JP6619416B2 - 改良型ワイヤレス高q共振電力伝達のための調整可能な結合のための方法および装置 - Google Patents
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Description
104 表皮の厚さ
106 交番磁界
108 渦電流
200 電気共振器
202、553、1612、1652、1712、1752、1812、1852、1912、1952、2012、2052、2112 インダクタ
204、514、554、1614、1654、1714、1754、1918、1920、1922、1958、1960、1962、2014、2054、2114 コンデンサ
206、208、210 抵抗
300 ベル
302 クラッパ
304 ベルの休止状態の丸い形
306 一撃されたベルの楕円形
400 一例示的共振器の周波数応答曲線
500、1500、2300 ワイヤレス電力伝達システム
502 ソース
504 周波数発生器
510、2304 トランスミッタ
511、1508、1528、1600、1700、1800、1900、2000 結合回路
512、1516、2306 一次共振器
513 コイルループ、インダクタ
515 磁界、磁束
550、2320 レシーバ
551 第2の誘導結合ループ、結合回路
552、1518、2316 二次共振器
560、1532 負荷
602 無効近距離場、近距離場ゾーン
604 移行ゾーン
606 放射遠距離場
702 スピーカ
704 スピーカ702から放出される音の波長よりも小さい寸法を有する部屋
804 スピーカ702から放出される音の波長よりも大きい寸法を有する部屋
902 スペクトルアナライザ
904 第1の共振器
906 第2の共振器
910、912、914、916、918、920 共振器の位置を示すダッシュ線
922 トラッキング発生器の出力
924 スペクトルアナライザ入力
1502 トランスミッタ側
1504 レシーバ側
1506 電源
1510、1524 コントローラ回路
1512、1526 通信回路
1514、1522 センサ回路
1520 通信チャネル
1530 整流器回路
1602、1604 調整可能な抵抗、可変抵抗
1702、1704 可変無効構成要素
1814、1854、1914、1954 調整可能なコンデンサ
1816、1856、1916、1956、2114、2214、2218 スイッチ
2016、2056 結合ループ
2100 実施態様
2116、2216 タップ付き結合ループ
2302 車両
2308 ベースパッド
2310 電力バックボーン
2312 電気接続
2314 バッテリ
2318 アンテナ
2500、2600 ワイヤレス誘導電力伝達のための装置、ワイヤレス電力トランスミッタ
2502、2504、2506、2702、2704、2706 様々な動作のための手段
2700 ワイヤレス電力を誘導によって受け取るための装置
Claims (15)
- ワイヤレス誘導電力伝達のための装置であって、
電力をワイヤレス電力レシーバの負荷に結合された二次共振器にワイヤレスで伝達するように構成された一次共振器と、
ソース電源からのエネルギーを前記一次共振器に結合するように構成された結合回路と、
コントローラであって、
前記ワイヤレス電力レシーバから、前記二次共振器から結合されている電力の少なくとも1つのパラメータの指示を受け取り、
前記受け取った指示に少なくとも部分的に基づいて、前記ワイヤレス電力レシーバの第2の結合回路を介した前記二次共振器と前記負荷との間の第2の量の結合の調整と連携して、前記結合回路を介した前記ソース電源と前記一次共振器との間の第1の量の結合を調整する
ように構成されたコントローラと
を備え、
前記第1の量の結合の調整と前記第2の量の結合の調整とが、最適動作点を維持するために繰り返される、装置。 - 前記第1の量の結合が、前記一次共振器の動作品質係数を変え、前記結合回路によって前記ソース電源に提供される力率、前記負荷に伝達される電力の量、またはそれらの任意の組合せのうちの少なくとも1つを大きくするように調整される、請求項1に記載の装置。
- 前記結合回路が、それぞれ前記ソース電源に選択的に電気接続されるように構成された複数のセグメントを備えた第1の結合ループを備え、前記第1の結合ループが前記一次共振器から電気的に隔離され、また、
前記コントローラが、前記複数のセグメントの少なくともサブセットを前記第1の結合ループに選択的に接続することによって前記第1の量の結合を調整するように構成される、
請求項1に記載の装置。 - 前記複数のセグメントの隣接するセグメントの断面積が前記第1の結合ループの最初のセグメントから最後のセグメントにかけて大きくなる、請求項3に記載の装置。
- 前記コントローラが、
前記第1の結合ループと前記一次共振器との間の結合の係数
を調整することによって前記第1の量の結合を調整するように構成される、請求項3に記載の装置。 - 前記結合回路が、前記ソース電源を、
それぞれ前記一次共振器の複数の直列接続コンデンサのうちの対応するコンデンサに接続された複数の位置のうちの1つ、または
前記一次共振器のインダクタ上の複数の位置のうちの1つ
のいずれかに選択的に接続するように構成されたスイッチを備え、また、
前記コントローラが、前記ソース電源を前記複数の位置のうちの1つに選択的に接続することによって前記第1の量の結合を調整するように構成される、
