JP2012523814A5 - - Google Patents

Claims (25)

1. 交流信号を発生するためのドライバ回路と、
   二次デバイスを置くための充電表面と関連する、選択可能なコイルアレイを形成するように、複数の層で重なり合うように配置された複数のコイルであって、
   該選択可能なコイルアレイが、
   前記複数のコイルのサブセットを、前記複数のコイルの前記サブセットにおいて、磁界を発生するために、前記ドライバ回路に選択的に電気的に接続するように動作可能な複数のスイッチであって、前記複数の重なり合うコイルが、隣接する次のコイルの上に連続して層状に積み重ねられ、前記複数のコイルは、１つの方向において空間的自由度を提供するために、単一の軸に沿って層状に積み重ねられる、複数のスイッチを含む、
   複数のコイルと、
   前記充電表面に置かれる前記二次デバイスの二次コイルに関する位置情報を得るための位置検出回路と、
   前記充電表面の上において、前記二次デバイスの位置と相対的に前記磁界を配置するために、前記位置情報の関数として前記選択可能なコイルアレイを動作させるようにプログラムされたコントローラであって、前記選択可能なコイルアレイにおける、選択的にかつ電気的に前記ドライバ回路に接続されたコイルの数が、少なくとも部分的に前記二次デバイスの前記位置情報に依存する、コントローラと、
   を備えるコイルアレイ・システム。
2. 前記複数のコイルの各々が、別々の直列共振コンデンサに電気的に接続され、
   共振ポイントは、前記選択可能なコイルアレイにおいて前記ドライバ回路に並列に、選択的にかつ電気的に接続されたコイルの数からの独立が保たれている、請求項１に記載のコイルアレイ・システム。
3. 前記位置検出回路が、前記コントローラと、主電流検出器と、主電圧検出器と、入力電流検出器と、入力電圧検出器と、二次電流検出器と、二次電圧検出器と、主及び二次通信システム、又はこれらの任意の組み合わせのうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載のコイルアレイ・システム。
4. 前記コイルアレイにおける前記ドライバ回路に選択的にかつ電気的に接続されるコイルの数が、前記二次デバイスの電源要求の関数である、請求項１に記載のコイルアレイ・システム。
5. 前記コントローラは、複数の前記コイルへのピング実行によって、ピングされた前記コイルの各々への応答を測定して、前記コイルアレイにおける前記コイルの前記位置に対する前記二次デバイスの前記二次コイルの前記位置情報を決定するために前記測定を比較することにより、前記二次デバイスの前記位置情報を得るようにプログラムされる、請求項１に記載のコイルアレイ・システム。
6. 前記コントローラが、複数の前記コイルへのピング実行し、各ピングされたコイルに対して前記二次デバイスから位置情報を受信し、前記コイルアレイのピング実行された前記コイルの前記位置に対して前記二次デバイスの前記二次コイルの前記位置を決定するために前記位置情報を比較することにより前記二次デバイスの前記位置情報を得るようにプログラムされる、請求項１に記載のコイルアレイ・システム。
7. 前記コントローラは、前記充電表面の上において、前記二次デバイスの前記位置と相対的に前記磁界のピークを配置するために、前記位置情報の関数として前記選択可能なコイルアレイを操作するようにプログラムされる、請求項１に記載のコイルアレイ・システム。
8. 二次デバイスを配置する充電表面と関連した選択可能なコイルアレイを形成するように、複数のレイヤに配置される複数の重なり合うコイルを備える選択可能なコイルアレイであって、
   前記複数のコイルの各々が、別々の共振コンデンサと直列に電気的に接続され、
   前記選択可能なコイルアレイが、選択的にかつ電気的に前記複数のコイルのサブセットを、前記複数のコイルの前記サブセットにおいて、磁界を発生するために交流入力と平行して、接続するように動作可能である複数のスイッチを含み、
   前記複数のコイルの共振ポイントは、前記コイルアレイにおいて電気的に並列に接続されたコイルの数から独立に保たれ、
   前記複数の重なり合うコイルが、隣接する次のコイルの上に連続して層状に積み重ねられ、
   前記複数のコイルは、空間的自由度を提供するために、単一の軸に沿って層状に積み重ねられる、選択可能なコイルアレイ。
9. 前記選択可能なコイルアレイの１つの側がシールドされる、請求項８に記載のコイルアレイ。
10. 直列の前記共振コンデンサの各々の値は、前記コイルアレイにおける前記コイルの各々に対して同一の共振ポイントを維持するために、前記コイルと前記シールドの間の距離の関数として選択される、請求項９に記載のコイルアレイ。
11. 前記コイルアレイにおいて前記交流入力に選択的にかつ電気的に接続されるコイルの前記数は、電力供給されるか充電されるべき二次デバイスの電源要求の関数である、請求項８に記載のコイルアレイ。
