CN107408840A - 无线电力发送器 - Google Patents

无线电力发送器 Download PDF

Info

Publication number
CN107408840A
CN107408840A CN201680013695.4A CN201680013695A CN107408840A CN 107408840 A CN107408840 A CN 107408840A CN 201680013695 A CN201680013695 A CN 201680013695A CN 107408840 A CN107408840 A CN 107408840A
Authority
CN
China
Prior art keywords
coil
wireless power
capacitor
power transmitter
electric
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201680013695.4A
Other languages
English (en)
Inventor
朴在贤
金昌容
柳荣浩
郭圭燮
金东照
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Samsung Electronics Co Ltd
Original Assignee
Samsung Electronics Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Samsung Electronics Co Ltd filed Critical Samsung Electronics Co Ltd
Publication of CN107408840A publication Critical patent/CN107408840A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/10—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling
    • H02J50/12—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling of the resonant type
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/10—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F38/00—Adaptations of transformers or inductances for specific applications or functions
    • H01F38/14—Inductive couplings
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/005—Mechanical details of housing or structure aiming to accommodate the power transfer means, e.g. mechanical integration of coils, antennas or transducers into emitting or receiving devices
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/40—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using two or more transmitting or receiving devices
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/40—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using two or more transmitting or receiving devices
    • H02J50/402—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using two or more transmitting or receiving devices the two or more transmitting or the two or more receiving devices being integrated in the same unit, e.g. power mats with several coils or antennas with several sub-antennas
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B5/00—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems
    • H04B5/70—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems specially adapted for specific purposes
    • H04B5/79—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems specially adapted for specific purposes for data transfer in combination with power transfer

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)

Abstract

提供的是用于向无线电力接收器无线地发送电力的无线电力发送器。根据本发明的各种实施例的无线电力发送器包括：用于提供电力的驱动单元；以及用于在从驱动单元接收到的电力的基础上向无线电力接收器无线地发送电力的电力发送单元，其中电力发送单元可以包括：电容器；连接到电容器的第一线圈；以及连接到电容器且被布置为使得与第一线圈平行的第二线圈。

