CN108141061B - 配置成实现多相无线电力传递的方法和电路 - Google Patents

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Abstract

一种提供无线电力传递的方法可包含：在与配置成容纳多个电组件的电气设备机架相关联的多相无线电力传递系统的发射器部分处接收多相电力；以及在配置成操作所述多个电组件的电力电平下以无线方式将所述多相电力从所述发射器部分传递到所述多相无线电力传递系统的接收器部分。

Description

配置成实现多相无线电力传递的方法和电路
技术领域
本发明涉及电力系统的领域，且更明确地说涉及无线电力传递。
背景技术
已经开发无线电力传递系统用于多种不同应用，包含用于车辆、移动电子装置、工具等的电池充电应用。此类系统可使用磁耦合谐振电路来传递能量。此类无线电力传递系统的实例在第8,531,059号美国专利和第2013/0249479号美国专利申请公开案中描述。
无线电力传递系统的控制的实例在2014年7月3日申请(代理人案号：9060-346)的标题为“使用负载反馈的无线电力传递系统(WIRELESS POWER TRANSFER SYSTEMS USINGLOAD FEEDBACK)”的第14/323,436号美国专利申请中描述。
2013年12月30日申请(代理人案号：9060-334)的标题为“用于配置DC输出滤波器电路的方法、电路和制品(METHODS,CIRCUITS AND ARTICLES OF MANUFACTURE FORCONFIGURING DC OUTPUT FILTER CIRCUITS)”的第14/143,505号美国专利申请描述无线电力传递系统，所述无线电力传递系统具有：发射器，其包含从AC电源接收电力的整流器；逆变器电路，其从由整流器产生的DC输出产生较高频率AC输出电压；以及谐振电路，其耦合到逆变器电路的输出。接收器包含：第二谐振电路，其包含线圈，所述线圈配置成放置成紧密接近第一谐振电路的线圈；以及整流器电路，其从由第二谐振电路产生的AC输出产生DC输出。
图1A是说明可在数据中心中使用的电力分布系统的框图，所述数据中心包含配置成容纳具备三相电力的服务器的多个机架100。根据图1A，三相电力提供到三相电力变压器120，所述三相电力变压器将例如480VAC三相电力等电力提供到UPS系统115。UPS系统115配置成在即使到UPS系统115的480VAC三相电力失效的情况下也向服务器提供电力。
UPS系统115将480VAC三相电力提供到电力分布单元(PDU)105，所述电力分布单元配置成使三相电力步降到较低电力电平，例如208VAC三相电力。应理解，三相电力可在例如50或60Hz等低频率下提供。208VAC三相电力经由分支电路110提供到所述多个机架100。分支电路110可以是电导体的网络，所述电导体将PDU 105的输出例如并联耦合到所有机架100。
图1B是说明服务器电力供应150的框图，所述服务器电力供应经由分支电路110接收图1A中展示的208VAC三相电力。确切地说，208VAC三相电力可提供到电力供应150中的三相电力因子控制电路160以产生DC电压(例如380VDC)。DC电压可提供到DC-DC转换器155以使DC电压步降到可由容纳于机架100中的服务器利用的电平。应理解，包含在机架100中的每一个中的服务器中的每一个可包含一种型式的服务器电力供应150，且因此可具有208VAC三相电力。
发明内容
根据本发明的实施例可提供配置成提供多相无线电力传递的方法和电路。依据这些实施例，一种提供无线电力传递的方法可包含：在与配置成容纳多个电组件的电气设备机架相关联的多相无线电力传递系统的发射器部分处接收多相电力；以及在配置成操作所述多个电组件的电力电平下以无线方式将多相电力从发射器部分传递到多相无线电力传递系统的接收器部分。
在一些实施例中，一种多相无线电力传递系统可包含与配置成容纳多个电组件的电气设备机架相关联的多相无线电力传递系统的发射器部分，所述发射器部分配置成在配置成操作所述多个电组件的电力电平下以无线方式传递多相电力。
在一些实施例中，一种多相无线电力接收器可包含多相无线电力传递系统的接收器部分，其中所述接收器部分可与配置成容纳多个电组件的电气设备机架相关联，所述接收器部分配置成在配置成操作所述多个电组件的电力电平下以无线方式接收多相电力。
附图说明
图1A是展示用于包含容纳于机架中的服务器的数据中心的常规电力分布系统的框图。
图1B是说明常规服务器电力供应的框图。
图2是说明在根据本发明的一些实施例中的无线电力传递系统的框图，所述无线电力传递系统包含发射器部分和接收器部分，其配置成在配置成操作容纳于与无线电力传递系统相关联的电组件机架内的多个电组件的电力电平下以无线方式传递多相电力。
