。该实施例在图8中进行图示。该灯具例如可以是LED灯具、LED串等。
基础结构800如以上详细讨论的基础结构100那样进行构造并且包括具有置于其间的导电层的底部和顶部透明非导电层。中间的导电层被构造为建立一对发射器电极811、812。
灯具(即，负载)830连接至一对接收器电极821、822。接收器电极821、822中的每一个包括透明导电层(821-C、822-C)以及接收器电极821、822非导电层(821-NC和822-NC)。
灯具830被置于发射器电极811、821附近。当被正确放置时，每个接收器电极邻近发射器电极之一进行部署以使得相邻电极形成电容器(被示为C1和C2)。
交变电压被施加于发射器电极，以使得电流通过在接收器和发射器电极之间所形成的电容器而流向灯具830。电容器(C1和C2)和电感器840的阻抗在谐振频率互相抵消，这导致了低欧姆的电路。因此，系统800能够以非常低的功率损失向负载830输送电力。
由于接收器电极821、822和基础结构830是透明的，所以灯具830对置于基础结构800下方的物品进行照明。灯具830例如可以是LED、LED串、LED灯具等。
作为局部应用，图8所示的系统可以在使用玻璃陈列柜展示物品的店铺内采用。在一个实施例中，基础结构800被用作货架，其中灯具830及其接收器电极811、812被置于上面以对置于货架下方的物品进行照明。图9中图示了描绘这样的实施例的示例性示图。
每个玻璃货架910-1、910-2和910-3被构造为基础结构800以允许玻璃货架上的电容电力传输。透明的接收器电极和LED灯具被嵌入透明球体(puck)“P1”、“P2”、“P3”和“P4”中。如以上所讨论的，每个LED灯具通过玻璃货架发光以照亮放在玻璃货架下的物品。在一个实施例中，透明球体“P1”、“P2”、“P3”和“P4”并未被贴附或固定至玻璃货架，而是被简单地放在货架上，因此允许位置有所变化。应当注意的是，透明球体“P1”、“P2”、“P3”和“P4”能够被固定至玻璃货架的底部透明层以向上发光。在另一个实施例中，透明球体“P1”、“P2”、“P3”和“P4”倒置于货架顶部以向上发光。为了对接收器和发射器电极之间的距离差进行补偿，根据该距离差增大或减小电力信号的频率。也就是说，对于较大的距离，为功率信号使用较低的频率。
虽然已经以一定的篇幅以及特别参考若干所描述的实施例对本发明进行了描述，但是其并非意在应当被限制为任何这样的细节或实施例或者任何特定实施例。而是要参考所附权利要求进行理解以便鉴于现有技术而对这样的权利要求提供最为宽泛的可能解释，并且因此有效地涵盖本发明的预期范围。此外，以上关于发明人所预见到的能够针对其应用该描述的实施例对本发明进行了描述，然而当前并未预见到的对本发明的非实体性修改可以表示其等同形式。

Claims (15)