Description

无线电力发送器
技术领域
本公开涉及无线电力发送器，且更具体地涉及用于向无线电力接收器无线地发送电力的无线电力发送器。
背景技术
诸如移动电话、个人数字助理(Personal Digital Assistant，PDA)等等的移动终端由于它们的性质而由可充电电池驱动，并且通过利用单独的充电装置来向移动终端的电池供应电能以对该电池充电。典型地，充电设备和电池在其外部分别具有单独的接触端子，并且通过接触这些接触端子来彼此电连接。
然而，在这种接触式充电方案中，接触端子向外突出，并且因此容易被异物污染。结果，电池充电不能被正确地执行。另外，在接触端子暴露于湿气中的情况下，可能也无法正确地执行电池充电。
最近，无线充电或者非接触充电技术已经被研发，并且被用于不同的电子设备以解决以上问题。
这样的无线充电技术采用无线电力发送/接收，并且对应于如下系统：在该系统中，例如当便携式电话没有被连接到单独的充电装置而仅被放置在充电垫上，电池就能够自动充电。通常，该技术以无线电动牙刷或无绳电动剃须刀被众人所知。无线充电技术能够提高防水功能，因为它能够用来为电子设备无线地充电。无线充电技术能够提高电子设备的便携性，因为它不需要有线充电器。因此，在即将到来的电动汽车时代，期望将显著地发展与无线充电技术相关的技术。
无线充电技术主要包括使用线圈的电磁感应方案、使用谐振的谐振方案、和将电能转换为微波然后发送该微波的RF(Radio Frequency，射频)/微波辐射方案。
通过电磁感应的电力传输方法对应于在第一线圈和第二线圈之间发送电力的方案。当磁体在线圈中移动时，生成感应电流。通过使用感应电流，在发送端生成磁场，并且根据所述磁场的变化而感应出电流，从而在接收端制造能量。该现象被称为磁感应，并且使用磁感应的电力传输方法具有较高的能量传输效率。
关于谐振方案，麻省理工学院(Massachusetts Institute of Technology，MIT)的Soljacic教授和研究团队宣布了一种无线充电系统，其中使用基于耦合模式理论使用谐振方案的电力传输原理，即使要充电的电子设备与充电设备间隔几米，电力也无线地被发送到电子设备。该研究团队的无线充电系统采用物理上的这个概念：谐振是当音叉以特定频率振动时、紧挨着音叉的酒杯以相同频率振动的趋势。该研究团队生成包含以谐振频率谐振的电能的电磁波，而不是谐振声音。只有当存在具有谐振频率并且具有不被使用而是被重新吸收到电磁场中的部分电能的设备时，才能直接传送谐振电能。由于电能被重新吸收到电磁场中而不是在空气中扩散，因此与其他电磁波不同，电能不会影响周围的设备或人。
发明内容
【技术问题】
无线电力发送器可以包括无线地发送电力的线圈元件。同时，从无线电力发送器的线圈元件生成的磁场主要在与线圈元件的横截面垂直的方向上生成。同时，无线电力接收器还可以包括无线地接收电力的线圈元件。当包括无线电力接收器的线圈元件被布置成对应于无线电力发送器的线圈元件时，能够使充电效率最大化。因此，对用于充电无线电力接收器的放置位置存在限制。
【技术方案】
本公开的各种实施例可以提供用于解决上述问题和其他问题的无线电力接收器。
本公开的各种实施例可以一种提供无线电力发送器。
本公开的各种实施例要提供一种向无线电力接收器无线地发送电力的无线电力发送器。无线电力发送器可以包括：驱动单元，其提供电力；以及电力发送单元，其基于从驱动单元接收到的电力向无线电力接收器无线地发送电力。无线发送单元可以包括电容器、连接到电容器的第一线圈、以及连接到电容器且与第一线圈平行放置的第二线圈。
本公开的各种实施例要提供一种向无线电力接收器无线地发送电力的无线电力发送器。无线电力发送器可以包括：驱动单元，其提供电力；以及电力发送单元，其基于从驱动单元接收到的电力向无线电力接收器无线地发送电力。电力发送单元可以包括电容器和连接到电容器的线圈，并且包括第一子线圈、与第一子线圈平行的第二子线圈、以及连接第一子线圈和第二子线圈的连接导线。
【有益效果】
根据本公开的各种实施例，能提供能够径向地(radially)生成磁场的无线电力发送器。因此，能够解决对用于充电无线电力接收器的放置位置的限制。
附图说明
图1示出了用于描述无线充电系统的一般操作的概念图；
图2是示出根据本公开的实施例的无线电力发送器和无线电力接收器的框图；
图3示出了根据本公开的各种实施例的电力发送单元的概念图；
图4示出了根据本公开的各种实施例的第一线圈310和第二线圈320的俯视图；
图5a和图5b显示了根据本公开的各种实施例的无线电力接收器的部署；
图6是用于解释根据本公开的各种实施例的无线电力接收器的频率设计的图；
图7示出了根据本公开的各种实施例的无线电力发送器的概念图；
图8a、图8b和图8c是根据本公开的各种实施例的电力发送单元的电路图；
图9a、图9b和图9c是根据本公开的各种实施例的电力发送单元的电路图；
图10a、图10b和图10c是用于解释根据本公开的各种实施例的线圈和电容器之间的连接的概念图；
图11示出了根据本公开的各种实施例的电力发送单元的概念图；
图12a和图12b分别显示了示出根据本公开的各种实施例的性能实验的概念图和图；
图13示出了根据本公开的各种实施例的电力发送单元的概念图；
图14示出了根据本公开的各种实施例的电力发送单元的概念图；
图15是显示根据本公开的各种实施例的电力发送单元和电力接收单元之间的关系的概念图。
具体实施方式
在下文中，将参考附图描述本公开的各种实施例。然而，应该理解不存在将本公开限制在这里所公开的特定形式的意图；而是本公开应该被解释为覆盖本公开的实施例的各种修改、等同物和/或替换物。在描述附图中，相似的参考标号可以被用来指定相似的组成元素。
如这里所使用的，表达“具有”、“可以具有”、“包括”或“可以包括”是指相应的特征的存在(例如标号、功能、操作或诸如组件的组成元素)，并且不排除一个或多个额外的特征。
如这里所使用的，表达“A或B”、“A和/或B中的至少一个”、或者“A和/或B中的一个或多个”可以包括一起枚举的项目的任何或所有可能的组合。例如，表达“A或B”、“A和B中的至少一个”、或者“A或B中的至少一个”可以包括(1)至少一个A、(2)至少一个B、或(3)至少一个A和至少一个B两者。
在本公开的各种实施例中使用的表达“第一”、“第二”、“所述第一”或者“所述第二”可以修改各种组件，而不管顺序和/或重要性，而不限制相应的组件。以上的表达仅仅被用于将一个元素与其它元素区分开的目的。例如，第一用户设备和第二用户设备指示不同的用户设备，尽管它们二者都是用户设备。例如，第一元素可以被命名为第二元素，并且类似地，第二元素可以被命名为第一元素，而不脱离本公开的范围。
应该理解，当一个元素(例如，第一元素)被称为(可操作地或者可通信地)与另一元素(例如，第二元素)“连接”或者“耦合”，它可以直接连接或耦合到所述另一元素，或者在其间可以插入任何其它元素(例如，第三元素)。相反，可以理解当一个元素(例如，第一元素)被称为与另一元素(第二元素)“直接连接”或“直接耦合”，那么不存在插入其间的元素(例如，第三元素)。
在本公开中使用的表达“被配置”可以根据情形与例如“适于”、“具有...的能力”、“被设计为”、“被适配为”、“被使得”或者“能够”互换。术语被配置为可以不一定意味着在硬件中被“专门设计为”。可替换地，在某些情形，表达“设备被配置为”可以意味着所述设备和其他设备或组件一起“能够”。例如，短语“被适配为(或被配置为)执行A、B、和C的处理器”可以意味着仅用于执行相应的操作的专用处理器(例如，嵌入式处理器)或者能够通过运行存储在存储器设备中的一个或多个软件程序来执行相应的操作的通用处理器(例如，中央处理单元(central processing unit，CPU)或者应用处理器(application processor，AP))。
这里使用的术语是仅用于描述特定实施例的目的，并且不意图限制其他实施例的范围。如这里所使用的，单数形式也可以包括复数形式，除非上下文清楚地另外指示。除非另外定义，否则这里使用的包括技术术语和科学术语的所有术语具有与本公开的各种实施例所属领域的技术人员通常理解的含义相同的含义。如一般使用的词典中定义的术语的那些术语将被解释为具有等同于相关技术领域中的上下文含义的含义，并且将不被解释为具有理想的或者过于正式的含义，除非在本公开中清楚地另外定义。在一些情况下，即使在本公开中所定义的术语也不应该被解释为排除本公开的实施例。
根据本公开的各种实施例的无线电力接收器可以被包括在各种种类的电子设备中。例如，电子设备可以包括以下各项中的至少一个：智能电话、平板个人计算机(personalcomputer，PC)、移动电话、视频电话、电子书(e-book)阅读器、桌上型PC、膝上型PC、上网本计算机、个人数字助理(PDA)、便携式多媒体播放器(portable multimedia player，PMP)、MP3播放器、移动医疗设备、相机、和可穿戴设备(例如，诸如电子眼镜、电子服装、电子手环、电子项链、电子配件、电子纹身、或者智能手表的头戴式设备(head-mounted-device，HMD))。
首先，参考图1，描述了能够被应用到本公开的实施例的无线充电系统的概念。
图1示出了描述无线充电系统的一般操作的概念图。如图1中所示，无线充电系统包括无线电力发送器100和一个或多个无线电力接收器110-1、110-2、...、和110-n。
无线电力发送器100可以向一个或多个无线电力接收器110-1、110-2、...、和110-n分别地无线地发送电力1-1、1-2、...、和1-n。具体地，无线电力发送器100可以仅仅向通过预定的认证程序进行了认证的无线电力接收器无线地发送电力1-1、1-2、...、和1-n。
无线电力发送器100可以实现与无线电力接收器110-1、110-2、...、和110-n的电连接。例如，无线电力发送器100可以以电磁波形式向无线电力接收器110-1、110-2、...、110-n发送无线电力。这里，无线电力发送器100可以基于感应方案或者谐振方案来发送无线电力。
同时，无线电力发送器100可以执行与无线电力接收器110-1、110-2、...、和110-n的双向通信。这里，无线电力发送器100和无线电力接收器110-1、110-2、...、和110-n可以分别地处理或发送/接收由预定的分组所配置的分组2-1、2-2、...、和2-n。具体地，无线电力接收器可以被实施为移动通信终端、PDA、PMP、智能电话等等。
无线电力发送器100可以向多个无线电力接收器110-1、110-2、...和110-n无线地提供电力。例如，无线电力发送器100可以通过谐振方案向多个无线电力接收器110-1、110-2、...、和110-n发送电力。当无线电力发送器100采用谐振方案时，无线电力发送器100与多个无线电力接收器110-1、110-2、110-n之间的可操作距离可以在室内环境之内。另外，当无线电力发送器100采用电磁感应方案时，优选的是无线电力发送器100和多个无线电力接收器110-1、110-2、…、和110-n之间的距离等于或小于10厘米。
无线电力接收器110-1、110-2、...、和110-n从无线电力发送器100接收无线电力以对其中的电池充电。另外，无线电力接收器110-1、110-2、...、和110-n可以向无线电力发送器100发送请求无线电力发送的信号、无线电力的接收所需要的信息、关于无线电力接收器的状态的信息或者关于无线电力发送器100的控制的信息。
另外，无线电力接收器110-1、110-2、...、和110-n可以向无线电力发送器100发送指示无线电力接收器110-1、110-2、...、和110-n中的每一个的充电状态的消息。
无线电力接收器110-1、110-2、...、和110-n可以包括显示装置，诸如显示器，并且基于从无线电力接收器110-1、110-2、...、和110-n接收到的消息显示无线电力接收器110-1、110-2、...、和110-n中的每一个的状态。并且，和显示无线电力接收器110-1、110-2和110-n中的每一个的状态一起，无线电力发送器100可以显示直到无线电力接收器110-1、110-2和110-n中的每一个的充电完成的预计时间段。
无线电力发送器100可以向无线电力接收器110-1、110-2、...、和110-n中的每一个发送用于禁用无线充电功能的控制信号。已经从无线电力发送器100接收到无线充电功能的禁用控制信号的无线电力接收器110-1、110-2、...、和110-n可以禁用无线充电功能。
图2是示出根据本公开的实施例的无线电力发送器和无线电力接收器的框图。
