JP2022062233A - 受信装置を充電するためのシステムおよび方法 - Google Patents
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Abstract
Description
くとも1つの第1の共振器コイルと、少なくとも1つの励磁器コイルに磁気的に結合されて、第2の周波数帯域からの周波数を有する第2のAC電圧を伝送するよう構成される、少なくとも1つの第2の共振器コイルと、を備える。さらに、無線充電装置は、励磁ユニットに結合され、第1の周波数制御信号および第2の周波数制御信号のうちの少なくとも一方を励磁ユニットに供給するよう構成される、制御ユニットを含む。
一部、またはすべてを意味するものとする。本明細書での「含む」「備える」もしくは「有する」、およびそれらの変化形の使用は、その後に列挙される項目、その均等物ならびに追加項目を包含することを意味する。「接続される」および「結合される」という用語は、物理的もしくは機械的接続もしくは結合に制限されず、直接的もしくは間接的な、電気的接続もしくは電気的結合を含むことができる。さらに、「回路」および「回路要素」および「制御ユニット」という用語は、単一構成要素または複数構成要素のいずれかを含むことができ、能動的および/または受動的であり、説明する機能を提供するために互いに接続されるか、または結合される。さらに、本明細書で使用されるような動作可能に結合されるという用語は、有線結合、無線結合、電気結合、磁気結合、無線通信、ソフトウェアベース通信、またはそれらの組み合わせを含む。
ユニット114に伝送するようさらに構成される。伝送ユニット114は、励磁ユニット110に電気的に結合された1つまたは複数の励磁器コイル132、134を含む。励磁器コイル132、134に加えて、伝送ユニット114は、1つまたは複数の第1の共振器コイル136および1つまたは複数の第2の共振器コイル138を含む。1つまたは複数の第1の共振器コイル136は、励磁器コイル132および第1の受信装置106内の第1の受信器コイル140に磁気的に結合される。同様に、1つまたは複数の第2の共振器コイル138は、第2の受信装置108内の励磁器コイル134および第2の受信器コイル142に磁気的に結合される。一実施形態では、1つまたは複数の第1の共振器コイル136および1つまたは複数の第2の共振器コイル138は、互いに上下に積み重ねることができる。さらに、単一の励磁器コイルを使用して、1つまたは複数の第1の共振器コイル136および/または1つまたは複数の第2の共振器コイル138を駆動することができる。別の実施形態では、1つまたは複数の第1の共振器コイル136および1つまたは複数の第2の共振器コイル138は、同一平面上または異なる平面上に並べて配置することができる。
び第2の受信装置106、108に伝送するために使用される。
は、第1のAC電圧に対応する磁界を生成することができる。さらに、生成された磁界は、第1の共振器コイル136を介して第1の受信器コイル140に向けて集束することができる。一実施形態では、第1の共振器コイル136ならびに1つまたは複数のコンデンサを使用して、励磁器コイル202によって生成される磁界を強化することができる。続いて、第1の受信器コイル140は、強化された磁界を受け取り、強化された磁界を第1のAC電圧を有する入力電力に変換するよう構成される。一実施形態では、第1の共振器コイル136は、励磁器コイル202と第1の受信器コイル140との間の磁気結合を強化するために使用される。第1の受信器コイル140は、電力調整器232を介して第1の周波数を有する第1のAC電圧を電気負荷228に伝送する。
数を有する第1のAC電圧に変換するよう構成される。一実施形態では、この第1の周波数は、約4MHzから約9MHzの範囲内とすることができる。第1の周波数を有する第1のAC電圧は、第1の励磁器コイル310に伝送され、第1の励磁器コイル310は、第1のAC電圧を有する電力を第1の共振器コイル136を介して第1の受信装置106に磁気的に伝送する。一実施形態では、第1の共振器コイル136は、第1のAC電圧を有する電力を強化し、その結果、第1の受信装置106が、電力損失なしで電力を受け取るか、または無視できる電力損失で電力を受け取ることができる。
、異なる周波数コイルを有する電気的キャリアとみなすことができる。
なくとも1つの第2の共振器コイル138は、第2のAC電圧を有する電力を強化し、その結果、第2の受信器コイル142が、何らの電力損失なく電力を受け取ることができる。さらに、第2のAC電圧は、電力調整器234によって調整され、第2の受信装置108内のバッテリなどの負荷230に供給される。
102 電源
104 無線充電装置
106 第1の受信装置
108 第2の受信装置
110 励磁ユニット、変換器
112 制御ユニット
114 伝送ユニット
116 第1の共振器コイル、第1の周波数コイル
118 第2の共振器コイル、第2の周波数コイル
120 入力電力
122 第1の周波数制御信号
124 第2の周波数制御信号
126 バッテリ
128 バッテリ
130 充電パッド
132 励磁器コイル
134 励磁器コイル
136 第1の共振器コイル
138 第2の共振器コイル
140 第1の受信器コイル
142 第2の受信器コイル
202 励磁器コイル
208 第1のスイッチ
210 第2のスイッチ
212 ダイオード
