CN105471121A - 非接触供电装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种非接触供电装置，从送电线圈以非接触方式向受电线圈供电的非接触供电装置包括：送电线圈；送电电路，在基频下发生谐振而进行开关；以及LC串联谐振电路，与所述送电线圈并联设置，并在所述基频的高次谐波频率下发生谐振。通过设置在特定高次谐波下发生谐振的谐振电路来抑制高次谐波噪声。

Description

非接触供电装置
技术领域
本发明涉及从送电装置以非接触方式向受电装置供给电力的非接触供电装置。
背景技术
近年来，以非接触方式供给电力的非接触供电装置越来越普及。非接触供电装置是通过利用电磁感应、磁共振等电磁耦合，从送电装置以非接触方式向便携式终端、平板终端等受电装置供给电力的装置。非接触供电装置包括用于输送电力的送电电路及送电线圈。受电装置包括用于接收电力的受电线圈、以及用于利用所接收的电力来驱动该装置的受电电路、用于给搭载在该装置上的二次电池充电的充电电路等。
在非接触供电装置中有时使用可提高线圈的Q值的数MHz以上的开关频率，从而即使相隔1～2cm以上也能给受电装置供电。例如，利用6.78MHz、13.56MHz等。这是因为能够得到以下特性：若提高线圈的Q值，则即使送电线圈和受电线圈之间隔开了距离，也能高效地供电。
在非接触供电装置中，要求以较高的效率对受电装置供给电力，同时降低辐射噪声。为了抑制辐射噪声，在非接触供电装置的送电电路中通常使用通过零电压开关(ZVS)、零电流开关(ZCS)减少开关损耗的、利用E类放大器等谐振的放大器。ZVS是指在零电压状态下开关MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管：Metal-Oxide-SemiconductorField-EffectTransistor)等开关元件的开关，ZCS是指在零电流状态下开关MOSFET等开关元件的开关，统称为“软开关”。软开关能够减少开关损耗，从而能实现高效的送电电路。
在送电线圈与受电线圈即使相隔1～2cm、甚至数cm以上也能向受电装置供给电力的非接触供电装置中，由于受电线圈没有与送电线圈紧密结合，因此电磁波容易从送电线圈辐射至空间。为了减少从送电线圈辐射至空间的辐射噪声，需要在送电线圈的前部插入低通滤波器，以减少高次谐波分量。但是，由于非接触供电装置的放大器利用送电线圈的电感L和LC谐振来进行ZVS、ZCS等软开关，因此仅插入LC滤波器的话，谐振条件出现偏差，从而软开关无法准确动作。结果，存在电路无法正常运作的问题。另外，若要即使插入LC，也不使谐振条件产生偏差，则需要校正电路常数，但现实中却存在调整电路常数非常困难的问题。
作为具有用于非接触供电装置的送电电路的装置，公知有如专利文献1那样的带非接触供电装置的感应加热装置。适用于感应加热装置的非接触供电装置的送电电路构成为：从由通过双相振荡器驱动的开关元件构成的高频逆变器向送电线圈供给电力。为了减少从送电线圈辐射的高次谐波分量，在开关元件和送电线圈之间设置由电感线圈和电容器构成的L形谐振电路。L形谐振电路发挥低通滤波器的作用。感应加热装置的开关频率为80KHZ。
由于发挥低通滤波器作用的L形谐振电路的谐振频率需低于开关频率，因此需要在开关元件和送电线圈之间串联连接具有较大值的电感线圈。由于使用具有较大值的电感线圈，因此无法向送电线圈供给充足的电力，结果，供电电力也会下降。
如上所述，存在以下技术问题：在不改变谐振条件的情况下在非接触供电装置的放大器的谐振电路内插入由LC构成的低通滤波器是困难的，难以减少辐射噪声。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2010-113992号公报
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，在将进行ZVS、ZCS等软开关的放大器用于送电电路的非接触供电装置，抑制从送电线圈辐射的高次谐波噪声。
本发明提供一种非接触供电装置，其包括：送电线圈；送电电路，在基频下发生谐振而进行开关；以及LC串联谐振电路，与所述送电线圈并联设置，并在所述基频的高次谐波频率下发生谐振，从所述送电线圈以非接触方式向受电线圈供电。
另外，本发明提供一种非接触供电装置，其包括：电源；送电线圈，以非接触方式供给电力；送电电路，形成有连接于所述电源的扼流圈、连接于所述扼流圈的开关元件、与所述开关元件并联连接的第一电容器、连接在所述开关元件和所述扼流圈的连接点与所述送电线圈之间的第二电容器、以及用于使所述第一电容器及所述第二电容器和所述送电线圈在基频下发生谐振的谐振电路，从而进行软开关动作；以及LC串联谐振电路，与所述送电线圈并联设置，并在所述基频的高次谐波频率下发生谐振，从所述送电线圈以非接触方式向受电线圈供电。
附图说明
图1是示出第一实施方式的非接触供电系统的构成的框图。
图2是第一实施方式的非接触供电装置的送电电路的简要构成图。
