CN109451774A - 用于无线电力传输的系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种无线电力传输系统，其包括发射机换能器、信号发生器和一个或者多个电力接收机。所述信号发生器可以接收来自电源的第一电力信号并且生成交流发射信号。所述信号发生器将所述发射信号发送至所述发射机换能器。所述发射机换能器可以在所述发射信号的传导期间在电力传输区域中产生磁场。所述一个或者多个电力接收机可以包括接收机换能器和电力处理器。所述接收机换能器可以感应地接收在所述接收机换能器位于所述电力传输区域中时从所述发射机换能器发射的变化磁通量。所述接收机换能器将接收到的磁通量转换为第二电力信号。所述电力处理器将所述第二电力信号转换为适合于相应的一个或者多个负载的第三电力信号。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求下面三个专利申请的权益：DISTANT WIRELESS POWER TECHNOLOGY于2016年3月18日提交的美国临时专利申请第62/310,557号、DISTANT WIRELESS POWERTECHNOLOGY于 2016年5月31日提交的美国临时专利申请第62/343,776号、以及 DISTANTWIRELESS POWER TECHNOLOGY于2016年6月10日提交的美国临时专利申请第62/348,640号，为了所有目的，每个专利申请都以引用的方式全部并入本文。
技术领域
本公开涉及无线电力传输。更具体地，本公开涉及用于无线传输电力以供耗电装置使用的方法和系统。
背景技术
便携式电子装置和电气装置依赖于不间断运行的电池电源。这些便携式电子装置和电气装置包括智能电话、平板计算机、膝上型计算机、个人数字助理、电动汽车、摄像头、机器人、医疗装置等。由于这些装置的增加的功能和电池上的负载的相应增加，这些装置的电池需要充电的频率不断地增加。这些装置通常是通过到电源的有线连接而充电的。同样存在通过将待充电的装置放置在感应充电垫上或者附近对电子装置进行无线充电的技术。感应充电垫采用磁感应来为这些装置感应充电。
发明内容
在第一示例中，提供了一种无线电力传输系统。该无线电力传输系统包括发射机换能器、信号发生器和一个或者多个电力接收机。发射机换能器可以在发射信号的传导期间在电力传输区域中产生磁场。信号发生器可以构造为电气连接至发射机换能器。信号发生器可以构造为接收来自电源的第一电力信号。另外，信号发生器可以构造为从第一电力信号生成具有至少500Hz的发射频率的交流发射信号。而且，信号发生器可以构造为以所述发射频率将发射信号发射至发射机换能器。
一个或者多个电力接收机可以构造为电气连接至相应的一个或者多个负载。一个或者多个电力接收机中的每一个都可以包括接收机换能器和电力处理器。接收机换能器可以构造为感应地接收在接收机换能器被设置在电力传输区域中时从发射机换能器发射的磁场的时间变化磁通量。另外，接收机换能器可以构造为将所述时间变化磁通量转换为第二电力信号。第二电力信号可以是时间变化电力信号。第二电力信号可以具有发射信号的发射频率。电力处理器可以电气连接至接收机换能器。电力处理器可以构造为将第二电力信号转换为适合于相应的一个或者多个负载的第三电力信号。
在第二示例中，提供了一种用于无线电力传输的方法。该方法可以包括：通过信号发生器接收来自电源的第一电力信号；由所述信号发生器从第一电力信号生成具有至少500Hz的发射频率的交流发射信号；通过以所述发射频率将所述发射信号发射至发射机换能器借由信号发生器在电力传输区域中产生磁场；在一个或者多个电力接收机中由接收机换能器感应地接收在接收机换能器被设置在电力传输区域中时从发射机换能器发射的磁场的时间变化磁通量；由接收机换能器将所述时间变化磁通量转换为具有发射信号的发射频率的第二电力信号；以及由被构造为连接至一个负载或者包括该一个负载的多于一个的负载的电力处理器将第二电力信号转换为适合于相应的一个负载的第三电力信号。
在第三示例中，无线电力发射机可以包括信号发生器。信号发生器可以接收来自电源的第一电力信号。另外，信号发生器可以从第一电力信号生成具有至少500Hz的发射频率的交流发射信号。而且，信号发生器可以按所述发射频率将所述发射信号发射至发射机换能器。
在第四示例中，提供了一种用于无线电力传输的方法。该方法可以包括：由信号发生器接收来自电源的第一电力信号；由信号发生器从第一电力信号生成具有至少500Hz的发射频率的交流发射信号；由信号发生器通过以所述发射频率将所述发射信号发射至发射机换能器在电力传输区域中产生磁场以将电力传输至被设置在所述磁场中的具有接收机换能器的接收机。
在第五示例中，提供了一种无线电力接收机。无线电力接收机可以构造为电气连接至电气负载。无线电力接收机可以包括接收机换能器和电力处理器。接收机换能器可以构造为在接收机换能器被设置在电力传输区域中时在从发射机换能器发射的磁场的电力发射区域中感应地接收时间变化磁通量。另外，接收机换能器可以构造为将所述时间变化磁通量转换为具有至少500Hz的发射频率的时间变化第一电力信号。电力处理器可以构造为电气连接至接收机换能器并且可以构造为将第一电力信号转换为适合于所述负载的第二电力信号。
在第六示例中，提供了一种通过被构造为电气连接至电气负载的接收机进行无线电力接收的方法。该方法可以包括：在接收机换能器被设置在电力传输区域中时在从发射机换能器发射的磁场的电力传输区域中由一个或者多个电力接收机的接收机换能器感应地接收时间变化磁通量，由接收机换能器将所述时间变化磁通量转换为具有至少500 Hz的发射频率的时间变化第一电力信号，以及由电力处理器将所述第一电力信号转换为适合于电气负载的第二电力信号。
附图说明
已经笼统地描述了各个实施例，现在参照不一定按比例绘制的附图，以及其中：
图1是用于将电力无线传输至一个或者多个装置的无线电力输系统的示例的框图；
图2是图示了示例性无线电力传输系统的不同组件的框图；
图3是应用无线电力传输来为电力传输区域中的飞行器供电的示例的图示；
图4示出了传导在导体周围产生磁场以将电力无线传输至接收机的发射信号的发射机导体的示例的剖视图；以及
图5图示了无线电力传输的示例的流程图；以及
图6图示了可以供飞行器行进通过的分布式电力传输区域的示例。
在说明书中被描述但在附图中未被描绘的附加结构可能存在，并且这种描绘的不存在不应当被认为是从说明书省略了这种设计。
具体实施方式
在详细地描述实施例之前，应当注意到，实施例可以利用与无线电力发射、接收和传输相关的系统组件和方法步骤。因此，系统组件在附图中用常规符号适当地表示，只示出了那些与理解实施例相关的特定细节，以免使得带有本领域普通技术人员所显而易见的细节和此处所述优点的公开内容不明显。
本文中公开了详细实施例；然而，应当理解，所公开的实施例对于可以体现为各种形式的所要求的发明而言仅仅是示例性的。因此，在本文中公开的特定结构和功能细节不应被解释为限制，而是作为权利要求的基础以及用于教导本领域技术人员将所公开的概念不同地用于适当的结构或者方法的代表性基础。进一步地，在本文中使用的术语和短语并不旨在限制，而是提供对主题的可理解的描述。