如图2所示，无线电力发送器200(与图1的无线电力发送器100类似)可以包括无线电力发送单元211、控制器212和通信单元213。另外，无线电力接收器250(与无线电力接收器110-1、110-2、...、和110-n类似)可以包括电力接收单元251、控制器252和通信单元253。
无线电力发送单元211可以供应无线电力发送器200所要求的电力，并且向无线电力接收器250无线地提供电力。这里，无线电力发送单元211可以以交流(alternatingcurrent，AC)波的形式提供电力，并且还可以以直流(direct current，DC)波的形式提供电力。另外，无线电力发送单元211可以通过使用逆变器(未示出)将直流波转换成交流波，以便以交流波的形式提供电力。可以以嵌入式电池的形式或者以电力接收接口的形式来实施无线电力发送单元211，以便接收外部电力以及向其它组件供应电力。本领域技术人员将容易地理解，无线电力发送单元211不受限制，如果无线电力发送单元211能够供应恒定的交流波的电力的话。
此外，无线电力发送单元211可以向无线电力接收器250供应交流波。无线电力发送单元211还可以包括谐振电路或者感应电路，并且因此可以发送或者接收预定的电磁波。当通过谐振电路实施无线电力发送单元211时，谐振电路的环形线圈的电感L可以被改变。同时，本领域技术人员将容易地理解，无线电力发送单元211不受限制，只要无线电力发送单元211能够发送和接收电磁波。
控制器212控制无线电力发送器200的总体操作。控制器212或者控制器252可以通过使用控制所需的且从存储单元(未示出)读取的算法、程序、或者应用，来控制无线电力发送器200的总体操作。控制器212可以被实施为中央处理单元(CPU)、微处理器或者迷你计算机的形式。控制器252控制无线电力发送器200的总体操作。
通信单元213以特定的方式与无线电力接收器250通信。通信单元213可以通过使用不同的通信方案，例如近场通信(Near Field Communication，NFC)方案、Zigbee通信方案、红外线通信方案、可见射线通信方案、蓝牙通信方案、蓝牙低能量(Bluetooth lowenergy，BLE)方案等等来与无线电力接收器250的通信单元253通信。通信单元213可以使用载波侦听多址接入(Carrier sense multiple access，CSMA)和/或CA(CollisionAvoidance，冲突避免)算法。另一方面，上述的通信方案仅仅是被示出，并且本公开的范围不受由通信单元213执行的特定通信方案限制。
同时，通信单元213可以发送对于无线电力发送器200的信息的信号。这里，通信单元213可以单播、多播、或者广播所述信号。
另外，通信单元213可以从无线电力接收器250接收电力信息。这里，所述电力信息可以包括以下各项中的至少一个：无线电力接收器250的容量、电池的剩余量、充电次数、使用量、电池容量、以及电池的比例。
另外，通信单元213可以发送控制充电功能的信号以控制无线电力接收器250的充电功能。控制充电功能的信号可以是控制无线电力接收器250的电力接收单元251以便启用或者禁用充电功能的控制信号。
通信单元213可以从另一个无线电力发送器(未示出)以及无线电力接收器250接收信号。例如，通信单元213可以从另一无线电力发送器接收通知信号。
同时，虽然示出了无线电力发送单元211和通信单元213被配置为不同的硬件，使得无线电力发送器200以带外(out-band)的方式进行通信，但这仅仅是示例。在本公开中，无线电力发送单元211可以嵌入通信单元213中，使得无线电力发送器200还可以以带内(in-band)的方式进行通信。
无线电力通信器200和无线电力接收器250可以发送和接收各种信号，并且因此能够执行将无线电力接收器250加入由无线电力发送器200管理的无线电力网络中的处理、和通过无线电力发送和接收来充电的处理。
电力接收单元251可以基于感应方案或谐振方案从无线电力发送单元211接收无线电力。
图3示出了根据本公开的各种实施例的电力发送单元300(与图2的无线电力发送器200类似)的概念图。
如图3中所示，电力发送单元300可以包括与第二线圈320平行的第一线圈310。第一线圈310可以具有半径为R的圆形。第二线圈320可以具有半径为R的圆形。这里，第一线圈310和第二线圈320可以具有相同的形状。同时，在另一实施例中，第一线圈310和第二线圈320可以具有不同的形状。在图3的实施例中，第一线圈310和第二线圈320可以分别包括卷绕一次的线圈，但是该实施例仅仅是本公开的示例，并且第一线圈310和第二线圈320可以包括多个绕组线圈。
第一线圈310可以与第二线圈320间隔相距距离H。这里，可以根据图2的无线电力接收器250的电力接收单元251确定H。例如，无线电力接收器250的电力接收单元251还可以包括线圈。电力接收单元251的线圈的一侧的长度可以是h1，并且在这种情况下，无线电力发送单元211可以确定H为h1。同时，无线电力接收器可以包括其中一侧的长度为h2的电力接收单元。例如，无线电力接收器250可以根据接收到的电力或电力消耗被分类为不同的类别。属于不同类别的无线电力接收器250可以包括不同大小的线圈。无线电力接收器250可以从电力接收单元251接收类别信息，并且作为对类别信息的响应，可以调整第一线圈310和第二线圈320之间的距离。例如，如果无线电力接收器的第二线圈320的一侧的长度被确定为h2，则无线电力发送单元211可以将H调整为h2。在这种情况下，无线电力发送器200还可以包括能够调整第一线圈310和第二线圈320之间的距离的马达(未示出)。
电容器311可以被连接到第一线圈310。电容器321可以被连接到第一线圈320。在图3中，电容器311和电容器321分别被示出为单个单元，但这仅仅是示范性的，并且可以取决于无线电力发送方案或阻抗匹配来不同地连接各种数量的电容器。这将在稍后参考图8a至图8c或图9a至图9c来更加详细地描述。
当发送无线电力时，无线电力发送器可以以第一方向施加第一电流I1到第一线圈310。虽然未示出，无线电力发送器还可以包括能够提供电力的电力驱动单元(未示出)和用于将从电力驱动单元(未示出)提供的DC电力转换为AC电力的逆变器(inverter)(未示出)。
可以通过第一电流I1以第一方向流动来在第一线圈310周围形成磁场B1。磁场B1可以是由第一电流I1引起的感应磁场。磁场B1可以在第一线圈310的中心具有更向下的方向(lower direction)。此外，如图3中所示，在第一线圈310的更下面的部分，磁场B1可以具有向外部释放的方向。
当发送无线电力时，无线电力发送器可以以第二方向施加第二电流I2到第二线圈320。这里，第二方向可以是与第一方向相反的方向。可以通过在第二方向上的第二电流I2来在第二线圈320周围形成磁场B2。磁场B2可以是由第二电流引起的感应磁场。磁场B2可以在第二线圈320的中心处具有更向上的方向(upper direction)。此外，如图3中所示，在第二线圈320的更上面的部分，磁场B2可以具有向外部释放的方向。
因此，磁场B1和B2可以在第一线圈和第二线圈之间的空间处径向地生成磁场B1和B2，并且无线电力接收器可以接收电力，而没有其放置位置的限制。同时，包括第一线圈310和第二线圈320的无线电力发送器可以基于谐振方案或感应方案发送电力，并且稍后将更详细地描述。
图4示出了根据本公开的各种实施例的第一线圈310和第二线圈320的俯视图。如图4中所示，以第一方向流动的第一电流I1可以被施加到第一线圈310。因此，能够在第一线圈310的更下面的部分中感应出径向磁场B1。更详细地，磁场B1可以在第一线圈310的附近中的更下面的部分处从第一线圈310的中心径向地形成。以第二方向流动的第二电流I2可以被施加到第二线圈320。第二方向可以是与第一方向相反的方向。因此，能够在第二线圈320的上面的部分中感应出径向磁场B2。更详细地，磁场B2可以在第二线圈320的附近中的更上面的部分处从第二线圈320的中心径向地形成。
即使当被放置在第一线圈310和第二线圈320之间的区域之外的任何地方时，无线电力接收器也可以从无线电力发送单元211接收电力。因此，能够解决无线电力接收器的放置位置的限制。
图5a和图5b显示了根据本公开的各种实施例的无线电力接收器500的部署。如图5a和图5b中所示，无线电力接收器500可以被放置在无线电力接收器外部，在第一线圈310和第二线圈320之间。在实施例中，无线电力接收器500可以是手表型可穿戴电子设备。此外，无线电力发送器被提供具有第一线圈310和第二线圈320，并且可以包括能够装备手表型可穿戴电子设备的外壳。
如图5a和5a中所示，根据本公开的各种实施例的无线电力发送器可以生成径向磁场。因此，即使在任何位置上放置无线电力接收器500，无线电力接收器500都可以基于所生成的磁场无线地接收电力。
图6是用于解释根据本公开的各种实施例的无线电力接收器的频率设计的图。图6中的频率可以包括例如如图3中所示的第一线圈310和第二线圈320的布置。当第一线圈310与第二线圈320被放置得近时，第一线圈310和第二线圈320可以具有奇数模式或偶数模式的频率。这里，奇数模式对应于其中施加到第一线圈310和第二线圈320的电流以互相相反的方向流动的情况，并且偶数模式对应于其中施加到第一线圈310和第二线圈320的电流以相同的方向流动的情况。在本公开的实施例中，施加到第一线圈310的电流可以以与第二线圈320的电流相反的方向流动，并且因此，能够确定奇数模式的频率。能够基于下面的EQN(公式)(1)确定奇数模式的频率。第一线圈310和第二线圈320的电抗可以分别是L1和L2。同时，电容器311或者电容器321被连接到第一线圈310和第二线圈320中的每一个，并且因此假定其中形成两个谐振器的情况。此外，无线电力发送器还可以包括具有电阻值R的电阻器。
在EQN.(1)中，角频率ω1可以是与由第一线圈310和电容器311确定的谐振频率f1相对应的角频率2πf1。角频率ω2可以是与由第二线圈320和电容器321确定的谐振频率f2相对应的角频率2πf2。此外，Γ1可以是并且Γ2可以是另外，Q1可以是Q2可以是同时，k可以是M可以是在第一线圈310和第二线圈320之间的互感系数。
同时，当Q是比1相对更大的数时，奇数模式中的频率可以由如下所示的EQN.(2)表示。
无线电力发送器可以具有第一线圈310和第二线圈320、电容器311和电容器321、以及电阻器的元件值，使得奇数模式中的频率是如在谐振方案中所定义的6.78MHz。在另一实施例中，无线电力发送器可以具有第一线圈310和第二线圈320、电容器311和电容器321、以及电阻器的元件值，使得奇数模式中的频率是如在谐振方案中所定义的100kHz至200kHz。
同时，在偶数模式中，无线电力发送器可以具有由如下所示的EQN.(3)所定义的频率。
在奇数模式中与角频率ωodd相对应的谐振频率可以是如图6中所示的f1520。在偶数模式中与角频率ωeven相对应的谐振频率可以是如图6中所示的f2 530。同时，f0 510可以是与第一线圈310和电容器311相对应的谐振频率。例如，奇数模式中的谐振频率f1可以比f0更小，并且偶数模式中的谐振频率f2可以比f0更大。
图7示出了根据本公开的各种实施例的无线电力发送器的概念图。
如图7中所示，无线电力发送器可以包括第一线圈310和屏蔽构件710。
可以以第一方向施加电流I1到第一线圈310。无线电力发送器可以转换(invert)来自驱动单元的直流电流并且将转换的电流施加到第一线圈310。第一线圈310基于施加的电流I1生成磁场B1。更详细地，能够在第一线圈310的更下面的部分中感应出径向磁场B1。更详细地，磁场B1可以从第一线圈310的中心径向地在第一线圈310的附近中的更下面的部分形成。
屏蔽构件710可以包括能够屏蔽磁场的材料。因此，在屏蔽构件710的第一点720处，磁场B1可以不通过屏蔽构件710被发送。第一点720中的磁场B1的行进方向可以被改变为朝外。更详细地，当磁场B1被表示为矢量，可以在第一点720处改变矢量的方向。因此，磁场B1可以在第一线圈310的更下面的部分中径向地继续进行。
在图7中，虽然屏蔽构件710被示出为板的形式，其也仅仅是示范性的，本领域技术人员将容易地理解，对于屏蔽构件的形式没有限制，只要来自第一线圈310的磁场B1的行进方向能够在径向形状中改变。此外，在图7中，虽然屏蔽构件710被示出为位于第一线圈310的更下面的部分，其也仅仅是示范性的，屏蔽构件可以位于第一线圈310的更上面的部分。在这种情况下，施加到第一线圈310的电流的方向可以与图7相反。