图3是示出第一实施方式的非接触供电装置的送电电路的ZVS动作波形的图。
图4是示出第一实施方式的非接触供电装置的送电线圈的电压波形的图。
图5是对第一实施方式的非接触供电装置的送电线圈的电压波形进行FFT(快速傅里叶变换：FastFourierTransformation)的图。
图6是第二实施方式的非接触供电装置的送电电路的简要构成图。
图7是示出第二实施方式的非接触供电装置的送电线圈的电压波形的图。
图8是对第二实施方式的非接触供电装置的送电线圈的电压波形进行FFT的图。
图9是以往使用的非接触供电装置的送电电路的简要构成图。
图10是示出以往使用的非接触供电装置的送电线圈的电压波形的图。
图11是对以往使用的非接触供电装置的送电线圈的电压波形进行FFT的图。
附图标记说明
10非接触供电装置11送电电路
12送电线圈13直流电源
14、24电压转换电路15振荡电路
16控制电路20受电装置
21受电线圈17、18、22、62电容器
23整流电路25负载电路
26控制电路32扼流圈
61电感线圈
具体实施方式
下面，参照附图说明实施方式。此外，在附图中相同序号表示相同构成或类似构成。
第一实施方式
图1是示出第一实施方式的非接触供电系统的、具有供电装置和受电装置的构成的框图。如图1所示，作为非接触供电系统，包括用于供给电力的非接触供电装置10和用于接收所供给的电力的受电装置20。非接触供电装置10包括送电电路11和送电线圈12，受电装置20具备受电线圈21。利用送电线圈12和受电线圈21之间的电磁感应或磁共振等电磁耦合，将从非接触供电装置10输出的电力供电给受电装置20。
直流电力借助AC适配器等直流电源13从外部供给至非接触供电装置10。非接触供电装置10包括用于产生高频电力的送电电路11、LC串联谐振电路60、送电线圈12、电压转换电路14、振荡电路15、控制电路16。
图2示出包含送电电路11的非接触供电装置10的电路构成。送电电路11具有MOSFET31作为开关元件，借助扼流圈32从直流电源13供给直流电力。直流电源13输出电压24V，正极侧连接于扼流圈32，负极侧接地。电容器17与送电线圈12串联连接，电容器18与串联连接的电容器17和送电线圈12进行并联连接。电容器18与MOSFET31并联连接。
形成通过振荡电路15的输出来接通和断开MOSFET31的构成。送电线圈12、电容器17、18形成谐振电路，配合MOSFET31的接通和断开来进行谐振动作。即，形成E类放大器的构成，进行零电压开关(ZVS)，从而在MOSFET31的漏极电压Vds变为0时MOSFET31接通。零电压开关(ZVS)作为软开关动作。扼流圈32为4.7μH，送电线圈12为3.5μH，电容器17为125pF，电容器18为100pF。振荡电路15的振荡频率、即MOSFET31的开关频率为6.78MHZ。
软开关利用谐振现象，在电压或电流变为0的定时对开关元件(MOSFET31)的接通和断开进行切换。由此，能够减少开关损耗。另外，由于电压波形或电流波形变化缓慢，因此能够减少开关噪声、传导噪声、辐射噪声。因而，能够提高开关频率，从而使电容器和电感线圈小型化。
此外，振荡电路15的振荡频率与由送电线圈12及电容器17、18构成的谐振电路的自谐振频率是相同或大致相同的频率。
为了减少特定的高次谐波，由电感线圈61和电容器62构成的LC串联谐振电路60设置在非接触供电装置10内。在要减少的高次谐波下发生谐振的、串联连接电感线圈61和电容器62而成的LC串联谐振电路60与送电线圈12并联连接。为了减少开关频率6.78MHZ的3倍的高次谐波即20.34MHZ的增益，将电感线圈61设为1.3μH、电容器62设为47pF，在20.34MHZ下发生谐振。在此，LC串联谐振电路60的谐振频率f60的值通过下式算出。
f60＝1/2π√LC＝20.37MHZ≒20.34MHZ
在确保送电线圈12和受电线圈21之间的距离为1～2cm以上这一点上，多数情况下使用几MHZ到十几MHZ的开关频率。具体为6.78MHZ、13.56MHZ。如果送电线圈12和受电线圈21之间的距离较短，则本实施方式的构成也可适用于几十kHZ到几百kHZ左右的频率。不过，电感值、电容值根据频率而不同。
电压转换电路14将从直流电源13输入的电压转换成能使振荡电路15、控制电路16动作的适当的电压。直流电源13的输出为24V，通过电压转换电路14转换成5V或3.3V等电压。
控制电路16为微机。控制电路16进行根据需要使送电电路11动作或停止动作的控制、与受电装置20之间的通信控制等。
受电装置20包括由受电线圈21和电容器22构成的谐振元件、整流电路23、电压转换电路24、负载荷电路25以及控制电路26。整流电路23将由谐振元件产生的交流电压转换成直流电压。电压转换电路24将由整流电路23输出的直流电压转换成期望的直流电压。控制电路26控制负载电路25。