图1图示了用于无线电力传输的无线电力传输系统100的示例的框图。无线电力传输系统100能够将电力实时传输至一个或者多个装置。无线电力传输系统100可以在密闭的环境中实施。在示例中，无线电力传输系统100可以在办公室、住宅或者任何其它类型的室内位置中实施。室内位置可以包括房间、走廊、会议室或者在建筑内的任何其它区域。
无线电力传输系统100还可以在开放环境中实施。例如，无线电力传输系统100可以在建筑外实施。在建筑外的区域可以包括具有到接近覆盖区域的开放环境的开口的覆盖区域。在又一示例中，无线电力传输系统100可以使能在密闭的环境内传输电力10米或者更长的距离。无线电力传输系统100可以使能在开放环境中传输电力20米或者更长的距离。这些距离是基于系统的期望电力输送能力而不是开放或者密闭的环境的任何特性。
无线电力传输系统100能够促进到一个用户装置或者同时地或者连续地到多个用户装置的无线电力传输。在示例中，无线电力传输系统100能够将电力提供至在需要大于500瓦特功率的开放环境中的飞行器，诸如，无人驾驶飞行器(UAV)，包括无人机。在一些示例中，无人机可以在与无线电力发射机换能器114相距20米或者更远的距离处被供电。无线电力传输系统100能够同时地或者顺序地为多个装置供电。无线电力传输系统100可以包括构造为连接至电源104的发射机部件106和构造为连接至负载110的无线电力接收机108。发射机部件106包括信号发生器112和发射机换能器114。无线电力接收机108 包括接收机换能器116和电力处理器118。进一步地，在一些示例中，发射机部件106包括无线电力发射机202(在图2中被示出)，该无线电力发射机202包括信号发生器112。
在该示例中，信号发生器112将发射信号发射至发射机换能器 114。发射机换能器114可以是天线。例如，发射机换能器可以是由传导发射信号的电导体形成的导电线圈或者环路。在一些示例中，导体可以以任何适当的构造延伸，其中，导体的部分或者全部是未屏蔽的和未接地的以在电力传输区域102产生磁场。导体产生磁场的部分可以在除了连续环路之外的构造中，并且可以沿其长度产生一个或者多个电力传输区域。沿电导体的长度传导发射信号可以沿导体长度形成电力传输区域。电力传输区域可以延伸至被布置在远离信号发生器112 的距离处的屏蔽导体以适用于特定应用。
当无线电力接收机108被布置在电力传输区域102中时，无线电力接收机108可以从磁场汲取电力。另外，电导体所产生的磁场在接收机换能器116的端子上产生电压。
当无线电力接收机108位于电力传输区域102中时，无线电力传输系统100促进无线电力传输。电力传输区域102是无线电力接收机 108能够从发射机换能器114所产生的磁场汲取电力的区域。进一步地，如上面提到的，无线电力接收机108可以与相应的一个或者多个装置的一个或者多个负载电气耦合。一个或者多个装置可以是一个或者多个电气装置、一个或者多个电子装置、电磁装置(如同UAV)等。一个或者多个这样的装置的示例包括智能电话、平板计算机、膝上型计算机、个人数字助理、摄像头、无人驾驶飞行器等。一个或者多个装置可以是使用电池作为其电源的任何装置，诸如，可穿戴计算装置、可穿戴医疗装置、便携式MP3播放器等。每个装置的电池都充当负载 110。负载110与无线电力接收机108电气耦合。另外，负载110可以是使用电力来操作的任何装置。在一些示例中，装置可以在为电池充电的情况下或者在没有为电池充电的情况下直接通过接收自无线电力传输系统100的电力操作。
无线电力接收机108可以包括能够接收发射信号并且将电力输送至每个对应装置的负载的一个或者多个组件。无线电力传输系统100 执行可以被放置在离发射机部件106的最远距离处的一个或者多个装置的无线供电以适用于特定应用。一个或者多个装置无需接近发射机部件106以无线地接收电力。当无线电力接收机108被布置在电力发射区域102中时，无线电力发射机202与无线电力接收机108感应地相互联接。感应相互联接是基于将无线电力发射机202和无线电力接收机108耦合的电磁场。在实施例中，出于除了电力传输之外的目的，无线电力发射机202可以与一个或者多个电力接收机电气连接。每个电力接收机构造为电气连接至对应装置。无线电力接收机108被定位在发射机部件106附近。发射机部件在连接至接收机108时执行负载 110的电力的无线发射。当负载110包括可充电电池时，可以使用传输的电力来为具有接收机108的一个或者多个用户装置的电池实时充电或在连接至接收机108时充电。
更进一步地，信号发生器112构造为连接至电源104。电源104 将电气第一电力信号供应至信号发生器112。例如，电源104可以电气连接至信号发生器的接收端口。在实施例中，电源104是具有预定电压和预定频率的AC电源。商用电压和频率的示例包括50赫兹110伏、 100赫兹110伏、50赫兹220伏、60赫兹110伏、60赫兹120伏或者 50赫兹230伏。电源104可以是三相电源。
例如，如果可用的话，信号发生器112可以简单地被连接到标准 110伏或者220伏电源。在另一示例中，电源104是DC电源。DC电源将直流供应至信号发生器112。AC或者DC电源可以由发生器、可再生能源(诸如，太阳能、风能或者水力电源)或者其它可用电源提供。
信号发生器112构造为接收来自电源104的第一电力信号。信号发生器112是从第一电力信号生成交流发射信号的电子装置。在一些实施例中，信号发生器112是功率和频率可调的信号发生器。
而且，交流发射信号具有至少500Hz的发射频率。更高频发射信号可以促进使用具有与接收无线电力的装置相对应的尺寸的接收机结构。在实施例中，信号发生器112生成频率在10kHz到500kHz的范围内的发射信号。在另一实施例中，信号发生器112生成频率在5kHz 到1000kHz的范围内的发射信号。在又一实施例中，信号发生器112 生成频率在500kHz到100MHz的范围内的发射信号。信号发生器112 可以被布置在电力传输区域102内或者外。信号发生器112构造为以发射频率将发射信号发射至发射机换能器114。
信号发生器112构造为电气连接至发射机换能器114。另外，发射机换能器114可以延伸至被布置在离信号发生器112的适当距离处的位置。适当距离可以是预定距离，从而使信号发生器112位于电力传输区域102外。在实施例中，发射机换能器114的端子连接至信号发生器112的对应端口。
在一些实施例中，发射机换能器114是沿电力传输区域102延伸的细长发射机导体。发射机导体是长度适用于特定应用的电导体。发射机可以是标准或者非标准导体。标准导体可以由绞合在一起的多条独立绝缘线制成。股数可以从2-50,000股不等，其中，股的数量和大小被选择以适用于每种特定应用。在实施例中，多条独立绝缘线在 2-1000个独立股的范围内。使用多条绝缘的相对较薄的线可以减少因为肌肤效应而产生的欧姆损失。