即使当被放置在第一线圈310和第二线圈320之间的、在无线电力发送器外部的任何地方时，无线电力接收器500都可以从无线电力发送器接收电力。结果，能够解决无线电力接收器的放置位置的限制。
图8a至图8c是根据本公开的各种实施例的电力发送单元的电路图。图8a至图8c可以是例如根据感应方案的电力发送单元的电路图。
根据图8a至图8c的电力发送单元可以发送第一频率的无线电力。第一频率可以是例如100kHz至200kHz。电力发送单元可以包括电容器和至少一个线圈以便有效地发送第一频率的无线电力。可以与第一频率相对应来确定被包括在电力发送单元中的电容器和至少一个线圈中的每一个的电容和电感。更详细地，可以确定电容和电感使得基于被包括在电力发送单元中的线圈和电容器的在奇数模式中的频率变成第一频率。同时，虽然未示出，电力发送单元还可以包括可以执行阻抗匹配的匹配元件。这是为了较高的电力输出或较高效率的电力发送。
参考图8a，驱动单元810可以提供用于无线发送的电力。同时，如上所述，无线电力发送器还可以包括用于转换从驱动单元810输入的直流电流并且输出转换的电流的转换单元(未示出)。第一电容器821的一端和另一端可以连接到驱动单元810。第二电容器822的一端可以连接到第一电容器821的一端，并且第二电容器822的另一端可以连接到第一线圈824的一端。第一线圈824的另一端可以连接到第三电容器823的另一端。第三电容器823的一端可以连接到第一电容器821的一端。
第四电容器831的一端和另一端可以连接到驱动单元810。第五电容器832的一端可以连接到第四电容器831的一端，并且第五电容器832的另一端可以连接到第二线圈834的一端。第二线圈834的另一端可以连接到第六电容器833的另一端。第六电容器833的一端可以连接到第四电容器831的一端。
也就是说，在图8a的实施例中，第一线圈824可以连接到第一电容器821、第二电容器822和第三电容器823。此外，第二线圈834可以连接到第四电容器831、第五电容器832和第六电容器833。换句话说，第一线圈824和第二线圈834可以分别包括相应的电容器。
在实施例中，如图3中所示，第一线圈824能够和第二线圈834彼此平行布置。
图8b示出了其中第一线圈844和第二线圈845连接到共享电容器的实施例。参考图8b，驱动单元810可以提供用于无线发送的电力。同时，如上所述，无线电力发送器还可以包括用于转换从驱动单元810输入的直流电流并且输出转换的电流的转换单元(未示出)。第一电容器841的一端和另一端可以连接到驱动单元810。第二电容器842的一端可以连接到第一电容器841的一端，并且第二电容器842的另一端可以连接到第一线圈844的一端。第一线圈844的另一端可以连接到第二线圈845的一端。第二线圈845的另一端可以连接到第三电容器843的另一端。第三电容器843的一端可以连接到第一电容器841的一端。
也就是说，在图8b的实施例中，第一线圈844和第二线圈845可以连接到第一电容器841、第二电容器842和第三电容器843。换句话说，第一线圈844和第二线圈845可以分别共享电容器。
在实施例中，第一线圈844可以与第二线圈845串联连接，并且例如如图3所示，能够平行于第二线圈845布置第一线圈844。
图8c示出了其中第一线圈854和第二线圈855连接到共享电容器的实施例。参考图8c，驱动单元810可以提供用于无线发送的电力。同时，如上所述，无线电力发送器还可以包括用于转换从驱动单元810输入的直流电流并且输出转换的电流的转换单元(未示出)。第一电容器851的一端和另一端可以连接到驱动单元810。第二电容器852的一端可以连接到第一电容器851的一端，并且第二电容器852的另一端可以连接到第一线圈854的一端和第二线圈855的一端。第一线圈854的另一端可以连接到第三电容器853的一端。第二线圈855的另一端可以连接到第三电容器853的另一端。第三电容器853的一端可以连接到第一电容器851的另一端。
也就是说，在图8c的实施例中，第一线圈854和第二线圈855可以连接到第一电容器851、第二电容器852和第三电容器853。换句话说，第一线圈854和第二线圈855可以分别共享电容器。
在实施例中，例如如图3中所示，第一线圈854能够与第二线圈855平行连接。
图9a至图9c是根据本公开的各种实施例的电力发送单元的电路图。图9a至图9c可以是例如根据感应方案的电力发送单元的电路图。
根据图9a至图9c的电力发送单元可以发送第二频率的无线电力。第二频率例如可以是6.79MHz。电力发送单元可以包括电容器和至少一个线圈以便高效地发送第二频率的无线电力。可以与第二频率相对应来确定被包括在电力发送单元中的电容器和线圈中的每一个的电容和电感。更具体地，可以确定电容和电感使得基于被包括在电力发送单元中的线圈和电容器的在奇数模式中的频率变成第二频率。同时，虽然未示出，电力发送单元还可以包括能够执行阻抗匹配的匹配元件。这是为了高的电力输出和高效率的电力发送。
参考图9a，驱动单元910可以提供用于无线发送的电力。同时，如上所述，无线电力发送器还可以包括用于转换从驱动单元910输入的直流电流并且输出转换的电流的转换单元(未示出)。第一电容器921的一端可以连接到驱动单元910。第二电容器922的一端可以连接到驱动单元910。第三电容器923的一端可以连接到第一电容器921的另一端。第三电容器923的另一端可以连接到第二电容器922的另一端。第一线圈924的一端可以连接到第一电容器921的另一端和第三电容器923的一端。第一线圈924的另一端可以连接到第二电容器922的另一端和第三电容器923的另一端。
第四电容器931的一端可以连接到驱动单元910。第四电容器932的一端可以连接到驱动单元910。第六电容器933的一端可以连接到第四电容器931的另一端。第六电容器933的另一端可以连接到第五电容器932的另一端。第二线圈934的一端可以连接到第四电容器931的另一端和第六电容器933的一端。第二线圈934的另一端可以连接到第五电容器932的另一端和第六电容器933的另一端。
也就是说，在图9a的实施例中，第一线圈924可以连接到第一电容器921、第二电容器922和第三电容器923。此外，第二线圈934可以连接到第四电容器931、第五电容器932和第六电容器933。换句话说，第一线圈924和第二线圈934可以分别包括电容器。
在实施例中，如图3中所示，能够与第二线圈934平行布置第一线圈924。
图9b示出了其中第一线圈944和第二线圈945连接到共享电容器的实施例。参考图9b，驱动单元910可以提供用于无线发送的电力。同时，如上所述，无线电力发送器还可以包括用于转换从驱动单元910输入的直流电流并且输出转换的电流的转换单元(未示出)。
第一电容器941的一端可以连接到驱动单元910。第二电容器942的一端可以连接到驱动单元910。第三电容器943的一端可以连接到第一电容器941的另一端。第三电容器943的另一端可以连接到第二电容器942的另一端。第一线圈944的一端可以连接到第一电容器941的另一端和第三电容器943的一端。第一线圈944的另一端可以连接到第二线圈945的一端。第二线圈945的另一端可以连接到第二电容器942的另一端和第三电容器943的另一端。
也就是说，在图9b的实施例中，第一线圈944和第二线圈945可以连接到第一电容器941、第二电容器942和第三电容器943。换句话说，第一线圈944和第二线圈945可以分别共享电容器。
在实施例中，第一线圈944可以与第二线圈945串联连接，并且例如如图3所示，能够平行于第二线圈945布置第一线圈944。
图9c示出了其中第一线圈954和第二线圈955连接到共享电容器的实施例。
参考图9c，驱动单元910可以提供用于无线发送的电力。同时，如上所述，无线电力发送器还可以包括用于转换从驱动单元910输入的直流电流并且输出转换的电流的转换单元(未示出)。
第一电容器951的一端可以连接到驱动单元910。第二电容器952的一端可以连接到驱动单元910。第三电容器953的一端可以连接到第一电容器951的另一端。第三电容器953的另一端可以连接到第二电容器952的另一端。第一线圈954的一端可以连接到第一电容器951的另一端和第三电容器953的一端。第一线圈954的另一端可以连接到第二电容器952的另一端和第三电容器953的另一端。第二线圈955的一端可以连接到第一电容器951的另一端和第三电容器953的一端。第二线圈955的另一端可以连接到第二电容器952的另一端和第三电容器923的另一端。
也就是说，在图9c的实施例中，第一线圈954和第二线圈955可以连接到第一电容器941、第二电容器942和第三电容器943。换句话说，第一线圈954和第二线圈955可以分别共享电容器。
在实施例中，第一线圈954可以与第二线圈955平行连接。
图10a至图10c是用于解释根据本公开的各种实施例的线圈和电容器之间的连接的概念图。
参考图10a，第一线圈1010可以与第二线圈1020彼此平行布置。第一线圈1010和第二线圈1020可以串联连接。
第一线圈1010和第二线圈1020可以连接到电容器1030以便配置谐振电路。在一个实施例中，第一线圈1010和第二线圈1020可以共享电容器1030以便配置谐振电路。第一线圈1010和共享电容器1030可以被设计为具有谐振频率，例如f0。此外，第二线圈1020和共享电容器1030可以被设计为具有谐振频率，例如f0。例如，第一线圈1010和第二线圈1020的电抗可以是相同的，并且因此与相应的线圈相对应的谐振频率可以是相同的。然而，这仅仅是示范性的，并且第一线圈1010的电抗也可以与第二线圈1020的电抗不同。
能够向第一线圈1010和第二线圈1020施加沿相反方向流动的电流，并且因此，全谐振频率可以具有例如由EQN(1)定义的奇数模式的频率。第一线圈1010和第二线圈1020的电抗以及共享电容器1030的电容可以被设计为使得奇数模式中的频率具有由感应方案和谐振方案所定义的频率。
同时，用于馈送来自驱动单元(未示出)的电力的额外的电容器1040可以与第一线圈1010和第二线圈1020平行连接。
参考图10b，第一线圈1010可以与第二线圈1020平行布置。因此，第一线圈1010可以与第二线圈1020平行连接。
第一线圈1010和第二线圈1020可以连接到电容器1011和1021以便配置谐振电路。第一线圈1010和电容器1011可以被设计为具有谐振频率，例如f0。此外，第二线圈1020和电容器1021可以被设计为具有谐振频率，例如f0。例如，第一线圈1010和第二线圈1020的电抗可以是相同的，并且因此与相应的线圈相对应的谐振频率可以是相同的。然而，这仅仅是示范性的，并且第一线圈1010和第二线圈1020的电抗也可以彼此是不同的。
可以向第一线圈1010和第二线圈1020施加沿相反方向流动的电流，并且因此，全谐振频率例如可以具有由EQN(1)定义的奇数模式的频率。第一线圈1010、第二线圈1020的电抗和共享电容器1030的电容能够被设计为使得奇数模式中的频率具有由感应方案和谐振方案所定义的频率。
同时，用于馈送来自驱动单元(未示出)的电力的额外的电容器1050可以与第一线圈1010平行连接。
当第一线圈1010与第二线圈1020并联连接时，可以向第二线圈1020施加输入到第一线圈1010的电流。当第一线圈1010和第二线圈1020彼此不连接时，由于由第一线圈1010感应出的磁场，感应磁场和感应电动势可以在第二线圈1020中流动。当以第一方向施加电流到第一线圈1010时，感应电动势可以以与第一方向相反的第二方向流到第二线圈1020。结果，能够对于第一线圈1010和第二线圈1020形成奇数模式的频率。
参考图10c，第一线圈1010和第二线圈1020可以彼此平行布置。第一线圈1010和第二线圈1020可以彼此并联连接或者可以不彼此连接。
第一线圈1010和第二线圈1020可以分别连接到电容器1011和1021以便配置谐振电路。第一线圈1010和电容器1011能够被设计为具有谐振频率，例如f0。此外，第二线圈1020和电容器1021可以被设计为具有谐振频率，例如f0。例如，第一线圈1010和第二线圈1020的电抗可以是相同的，并且因此与相应的线圈相对应的谐振频率可以是相同的。然而，这仅仅是示范性的，并且第一线圈1010和第二线圈1020的电抗也可以彼此是不同的。