图3是在根据本发明的一些实施例中的图2的无线电力传递系统的框图，其包含发射器部分和接收器部分的更详细视图。
图4是在根据本发明的一些实施例中的图3展示的模块化多相逆变器电路的框图。
图5A-5C是展示在根据本发明的一些实施例中的图4的无线电力传递系统的模拟性能的曲线。
图6是说明在根据本发明的一些实施例中的包含模块化多相逆变器电路的图2的无线电力传递系统的发射器部分的框图。
图7A是说明在根据本发明的一些实施例中的图6中展示的模块化多相逆变器电路的更详细视图的框图。
图7B包含展示在根据本发明的一些实施例中的图7A的无线电力传递系统的模拟性能的曲线。
图8A-8B是在根据本发明的一些实施例中的无线电力传递系统和配置成将不同DC电力分布提供到机架内的服务器的相关联服务器机架的示意说明。
图9是在根据本发明的一些实施例中到机架内的服务器的DC电力分布的特定布置的更详细视图。
图10是在根据本发明的一些实施例中的与图2的无线电力传递系统中展示的电力的单一相位相关联的无线电力发射器电路和相关联无线电力传递接收器电路的示意性说明。
图11是说明在根据本发明的一些实施例中通过分支电路直接耦合到UPS系统的无线电力传递系统的框图。
图12是说明在根据本发明的一些实施例中在无电力分布单元和单独的电力因子校正电路的情况下耦合到分支电路的无线电力传递系统的框图。
具体实施方式
现将参看附图描述本发明主题的具体示范性实施例。然而，本发明主题可以许多不同的形式来体现，并且不应被解释为限于本文中阐述的实施例；实际上，提供这些实施例是为了使本发明将是透彻且完整的，并且这些实施例将把本发明主题的范围完整地传达给所属领域的技术人员。在图式中，相同的标号指代相同的元件。应理解，当元件被称为“连接”或“耦合”到另一元件时，其可直接连接或耦合到另一元件或可存在中间元件。如本文中所使用，术语“和/或”包含相关联的所列项目中的一个或多个任何和所有组合。
本文中使用的术语仅出于描述特定实施例的目的，且并不意图限制本发明主题。除非另外明确地陈述，否则如本文中所使用，单数形式“一(a/an)”和“所述”既定也包含复数形式。将进一步理解，术语“包含”和/或“包括”当用于本说明书中时指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或其群组的存在或添加。
除非另外界定，否则本文中所使用的所有术语(包含技术和科技术语)具有本发明主题所属领域的普通技术人员通常所理解的相同含义。应进一步理解，术语(例如常用词典中所定义的那些术语)应被解释为具有与其在本说明书的上下文以及相关技术中的含义一致的含义，并且不应在理想化或过分形式化的意义上进行解释，除非在本文中这样明确定义。
如本发明人所理解，当被要求承载相对重的负载，例如将由定位于单一服务器机架内的特定数目的服务器提供的那些负载时，单相无线电力传递系统可能效率低下。举例来说，如本发明人所理解，数据中心内的许多服务器机架可容纳许多服务器使得机架内所有服务器的总电力要求可能较高使得单相电力不能以无线方式有效地传递。相应地，如本发明人所理解，多相无线电力传递可提供在高电力电平下进行无线电力传递的模块化方法，并且还提供相对于单相无线电力传递系统的改进的效率。举例来说，如果服务器机架要求约1.5kW或更大电力对所容纳的服务器供电，那么以无线方式传递所述电平的电力可能效率低下。相应地，多相无线电力传递系统可部署在机架层级处使得机架在相对高效率下具备足够电力。
在根据本发明的一些实施例中，多相无线电力传递可因此在配置成操作容纳于机架内的多个服务器的电力电平下从发射器部分提供到接收器部分。换句话说，给定容纳于服务器机架内的特定数目的服务器，多相无线电力传递系统可将电力以无线方式从与服务器的特定机架相关联的系统的发射器部分传递到接收器部分。再者，随着服务器的电力要求由于额外服务器或具有较高电力要求的服务器的任一个而增加，多相无线电力传递系统可归因于其模块化架构而提供额外电力。换句话说，当要求额外电力时，可通过按比例增加发射器/接收器部分而提供额外无线电力传递。举例来说，在根据本发明的一些实施例中，以无线方式传递到机架内的服务器的电力电平可为约1.5kW或更大。
在根据本发明的一些实施例中，多相无线电力传递系统通过可部署在数据中心内的分支电路导体耦合到电力分布单元。举例来说，在根据本发明的一些实施例中，电力分布单元可将多相AC电力提供到耦合到无线电力传递系统的分支电路导体。再者，分支电路可包含多个导体以将多个多相无线电力传递系统彼此并联连接。再者，在根据本发明的一些实施例中，耦合到分支电路的电力分布单元可在例如60或50Hz等相对低频率下提供多相电力，而多相无线电力传递系统可在例如20KHz到约400KHz等高得多的频率下以无线方式传递电力。