在一些实施例中，发射机换能器114是初级电感线圈的形式。在实施例中，发射机换能器114是非屏蔽电导体环路。在另一实施例中，发射机换能器114包括多个电导体同心环路。多个同心环路可以包括大小不同的环路。在实施例中，每个电导体同心环路都包括绞合在一起的多条单独绝缘线。在另一实施例中，每个电导体同心环路都包括单条导线。
更进一步地，发射机换能器113具有适用于在期望或者预定电力传输区域102中提供电力的长度和位置。电力传输区域102占据通过构造导体环路而被确定的许多空间。在示例中，导体环路在建筑内从5 米延伸到100米，并且在另一示例中，在开放环境中延伸数千米，诸如，5千米。发射机换能器114具有最大尺寸，诸如，发射导体的长度，或者在相对的环路部分之间具有距离的导体环路的长度。发射机换能器114优选地是柔性的，尽管其由一个或者多个大体上刚性的元件制成。在示例中，发射导体或者环路可以被放置在墙壁内、沿天花板、在地板上或在地板中、或在任何其它合适的支持结构中或其上。发射导体可以任何合适的方式被支撑在建筑或者开放环境中。
在实施例中，发射机换能器114包括银云母电容器或者任何其它类型的电容器。与其它类型的电容器相比较，银云母电容器可以提供改进的精度、稳定性和可靠性，尤其是更高的频率。另外，银云母电容器能够帮助实现具有高于1000的Q因数的较低电阻和电感损失。
如上所述，发射机换能器114可以是载流导体形式的天线，当发射信号电流沿导体的长度流动时，该载流导体会产生磁场。
磁场以限定出电力传输区域102的时间变化磁通量为特征，该时间变化磁通量具有足以将电力传输至无线电力接收机108的磁场强度。另外，在发射机换能器是导电环路的实施例中，环路的构造决定电力发射区域102的构造。如上面所提及的，电力传输区域102能够被限定为包含磁场的空间，其中无线电力传输可通过无线电力发射机部件 106和无线电力接收机108实现。在磁场具有足以使无线电力接收机 108获得可用量的电力的强度的情况下，无线电力传输是可实现的。
在实施例中，无线电力接收机108构造为从内部连接至负载110，诸如，当接收机108和负载110是公共装置的部分。在另一实施例中，无线电力接收机108构造为从外部连接至负载110。负载110可以是用户装置的电力负载，诸如，需要被充电和/或操作电路的电池。无线电力接收机108因此可以被装载在与负载装置分开的壳体中，或者可以是装载装置的部分。当分开时，无线电力接收机108可以包括和与负载110相关联的装置的盖符合的盖。
无线电力接收机108包括接收机换能器116。该接收机换能器116 可以是接收机天线，诸如，形成次级电感环路的次级线圈。线圈可以具有适合产生期望水平的电感的预定长度。接收机换能器116可以具有与发射机换能器114的对应尺寸相当或者比其小的尺寸。另外，线圈形式的接收机换能器116的长度可以小于导电环路或者细长发射导体形式的发射机换能器114的长度。在实施例中，接收机换能器116 具有是发射机换能器114的最大尺寸的1倍到0.00001倍的最大尺寸。在另一实施例中，接收机换能器116具有是发射机换能器114的最大尺寸的0.1倍到0.00001倍的最大尺寸，诸如，当发射机换能器在大于接收机换能器116许多倍的区域中延伸时。
如进一步参照图2所讨论的，发射机换能器114和接收机换能器 116可以构造为以共振频率在共振状态下操作。另外，发射机换能器 114和接收机换能器116可以是阻抗匹配的。阻抗匹配可以允许从无线电力发射机到无线电力接收机108的改进的电力发射。
在实施例中，无线电力发射机部件106构造为连续地发射发射机通信信号以检测电力传输区域102中的无线电力接收机108的存在。在实施例中，无线电力接收机108可以响应于接收到发射机通信信号将接收机通信信号发送至无线电力发射机202。
另外或者可替选地，无线电力接收机108可以检测发射机换能器 114所产生的磁场。在一些实施例中，信号发生器112响应于检测到电力传输区域102中的一个或者多个电力接收机108的存在来自动开始发射信号的生成。响应于在电力传输区域102的磁场中检测到无线电力接收机108，信号发生器112可以在适用于为和电力接收机108相关联的负载110供电的发射信号中供应增加的电力。
因此，接收机换能器116接收在接收机换能器116被布置在电力传输区域102中时从发射机换能器114发射的磁场的时间变化磁通量。接收机换能器116将时间变化磁通量转换为具有发射信号的发射频率的第二电力信号，频率为至少500Hz。
接收机换能器116与电力处理器118电气连接。另外，电力处理器118构造为电气连接至负载110。
电力处理器118将第二电力信号转换为适合于相应的一个或者多个负载110的第三电力信号。更具体地，电力处理器118将第二电力信号的电压水平转换为适合于负载的第三电力信号的预定电压水平。变压器(如图2所示)可以用于提供电压水平的必要变化。另外，基于或者响应于检测到发射机换能器114所产生的磁场，第二电力信号被无线电力接收机108转换为第三电力信号。
无线电力接收机108检测磁场的存在并且电力处理器118可以构造为自动开始将第二电力信号转换为第三电力信号。例如，当接收机换能器116产生可检测量或者阈值量的电动势时，无线电力接收机可以检测磁场的存在。
可能注意到，在图1中，无线电力传输系统100能够实现到具有带有接收机换能器116的无线电力接收机108的单个装置的电力传输；然而，本领域技术人员将认识到，发射机部件106可以同时将电力提供至多个无线电力接收机108。
图2图示了通常在200中示出的无线电力传输系统的进一步示例的不同组件。无线电力传输系统200是无线电力传输系统100的示例。无线电力传输系统200包括发射机部件201和无线电力接收机203。发射机部件201包括无线电力发射机202和发射机换能器205。发射机换能器205可以是天线，诸如，构造为在沿导体的长度传导发射信号期间产生磁场的电气发射导体，如上面参照图1所描述的。发射导体可以形成为电感环路或者线圈。
无线电力发射机202包括信号发生器207和通信电路210。无线电力发射机202的部分或者一些部分可以位于电力传输区域209内，或者无线电力发射机202可以没有部分位于电力传输区域内。
信号发生器207电气连接至发射机换能器205并且构造为连接至电源104。电源104将第一电力信号供应至信号发生器207。信号发生器207利用第一电力信号来生成发射信号。因此，信号发生器207将发射信号发射至发射机换能器205。发射信号以至少500Hz的发射频率被发射(如上面参照图1所示的信号发生器112所阐释的)。
信号发生器207包括控制器204。控制器204可操作地耦合至信号发生器207中的发射信号生成电路。控制器204在生成发射信号期间控制信号发生器207的发射信号生成电路的一个或者多个操作。控制器204充当自适应控制单元，该自适应控制单元构造为控制发射信号的一个或者多个参数，诸如，发射频率和/或功率水平。