12. 前記複数のコイルの各々は、物理的に類似しており、各々のコイルの中心は、前記コイルアレイの他のコイルの各々の中心から半径に位置する、請求項８に記載のコイルアレイ。
13. 選択可能なコイルアレイの充電表面の上で二次デバイスをワイヤレスで電力供給するための方法であって、
    該方法は、
    二次デバイスが存在するかどうか決定するステップと、
    前記二次デバイスについて電源要求情報を取得するステップと、
    前記二次デバイスの二次コイルについてコイル情報を取得するステップと、
    前記充電表面の上で前記二次デバイスの位置を測定するステップと、
    少なくとも前記電源要求情報、前記コイル情報、及び、前記充電表面の上の前記二次コイルの前記位置の関数として、パワーを前記二次デバイスの前記二次コイルに提供するために、前記選択可能なコイルアレイの選択すべき１つ以上のコイルのサブセットを決定するステップと、
    ワイヤレスパワーを前記二次デバイスの前記二次コイルに提供するために、前記選択可能なコイルアレイのコイルの前記選択されたサブセットにエネルギーを与えるステップと、
    を含む、方法。
14. 前記二次デバイスの位置を決定する前記ステップは、
    前記選択可能なコイルアレイにおいて複数のコイルへのピングを実行するステップと、
    前記ピングの実行の機能として位置情報を取得するステップと、
    前記コイルアレイにおけるピングを実行された前記コイルの位置に関して、前記二次デバイスの前記二次コイルの前記位置を決定するために、前記位置情報を解析するステップと、を含む、請求項１３に記載の方法。
15. 前記二次デバイスの位置を決定する前記ステップは、
    前記コイルアレイにおける複数のコイルへ個別にピングを実行するステップと、
    個々のピングの各々に応じて、前記二次デバイスの前記二次コイルにおいて受信される前記パワーの測定を取得するステップであって、前記測定は、前記二次デバイスの前記コイルアレイにおけるピングを実行されたコイルの間の距離に基づいて変化する、ステップと、
    前記二次デバイスの前記二次コイルの前記位置を決定するために、三角測量を用いて前記測定を解析するステップと、
    を含む、請求項１３に記載の方法。
16. 前記二次デバイスの位置を決定する前記ステップは、
    コイルアレイの領域と結びついた複数のコイルへのピングを同時に実行するステップと、
    前記二次デバイスの前記二次コイルが前記領域の範囲内にあるとの決定に応答して、前記コイルアレイの領域と関連した前記複数のコイルを、各々が前記コイルアレイの１つ以上のコイルに関連する複数の領域に分けるステップと、
    前記二次デバイスが該領域に存在するかどうかを決定するために、前記複数の領域の各々に関連した前記コイルに対して個々にピングを実行するステップと、
    を含む、請求項１３に記載の方法。
17. 前記電源要求情報と前記コイル情報とが、デバイス分類の中に含まれる、請求項１３に記載の方法。
18. 前記コイルアレイにおける複数のコイルの各々が、別々の直列の共振コンデンサに電気的に接続され、共振ポイントは、前記選択可能なコイルアレイにおいて並列に選択的にかつ電気的に接続されたコイルの数から独立して維持される、請求項１３に記載の方法。
19. ピング実行の機能として位置情報を取得する前記ステップが、
    前記二次コイルによって受信されるパワーの量を示す、コイルアレイにおける、反射インピーダンスの変化を検出するステップ、あるいは、前記二次デバイスによって送信される位置情報を受信するステップ、を含む、請求項１３に記載の方法。
20. 前記充電表面の上での前記二次デバイスの前記二次コイルの前記位置の関数として、パワーを前記二次デバイスの前記二次コイルに提供するために、前記選択可能なコイルアレイの選択すべきコイルのサブセットを決定する前記ステップが、前記二次デバイスの前記二次コイルの前記位置でピーク磁場を生成するために前記選択可能なコイルアレイのコイルの前記サブセットを選択するステップを含む、請求項１３に記載の方法。
21. 寄生負荷が前記充電表面の上に存在するかどうかを決定するステップと、
    前記寄生負荷の関数として、パワーを前記二次デバイスの前記二次コイルに提供するために、前記選択可能なコイルアレイの選択すべきコイルの前記サブセットを決定するステップと、を含む、請求項１３に記載の方法。
22. 前記複数の重なり合うコイルが、すべて同じ大きさを有する、請求項１に記載のコイルアレイ・システム。
23. 前記複数の重なり合うコイルのうちの少なくとも２つが、異なる巻き数を有する、請求項２２に記載のコイルアレイ・システム。
24. 前記複数の重なり合うコイルが、すべて同じ大きさを有する、請求項８に記載の選択可能なコイルアレイ。
25. 前記複数の重なり合うコイルのうちの少なくとも２つが、異なる巻き数を有する、請求項２４に記載の選択可能なコイルアレイ。