CN105229896B - 用于双线圈装置的主电力供应调谐网络及其操作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供用于将AC源连接到负载并操作AC源的系统、方法和设备。在一个方面中，提供了一种可以特别在无线电力传输领域中使用的电力供应拓扑。所述拓扑允许单个源激发一或多个传导结构，所述一或多个传导结构经配置以形成场，从而改善对电力接收器的电力传输。

Description

用于双线圈装置的主电力供应调谐网络及其操作方法

技术领域

本发明一般涉及无线电力传输，并且更具体地涉及将无线电力传输关联到远程系统(例如，包括电池的车辆)的装置、系统和方法。更具体地，本发明涉及一种电力供应拓扑，其允许来自电源的单个驱动信号激发一或多个传导结构。

背景技术

已经引入了远程系统，例如车辆，包含来源于从储能装置(例如，电池)接收的电力的运动动力。例如，混合动力电动车辆包含车载充电器，所述车载充电器使用来自车辆制动和传统发动机的电能对车辆进行充电。完全电动的车辆通常从其它源接收用于电池充电的电力。电池电动车辆(电动车辆)经常提出要通过某种类型的有线交流电(AC)，例如通过家用或商用的AC电源充电。有线充电连接器需要在物理上连接到电力供应器的电缆或其它类似的连接器。电缆和类似的连接器有时是不方便或笨重的，且具有其它缺点。无线充电系统能够在自由空间中(例如，经由无线场)传输用于电动车辆充电的电能，它可以克服某些有线充电方案的缺陷。因此，需要一种能有效和安全地传输无线功率的系统和方法。

发明内容

在无线电力传输系统中，初级传输线圈和次级接收线圈的相对定位可以极大地影响从发射器传送到接收器的电力传输效率以及功率量。一种可变定位问题的方案包括通过采用发射器为一个以上的线圈供电产生磁场。这可以覆盖更大的物理区域，且允许对发射线圈定位并供电以“形成”所产生的磁场供电以及改变场强来增加接收线圈所示的磁通量。为了完全控制多个线圈发射器，调整通过线圈驱动的电流的大小以及线圈之间的电流的相对相位的能力规定了单个电源(例如，逆变器桥)和调谐网络的使用。然而，由于部件的数目和数量，多个源和调谐网络增加了发射器的物理尺寸和金钱成本。每个源、调谐网络，以及其它电路必须额定用于发射器的全功率。进一步，多个源增加了发射器的控制复杂度。因此，本发明涉及一种调谐网络，其可以选择性地将单个驱动信号从源投送到初级线圈。调谐网络可以经重新配置以在发射器的操作期间选择性地激发或禁用初级线圈。

在所附权利要求的范围内的系统、方法和装置的各种实施方式各自具有若干方面，其中任何单个方面均不仅仅负责在此所述的所需属性。在不限制所附权利要求范围的情况下，在此描述了某些显著特征。

在本说明书中描述的主题的一或多个实施方案的细节在附图和以下说明书中阐述。其它特征、方面和优点将根据说明书、附图以及权利要求书变得显而易见。注意，附图的相对尺寸可能未按比例绘制。

本发明的一方面提供一种无线电力发射器。传输器包括第一传导结构，第一传导结构经配置以产生第一场。发射器进一步包括第二传导结构，第二传导结构与第一传导结构串联且经配置以产生第二场。发射器进一步包括源，所述源经配置以产生驱动信号。发射器进一步包括电路，所述电路经配置以选择性地将驱动信号投送到第一传导结构或第二传导结构或者投送到第一传导结构和第二传导结构两者，且进一步经配置以维持通过驱动信号驱动的第一传导结构和第二传导结构中的一者或两者的调谐。

本发明的另一个方面提供一种以无线方式发射电力的方法。所述方法包括通过源产生驱动信号。所述方法包括在电力传输期间动态地投送驱动信号以实现以下之一：激发第一传导结构以产生第一场；激发第二传导结构以产生第二场；或者激发串联的第一传导结构和第二传导结构以产生第三场。

本发明的又一个方面提供一种无线电力发射器。发射器包括用于产生驱动信号的装置。发射器进一步包括用于在电力传输期间动态地投送驱动信号的装置以实现以下之一：激发第一产生装置以产生第一场；激发第二产生装置以产生第二场；或者激发第一产生装置和第二产生装置以产生第三场。

附图说明

图1是示范性无线电力传输系统的功能性框图。

图2是可以在图1所示的无线电力传输系统中使用的示范性无线电力发射器的功能性框图。

图3是可以图1所示的无线电力传输系统中使用的示范性无线电力接收器的功能性框图。

图4是具有LCL谐振电路的无线电力发射器的简化电路示意图。

图5A是具有分流开关拓扑的无线电力发射器的一个实施例的简化电路示意图。

图5B-5D是具有分流开关拓扑的无线电力发射器的简化电路示意图，分流开关拓扑经配置以驱动传导结构中的一者或两者。

图6是图5C所示的电路的等效电路的示意图。

图7A-7D是图5B所示的电路模拟的电压电流波形。

图7E-7H是图5C所示的电路模拟的电压电流波形。

图7I描述了比较来自图5B和5C所示的配置的模拟结果的两个电流波形。

图8A是具有串联开关拓扑的无线电力发射器的一个实施例的简化电路示意图。

图8B-8D是具有串联开关拓扑的无线电力发射器的简化电路示意图，串联开关拓扑经配置以驱动传导结构中的一者或两者。

图9A和9B是图8C所示的电路的等效电路示意图。

图10A-10D是图8B所示的电路模拟的电压电流波形。

图10E-10H是图8C所示的电路模拟的电压电流波形。

图11是示出了设置在示范性电动车辆中的可更换的非接触式电池的功能性框图。

图12是用于电动车辆充电的一个示范性无线电力传输系统的示意图。

图13是示出了可用于为电动车辆无线充电的示范性频率的频谱的图表。

图14是以无线方式发射电力的示范性方法的流程图。

图15是示范性无线电力发射器的功能性框图。

附图所说明的各种特征可能未按比例绘制。因此，各种特征的尺寸为了清楚起见可以任意放大或缩小。另外，一些附图可以不描绘给定系统、方法或装置的所有组件。最后，在整个说明书和附图中可以使用类似的附图标记来表示相同的特征。

具体实施方式

下面结合附图的详细描述仅是对本发明的示范性实施例的说明，而非旨在表示可以实施本发明仅有的实施例。贯穿本说明书使用的术语“示范性”意谓“作为实例、示例，或说明”，不应解释为优于或胜过其它示范性实施例。具体实施方式包含具体的细节，以便全面理解本发明的示范性实施例。在一些示例中，一些装置示出为框图形式。