由受电装置20的受电线圈21和电容器22构成的谐振元件的自谐振频率与送电装置11的MOSFET31的开关频率相同或大致相同。即，自谐振频率和开关频率为6.78MHZ。非接触供电装置10的送电线圈12和受电装置20的受电线圈21彼此电磁耦合，从送电侧向受电侧高效输送电力。
负载电路25是便携式终端、平板终端等电子设备的电路。受电装置20接收的电力用于使电子设备动作、给电子设备所内置的电池充电等。控制电路26为微机。控制电路26进行根据需要向负载电路25供给或停止供给受电电力的控制、与非接触供电装置10之间的通信控制等。
说明非接触供电装置10的送电动作。图3通过模拟波形示出用于开关MOSFET31的电压Vgs和MOSFET31的输出电压(漏极电压)Vds的波形。
送电电路11的开关频率为6.78MHZ。6.78MHZ下的动作为波长0.147μs，振荡电路15的输出Vgs为波长0.147μs的矩形波。在图3中，(a)示出断开MOSFET31的定时，(b)示出接通MOSFET31的定时。在(a)的定时下，Vgs从5V变为0V。在(b)的定时下，在Vds变为0V的定时接通MOSFET31，Vgs从0V变为5V。此外，图3的横轴表示时间，纵轴表示电压，Vgs呈10倍显示。当Vgs接通时，电流开始流入MOSFET31。这样，存在以下优点：由于在Vds变为0V的定时接通MOSFET31，因此称为“零电压开关(ZVS)”，能够减少开关损耗。
图4中示出施加于送电线圈12的电压的模拟波形。图4的横轴表示时间，纵轴表示电压。电压的模拟波形为6.78MHZ的略带圆度的波形。图5中示出对电压波形进行FFT(快速傅里叶变换)后的波形。图5的横轴表示频率，纵轴表示增益。
通过与送电线圈12并联配置的LC串联谐振电路60，基波80(6.78MHZ)与三次谐波81(20.34MHZ)之差变为49dB。即，使三次谐波81相对于基波减少49dB。
定性说明该效果的话，LC串联谐振电路在谐振频率中为低阻抗。在低阻抗的谐振频率附近，送电电路11产生的电压基本不施加于送电线圈12，而是接地。相反，针对除基频等谐振频率之外的频率，由于LC串联谐振电路的阻抗变高，因此难以对电压波形产生影响。因而，仅通过稍微调整谐振频率，就能使E类放大器动作。
在本实施方式中，说明了基频为6.78MHZ、使送电线圈12难以辐射三次谐波20.34MHZ的构成。频率并不特别限定于6.78MHZ，对其它频率也有效，与送电线圈12并联插入的LC串联谐振电路的谐振频率并不限定于三次谐波。
对使用一个MOSFET作为开关元件的电路进行了说明。并不限定于一个MOSFET，也可以使用其它开关元件。另外，也可以使用两个以上开关元件来构成例如半桥等送电电路。在半桥构成的情况下，使用MOSFET来代替扼流圈32，控制2个MOSFET以使其交替接通。
以ZVS作为软开关的例子进行了说明。并不特别限定于ZVS，也可以进行ZCS。
通过上述构成，在将进行软开关、具有LC串联谐振电路的放大器用于送电电路的非接触供电装置中，通过简单的构成就能抑制从送电线圈辐射的高次谐波噪声。
第二实施方式
在第二实施方式中，对不仅减少一个高次谐波噪声、还能减少多个高次谐波的非接触供电装置进行说明。
图6是第二实施方式所示的非接触供电装置10的构成图。与第一实施方式相同，用于开关MOSFET31的基频为6.78MHZ。为了减少从送电线圈12辐射的高次谐波噪声，将串联连接有电感线圈和电容器的2个LC串联谐振电路60、90与送电线圈12并联设置。与第一实施方式中所示出的相同，LC串联谐振电路60在三次谐波20.34MHZ下发生谐振。电感线圈61为1.3μH，电容器62为47pF，以使LC串联谐振电路60在20.34HZ下发生谐振。LC串联谐振电路90选定为常数，以在五次谐波33.9MHZ下发生谐振。LC串联谐振电路90的构成为：1.2μH的电感线圈91和18pF的电容器92串联连接。通过下式，计算出谐振频率f90为33.9MHZ。
f90＝1/2π√LC＝34.26MHZ≒33.9MHZ
与基波6.78MHZ相比，LC串联谐振电路60、90的阻抗非常高。由于阻抗高，因此即使以与送电线圈12并联的方式插入LC串联谐振电路60、90，也很少影响送电电路11的谐振动作。在2个LC串联谐振电路并联于送电线圈12配置的第二实施方式中，仅将图2所示的电容器17的常数从125pF变更为100pF，就能使其作为E类放大器动作。
图7示出施加于送电线圈12的电压的波形，与第一实施方式中示出的图4的电压波形相比，其为更接近正弦波的电压波形。即，可以认为高次谐波分量变少。图8是示出对第二实施方式的电压波形进行FFT的图。纵轴表示增益，横轴表示频率。可知，针对基波80(6.78MHZ)，三次谐波81的分量和五次谐波82的分量大幅减少。与基波80相比，自基波80的强度，三次谐波81减少了54dB，五次谐波82减少了58dB左右。