能够向第一线圈1010和第二线圈1020施加沿相反方向流动的电流，并且因此，全谐振频率例如可以具有由EQN(1)定义的奇数模式的频率。第一线圈1010和第二线圈1020的电抗和共享电容器1030的电容能够被设计为使得奇数模式中的频率具有由感应方案和谐振方案所定义的频率。
同时，无线电力发送器可以包括用于馈送来自驱动单元(未示出)的电力的额外的线圈1060和额外的电容器1070。驱动单元可以向额外的线圈1060和额外的电容器1070施加电流。额外的线圈1060可以在施加的电流的基础上生成磁场。由于由额外的线圈1060生成的磁场，能够在第一线圈中形成感应的磁场和感应的电动势。
当第一线圈1010与第二线圈1020并联连接时，能够向第二线圈1020施加在第一线圈1010中形成的电流。当第一线圈1010和第二线圈1020没有连接时，基于由第一线圈1010感应出的磁场，感应磁场和感应电动势也可以在第二线圈1020中流动。当以第一方向施加电流到第一线圈1010时，感应电动势可以以与第一方向相反的第二方向流到第二线圈1020。结果，能够对于第一线圈1010和第二线圈1020形成奇数模式的频率。
图11示出了根据本公开的各种实施例的电力发送单元的概念图。
如图11中所示，电力发送单元可以包括包含第一子环1110和第二子环1120的环。这里，第一子环1110基本上具有圆形，但是可以不是封闭环。第二子环1120也基本上具有圆形，但是可以不是封闭环。第一子环1110可以连接到第二子环1120。更具体地，可以在第一子环1110和第二子环1120之间布置连接导线1131和1132。可以在垂直于配置第一子环1110和第二子环1120的环的平面的方向上布置连接导线1131和1132。
驱动单元(未示出)可以向第一子环1110施加以第一方向流动的电流I1。可以沿着连接导线1131施加电流I1以向第二子环1120施加电流I1。可以以与第一方向相反的第二方向施加电流I1到第二子环1120。因此，第一子环1110和第二子环1120可以彼此形成奇数模式。
第一子环1110和第二子环1120可以连接到电容器1111。因此，第一子环1110和电容器1111可以形成谐振电路，并且第二子环1120和电容器1111可以形成谐振电路。这里，与第一子环1110相对应的谐振电路和与第二子环1120相对应的谐振电路中的每一个的谐振频率可以是f0。在各种实施例中，谐振频率可以是彼此不同。因此，整个环的谐振频率例如可以具有如EQN.(1)所定义的奇数模式的谐振频率。
在图11的实施例中，电力发送单元可以基于感应方案或谐振方案发送无线电力，并且第一子环1110和第二子环1120的电抗和电容器1111的电容能够被设计为使得奇数模式的谐振频率变成100kHz至200kHz或者6.78MHz。
结果，能够在除了连接导线1131和1132之间的区域以外的、第一子环1110和第二子环1120之间的区域中生成径向磁场。无线电力接收器可以包括包含线圈1140和电容器1141的电力接收单元。当位于除了连接导线1131和1132之间的区域以外的剩余区域中时，无线电力接收器可以无线地接收电力。
图12a和图12b分别显示了示出根据本公开的各种实施例的性能实验的概念图和图。
图12a示出了根据本公开的各种实施例的电力发送单元的俯视图。如图12a中所示，电力发送单元可以包括具有直径为D1的第一线圈1210。此外，虽然未示出，第二线圈1220可以被放置在第一线圈1210的更下面的部分。在图12a中，可以基于第一线圈1210以第一角度放置无线电力接收器。此外，当在电力发送单元周围旋转无线电力接收器的布置位置时，对于每个位置的充电效率如图12b所示。
图12b的三角形数据指示在奇数模式中的特定角度的充电效率。图12b的长方形数据指示在偶数模式中的特定角度的充电效率。菱形数据指示无线电力发送器中的诸如图11的包括两个平行子环的环的特定角度的充满(filling efficiency)效率。
如图12b中所示，在奇数模式中有可能具有相对高的充电效率而不管无线电力接收器的布置角度。此外，在偶数模式中有可能具有相对低的充电效率。同时，根据图11的实施例的无线电力发送器可以对于除了特定角度以外的剩余的角度布局、也就是说对于与连接导线相对应的位置具有相对高的充电效率。根据本公开的各种实施例，能够认定无线电力接收器的放置位置的限制被减少。
图13示出了根据本公开的各种实施例的电力发送单元的概念图。
如图13中所示，电力发送单元可以包括第一线圈1310和第二线圈1320。第一线圈1310可以与第二线圈1320平行布置。以第一方向流动的第一电流I1可以被施加到第一线圈1310，并且以第二方向流动的第二电流I2可以被施加到第二线圈1320。第一方向可以与第二方向相反，并且因此由第一线圈1310、第二线圈1320和额外的电容器形成的谐振电路可以是奇数模式。
在另一实施例中，第一线圈1310和第二线圈1320可以被缠绕多次，并且第一线圈1310和第二线圈1320可以被实施为螺旋形。用于阻抗匹配的匹配单元1330还可以与第一线圈1310和第二线圈1320连接。
图14示出了根据本公开的各种实施例的电力发送单元的概念图。
如图14中所示，电力发送单元可以包括第一线圈1310和第二线圈1320。第一线圈1310可以与第二线圈1320平行连接。可以是铁氧体的屏蔽构件1410可以被放置在第一线圈1310和第二线圈1320中的每一个的内部。此外，匹配单元1330可以被放置在屏蔽构件1410内部。屏蔽构件1410可以最小化从第一线圈1310和第二线圈1320生成的磁场对诸如匹配单元1330的其他元件的影响。
图15是显示根据本公开的各种实施例的电力发送单元和电力接收单元之间的关系的概念图。
如图15中所示，无线电力接收器可以包括电力接收单元1510、匹配单元1520和负载单元1530。电力接收单元1510可以包括具有每边长度为x和y的方形线圈。除了线圈以外，电力接收单元1510还可以包括诸如电容器的其他元件。用于阻抗匹配的匹配单元1330可以连接到第一线圈1310，并且用于阻抗匹配的匹配单元1340可以连接到第二线圈1320。
电力发送单元可以包括第一线圈1310和第二线圈1320。第一线圈1310可以与第二线圈1320平行放置。第一线圈1310可以第一线圈1310可以与第二线圈1320间隔相距距离H。第一线圈1310和第二线圈1320可以具有直径为d。
同时，如上所述，由于第一线圈1310和第二线圈1320之间的距离h与无线电力接收器的线圈的一侧的长度y相似，充电效率可以高。此外，由于第一线圈1310和第二线圈1320的直径d与无线电力接收器的线圈的一侧的长度x相似，充电效率可以高。例如，直径d能够被产生为长度x的三分之一至三倍，并且线圈之间的距离h能够被产生为长度y的三分之一至三倍。
同时，电力接收单元1510的线圈的两边的长度可以取决于无线电力接收器的类别而彼此不同。无线电力发送器可以基于从无线电力接收器接收到的类别信息调整第一线圈1310和第二线圈1320之间的距离h。无线电力发送器可以通过使用针对每个类别的线圈的长度y信息来调整第一线圈1310和第二线圈1320之间的距离h，以便与电力接收单元1510的线圈的长度y相对应。
本公开的各种实施例要提供一种用于向无线电力接收器无线地发送电力的无线电力发送器。该无线电力发送器可以包括：驱动单元，其提供电力；以及电力发送单元，其基于从驱动单元接收到的电力向无线电力接收器无线地发送电力，其中电力发送单元可以包括电容器；连接到电容器的第一线圈；以及连接到电容器且与第一线圈平行放置的第二线圈。
在本公开的各种实施例中，可以从驱动单元以第一方向施加第一电流到第一线圈，以及可以从驱动单元以第二方向施加第二电流到第二线圈。
在本公开的各种实施例中，第一线圈可以基于第一电流生成第一磁场，并且第二线圈可以基于第二电流生成第二磁场。
在本公开的各种实施例中，可以基于第一磁场和第二磁场在第一线圈和第二线圈之间形成径向磁场。
在本公开的各种实施例中，其中第一方向和第二方向彼此相反，并且第一线圈、第二线圈和电容器可以具有奇数模式的谐振频率。
在本公开的各种实施例中，无线电力发送器还包括电阻器，第一线圈和电容器中的至少一部分具有第一谐振频率，第二线圈和电容器中的至少一部分具有第二谐振频率，并且奇数模式的谐振频率由以下公式确定：
其中ωodd是奇数模式的谐振频率，ω1是与第一谐振频率相对应的角频率，ω2是与第二谐振频率相对应的角频率，Γ1是Γ2是Q1是Q2是k是L1是第一线圈的电抗，L2是第二线圈的电抗，M是第一线圈和第二线圈之间的互感系数，以及R是电阻器的电阻值。
在本公开的各种实施例中，当奇数模式的谐振频率是由感应方案定义的频率或由谐振方案定义的频率时，L1、L2和M可以具有值。
在本公开的各种实施例中，第一线圈和第二线圈可以串联连接或并联连接。
在本公开的各种实施例中，第一线圈和第二线圈可以不通过线连接。在这种情况下，第二线圈可以基于在从驱动单元接收电力之后由第一线圈生成的感应磁场来生成感应磁场和感应电动势。
在本公开的各种实施例中，第一线圈和一个或多个电容器当中的第一电容器可以形成谐振电路，并且第二线圈和一个或多个电容器当中的的第二电容器可以形成谐振电路。
在本公开的各种实施例中，第一线圈和电容器可以形成谐振电路，并且第二线圈和电容器可以形成谐振电路。
在本公开的各种实施例中，无线电力发送单元可以基于电磁感应方案或谐振方案无线地发送电力。
在本公开的各种实施例中，第一线圈和第二线圈可以被缠绕一次或多次。
在本公开的各种实施例中，无线电力发送器还可以包括被放置在第一线圈和第二线圈内部的屏蔽构件。
在本公开的各种实施例中，可以与无线电力接收器的线圈的大小相对应来确定第一线圈和第二线圈中的大小以及第一线圈和第二线圈之间的距离中的至少一个。
在本公开的各种实施例中，无线电力发送器还可以包括：通信单元，其从无线电力接收器接收无线电力接收器的类别信息；以及马达，其与从类别信息获得的无线电力接收器的线圈的大小相对应来调整第一线圈和第二线圈之间的距离。
在本公开的各种实施例中，用于向无线电力接收器无线地发送电力的无线电力发送器可以包括：驱动单元，其提供电力；以及电力发送单元，其基于从驱动单元接收到的电力向无线电力接收器无线地发送电力，其中电力发送单元可以包括电容器；以及连接到电容器的包括第一子线圈、和第一子线圈平行放置的第二子线圈的线圈，以及连接第一子线圈和第二子线圈的连接导线。
在本公开的各种实施例中，其中驱动单元向线圈施加电流，并且线圈可以连接第一子线圈和第二子线圈使得以第一方向施加电流到第一子线圈以及以与第一方向相反的第二方向施加电流到第二子线圈。
在本公开的各种实施例中，其中第一线圈可以基于在第一方向上流动的电流生成第一磁场，并且第二线圈可以基于在第二方向上流动的电流生成第二磁场。
在本公开的各种实施例中，可以基于第一磁场和第二磁场在第一子线圈和第二子线圈之间形成径向磁场。
在本公开的各种实施例中，第一子线圈、第二子线圈和电容器可以具有奇数模式的谐振频率。
无线电力发送器的上述元件中的每一个可以由一个或多个组件配置，并且组件的名称可以取决于电子设备的类型而变化。在各种实施例中，电子设备可以包括上述元件中的至少一个。可以从电子设备中省略一些上述元件，或者电子设备还可以包括额外的元件。另外，根据本公开的各种实施例的电子设备的一些元件可以被组合以形成执行与组合之前的相应元件相同的功能的单个实体。
如这里所使用的术语“模块”可以例如意味着包括硬件、软件、和固件之一或者它们的两个或更多的组合的单元。“模块”可以与例如术语“单元”、“逻辑”、“逻辑块”、“组件”或“电路”互换地使用。“单元”可以是集成组件的最小单元或者可以是集成组件的一部分。“单元”可以是执行一个或多个功能的最小单元或者其一部分。“模块”可以被机械地或者电子地实施。例如，根据本公开的“模块”可以包括专用集成电路(Application-SpecificIntegrated Circuit，ASIC)芯片，现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Arrays，FPGA)和可编程逻辑器件中的至少一个，用于执行已知或将在之后开发的操作。
根据本公开的各种实施例的模块或编程模块可以包括上述元件中的一个或多个或者还可以包括其他额外的元件，或者可以省略一些上述元件。根据本公开的各种实施例的由模块、编程模块或其他组成元件执行的操作可以被顺序地、并行地、重复地或以探索的方式执行。另外，一些操作可以根据另一次序被执行或者可以被省略，或者其它操作可以被添加。
同时，这里描述的各种实施例仅仅被提供来容易地描述本公开的技术细节和帮助本公开的理解，并且不意图限制本公开的范围。因此，应该理解，基于本公开的技术构想的所有修改和改变或者被修改或改变的形式都落入本公开的范围。