在根据本发明的一些实施例中，多相无线电力传递系统通过可部署在数据中心内的分支电路导体耦合到UPS系统(而非电力分布单元)，如例如图11所示。举例来说，在根据本发明的一些实施例中，UPS系统可将多相AC电力提供到耦合到多相无线电力传递系统的分支电路导体。分支电路可包含多个导体以将多个多相无线电力传递系统彼此并联连接。在根据本发明的一些实施例中，耦合到分支电路的UPS系统可在例如60或50Hz等相对低频率下提供多相电力，而多相无线电力传递系统可在例如大于约20KHz的频率等高得多的频率下以无线方式传递多相电力。在一些实施例中，多相无线电力传递系统可在约20KHz到约400KHz的频率下以无线方式传递多相电力。
在根据本发明的更进一步的实施例中，多相无线电力传递系统可包含电力因子控制电路，其将DC电力提供到模块化多相逆变器电路(包含例如H桥逆变器电路)用于供给待以无线方式传递的多相电力。在根据本发明的其它实施例中，多相无线电力传递系统可包含模块化多相逆变器电路，其提供电力因子控制以及产生高频率多相电力以供无线传递的功能，而不需要单独的电力因子控制电路。然而，将理解，此方法可利用三相电力(或其倍数)用于无线电力传递。
图2是说明在根据本发明的一些实施例中的无线电力传递系统的框图，所述无线电力传递系统包含发射器部分和接收器部分，其配置成在配置成操作容纳于与无线电力传递系统相关联的电组件机架内的多个电组件的电力电平下以无线方式传递多相电力。应理解，尽管图2将多相无线电力传递系统200说明为接收三相电力，但根据本发明的实施例可适用于传递任何多相电力。图中展示的三相电力的说明是示范性的且不限于此。相应地，术语“多相电力”指代以超过单相的方式提供的电力的使用。
根据图2，多相无线电力传递系统200经由分支电路210从电力分布单元205接收三相电力。分支电路210包含多个分支电路导体，其配置成将三相电力从电力分布单元205传递到彼此并联耦合的多个多相无线电力传递系统。因此，尽管图2展示单一多相无线电力传递系统200，但应理解，其它多相无线电力传递系统可并联耦合到分支电路210所展示的系统。
电力分布单元205可接收高电平三相电力，其可“步降”到较低量值三相电力以供供给到多相无线电力传递系统200。应进一步理解，提供到电力分布单元205/从电力分布单元205提供的三相电力可在例如约50或60Hz等相对低频率下传递。还可使用其它低频率。应理解，电力分布单元205可采取步降变压器的形式，以例如将480VAC三相电力步降到208VAC三相电力，如所示。然而，将理解，这些值是示范性的，且根据本发明的实施例并不限于此。
如图2中所展示，电力分布单元205以虚线绘制以指示在一些实施例中电力分布单元205为任选的。举例来说，如图11中所展示，在根据本发明的一些实施例中，多相无线电力传递系统可通过分支电路110直接耦合到UPS系统115。在此类实施例中，高电平三相电力可经由分支电路110直接提供到多相无线电力传递系统200。应进一步理解，从UPS系统115提供的三相电力可以是相对低频率，例如约50到约60Hz。还可使用其它低频率。应理解，UPS可将任何多相电力提供到多相无线电力传递系统200，例如480VAC三相电力、208VAC三相电力或1000VAC三相电力。然而，将理解，这些值是示范性的，且根据本发明的实施例并不限于此。
如图2中进一步展示，无线电力传递系统200可包含经由分支电路210接收三相电力的发射器部分215。发射器部分215包含多个单独发射器线圈，其配置成以无线方式将多相电力的相应相位发射到随多相无线电力传递系统200的接收器部分220包含的多个接收器线圈。应理解，在一些实施例中，发射器线圈可与接收器线圈分隔约0.1mm到约5cm的间隙，使得当用于数据中心机架时，提供有效的多相无线电力传递，如例如标题为“包含重叠磁芯的无线电力传递设备和电力供应(WIRELESS POWER TRANSFER APPARATUS AND POWERSUPPLIES INCLUDING OVERLAPPING MAGNETIC CORES)”的第14/579,007号美国专利申请(代理人案号：9060-367)中描述，所述专利申请共同转让给本发明的当前受让人且以引用的方式并入本文中。也可使用其它间隔。
根据图2，发射器/接收器线圈中的每一个配置成将多相电力的特定相位以无线方式从发射器部分215发射到接收器部分210。相应地，可将更多发射器/接收器线圈添加到系统200以适应额外相位且按比例增加根据服务器的需求传递的电力。并且，在根据本发明的一些实施例中，还可使用较少线圈。
根据图2，系统200与配置成从接收器部分220接收DC电力的服务器机架相关联。应理解，服务器机架可配置成容纳例如数据中心中的多个服务器。尽管服务器在本文说明为容纳于服务器机架中，但根据本发明的实施例可用于任何电组件，所述电组件可以模块化方式聚合使得可添加或移除若干电组件，使得可要求相关联电力供应取决于所添加/移除的电组件数目而递送更多或更少的电力。相应地，根据本发明的实施例不限于与服务器一起使用且不限于服务器机架，而是可与出于电力供给的目的聚合的任何模块化电组件一起使用。