在第二实施方式中，非接触供电装置10将由电感线圈和电容器构成的2个LC串联谐振电路60、90与送电线圈12并联设置。通过LC串联谐振电路60、90，可以从施加于送电线圈12的电压波形中除去分别对应于LC串联谐振电路60、90的谐振频率的频率分量。结果，能够在非接触供电时减少从送电线圈12辐射的三次谐波或五次谐波的噪声。除了LC串联谐振电路60、90，还可以与送电线圈12并联设置用于进一步除去特定频率分量的LC串联谐振电路。另外，不仅是高次谐波分量，也可以插入在任意频率下发生谐振的LC串联谐振电路。
由于LC串联谐振电路对基波的阻抗高，因此具有难以影响基波的谐振动作的优点。因而，从使ZVS等容易进行开关动作的角度出发，在送电电路11中，LC串联谐振电路是优选构成。
为了便于比较，图9示出不具备LC串联谐振电路的非接触供电装置的电路100。除了省略图2所示的LC串联谐振电路60并将电容器17从125pF变更为230pF之外，图9的电路100与图2的电路构成相同。将电容器17变更为230pF，以在基波6.78MHZ下发生谐振。图10示出通过电路100施加到送电线圈12的电压波形。图11是对电压波形进行FFT的图。
非接触供电装置的电路100构成为在开关频率6.78MHZ下发生谐振，施加于送电线圈12的电压波形为正弦波形状。但是，实际上包含许多高次谐波分量。如图11所示那样可知，除了6.78MHZ的基波50，在二次谐波、三次谐波之外，还包含许多高次谐波分量。三次谐波51(20.34MHZ)与基波50相比，增益仅降低了21dB左右。
当对非接触供电装置进行产品化时，需要满足各国对辐射噪声(EMI：ElectromagneticInterference，电磁干扰)的限制值。按由传导噪声等规定的30MHZ以下的频率考虑的话，由于开关频率6.78MHZ在国际上是ISM频率，因此限制不严。ISM(Industry-Science-Medical)频率表示工业科学医疗用频率。另外，由于6.78MHZ的2倍13.56MHZ、4倍27.12MHZ也是ISM频率，因此限制不严。另一方面，由于3倍的高次谐波20.34MHZ不是ISM频率，因此需要降低辐射噪声。
由于从非接触供电装置100辐射的噪声尤其辐射自送电线圈12，因此需要从施加于送电线圈12的电力中除去谐波失真。根据实施方式所示的方法，能够大幅衰减三次谐波、五次谐波等特定频率的噪声，减少噪声的效果显著。
在第一实施方式中，通过将LC串联谐振电路60与送电线圈12并联插入的构成，能够使三次谐波81相对于基波80减少49dB。与此相比，在不具备LC串联谐振电路的电路100中，三次谐波51相对于基波50(6.78MHZ)降低了21dB左右。换言之，与不具备LC串联谐振电路的电路100相比，在具备LC串联谐振电路的第一实施方式中，能够使三次谐波的强度减少28dB。另外，与不具备LC串联谐振电路的电路100相比，在第二实施方式中，能够使三次谐波的强度减少33dB。
当基波的开关频率为6.78MHZ时，如果能从30MHZ以下的噪声中除去三次谐波20.34MHZ，则很可能满足EMI限制。换言之，只要考虑ISM频率，减少或除去特定频率的高次谐波，就能提供满足EMI限制的非接触供电装置。在本实施方式中，能够实现以简单的电路构成满足EMI限制并抑制高次谐波的非接触供电装置。
此外，对本发明的若干实施方式进行了说明，但这些实施方式是作为例子而提出的，并不用于限定发明的范围。可以以其它各种形式来实施这些实施方式，在不脱离发明的宗旨的范围内，可进行各种省略、置换、变更。这些实施方式及其变形都包含在本发明的范围、宗旨中，同样，包含在记载于权利要求书中的发明及其等同的范围之内。

Claims (10)

1.一种非接触供电装置，其特征在于，包括：
送电线圈；
送电电路，在基频下发生谐振而进行开关；以及
LC串联谐振电路，与所述送电线圈并联设置，并在所述基频的高次谐波频率下发生谐振，
从所述送电线圈以非接触方式向受电线圈供电。
2.一种非接触供电装置，其特征在于，包括：
电源；
送电线圈，以非接触方式供给电力；
送电电路，形成有连接于所述电源的扼流圈、连接于所述扼流圈的开关元件、与所述开关元件并联连接的第一电容器、连接在所述开关元件和所述扼流圈的连接点与所述送电线圈之间的第二电容器、以及用于使所述第一电容器及所述第二电容器和所述送电线圈在基频下发生谐振的谐振电路，从而进行软开关动作；以及
LC串联谐振电路，与所述送电线圈并联设置，并在所述基频的高次谐波频率下发生谐振，
从所述送电线圈以非接触方式向受电线圈供电。
3.根据权利要求1或2所述的非接触供电装置，其特征在于，
所述非接触供电装置包括多个所述LC串联谐振电路。
4.根据权利要求1或2所述的非接触供电装置，其特征在于，
所述基频为6.78MHZ，所述LC串联谐振电路在三次谐波下发生谐振。
5.根据权利要求2所述的非接触供电装置，其特征在于，
所述开关元件形成有两个以上。
6.根据权利要求1或2所述的非接触供电装置，其特征在于，
所述基频为13.56MHZ。
7.根据权利要求1或2所述的非接触供电装置，其特征在于，
利用所述送电线圈与所述受电线圈之间的电磁耦合，向所述受电线圈供电。