以无线方式传输功率可以指传输与电场、磁场、电磁场、或从发射器到接收器而不使用物理电导体(例如，可以通过自由空间传输功率)的其它方式相关的任何形式的能量。输出到无线场(例如，磁场)的功率可以通过接收线圈接收、俘获，或者耦合以实现电力传输。

图1是示范性无线电力传输系统100的功能性框图。输入功率102提供给无线电力发射器110，无线电力发射器110将输入功率102转换为适合驱动发射电路的形式，产生用于提供能量传输的场108。发射电路可以包含传导结构105和电容器116。传导结构105可以经配置以响应于交流电的励磁产生随时间变化的磁场108。接收电路可以包含传导结构107和电容器121。传导结构107经由磁场108的能量耦合到传导结构105以诱导电压，所述电压通过无线电力接收器120整流和滤波。本文所使用的术语“传导结构”可以是环形、线圈、天线或其它结构。与发射器相关联的传导结构产生磁场，用于以无线方式将能量传送到与接收器相关联的传导结构。相反，与接收器相关联的传导结构接收来自磁场的能量，磁场从无线电力发射器相关联的传导结构相关联的传导结构产生。所得到的输出可用于输出功率130耦合的装置(未示出)进行存储或消耗。传导结构105与传导结构107相隔一段距离。传导结构105和传导结构107调谐成以系统的操作频率谐振，从而优化电力传输的效率。当传导结构107的谐振频率和传导结构105的谐振频率非常接近，传导结构105与传导结构107之间的传输损耗最小，此时传导结构107位于磁场108的通量线的大部分在传导结构107附近通过或通过传导结构107的区域中。

传导结构105和传导结构107可根据与之相关联的应用和装置而设置尺寸。通过将传导结构105的场的能量的大部分耦合到传导结构107而不是将能量的大部分以电磁波的形式传播到远场，可发生高效的能量传输。当在这种近场中时，可以在传导结构105和传导结构107之间形成耦合模式。在传导结构105和传导结构107周围的可以发生这种近场耦合的区域在本文可以称为耦合模式区域。

如图1所示，无线电力发射器110可以接收50/60Hz的公用电力102并将其转化为操作频率的交流电(AC)来驱动传导结构105。无线电力发射器110可以包含整流器111，整流器111将公用AC电力转换为脉动DC。对于较大的负载，例如，电动车辆充电器，功率因数校正电路112可以用于避免公用电网中的过大电流且滤波50/60Hz的公用电力102。脉动DC可以通过大储能元件113滤波为恒定DC。然后可以通过逆变器电路114将DC转换为方波，且通滤波波器115滤波为正弦波。此输出然后可连接到发射电路的传导结构105。传导结构105中流动的AC电流可以产生随时间变化的磁场108。如上所述，发射电路可以包含传导结构105和电容器116以在操作频率谐振，产生传导结构105与传导结构107之间的改善的磁耦合。

接收电路中的传导结构107经由磁场108耦合到传导结构105并产生AC电力，AC电力连接到无线电力接收器120。电容器121和传导结构107可形成处于操作频率的谐振电路，从而产生传导结构105与传导结构107之间更好的磁耦合。AC电力通过整流器122转换为脉动DC。可以包含储能装置123以将脉动DC平滑为恒定DC。可以包含开关式电力供应器124以将电压调整为对于经由输出功率130为电池(未示出)充电来说适当的值。无线电力发射器110和无线电力接收器120可以通过调制磁场108通信或在单独的通信信道132(例如，蓝牙，ZigBee、蜂窝、NFC等)上通信。

正如所述的，在传导结构105与传导结构107之间有匹配的或接近匹配的谐振且在这个频率下由无线电力发射器110驱动期间发生传导结构105和传导结构107之间的高效能量传输。然而，即使当传导结构105和传导结构107之间的谐振不匹配，能量也可以传输，虽然效率可能受到影响。通过将来自传导结构105的近场的能量耦合到传导结构107，在传导结构107所属的邻域中，建立这种近场而不是将从来自传导结构105的能量传播到自由空间，发生能量传输。近场可以对应于其中存在传导结构105中的电流和电荷所产生的强反应场、传导结构105不辐射功率离开传导结构105的区域。在某些情况下，近场可以对应于在传导结构105的约一个1/2π波长内(以及与之相反的传导结构107)的区域，这将在下面进一步描述。

图2是可以图1所示的无线电力传输系统100中使用的示范性无线电力发射器200的功能性框图。图2示出无线电力发射器的示范性配置，无线电力发射器可以包括将50/60Hz公用电网电力转换为AC所需要的功能，AC可用于驱动发射电路(包括传导结构205和电容器217)，而其它配置也能够用于其它的输入电源。50/60Hz公用电网电力202可以对其进行调节线路滤波器211以除去噪声和破坏性电压尖峰。整流器212可将50/60Hz的AC转换为脉动DC。

可包含有源的功率因数校正电路213用于调节目的，从而避免由于整流器212的开关动作引起的异相电压和电流和谐波失真在公用电网中出现过剩电流。有源的功率因数校正电路213可以将其电压输出调节为基本上恒定的。功率因数校正电路213可调节来自公用电网的电流以使其符合公用电网电压且表现为具有良好功率因数的电阻负载。功率因数校正电路213可以类似于开关式电力供应器，开关式电力供应器从公用电网中以一系列的脉冲抽取电流，一系列的脉冲经调制以匹配公用电网电压波形。

可以包含储能元件214并且它可以是非常大的电容器或者可以由电感器和电容器组成。在任一情况下，这些组件可以很大以便将足够的能量存储到50/60Hz的公用电网电源的最后半个周期。低功率的电力供应器可以省略储能元件214，但所得到的AC电力驱动发射电路，然后可以具有叠加为包络的整流50/60Hz的公用电网电力的波形，导致更高的峰值电压和电流以及更高的峰值磁场。可能希望在各功率水平下避免这种。

逆变器电路215可用来转换通过先前的组件211至214产生的整流和平滑直流，且可以在发射电路的操作频率将平滑DC削成方波。作为一个示范性的实施例，尽管可以使用导致实际大小的发射电路和接收电路的任何频率，这个频率可以在20KHz。较高的频率可以允许在无线电力发射器200中使用更小的组件，而由于较低的切换损耗，较低的频率可以导致更高的效率。已提出的充电系统使用在从400Hz到1MHz的范围内的频率。