控制器204可以监视由信号发生器207发射的发射信号的发射频率和功率水平。在实施例中，控制器204控制和改变发射信号的发射频率和/或功率水平。
无线电力接收机203包括接收机换能器211、通信电路212和电力处理器213。在实施例中，接收机换能器211在取决于接收机换能器 211离发射机换能器205的距离和磁场的强度的功率水平下在功率发射区域209中接收电力。更具体地，接收机换能器211所产生的功率水平与接收机换能器211离发射机换能器205的距离的二次方成反比。这与具有相对于该接收机换能器而言小尺寸发射机换能器的无线电力发射机不同，在该情况下接收机换能器的功率水平与接收机换能器离发射机换能器的距离的六次方成反比。
如前面提及的，控制器204生成用于改变发射信号的一个或者多个参数的控制信号。控制器204可以与通信电路210电气耦合。通信电路210可以接收来自被包括在无线电力接收机203中的通信电路212 的接收机信息。控制器204还可以接收来自通信电路210的接收机信息，并且响应于接收到的接收机信息，生成控制信号以调整发射信号的一个或者多个参数，诸如，频率或者电压水平。
电力处理器213可以构造为将关于适合于在接收机换能器211上有效地接收电力的电力需求和/或电源频率的接收机信息传递至通信电路212。电力处理器213所提供的信息是由接收机通信电路212传递至发射机通信电路210的接收机信息。
信号发生器207可以构造为响应于从电力传输区域209中的每个无线电力接收机203接收到的接收机信息来产生发射信号。
在一些实施例中，发射机通信电路210将发射机信号发射至无线电力接收机203的接收机通信电路212。在实施例中，发射机信息可以包括可用于传输至一个或者多个无线电力接收机203的电力的量、或者发射信号的频率。因此，电力处理器213可以构造为响应于接收到的发射机信息来控制电力处理器213的操作。
在实施例中，发射机通信电路210与接收机通信电路212之间的通信可以是通过能适合于通信电路210与电力传输区域209中的接收机通信电路212的可能位置的范围之间的距离的通信技术来完成的。潜在有用的通信技术的示例包括Bluetooth、Zigbee、无线局域网 (WLAN)、Wi-Fi或者用于在所需距离交换信息的任何其它合适的通信技术。
在实施例中，接收机信息可以包括与无线电力接收机203中存在的电荷量或者连接至无线电力接收机203的负载219所需的功率水平、和/或将电力处理器213调谐为用接收机换能器211接收电力的频率有关的信息。控制器204可以利用这种接收机信息来控制待传送至无线电力接收机203的电力的量或者发射信号的频率。
在实施例中，控制器204可以包括用于处理从无线电力接收机203 接收到的接收机信息的微控制器或者专用集成电路。在实施例中，电力处理器213可以包括用于处理从无线电力发射机202接收到的发射信息的微控制器。
发射机部件201可以构造为包括共振电路206。共振电路206可以包括电抗208和发射机换能器205的组合。电抗208包括一个或者多个电容器并且可以包括一个或者多个电感器。在该示例中，电抗208 是信号发生器207的部分并且发射机换能器205是发射机部件201的部分。共振电路206具有作为发射信号的发射频率的工作频率。共振 208可以是可调整的以改变共振频率。例如，电抗208的电容器的电容或者电感器的电感可以是可调整的以改变共振频率。
在一些实施例中，无线电力接收机203还包括共振电路214。共振电路214包括在功率处理器213的电抗216和接收机换能器211。电抗216可以包括可变电容器和/或可变电感器。共振电路214的电抗可以被调整，诸如，通过调整共振电路214的电感调谐电路或者可变电容器。共振电路214的电抗可以被控制基于从通信电路210接收到的发射信息将共振电路214的共振频率改变为与发射频率匹配。
在一些实施例中，电力处理器213包括超级电容器218。超级电容器218可以在从电力传输区域209中的磁场接收到电荷时对其进行快速存储。然后，可以使用存储在超级电容器218上的电荷来为连接至无线电力接收机203的装置的负载219供电和/或为负载219的电池221充电。这种充电或者操作可以发生在无线电力接收机203离开电力传输区域209之后。在示例中，超级电容器218可以是附接至无人机的无线电力接收机203的部分。当无人机飞过电力传输区域209时，超级电容218可以存储由无线电力接收机108的接收机换能器116接收到的电能。超级电容218然后可以逐步为无人机的电池221充电，诸如，当无人机行进到电力传输区域209之外时。
在又一示例中，发射机导体可以是线的系统的形式，该线可以被支撑在地面之上的一些距离处的空中或者在高架结构上以充当用于操作装置(诸如，无人机或者其它飞行器)的能量通道。发射机导体可能是数千米长，形成无人机的电力线。无人机可以沿电力线飞行并且在不必在地面或者其它表面上着陆的情况下被充电。能量通道可以用于为用于重型货物吊运(诸如，重达10Kg至20Kg的吊运)的无人机供电。线的系统可以产生在长导体周围和沿长导体延伸的管状电力传输区域209。利用应用于发射信号的适当电力，无线电力接收机203 能够在离发射机导体10米至20米的距离处接收电力。无人机能够在不定期的一段时间内在该延伸电力传输区域209内操作或者移动。发射机部件201可以提供能够为每个无人机输送数千瓦特的无线高功率能源。
在一些实施例中，电力处理器213包括变压器220。变压器220 被电气连接在接收机换能器211与负载219之间。变压器220可以将第二电力信号的电压水平转换为应用于负载219的第三电力信号的预定电压水平。其它电路或者电路组件也可以用于将第二电力信号的电压水平转换为第三电力信号的预定电压水平。
在实施例中，无线电力接收机203直接电气连接至负载219。无线电力接收机203可以在有或者没有电压互感器或者电流互感器的情况下直接连接至负载219。在实施例中，无线电力接收机203将从发射机部件201接收到的过多电力传递至电池221。当从发射机部件201接收到的电力水平很低时，存储在电池221中的电力可以被直接应用于负载219。电池221因此可以被用作电力缓冲器。
图3示出了包括用于为在电力传输区域306中飞行的无人机304 供电的无线电力发射机302的无线电力传输系统300的示例。无线电力发射机302接收来自电源308的第一电力信号。无线电力发射机302 电气连接至电源308和发射机换能器310。发射机换能器310是电感环路的形式，该电感环路的位置和大小限定出电力发射区域306。无线电力发射机302生成发射信号并且将发射信号发射至发射机换能器310。发射机换能器310产生电力发射区域306的由磁场线312表示的变化磁场。磁场用于在无人机304被布置在电力发射区域306中时为无人机304供电。无人机304包括无线电力接收机314。电力接收机314包括导电线圈形式的接收机换能器316。磁场线312穿过导电线圈。变化磁场在与第二电力信号相对应的导电线圈的端子之间产生电压。因此，线圈中的第二电力信号被转换为第三电力信号并且被供应给无人机 302的电池或者被直接供应给无人机302的发动机和其它耗电元件。