8.根据权利要求1或2所述的非接触供电装置，其特征在于，
所述非接触供电装置具有两个所述LC串联谐振电路。
9.根据权利要求8所述的非接触供电装置，其特征在于，
所述LC串联谐振电路由电感线圈和电容器构成。
10.根据权利要求9所述的非接触供电装置，其特征在于，
所述LC串联谐振电路与所述送电线圈并联。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108068477A (zh) * 2016-11-18 2018-05-25 佳能株式会社 打印装置及其控制方法、以及存储介质
CN108297731A (zh) * 2018-03-20 2018-07-20 广东工业大学华立学院 一种电动汽车无线充电系统
CN109981058A (zh) * 2017-12-27 2019-07-05 株式会社村田制作所 匹配电路以及功率放大电路
CN111759460A (zh) * 2020-07-07 2020-10-13 杭州电子科技大学温州研究院有限公司 基于微型植入式自谐振线圈的热疗系统及其参数优化方法

Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2535976C (en) * 2015-02-02 2017-03-29 Drayson Tech (Europe) Ltd Inverter for inductive power transfer
CN105119391B (zh) * 2015-09-27 2019-01-01 宁波微鹅电子科技有限公司 一种高效率的电能发射端和无线电能传输装置
JP2017071010A (ja) * 2015-10-06 2017-04-13 株式会社マキタ 電動工具
JP6652841B2 (ja) 2016-01-19 2020-02-26 東芝テック株式会社 非接触受電装置
CN108684210B (zh) * 2016-02-02 2021-05-11 三菱电机株式会社 电力变换装置以及非接触供电系统
KR102605844B1 (ko) * 2017-01-13 2023-11-27 주식회사 위츠 이물질 검출 회로 및 그를 이용한 무선 전력 송신 장치
US10315526B2 (en) * 2017-01-25 2019-06-11 Witricity Corporation Switched-capacitor power ramping for soft switching
JP7086527B2 (ja) * 2017-03-31 2022-06-20 日東電工株式会社 無線電力伝送システムおよびシートコイル
KR102323560B1 (ko) * 2017-08-08 2021-11-08 삼성전자주식회사 전류의 피크 세기를 조절하도록 구성되는 회로를 포함하는 전자 장치
IT201800006323A1 (it) * 2018-06-14 2019-12-14 Dispositivo a semiconduttore del tipo a bilanciamento di carica, in particolare per applicazioni rf ad elevata efficienza, e relativo procedimento di fabbricazione
JP7238423B2 (ja) * 2019-01-23 2023-03-14 オムロン株式会社 非接触給電装置及び送電装置
JP7401251B2 (ja) 2019-10-10 2023-12-19 キヤノン株式会社 送電装置および無線電力伝送システム
JP7141156B2 (ja) * 2019-12-20 2022-09-22 株式会社レゾンテック チューニング調整回路を有するワイヤレス給電システム
US20220200350A1 (en) * 2020-12-22 2022-06-23 Flex Ltd Wireless device charger circuit and method
US11955819B2 (en) 2021-11-03 2024-04-09 Nucurrent, Inc. Communications modulation in wireless power receiver with multi-coil receiver antenna
US11831176B2 (en) 2021-11-03 2023-11-28 Nucurrent, Inc. Wireless power transfer systems with substantial uniformity over a large area
US11831173B2 (en) 2021-11-03 2023-11-28 Nucurrent, Inc. Wireless power transmission antenna with series coil molecule configuration