可以包含匹配电路216作为滤波器以实现双重用途：将逆变器电路215产生的方波转换为具有抑制谐波的正弦波，且将逆变器电路215的阻抗匹配到由电容器217和发射电路的传导结构205组成的谐振电路。由于匹配电路216在相对高频下操作，组件可以相对较小，但优选为高质量以避免损耗。电容器217可在发射电路中与传导结构205并联或串联，但在任何情况下可以是高质量的以避免损耗，因为本装置中流动的电流通过操作谐振电路的Q值而增加。类似地，在发射电路中的传导结构205可由高质量组件组成以避免损耗。利兹线可用于增加表面面积且最大限度地利用绕组中的铜。或者，发射电路的传导结构205可由金属条制成，选择所述金属条的厚度、宽度和金属类型以保持低电阻损耗。可以选择用于磁路的铁氧体材料以避免在操作频率下的饱和、涡电流和损耗。

无线电力发射器200可以进一步包括负载传感电路(未示出)，用于在通过发射电路产生的磁场208的附近检测有源接收线圈的存在或不存在。举例来说，负载传感电路监控流向逆变器电路215的电流，这受到在磁场208附近的适当对齐的接收线圈的存在或不存在的影响。对逆变器电路215上的负载变化的检测可通过控制器(未示出)监控，用于确定是否实现功率因数校正电路213，用于发射能量且与有源接收线圈通信。在逆变器电路215处测量的电流可以进一步用来确定是否有无效对象定位在发射电路的充电区域内。

图3是可以在图1的无线电力传输系统100中使用的示范性无线电力接收器系统300的功能性框图。接收器系统300可将磁场308转换为AC电力，AC电力转换为DC电力330，DC电力330用来为电池(未示出)充电或为装置(未示出)供电。接收电路包含传导结构307，传导结构307与电容器321一起形成谐振电路。以上参考图2对传导结构307和电容器321的组件质量的评论在这里也适用。匹配电路322可以仅在反向中执行类似匹配电路213的功能，在此通过接收电路产生的AC电力是匹配到整流器323的阻抗，且通过整流器323产生的谐波不耦合到接收电路。整流器电路323可用于减少通过整流作用产生的谐波且降低对匹配电路322的滤波要求。这可以允许提供高功率因数以提高功率转换效率，从而以无线方式接收功率并将所述功率提供到负载(例如，用于充电的电池)。

一种储能元件324可用于将脉动DC平滑为恒定DC。储能元件324可以在高频下操作(与图2的储能元件214相比)，因此组件可以更小。开关式电力供应器325可以用来响应于电池管理系统(未示出)而调整DC电压且可能调整DC电流。作为一个替换方案，开关式电力供应器325的调整功能可以在无线电力发射器200内提供，但是这种方法可能依赖于从无线电力接收器300到无线电力发射器200的快速且可靠的通信链路，且可以对整体系统增添复杂性。

图4是具有LCL谐振电路的无线电力发射器的简化电路示意。如图所示，传导结构498产生磁场490以感应地耦合到用于电力传输的传导结构499。在发射侧，传导结构498是由电源401供电的LCL谐振电路中的电感器中的一个。源401表示LCL谐振电路之前的电路，例如，图2所示的公用电网电力202、线路滤波器211、整流器212、功率因数校正电路213、储能元件214和逆变器电路215，或者是其子集。在接收侧，传导结构499可以是图3所示的传导结构307(例如，接收电路的一部分)。进一步，可将传导结构499连接到图3所示的电容器321、匹配电路322、整流器323、储能元件324，开关式电力供应器325以提供DC电力330。传导结构498和499可以认为分别是松耦合变压器的初级线圈和次级线圈。

LCL谐振电路包括电感器410、电容器420和传导结构498，具有多种功能。首先，如图2所示的匹配电路216，LCL谐振电路可以使源的输出平滑。逆变器电路将整流器的DC输出转换为AC信号。AC信号可以包含与无线功率系统的操作频率不同的频率分量，且具有非正弦波形(例如，方波)。然而，可以期望在用于能量传输的系统的操作频率下具有正弦输入到发射线圈。因此，LCL谐振电路可以滤波从逆变器电路输出的非操作频率分量以产生用于谐振电路的正弦激励信号。其次，传导结构498和电容器420用作发射电路(例如，图2所示的传导结构205和电容器217)。因此，LCL谐振电路的一部分用作用于无线电力传输系统的发射线圈，与实施电源和谐振线圈之间的其它匹配电路的系统相比，降低了系统复杂性。系统的谐振频率，或无线电力发射器的调谐，因此通过传导结构498的电感L和电容器420的电容C设定。最后，耦合到接收侧负载的LCL谐振电路执行阻抗变换，使得通过源看到的阻抗允许用于高效的能量传输。更具体地，通过LCL网络结合阻抗转换，且电容器420具有电抗X_C，电感器410和传导结构498各自具有电感电抗X_L，其中X_L等于X_C，经由传导结构498和499之间的电感耦合，可以看出，通过源看到的阻抗是接收侧负载的反射阻抗。因此，接收侧负载中的变化反映到源，且匹配网络中的损耗减到最小。在一些实施例中，传导结构可以包括具有电抗X_L的单个环路、线圈或天线。在其它实施例中，传导结构可以在电配置中包括多个环路、线圈或天线，使得等效电抗为X_L。多个环路、线圈或天线可以在空间中相对设置以调整所产生的磁场。

如上所述，在线圈发射器中驱动多个线圈中具有独立源的每个线圈使发射器的成本、尺寸和复杂性提高。因此，本发明涉及一种无线电力发射器的电力供应拓扑，其允许来自电源的单个驱动信号在操作过程期间选择性地激发或禁用初级线圈，同时保持发射器的调谐。通过选择性地激发初级线圈，所产生的磁场的形状和强度可以改变以改善初级线圈和次级线圈之间的耦合。

图5A是具有分流开关拓扑的无线电力发射器的一个实施例的简化电路示意图。在这个实施例中，源502可以通过驱动信号选择性地激发传导结构512和516中的一者或两者。两个传导结构可以包括两个均能产生磁场的初级线圈。LCL谐振电路的第一电感支路包括电感器506和电容器504，使得总电抗感应到阻抗j2X。可以可选地包括变压器508以隔离源和LCL谐振电路的第一电感“L”支路。在LCL谐振电路的电容支路上，两个电容器510和514串联连接，各自具有阻抗-jX。最后，LCL谐振电路的第二电感支路包括两个串联连接的传导结构512和516，各自具有阻抗jX。传导结构和电容器然后并联连接，形成无线电力发射器的发射电路。与图4所示的发射电路相比，串联组件划分电容支路的阻抗和LCL谐振电路的第二电感支路的阻抗。