图4示出了具有在导体周围的磁场402和接收来自磁场402的电力的无线电力接收机404的发射机导体400的剖视图。发射机导体400 是发射机换能器114、205或者310的示例。无线电力接收机404是无线电力接收机108、203或者314的示例。剖视图示出了其中发生了无线电力传输的电力传输区域405。发射机导体400可以是电气连接至无线电力发射机(诸如，无线电力发射机202或者302)或者信号发生器 112的电导体。发射机导体400接收来自电力发射机的信号发生器的发射信号并且在发射机导体400周围产生变化磁场402。
接收机404是电气连接至消耗电力的装置的负载或者电池的无线电力接收机。在示例中，接收机404连接至智能电话的电池。接收机 404包括接收机线圈406。当接收机404被布置在电力传输区域405中时，磁场线穿过接收机线圈406，在接收机线圈406的端子两端产生电压。电压与第二电力信号相对应。因此，线圈中的第二电力信号被转换为第三电力信号并且被供应给包含接收机404的装置的电池或者其它负载。
图5图示了将电力无线传输至一个或者多个装置的方法500的示例。方法500可以由无线电力传输系统100、200或300执行。
方法500开始于步骤502。参考电力发射系统100，在步骤504中，信号发生器112接收来自电源104的第一电力信号。在步骤506中，信号发生器112从第一电力信号生成交流发射信号。发射信号具有至少500Hz的发射频率。信号发生器112将发射信号发射至发射机换能器114。在步骤508中，信号发生器112通过将发射信号发射至发射机换能器114在电力传输区域102中产生磁场。在步骤510中，每个相应的一个或者多个电力接收机的接收机换能器116都感应地接收从发射机换能器114发射的磁场的时间变化磁通量。磁场的时间变化磁通量是在接收机换能器116被布置在电力传输区域102中时被接收到的。在步骤512中，接收机换能器116将时间变化磁通量转换为第二电力信号。第二电力信号具有发射信号的发射频率。在步骤514中，电力处理器118将第二电力信号转换为适合于一个或者多个负载110中的相应负载的第三电力信号。方法500结束于步骤516。
图6图示了可以供飞行器(诸如，无人机602)行进通过的分布式电力传输系统600的示例。在该示例中，分布式电力传输系统600 包括多个单元604，诸如，单元604A、604B、604C和604D。每个单元都与上述无线电力传输系统相对应，并且包括由相关联的发射机部件608产生的一个或者多个电力传输区域606。例如，相应单元的电力传输区域606包括电力传输区域606A、606B、606C和606D。发射机部件608可以产生一个或者多个相关联的电力传输区域606。在该示例中，发射机部件608A产生电力传输区域606A和606B。发射机部件 608B和608C产生相应的电力传输区域606C和606D。具有无线电力接收机610的无人机602可以从单元飞到单元，诸如，沿飞行路线612。当无人机602在每个电力传输区域606中时，无人机存储足以飞到下一个电力传输区域的电力。因此，能够看到，单元604形成无人机可以在其两端行进的无线电力网络614。单元离能够基于在每个单元接收到的电力飞行的无人机尽可能远。
上面描述的无线电力传输系统及其组件在现有技术中有许多优点。在优选构造中，无线电力传输系统允许在密闭的环境中离发射机部件10米或者更长的距离处和在开放环境中离发射机部件20米或者更长的距离处为装置进行无线充电和供电。而且，无线电力传输系统可以构造为以高操作频率进行无线充电和供电。
通过上面的描述，将认识到，许多变化在无线电力传输系统中是可能的。下面的编号段落描述了实施例的方面和特征。这些段落中的每个段落都可以与一个或者多个其它段落结合并且/或者以任何合适的方式与来自本申请中的其它地方的公开内容结合。下面的段落中的一些明确地引用其它段落并且进一步限制其它段落，从而在没有限制的情况下提供了合适的组合中的一些的示例。
1.一种无线电力传输系统，其包括：
发射机换能器，该发射机换能器构造为在发射信号的传导期间在电力传输区域中产生磁场；
信号发生器，该信号发生器被电气构造为连接至所述发射机换能器，所述信号发生器被可操作地构造为：
接收来自电源的第一电力信号；
从所述第一电力信号生成具有至少500Hz的发射频率的交流发射信号；以及
以所述发射频率将所述发射信号发射至所述发射机换能器；以及
一个或者多个电力接收机，该一个或者多个电力接收机中的每一个都构造为电气连接至相应的一个或者多个负载，其中，所述一个或者多个电力接收机中的每一个都包括：
接收机换能器，该接收机换能器构造为感应地接收在所述接收机换能器被设置在所述电力传输区域中时从所述发射机换能器发射的磁场的时间变化磁通量，并且将所述时间变化磁通量转换为第二电力信号，所述第二电力信号是具有所述发射信号的所述发射频率的时间变化电力信号；以及
电力处理器，该电力处理器电气连接至所述接收机换能器并且构造为将所述第二电力信号转换为适合于所述相应的一个或者多个负载的第三电力信号。
2.根据段落1所述的无线电力传输系统，其进一步包括控制器，该控制器可操作地耦合至所述信号发生器并且构造为生成用于改变所述发射信号的一个或者多个参数的控制信号。
3.根据段落2所述的无线电力传输系统，其中，所述一个或者多个参数中的一个参数包括所述发射信号的所述发射频率。
4.根据段落2所述的无线电力传输系统，其中，所述一个或者多个参数中的一个参数包括所述发射信号的功率水平。
5.根据段落2所述的无线电力传输系统，其中，所述一个或者多个参数中的一个参数包括所述发射信号的所述发射频率和功率水平。
6.根据段落2所述的无线电力传输系统，其进一步包括耦合至控制器的第一通信电路，以及其中，所述一个或者多个电力接收机中的至少一个接收机包括第二通信电路，所述第一通信电路构造为与所述第二通信电路进行通信并且将从所述第二通信电路接收到的接收机信息传递至控制器，控制器构造为响应于接收到的所述接收机信息控制所述信号发生器的操作。
7.根据段落6所述的无线电力传输系统，其中，所述第二通信电路构造为将从所述第一通信电路接收到的所述发射机信息传递至电力处理器，并且电力处理器构造为响应于接收到的发射机信息控制所述电力处理器的操作。
8.根据段落2所述的无线电力传输系统，其进一步包括耦合至所述控制器的第一通信电路，以及其中，所述一个或者多个电力接收机中的至少一个接收机包括第二通信电路，所述第二通信电路构造为与所述第一通信电路进行通信并且将从所述第一通信电路接收到的发射机信息传递至电力处理器，其中，所述电力处理器构造为响应于接收到的所述发射机信息控制所述电力处理器的操作。
9.根据段落1所述的无线电力传输系统，其中，所述发射机换能器是沿所述电力传输区域延伸的细长发射机导体。
10.根据段落9所述的无线电力传输系统，其中，发射机换能器由多条独立绝缘线制成。