US11862991B2 (en) 2021-11-03 2024-01-02 Nucurrent, Inc. Wireless power transmission antenna with internal repeater and in-coil tuning
US11862984B2 (en) 2021-11-03 2024-01-02 Nucurrent, Inc. Wireless power receiver with repeater for enhanced power harvesting
US11962337B2 (en) 2021-11-03 2024-04-16 Nucurrent, Inc. Communications demodulation in wireless power transmission system having an internal repeater
US11831177B2 (en) 2021-11-03 2023-11-28 Nucurrent, Inc. Wireless power transmitter with internal repeater and enhanced uniformity
US11824373B2 (en) 2021-11-03 2023-11-21 Nucurrent, Inc. Wireless power transmission antenna with parallel coil molecule configuration
US11848566B2 (en) 2021-11-03 2023-12-19 Nucurrent, Inc. Dual communications demodulation of a wireless power transmission system having an internal repeater
US11831175B2 (en) 2021-11-03 2023-11-28 Nucurrent, Inc. Wireless power transmission antenna with antenna molecules
US11824372B2 (en) 2021-11-03 2023-11-21 Nucurrent, Inc. Wireless power transmission antenna with puzzled antenna molecules
US11824371B2 (en) * 2021-11-03 2023-11-21 Nucurrent, Inc. Wireless power transmission antenna with internal repeater and repeater filter

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110069518A1 (en) * 2009-09-23 2011-03-24 Taewoong Medical Co., Ltd. Resonant inverter of radio frequency generator for radiofrequency ablation
CN102239633A (zh) * 2008-09-27 2011-11-09 韦特里西提公司 无线能量转移系统
KR20140014502A (ko) * 2012-07-24 2014-02-06 (주)기술과가치 무선전력 전송장치 및 이를 이용한 무선충전공간을 구축하는 방법
CN103580299A (zh) * 2012-07-31 2014-02-12 索尼公司 馈电单元和馈电系统
CN105874700A (zh) * 2014-01-07 2016-08-17 伏达科技 用于无线功率传输系统的谐波消减设备

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5227962A (en) * 1991-03-06 1993-07-13 Constant Velocity Transmission Lines, Inc. Filter and power factor compensation network
JP4380239B2 (ja) 2003-06-30 2009-12-09 パナソニック株式会社 非接触ｉｃカード読取／書込装置
US6972543B1 (en) 2003-08-21 2005-12-06 Stryker Corporation Series resonant inductive charging circuit
US7825543B2 (en) 2005-07-12 2010-11-02 Massachusetts Institute Of Technology Wireless energy transfer