Claims (15)

1.一种向无线电力接收器无线地发送电力的无线电力发送器，所述无线电力发送器包括：
驱动单元，其提供电力；以及
电力发送单元，其基于从所述驱动单元接收到的电力向所述无线电力接收器无线地发送电力，并且
其中所述无线发送单元包括电容器、连接到所述电容器的第一线圈、以及连接到所述电容器且与所述第一线圈平行放置的第二线圈。
2.如权利要求1所述的无线电力发送器，其中，从所述驱动单元以第一方向施加第一电流到所述第一线圈，以及从所述驱动单元以第二方向施加第二电流到所述第二线圈。
3.如权利要求2所述的无线电力发送器，其中所述第一线圈基于所述第一电流生成第一磁场，并且所述第二线圈基于所述第二电流生成第二磁场。
4.如权利要求3所述的无线电力发送器，基于所述第一磁场和所述第二磁场在所述第一线圈和所述第二线圈之间形成径向磁场。
5.如权利要求2所述的无线电力发送器，其中所述第一方向和所述第二方向彼此相反，并且所述第一线圈、所述第二线圈和所述电容器具有奇数模式的谐振频率。
6.如权利要求5所述的无线电力发送器，还包括电阻器，
其中，所述第一线圈和所述电容器当中的至少一部分具有第一谐振频率，所述第二线圈和所述电容器当中的至少一部分具有第二谐振频率，并且所述奇数模式的谐振频率由以下公式确定：
的虚部
其中ωodd是奇数模式的谐振频率，ω1是与第一谐振频率相对应的角频率，ω2是与第二谐振频率相对应的角频率，Γ1是Γ2是Q1是Q2是k是L1是第一线圈的电抗，L2是第二线圈的电抗，M是第一线圈和第二线圈之间的互感系数，以及R是电阻器的电阻值。
7.如权利要求6所述的无线电力发送器，其中当所述奇数模式的谐振频率是由感应方案定义的频率或由谐振方案定义的频率时，L1、L2和M具有值。
8.如权利要求1所述的无线电力发送器，其中所述第一线圈和所述第二线圈没有通过线连接，以及，
其中所述第二线圈基于在从所述驱动单元接收电力之后由所述第一线圈生成的感应磁场来生成感应磁场和感应电动势。
9.如权利要求1所述的无线电力发送器，其中所述第一线圈和所述电容器的第一电容器形成谐振电路，并且所述第二线圈和所述电容器的第二电容器形成谐振电路。
10.如权利要求1所述的无线电力发送器，其中所述第一线圈和所述电容器形成谐振电路，并且所述第二线圈和所述电容器形成谐振电路。
11.如权利要求1所述的无线电力发送器，还包括在所述第一线圈和所述第二线圈内部放置的屏蔽构件。
12.如权利要求1所述的无线电力发送器，其中，与所述无线电力接收器的线圈的大小相对应来确定所述第一线圈和所述第二线圈的大小以及所述第一线圈和所述第二线圈之间的距离中的至少一个。
13.如权利要求12所述的无线电力发送器，还包括：
通信单元，其从所述无线电力接收器接收所述无线电力接收器的类别信息；以及
马达，其与从所述类别信息获得的无线电力接收器的线圈的大小相对应来调整所述第一线圈和所述第二线圈之间的距离。
14.如权利要求1所述的无线电力发送器，其中所述第一线圈和所述第二线圈彼此串联或并联连接。
15.如权利要求1所述的无线电力发送器，其中所述无线电力发送单元基于电磁感应方案或谐振方案无线地发送电力。
CN201680013695.4A 2015-03-06 2016-03-04 无线电力发送器 Pending CN107408840A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150031798A KR102423618B1 (ko) 2015-03-06 2015-03-06 무선 전력 송신기
KR10-2015-0031798 2015-03-06
PCT/KR2016/002213 WO2016144060A1 (ko) 2015-03-06 2016-03-04 무선 전력 송신기