11.根据段落1所述的无线电力传输系统，其中，与所述发射机换能器结合的所述信号发生器包括共振电路，所述共振电路包括电气连接至所述发射机换能器的可变电抗，并且所述共振电路构造为以所述发射频率共振。
12.根据段落1所述的无线电力传输系统，其中，与所述接收机换能器结合的所述电力处理器包括构造为以接收频率共振的共振电路，所述共振电路包括电气连接至所述接收机换能器的可变电抗，所述可变电抗是可控制的以使所述接收频率与所述发射频率相对应。
13.根据段落1所述的无线电力传输系统，其中，所述电力处理器包括超级电容器。
14.根据段落1所述的无线电力传输系统，其中，所述信号发生器构造为检测在所述电力传输区域中的一个或者多个电力接收机的存在；以及响应于检测到在所述电力传输区域中的所述一个或者多个电力接收机的存在自动开始生成所述发射信号。
15.根据段落1所述的无线电力传输系统，其中，一个或者多个电力接收机构造为检测由发射机换能器产生的磁场的存在；以及响应于检测到所述磁场的所述存在自动开始将所述第二电力信号转换为所述第三电力信号。
16.根据段落15所述的无线电力传输系统，其中，当所述接收机换能器产生阈值量的电动势时，检测到所述磁场的存在。
17.根据段落1所述的无线电力传输系统，其中，所述发射机换能器是非遮蔽式电导体环路。
18.根据段落1所述的无线电力传输系统，其中，所述发射机换能器包括多个电导体同心环路，多个同心环路包括大小不同的环路。
19.根据段落1所述的无线电力传输系统，其中，所述负载使用具有预定电压水平的电力，以及其中，电力处理器进一步构造为将第二电力信号的电压水平转换为具有预定电压水平的第三电力信号。
20.根据段落19所述的无线电力传输系统，其中，所述电力处理器进一步包括电气连接在接收机换能器与负载之间的变压器，变压器构造为将所述第二电力信号的所述电压水平转换为所述预定电压水平。
21.根据段落1所述的无线电力传输系统，其中，所述信号发生器构造为生成频率在10kHz到500kHz的范围内的所述发射信号。
22.根据段落1所述的无线电力传输系统，其中，所述信号发生器构造为生成频率在5kHz到1,000kHz的范围内的发射信号。
23.根据段落1所述的无线电力传输系统，其中，所述信号发生器构造为生成频率在500kHz到100MHz的范围内的发射信号。
24.根据段落1所述的无线电力传输系统，其中，所述接收机换能器的最大尺寸在发射机换能器的最大尺寸的1倍到0.00001倍之间。
25.根据段落24所述的无线电力传输系统，其中，所述接收机换能器的最大尺寸在发射机换能器的最大尺寸的0.1倍到0.00001倍之间。
26.一种方法，其包括：
由信号发生器接收来自电源的第一电力信号；
由所述信号发生器从所述第一电力信号生成具有至少500Hz的发射频率的交流发射信号；
由所述信号发生器通过以所述发射频率将所述发射信号发射至发射机换能器在电力传输区域中产生磁场；
由在一个或者多个电力接收机中的接收机换能器，感应地接收在所述接收机换能器被设置在所述电力传输区域中时从所述发射机换能器发射的磁场的时间变化磁通量；
由所述接收机换能器，将所述时间变化磁通量转换为具有所述发射信号的所述发射频率的第二电力信号；以及
由构造为连接至一个或者多个负载的电力处理器，将所述第二电力信号转换为适合于所述一个或者多个负载中的相应的一个负载的第三电力信号。
27.根据段落26所述的方法，由所述信号发生器的控制器，响应于控制信号来改变所述发射信号的一个或者多个参数。
28.根据段落27所述的方法，其中，所述一个或者多个参数中的一个参数包括所述发射信号的所述发射频率。
29.根据段落27所述的方法，其中，所述一个或者多个参数中的一个参数包括所述发射信号的功率水平。
30.根据段落27所述的方法，其中，所述一个或者多个参数包括所述发射信号的所述发射频率和功率水平。
31.根据段落27所述的方法，其进一步包括：由耦合至所述信号发生器的所述控制器的第一通信电路与一个或者多个电力接收机中的一个电力接收机的第二通信电路进行通信；由所述第一通信电路将从所述第二通信电路接收到的接收机信息传递至控制器；以及由控制器响应于接收到的接收机信息控制信号发生器的操作。
32.根据段落31所述的方法，其进一步包括：由所述第二通信电路将从所述第一通信电路接收到的发射机信息传递至电力处理器；以及由所述电力处理器响应于接收到的发射机信息控制电力处理器的操作。
33.根据段落27所述的方法，其进一步包括：通过一个或者多个电力接收机中的至少一个接收机的第二通信电路与耦合至控制器的第一通信电路通信，将从所述第一通信电路接收到的发射机信息传递至电力处理器；以及由所述电力处理器响应于接收到的发射机信息控制所述电力处理器的操作。
34.根据段落26所述的方法，其中，所述发射机换能器是沿所述电力传输区域延伸的细长发射机导体。
35.根据段落26所述的方法，其进一步包括：由所述信号发生器检测在所述电力传输区域中的一个或者多个电力接收机的存在；以及响应于检测到在所述电力传输区域中的所述一个或者多个电力接收机的所述存在自动开始生成发射信号。
36.根据段落26所述的方法，其进一步包括：由所述一个或者多个电力接收机检测所述发射机换能器所产生的磁场的存在；以及响应于检测到所述磁场的所述存在自动开始将所述第二电力信号转换为第三电力信号。
37.根据段落36所述的方法，其中，检测所述磁场的存在包括：检测所述接收机换能器何时产生阈值量的电动势。
38.根据段落26所述的方法，其中，负载使用具有预定电压的电力，以及其中，将所述第二电力信号转换为所述第三电力信号包括：将所述第二电力信号的电压水平转换为具有预定电压水平的所述第三电力信号。
39.根据段落38所述的方法，其中，将所述第二电力信号的所述电压水平转换为具有所述预定电压水平的所述第三电力信号包括：由变压器将所述第二电力信号的所述电压水平变换成所述预定电压水平。
40.根据段落26所述的方法，其中，所述生成包括：生成频率在 5kHz到1000kHz范围内的发射信号。
41.一种无线电力发射机，其包括：
信号发生器，其中，所述信号发生器构造为：
接收来自电源的电力信号；
从所述电力信号生成交流发射信号，该发射信号以至少500Hz的发射频率为特征；以及
将所述发射信号发射至发射机换能器，该发射机换能器构造为在所述发射信号的传导期间在电力传输区域中产生磁场；
42.一种无线电力部件，其包括根据段落41所述的无线电力发射机和发射机换能器。
43.根据段落41所述的无线电力发射机，其进一步包括控制器，该控制器可操作地耦合至信号发生器并且构造为生成用于改变发射信号的一个或者多个参数的控制信号。
44.根据段落43所述的无线电力发射机，其中，所述一个或者多个参数中的一个参数包括所述发射信号的所述发射频率。
45.根据段落43所述的无线电力发射机，其中，所述一个或者多个参数中的一个参数包括发射信号的功率水平。
46.根据段落43所述的无线电力发射机，其中，所述一个或者多个参数包括所述发射信号的所述发射频率和功率水平。