JP4921466B2 (ja) 2005-07-12 2012-04-25 マサチューセッツ インスティテュート オブ テクノロジー 無線非放射型エネルギー転送
US8169185B2 (en) 2006-01-31 2012-05-01 Mojo Mobility, Inc. System and method for inductive charging of portable devices
JP2007305400A (ja) 2006-05-11 2007-11-22 Ricoh Co Ltd 誘導加熱による発熱装置、及び画像形成装置
JP5242346B2 (ja) 2008-11-07 2013-07-24 株式会社Ｌｉｘｉｌ 非接触給電装置付き誘導加熱装置及び暖房便座装置
JP2011050140A (ja) 2009-08-26 2011-03-10 Sony Corp 非接触給電装置、非接触受電装置、非接触給電方法、非接触受電方法および非接触給電システム
JP2011229265A (ja) 2010-04-19 2011-11-10 Panasonic Electric Works Co Ltd 非接触電力伝送装置
JPWO2013005375A1 (ja) * 2011-07-01 2015-02-23 日本電気株式会社 整流器及び無線電力伝送システム
JP5512628B2 (ja) 2011-10-19 2014-06-04 東芝テック株式会社 電力伝送装置、送電装置、受電装置及び電力伝送方法
JP2013223409A (ja) 2012-04-19 2013-10-28 Sony Corp 送電装置、非接触電力伝送システムおよび信号生成方法
JP5836287B2 (ja) 2013-01-07 2015-12-24 東芝テック株式会社 電力伝送装置
JP5889250B2 (ja) 2013-07-12 2016-03-22 東芝テック株式会社 電力伝送装置、電力伝送装置用の送電装置及び受電装置
JP2015019022A (ja) 2013-07-12 2015-01-29 東芝テック株式会社 電力伝送装置及びコイル装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102239633A (zh) * 2008-09-27 2011-11-09 韦特里西提公司 无线能量转移系统
US20110069518A1 (en) * 2009-09-23 2011-03-24 Taewoong Medical Co., Ltd. Resonant inverter of radio frequency generator for radiofrequency ablation
KR20140014502A (ko) * 2012-07-24 2014-02-06 (주)기술과가치 무선전력 전송장치 및 이를 이용한 무선충전공간을 구축하는 방법
CN103580299A (zh) * 2012-07-31 2014-02-12 索尼公司 馈电单元和馈电系统
CN105874700A (zh) * 2014-01-07 2016-08-17 伏达科技 用于无线功率传输系统的谐波消减设备

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108068477A (zh) * 2016-11-18 2018-05-25 佳能株式会社 打印装置及其控制方法、以及存储介质
US10532595B2 (en) 2016-11-18 2020-01-14 Canon Kabushiki Kaisha Printing apparatus, method for controlling same, and storage medium
CN109981058A (zh) * 2017-12-27 2019-07-05 株式会社村田制作所 匹配电路以及功率放大电路
CN108297731A (zh) * 2018-03-20 2018-07-20 广东工业大学华立学院 一种电动汽车无线充电系统
CN108297731B (zh) * 2018-03-20 2023-10-13 广东工业大学华立学院 一种电动汽车无线充电系统
CN111759460A (zh) * 2020-07-07 2020-10-13 杭州电子科技大学温州研究院有限公司 基于微型植入式自谐振线圈的热疗系统及其参数优化方法
CN111759460B (zh) * 2020-07-07 2021-05-11 杭州电子科技大学温州研究院有限公司 基于微型植入式自谐振线圈的热疗系统的参数优化方法

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