1.一种透明电容供电系统(200)，包括：
通过电感器(260)连接至负载(250)的一对接收器电极(241，242)，其中所述电感器耦合至所述负载以使得所述系统发生谐振；和
透明基础结构(220)，其至少具有互相耦合的非导电透明材料的第一层(130)和导电透明材料的第二层(120)，其中所述第二层被部署为形成一对发射器电极(221，222)，其中所述一对接收器电极与所述第二层去耦合，由此在所述一对发射器电极和所述一对接收器电极之间形成电容阻抗，其中由驱动器(210)所生成的电力信号在所述电力信号的频率基本上匹配所述第一电感器和所述电容阻抗的串联谐振频率时从所述一对发射器电极无线传送至所述一对接收器电极，以对所述负载进行供电。
2.根据权利要求1的系统，其中所述透明基础结构进一步包括耦合至所述第二层的非导电材料的第三层(110)。
3.根据权利要求2的系统，其中所述第二层和所述第一层中的每一个的透明导电材料至少为玻璃、玻璃纤维和聚碳酸酯中的任意一种。
4.根据权利要求1的系统，其中所述第二层的透明导电材料至少为铝、氧化铟锡(ITO)和PEDOT中的任意一种。
5.根据权利要求2的系统，其中所述透明基础结构是绝缘玻璃。
6.根据权利要求1的系统，其中所述驱动器利用电容耦合(410，401，402)和电流接触中的任意一种而连接至所述发射器电极。
7.根据权利要求6的系统，其中所述驱动器(410)利用所述电容耦合连接至所述发射器电极(421，422)，所述串联谐振频率还包括在所述一对发射器电极(401，402)和所述驱动器(410)之间所形成的电容阻抗。
8.根据权利要求1的系统，其中所述负载和所述接收器电极利用以下任意一种而连接至所述透明基础结构的所述第一层：导电粘合材料、导电织物材料和机械设备。
9.根据权利要求8的系统，其中所述机械设备是真空杯(500，600)，其中所述真空杯包括所述接收器电极，其中所述接收器电极在所述真空杯中保持真空时与所述透明基础结构的所述第一层相接触。
10.根据权利要求8的系统，其中所述机械设备(700)包括贴附至导电柔性材料(720)的非导电结构(730)，其中所述非导电结构包括所述接收器电极并且所述导电柔性材料与所述透明基础结构的所述第一层相接触。
11.根据权利要求1的系统，其中所述负载至少为灯具，其中所述灯具是LED串和LED灯具中的至少一种。
12.根据权利要求11的系统，其中所述系统被配置为对置于所述透明基础结构(800)顶部的所述灯具(830)进行无线供电，其中所述灯具通过所述透明基础结构向下照明。
13.根据权利要求12的系统，其中每个接收器电极包括由透明导电材料所制成的顶层(821-C，822-C)以及由透明非导电材料所制成的底层(821-NC，822-NC)，其中所述底层与所述透明基础结构相接触而所述顶层与所述透明灯具相接触。
14.一种透明电容供电系统，包括：
通过电感器(840)连接至灯具(830)的一对接收器电极(821，822)，其中所述电感器耦合至所述负载以使得所述系统发生谐振，每个接收器电极包括由透明导电材料制成的顶层(821-C，822-C)和由透明非导电材料制成的底层(821-NC，822-NC)；和
透明基础结构(800)，其至少具有互相耦合的非导电透明材料的第一层和导电透明材料的第二层，其中所述第二层被部署为形成一对发射器电极(811，812)，所述一对接收器电极的底层与所述透明基础结构相接触，所述顶层与所述灯具相接触，所述一对接收器电极与所述第二层去耦合，由此在所述一对发射器电极和所述一对接收器电极之间形成电容阻抗，其中驱动器所生成的电力信号在所述电力信号的频率基本上匹配所述电感器和所述电容阻抗的串联谐振频率时从所述一对发射器电极无线传送至所述一对接收器电极，以对所述灯具进行供电。
15.根据权利要求14的系统，其中所述系统被配置为对置于所述透明基础结构顶部的所述灯具进行无线供电，其中所述灯具通过所述透明基础结构向下照明。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106849370A (zh) * 2015-12-04 2017-06-13 中兴通讯股份有限公司 设备外壳、设备、充电座及无线充电方法
CN107069984A (zh) * 2017-05-05 2017-08-18 西安闽锐玻璃有限公司 一种具有无线充电功能的玻璃
CN110100390A (zh) * 2016-12-20 2019-08-06 皇家飞利浦有限公司 用于对液体中的负载进行供电的负载装置

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160156228A1 (en) * 2013-07-11 2016-06-02 Koninklijke Philips N.V. Capacitive powering system with increased efficiency
CN105794319B (zh) * 2013-09-24 2018-03-30 飞利浦灯具控股公司 湿法处理的电子系统
JP2016538810A (ja) * 2013-10-09 2016-12-08 フィリップス ライティング ホールディング ビー ヴィ 負荷を容量的に駆動するシステム
JP6457767B2 (ja) * 2014-09-19 2019-01-23 大成建設株式会社 給電導体の埋設構造
KR102380177B1 (ko) * 2015-02-16 2022-03-29 삼성전자주식회사 휴대용 전자 장치를 위한 무선 충전 장치
KR101790781B1 (ko) * 2015-08-28 2017-10-27 대구대학교 산학협력단 차량의 유리를 이용한 전기자동차의 무접점 충전장치
WO2019007843A1 (en) * 2017-07-04 2019-01-10 Philips Lighting Holding B.V. LIGHTING ARRANGEMENT WITH NON-GALVANIC INTERCONNECTED DEVICES
WO2019173022A1 (en) 2018-03-04 2019-09-12 David Simpson Induction driven lighting
EP3599796B1 (de) * 2018-07-26 2021-02-24 Bilton International GmbH Led-lichtband und leuchtsystem
EP3599797A1 (de) * 2018-07-26 2020-01-29 Bilton International GmbH Leuchtsystem und verfahren zum betreiben eines leuchtsystems
DE102018121444B3 (de) * 2018-07-26 2020-01-30 BILTON International GmbH Leuchtsystem und Verfahren zum Betreiben eines Leuchtsystems
TR201820812A2 (tr) * 2018-12-27 2019-02-21 Izmir Yueksek Teknoloji Enstituesue Rayli taşima si̇stemleri̇nde kullanilmaya yöneli̇k güç transfer yöntemi̇
DE102019120428A1 (de) * 2019-07-29 2021-02-04 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Energieübertragungsvorrichtung zum drahtlosen Übertragen von elektrischer Energie, sowie Verfahren
CN113972749B (zh) * 2021-10-27 2023-08-11 西南交通大学 多端口电容式耦合机构及解耦型补偿拓扑的cpt系统