应理解，在根据本发明的一些实施例中，多相无线电力传递系统200配置成以无线方式传递配置成操作容纳于机架内(或以其它方式与机架相关联)的所述多个电组件的电力电平。相应地，可通过在多相无线电力传递系统中包含额外相位(或支脚)来适应较大电力电平。因此，如果额外服务器待包含在机架中，那么可添加多相电力系统的额外相位以在可接受效率下将额外电力以无线方式传递到服务器。
在另外其它实施例中，多相无线电力传递系统可确定当例如电力负载减小到约1.5KW以下时单一相位无线电力传递机构可提供较大效率。再者，当添加服务器以将负载增加到超过约1.5KW时，多相无线电力传递系统可返回到多相无线电力传递机构。
根据图2，服务器与多相无线电力传递系统200相关联，其中系统200配置成以无线方式传递所述数目的相关联服务器(例如，容纳于机架100内的服务器)所要求的电力。举例来说，在根据本发明的一些实施例中，接收器部分220的DC输出硬连线到机架内的DC电力分布网络，服务器可借助所述DC电力分布网络获取DC电力。在根据本发明的一些实施例中，接收器部分220通过包含到机架中而与机架相关联。在根据本发明的一些实施例中，接收器部分220可在机架外部且通过电导体与机架相关联，所述电导体将接收器部分220硬连线到机架内的DC电力分布网络。相应地，图2中描绘的多相无线电力传递系统200中的每一个可具有相应相关联机架，相应系统200将配置成操作由相应机架容纳的那些服务器的电力电平提供到所述相应相关联机架。在一些实施例中，多相无线电力传递系统200与特定机架相关联，其中系统200配置成将电力主要提供到所述特定机架，但可不容纳于所述机架内。
图3是在根据本发明的一些实施例中的图2的无线电力传递系统的框图，其包含发射器部分和接收器部分的更详细视图。根据图3，发射器部分215可包含电力因子控制(PFC)电路320，其经由分支电路210接收三相AC电力且配置成将DC电力输入提供到模块化多相逆变器电路325。
如图3进一步展示，模块化多相逆变器电路325耦合到三个发射器线圈330-1到330-3，其中的每一个配置成以无线方式发射三相电力的相应相位。三相AC电力可在约50-60Hz的频率下提供到模块化多相逆变器电路325，但也可使用其它低频率。模块化多相逆变器电路325配置成例如在大于约20KHz的频率下将较低频率三相AC电力转换为较高频率三相AC电力，但也可使用其它高频率。应理解，如果服务器要求更大电力电平，那么模块化多相逆变器电路325可按比例增加以包含额外相位和线圈。
如图3进一步展示，接收器部分220包含相应接收器线圈335-1到335-3，其中的每一个与相应发射器线圈进行无线通信以实现电力的每一相应相位的传递。接收器线圈335-1到335-3中的每一个的相应输出连接到到整流器电路340-1到340-3中的一个的相应输入。如图3中所示，整流器电路340-1到340-3中的每一个的输出可并联耦合在一起以将单一DC电力输出提供到相关联机架。在一些实施例中，整流器电路340-1到340-3中的每一个的输出可将DC电力单独地供应到个别服务器或机架中的其它组件。
图4是在根据本发明的一些实施例中的图3展示的模块化多相逆变器电路的框图。根据图4，在根据本发明的一些实施例中，来自PFC电路320的DC电力输入经由电容器网络410耦合到三相H桥电路420。电容器网络410包含至少两个电容器，其跨越到三相H桥电路420的输入串联耦合以提供中点节点405。应理解，在操作中，三相H桥逆变器电路420的输出可为具有相对于中点节点405对称的电压的对称电压波形(即，例如方波)。举例来说，将形成在+/-伏之间切换的方波输出使得中点节点405处的电压为约0伏。
三相H桥逆变器电路420响应于控制电路440对DC输入电力操作。控制电路440将控制信号提供到三相H桥电路420的栅极，使得耦合到发射器线圈330-1到330-3中的相应一个的支脚中的每一个承载三相电力的相应电流。应理解，三相H桥电路420中的相应支脚所承载的相位中的每一个可表示待发射到接收器部分的总电力的三分之一。控制电路440还将控制信号提供到三相H桥电路420，使得支脚所承载的每一相位在高频率下激发相应发射器线圈以实现所述相位到接收器部分的无线发射。在一些实施例中，每一支脚在约20KHz到约400KHz的频率下承载相应相位。
如图4中进一步展示，发射器线圈330-1到330-3中的每一个耦合到电容器网络410的中点节点405以提供模块化多相逆变器电路325的共同中线回路。可通过将三相H桥电路420中的支脚中的每一个操作为彼此异相而使所述共同中线回路承载近似0电流(如例如图5B中所示)。确切地说，在图4中展示的三相系统中，来自控制电路440的PWM信号可操作三相H桥电路420，使得H桥电路420中的相应支脚中的每一个产生彼此异相120度的电流，如例如图5C中所示。