請求項1に記載の装置。 - 前記コントローラが、前記ワイヤレス電力レシーバへの、前記第2の量の結合を調整するように前記ワイヤレス電力レシーバに命令するメッセージを送信するように構成される、請求項1に記載の装置。
- 前記一次共振器が第1の周波数で共振するように構成され、前記コントローラが、前記一次共振器が前記第1の周波数での共振を維持している間に、前記ソース電源と前記一次共振器との間の前記第1の量の結合を調整するように構成される、請求項1に記載の装置。
- 前記一次共振器に結合されている電力の少なくとも1つのパラメータを測定するように構成されたセンサをさらに備え、前記コントローラが、前記第2の量の結合の調整と連携して前記第1の量の結合の調整する際に、
前記一次共振器に結合されている電力の前記少なくとも1つのパラメータの第1の指示を前記センサから受け取り、また、前記二次共振器から結合されている電力の前記少なくとも1つのパラメータの第1の指示を前記ワイヤレス電力レシーバから受け取り、
前記第1の量の結合を調整し、かつ、前記第2の量の結合を調整するように前記ワイヤレス電力レシーバに命令し、
前記一次共振器に結合されている電力の前記少なくとも1つのパラメータの第2の指示を前記センサから受け取り、また、前記二次共振器から結合されている電力の前記少なくとも1つのパラメータの第2の指示を前記ワイヤレス電力レシーバから受け取り、
前記センサおよび前記ワイヤレス電力レシーバの各々からの前記第1の指示と第2の指示の比較に少なくとも部分的に基づいて、前記第1の量の結合を調整するかどうか、および前記第2の量の結合を調整するように前記ワイヤレス電力レシーバに命令するかどうかを決定する
ように構成される、請求項1に記載の装置。 - ワイヤレス誘導電力伝達のための方法であって、
ワイヤレス電力トランスミッタの一次共振器からの電力を、ワイヤレス電力レシーバの負荷に結合された二次共振器にワイヤレスで伝達するステップと、
前記ワイヤレス電力レシーバから、前記二次共振器から結合されている電力の少なくとも1つのパラメータの指示を受け取るステップと、
前記受け取った指示に少なくとも部分的に基づいて、前記ワイヤレス電力レシーバの第2の結合回路を介した前記二次共振器と前記負荷との間の第2の量の結合の調整と連携して、ソース電源からのエネルギーを前記一次共振器に結合するように構成された結合回路を介したソース電源と前記一次共振器との間の第1の量の結合を調整するステップと
を含み、
前記第1の量の結合の調整と前記第2の量の結合の調整とが、最適動作点を維持するために繰り返される、方法。 - ワイヤレス電力を誘導によって受け取るための装置であって、
ワイヤレス電力トランスミッタの一次共振器から電力をワイヤレスで受け取るように構成された二次共振器と、
前記二次共振器からのエネルギーを負荷に結合するように構成された第2の結合回路と、
前記ワイヤレス電力トランスミッタに、前記二次共振器から結合されている電力の少なくとも1つのパラメータの指示を送信するように構成された通信回路と、
前記送信した指示に少なくとも部分的に基づいて、前記ワイヤレス電力トランスミッタの第1の結合回路を介したソース電源と前記一次共振器との間の第1の量の結合の調整と連携して、前記第2の結合回路を介した前記二次共振器と前記負荷との間の第2の量の結合を調整するように構成されたコントローラと
を備え、
前記第1の量の結合の調整と前記第2の量の結合の調整とが、最適動作点を維持するために繰り返される、装置。 - 前記第2の結合回路が、それぞれ前記負荷に選択的に電気接続されるように構成された複数のセグメントを備えた第2の結合ループを備え、前記第2の結合ループが前記二次共振器から電気的に隔離され、また、
前記コントローラが、前記複数のセグメントの少なくともサブセットを前記第2の結合ループに選択的に接続することによって前記第2の量の結合を調整するように構成される、
請求項11に記載の装置。 - 前記複数のセグメントの隣接するセグメントの断面積が前記第2の結合ループの最初のセグメントから最後のセグメントにかけて大きくなる、請求項12に記載の装置。
- 前記第2の結合回路が、前記負荷を、
それぞれ前記二次共振器の全体にわたって接続された複数の直列接続コンデンサのうちの対応するコンデンサに接続された複数の位置のうちの1つ、または
前記二次共振器のインダクタ上の複数の位置のうちの1つ
のいずれかに選択的に接続するように構成されたスイッチを備え、また、
前記コントローラが、前記負荷を前記複数の位置のうちの1つに選択的に接続することによって前記第2の量の結合を調整するように構成される、
請求項11に記載の装置。 - ワイヤレスによる電力を誘導によって受け取るための方法であって、
二次共振器を使用してワイヤレス電力トランスミッタの一次共振器から電力をワイヤレスで受け取るステップと、
前記ワイヤレス電力トランスミッタに、前記二次共振器から結合されている電力の少なくとも1つのパラメータの指示を送信するステップと、
前記送信した指示に少なくとも部分的に基づいて、前記ワイヤレス電力トランスミッタの第1の結合回路を介したソース電源と前記一次共振器との間の第1の量の結合の調整と連携して、前記二次共振器からのエネルギーを負荷に結合するように構成された第2の結合回路を介した前記二次共振器と前記負荷との間の第2の量の結合を調整するステップと
を含み、
前記第1の量の結合の調整と前記第2の量の結合の調整とが、最適動作点を維持するために繰り返される、方法。
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