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101594988A (zh) * 2006-11-15 2009-12-02 皮尔金顿汽车德国有限公司 玻璃窗
WO2009151818A2 (en) * 2008-05-05 2009-12-17 Nigel Power Llc Wireless delivery of power to a fixed-geometry power part
CN101621219A (zh) * 2009-03-17 2010-01-06 苏州达方电子有限公司 无线接收模块及无线能量传输系统
WO2010150317A1 (en) * 2009-06-25 2010-12-29 Murata Manufacturing Co., Ltd. Power transfer system and noncontact charging device

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09312942A (ja) * 1996-05-21 1997-12-02 Hitachi Ltd 非接触式集電方法およびその装置
US7356952B2 (en) * 2002-06-17 2008-04-15 Philip Morris Usa Inc. System for coupling package displays to remote power source
US20090072782A1 (en) * 2002-12-10 2009-03-19 Mitch Randall Versatile apparatus and method for electronic devices
JP2005175120A (ja) * 2003-12-10 2005-06-30 Fujinon Sano Kk コンデンサ及びその製造方法
JP4872304B2 (ja) * 2004-11-01 2012-02-08 旭硝子株式会社 アンテナ封入型合わせガラスの製造方法
JP2006350990A (ja) * 2005-05-17 2006-12-28 Sony Corp 情報処理システム、および情報処理方法
JP4788333B2 (ja) 2005-12-27 2011-10-05 セントラル硝子株式会社 車両用ガラスアンテナ
US20070258270A1 (en) 2006-05-05 2007-11-08 John Scheiman LED mounting device
CN101490772B (zh) * 2006-07-21 2012-04-18 皇家飞利浦电子股份有限公司 照明系统
WO2008058881A1 (en) * 2006-11-15 2008-05-22 Pilkington Automotive Deutschland Gmbh Glazing
JP2008251488A (ja) 2007-03-30 2008-10-16 Tdk Corp 透明導電材料及び透明導電体
US20090159677A1 (en) * 2007-12-20 2009-06-25 General Electric Company Contactless power and data transfer system and method
JP5314278B2 (ja) 2007-12-25 2013-10-16 パナソニック株式会社 非接触給電システム
JP4557049B2 (ja) * 2008-06-09 2010-10-06 ソニー株式会社 伝送システム、給電装置、受電装置、及び伝送方法
US20100003511A1 (en) 2008-07-03 2010-01-07 University Of Florida Research Foundation, Inc. Transparent conducting electrode
EA201100497A1 (ru) 2008-09-17 2011-10-31 Агк Гласс Юроп Панель остекления
US20100087143A1 (en) * 2008-10-03 2010-04-08 Seagate Technology Llc Wireless power and data transfer via capacitive coupling
JP5415780B2 (ja) * 2009-02-20 2014-02-12 健一 原川 電力供給システム、及びそのための可動体と固定体
CN102804550B (zh) * 2009-06-25 2014-12-03 株式会社村田制作所 功率传送系统和非接触充电装置
US20110151780A1 (en) * 2009-12-18 2011-06-23 Hood Iii Charles D System and Method for Integration of an Antenna in an Information Handling System Housing
JP5152298B2 (ja) * 2010-06-24 2013-02-27 株式会社村田製作所 送電装置、受電装置及びワイヤレス電力伝送システム
US9496743B2 (en) * 2010-09-13 2016-11-15 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Power receiving device and wireless power feed system
US8653748B2 (en) * 2011-05-11 2014-02-18 General Electric Company Isolated capacitor drive circuit for thin-film solid-state lighting

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101594988A (zh) * 2006-11-15 2009-12-02 皮尔金顿汽车德国有限公司 玻璃窗
WO2009151818A2 (en) * 2008-05-05 2009-12-17 Nigel Power Llc Wireless delivery of power to a fixed-geometry power part
CN101621219A (zh) * 2009-03-17 2010-01-06 苏州达方电子有限公司 无线接收模块及无线能量传输系统
WO2010150317A1 (en) * 2009-06-25 2010-12-29 Murata Manufacturing Co., Ltd. Power transfer system and noncontact charging device

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106849370A (zh) * 2015-12-04 2017-06-13 中兴通讯股份有限公司 设备外壳、设备、充电座及无线充电方法
CN110100390A (zh) * 2016-12-20 2019-08-06 皇家飞利浦有限公司 用于对液体中的负载进行供电的负载装置
CN107069984A (zh) * 2017-05-05 2017-08-18 西安闽锐玻璃有限公司 一种具有无线充电功能的玻璃

Also Published As

Publication number Publication date
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