214 コンデンサ
216 変換器
217 入力端
218 出力端
228 電気負荷
230 電気負荷
232 電力調整器
234 電力調整器
300 無線電力伝送システム
302 励磁ユニット
304 単一変換器
306 スイッチ
308 スイッチ
310 第1の励磁器コイル
312 第2の励磁器コイル
402 充電パッド
404 第1の層
406 第2の層
502 充電パッド
504 単一層
802 第1の周波数制御信号
804 スイッチングパルス
806 第1の期間
808 第2の周波数制御信号
810 スイッチングパルス
812 変調信号
814 第1の周波数制御信号
816 第2の周波数制御信号
820 第2の期間
Claims (20)
- 充電パッド(130、402、502)であって、
第1の周波数帯域で動作可能な少なくとも1つの第1の共振器コイル(136)と、
第2の周波数帯域で動作可能な少なくとも1つの第2の共振器コイル(138)と、
前記少なくとも1つの第1の共振器コイル(136)および前記少なくとも1つの第2の共振器コイル(138)に磁気的に結合される少なくとも1つの励磁器コイル(132、134、202、310、312)と、
前記少なくとも1つの励磁器コイル(132、134、202、310、312)に動作可能に結合され、前記少なくとも1つの励磁器コイル(132、134、202、310、312)を介して前記少なくとも1つの第1の共振器コイル(136)および前記少なくとも1つの第2の共振器コイル(138)を駆動するよう構成される、励磁ユニット(110、302)と、
を備える、充電パッド(130、402、502)。 - 前記励磁ユニット(110、302)は、
第1の周波数制御信号(122)および第2の周波数制御信号(124)のうちの少なくとも一方を制御ユニット(112)から受信し、
前記第1の周波数制御信号(122)が受信された場合に、入力電力(120)のDC電圧を、前記第1の周波数帯域からの周波数を有する第1のAC電圧に変換し、
前記第2の周波数制御信号(124)が受信された場合に、前記入力電力(120)の前記DC電圧を、前記第2の周波数帯域からの周波数を有する第2のAC電圧に変換するようさらに構成される、
請求項1に記載の充電パッド(130、402、502)。 - 前記励磁ユニット(110、302)は、前記少なくとも1つの励磁器コイル(132、134、202、310、312)を介して前記少なくとも1つの第1の共振器コイル(136)を駆動し、前記第1の周波数帯域からの前記周波数を有する前記第1のAC電圧を第1の受信装置(106)に伝送するよう構成される、請求項2に記載の充電パッド(130、402、502)。
- 前記励磁ユニット(110、302)は、前記少なくとも1つの励磁器コイル(132、134、202、310、312)を介して前記少なくとも1つの第2の共振器コイル(138)を駆動し、前記第2の周波数帯域からの前記周波数を有する前記第2のAC電圧を第2の受信装置(108)に伝送するよう構成される、請求項2に記載の充電パッド(130、402、502)。
- 前記少なくとも1つの第1の共振器コイル(136)を備える第1の層(404)と、
前記少なくとも1つの第2の共振器コイル(138)を備える第2の層(406)と、
をさらに備える、請求項1に記載の充電パッド(130、402、502)。 - 前記少なくとも1つの第1の共振器コイル(136)と前記少なくとも1つの第2の共振器コイル(138)とを備える単一層(504)をさらに備える、請求項1に記載の充電パッド(130、402、502)。
- 前記励磁ユニット(110、302)は、前記少なくとも1つの第1の共振器コイル(136)および前記少なくとも1つの第2の共振器コイル(138)を、前記少なくとも1つの励磁器コイル(132、134、202、310、312)を介して駆動するよう構成される、単一変換器(216、304)のみを備える、請求項1に記載の充電パッド(130、402、502)。
- 前記少なくとも1つの第1の共振器コイル(136)および前記少なくとも1つの第2の共振器コイル(138)が、互いに積み重ねられる、請求項1に記載の充電パッド(130、402、502)。
- 無線充電装置であって、
充電パッド(130、402、502)であって、
入力電力(120)のDC電圧を、第1の周波数帯域からの周波数を有する第1のAC電圧および第2の周波数帯域からの周波数を有する第2のAC電圧の少なくとも一方に変換するよう構成された励磁ユニット(110、302)と、
前記励磁ユニット(110、302)に動作可能に結合される伝送ユニット(114)であって、前記伝送ユニット(114)が、
前記励磁ユニット(110、302)に電気的に結合される少なくとも1つの励磁器コイル(132、134、202、310、312)と、
前記少なくとも1つの励磁器コイル(132、134、202、310、312)に磁気的に結合され、前記第1の周波数帯域からの前記周波数を有する前記第1のAC電圧を伝送するよう構成される、少なくとも1つの第1の共振器コイル(136)と、
前記少なくとも1つの励磁器コイル(132、134、202、310、312)に磁気的に結合され、前記第2の周波数帯域からの前記周波数を有する前記第2のAC電圧を伝送するよう構成される少なくとも1つの第2の共振器コイル(138)と、
を備える、伝送ユニット(114)と、