此外，由于三相H桥电路420的模块化结构，可添加额外支脚以以无线方式传递较高电平的电力。举例来说，如果三相H桥电路420中的每一支脚配置成传递1.5kW，那么总电力传递可为约4kW(即，对于每一支脚约1.5kW)。然而，如果待传递的电力电平为约6kW，那么额外支脚可添加到三相H桥电路420以提供4支脚实施方案，在4支脚实施方案中4个支脚中的每一个配置成承载1.5kW。应进一步理解，控制器电路440提供的PWM信号可经配置使得4支脚实施方案中的每对支脚将相对于彼此移位180度以将共同中线回路电流维持在约0处。
在配置成传递额外电力的实施例中，应理解，接收器部分220将类似地配置。举例来说，在上文描述的4支脚系统中，接收器部分还将包含可操作地耦合到4支脚系统中的第4发射器线圈的第4接收器线圈。
在图5A-5C中展示的曲线中，说明在一些实施例中使用多相无线电力传递系统的接收器处递送的约195伏DC电压的模拟结果。此外，所递送的总电力配置为约7kW。图5C展示相应3个支脚中承载的电流中的每一个归因于PWM信号之间的相移关系而彼此异相。图5B展示共同中线回路内的电流变化可在约+2安培到约-2安培的纹波之间。
应进一步理解，控制器电路440可配置成使用例如以下文献中描述的脉宽调制方案来操作三相H桥电路420：标题为“用于响应于控制器电路状态控制无线电力传递的方法、电路和制品(METHODS,CIRCUITS AND ARTICLES OF MANUFACTURE FOR CONTROLLINGWIRELESS POWER TRANSFER RESPONSIVE TO CONTROLLER CIRCUIT STATES)”的第14/590,452号美国专利申请(代理人案号：9060-360)，所述专利申请共同转让给当前受让人，其整个公开内容以引用的方式并入本文中。
图6是说明在根据本发明的一些实施例中的包含模块化多相逆变器电路625的图2的无线电力传递系统的发射器部分615的框图。根据图6，模块化多相逆变器电路625可不需要包含如图3中所展示的单独电力因子控制(PFC)电路。相反，三相电力可直接提供到模块化多相逆变器电路625的输入，而不由PFC转换为DC电力。
如图7A中所展示，模块化多相逆变器电路625可包含相应AC滤波器，其与提供到模块化多相逆变器电路625的输入的相位中的每一个对应地耦合。AC滤波器中的每一个还连接到三相H桥电路725的AC侧处的支脚中的相应一个。支脚中的每一个还耦合到发射器线圈330-1到330-3中的相应一个。此外，发射器线圈330-1到330-3中的每一个还耦合到共同中线回路，所述共同中线回路连接到H桥电路725的DC侧处展示的电容器网络的中点节点405。
在操作中，控制器电路740将脉宽调制信号提供到三相H桥电路725的栅极以提供电力因子控制以及产生由发射器线圈330-1到330-3发射的三相电力的高频率相位中的每一个。相应地，H桥电路725在控制器电路740的控制下可提供电力因子控制以及产生待传递到接收器部分的高频率三相电力的功能。应进一步理解，三相H桥电路725中的相应支脚所承载的相位中的每一个可表示待发射到接收器部分的总电力的三分之一。控制电路740还将控制信号提供到三相H桥电路725，使得支脚所承载的每一相位在高频率下激发相应发射器线圈以实现所述相位到接收器部分的无线发射。在一些实施例中，每一支脚在大于约20KHz的频率下承载相应相位。在一些实施例中，每一支脚在大于约20KHz到约400KHz的频率下承载相应相位。应进一步理解，图7A中展示的配置提供多相无线电力传递，其中包含在多相电力中的相位的数目等于3或3的倍数。
图7B包含展示在根据本发明的一些实施例中的图7A的多相无线电力传递系统的模拟性能的曲线。
在图7B的曲线中，说明在一些实施例中使用多相无线电力传递系统的接收器递送的约160伏DC电压的模拟结果。图7B分别展示穿过AC滤波器的相应3个支脚中承载的电流、产生于电力因子校正操作的由多相无线电力传递系统产生的同相电流和电压、跨越电容器网络的DC电压，以及接收器侧上的DC电压中的每一个。
在根据本发明的一些实施例中，图12中展示的多相无线电力传递系统200可具备直接来自UPS 115的多相电力(无介入的电力分布单元105)且无单独电力因子校正电路。举例来说，在一些实施例中，图7A的模块化多相逆变器电路625可直接耦合到UPS系统115以接收本文中所描述的多相AC电力电平中的任一个。