回到图5A，开关518、520和522可以重新配置通过电容器510和514以及传导结构512和516的传导通道。根据开关状态，传导结构中的任一者、两者可激发，或两者都不可激发。开关518(具有开关520)可以选择性地将在电容器510和传导结构512周围的电流分流至位于串联的电容器和传导结构之间的节点，有效地从电路中移除电容器510和传导结构512。类似地，开关522(具有开关520)可以选择性地分流在电容器514和传导结构516周围的电流。根据开关518和522的状态，开关520可以选择性地将分流电流投送通过传导结构512或516。在开关518和522处于关闭状态时，电流可以绕过传导结构两者，禁用电力传输。

传导结构512和516可以是在物理上相同或不同，且定位以改善与接收器的耦合。例如，传导结构512可垂直定位或邻近类似的传导结构516。作为另一个实例，传导结构512可与不同的传导结构516同轴定位。

图5B-5D是具有分流开关拓扑的无线电力发射器的简化电路示意图，分流开关拓扑经配置以驱动传导结构中的一者或两者。通过粗体路径指示电流。参考图5B，在开关518、520和522都处于打开状态时，两个电容器510和514以及两个传导结构512和516形成发射电路。在这种配置中，串联电容器具有等效阻抗-j2X，且串联传导结构具有等效阻抗j2X，形成谐振发射电路。

次级线圈相对于传导结构512、516的位置可以影响通过每个传导结构由源502所看到的阻抗。如果传导结构512和516并联连接，传导结构具有与次级线圈更好的对齐，会显示出比其它传导结构较高的阻抗，从而减小流过更好对齐的传导结构的电流以及电力传输的负面影响。然而，由于传导结构串联连接，等量的电流流过两者且使不平衡传导结构的阻抗的影响无效。如图4所示，第一电感支路具有等效阻抗j2X，LCL谐振电路的所有三个支路具有等效电抗2X，且LCL谐振电路具有特性阻抗2X。LCL谐振电路的个别电感器和电容器的阻抗可以等于2X，或单个网络阻抗的两倍。阻抗可以是LCL网络电路的“设计”阻抗，不是LCL网络电路的负载阻抗。

图5C描绘这样的配置，其中开关520和522处于关闭状态，有效地从电路中移除电容器514和传导结构516。具有阻抗-jX的电容器510和具有阻抗jX的传导结构512形成发射电路。类似地，图5D描绘了这样的配置，其中开关518和520处于关闭状态，有效地从电路中移除电容器510和传导结构512。具有阻抗-jX的电容器514和具有阻抗jX的传导结构516形成发射电路。因为在这些配置中电容器的电容和传导结构的电感(-jX和jX)与图8B所示的(-j2X和j2X)保持成比例，所以发射器保持调谐到相同的谐振频率。此外，在这些配置中，LCL谐振电路的特性阻抗从2X变为X。2X和X的值可以是LCL网络电路的等效阻抗(或特性阻抗)。在源502电压恒定时，减小阻抗相对于图5B所示的配置加倍了流过激发的传导结构的电流。实际流过传导结构的电流量受到LCL谐振电路的支路的不平衡的影响，在下面参考图6讨论。

图6是图5C所示的电路的等效电路示意图。假设变压器508是具有1：1匝数比的理想变压器，并且通过移除分路电容器514和电感器516，图5C所示的电路可以简化为图6所示的电路。通过断开电容器514和传导结构516，LCL谐振电路的三个支路不再具有等效阻抗。结果，在源502看到附加的电抗负载，使流过传导结构512的电流的相位和量值移动。这增加了发射器中的无功功率量，减少传送到负载的实际功率的量且相应地减少了电路的功率因数。

图7A-7D是图5B所示的电路模拟的电压电流波形。在开关518、520、和522处于打开状态时，源502激发传导结构512和516两者。如图7A和7B示出的电压和电流波形所示，源输出相对恒定量的功率。由于传导结构的串联配置，图7C和7D示出通过每个传导结构的电流完全相同。

图7E-7H是图5C所示的电路模拟的电压电流波形。在开关520和522处于关闭状态时，源502仅激发传导结构512。图7E和7F示出源继续输出相当于图7A和7B所示输出的相对恒定的功率量。因为在这种配置中LCL谐振电路的特性阻抗从2X降低到X，所以流过传导结构512的电流加倍，并且通过传导结构516的电流为零。

图7I描述了比较来自图5B和5C所示的配置的模拟结果的两个电流波形。如上所述，当激发单个传导结构，由于LCL谐振电路支路的阻抗失配而引入的附加电抗组件使得流过激发的传导结构的电流的相位和量值相对于驱动传导结构两者发生改变。在模拟图5B和5C所示的配置中，源输送大约5瓦的功率。如图7I所示，由于LCL谐振电路的第一支路的附加电感电抗，单个传导结构配置中的电流滞后于两个传导结构配置中的电流。然而，设计用作主电力供应器的LCL谐振电路通常对LCL电路的第一串联电感的失谐不灵敏。因此，引入的相位延迟和增加的电流幅值是相对小的，且因此几乎不影响电力传输效率和峰值电力传输。

分流开关拓扑具有几个优点。首先，它允许单个电源(例如，逆变器)驱动传导结构两者。第二，超过均衡电流，两个传导结构的串联配置最小化它们的交叉耦合。第三，在开关520两端的电压差可以用于监控两个传导结构之间的负载不平衡。当接收器线圈在两个传导结构512、516中的一者中具有更大的耦合系数，可能产生负载不平衡。因此，通过在开关520两端监控电压差，控制器(未示出)可确定开关是否适合接通或切断传导结构中的一者。在开关520上的电压应力处于共同的主电压应力水平的条件下，一般不会采用用于高电压应用的专门开关。

图8A是具有串联开关拓扑的无线电力发射器的一个实施例的简化电路示意图。在这个实施例中，单个源802可以通过驱动信号选择性地激发传导结构812和816中的一者或两者。两个传导结构可以包括两个均能产生磁场的初级线圈。LCL谐振电路的第一电感支路包括电感器806和电容器804，使得总电抗感应到阻抗j2X。可以可选地包括变压器808以隔离源和LCL谐振电路的第一电感“L”支路。在LCL谐振电路的电容支路上，两个电容器810和814串联连接，各自具有阻抗-jX。最后，LCL谐振电路的第二电感支路包含两个串联连接的传导结构812和816，各自具有阻抗jX。传导结构和电容器然后并联连接，形成无线电力发射器的发射电路。

开关818、820、和822可以重新配置通过电容器810和814以及传导结构812和816的传导通道。根据开关状态，传导结构中的任一者、两者可以激发，或两者都不可激发。通过关闭开关818和820、开关820和822，或者开关818和822，电流可以分别流过传导结构812、传导结构816、或者传导结构812和816两者。在所有三个开关处于打开状态时，没有电流流过任一传导结构，禁用电力传输。