を備える、充電パッド(130、402、502)と、
前記励磁ユニット(110、302)に結合され、第1の周波数制御信号(122)および第2の周波数制御信号(124)の少なくとも一方を、前記励磁ユニット(110、302)に供給するよう構成される、制御ユニット(112)と、
を備える、無線充電装置。 - 前記制御ユニット(112)が、前記第1の周波数制御信号(122、814)および前記第2の周波数制御信号(124、816)の少なくとも一方を備える変調信号(812)を供給するよう構成される、請求項9に記載の無線充電装置。
- 前記励磁ユニット(110、302)が、
前記第1の周波数制御信号(122)が受信された場合、前記入力電力(120)の前記DC電圧を前記第1の周波数帯域からの前記周波数を有する前記第1のAC電圧に変換し、
前記第2の周波数制御信号(124)が受信された場合、前記入力電力(120)の前記DC電圧を前記第2の周波数帯域からの前記周波数を有する前記第2のAC電圧に変換する、
よう構成される、請求項10に記載の無線充電装置。 - 前記励磁ユニット(110、302)は、前記少なくとも1つの励磁器コイル(132、134、202、310、312)を介して前記少なくとも1つの第1の共振器コイル(136)を駆動し、前記第1の周波数帯域からの前記周波数を有する前記第1のAC電圧を第1の受信装置(106)に伝送するよう構成される、請求項11に記載の無線充電装置。
- 前記少なくとも1つの第1の共振器コイル(136)が、前記第1の受信装置(106)内の受信器コイル(140)に磁気的に結合され、前記第1の周波数帯域からの前記周波数を有する前記第1のAC電圧を前記第1の受信装置(106)に伝送する、請求項12に記載の無線充電装置。
- 前記励磁ユニット(110、302)は、前記少なくとも1つの励磁器コイル(132、134、202、310、312)を介して前記少なくとも1つの第2の共振器コイル(138)を駆動し、前記第2の周波数帯域からの前記周波数を有する前記第2のAC電圧を第2の受信装置(108)に伝送するよう構成される、請求項11に記載の無線充電装置。
- 前記少なくとも1つの第2の共振器コイル(138)が、前記第2の受信装置(108)内の受信器コイル(142)に磁気的に結合され、前記第2の周波数帯域からの前記周波数を有する前記第2のAC電圧を前記第2の受信装置(108)に伝送する、請求項14に記載の無線充電装置。
- 方法であって、
第1の周波数制御信号(122)および第2の周波数制御信号(124)の少なくとも一方を励磁ユニット(110、302)によって受信するステップと、
前記第1の周波数制御信号(122)が受信された場合、第1の周波数帯域からの周波数を有する第1のAC電圧に入力電力(120)のDC電圧を前記励磁ユニット(110、302)によって変換するステップと、
前記第2の周波数制御信号(124)が受信された場合、第2の周波数帯域からの周波数を有する第2のAC電圧に前記入力電力(120)の前記DC電圧を前記励磁ユニット(110、302)によって変換するステップと、
前記第1の周波数帯域からの前記周波数を有する前記第1のAC電圧を第1の受信装置(106)に伝送するために、少なくとも1つの励磁器コイル(132、134、202、310、312)を介して少なくとも1つの第1の共振器コイル(136)を駆動するステップと、
前記第2の周波数帯域からの前記周波数を有する前記第2のAC電圧を第2の受信装置(108)に伝送するために、前記少なくとも1つの励磁器コイル(132、134、202、310、312)を介して少なくとも1つの第2の共振器コイル(138)を駆動するステップと、
を備える、方法。 - 前記第1の周波数制御信号(122)および前記第2の周波数制御信号(124)の少なくとも一方を、制御ユニット(112)によって前記励磁ユニット(110、302)に送信するステップと、
前記DC電圧を有する前記入力電力(120)を電源(102)により励磁ユニット(110、302)に供給するステップと、
をさらに備える、請求項16に記載の方法。 - 第1の周波数制御信号(122)が前記制御ユニット(112)から受信された場合、前記少なくとも1つの励磁器コイル(132、134、202、310、312)を介して前記少なくとも1つの第1の共振器コイル(136)を、前記励磁ユニット(110、302)によって駆動するステップと、
第2の周波数制御信号(124)が前記制御ユニット(112)から受信された場合、前記少なくとも1つの励磁器コイル(132、134、202、310、312)を介して前記少なくとも1つの第2の共振器コイル(138)を、前記励磁ユニット(110、302)によって駆動するステップと、
をさらに備える、請求項17に記載の方法。 - 前記第1の受信装置(106)によって、前記第1の周波数帯域からの前記周波数を有する前記第1のAC電圧を受け取り、前記第1の受信装置(106)内の少なくとも1つ
のバッテリ(126)を充電するステップをさらに備える、請求項16に記載の方法。 - 前記第2の受信装置(108)によって、前記第2の周波数帯域からの前記周波数を有する前記第2のAC電圧を受け取り、前記第2の受信装置(108)内の少なくとも1つのバッテリ(128)を充電するステップをさらに備える、請求項16に記載の方法。
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