在根据本发明的进一步实施例中，根据图12，高电压DC电压可提供到多相无线电力传递系统200。在此类实施例中，高电压DC可经由分支电路110提供到多相无线电力传递系统200的输入，其可反相且转换为高频率多相AC电力以供到接收器的多相无线电力传递和将低电压DC电压供给到机架中的组件。在一些实施例中，提供到多相无线电力传递系统200的输入的高电压DC可为约1000VDC。还可使用其它DC电压电平。
图8A-8B是在根据本发明的一些实施例中的无线电力传递系统和利用到机架内的服务器的不同DC电力分布520的相关联服务器机架的示意说明。根据图8A，发射器部分505与服务器机架800相关联，使得到接收器部分510的多相无线电力传递可提供为到服务器机架800的DC电力。此外，接收器部分510可容纳于服务器机架内，而发射器部分505可定位于服务器机架外部且与接收器部分分隔约0.1mm到约5cm的间隙。在一些实施例中，发射器部分505和接收器部分510均容纳于机架800中。如图8B中所展示，接收器部分505与服务器机架800相关联，但定位于服务器机架800外部。此外，发射器部分505也可定位于机架外部且与接收器部分分隔约0.1mm到约5cm的间隙。
图9是在根据本发明的一些实施例中到机架内的服务器的DC电力分布的特定布置的更详细视图。根据图9，多相电力的以无线方式发射的相位中的每一个可操作地耦合到接收器线圈335-1到335-3中的相应一个。此外，接收器线圈中的每一个耦合到相应整流器电路340-1到340-3。整流器电路中的每一个提供到服务器机架的专门DC电力分布，而非其中整流器电路的输出彼此并联连接的布置，如例如图3中所示。还将理解，在一些实施例可使用图3和9中展示的布置的任何组合。
图10展示示范性无线电力传递发射器电路，其耦合到相应发射器线圈且经配置用于无线耦合到包含在对应的无线电力传递接收器电路中的相应接收器线圈。应理解，图10中展示的布置表示可用于多相无线电力传递系统中单一相位的无线电力传递的组件。因此，可针对所发射相位中的每一个利用无线电力传递发射器电路和无线电力传递接收器电路。
如所属领域的技术人员将了解，本发明的各方面可在本文中在若干可获专利的类别或上下文中的任一个中说明和描述，所述类别或上下文包含任何新颖且有用的工艺、机器、产品或物质组成，或其任何新颖且有用的改进。相应地，本发明的各方面可以完全硬件、完全软件(包含固件、常驻软件、微码等)或组合软件和硬件实施方案实施，其全部可在本文中通常称作“电路”、“模块”、“组件”或“系统”。此外，本发明的各方面可采取计算机程序产品的形式，所述计算机程序产品包括具有其上体现的计算机可读程序代码的一个或多个计算机可读媒体。
可使用一个或多个计算机可读媒体的任何组合。计算机可读媒体可以是计算机可读信号媒体或计算机可读存储媒体。计算机可读存储媒体可以举例来说(但不限于)是电子、磁性、光学、电磁、红外线或半导体系统、设备或装置或者前述的任何合适的组合。计算机可读存储媒体的更具体实例(非详尽列表)将包含以下：便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或快闪存储器)、具有中继器的适当光纤、便携式压缩光盘只读存储器(CD-ROM)、光学存储装置、磁性存储装置，或前述的任何合适的组合。在本文件的上下文中，计算机可读存储媒体可以是可以含有或存储用于由指令执行系统、设备或装置使用或者结合指令执行系统、设备或装置使用的程序的任何有形媒体。
计算机可读信号媒体可以包含其中体现有计算机可读程序代码的所传播数据信号，例如，在基带中或者作为载波的一部分。此传播信号可以采用多种形式中的任一种，包括(但不限于)电磁、光学或其任何合适的组合。计算机可读信号媒体可以是并非计算机可读存储媒体并且可以传送、传播或传输用于由指令执行系统、设备或装置使用或者结合指令执行系统、设备或装置使用的程序的任何计算机可读媒体。可使用任何适当的媒体发射体现在计算机可读信号媒体上的程序代码，包含但不限于无线、有线、光纤光缆、RF等，或前述的任何合适的组合。
用于实行本发明的各方面的操作的计算机程序代码可以一个或多个编程语言的任何组合编写，包含：面向对象的编程语言，例如Java、Scala、Smalltalk、Eiffel、JADE、Emerald、C++、C#、VB.NET、Python等；常规程序编程语言，例如“C”编程语言、Visual Basic、Fortran 2003、Perl、COBOL 2002、PHP、ABAP；动态编程语言，例如Python、Ruby和Groovy，或其它编程语言。可以完全在用户的计算机上、部分地在用户的计算机上、作为独立软件包、部分地在用户的计算机上且部分地在远程计算机上或完全在远程计算机或服务器上执行程序代码。在后一情境中，远程计算机可经由包含局域网(LAN)或广域网(WAN)的任何类型的网络连接到用户的计算机，或者可作出到外部计算机(例如经由使用因特网服务提供商的因特网)的连接或在云计算环境中作出连接，或连接可提供为服务，例如软件即服务(SaaS)。