此外，传导结构812和816可以是物理上完全相同或不同，且定位以改善与接收器的耦合。例如，传导结构812可垂直定位或邻近于类似的传导结构816。作为另一个实例，传导结构812可以与不同的传导结构816同轴定位。

图8B-8D是具有串联开关拓扑的无线电力发射器的简化电路示意图，串联开关拓扑经配置以驱动传导结构中的一者或两者。通过粗体路径指示电流。参考图8B，在开关818和822处于关闭状态且开关820处于打开状态时，两个电容器810和814以及两个传导结构812和816形成发射电路。在这种配置中，串联电容器具有等效阻抗-j2X，且串联传导结构具有等效阻抗j2X，从而形成谐振发射电路。

如前面所讨论的，次级线圈相对于传导结构812、816的位置可以影响通过每个传导结构由源802所看见的阻抗。利用串联连接的传导结构，在此配置中，如图5中的配置一样，等量的电流流过传导结构且使不平衡传导结构的阻抗的影响无效。如图4中所示，在第一电感支路具有等效阻抗j2X时，LCL谐振电路的所有三个支路具有等效电抗2X，且LCL谐振电路具有特性阻抗2X。

图8C示出了这样的配置，其中开关818和820处于关闭状态，从电路中有效地移除传导结构816。具有阻抗-jX的电容器810和具有阻抗jX的传导结构812形成发射电路。类似地，图8D示出了这样的配置，其中开关820和822处于关闭状态且开关818处于打开状态，从电路中有效地移除传导结构812。具有阻抗-jX的电容器814和具有阻抗jX的传导结构816形成发射电路。因为在这些配置中电容器的电容和传导结构的电感(-jX和jX)与图8B所示的(-j2X和j2X)保持成比例，所以发射器保持调谐到相同的谐振频率。此外，在这些配置中，LCL谐振电路的特性阻抗从2X变为X。在源802电压恒定时，减小阻抗相对于图8B中所示的配置加倍了流过激发的传导结构的电流。

图9A和9B是图8C中所示的电路的等效电路示意图。与分流开关拓扑相比，通过关闭开关818和820且打开开关822，电容器814切换成与传导结构812串联。结果，电容器814从当两个传导结构激发时充当调谐电容器切换到在LCL谐振电路的输入支路上充当另一个电容电抗。类似地，通过关闭开关820和822且打开开关818，电容器810切换成与传导结构816串联，再次从当两个传导结构激发时充当调谐电容器切换到在LCL谐振电路的输入支路上充当另一个电容电抗。具有阻抗-jX的电容器810或814与具有合成阻抗j2X的电感器806和电容器804串联，导致具有等效阻抗jX的LCL谐振电路具有输入支路。与分流开关拓扑相比，在串联开关拓扑中LCL谐振电路的三个支路具有等效阻抗，不引入附加的电抗负载且不将位移引入到流过激发的传导结构的电流的相位和量值。因此，通过源802传递的全部功率输出量用来驱动负载，实现与两个激发的传导结构配置类似的功率因数。

图10A-10D是图8B所示的电路模拟的电压电流波形。在开关818和822处于关闭状态且开关820处于打开状态时，源802激发传导结构812和816两者。如图10A和10B示出的电压和电流波形所示，源输出相对恒定量的功率。由于传导结构的串联配置，图10C和10D示出通过每个传导结构的电流完全相同。

图10E-10H是图8C所示的电路模拟的电压电流波形。在开关818和820处于关闭状态且开关822处于打开状态时，源802仅激发传导结构812。图10E和10F示出源继续输出相当于图10A和10B所示输出的相对恒定的功率量。因为在这种配置中LCL谐振电路的特性阻抗现在减半，流过传导结构812的电流加倍，且通过传导结构816的电流为零。

串联开关拓扑具有几个优点。首先，它允许单个电源(例如，逆变器)驱动传导结构两者。第二，超过均衡电流，两个传导结构的串联配置最小化它们的交叉耦合。第三，开关820两端的电压差可以用于监控两个传导结构之间的负载不平衡，如上所述。最后，当激发传导结构812或816时，串联开关拓扑将与禁用的传导结构相关联的电容器从充当调谐电容器切换到在LCL谐振电路的输入支路上充当另一个电容电抗，平衡LCL支路的阻抗以及避免引入分流开关拓扑中所看到的任何附加的电抗负载。

无线电力发射器可以包括控制器以在分流开关拓扑或串联开关拓扑中监控开关的状态。控制器可以连接到位于发射器中的一或多个电压和/或电流传感器以测量各种信号的量值和/或相位。例如，传感器可以用于监视激发的传导结构两端的电压或通过激发的传导结构的电流。测量可用于评估是否存在无线电力接收器，如果是，每个传导结构上的负载的程度从而用于确定用于无线电力传输的最优开关配置。控制器还可以利用从无线电力接收器经由独立的通信信道投送的信息以在功率发射期间动态地确定最优开关配置。最优配置可以随无线电力发射器的操作发生变化。例如，控制器可以最大化传递到无线电力接收器的功率量、从无线电力接收器到无线电力发射器的电力传输的效率，或通过从由源产生的驱动信号断开传导结构两者或绕过传导结构两者禁用电力传输。

上述电力供应拓扑的一个实例应用是用于电动车辆系统部署的无线电力发射器。电动车辆在这里用来描述一种远程系统，它的一个例子是一种车辆，其包括将从可充电的储能装置(例如，一或多个可充电的电化学电池或其它类型的电池)得到的电功率作为它的运动能力一部分。作为非限制性实例，一些电动车辆可以是混合动力电动车辆，它除了电动机外还包括用于直接运动或对车辆电池进行充电的传统内燃机。其它电动车辆可以从电功率中抽取所有运动能力。电动车辆不限于汽车，并且可以包括摩托车、推车、滑板车、运输器装置等。举例来说而非限制，在此描述的远程系统的形式为电动车辆(EV)。此外，也可预见其它远程系统可以使用可充电的储能装置至少部分供电(例如，电子装置，例如个人计算装置等)。

无线电力传输系统可用于与包含可充电电池或可更换电池的不同的电动车辆一起使用。图11是示出了设置在电动车辆1112中的可更换的非接触式电池的示范性功能性框图。低电池位置可用于电动车辆的电池单元，电动车辆的电池单元集成无线功率接口(例如，充电器与电池的无绳接口1126)，且可以从在车辆下面或嵌入地面中的无线电力发射器中接收电力(未示出)。在图11中，电动车辆的电池单元可以是可再充电的电池单元，并且可以容纳在电池盒1124。电动车辆的电池单元也提供了无线供电的接口1126，接口1126可以集成整个电动车辆无线电力接收器，所述接收器包含谐振传导结构、功率转换电路以及在无线电力发射器和电动车辆的电池单元之间的有效且安全的无线能量传输所需要的其它控制和通信功能(见图1和3)。注意，本文公开的用于电动车辆应用和合并电力供应拓扑的无线电力传输系统可便于双向电力传输，因此传导结构可用于接收或发射能量。这允许EV所有者在高公用功率需求时间(例如，在白天期间)出售存储的能量，且在低公用功率需求时间(例如，在夜晚期间)购买能量。