47.根据段落43所述的无线电力发射机，其进一步包括耦合至控制器的第一通信电路，该第一通信电路构造为与被布置在所述电力传输区域中的一个或者多个电力接收机的第二通信电路进行通信以接收来自无线电力发射机的电力，并且将从第二通信电路接收到的接收机信息传递至控制器，该控制器构造为响应于接收到的接收机信息来控制信号发生器的操作。
48.根据段落47所述的无线电力发射机，其中，控制器构造为将与所述发射信号的一个或者多个参数有关的发射机信息发射至第一通信电路，并且第一通信电路构造为将所述发射机信息传递至第二通信电路。
49.根据段落41所述的无线电力发射机，其中，与所述发射机换能器结合的所述信号发生器包括共振电路，所述共振电路包括电气连接至发射机换能器的可变电抗，并且所述共振电路构造为以所述发射频率共振。
50.根据段落41所述的无线电力发射机，其中，所述信号发生器构造为：
检测在所述电力传输区域中的一个或者多个电力接收机的存在；以及
自动开始生成发射信号。
51.根据段落41所述的无线电力发射机，其中，所述发射机换能器是非遮蔽式电导体环路。
52.根据段落41所述的无线电力发射机，其中，所述发射机换能器包括多个电导体同心环路，多个同心环路包括大小不同的环路。
53.根据段落41所述的无线电力发射机，其中，所述发射机换能器是沿电力传输区域延伸的细长发射机导体。
54.根据段落53所述的无线电力发射机，其中，所述发射机换能器由多条独立绝缘线制成。
55.根据段落41所述的无线电力发射机，其中，所述信号发生器构造为生成频率在10kHz到500kHz的范围内的发射信号。
56.根据段落41所述的无线电力发射机，其中，所述信号发生器构造为生成频率在5kHz到1,000kHz的范围内的发射信号。
57.根据段落41所述的无线电力发射机，其中，所述信号发生器构造为生成频率在500MHz到100kHz的范围内的发射信号。
58.一种无线电力发射方法，其包括：
通过信号发生器接收来自电源的第一电力信号；
通过所述信号发生器从所述第一电力信号生成具有至少500Hz的发射频率的交流发射信号；
由所述信号发生器通过以所述发射频率将所述发射信号发射至发射机换能器在电力传输区域中产生磁场，以将电力传输至具有被布置在磁场中的接收机换能器的接收机。
59.根据段落58所述的方法，通过信号发生器的控制器，响应于控制信号来改变所述发射信号的一个或者多个参数。
60.根据段落59所述的方法，其中，所述一个或者多个参数中的一个参数包括所述发射信号的所述发射频率。
61.根据段落59所述的方法，其中，所述一个或者多个参数中的一个参数包括所述发射信号的功率水平。
62.根据段落59所述的方法，其中，所述一个或者多个参数包括所述发射信号的所述发射频率和功率水平。
63.根据段落59所述的方法，其进一步包括：通过耦合至信号发生器的控制器的第一通信电路与接收机的第二通信电路进行通信；通过第一通信电路将从第二通信电路接收到的接收机信息传递至控制器；以及通过控制器响应于接收到的接收机信息控制信号发生器的操作。
64.根据段落63所述的方法，其进一步包括：通过控制器将与所述发射信号的一个或者多个参数有关的发射机信息发射至第一通信电路；以及通过第一通信电路将所述发射机信息传递至第二通信电路。
65.根据段落58所述的方法，其中，发射机换能器是沿电力传输区域延伸的细长发射机导体。
66.根据段落58所述的方法，其进一步包括：通过信号发生器检测在电力传输区域中的接收机的存在；以及响应于检测到在所述电力传输区域中的一个或者多个电力接收机的存在自动开始生成发射信号。
67.根据段落58所述的方法，其中，生成包括：生成频率在5kHz 到1000kHz范围内的发射信号。
68.一种构造为电气连接至电气负载的无线电力接收机，其包括：
接收机换能器，该接收机换能器构造为感应地接收在接收机换能器被布置在电力传输区域中时从发射机换能器发射的磁场的电力传输区域中的时间变化磁通量；以及将所述时间变化磁通量转换为具有至少500Hz的发射频率的时间变化第一电力信号；以及
电力处理器，该电力处理器电气连接至接收机换能器并且构造为将所述第一电力信号转换为适合于电气负载的第二电力信号。
69.根据段落68所述的无线电力接收机，其进一步包括电气连接至无线电力接收机的第一通信电路，该第一通信电路构造为与信号发生器的第二通信电路进行通信以将具有所述发射频率的所述发射信号发射至发射机换能器，并且将从第二通信电路接收到的发射机信息传递至电力处理器，以及其中，电力处理器构造为响应于接收到的发射机信息来控制电力处理器的操作。
70.根据段落68所述的无线电力接收机，其中，与接收机换能器结合的电力处理器包括构造为以接收频率共振的共振电路，所述共振电路包括电气连接至接收机换能器的可变电抗，所述可变电抗是可控制的以使所述接收频率与所述发射频率相对应。
71.根据段落68所述的无线电力接收机，其中，电力处理器包括超级电容器。
72.根据段落68所述的无线电力接收机，其中，电力接收机构造为检测由发射机换能器产生的所述磁场的存在；以及响应于检测到磁场的存在自动开始将第一电力信号转换为第二电力信号。
73.根据段落72所述的无线电力接收机，其中，当接收机换能器产生阈值量的电动势时，检测到所述磁场的存在。
74.根据段落68所述的无线电力传输系统，其中，电气负载使用具有预定电压水平的电力，以及其中，电力处理器进一步构造为将第一电力信号的电压水平转换为具有所述预定电压水平的第二电力信号。
75.根据段落74所述的无线电力接收机，其中，电力处理器进一步包括电气连接在接收机换能器与负载之间的变压器，变压器构造为将第一电力信号的电压水平转换为所述预定电压水平。
76.一种通过构造为电气连接至电气负载的接收机进行无线电力接收的方法，该方法包括：
通过一个或者多个电力接收机的接收机换能器，感应地接收在接收机换能器被设置在电力传输区域中时从发射机换能器发射的磁场的电力传输区域中的时间变化磁通量；
通过接收机换能器，将所述时间变化磁通量转换为具有至少500 Hz的发射频率的时间变化第一电力信号；以及
通过功率处理器，将第一电力信号转换为适合于所述电气负载的第二电力信号。
77.根据段落76所述的方法，其进一步包括：通过接收机的第一通信电路接收来自信号发生器的第二通信电路的发射机信息以将具有发射频率的发射信号发射至发射机换能器；以及通过第一通信电路将接收到的发射机信息发送至电力处理器；以及通过电力处理器响应于所述发射机信息来控制电力处理器的操作。
78.根据段落76所述的方法，其进一步包括：通过电力接收机检测发射机换能器所产生的磁场的存在；以及响应于检测到所述电力传输区域中的一个或多个电力接收机的存在自动开始将第一电力信号转换为第二电力信号。
79.根据段落78所述的方法，其中，检测磁场的存在包括：检测接收机换能器何时产生阈值量的电动势。
80.根据段落76所述的方法，其中，电气负载使用具有预定电压的电力，以及其中，将第一电力信号转换为第二电力信号包括：将第一电力信号的电压水平转换为具有预定电压水平的第二电力信号。