本文中根据本发明的实施例参考包含计算机可读代码的方法、电路和制品的框描述本发明的各方面。应理解，可由计算机程序指令实施框图的一些框和框的组合。这些计算机程序指令可提供到通用计算机、专用计算机或其它可编程数据处理设备的处理器电路或控制器电路以产生一机器，使得经由计算机或其它可编程指令执行设备的处理器执行的指令创建用于实施框图框中指定的功能/动作的机制。
这些计算机程序指令还可存储于计算机可读媒体中，所述计算机程序指令在执行时可引导计算机、其它可编程数据处理设备或其它装置以特定方式起作用，使得指令在存储于计算机可读媒体中时产生包含指令的制品，所述指令在执行时致使计算机实施框图框中指定的功能/动作。计算机程序指令还可加载到计算机、其它可编程指令执行设备或其它装置上，以致使在计算机、其它可编程设备或其它装置上执行一系列操作步骤，以产生计算机实施的过程，使得在计算机或其它可编程设备上执行的指令提供用于实施框图框中指定的功能/动作的过程。
在图式和说明书中，已经公开本发明主题的示范性实施例。虽然采用特定术语，但是它们仅以一般和描述性意义来使用，而不出于限制的目的，本发明主题的范围由所附权利要求书界定。

Claims (24)

1.一种提供无线电力传递的方法，包括：
在与配置成容纳多个电组件的电气设备机架相关联的多相无线电力传递系统的发射器部分处接收多相AC电力；以及
在配置成操作所述多个电组件的电力电平下将所述多相AC电力的单独相位以无线方式从所述发射器部分传递到所述多相无线电力传递系统的接收器部分, 其中接收多相AC电力包括经由分支电路导体接收所述多相AC电力；
其中所述分支电路导体将彼此并联的多个模块化的多相无线电力传递系统电连接，所述多相AC电力的相位的数目基于被配置为操作所述多个电组件的电力电平而选择。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述电力电平大于1.5KW。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述分支电路导体将电力分布单元电连接到彼此并联的多个所述多相无线电力传递系统。
4.根据权利要求1所述的方法，其中以无线方式传递所述多相AC电力包括使用在大于20KHz的频率下操作的逆变器电路将所述多相AC电力以无线方式从所述发射器部分传递到所述接收器部分。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述多相AC电力包括低频率多相AC电力，其中在所述发射器部分处接收所述多相AC电力进一步包括：
对所述多相AC电力执行电力因子控制以提供DC电力；以及
对所述DC电力操作以将高频率多相AC电力提供到所述多相无线电力传递系统的所述发射器部分。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述多相AC电力包括低频率多相AC电力，其中在所述发射器部分处接收所述多相AC电力进一步包括：
在逆变器频率下使用多支脚H桥电路对所述多相AC电力操作，以提供电力因子控制以及所述发射器部分处的高频率多相AC电力两者，其中包含在所述多相AC电力中的相位的数目为3或3的倍数，且所述多支脚H桥电路中的支脚数目与所述相位的数目匹配。
7.根据权利要求6所述的方法，其中以无线方式传递包括在与所述逆变器频率匹配的所述多相无线电力传递系统的谐振频率下以无线方式传递所述高频率多相AC电力。
8.根据权利要求1所述的方法，其中所述多相AC电力包括低频率多相AC电力，其中在所述发射器部分处接收所述多相AC电力进一步包括：
在逆变器频率下使用H桥电路对所述多相AC电力操作，以经由所述H桥电路的多个支脚在所述发射器部分处提供高频率多相AC电力，其中所述H桥电路的所述多个支脚中的相应一个上的所述高频率多相AC电力的每一相位相对于所述高频率多相AC电力的其它相位异相。
9.根据权利要求1所述的方法，其中以无线方式传递所述多相AC电力包括经由单独的发射器线圈以无线方式发射所述多相AC电力的每一相位以提供所述多相AC电力的相应所发射相位，所述方法进一步包括：
经由单独的接收器线圈在所述接收器部分处接收所述多相AC电力的每一所发射相位以提供所述多相AC电力的相应相位；以及
对所述多相AC电力的所述相应相位整流以在所述电气设备机架处提供DC电力。
10. 一种多相无线电力传递系统，包括：
与配置成容纳多个电组件的电气设备机架相关联的所述多相无线电力传递系统的发射器部分，所述发射器部分配置成在配置成操作所述多个电组件的电力电平下以无线方式传递多相AC电力，所述多相AC电力的每个相位相对于彼此异相，其中所述发射器部分被配置为耦合至分支电路导体以接收所述多相AC电力，以及
其中所述分支电路导体将彼此并联的多个模块化的多相无线电力传递系统电连接，所述多相AC电力的相位的数目基于被配置为操作所述多个电组件的电力电平而选择。