可以对电动车辆传导结构集成平齐于电动车辆的电池单元底侧或车辆主体有用，从而没有突出部件，且使得可以保持指定的地面与车辆主体的间隙。这样的配置可能在电动车辆的电池单元中需要一些专用于电子车辆无线电力接收器的空间。电动车辆的电池单元1122还可以包括电池与EV的无绳接口1128以及充电器与电池的无绳接口1126，接口1126提供电动车辆1112和无线电力发射器之间非接触式功率和通信。

图12是用于电动车辆1212充电的一个示范性无线电力传输系统1200的示意图。无线电力传输系统1200在电动车辆1212停放在基座1202a附近的同时实现电动车辆1212的充电。用于两个电动车辆的空间在停车区域中示出，停放在相应的基座1202a和1202b上方。分配中心1230可以连接到功率骨架1232且经配置以将交流电(AC)或直流电(DC)电源通过功率链路1210提供到基座1202a，根据其它组件的设置(例如，图2所示的线路滤波器211和整流器212)。基座1202a还包含传导结构1204a和1206a，用于以无线方式传输或接收功率。在这个特定描绘中，两个传导结构是彼此接近的。电动车辆1212可以包含电池单元1218、电动车辆传导结构1216以及电动车辆的无线的充电系统1214。根据电动车辆传导结构1216与基座1202a的对齐，改善的效率或功率通量可起因于激发基座传导结构1204a和1206a中的一者或两者。例如，如果控制器确定电动车辆传导结构1216和基座传导结构1206a是弱耦合，上述串联开关拓扑或分流开关拓扑可以用于将来源于源(这里为分配中心1230)的所有电流引导至基座传导结构1204a。然后，电动车辆传导结构1216可以经由通过基座传导结构1204a产生的电磁场的区域与基座传导结构1204a相互作用。

当电动车辆传导结构1216位于通过基座传导结构1204a和1206a中的一者或两者产生的能量场中时，电动车辆传导结构1216可以接收功率。所述场对应于其中通过基座传导结构1204a、1206a输出的能量可以由电动车辆传导结构1216俘获的区域。例如，通过基座传导结构1204a、1206a输出的能量可以是足以为电动车辆1212充电或供电的水平。在一些情况下，所述场可对应于基座传导结构1204a、1206a的“近场”。近场可以对应于其中存在基座传导结构1204a、1206a中的电流和电荷产生的强电抗场的区域，所述强电抗场不辐射功率离开相应基座传导结构1204a、1206a。在某些情况下，近场可以对应于其中在基座传导结构1204a、1206a的操作频率下波长大约1/2π(反之用于电动车辆传导结构1216亦然)的区域，这将在下面进一步描述。

本地分配1230可以经配置以经由一或多个通信链路(未示出)与外用源(例如，电力网)以及与基座1202a通信。

电动车辆传导结构1216可以对齐基座传导结构1204a、1202a，简单地通过驾驶员使电动车辆1212准确地相对于基座传导结构1204a、1206a定位，基座传导结构1204a、1202a如此定位在近场区域内。不仅基座传导结构1204a、1206a允许较大的对齐误差，通过“形成”磁场或调整场强度以增加穿过电动车辆传导结构1216的磁通量，它们与单个传导结构相比可以改善总电力传输。为了辅助对齐，可以给予驾驶员视觉反馈、听觉反馈、或其组合以便确定何时可以正确放置电动车辆1212从而进行无线电力传输。可供选择地，电动车辆1212可以通过自动驾驶系统设置，自动驾驶系统可以来回移动电动车辆1212(例如，沿Z字形运动)，直到对齐误差已经达到可容许的值。这可以自动执行，且自动地由电动车辆1212而没有或仅有最小驾驶员干预，条件是电动车辆1212配备有调整车辆的伺服方向盘、超声波传感器，以及智能。可供选择地，电动车辆传导结构1216，基座传导结构1204a、1206a，或其组合可具有功能性，用于相对于彼此置换和移动传导结构1216、1204a、以及1206a以更精确地定位它们并开发更有效的发射器接收器耦合。

基座1202a可以位于各种位置。作为非限制性实例，一些合适位置包含EV所有者的住宅处的停车区域，所述停车区域保留用于模仿常规的基于石油的加油站的电动车辆无线充电，以及在其它位置(例如，购物中心停车场和工作地方)的停车场。

以无线方式进行电动车辆充电可提供很多益处。例如，充电可以自动执行，实际上没有驾驶员干预和操控，从而更加方便用户。还可能没有暴露电触头并且没有机械磨损，从而改善无线电力传输系统1200的可靠性。用线缆和连接器操纵可能不是必需的，且可以没有可能暴露于室外环境中的湿气和水的电缆、插头、或插座，从而提高安全性。还可能没有可见或可接触的插座、电缆，以及插头，从而减少了充电装置的潜在破坏。另外，由于电动车辆1212可以用作分布式存储装置以稳定电力网，对接至电网的方案可以用来提高用于车辆到输电网(V2G)操作的车辆可用性。

如参考图12描述的无线电力传输系统1200还可以提供美观和非阻碍的优点。例如，可以不存在妨碍车辆和/或行人的充电柱和电缆。

作为对车辆到输电网能力的进一步说明，无线功率发射和接收能力可经配置为可互换，使得基座1202a将电力传输到电动车辆1212，且电动车辆1212在能量不足时将电力传输到基座1202a。例如，通过在过度需求或可再生能源生产不足(例如，风能或太阳能)引起的能量不足时允许将电动车辆配电至总体分布系统，这种能力可以用于稳定配电网。

继续参考图12，基座传导结构1204a、1206a和电动车辆传导结构1216可以处于固定位置，且通过电动车辆传导结构1216相对于基座1202a的整体布局，传导结构引入近场耦合区域。然而，为了快速、高效和安全地执行能量传输，基座传导结构1204a、1206a和电动车辆传导结构1216之间的距离可能需要减小以改善耦合。因此，基座传导结构1204a、1206a和/或电动车辆传导结构1216可以是可展开的和/或可以移动以使它们更好地对齐。

继续参考图12，上述充电系统可以在各种位置中使用，用于电动车辆1212充电，或者将能量传输返回到电力网。例如，可能在停车场环境中发生电力传输。注意，“停车区域”在这里也称作“停车空间”。为了提高车辆的无线电力传输系统1200的效率，电动车辆1212可以沿着X方向和Y方向对齐以使电动车辆1212内的电动车辆传导结构1216实现与停车区域相关联的基座1202a充分对齐。