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN107408840A true CN107408840A (zh) 2017-11-28

Family

ID=56850875

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201680013695.4A Pending CN107408840A (zh) 2015-03-06 2016-03-04 无线电力发送器

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10819160B2 (zh)
EP (1) EP3252921B1 (zh)
KR (1) KR102423618B1 (zh)
CN (1) CN107408840A (zh)
WO (1) WO2016144060A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111342567A (zh) * 2020-03-28 2020-06-26 华中科技大学 一种双频全向无线输电系统

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150263548A1 (en) * 2014-03-14 2015-09-17 Emily Cooper Systems and methods for wireless power distribution allocation
CN107257167B (zh) * 2014-05-27 2020-01-21 松下知识产权经营株式会社 送电装置以及无线电力传输系统
US10654365B2 (en) * 2015-04-29 2020-05-19 Aptiv Technologies Limited Bifurcated balanced electromagnetic resonator
US10516304B2 (en) * 2015-12-22 2019-12-24 Intel Corporation Wireless charging coil placement for reduced field exposure
US10411492B2 (en) 2015-12-23 2019-09-10 Intel Corporation Wireless power transmitter shield with capacitors
JP6538628B2 (ja) * 2016-09-05 2019-07-03 株式会社東芝 フィルタ回路及びワイヤレス電力伝送システム
US10637293B2 (en) * 2016-09-30 2020-04-28 University Of Tennessee Research Foundation Dual-frequency mode transmitter for wireless power transfer
US10649233B2 (en) 2016-11-28 2020-05-12 Tectus Corporation Unobtrusive eye mounted display
FR3060234B1 (fr) * 2016-12-13 2019-05-10 Continental Automotive France Procede de charge d'un terminal mobile par un dispositif mobile destine a etre embarque sur un vehicule automobile et dispositif de charge associe
US10673414B2 (en) 2018-02-05 2020-06-02 Tectus Corporation Adaptive tuning of a contact lens
US10505394B2 (en) 2018-04-21 2019-12-10 Tectus Corporation Power generation necklaces that mitigate energy absorption in the human body
US10838239B2 (en) 2018-04-30 2020-11-17 Tectus Corporation Multi-coil field generation in an electronic contact lens system
US10895762B2 (en) 2018-04-30 2021-01-19 Tectus Corporation Multi-coil field generation in an electronic contact lens system
US10790700B2 (en) 2018-05-18 2020-09-29 Tectus Corporation Power generation necklaces with field shaping systems
US11137622B2 (en) 2018-07-15 2021-10-05 Tectus Corporation Eye-mounted displays including embedded conductive coils
US10529107B1 (en) 2018-09-11 2020-01-07 Tectus Corporation Projector alignment in a contact lens
US10838232B2 (en) 2018-11-26 2020-11-17 Tectus Corporation Eye-mounted displays including embedded solenoids
US10644543B1 (en) 2018-12-20 2020-05-05 Tectus Corporation Eye-mounted display system including a head wearable object
US10944290B2 (en) 2019-08-02 2021-03-09 Tectus Corporation Headgear providing inductive coupling to a contact lens
KR102159471B1 (ko) * 2020-05-12 2020-09-23 김지락 무선 충전 거리를 확장시키는 핸드 그립 및 이를 포함하는 무선 충전 시스템
CN116368722A (zh) 2020-11-18 2023-06-30 三星电子株式会社 以无线方式接收电力的电子设备
US20220247212A1 (en) * 2021-02-03 2022-08-04 Peter Forsell Device for supplying energy to a medical implant

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103208830A (zh) * 2008-12-12 2013-07-17 翰林Postech株式会社 非接触输电设备的电力传输的控制方法及非接触输电设备
KR20140011076A (ko) * 2012-07-17 2014-01-28 재단법인 포항산업과학연구원 복합 스파이럴 공진코일과 이의 제조방법, 이를 이용한 무선 전력 전송 또는수신장치
KR20140012359A (ko) * 2012-07-19 2014-02-03 엘지이노텍 주식회사 코일 및 무선전력 송신장치
CN103563204A (zh) * 2011-04-08 2014-02-05 捷通国际有限公司 反绕感应电源
WO2014092405A1 (en) * 2012-12-13 2014-06-19 Lg Innotek Co., Ltd. Wireless power device