11.根据权利要求10所述的系统，其中所述电力电平大于1.5KW。
12.根据权利要求10所述的系统，其中所述分支电路导体配置成将电力分布单元电连接到彼此并联的多个所述多相无线电力传递系统。
13.根据权利要求10所述的系统，其中所述多相AC电力包括低频率多相AC电力，其中所述发射器部分进一步包括：
模块化多相逆变器电路，配置成从所述低频率多相AC电力产生高频率多相AC电力；以及
控制器电路，耦合到所述模块化多相逆变器电路，所述控制器电路配置成在大于20KHz的频率下操作所述模块化多相逆变器电路以产生所述高频率多相AC电力。
14.根据权利要求10所述的系统，其中所述多相AC电力包括低频率多相AC电力，其中发射器部分进一步包括：
电力因子控制电路，具有输入，所述输入配置成耦合到所述低频率多相AC电力以在输出处产生DC电力；
电容器网络，跨越所述输出耦合且包含中点节点，所述网络配置成相对于所述中点节点处的电压提供对称DC电压；
模块化多相逆变器电路，配置成从所述DC电力产生高频率多相AC电力；
多个发射器线圈，各自耦合到所述高频率多相AC电力的相应相位，且各自连接到耦合到所述中点节点的共同中线回路；以及
控制器电路，耦合到所述模块化多相逆变器电路，所述控制器电路配置成在大于20KHz的频率下操作所述模块化多相逆变器电路以产生所述高频率多相AC电力。
15.根据权利要求10所述的系统，其中所述多相AC电力中相位的数目为三或三的倍数，其中所述发射器部分进一步包括：
模块化多相逆变器电路，包含配置成产生高频率多相AC电力的多支脚H桥电路，其中每一支脚耦合到所述高频率多相AC电力的相应相位；
AC滤波器网络，耦合到所述模块化多相逆变器电路的AC侧且配置成耦合到所述多相无线电力传递系统的所述发射器部分的低频率多相AC电力输入；
多个发射器线圈，各自耦合到所述多支脚H桥电路的相应支脚以接收所述高频率多相AC电力，且各自连接到共同中线回路；
电容器网络，跨越所述模块化多相逆变器电路的DC侧耦合且包含中点节点，并配置成相对于所述中点节点处的电压提供对称DC电压；以及
控制器电路，耦合到所述模块化多相逆变器电路，所述控制器电路配置成在20KHz到400KHz的逆变器频率下操作所述模块化多相逆变器电路以提供电力因子控制和所述高频率多相AC电力两者。
16.根据权利要求15所述的系统，其中所述控制器电路配置成在与所述逆变器频率匹配的所述多相无线电力传递系统的谐振频率下操作所述模块化多相逆变器电路。
17.根据权利要求10所述的系统，其中所述发射器部分包含进一步包含：
多相H桥电路，包含若干支脚且配置成产生高频率多相AC电力，其中所述支脚中的每一个耦合到所述高频率多相AC电力的相应相位；以及
控制器电路，耦合到所述多相H桥电路，所述控制器电路配置成操作所述多相H桥电路以提供彼此异相的所述高频率多相AC电力的每一相位。
18.根据权利要求10所述的系统，进一步包括：
多个发射器线圈，其中每一发射器线圈耦合到所述发射器部分以无线方式发射所述多相AC电力的单独相位以提供所述多相AC电力的所发射单独相位。
19.根据权利要求18所述的系统，进一步包括所述多相AC电力传递系统的接收器部分，其中所述接收器部分包括：
多个接收器线圈，各自配置成以无线方式接收所述多相AC电力的所述所发射单独相位中的相应一个以提供所述多相AC电力的所接收单独相位；以及
至少一个整流器电路，耦合到所述多个接收器线圈，且配置成将DC电力提供到所述机架。
20.根据权利要求19所述的系统，其中所述至少一个整流器电路包括多个整流器电路，其中每一整流器电路耦合到所述多个接收器线圈中的相应一个以产生到所述机架的相应单独DC电力。
21.根据权利要求19所述的系统，其中所述至少一个整流器电路包括多个整流器电路，其中所述多个整流器电路的输出耦合在一起以将并联DC电力提供到所述机架。
22.根据权利要求10所述的系统，其中所述发射器部分配置成耦合到分支电路导体以经由所述分支电路接收高电压DC。
23.一种多相无线电力接收器，包括：
多相无线电力传递系统的接收器部分，所述接收器部分电耦合到容纳在电气设备机架中的多个电组件，所述接收器部分配置成在配置成操作所述多个电组件的电力电平下以无线方式接收多相AC电力；
其中所述接收器部分包括：
多个模块化单元，其中每个模块化单元包括：
接收器线圈，其配置成以无线方式接收所述多相AC电力的单独相位；以及
整流器电路，耦合到所述接收器线圈，且配置成产生与所述电气设备机架中的所述多个电组件并联的专门DC电力。
24.根据权利要求23所述的接收器，其中每一整流器电路耦合到相应的接收器线圈以产生针对所述电气设备机架的相应单独DC电力。
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