此外，所公开的实施例可应用于具有一或多个停车空间或停车区域的停车场，其中停车场内的至少一个停车空间可包括基座1202a。导向系统(未示出)可以用来帮助车辆操作者在停车区域中定位电动车辆1212，从而将电动车辆1212内的电动车辆传导结构1216与基座1202a对齐。导向系统可以包含基于电子的方法(例如，无线电定位、测向原理、和/或光学原理，准光学和/或超声波感应方法)或基于机械的方法(例如，车辆轮导杆、轨道或挡块)，或其任意组合，以便辅助电动车辆操作者定位电动车辆1212，实现电动车辆1212内的传导结构1216能够恰当地与充电基座内的充电传导结构(例如，基座1202a)对齐。

如上所述，电动车辆的充电系统1214可以放置在电动车辆1212的下侧，用于从基座1202a发射和接收功率。例如，电动车辆传导结构1216可以集成到优选接近中心位置的车辆车身底部，提供关于EM曝光的最大的安全距离，且允许电动车辆正向和反向停车。

图13是示出了可用于为无线电力传输系统中的电动车辆无线充电的示范性频率的频谱的图表。如图13所示，用于传输到电动车辆的无线高功率的可能频率范围可以包含：3kHz到30kHz频段的VLF，30kHz到150kHz频段的较低的LF(ISM的类似应用)，以下频段例外，HF 6.78MHz(ITU-RISM频段6.765-6.795MHz)、HF 13.56MHz(ITU-RISM-频段13.553-13.567)，以及HF 27.12MHz(ITU-RISM-频段26.957-27.283)。

图14是以无线方式发射电力的示范性方法1500的流程图。方法1500可用于与参考图5A-5D、8A-8D和12描述的任何系统一起使用。在框1502，源产生驱动信号。在框1504，驱动信号在电力传输期间选择性地动态地投送以实现以下之一：激发第一传导结构以产生第一场；激发第二传导结构以产生第二场；或者激发串联的第一传导结构和第二传导结构两者以产生第三场。通过选择性地激发传导结构中的一者或两者，所产生的磁场可以“形成”以改善与无线电力接收器的次级线圈的耦合效率或以最大化通过无线电力接收器接收的功率量。

图15是示范性无线电力发射器的功能性框图。无线电力发射器包括用于产生驱动信号1802的装置以及用来在电力传输1804期间动态地投送驱动信号的装置以实现以下之一：激发第一产生装置以产生第一场；激发第二产生装置以产生第二场；或者激发第一产生装置和第二产生装置两者以产生第三场。用于产生驱动信号的装置可包括源401、501、601、或1230。参照图2，这些源表示LCL谐振电路之前的电路，例如，图2所示的公用电网电力202、线路滤波器211、整流器、功率因数校正电路213、储能元件214和逆变器电路215，或者是其子集。用于在电力传输1804期间动态地投送驱动信号的装置可以包括在分流开关拓扑或串联开关拓扑或者如图5A-5D和8A-8D所示的简化电路所述的LCL谐振电路。这可以包含：包含传导结构512、516、812、816、1204a、1206a、1204b、1206b，电容器504、804、510、514、810、814，变压器508、808，电感器506、806，以及开关518、520、522、818、820、822。

以上各种电气特性(例如，电感、电抗)的描述假定理想组件(例如，电感器、电容器、变压器)。当然，实际实施方案不会包含理想组件。尽管理想的配置可以匹配在LCL谐振电路中使用的组件(包含发射电路中的那些组件)的电抗，但实际电气组件特性值可以变化5％、10％、15％、20％或25％。

希望在此公开的发射电路具有高Q(质量)因数，Q因数是电路的中心频率除以电路的-3dB频宽。优选地，发射电路的Q因数可以是100、200、300、400、500，或1000。较高的Q因数减少谐振电路中的功率损耗，且最小化发射天线与其它结构的相互作用。

信息和信号可以使用各种不同的科技和技术表示。例如，可以贯穿以上说明书引用的数据、指令、命令、信息、信号、比特、符号以及码片可被表示为电压、电流、电磁波、磁场或磁粒子、光场或光粒子，或其任意组合。

结合本文所公开的实施例阐述的各种说明性逻辑块、模块、电路和算法步骤可实施为电子硬件、计算机软件，或两者的组合。为了清楚地说明硬件和软件的这种可互换性，各种说明性组件、块、模块、电路和步骤已在上文中大致依据它们的功能予以描述。这种功能是实施成硬件还是实施成软件取决于特定的应用和施加在整个系统上的设计约束。所描述的功能可以对每个特定的应用以多种方式实施，但这种实施决定不应解释为致使脱离了本发明的实施例的范围。

各种结合本文中所公开的实施例阐述的说明性块、模块和电路可以利用以下装置实施或执行：通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑装置、离散门或晶体管逻辑、离散硬件组件，或者为执行这里描述的功能而设计的其任意组合。通用处理器可以是微处理器，但在替代方案中，处理器可以是任何常规处理器、控制器、微控制器或状态机。还可以将处理器实施为计算装置的组合，例如：DSP和微处理器的组合、多个微处理器的组合、一或多个微处理器结合DSP核心的组合，或者任何其它此类配置。

在结合在此公开的实施例描述的一种方法或算法和功能的步骤可直接具体体现在硬件、通过处理器执行的软件模块或在二者的结合中。如果以软件实施，则功能可作为一或多个指令或代码存储于有形、非暂时性计算机可读媒体上或经由所述计算机可读媒体进行传输。软件模块可以驻留在随机存取存储器(RAM)、闪速存储器、只读存储器(ROM)、电可编程序ROM(EPROM)、电可擦可编程序ROM(EEPROM)、寄存器、硬盘、可换式磁盘、CD ROM，或本领域已知的存储媒介的任何其他形式。存储媒体耦合到处理器，使得处理器可以从存储媒介读出信息，以及将信息写入存储媒介。在可替换方案中，存储媒介可以与处理器集成。如本文中所使用，磁盘和光盘包含压缩光盘(CD)、激光光盘、光学光盘、数字多功能光盘(DVD)、软盘和蓝光光盘，其中磁盘通常磁性地重现数据，光盘使用激光光学地重现数据。以上各者的组合也应包含于计算机可读媒体的范围内。处理器和存储媒介可以驻留在ASIC中。ASIC可以驻留在用户终端。在可替换方案中，处理器和存储媒介在用户终端中可以作为离散组件驻留。

为了概括，已在本文中描述了本发明本的内容、某些方面、优点和新颖的特征。应当理解，根据本发明的任何特定实施例，不一定能获得所有这些优点。因此，本发明可以按如下方式来具体实现或实施：实现或优化本文教导的一个优点或一组优点，而不必实现本文教导或建议的其它优点。

上面描述的实施例的各种修改将是显而易见的，且本文定义的一般原理可以应用于其它实施例中而不背离本发明的精神或范围。因此，本发明并不限于本文给出的实施例而应在最宽的范围内与本文所公开的原理及新颖特征一致。

Claims (24)

1.一种无线电力发射器，其包括：

第一传导结构，其经配置以产生第一场；

第二传导结构，其与所述第一传导结构串联且经配置以产生第二场；

源，其经配置以产生驱动信号；以及

电路，其经配置以选择地将所述驱动信号投送到所述第一传导结构或所述第二传导结构或者投送到所述第一传导结构和所述第二传导结构两者，且进一步经配置以维持通过所述驱动信号驱动的所述第一传导结构和所述第二传导结构中的一者或两者的调谐，其中所述电路包括多个调谐元件和多个开关，其中所述多个开关中的开关经配置以在第一状态和不同于所述第一状态的第二状态之间切换所述多个调谐元件中的调谐元件，其中在所述第一状态下，所述调谐元件与所述第一传导结构并联。

2.根据权利要求1所述的发射器，其中将所述驱动信号投送到所述第一传导结构和所述第二传导结构两者产生第三场。

3.根据权利要求1所述的发射器，其中在所述第二状态下，绕过所述调谐元件。

4.根据权利要求1所述的发射器，其中所述电路包括LCL调谐网络。

5.根据权利要求1所述的发射器，其进一步包括控制器，所述控制器耦合到所述电路且经配置以在电力传输期间动态调整所述驱动信号的所述投送。

6.根据权利要求1所述的发射器，其中在所述第二状态下，所述调谐元件与所述第二传导结构串联连接。

7.根据权利要求6所述的发射器，其中所述多个调谐元件中的所述调谐元件和所述第二传导结构进一步与变压器的次级线圈串联。

8.根据权利要求6所述的发射器，其中所述电路包括LCL调谐网络，且其中所述多个调谐元件中的所述调谐元件和所述第二传导结构进一步与所述LCL调谐网络的输入支路的电感电抗串联。

9.根据权利要求6所述的发射器，其中所述调谐元件是电容器，所述电容器用于在所述第一状态下将所述发射器调谐到操作频率且在所述第二状态下校正所述发射器的功率因数。

10.根据权利要求9所述的发射器，其中所述电容器和所述第一传导结构形成发射电路，所述发射电路具有处在所述操作频率的中心频率以及至少为100的品质因数。

11.根据权利要求1所述的发射器，其中所述电路包括多个调谐元件，所述多个调谐元件可基于多个开关中的每一个的开关状态经配置成为至少第一配置、第二配置以及第三配置。

12.根据权利要求11所述的发射器，其中在所述第一配置中，所述驱动信号激发所述第一传导结构，其中在所述第二配置中，所述驱动信号激发所述第二传导结构，且其中在所述第三配置中，所述驱动信号激发所述第一传导结构和所述第二传导结构两者。

13.根据权利要求12所述的发射器，其中在所述第一配置中将所述第一传导结构调谐到操作频率，其中在所述第二配置中将所述第二传导结构调谐到所述操作频率，且其中在所述第三配置中将所述第一传导结构和所述第二传导结构两者调谐到所述操作频率。

14.根据权利要求12所述的发射器，其进一步包括第四配置，其中所述驱动信号绕过所述第一传导结构和所述第二传导结构两者。

15.根据权利要求12所述的发射器，其中所述源在所述第一配置、所述第二配置和所述第三配置中提供通过所述第一传导结构或者所述第二传导结构中的至少一者的实质上恒定的电流。

16.根据权利要求15所述的发射器，其中，在所述第一配置中流过所述第一传导结构和在所述第二配置中流过所述第二传导结构的所述电流是在所述第三配置中流过所述第一传导结构和所述第二传导结构两者的电流量的两倍。

17.一种以无线方式发射电力的方法，其包括：

通过源产生驱动信号；以及

使用包括多个调谐元件和多个开关的电路以在电力传输期间动态地投送所述驱动信号，从而实现以下之一：

激发第一传导结构以产生第一场，其中所述多个开关中的开关将所述多个调谐元件中的调谐元件放置在第一状态，在所述第一状态下，所述调谐元件与所述第一传导结构并联；

激发第二传导结构以产生第二场，其中所述多个开关中的所述开关将所述多个调谐元件中的所述调谐元件放置在不同于所述第一状态的第二状态；或者

激发串联的所述第一传导结构和所述第二传导结构以产生第三场。

18.根据权利要求17所述的以无线方式发射电力的方法，其中所述第二状态包括绕过所述调谐元件。

19.根据权利要求17所述的以无线方式发射电力的方法，其进一步包括投送所述驱动信号以绕过所述第一传导结构和所述第二传导结构两者。

20.根据权利要求17所述的以无线方式发射电力的方法，其中所述第二状态包括将电路的所述调谐元件切换成与所述第一传导结构串联。

21.根据权利要求20所述的以无线方式发射电力的方法，其进一步包括：

在所述第一状态下利用所述调谐元件将所述无线电力发射器调谐到操作频率，在所述第一状态下所述调谐元件与所述第一传导结构并联；以及

在所述第二状态下利用所述调谐元件校正所述无线电力发射器的功率因数，在所述第二状态下所述调谐元件与所述第二传导结构串联。

22.根据权利要求17所述的以无线方式发射电力的方法，其中所述激发所述第一传导结构、所述第二传导结构、或者所述第一传导结构和所述第二传导结构两者包括提供流过所述激发的传导结构的实质上恒定的电流。

23.根据权利要求22所述的以无线方式发射电力的方法，其中所提供的通过所述第一传导结构和所述第二传导结构两者的电流是所提供的通过所述第一传导结构或者所述第二传导结构的电流的一半。

24.一种无线电力发射器，其包括：

用于产生驱动信号的装置；以及

用于在电力传输期间选择地动态投送所述驱动信号以实现以下之一的装置：

激发用于产生第一场的第一产生装置，其中调谐元件处于第一状态，在所述第一状态下，所述调谐元件与所述第一产生装置并联；

激发用于产生第二场的第二产生装置，其中所述第二产生装置与所述第一产生装置串联，且其中所述调谐元件处于不同于所述第一状态的第二状态；或者

激发所述第一产生装置和所述第二产生装置两者以产生第三场，其中所述用于选择地动态投送所述驱动信号的装置维持所述第一产生装置和所述第二产生装置中的一者或两者的调谐。