81.根据段落80所述的方法，其中，将第一电力信号的电压水平转换为具有预定电压水平的第二电力信号包括：通过变压器将第一电力信号的电压水平变换成预定电压水平。
要相信，在本文中陈述的公开内容可以包括具有独立效用的多个不同发明。虽然这些发明中的每个都已经以优选的形式公开，但是在本文中公开和示出的特定实施例不应作为限制，因为多种变化都是可能的。各示例限定了在前面的公开内容中所公开的实施例，但是任何一个示例无需包括最终可能主张的所有的特征或组合。说明书中描述了“一”或“第一”元件或其等同语，这种说明书包括一个或者多个这种元件，不需要也不排除两个或者多个这种元件。进一步地，用于识别元件的顺序指示，诸如，第一、第二或第三，被用来区别元件并且不表示要求这种元件的数量或限制元件的数量，并且不指示这种元件的特定位置或者次序，除非以其它方式特别陈述。
Claims (25)
1.一种无线电力传输系统，其包括：
发射机换能器，所述发射机换能器被构造为在发射信号的传导期间在电力传输区域中产生磁场；
信号发生器，所述信号发生器被电气地构造为被连接至所述发射机换能器，所述信号发生器在被可操作地构造为：
接收来自电源的第一电力信号；
从所述第一电力信号生成具有至少500Hz的发射频率的交流发射信号；以及
以所述发射频率将所述发射信号发射至所述发射机换能器；以及
一个或者多个电力接收机，所述一个或者多个电力接收机中的每一个被构造为被电气地连接至相应的一个或者多个负载，其中，所述一个或者多个电力接收机中的每一个包括：
接收机换能器，所述接收机换能器被构造为：在所述接收机换能器被设置在所述电力传输区域中时，所述接收机换能器感应地接收从所述发射机换能器发射的所述磁场的时间变化磁通量，并且将所述时间变化磁通量转换为第二电力信号，所述第二电力信号是具有所述发射信号的所述发射频率的时间变化电力信号；以及
电力处理器，所述电力处理器被电气地连接至所述接收机换能器，并且被构造为将所述第二电力信号转换为适合于所述相应的一个或者多个负载的第三电力信号。
2.根据权利要求1所述的无线电力传输系统，其进一步包括：
控制器，所述控制器被可操作地耦合至所述信号发生器，并且被构造为生成用于改变所述发射信号的一个或者多个参数的控制信号。
3.根据权利要求2所述的无线电力传输系统，其中，
所述一个或者多个参数中的一个参数包括所述发射信号的所述发射频率。
4.根据权利要求2所述的无线电力传输系统，其中，
所述一个或者多个参数中的一个参数包括所述发射信号的功率水平。
5.根据权利要求2所述的无线电力传输系统，其中，
所述一个或者多个参数包括所述发射信号的所述发射频率和功率水平。
6.根据权利要求2所述的无线电力传输系统，进一步包括被耦合至所述控制器的第一通信电路，以及
其中，所述一个或者多个电力接收机中的至少一个接收机包括第二通信电路，
所述第一通信电路被构造为与所述第二通信电路进行通信并且将从所述第二通信电路接收到的接收机信息传递至所述控制器，所述控制器被构造为响应于接收到的接收机信息来控制所述信号发生器的操作。
7.根据权利要求6所述的无线电力传输系统，其中，
所述第二通信电路被构造为将从所述第一通信电路接收到的发射机信息传递至所述电力处理器，并且
所述电力处理器被构造为响应于接收到的发射机信息来控制所述电力处理器的操作。
8.根据权利要求2所述的无线电力传输系统，进一步包括被耦合至所述控制器的第一通信电路，以及
其中，所述一个或者多个电力接收机中的至少一个接收机包括第二通信电路，所述第二通信电路被构造为与所述第一通信电路进行通信并且将从所述第一通信电路接收到的发射机信息传递至所述电力处理器，其中，所述电力处理器被构造为响应于接收到的发射机信息来控制所述电力处理器的操作。
9.根据权利要求1所述的无线电力传输系统，其中，
所述发射机换能器是沿所述电力传输区域延伸的细长的发射机导体。
10.根据权利要求9所述的无线电力传输系统，其中，
所述发射机换能器由多条独立的绝缘线制成。
11.根据权利要求1所述的无线电力传输系统，其中，
与所述发射机换能器结合的所述信号发生器包括共振电路，所述共振电路包括被电气连接至所述发射机换能器的可变电抗，并且所述共振电路被构造为以所述发射频率共振。
12.根据权利要求1所述的无线电力传输系统，其中，
与所述接收机换能器结合的所述电力处理器包括被构造为以接收频率共振的共振电路，所述共振电路包括被电气连接至所述接收机换能器的可变电抗，所述可变电抗能够被控制为使所述接收频率与所述发射频率相对应。
13.根据权利要求1所述的无线电力传输系统，其中，
所述电力处理器包括超级电容器。
14.根据权利要求1所述的无线电力传输系统，其中，所述信号发生器被构造为：
检测在所述电力传输区域中的所述一个或者多个电力接收机的存在；以及
响应于检测到在所述电力传输区域中的所述一个或者多个电力接收机的存在，而自动地开始所述发射信号的生成。
15.根据权利要求1所述的无线电力传输系统，其中，所述一个或者多个电力接收机被构造为：
检测由所述发射机换能器产生的所述磁场的存在；以及
响应于检测到所述磁场的存在，而自动地开始将所述第二电力信号转换为所述第三电力信号。
16.根据权利要求15所述的无线电力传输系统，其中，
当所述接收机换能器产生阈值量的电动势时，检测到所述磁场的存在。
17.根据权利要求1所述的无线电力传输系统，其中，
所述发射机换能器是非遮蔽式电导体环路。
18.根据权利要求1所述的无线电力传输系统，其中，
所述发射机换能器包括多个电导体同心环路，所述多个同心环路包括大小不同的环路。
19.根据权利要求1所述的无线电力传输系统，
其中，所述负载使用具有预定电压水平的电力，以及
其中，所述电力处理器进一步被构造为将所述第二电力信号的电压水平转换为具有所述预定电压水平的所述第三电力信号。
20.根据权利要求19所述的无线电力传输系统，其中，
所述电力处理器进一步包括被电气连接在所述接收机换能器与所述负载之间的变压器，所述变压器被构造为将所述第二电力信号的所述电压水平转换为所述预定电压水平。
21.根据权利要求1所述的无线电力传输系统，其中，
所述信号发生器被构造为生成频率在10kHz到500kHz的范围内的所述发射信号。
22.根据权利要求1所述的无线电力传输系统，其中，
所述信号发生器被构造为生成频率在5kHz到1000kHz的范围内的所述发射信号。
23.根据权利要求1所述的无线电力传输系统，其中，
所述信号发生器被构造为生成频率在500kHz到100MHz的范围内的所述发射信号。
24.根据权利要求1所述的无线电力传输系统，其中，
所述接收机换能器的最大尺寸是在所述发射机换能器的最大尺寸的1倍到0.00001倍之间。
25.根据权利要求24所述的无线电力传输系统，其中，
所述接收机换能器的所述最大尺寸是在所述发射机换能器的所述最大尺寸的0.1倍到0.00001倍之间。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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