Family Cites Families (40)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB9714968D0 (en) * 1997-07-16 1997-09-24 Radiodetection Ltd Locating concealed conductors
DE10119283A1 (de) * 2001-04-20 2002-10-24 Philips Corp Intellectual Pty System zur drahtlosen Übertragung elektrischer Leistung, ein Kleidungsstück, ein System von Kleidungsstücken und Verfahren zum Übertragen von Signalen und/oder elektrischer Leistung
CA2724341C (en) * 2008-05-14 2016-07-05 Massachusetts Institute Of Technology Wireless energy transfer, including interference enhancement
US20100045114A1 (en) * 2008-08-20 2010-02-25 Sample Alanson P Adaptive wireless power transfer apparatus and method thereof
US8299652B2 (en) * 2008-08-20 2012-10-30 Intel Corporation Wireless power transfer apparatus and method thereof
JP5262785B2 (ja) * 2009-02-09 2013-08-14 株式会社豊田自動織機 非接触電力伝送装置
EP3115258B1 (en) * 2009-03-17 2018-08-22 Fujitsu Limited Wireless power supply system
WO2011005012A2 (ko) * 2009-07-06 2011-01-13 삼성전자주식회사 무선 전력 전송 시스템 및 상기 시스템을 위한 공진기
KR101730824B1 (ko) * 2009-11-30 2017-04-27 삼성전자주식회사 무선 전력 트랜시버 및 무선 전력 시스템
US20130143519A1 (en) * 2010-07-29 2013-06-06 J&M I.P. Holding Company, Llc Fall-Responsive Emergency Device, System, and Method
JP2012143146A (ja) * 2011-01-03 2012-07-26 Samsung Electronics Co Ltd 無線電力送信装置及びその無線電力送信システム
US20120228955A1 (en) 2011-03-07 2012-09-13 Advantest Corporation Transmission coil for wireless power transmission
JP5968596B2 (ja) * 2011-04-11 2016-08-10 日東電工株式会社 無線電力供給システム
US10523276B2 (en) * 2011-08-16 2019-12-31 Qualcomm Incorporated Wireless power receiver with multiple receiver coils
US20170216508A1 (en) * 2011-08-19 2017-08-03 Leviticus Cardio Ltd. Coplanar wireless energy transfer
WO2013042291A1 (ja) * 2011-09-21 2013-03-28 日本電気株式会社 無線給電システム及び無線給電方法
JP2013243431A (ja) * 2012-05-17 2013-12-05 Equos Research Co Ltd アンテナコイル
WO2013179639A1 (ja) * 2012-05-28 2013-12-05 パナソニック株式会社 無接点コネクタシステム
US9859744B2 (en) * 2012-08-03 2018-01-02 Mediatek Singapore Pte. Ltd. Dual-mode wireless power receiver
KR20140021095A (ko) 2012-08-07 2014-02-20 삼성전자주식회사 모바일 기기의 사용에 대한 사용자의 편의성을 증대시키는 무선전력전송 장치
JP5687719B2 (ja) 2013-01-31 2015-03-18 トヨタ自動車株式会社 受電装置、送電装置および電力伝送システム
CN104143861A (zh) 2013-05-09 2014-11-12 泰科电子(上海)有限公司 非接触式供电电路
KR102082415B1 (ko) 2013-05-27 2020-02-27 엘지전자 주식회사 무선 전력 전송 장치 및 그 방법
US9442522B2 (en) * 2013-07-11 2016-09-13 Kevin Alan Tussy Accessory for wearable computer
US9281119B2 (en) * 2013-11-13 2016-03-08 The Hong Kong Polytechnic University Three-coil topology for wireless power transfer
US9843214B2 (en) * 2013-12-28 2017-12-12 Intel Corporation Wireless charging device for wearable electronic device
JP6204324B2 (ja) * 2014-04-08 2017-09-27 松本　美司 ウェアラブル情報端末、及び、充電システム
US9837830B2 (en) * 2014-04-25 2017-12-05 Electronics And Telecommunications Research Institute Wireless power transmitting method and apparatus using dual-loop in-phase feeding
US9449754B2 (en) * 2014-05-30 2016-09-20 Apple Inc. Coil constructions for improved inductive energy transfer
US9583256B2 (en) * 2014-06-13 2017-02-28 Verily Life Sciences Llc Three-dimensional wireless charging coil
US10122220B2 (en) * 2014-06-18 2018-11-06 WIPQTUS Inc. Wireless power system for portable devices under rotational misalignment
KR102257790B1 (ko) * 2014-07-08 2021-05-28 엘지전자 주식회사 케이블형 배터리 이용 방법
KR101776991B1 (ko) * 2014-12-03 2017-09-08 현대자동차주식회사 무선 전력 전송 장치 및 방법과 무선 전력 전송에 이용되는 공진주파수 검출 방법
US10283997B2 (en) * 2014-12-19 2019-05-07 Mediatek Inc. Wireless power transmission structures
US9843217B2 (en) * 2015-01-05 2017-12-12 Witricity Corporation Wireless energy transfer for wearables
KR102332095B1 (ko) * 2015-01-21 2021-11-30 삼성전자주식회사 무선 충전 장치
US20160261139A1 (en) * 2015-03-08 2016-09-08 Michael Kidakarn Multipurpose Charging and Display Stand for a Computerized Wristwatch
US9685802B1 (en) * 2015-04-29 2017-06-20 Verily Life Sciences, LLC Detection of accessory presence and orientation
KR20160129676A (ko) * 2015-04-30 2016-11-09 제이터치 코포레이션 무선 충전 장치
US10530176B2 (en) * 2016-03-02 2020-01-07 Andrew Bradford Green Travel case and stand for smart watch

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103208830A (zh) * 2008-12-12 2013-07-17 翰林Postech株式会社 非接触输电设备的电力传输的控制方法及非接触输电设备
CN103563204A (zh) * 2011-04-08 2014-02-05 捷通国际有限公司 反绕感应电源
KR20140011076A (ko) * 2012-07-17 2014-01-28 재단법인 포항산업과학연구원 복합 스파이럴 공진코일과 이의 제조방법, 이를 이용한 무선 전력 전송 또는수신장치
KR20140012359A (ko) * 2012-07-19 2014-02-03 엘지이노텍 주식회사 코일 및 무선전력 송신장치
WO2014092405A1 (en) * 2012-12-13 2014-06-19 Lg Innotek Co., Ltd. Wireless power device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111342567A (zh) * 2020-03-28 2020-06-26 华中科技大学 一种双频全向无线输电系统

Also Published As

Publication number Publication date
KR20160108031A (ko) 2016-09-19
US10819160B2 (en) 2020-10-27
WO2016144060A1 (ko) 2016-09-15
EP3252921A1 (en) 2017-12-06
KR102423618B1 (ko) 2022-07-22
US20160261142A1 (en) 2016-09-08
EP3252921A4 (en) 2018-03-07
EP3252921B1 (en) 2019-08-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107408840A (zh) 无线电力发送器
US10998121B2 (en) Capacitively balanced inductive charging coil
KR102210514B1 (ko) 무선 전력 수신기 및 무선 전력 송신기
CN108391457A (zh) 利用三维相位线圈阵列的无线充电平台
US11133706B2 (en) Wireless power transmitter
CN103703732B (zh) 使用无线电力信号的双向通信方法及设备
CN108156829B (zh) 无线电力发送器及其控制方法
KR101397668B1 (ko) 무선 전력 충전용 송신 안테나 및 송신기.
CN105337427B (zh) 无线充电设备
US10283997B2 (en) Wireless power transmission structures
CN105372984A (zh) 能够无线充电的智能手表
CN103348555B (zh) 电力输送
JP2013039027A (ja) 電子装置の無線充電コイル構造
CN107078556A (zh) 用于无线功率传送的分段导电后盖
WO2017100747A1 (en) System for inductive wireless power transfer for portable devices
CN107005089A (zh) 无线功率接收器
CN105723479A (zh) 用于感应电力传输系统的发射器
CN103124107B (zh) 无线能量接收器、发送器、系统以及无线能量传输方法
CN108684208A (zh) 具有调谐金属体的电子设备中的无线功率传输
CN103915916B (zh) 基于平面磁谐振耦合线圈结构的磁共振无线电能传输装置
US10381858B2 (en) Charging of a wireless device with time-displaying power source system
KR102166686B1 (ko) 무선 전력 전송장치
CN105024408A (zh) 串联式无线充电系统及其充电方法
CN103972933B (zh) 一种无线充电装置、电子设备及系统
CN208272714U (zh) 一种无线充电系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20171128

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication