KR101923741B1 - 전기 차량들 내의 무선 전력 송신 - Google Patents

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Abstract

예시적인 실시형태들은 충전 베이스 (CB) 및 배터리 전기 차량 (BEV) 사이의 커플링 모드 구역 내의 자기적 공진을 이용한 양방향 무선 전력 전송에 관련된다. 상이한 구조들에 대해서, 무선 전력 전송은 CB로부터 BEV로 그리고 BEV로부터 CB로 발생될 수 있다.

Description

전기 차량들 내의 무선 전력 송신{WIRELESS POWER TRANSMISSION IN ELECTRIC VEHICLES}
35 U.S.C. §119 하의 우선권 주장
본 출원은:
발명의 명칭이 "WIRELESS POWER TRANSMISSION IN ELECTRIC VEHICLES BACKGROUND" 이고 2010년 4월 8일에 출원되며, 본원에 그 개시물이 전체적으로 참조로서 포함되는 미국 가특허 출원 번호 제 61/322,196 호;
발명의 명칭이 "WIRELESS POWER ANTENNA ALIGNMENT ADJUSTMENT SYSTEM FOR VEHICLES" 이고 2010년 4월 8일에 출원되며, 본원에 그 개시물이 전체적으로 참조로서 포함되는 미국 가특허출원 제 61/322,214 호; 및
발명의 명칭이 "VEHICLE GUIDANCE SYSTEM FOR WIRELESS POWER BACKGROUND" 이고 2010년 4월 8일 출원되며, 본원에 그 개시물이 전체적으로 참조로서 포함되는 미국 가특허출원 제 61/322,221 호에 대한 35 U.S.C. § 119 (e) 하의 우선권을 주장한다.
동시 계류중인 특허 출원에 대한 참조
본 출원은 또한 본 양수인에게 양도되고 및 본 출원과 동일자로 출원되며, 그 개시물들이 그 전체적으로 참조로서 포함되는 다음 출원들:
발명의 명칭이 "WIRELESS POWER ANTENNA ALIGNMENT ADJUSTMENT SYSTEM FOR VEHICLES" 이고 2011년 4월 8일에 출원되며, 본원에 그 개시물이 전체적으로 참조로서 포함되는 미국 특허출원 (대리인 문서 번호 제 101329호) 에도 관련된다.
본 발명은 일반적으로 무선 전력 전송에 관련되며, 구체적으로 말하면 배터리들을 포함하는 차량들로의 무선 전력 전송에 관련되는 디바이스들, 시스템들, 및 방법들에 관련된다.
송신기 및 충전될 전자 디바이스에 커플링된 수신기 간에 방송 (over-the-air) 또는 무선 전력 송신을 이용하는 접근 방법들이 개발되고 있다. 이러한 접근 방법들은 일반적으로 2개의 카테고리들에 속한다. 하나는 송신 안테나 및 충전될 디바이스 상의 수신 안테나 간의 평면파 (plane wave) 방사 (원-장 (far-field) 방사라고도 불린다) 의 커플링에 기반한다. 수신 안테나는 방사된 전력을 수집하고, 이것을 배터리의 충전을 위하여 정류한다. 이러한 접근 방법은, 전력 커플링이 안테나들 간의 거리가 증가함에 따라 신속하게 소멸되며, 따라서 적당한 거리들 (예를 들어 1 내지 2 미터들 미만) 을 넘어서 충전하는 것이 난해해진다는 사실에 직면한다. 게다가, 송신 시스템이 평면파들을 방사하기 때문에, 필터링을 통해서 적합하게 제어되지 않는다면 의도되지 않은 방사가 다른 시스템들과 간섭할 수 있다.
무선 에너지 송신 기법들에 대한 다른 접근 방법들은, 예를 들어, "충전" 매트 또는 표면 내에 내장된 송신 안테나 및 충전될 전자 디바이스 내에 내장된 수신 안테나 (및 정류 회로) 사이의 유도성 커플링 (inductive coupling) 에 기반한다. 이러한 접근 방법은 송신 및 수신 안테나 간의 간격이 매우 근접 (예를 들어 수 밀리미터 이내) 해야 한다는 단점을 가진다. 비록 이러한 접근 방법이 동일한 영역 내의 다중 디바이스들을 동시에 충전하는 기능을 가지지만, 이러한 영역은 전형적으로 매우 작고 사용자로 하여금 특정 영역에 디바이스들을 정확히 위치시킬 것을 요구한다.
최근에, 전기로부터의 운동 파워 및 그 전기를 제공하는 배터리들을 포함하는 차량들이 소개되어 왔다. 하이브리드 전기 차량들은 차량 브레이킹으로부터의 파워를 이용하는 온-보드 충전기들 및 차량들을 충전하기 위한 전통적인 모터들을 포함한다. 오직 전기적으로만 동작하는 차량들은 배터리들을 충전하기 위해 전기를 다른 소스들로부터 수신해야 한다. 이러한 전기 차량들은 전통적으로는 가정용 또는 상업용 AC 공급 소스들과 같은 어떤 타입의 유선 교류 (AC) 를 통해서 충전되도록 제안된다.
전력의 무선 송신 도중에 일어나는 손실들 때문에 무선 전력 전송 시스템에서 효율은 중요하다. 전력의 무선 송신이 흔히 유선 전송보다 덜 효율적이기 때문에, 효율은 무선 전력 전송 환경에서 보다 더 큰 관심 대상이다. 그 결과, 무선 전력을 전기 차량들로 제공하는 방법들 및 장치들에 대한 필요성이 존재한다.
전기 차량들을 위한 무선 충전 시스템은 특정 정도 내에서 송신 및 수신 안테나들이 정렬될 것을 요구할 수도 있다. 전기 차량 무선 충전 시스템 내의 송신 및 수신 안테나들의 적절한 정렬은 주차 공간 내에서 전기 차량의 적합한 포지셔닝과 전기 차량이 주차 공간 내에서 포지셔닝된 바 있은 이후에 안테나 위치들을 정밀 튜닝하는 것을 요구할 수도 있다.
그 결과, 무선 전력을 전기 차량들로 제공하는 방법들 및 장치들에 대한 필요성이 존재한다.
도 1 은 어떻게 무선 충전 시스템이 어떻게 다양한 교체가능 배터리들과 함께 이용될 수 있는지를 예시하는 계층적 다이어그램인데, 배터리들 각각은 다양한 배터리 전기 차량들 (BEV) 내에서 이용될 수도 있다.
도 2 는 BEV가 무선 송신기 근처에 주차되는 동안의 무선 수신기가 탑재된 BEV들용 무선 충전 시스템을 예시한다.
도 3 은 BEV용 무선 전력 충전 시스템의 간략화된 블록도이다.
도 4 는 송신 안테나 및 수신 안테나를 위한 통신 링크들, 유도 링크들 (guidance links), 및 정렬 시스템들을 예시하는, BEV용 무선 전력 충전 시스템의 좀더 상세한 블록도이다.
도 5 는 일부 본 발명의 실시형태들에서 이용될 수도 있는 저전압 전력선 통신용 배전 시스템의 일부들을 예시한다.
도 6 은 BEV 내에서 이용될 수도 있는 배터리의 충전을 표시할 수도 있는 Li-Ion 배터리의 전형적인 충전 프로세스를 도시한다.
도 7 은 BEV에서 이용될 수도 있는 배터리에 대한 충전 시간들의 예들을 예시한다.
도 8 은 BEV들의 무선 충전을 위하여 가용할 수도 있는 다양한 주파수들을 도시하는 주파수 스펙트럼을 예시한다.
도 9 는 BEV들의 무선 충전에서 유용할 수도 있는 몇 가지 가능한 주파수들 및 송신 거리들을 예시한다.
도 10 은 안테나들의 반경에 상대적인 자기장 세기를 도시하는 송신 및 수신 루프 안테나들을 예시한다.
도 11a 및 11b 는 루프 안테나 주위에서 페라이트 배킹 (backing) 을 동반하는 자기장을 예시한다.
도 12 는 무선 전력 안테나의 일부로서 페라이트 배킹의 다양한 두께들에 대한 가능한 인덕턴스 값들을 예시하는 그래프이다.
도 13 은 무선 전력 안테나의 일부로서 페라이트 배킹의 다양한 두께들에 대한 가능한 페라이트 손실 값들을 예시하는 그래프이다.
도 14 는 배터리 전기 차량 (BEV) 내에 배치된 교체가능 무접촉식 배터리의 간략화된 다이어그램을 도시한다.
도 15a 및 15b 는 배터리에 대한 무선 전력 안테나 및 페라이트 재료 배치 (placement) 의 좀더 상세한 다이어그램들이다.
도 16 은 무선으로 전력을 수신 또는 송신하도록 설치되는 BEV 내의 배터리 시스템의 일부들의 간략화된 블록도이다.
도 17a 및 17b 는 하프-브릿지 직렬 공진 회로를 이용하는 전력 변환 시스템을 위한 간략화된 회로도 및 파형을 각각 예시한다.
도 18a 및 18b 는 풀 H-브릿지 직렬 공진 회로를 이용하는 전력 변환 시스템을 위한 간략화된 회로도 및 파형을 각각 예시한다.
도 19 는 무선 전력 시스템 내의 수신기들 및 송신기들 모두에 대한 적응을 예시하기 위한 전력 변환 시스템용 간략화된 회로도이다.
도 20 은 효율적인 무선 전력 시스템의 개발에서 변경될 수도 있는 몇 가지 파라미터들을 예시하는 무선 전력 시스템의 등가 회로도이다.
도 21 은 무선 전력 시스템의 다양한 파라미터들을 모델링하는데 유용할 수도 있는 등가 회로도를 예시한다.
도 22 는 시스템의 몇 가지 기본적인 구성요소들을 예시하는, BEV 용 무선 전력 시스템의 간략화된 블록도이다.
도 23 은 무선 전력 신호들을 발생시키기 위한 몇 가지 가능한 회로들 및 파형들을 예시하는, BEV 용 무선 전력 시스템의 간략화된 회로도이다.
도 24 는 직류 전류 (DC) 를 적합한 무선 전력 주파수로 변환하기 위한 가변 전력 제어 블록을 예시하는, BEV용 무선 전력 시스템의 간략화된 블록도이다.
도 25a 내지 25g 는 도 24 의 가변 전력 제어 블록의 다양한 예시적인 실시형태들을 예시하는, BEV 용 무선 전력 시스템의 간략화된 블록도이다.
도 26 은, 도 24 내지 도 25g 내에 도시된 가변 전력 제어가 BEV 내의 부하 적응에 역시 적용 가능할 수도 있다는 것을 예시하는 BEV 용 무선 전력 시스템의 간략화된 블록도이다.
도 27 은 본 발명의 몇 가지 실시형태들에서 존재할 수도 있는 BEV 및 송신기 간의 통신 채널을 예시하는 BEV 용 무선 전력 시스템의 간략화된 블록도이다.
도 28 은 DC 신호를 적합한 무선 전력 주파수로 변환하기 위한 가변 전력 제어 블록 및 역률 정정 블록을 예시하는 BEV 용 무선 전력 시스템의 간략화된 블록도이다.
도 29a 내지 도 29c 는 역률 정정이 포함되기 이전의, 정류기 회로, 파형들, 및 고조파들을 각각 예시한다.
도 30 은 수동 역률 제어 블록을 가지는 정류기의 간략화된 블록도이다.
도 31a 내지 31d 는 능동 역률 제어를 가지는 간략화된 개략도, 파형들, 정정 기능, 및 고조파들을 각각 예시한다.
도 32 는 역률 제어가 없는 정류기, 수동 역률 제어를 가지는 정류기 및 능동 역률 제어를 가지는 정류기 내에 존재하는 고조파들을 예시하는 그래프이다.
도 33 은 BEV 내의 전력 소스 스위칭을 예시하는 BEV 용 무선 전력 시스템의 간략화된 블록도이다.
도 34 는 역률 제어를 위한 몇 가지 가능한 회로들 및 파형들을 예시하는, BEV 용 무선 전력 시스템의 간략화된 회로도이다.
도 35a 및 35b 는 무-필터링된 (non-filtered) DC가 저주파수 (LF) 스테이지에 공급되는 경우의 송신 파형들을 각각 시간 도메인 및 주파수 도메인에서 예시하는 그래프들이다.
도 36 은 무선 전력 송신이 양방향일 수 있는 BEV 용 무선 전력 시스템의 간략화된 블록도이다.
도 37 은 중간 비필터링된 (unfiltered) DC 신호를 가지는 양방향 무선 전력 전송에 대한 대칭적 토폴로지를 예시하는, BEV 용 무선 전력 시스템의 간략화된 회로도이다.
도 38 은 중간 비필터링된 (unfiltered) DC 신호가 없고 주파수 믹싱 접근 방법을 이용하는 무선 전력 전송에 대한 대칭적 토폴로지를 예시하는, BEV 용 무선 전력 시스템의 간략화된 회로도이다.
도 39a 및 도 39b 는 이중 측대역 (Double Side Band, DSB) 변조된 전력 변환을 가지는 송신 파형들을 각각 시간 도메인 및 주파수 도메인에서 예시하는 그래프들이다.
도 40 은 추가적인 AC-DC 컨버터에 대한 필요성을 줄일 수도 있는 도전성 충전 인터페이스로의 커플링을 예시하는, BEV 용 무선 전력 시스템의 간략화된 블록도이다.
도 41 은 몇 가지 예시적인 실시형태들에서는 BEV 충전 시스템 및 BEV 무선 전력 시스템 간의 통신이 필요 없을 수도 있다는 것을 예시하는, BEV 용 무선 전력 시스템의 간략화된 블록도이다.
도 42a 는 개략적 부하 적응을 예시하는, BEV 용 무선 전력 시스템의 간략화된 블록도이다.
도 42b 는 정밀 부하 적응을 예시하는, BEV 용 무선 전력 시스템의 간략화된 블록도이다.
도 43 은 역방향 링크 부하 적응을 예시하는, BEV 용 무선 전력 시스템의 간략화된 블록도이다.
도 44 는 개략적 부하 적응을 예시하는 흐름도이다.
도 45 는 개략적 부하 적응의 단계들을 예시하는 전압 대 전류 그래프이다.
도 46 은 정밀 부하 적응의 단계들을 예시하는 전압 대 전류 그래프이다.
도 47 은 예시적인 실시형태들에서 이용될 수도 있는 다양한 고상 (solid-state) 스위치들에 대한 주파수 대 전류 특성들을 예시하는 그래프이다.
도 48 은 송신기 듀티 사이클의 함수로서 정규화된 전력을 예시하여 듀티 사이클에 대한 중요 범위를 도시한다.
도 49 는 고 주파수들에서의 무선 전력 시스템의 예시적인 실시형태를 예시하는 간략화된 블록도이다.
도 50 은 무선 전력 전송을 위한 비대칭 클래스 E 토폴로지를 예시하는, BEV 용 무선 전력 시스템의 간략화된 회로도이다.
도 51 은 무선 전력 전송을 위한 대칭 클래스 E 토폴로지를 예시하는, BEV 용 무선 전력 시스템의 간략화된 회로도이다.
도 52 는 BEV 용 무선 전력 시스템 내의 고조파 필터링을 예시하는 간략화된 회로도이다.
도 53 은 BEV 용 무선 전력 시스템 내의 공진 튜닝을 예시하는 간략화된 회로도이다.
첨부 도면과 관련하여 아래에 개시된 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태들의 설명으로서 의도되며 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태들을 나타내려는 의도가 아니다. 본 명세서에 걸쳐서 사용되는 용어 "예시적인" 은 "일 예, 인스턴스, 또는 예시로서 동작하는"을 의미하며 반드시 다른 예시적인 실시형태들에 비해 바람직하거나 또는 이점이 있는 것으로 해석되어서는 안 된다. 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태들의 완전한 이해를 제공하려는 목적을 위한 구체적인 세부 사항들을 포함한다. 본 발명의 예시적인 실시형태들이 이러한 구체적인 세부 사항들 없이 실시될 수도 있다는 것이 당업자들에게는 명백할 것이다. 몇 가지 경우들에서는, 본원에서 제시된 예시적인 실시형태들의 신규성을 불명료하게 하는 것을 피하기 위해 주지된 구조 및 디바이스들이 블록도 형태로 도시된다.
"무선 전력" 이란 용어는 본 명세서에서 전기장들, 자기장들, 전자기장들에 관련되거나, 또는 그렇지 않다면 물리적인 전자기 도체들을 이용하지 않고 송신기로부터 수신기로 송신되는 에너지의 임의의 형태를 의미한다.
더욱이, "무선 충전" 이라는 용어는 본 명세서에서 전기화학적 셀들을 재충전하기 위한 목적을 위한 전기화학적 셀들을 포함하는 하나 이상의 전기화학적 셀들 또는 시스템들에 무선 전력을 제공하는 것을 의미한다.
"배터리 전기 차량 (battery electric vehicle: BEV)" 이란 용어는 본 명세서에서, 자신의 운동 능력들의 일부로서 하나 이상의 충전가능한 전기화학적 셀들로부터 유도된 전력을 포함하는 차량을 의미한다. 비한정적인 예들로서, 어떤 BEV들은 차량 감속으로부터의 전력을 이용하는 온-보드 충전기들 및 차량들을 충전하기 위한 전통적인 모터들을 포함하는 하이브리드 전기 차량들일 수도 있으며, 다른 BEV들은 모든 운동 능력을 전력으로부터 끌어낼 수도 있다.
예시적인 본 발명의 실시형태들은 무선 전력을 전기 차량들로 제공하는 방법들 및 장치들을 포함한다.
도 1 은 어떻게 무선 충전 시스템이, 각각이 다양한 배터리 전기 차량들 내에서 이용될 수도 있는 다양한 교체가능 배터리들과 함께 이용될 수 있는지를 예시하는 계층도이다. 위에서부터 시작하여, BEV들의 수많은 상이한 모델들이 존재할 수도 있다. 그러나, 차량 모델들의 그룹들은, 예컨대 전기 차량 (electric vehicle: EV) 배터리 유형 A, EV 배터리 유형 B, 및 EV 배터리 유형 C와 같은 제한된 개수의 교체가능 배터리 유닛들만을 이용하도록 적응될 수도 있다. 비한정적인 예들로서, 이러한 상이한 배터리 유형들은 배터리들의 요구되는 용량, 배터리들을 위하여 요구되는 공간, 배터리들을 위한 폼 팩터 (form factor), 무선 전력 안테나들의 크기, 및 무선 전력 안테나들을 위한 폼 팩터에 기반하여 구성될 수도 있다. 배터리 유형들이 제한되면, 특히 무선 안테나의 크기, 배치, 및 폼 팩터가 제한되면, 다양한 배터리 유형들로의 근접-장 무선 커플링을 제공할 단일 무선 전력 전달 솔루션이 제공될 수 있다.
배터리 집적 솔루션은, 이 솔루션이 EV의 전기적 및 기계적 설계에 미미한 영향만을 가질 것이기 때문에, EV 제조사들에 의한 무선 충전의 채택을 용이하게 할 수도 있다. 폭넓게 수용되고 표준화되기만 하면, 상대적으로 적은 개수의 EV 배터리 유형들만이 유통될 필요가 있을 것이다. 배터리 유형들을 제한하면, 장래에 시장에 도입될 EV 모델들의 개수에 비하여 배터리 유형들의 개수가 훨씬 적을 것이기 때문에 무선 BEV 충전 솔루션의 맞춤화가 단순화될 것이다.
더욱이, 제한된 배터리 유형들은 무선 충전을 위하여 기존 EV 모델들이 개조 (retrofit) 되게 할 수도 있다. 이러한 개조는 EV 내의 종래의 배터리를, 무선 충전 기능을 통합하며 배터리의 모든 다른 인터페이스들에서 원래의 배터리로서 동작하는 신규한 배터리로 교체함으로써 단순하게 수행될 수도 있다. 또한, 무선 전력 배터리 유형들은, 차량들의 잔여 부분으로의 무선이며 무접촉식인 충전 인터페이스와 함께 구성됨으로써 용이한 배터리 교체 및 배터리들의 무-접촉 재충전을 허용할 수도 있는데, 이것은 신뢰성, 기계적 마모 및 안전성과 관련하여 몇 가지 장점들을 포함할 수도 있다.
도 2 는 BEV가 무선 충전 베이스 (charging base, CB) (104) 근처에 주차되는 동안의 무선 충전이 허용된 BEV들 (102) 용의 무선 충전 시스템을 예시한다. 2 개의 차량들 (102) 은 주차 영역 (106) 내에 예시되고 대응하는 CB들 (104) 상에 주차된다. 로컬 배전 센터 (108) 는 전력 백본 (backbone) 에 연결되고 CB들 (104) 의 일부로서 교류 (AC) 또는 직류 (DC) 서플라이를 전력 변환 시스템들 (112) 로 공급한다. 또한, CB들 (104) 은 근접-장 방사를 생성하거나 픽업하기 위한 무선 전력 안테나들 (114) 을 포함한다. 각각의 차량은 배터리들, BEV 전력 변환 및 충전 시스템 (116), 및 근접-장을 통하여 CB 안테나 (114) 와 상호작용하는 무선 전력 안테나 (118) 를 포함한다. 일부 예시적인 실시형태들에서, BEV 안테나 (118) 는 CB 안테나 (114) 와 정렬될 수도 있고, 따라서 단지 차량을 CB 안테나 (114) 에 대하여 정확하게 포지셔닝하는 드라이버에 의하여 근접-장 구역 내에 배치될 수도 있다. 다른 예시적인 실시형태들에서는, 드라이버에는 언제 충전이 무선 전력 전송을 위하여 적합하게 위치되는지를 결정하기 위한 시각적 피드백, 청각적 피드백, 또는 이들의 조합들이 제공될 수도 있다. 또 다른 예시적인 실시형태들에서는, 차량은 오토파일럿 (autopilot) 시스템에 의하여 포지셔닝될 수도 있는데, 이 시스템은 정렬 오류가 허용가능 값에 도달할 때까지 차량을 앞뒤로 (예컨대, 지그-재그 움직임들) 이동시킬 수도 있다. 차량에 서보 스티어링 휠 (servo steering wheel), 모든 주위의 초음파 센서들 및 인공 지능이 탑재된다면, 드라이버의 개입이 없거나 또는 최소한의 드라이버 개입만을 통해서 차량에 의하여 자동으로 그리고 자율적으로 수행될 수도 있다. 또 다른 예시적인 실시형태들에서는, BEV 안테나 (118), CB 안테나 (114), 또는 이들의 조합은 안테나들을 서로에 대하여 상대적으로 배치 및 이동시킴으로써 이들을 더 정확하게 지향시키고 이들 사이에서 더 최적의 근접-장 커플링을 발달시키기 위한 수단을 포함할 수도 있다.
CB들 (104) 은 다양한 로케이션들에 위치될 수도 있다. 비한정적인 예들로서, 몇 가지 적합한 로케이션들은 차량 소유자의 가정에 있는 주차 영역, 종래의 석유-기반 충진 스테이션들 (filling stations) 들을 따라서 모델링된 BEV 무선 충전을 위하여 예비된 충전 영역들, 및 쇼핑 센터들 및 직장들과 같은 다른 로케이션들에 있는 주차장들이다.
이러한 BEV 충전 스테이션들은 예를 들어 다음과 같은 이점들을 제공할 수도 있다:
- 편리함: 충전은 드라이버 개입 및 조작들이 거의 없이도 자동적으로 수행될 수도 있다.
- 신뢰성: 노출된 전기적 접촉들 및 기계적 마모가 없을 수도 있다.
- 안전성: 케이블들 및 커넥터들을 이용한 조작들이 필요 없을 수도 있으며, 외부 환경의 습기 또는 수분에 노출될 수도 있는 케이블들, 플러그들, 또는 소켓들이 없을 수도 있다.
- 파손 저항성 (Vandalism resistant): 가시적이거나 접근가능한 소켓들, 케이블들, 및 플러그들이 없을 수도 있다.
- 이용가능성: 만일 BEV들이 그리드를 안정화시키기 위하여 분산 (distributed) 저장 디바이스들로서 이용될 것이라면 이용가능성이 높다. 이용가능성은 차량을 그리드로 연결시키는 (Vehicle to Grid, V2G) 능력을 허용하는 편리한 도킹-투-그리드 (docking-to-grid) 해결 방법에 따라서 증가할 수 있다.
- 심미성 및 비장애성: 차량들 및/또는 보행자들에게 방해될 수도 있는 칼럼 부하들 (column loads) 및 케이블들이 존재하지 않을 수도 있다.
V2G 능력의 다른 설명으로서, 무선 전력 송신 및 수신 능력들은 상호작용하도록 (reciprocal) 구성됨으로써, CB (104) 가 전력을 BEV (102) 로 전송하고 BEV가 전력을 CB (104) 로 전송하도록 할 수 있다. 이러한 능력은, BEV들로 하여금 태양열-셀 전력 시스템들이 전력 그리드에 연결되고 초과 전력을 전력 그리드에 공급할 수도 있는 것과 유사한 방법으로 전체 배전 시스템으로 전력을 기부하도록 허용함으로써, 전력 배전 안정성을 위하여 유용할 수도 있다.
도 3 은 BEV용 무선 전력 충전 시스템 (130) 의 간략화된 블록도이다. 본 명세서에서 설명되는 예시적인 실시형태들은, 일차 구조 및 이차 구조 모두가 공통 공진 주파수로 튜닝되면 일차 구조 (송신기) 로부터 이차 구조 (수신기) 로 자기적 근접장을 통하여 에너지를 효율적으로 커플링할 수 있는 공진 구조를 형성하는, 용량적으로 부하가 인가된 와이어 루프들 (즉, 다중 권취 코일들) 을 이용한다. 이러한 방법은 "자기적으로 커플링된 공진" 및 "공진 유도" 라고도 알려진다.
무선 고 전력 전송을 가능하게 하기 위하여, 몇 가지 예시적인 실시형태들은 20 내지 60 kHz의 범위 내의 주파수를 이용할 수도 있다. 이러한 저 주파수 커플링은, 최신식 고상 디바이스들을 이용하여 달성될 수 있는 고효율 전력 변환을 허용할 수도 있다. 또한, 다른 대역들에 비교하여 무선 시스템들과의 공존 문제점들 (coexistence issues) 이 적을 수도 있다.
도 3 에서, AC 또는 DC 일 수도 있는 종래의 전원 (132) 은, 차량으로의 에너지 전송을 가정하면 전력을 CB 전력 변환 모듈 (134) 로 공급한다. CB 전력 변환 모듈 (134) 은 CB 안테나 (136) 를 구동하여 소망하는 주파수 신호를 방출한다. CB 안테나 (136) 및 BEV 안테나 (138) 가 실질적으로 동일한 주파수들로 튜닝되고 이들이 송신 안테나로부터의 근접-장 방사 내에 있을 정도로 충분하게 근접한다면, CB 안테나 (136) 및 BEV 안테나 (138) 는, 전력이 BEV 안테나 (138) 로 전송되고 BEV 전력 변환 모듈 (140) 에서 추출될 수도 있도록 커플링된다. 그러면, BEV 전력 변환 모듈 (140) 은 BEV 배터리들 (142) 을 충전할 수도 있다. 전원 (132), CB 전력 변환 모듈 (134), 및 CB 안테나 (136) 는 전체 무선 전력 시스템 (130) 의 기반구조 부분 (144) 을 구성하는데, 이 시스템은 정지형일수도 있고 위에서 논의된 다양한 로케이션들에 위치될 수도 있다. BEV 배터리 (142), BEV 전력 변환 모듈 (140), 및 BEV 안테나 (138) 는 차량의 일부 또는 배터리 팩의 일부인 무선 전력 서브시스템 (146) 을 구성한다.
동작시에는, 차량 또는 배터리로의 에너지 전송을 가정하면, 입력 전력은, CB 안테나 (136) 가 에너지 전송을 제공하기 위하여 방사된 장 (radiated field) 을 생성하도록 전원 (132) 으로부터 제공된다. BEV 안테나 (138) 는 방사된 장으로 커플링되고 차량에 의한 저장 또는 소모를 위하여 출력 전력을 생성한다. 예시적인 실시형태들에서는, CB 안테나 (136) 및 BEV 안테나 (138) 는 상호 공진 관계에 따라서 구성되고, BEV 안테나 (138) 의 공진 주파수와 CB 안테나 (136) 의 공진 주파수가 매우 근접한다면, CB 및 BEV 무선 전력 서브시스템들 간의 송신 손실들은 BEV 안테나 (138) 가 CB 안테나 (136) 의 "근접-장" 내에 위치될 때 최소가 된다.
언급한 바와 같이, 효율적인 에너지 전송은 송신 안테나의 근접-장 내의 에너지의 큰 부분을, 에너지의 거의 전부를 원방장 (far field) 으로의 전자기파 내에서 전파시키는 대신에 수신 안테나로 커플링함으로써 발생된다. 이러한 근접-장에 있는 경우, 커플링 모드가 송신 안테나 및 수신 안테나 사이에서 개발될 수도 있다. 이러한 근접-장 커플링이 발생될 수도 있는 안테나들 주위의 영역은 본 명세서에서는 근접장 커플링-모드 구역이라고 불린다.
CB 및 BEV 전력 변환 모듈 모두는 발진기, 전력 증폭기, 필터, 및 무선 전력 안테나와의 효율적인 커플링을 위한 정합 회로를 포함할 수도 있다. 발진기는 소망하는 주파수를 생성하도록 구성되는데, 이 주파수는 조절 신호에 응답하여 조절될 수도 있다. 발진기 신호는 전력 증폭기에 의하여 제어 신호들에 응답하는 증폭량을 가지고 증폭될 수도 있다. 필터 및 정합 회로가 고조파들 또는 다른 원치 않는 주파수들을 필터링하고 전력 변환 모듈의 임피던스를 무선 전력 안테나에 맞춰서 정합하도록 포함될 수도 있다.
CB 및 BEV 전력 변환 모듈은 또한 정류기, 및 적합한 전력 출력을 생성하여 배터리를 충전하기 위한 스위칭 회로를 포함할 수도 있다.
예시적인 실시형태들에서 이용되는 BEV 및 CB 안테나들은 "루프" 안테나들로서 구성될 수 있으며, 좀더 구체적으로는, 다중 권취 루프 안테나들로서 구성될 수 있는데, 이것도 역시 본 명세서에서는 "자기 (magnetic)" 안테나라고 불릴 수도 있다. 루프 (예컨대, 다중 권취 루프) 안테나들은 공심 (air core) 또는 예컨대 페라이트 코어와 같은 물리적인 코어를 포함하도록 구성될 수도 있다. 공심 루프 안테나는 다른 구성요소들을 코어 영역 내에 배치하도록 허용할 수도 있다. 물리적인 코어 안테나들은 더 강한 전자기장의 발달을 허용할 수도 있다.
언급한 바와 같이, 송신기 및 수신기 간의 에너지의 효율적인 전송은 송신기 및 수신기 간의 정합되거나 또는 거의 정합되는 공진 동안에 발생한다. 그러나, 송신기 및 수신기 간의 공진이 정합되지 않는 경우에도, 에너지는 낮은 효율에서 전송될 수도 있다. 에너지의 전송은 송신 안테나의 근접-장으로부터의 에너지를, 에너지를 송신 안테나로부터 자유 공간으로 전파시키는 대신에 이러한 근접-장이 설립된 인근에 상주하는 수신 안테나로 커플링함으로써 발생된다.
루프 안테나들의 공진 주파수는 인덕턴스 및 커패시턴스에 기반한다. 루프 안테나 내의 인덕턴스는 일반적으로 간단하게는 루프에 의하여 생성된 인덕턴스이지만, 그 반면에 커패시턴스는 일반적으로 루프 안테나의 인덕턴스에 추가되어 소망하는 공진 주파수에서의 공진 구조들을 생성한다. 비한정적인 예로서, 커패시터는 안테나와 직렬로 추가되어 자기장을 생성하는 공진 회로를 생성할 수도 있다. 따라서, 대직경 루프 안테나들에 대해서는, 공진을 유도하기 위하여 필요한 커패시턴스의 크기는 루프의 직경 또는 인덕턴스가 증가함에 따라서 감소한다. 또한, 인덕턴스가 루프 안테나의 권선수에 의존할 수도 있다는 점도 더욱 주의하여야 한다. 더욱이, 루프 안테나의 직경이 증가함에 따라서, 근접-장의 효율적인 에너지 전송 영역은 증가한다. 물론, 다른 공진 회로들도 가능하다. 또 다른 비한정적인 예로서, 커패시터는 루프 안테나의 두 단자들 사이에 병렬로 배치될 수도 있다 (즉, 병렬 공진 회로).
본 발명의 예시적인 실시형태들은 각각의 근접-장들 내에 존재하는 두 개의 안테나들 간에 전력을 커플링하는 것을 포함한다. 언급한 바와 같이, 근접-장은 전자기장들 (본 명세서에서는 근접장 방사라고도 불린다) 이 존재하지만 안테나로부터 전파 또는 방사되지 않을 수도 있는 안테나 주위의 영역이다. 근접-장 커플링-모드 영역들은 전형적으로는, 예를 들어 파장의 6분의 1의 반경 내의 안테나의 물리적 볼륨 근처인 볼륨으로 한정된다. 본 발명의 예시적인 실시형태들에서는, 실용적인 실시형태들에서 전기적-유형의 안테나 (예를 들어 소형 다이폴) 의 전기적 근접-장들과 비교하여 자기적 유형의 안테나들에 대해 자기적 근접-장 진폭들이 더 높은 경향이 있기 때문에, 단일 및 다중 권취 루프 안테나들과 같은 자기적 유형의 안테나들이 송신 및 수신 모두를 위하여 이용된다. 이것은 쌍들 간에 잠재적으로 더 높은 커플링을 허용한다. 상당한 자기장에 의존하는 다른 이유는, 환경 내의 비-도전성 유전체 물질들과의 이것의 낮은 상호작용 및 안전 문제이다. 무선 고 전력 송신을 위한 전기적 안테나들은 초고전압들을 수반할 수도 있다. 더욱이, "전기적" 안테나들 (예컨대, 다이폴들 및 모노폴들) 또는 자기적 및 전기적 안테나들의 조합이 역시 고려된다.
도 4 는 통신 링크들 (152), 유도 링크들 (154), 및 CB 안테나 (158) 및 BEV 안테나 (160) 를 위한 정렬 시스템들 (156) 을 예시하는, BEV용의 일반적인 무선 전력 충전 시스템 (150) 의 좀더 상세한 블록도이다. 도 3 의 예시적인 실시형태와 같이, 그리고 BEV를 향한 에너지 흐름을 가정하면, 도 4 에서 CB 전력 변환 유닛 (162) 은 AC 또는 DC 전력을 CB 전력 인터페이스 (164) 로부터 수신하고 CB 안테나 (158) 를 자신의 공진 주파수에서 또는 그 근방에서 여기한다. BEV 안테나 (160) 가 근접장 커플링-모드 구역 내에 있으면, 근접장 커플링 모드 구역으로부터 에너지를 수신하여 공진 주파수에서 또는 그 근방에서 발진한다. BEV 전력 변환 유닛 (166) 은 수신 안테나 (160) 로부터의 발진 신호를, 배터리를 충전하는데 적합한 전력 신호로 변환한다.
일반적인 시스템은 CB 통신 유닛 (168) 및 BEV 통신 유닛 (170) 을 각각 포함할 수도 있다. CB 통신 유닛 (168) 은, 예를 들어 컴퓨터 및 전력 배전 센터와 같은 다른 시스템들 (미도시) 로의 통신 인터페이스를 포함할 수도 있다. BEV 통신 유닛 (170) 은, 예를 들어 차량 상의 온-보드 컴퓨터, 다른 배터리 충전 제어기, 차량들 내의 다른 전자 시스템들, 및 원격 전자 시스템들과 같은 다른 시스템들 (미도시) 로의 통신 인터페이스를 포함할 수도 있다.
CB 및 BEV 통신 유닛들은 서브시스템들 또는 그에 따른 별개의 통신 채널들을 가지는 특수 애플리케이션을 위한 기능들을 포함할 수도 있다. 이러한 통신 채널들은 별개의 물리적인 채널들이거나 단지 별개의 논리적 채널들일 수도 있다. 비한정적인 예들로서, CB 정렬 유닛 (172) 은 BEV 정렬 유닛 (174) 과 통신하여, 자율적으로 또는 다른 조작자 지원을 이용하여 CB 안테나 (158) 및 BEV 안테나 (160) 를 더 근접하게 정렬하기 위한 피드백 메커니즘을 제공할 수도 있다. 이와 유사하게, CB 가이드 유닛 (176) 은 BEV 가이드 유닛 (178) 과 통신하여 CB 안테나 (158) 및 BEV 안테나 (160) 를 정렬하는데 있어서 조작자를 유도하는 피드백 메커니즘을 제공할 수도 있다. 또한, CB 및 BEV 사이에서 다른 정보들을 통신하기 위한 CB 통신 유닛 (180) 및 BEV 통신 유닛 (182) 을 포함하는 별개의 범용 통신 채널 (152) 이 존재할 수도 있다. 이러한 정보는 EV 특성들, 배터리 특성들, 충전 상태, 및 CB 와 BEV 양측 모두의 전력 능력들에 대한 정보, 및 유지관리 및 진단 데이터를 포함할 수도 있다. 이러한 통신 채널들은 예컨대, 예를 들어 블루투스, 지그비 (zigbee), 셀룰러 등과 같은 별개의 물리적인 통신 채널들일 수도 있다.
또한, 몇 가지 통신은 특정한 통신 안테나들을 이용하지 않고 무선 전력 링크를 통하여 수행될 수도 있다. 다시 말하면, 통신 안테나 및 무선 전력 안테나는 동일하다. 따라서, CB의 몇 가지 예시적인 실시형태들은 무선 전력 경로 상에 키잉 유형 프로토콜 (keying type protocol) 을 허용하기 위한 제어기 (미도시) 를 포함할 수도 있다. 미리 정의된 간격들로 미리 정의된 프로토콜에 따라 송신 전력 레벨을 키잉 (진폭 천이 키잉 (Amplitude Shift Keying)) 함으로써, 수신기는 송신기로부터의 직렬 통신을 검출할 수 있다. CB 전력 변환 모듈 (162) 은 CB 안테나 (158) 에 의하여 생성된 근접-장의 근방 내의 능동 BEV 수신기들의 존재 또는 부재를 검출하기 위한 부하 감지 회로 (미도시) 를 포함할 수도 있다. 예를 들어, 부하 감지 회로는 전력 증폭기로 흘러가는 전류를 모니터링하는데, 이것은 CB 안테나 (158) 에 의하여 생성된 근접-장의 근방 내의 능동 수신기들의 존재 또는 부재에 의하여 영향받는다. 전력 증폭기 상의 부하에 대한 변화의 검출은 제어기에 의하여 모니터링 됨으로써 에너지를 송신하기 위한 발진기의 인에이블링 여부 또는 능동 수신기와의 통신 여부, 또는 이들의 조합을 결정하는데 이용될 수도 있다.
BEV 회로는 BEV 안테나 (160) 의 BEV 전력 변환 유닛 (166) 으로의 연결 및 연결해제를 위한 스위칭 회로 (미도시) 를 포함할 수도 있다. BEV 안테나를 연결해제하는 것은 충전을 지연시킬 뿐 아니라 CB 송신기에 의하여 "보이는" "부하" 도 변경시키는데, 이것은 송신기로부터 BEV 수신기를 은폐 (cloak) 하는데 이용될 수 있다. CB 송신기가 부하 감지 회로를 포함하면, 그것은 이러한 부하 변화들을 검출할 수 있다. 따라서, CB는 언제 BEV 수신기들이 CB 안테나의 근접-장 내에 존재하는지를 결정하기 위한 메커니즘을 가진다.
도 5 는 몇 가지 본 발명의 실시형태들에서 이용될 수도 있는 저전압 전력선 통신들을 위하여 인에이블링되는 전력 배전 시스템 (200) 의 부분들을 예시한다. CB는 전력 배전 (182) 을 통하여 전력선 통신 시스템에 링크되어, 관련되는 PLC (Power Line Communications, PLC) 표준을 지원하는 그의 외부 CB-COM 인터페이스를 통하여 전력선 통신들을 제공한다. 외부 CB-COM 인터페이스와 통신하는 PLC 노드는 전기 (에너지) 미터 (184) 내에 집적될 수도 있다. 많은 국가들에서 그리고 특히 유럽에서는, PLC는 자동화된 미터링 기반구조 (Automated Metering Infrastructure, AMI) 의 일부로서 그리고 스마트 그리드 애플리케이션들을 위하여 중요한 역할을 담당할 수도 있다. AMI는 예컨대: 전기, 가스, 물, 열의 자동 미터 리딩 (Automatic Meter Reading, AMR); 에너지 및 물 이용 프로파일링 (profiling); 수요 예측; 및 수요측 관리와 같은 요소들을 포함할 수도 있다. 더욱이, 본 발명의 예시적인 실시형태들에서는, AMI는 BEV들을 위한 V2G의 관리를 포함할 수도 있다. 비한정적인 예로서, 댁내 PLC 시스템은 가정용 자동 애플리케이션들에 대한 가정 영역 네트워크의 일부로서 구성될 수도 있다. PLC 노드들을 위한 몇 가지 비한정적인 주파수들은 대역 B (95 - 125 kHz) 또는 대역 C (125 - 140 kHz) 내에 존재할 수도 있다.
BEV들 내에서의 무선 전력 충전은 많은 상이한 배터리 능력들 및 기술들에 적응될 수도 있다. 몇 가지 예시적인 실시형태들에 대해서는, 배터리 능력들 및 기술들에 대한 정보가 충전 특성들 및 충전 프로파일들을 결정하는 데에 유용할 수도 있다. 배터리의 몇 가지 비한정적인 예들은; 배터리 전하, 배터리 에너지, 배터리 전압, 배터리 용량, 배터리 충전 전류, 배터리 충전 전력, 및 충전 능력들이다.
많은 상이한 배터리들 및 전기화학적 셀 기술들이 BEV들에서 이용될 수도 있다. 적합한 전기화학적 셀들의 몇 가지 비한정적인 예들은 리튬 이온, 리튬 폴리머, 및 납-산 유형 배터리들이다. 리튬-이온 셀들은 높은 배터리 팩 전압 (예를 들어 400V) 에 기인하여 높은 에너지 밀도를 제공할 수도 있다. 납 산 셀들은 고 배터리 용량 (예컨대 180 Ah) 에 기인하여 높은 에너지 밀도를 제공할 수도 있다. 현재에는, 리튬-이온 셀들이 고 에너지-밀도 및 고 전력-밀도를 제공하기 때문에 리튬-이온 셀들을 지향하는 경향이 존재해 왔다. 그러나, 본 발명의 예시적인 실시형태들은 다른 충전가능한 전기화학적 또는 전기기계적 (예컨대 플라이휠) 셀들 및 심지어 미래의 충전가능한 전기화학적 또는 전기기계적 셀들 내에서 이용될 수도 있다.
도 6 은 BEV 내에서 이용될 수도 있는 배터리의 충전을 나타낼 수도 있는 리튬-이온 배터리의 전형적인 충전 프로세스를 도시한다. 이는 충전 전류대 충전 시간, 셀 전압, 및 충전 용량을 예시한다. 제 1 페이즈 동안에, 실질적으로 일정한 전류가 충전 용량이 상대적으로 높은 레이트에서 증가하는 동안에 배터리로 인가될 수도 있다. 제 2 페이즈 동안에는, 실질적으로 일정한 전압이 충전 용량이 완전 충전에 근접할 때 적용될 수도 있다. 도 6 은 배터리를 그의 정격 용량 (1C라고도 흔히 불린다) 에서 충전하기 위한 예시적인 충전 시나리오를 예시한다. 예컨대 1C 보다 빠른 레이트들 (예컨대, 2C, 3C 등) 과 같은 다른 고속 충전 시나리오들이 이용될 수도 있다.
도 7 은 BEV에서 이용될 수도 있는 배터리에 대한 충전 시간들의 예들을 예시한다. 25 kWh 의 저장된 에너지가 BEV 내의 전형적인 배터리에 대한 충전 용량의 일 예로서 도시된다. 가용한 전력에 의존하여, 풀 용량까지의 충전 시간은 약 21 kW의 고 전달 능력 (delivery capability) 의 경우에는 약 1.25 시간만큼, 약 7 kW의 가속된 전달 능력에 대해서는 약 3.5 시간만큼, 약 3 kW의 보통 전달 능력에 대해서는 약 8.5 시간만큼, 그리고 약 2 kW의 가정용 전달 능력에 대해서는 약 12.5 시간만큼 느릴 것이다. 도 7 은 충전 시간들의 범위들 그리고 이들이 어떻게 무선 전력 전달 능력들에 적응될 수도 있는지를 도시하기 위한 일 예로서 의도된다.
도 8 은 BEV들의 무선 충전을 위하여 이용가능하고 적합할 수도 있는 다양한 주파수들을 도시하는 주파수 스펙트럼을 예시한다. BEV들로의 무선 고전력 전송을 위한 몇 가지 잠재적인 주파수 범위들은: 3 kHz 내지 30 kHz 대역 내의 VLF, 몇 개의 제외되는 것들을 포함하는 30 kHz 내지 150 kHz 대역 (ISM-유사 애플리케이션들용) 내의 하부 LF, HF 6.78 MHz (ITU-R ISM-대역 6.765 내지 6.795 MHz), 및 HF 13.56 MHz (ITU-R ISM-대역 13.553 내지 13.567), 및 HF 27.12 MHz (ITU-R ISM-대역 26.957 내지 27.283) 를 포함한다.
도 9 는 BEV들의 무선 충전에서 유용할 수도 있는 몇 가지 가능한 주파수들 및 송신 거리들을 예시한다. BEV 무선 충전 용으로 유용할 수도 있는 몇 가지 예시적인 송신 거리들은 약 30 mm, 약 75 mm, 및 약 150 mm이다. 몇 가지 예시적인 주파수들은 VLF 대역 내에서는 약 27 kHz 이고 LF 대역 내에서는 약 135 kHz 일 수도 있다.
수신 및 송신 안테나의 공진 특성들 및 커플링-모드 구역들 뿐만 아니라 적합한 주파수를 결정하는 데에 관련하여 많은 고려들을 할 필요가 있다. 무선 전력 주파수들은 다른 애플리케이션들을 위하여 이용되는 주파수들과 간섭할 수도 있다. 비한정적인 예들로서, 전력선 주파수들, 가청 주파수들 및 통신 주파수들과의 VLF/LF 공존 이슈들이 존재할 수도 있다. 공존이 VLF 및 LF에 대한 이슈일 수도 있는 몇 가지 비한정적인 예들은: 무선 클록들 (radio clocks) 을 위한 주파수들, LW AM 브로드캐스트들 및 다른 무선 서비스들을 위한 주파수들, ISDN/ADSL 및 ISDN/xDSL 통신 채널들로의 크로스-커플링, 전자 차량 고정화 시스템들 (immobilization systems), RFID (Radio Frequency Identification) 시스템들, EAS (Electronic Article Surveillance) 시스템들, 온-사이트 (on-site) 페이징 (paging), 저전압 (LV) PLC 시스템들, 의료 임플란트들 (medical implants) (심장 박동계 (cardiac pacemakers) 등), 및 인간 및 동물에 의하여 인지될 수 있는 오디오 시스템들 및 음파 방출 (acoustic emission) 일 수도 있다.
공존이 HF 주파수들에 대한 이슈일 수도 있는 몇 가지 비한정적인 예들은 산업적, 과학적, 및 의학적 (industrial, scientific and medical, ISM) 무선 대역들로서, 예컨대: 연속적 에너지 전송을 가지는 FDX 또는 HDX 모드 내의 RFID 및 원격 제어 애플리케이션들에 대한 6.78 MHz; 연속적인 에너지 전송 및 휴대용 디바이스 무선 전력을 가지는 FDX 또는 HDX 모드 내의 RFID에 대한 13.56 MHz; 및 철도 애플리케이션들 (유로발리스 (Eurobalise) 27.095 MHz), 시티즌 (Citizen) 대역 라디오, 및 원격 제어 (예컨대, 모델들, 장난감들, 차고 문, 컴퓨터 마우스 등) 를 위한 27.12 MHz 이다.
도 10 은 안테나들의 반경에 상대적인 장 (field) 세기를 나타내는 송신 및 수신 루프 안테나들을 예시한다. 최적 반경보다 크거나 작은 반경을 가지는 안테나 구조들은 주어진 전송된 전력에 대해서 안테나의 근방에서 더 높은 장 세기를 생성한다. 안테나 반경이 비례적으로 증가되고 따라서 언제나 최적이라면, H-장 (H-field) 세기는 전력 전송 거리가 증가함에 따라 그리고 주어진 전송 전력에 대하여 선형적으로 증가한다.
도 11a 및 11b 는 루프 안테나 주위에서 페라이트 배킹 (backing) 을 동반하는 전자자기장을 예시한다. 송신 안테나는 다중 권취 와이어 루프를 포함할 수도 있는 와이어 루프 (1130) 및 페라이트 배킹 (1120) 을 포함하고, 수신 안테나는 와이어 루프 (1180) 및 페라이트 배킹 (1170) 을 포함한다. VLF 및 LF 주파수들에서는, 페라이트 배킹이 안테나들 사이의 공간 내에서 자기장 (1140) 을 강하게 하고, 이에 따라서 증가된 커플링을 위하여 유용할 수도 있다. 도 11a 에 도시된 바와 같이, 안테나 코일들 (1130 및 1180) 및 페라이트 배킹들 (1120 및 1170) 간의 이격 거리 (separation) 는 0 cm 까지 감소되면, 송신 안테나 및 수신 안테나 간의 커플링 계수는 약간 감소한다. 결과적으로, 안테나 코일들 (1130 및 1180) 및 페라이트 배킹들 (1120 및 1170) 간의 이상적 이격 거리가 존재할 수도 있다. 도 11b 는 안테나 코일들 (1130 및 1180) 및 페라이트 배킹들 (1120 및 1170) 간의 작은 이격 거리를 예시한다. 또한, 도 11b 는 안테나 코일들 (1130 및 1180) 및 그들의 각각의 페라이트 배킹들 (1120 및 1170) 간의 감소된 이격 거리를 예시한다. 더 작은 송신 거리들 (예컨대, 3 cm) 에 대해서는, 페라이트 배킹의 성능 이득은 커플링 계수가 이미 매우 높기 때문에 더 적어질 수도 있다.
도 12 는 무선 전력 안테나의 일부로서 페라이트 배킹의 다양한 두께들에 대한 가능한 인덕턴스 값들을 예시하는 그래프이다. 도 12 에 대한 예시적인 실시형태에서, 페라이트 배킹은 코일로부터 약 0.5 cm 이격된다. 인덕턴스가 페라이트 배킹에 대한 약 5 mm 내지 및 10 mm 사이의 두께 변화와 함께 크게 변화하지 않는다 (즉, 약 5%) 는 것을 알 수 있다.
도 13 은 무선 전력 안테나의 일부로서 페라이트 배킹의 다양한 두께들에 대한 가능한 페라이트 손실 값들을 예시하는 그래프이다. 도 12 에 대한 예시적인 실시형태에서, 페라이트 배킹은 코일로부터 약 0.5 cm 이격된다. 손실들이 페라이트 배킹에 대한 약 5 mm 내지 및 10 mm 사이의 두께 변화와 함께 급격하게 증가한다 (즉, 약 185 %) 는 것을 알 수 있다. 결과적으로 얻어지는 손실이 Q 인자를 감소시킬 수도 있다. 그 결과, 볼륨, 무게, 및 비용과 같은 고려사항들에 대하여 성능 간에 트레이드오프가 이루어질 필요가 있을 수도 있다.
도 14 는 배터리 전기 차량 (BEV) (220) 내에 배치된 교체가능 배터리의 간략화된 다이어그램을 도시한다. 이러한 예시적인 실시형태에서, 무선 에너지 전송 시스템의 BEV 측은 차량 배터리 유닛 (222) 의 내장된 부분이다. 표준화된 EV 배터리들을 만들기 위한 현재의 움직임들이 소위 배터리 교환 (또는 스위칭) 스테이션들 내의 용이하고 신속한 교체를 가능하게 할 수도 있다. 도 14 에 도시된 바와 같이, 배터리 유닛 (222) 의 형태 및 배치는 한 예시적인 실시형태를 예시한다. 많은 다른 구성들도 가능하다. 비한정적인 예로서, 배터리의 벌크가 후방 시트 하부에 위치할 수도 있다.
그러나, 저 배터리 위치는 무선 전력 인터페이스를 내장하며 지중에 설치된 충전기로부터 전력을 수신할 수 있는 배터리 유닛에 대하여 유용할 수도 있다. 고속 배터리 교체가 유선 (corded) 및 무선 BEV 충전과 계속 공전할 수 있을 것이며 임의의 대안적인 충전 솔루션 (예컨대, 무선 충전) 을 완전히 대체하지는 않을 것이다. 차량 자가동작 시간을 증가시키기 위한 유선 및 무선 충전이 가정에서의 그리고 공용 및 사설 주차장들 내에서의 시의적절한 충전을 위한 솔루션이 될 것인 것과 동시에, 배터리 교환 스테이션들에서는, 운전자들은 아마도 1 분내 (종래의 주유소들에서 연료 재주입보다 빠름) 에 완전 충전된 배터리를 얻을 수 있다.
높은 비용 지출 이슈들 때문에, 배터리 교환 스테이션들의 설치 지점들은 주된 수송수단 축에 따라서 그리고 더 큰 도시들 내에 주로 존재할 수도 있다. 분산된, 그리고 특히 편리한 충전 및 도킹-투-그리드 솔루션에 대한 다른 큰 논쟁은, 위에서 설명된 바와 같은 차량-투-그리드 이용법에 대한 BEV들의 이용가능성이다.
도 14 에서는, EV 교체가능 배터리 유닛 (222) 이 특수하게 설계된 배터리 구획 (compartment) (224) 내에 수용된다. 또한, 배터리 유닛 (222) 은 무선 전력 인터페이스 (226) 를 제공하는데, 이것은 공진 자기적 안테나, 전력 변환 및 지중 충전 베이스 (CB) 및 전기적 차량 (EV) 배터리 간의 효율적이고 안전한 무선 에너지 전송을 위해 필요한 다른 제어 및 통신 기능들을 포함하는, BEV 측의 무선 전력 서브시스템 전체를 내장할 수도 있다.
BEV 안테나가 배터리 유닛 (222) (차량 본체) 의 하단측과 동일한 높이로 내장됨으로써, 돌출된 부분들이 없게 하고 그리고 특정한 지면-차체 높이가 유지될 수 있게 하는 것이 유용할 수도 있다. 이러한 구성은 배터리 유닛 내에 무선 전력 서브시스템 전용인 어느 정도의 공간을 요구할 수도 있다.
몇 가지 예시적인 실시형태들에서, CB 안테나 및 BEV 안테나는 위치에 고정되며 안테나들은 CB에 대한 BEV의 전체 배치에 의하여 근접-장 커플링 구역 내로 유도된다. 그러나, 에너지 전송을 신속하게, 효율적으로, 그리고 안전하게 수행하기 위해서, 충전 베이스 안테나 및 BEV 안테나 간의 거리는 자기적 커플링을 향상시키기 위하여 감소될 필요가 있을 수도 있다. 따라서, 몇 가지 예시적인 실시형태들에서, CB 안테나 및 BEV 안테나는 그들을 더 양호한 정렬 상태로 유도하기 위하여 이동가능하게 배치될 수도 있다.
도 14 내에는 완벽하게 밀봉되며 무접촉식 전력 및 통신 인터페이스들 (226, 228) 을 제공하는 배터리 유닛 (222) 이 예시된다. 이러한 예시적인 실시형태의 개념 블록도는 도 16 내에 예시된다.
도 15a 및 15b 는 배터리에 대한 루프 안테나 및 페라이트 재료 배치의 좀 더 상세한 다이어그램들이다. 이러한 예시적인 실시형태들에서는, 배터리 유닛은 무선 전력 인터페이스의 일부로서 비-전개가능 (non-deployable) BEV 안테나 모듈을 포함한다. 자기장들이 배터리 유닛 (230) 및 차량의 내부로 침투하는 것을 방지하기 위하여, 배터리 유닛 및 차량 사이에 도전성 쉴딩 (232) (예컨대, 구리 시트) 이 존재할 수도 있다. 더욱이, 비-도전성 (예컨대, 플라스틱) 층 (234) 이 모든 종류의 환경적 영향들 (예를 들어, 기계적 손상, 산화 등) 으로부터 도전성 쉴드 (232), 코일 (236), 및 페라이트 재료 (238) 를 보호하기 위하여 이용될 수도 있다.
도 15a 는 완전 페라이트 (fully ferrite) 내장 안테나 코일 (236) 을 도시한다. 코일 (236) 자체는, 오직 예를 들자면 스트랜디드 릿츠 와이어 (stranded Litz wire) 로 제작될 수도 있다. 도 15b 는 커플링을 향상시키고 도전성 실드 (232) 내에 에디 전류 (열 소실) 을 감소시키기 위한, 최적으로 치수가 결정된 페라이트 플레이트 (즉, 페라이트 배킹) 를 도시한다. 코일은 비-도전 비-자성 (예를 들어 플라스틱) 재료 (234) 내에 완전히 내장될 수도 있다. 자성 커플링 및 페라이트 히스테리시스 손실들 간의 최적 트레이드-오프의 결과로서, 코일 및 페라이트 플레이트 전체 사이에 이격이 존재할 수도 있다.
도 16 은 무선 전력을 수신하도록 설치되는 BEV 내의 배터리 시스템 (250) 의 일부들의 간략화된 블록도이다. 이러한 예시적인 실시형태는 EV 시스템 (252), 배터리 서브시스템 (254), 및 CB (미도시) 로의 무선 충전 인터페이스 사이에서 이용될 수도 있는 무선 전력 인터페이스들을 예시한다. 배터리 서브시스템 (254) 은 에너지 전송을 제공하고 EV 와 배터리 서브시스템 (254) 사이의 무선 인터페이스와 통신하는데, 이 무선 인터페이스는 완전히 무접촉식이며, 폐쇄되고, 및 밀봉된 배터리 서브시스템 (254) 을 인에이블링한다. 인터페이스는 양방향 (2-방향) 무선 에너지 전송, 전력 변환, 제어, 배터리 관리, 및 통신을 위한 요청되는 기능 모두를 포함할 수도 있다.
배터리 통신 인터페이스 (256) 및 무선 전력 인터페이스 (258) 로의 충전기는 위에서 설명되어 왔으며, 도 16 이 일반적인 개념을 도시한다는 것이 다시 한번 주의되어야 한다. 특정의 실시형태들에서는, 무선 전력 안테나 (260) 및 통신 안테나는 단일 안테나로 통합될 수도 있다. 또한 이것은 배터리-투-EV 무선 인터페이스 (262) 에 적용될 수도 있다. 전력 변환 (LF/DC) 유닛 (264) 은 CB 로부터 수신된 무선 전력을 EV 배터리 (266) 를 충전하는 DC 신호로 변환한다. 전력 변환 (DC/LF) (268) 은 EV 배터리 (266) 로부터의 전력을 배터리 서브시스템 (254) 과 EV 시스템 (252) 간의 무선 전력 인터페이스 (270) 로 공급한다. 배터리 관리 유닛 (272) 이 포함되어 EV 배터리 충전, 전력 변환 유닛들 (LF/DC 및 DC/LF) 의 제어, 및 무선 통신 인터페이스를 관리할 수도 있다.
EV 시스템 (252) 에서는, 무선 안테나 (274) 가 안테나 (276) 로부터 전력을 수신하고 LF/DC 전력 변환 유닛 (278) 이 DC 신호를 슈퍼 커패시터 버퍼 (280) 로 공급할 수도 있다. 몇 가지 예시적인 실시형태들에서, LF/DC 전력 변환 유닛 (278) 은 DC 신호를 직접적으로 EV 전원 인터페이스 (282) 로 공급할 수도 있다. 다른 예시적인 실시형태들에서는, 무접촉식 인터페이스가, 예를 들어 가속되는 동안에 차량들의 구동 트레인에 의하여 요청되는 높은 배터리 피크 전류를 제공할 수 없을 수도 있다. 소스 저항을 감소시키고 이에 따라서 EV 전력 공급 단자들에서 "바라본" 바와 같은 EV 에너지 저장 시스템의 피크 전력 성능을 감소시키기 위하여, 추가적인 슈퍼 커패시터 버퍼가 채택될 수도 있다. EV 전기적 시스템 제어 유닛 (284) 이 포함되어 전력 변환 유닛 (LF/DC) (278) 의 제어, 슈퍼 커패시터 버퍼 (280) 의 충전, EV 및 배터리 서브시스템 (254) 으로의 무선 통신 인터페이스 (262) 를 관리할 수도 있다. 더욱이, 위에서 설명된 바와 같은 V2G 능력들이 도 16 을 참조하여 설명되고 도 16 내에 예시되는 개념들에도 적용될 수 있다는 점에 주의하여야 한다.
BEV들로의 무선 전력 전달은 상당량의 전력을 요구할 수도 있다. 그 결과로서, 더 낮은 주파수들이 더 높은 전력의 송신을 위하여 더 적합할 수도 있다. 전력 변환 전자 장치들이 VLF 및 LF 의 더 낮은 주파수들에서 더 이용가능할 수도 있다. 명료성 및 간소성을 위하여 후속하는 논의들은 LF 주파수들을 참조할 것이다. 그러나, 다르게 언급되지 않는 한, 후속하는 논의는 VLF 또는 LF 보다 높은 주파수들에도 적용 가능할 수도 있다. DC 를 LF로 변환할 때, 소정의 반사 임피던스가 송신기 (전력 컨버터) 에 의하여 보여지고, 그리고 소정의 DC 저항이 DC 전원 단자들에서 보여진다.
도 17a 및 17b 는 하프-브릿지 직렬 공진 회로를 이용하는 전력 변환 시스템을 위한 간략화된 회로도 및 파형을 각각 예시한다. 도 17a 의 하프-브릿지 회로 (300) 는 전압 VDC 및 전류 IDC 를 가지는 DC 전력을, 적합한 동작 주파수에서 LF 전력으로 변환하여 직렬 공진 안테나 회로 (L1, C1) 에 전압 V1 및 전류 I1 을 공급하고, 기본 주파수에서 부하 저항 R1L 을 제공하는 송신 전력 변환 회로를 예시한다. 이러한 부하 저항은 전력 수신기 (도 17a 에서는 미도시) 에 의하여 ‘반사된’ 임피던스의 실수 부분을 나타낸다. 그 DC 입력 단자들에서, 하프 브릿지 전력 변환 회로 (300) 는 입력 저항 RDC를 제공한다. 전력 변환은, 동작 주파수에서 스위칭되며 하프 브릿지로서 구성되는 두 개의 능동적으로 제어되는 고상 스위치들 S1 및 S1' 을 이용하여 수행된다. 커패시터 CDC 는 DC 입력 전력을 버퍼링하고 입력 전압을 안정화하는 것을 보조하며, 스위칭 주파수 신호들이 DC 서플라이로 전파되는 것을 차폐한다. 도 17b 의 파형들은 실질적으로 구형파인 스위칭 전압 V1(t) 및 그 DC 성분 및 기본 주파수 성분 V1 ,0(t) + VDC/2를 예시한다. 하프 브릿지 전력 변환의 DC 입력에서의 피상 저항 (apparent resistance) RDC 가 저항 R1L의 약 네 배라는 것이 보여질 수 있다.
도 18a 및 18b 는 풀 H-브릿지 직렬 공진 회로를 이용하는 전력 변환 시스템을 위한 간략화된 회로도 및 파형을 각각 예시한다. 도 18a 의 풀-브릿지 회로 (310) 는 전압 VDC 및 전류 IDC 를 가지는 DC 전력을 적합한 동작 주파수에서 LF 전력으로 변환하여 직렬 공진 안테나 회로 (L1, C1) 에 전압 V1 및 전류 L1 을 공급하고, 기본 주파수에서 부하 저항 R1L 을 제공하는 송신 전력 변환 회로를 예시한다. 이러한 부하 저항은 전력 수신기 (도 17a 에서는 미도시) 에 의하여 ‘반사된’ 임피던스의 실수 부분을 나타낸다. 그의 DC 입력 단자들에서, 풀 브릿지 전력 변환 회로는 입력 저항 RDC를 제공한다. 전력 변환은, 풀 브릿지로서 구성되며 동작 주파수에서 그리고 적합한 페이즈에서 모두 스위칭되는 네 개의 능동적으로 제어되는 고상 스위치들 S11, S11', S12, 및 S12' 을 이용하여 수행된다. 커패시터 CDC 는 DC 입력 전력을 버퍼링하고 입력 전압을 안정화하는 것을 보조하며, 그리고 스위칭 주파수 신호들이 DC 서플라이로 전파되는 것을 차폐한다. 도 18b 의 파형들은 실질적으로 구형파인 스위칭 전압 V1(t) 및 기본 주파수 성분 V1,0(t) 을 예시한다. (이상적으로는 DC 성분이 없다). 풀 브릿지 전력 변환의 DC 입력에서의 피상 저항 RDC 가 저항 R1L과 거의 동일하다는 것이 보여질 수 있다.
도 19 는 하프 브릿지 정류기로서 동작하는 수신 전력 변환으로서의 송신 전력 변환의 상호작용 동작을 예시하기 위한, 전력 변환 시스템용 간략화된 회로도이다. 도 19 의 하프-브릿지 정류기 회로 (320) 는 부하 저항 RDC,L 에 연결될 때 전압 VDC,L 및 DC 전류 IDC,L 을 가지는 DC 전력을 생성하기 위한 수신 전력 변환 회로를 예시한다. 2 개의 고상 스위치들 (S2 및 S2') 은 전압 V2 및 전류 I2 를 가지는 직렬 공진 안테나 회로 (L2, C2) 에 의하여 수신되는 전력의 주파수에서 그리고 이와 동일한 위상으로 동기되어 스위칭한다. 전압 Vind,2 을 가지는 전압 소스는 송신기에 의하여 유도된 전압을 나타낸다. 몇 가지 예시적인 실시형태들에서, 고상 스위치들은 능동적으로 제어될 수도 있으며, 반면에 다른 예시적인 실시형태들에서는 이들은 단순히 다이오드들일 수도 있다. 커패시터 CDC 는 정류된 LF 전력의 필터링 및 버퍼링을 보조한다. 하프 브릿지 토폴로지에 대해서, 수신 공진 안테나에 의하여 기본 주파수에서 보이는 피상 부하 저항 R2L 이 수신 전력 변환의 DC 출력에 연결되는 DC 부하 저항 RDC ,L 보다 약 네 배 낮다는 것이 보여질 수 있다. 도 19 에서 지적된 바와 같이, 예시적인 실시형태는 풀 H 브릿지 토폴로지 (미도시) 도 포함할 수도 있으며, 약 1-대-1 인 임피던스 변환 비 (R2L-대-RDC,L) 를 가지게 될 것이다.
도 20 은 효율적인 무선 전력 시스템의 개발에서 변경될 수도 있는 몇 가지 파라미터들을 예시하는 무선 전력 시스템의 간략화된 등가 회로도이다. 일반적으로, 송신측에서는 전압 Vs 에서 LF 신호를 제공하는 LF 전력 소스 및 그 등가 소스 임피던스 Rs 는 실질적으로 고정된다 (주어진 값을 가진다). 이러한 소스 임피던스는 송신 전력 변환 회로 소자들 및 공진 송신 안테나에 선행하는 임의의 정합 또는 필터링 회로부 내에서 생성되는 임의의 손실들을 나타낼 수도 있다. 일반적으로, 수신측에서는 부하 저항 RL 및 전압 VL, 및 직렬 저항 Rr 은 실질적으로 고정된다 (주어진 값을 가진다). 직렬 저항 Rr 은 수신 전력 변환 회로 소자들 및 공진 수신 안테나에 후행하는 임의의 정합 또는 필터링 회로부 내에서 생성되는 임의의 손실들을 나타낼 수도 있다. 송신 및 수신 안테나들 사이의 주어진 공간적 관련성에 대해서도 유사하게, 송신 안테나 코일의 무부하 Q-인자 (Q1) 및 수신 안테나 코일의 무부하 Q-인자 (Q2), 및 그들 사이의 커플링 인자 (k) 는 고정되는 것으로 (주어진 값을 가지는 것으로) 간주될 수 있고, 다른 회로 소자들은 주어진 Q1, Q2, 및 커플링 인자 (k) 에 기반하여 전력 전송을 최적화하도록 적응된다.
이러한 설계 문제에 대한 현명한 접근 방법은 첫 번째로, 요구되는 소스 및 부하 전압들 (특히, 요구되는 전압 전송 비 ΓV,e) 및 안테나/코일들에 대한 타겟 Q-인자들 (Q1 및 Q2) 를 특정한다. 그러면, 최적화는 특정된 안테나 무부하 Q-인자들 (Q1 및 Q2) 을 유지하는 동안 안테나 인덕턴스들 (L1 및 L2), 직렬 공진 손실 저항 (R1 및 R2), 직렬 공진 커패시터들 (C1 및 C2), 및 이들의 조합들을 최대 전송 효율을 위하여 변경시킴으로써 수행된다.
이러한 접근 방법은 안테나 코일들이 특정된 Q-인자 제약 하에서 임의의 소망하는 인덕턴스에 대해서 설계될 수 있다고 가정한다. 코일 설계 실무는, Q-인자가 인덕턴스에 의해서라기보다는 특정된 볼륨/형태 인자 제약들에 의해서 주로 결정된다는 것을 나타낸다. 그러므로, Q-인자 제약은 결국 볼륨/형태 인자 제약이다.
최적 인덕턴스가 특정된 볼륨/형태 인자 제약들에 의하여 정의되는 가용 범위를 넘어서는 것으로 발견된다면, 특정 안테나 정합 회로부가 필요하게 될 수 있다. 강하게 커플링된 조직 (regime) 에서는, 이러한 특정 정합은 실제적인 인덕턴스들이 발생될 것이기 때문에 보통은 요구되지 않는다. 그러나, 적당하게 (moderately) 또는 약하게 커플링된 조직들은 통상적으로 안테나 정합을 위한 특별한 규정들을 요구한다.
변수들 (L1 및 L2) 에 대한 최적 값들을 찾기 위하여, 2 개의 독립적인 방정식들을 가지는 시스템이 이용될 수도 있다. 한 방정식은 특정된 전압 전송 비로부터 결과적으로 얻어지고, 다른 방정식은 최적 부하 저항으로부터 결과적으로 얻어진다.
다음 수학식 1 과 같은 전체 Q-인자의 정의들을 이용하여:
Figure 112012090304340-pct00001
비 Γv,e에 대한 방정식은 다음 수학식 2 와 같이 표현될 수도 있다:
Figure 112012090304340-pct00002
최적 부하 저항 RL , opt 은 다음 수학식 3 과 같이 표현될 수도 있다:
Figure 112012090304340-pct00003
강하게 커플링된 대칭 자기적 공진 링크 (L1 = L2) 를 제외하고는, 일반적인 케이스를 위해서도 그리고 강하게 커플링된 조직에 대해서도 L1 , opt 및 L2 , opt 에 대한 단순한 해석적 해가 존재하지 않을 수도 있다. 그 결과로서, 해를 찾기 위해서는 계산적인 (numerical) 접근 방법 또는 네트워크 시뮬레이션을 지원하는 최적화가 더 나은 방법일 수도 있다.
강하게 커플링된 대칭 링크에 대해서, 우리는 간단히 다음 수학식 4 를 얻는다:
Figure 112012090304340-pct00004
그러나, 대칭 케이스에서는, 전압 전송 비는 네트워크 대칭성에 의해서 결정되고, 다음 수학식 5 가 된다:
Figure 112012090304340-pct00005
수학식 5에서:
Figure 112012090304340-pct00006
이고,
Figure 112012090304340-pct00007
은 최대로 얻을 수 있는 단-대-단 효율이다.
도 21 은 무선 전력 시스템의 다양한 파라미터들을 모델링하는데 유용할 수도 있는 등가 회로도를 예시한다. 특정 Q 에서 (예컨대, 전압 또는 전류 제약들 때문에) 최적 인덕턴스가 구현될 수 없다면, 특정한 정합 회로가 필요할 수도 있는데, 이러한 상황은 일반적으로는 적당하거나 약하게 커플링된 조직에서의 케이스이거나 또는 RL 의 특정 값들에 대한 케이스이다. 도 21 에서 도시된 바와 같이, 정합 회로는 이상적인 변압기들 (송신측에서는 2110 이고 수신측에서는 2120 이다) 을 이용하여 표현될 수 있다. 이러한 변압은, 예컨대, 소스 및/또는 부하로의 션트 (shunt) 커패시턴스, 병렬 공진, 유도성 커플링 루프들 등을 이용함으로써 여러 가지 상이한 방법들로 달성될 수 있다.
많은 소자들이 자기적 공진 링크 내의 전체 전송 효율을 최대화하는 데에 고려되어야 한다. 최적 정합은 일반적으로 요구된 전체 전압 전송 비, 및 자기적 링크들 내부 및 외부 손실들 (예컨대, 전력 변환에 기인한 손실들) 에 의하여 결정될 수도 있다. 강하게 커플링된 조직들 내에서, 정합은 특정한 Q 인자에서 한 쌍의 최적 안테나 인덕턴스 (또는 L-C 비) 를 선택함으로써 보통 달성될 수 있다. 가능하다면, L-C 비에 의한 정합이 더 바람직할 수도 있는데 그 이유는 이 방법이 가장 단순하며 추가적인 (손실이 되는) 그리고 고비용의 구성 요소들을 도입하지 않기 때문이다. 또한, 송신 및/또는 수신 전력 변환을 위한 회로가 이용되어 임피던스 변환을 수행하여 피상 소스 저항 및/또는 부하 저항을 최적 값으로 적응시킬 수도 있다. 그러나, 이것은 추가적인 손실들을 추가시킬 수도 있으며, 이것이 바람직하지 않게 RL 에 대한 Rr 의 비를 변경시킬 수도 있다. 결과적으로, 이러한 방법들은 커플링이 가변적이거나 또는 부하 저항들이 동적으로 및 현저하게 변화할 때에 이용되는 것이 가장 좋을 수도 있다.
도 22 는 시스템의 몇 가지 기본적인 구성요소들을 예시하는, BEV 용 무선 전력 시스템 (400) 의 간략화된 블록도이다. 이 상세한 설명 전체에서, AC 서플라이 전압들이 약 50 Hz에서 약 230 볼트의 AC 인 유럽 표준들에 따라서 참조될 수도 있다는 점에 유의하여야 한다. 그러나, 서플라이 전압들은 DC 일 수도 있고, 그리고 60 Hz 에서 110 볼트의 AC 인 미국 표준들 및 60 Hz에서 220 볼트 AC 인 것과 같은 다른 AC 포맷들일 수도 있다. 후속하는 설명들은 명확화 및 간략화를 위하여 LF 주파수들을 참조할 것이다. 그러나, 다르게 지적되지 않는다면 후속하는 논의는 VLF 또는 LF 보다 높은 주파수들에도 역시 적용될 수도 있다.
전력 입력 신호가 DC 라면, DC/LF 컨버터 (402) 는 중간 DC 전압을 무선 전력 링크의 송신 안테나를 구동하기 위한 LF 범위 내의 주파수로 변경한다.
전력 입력 신호가 AC 라면, AC/DC 컨버터 (404) 는 AC 서플라이 전압을 중간 DC 전압으로 변경하고, DC/LF 컨버터 (406) 는 중간 DC 전압을 무선 전력 링크의 송신 안테나를 구동하기 위한 LF 범위 내의 주파수로 변경한다. 수신 안테나 (410) 는 자신이 송신 안테나의 커플링-모드 구역 내에 있을 때에는 송신 안테나 (408) 와 커플링되고 송신 안테나와 실질적으로 동일한 주파수에서 공진한다. LF/DC 컨버터 (412) 는 수신 안테나 (410) 로부터의 LF 신호를 BEV 배터리 (414) 를 충전하기 위한 DC 신호로 변경한다. LF/DC 컨버터 (412) 에 대한 몇 가지 예시적인 실시형태 파라미터들에서, 가용 전력 (PL,nom) 은 약 2 kW 일 수도 있고, 가용 전압 (VL,nom) 은 약 400 VDC 일 수도 있으며, 가용 전류 (IL,nom) 는 약 5 암페어일 수도 있다. 이러한 경우에 있어서, LF/DC 컨버터 (412) 에 의하여 바라본 임피던스는 약 80 Ω일 수도 있다.
도 23 은 무선 전력 신호들을 발생시키기 위한 몇 가지 가능한 회로들 및 파형들을 예시하는, BEV 용 무선 전력 시스템 (420) 의 간략화된 회로도이다. 도 23 의 예시적인 실시형태에서는, 다이오드들 (D11, D11', D12, 및 D12 ’) 과 함께 커패시터 CDC ,1 이 송신측에서 중간 DC 전압으로의 AC/DC 변환을 형성한다. 트랜지스터들 Q14, Q14', Q24, 및 Q24' 가 트랜지스터들의 스위칭을 제어하기 위한 펄스-폭-변조 (PWM) 접근 방법을 이용하는 DC/LF 변환을 생성한다. 커패시터 (C1) 및 인덕턴스 (L1) 가 직렬 공진 송신 안테나를 나타낸다. 도 23 의 예시적인 실시형태에서는, PWM 제어는 약 50 %의 듀티 사이클에서 설정되어, 공진 안테나 전류 I1(t) 가 제로 (0) 를 지날 때에만 스위칭이 발생하도록 보장할 수도 있다. 수신 안테나 (L2) 는 이것이 송신 안테나의 커플링-모드 구역 내에 있을 때 송신 안테나 (L1) 와 커플링하여 상호 인덕턴스 M 을 제공하며, 송신 안테나와 실질적으로 동일한 주파수에서 공진한다. 수신측에서는, 다이오드들 (D21, D21', D22, 및 D22 ’) 과 함께 커패시터 CDC ,2 가 LF/DC 컨버터를 형성하고 수신 안테나로부터의 LF 신호를 정류하여 도 22 에 도시된 바와 같은 대응하는 DC 저항에 의하여 부하가 인가될 때 DC 전압, 전류, 및 전력을 생성한다.
물론, 상이한 충전 전력 요구사항들을 가지는 상이한 BEV 클래스들이 동일한 충전 베이스에 의하여 지원되어야 한다면, 전력 제어가 역시 필요할 수도 있다. 더욱이, 전력 제어는 예컨대, 충전 전류의 조절, 전력을 부드럽게 램프 업 및 램프 다운하는 것, 안테나 정렬을 위하여 시스템을 저전력 모드에서 동작하는 것, BEV들을 충전 지점 (유도 시스템) 으로 유도하는데 이용될 수 있는 저전력 (비콘) 신호의 발산, 및/또는 충전 베이스의 무선 전력 안테나들 및/또는 BEV의 정렬과 같은 이유들을 및 다른 튜닝 및 테스팅 목적에 유용할 수도 있다.
도 24 는 직류 전류 (DC) 를 적합한 주파수에서 무선 전력으로 변환하기 위한 가변 전력 제어 블록을 예시하는, BEV용 무선 전력 시스템 (430) 의 간략화된 블록도이다. 도 24 내의 소자들은, 송신측의 DC/LF 컨버터 (432) 가 이제는 전력 제어를 달성하기 위하여 가변이라는 점을 제외하고는 도 22 내의 소자들과 유사하다.
도 25a 내지 25g 는 도 24 의 가변 전력 제어 블록의 다양한 예시적인 실시형태들을 예시하는, BEV 용 무선 전력 시스템의 간략화된 블록도이다. 도 25a에서, 추가적인 DC/DC 컨버터 (442) (본 명세서에서는 DC-DC 컨버터라고도 불린다) 가 AC/DC 컨버터 (444) (본 명세서에서는 AC/DC 컨버터라고도 불린다) 및 DC/LF 컨버터 (446) (본 명세서에서는 DC/LF 컨버터라고도 불린다) 사이에 위치된다. 비한정적인 예들로서, 이러한 DC/DC 컨버터 (442) 는 DC/LF 컨버터 (446) 의 중간 DC 서플라이의 전압 레벨을 수정하기 위한 벅 컨버터 또는 부스트 컨버터일 수도 있다. DC/LF 컨버터 (446) 가 50 % 의 듀티 사이클에서 구동되어, 도 23 을 참조하여 위에서 설명된 바와 같이 제로 전류 스위칭을 보장한다는 것이 역시 보여진다.
도 25b 에서, DC/LF 컨버터 (456) 는 50 % 의 듀티 사이클로부터 더 낮거나 더 높은 듀티 사이클로 수정되어 송신 안테나로 전달되는 전력량을 조절한다. 제로 전류 스위칭이 유지될 수 없기 때문에 50 % 이외의 듀티 사이클은 전체 효율을 다소 해치게 될 수도 있는데, 하지만 이것은 추가적인 회로부를 이용하지 않고 전력 레벨들을 조절하기 위한 단순한 수단이다.
도 25c 에서, 동작 주파수는 DC/LF 컨버터 (466) 내의 PWM 제어 신호를 송신 및 수신 안테나의 공진 주파수에 상대적으로 변경함으로써 공진으로부터 오프셋된다. PWM 주파수의 공진 주파수에 대한 이러한 오프셋화 (offsetting) 는 송신된 전력량을 감소시킬 것이지만 제로-전류 스위칭이 오프-공진 모드 (off-resonance mode) 에서 유지될 수 없으므로, 링크 효율도 역시 감소시킬 것이다.
도 25d 에서, 안테나의 공진 주파수는 가변 커패시턴스를 공진 송신 안테나 회로에 추가함으로써 디튜닝되는데 (detuned), 이것은 송신 안테나 및 수신 안테나 사이에서 전송되는 전력량을 감소시킬 것이다. 비한정적인 예들로서, 튜닝은 능동 스위칭 성분들 (도 53 을 참조하여 이하 도시되는 바와 같은 성분들) 을 가지는 커패시터 뱅크 (470) 에 의하여 달성되거나 또는 스위치-제어 (switch-controlled) 커패시턴스/인덕턴스 기법들에 의하여 달성될 수도 있다.
도 25e 에서, DC/LF 컨버터 (476) 토폴로지는, 최대 전력이 복원되어야 할 경우 전력이 감소되거나 그 반대라면 풀-브릿지 정류기로부터 하프-브릿지 정류기로 재구성된다. 이러한 방법은 이 방법이 추가적 회로부를 요구하지 않기 때문에 거의 무료로 구현되며, 단지 PWM 구동 파형들을 변경시킴으로써 달성될 수 있다. 그러나, 이러한 방법은 오직 2 레벨 (개략적 (coarse)) 전력 제어만을 허용한다.
도 25f 에서, DC/LF 컨버터 (486) 는 공진 송신 안테나를 자신의 구동 파형의 고조파 성분들 중 하나로 여기시킨다. 다시 말하면, DC/LF 컨버터 (486) 는 실제 송신 주파수의 하부고조파 (subharmonic) 주파수에서 동작한다. 이러한 방법은 전력이 고조파 열들 내에 포함되는 레벨들에 따라서 복수 개의 레벨들로 변경되게 한다.
도 25g 에서, DC 공급 전력을 DC/LF 컨버터 (496) 로 공급하는 AC/DC 컨버터 (490) 는 간헐적으로 평균 전력 (배터리 충전 전류) 수요에 따라서 조절된 듀티 사이클로 동작될 수도 있다. 배터리 충전과 함께 이러한 평균 전력 제어 방법은 펄스 충전이라고도 알려진다.
물론, 도 25a 내지 25g 내에서 설명되는 실시형태들 중 임의의 것은 조합되어 이용됨으로써 전력 제어를 위한 추가적 수단 및 개략적 조정들 및 정밀 조정들 모두에 대한 생성 수단을 형성할 수도 있다.
도 26 은, 도 24 내지 도 25g 내에 도시된 가변 전력 제어를 위한 수단 및 방법들이 BEV 내의 부하 적응에 역시 적용 가능할 수도 있다는 것을 예시하는 BEV 용 무선 전력 시스템 (500) 의 간략화된 블록도이다. 무선 전력 링크에 의하여 바라보는 그리고 특히 공진 수신 안테나에 의하여 바라보는 부하 저항을 최적 값으로 유지하여 링크를 효율적으로 동작시키기 위해서는 부하 적응이 필요하다. 이러한 부하 저항은, 예를 들어 배터리 충전 전류가 감소되면 변경될 수도 있으며, 송신측 전력 제어의 직접적인 결과일 수도 있다. 수신측에서의 가변 LF/DC 컨버터 (502) 는, 이러한 수단들이 전력을 제어하기 위해서라기보다 수신 안테나에 의하여 바라보는 부하 임피던스를 조절 (변환) 하는데 이용된다는 점을 제외하고는, 도 25a 내지 25g 내에서 위에서 설명되는 것들과 유사한 방식으로 구성될 수도 있다. 송신 측 전력 제어 및 수신 측 부하 적응은 그 변환 비들 (nΤX: 1 및 l :nRx) 각각이 조절될 수 있는 변압기들인 것으로서 간주될 수도 있다. 이러한 관점이 그들의 관련성을 보여준다. 예를 들어, nTX가 전력을 감소시키기 위하여 증가되면, nRX는 부하에 재적응하기 위하여 동일한 양에 의하여 증가되어야 할 수도 있다. (부하가 실질적으로 전압 소스인 배터리이기 때문에, 부하 전압 VL 은 nRX 와 독립적으로 거의 일정할 수도 있다는 것에 주의한다. 그러므로, 전력 제어 및 대응하는 부하 적응은 일정한 출력 전압을 유지하기 위한 수단으로서 간단히 설명될 수 없으며, 따라서 사소하지 않다.)
도 27 은 본 발명의 몇 가지 실시형태들에서 존재할 수도 있는 BEV 및 충전 베이스 (CB) 간의 통신 채널을 예시하는 BEV 용 무선 전력 시스템 (520) 의 간략화된 블록도이다. 통신 채널은 이미 설명되었다. 전력 제어의 컨텍스트에서, BEV 통신 유닛, 또는 BEV 측 내의 다른 유닛들은 전압 및 BEV 배터리로의 전류의 값들을 감지하고 BEV 통신 유닛을 통하여 CB 통신 유닛으로의 피드백을 제공한다. 감지된 값들에 기반하여, 송신 (CB) 측 내의 가변 DC/LF 컨버터 및 수신 (BEV) 측의 가변 LF/DC 컨버터 모두가 전력 전송을 최적화하기 위한 위에서 논의된 수단을 중 임의의 것에 의하여 변환 비들을 조절하거나 또는 그렇지 않은 경우에는 전력 전송을 조절할 수도 있다.
도 28 은 DC 신호를 무선 전력에 대해 적합한 주파수에서 LF 신호로 변환하기 위한 가변 전력 제어 블록 (542) 및 역률 정정 블록 (544) 을 예시하는 BEV 용 무선 전력 시스템 (540) 의 간략화된 블록도이다. 역률 정정은 AC 공급 시스템의 전류들 내에서 고조파 콘텐츠를 감소시키는 것으로서 정의될 수도 있다. 전류 고조파 콘텐츠를 감소시키는 것은, 국제 또는 국내 표준들 (예컨대, IEC 61000-3-2) 에 따르는 특정된 한계 이상의 전력을 소모하는 전기적 설비들의 호환 (compliance) 을 위한 요구사항일 수도 있다. AC 전류 고조파들을 감소시키는 것은 에너지 공급사들이 전력 그리드 내에서 과도한 전력 손실들을 감소하고 주 전압을 실질적으로 정현파로 유지하도록 돕는다.
도 29a 내지 도 29c 는 역률 정정이 포함되기 이전의, 종래의 정류기 회로 (560), 통상적인 전압 및 전류 파형들, 및 전류 고조파 스펙트럼을 각각 예시한다. 도 29a 에서, 종래의 풀-브릿지 정류기 (560) 가 4 개의 다이오드들 및 출력 VDC 상의 부하 커패시터를 이용하여 예시된다. 입력 전압들 및 전류들은 각각 VAC(t) 및 IAC(t) 로서 명명된다.
고조파들이 에너지 공급사의 계정에 충전될 수도 있는 손실들을 야기할 수 있기 때문에, 이러한 고조파들 중 일부를 제한하는 규정들이 어떤 구역들 내에 존재할 수도 있다. 도 29b 는 종래의 풀-브릿지 정류기에 대한 전압 및 전류 파형들을 예시한다. 전압 곡선은 사인파이다; 그러나, 전류 곡선은, DC 평활 커패시터를 각 AC 사이클에서 재충전할 때 다이오드들이 통전 모드로 스위칭하는 곳에 스파이크들을 가진다. 푸리에 분석에서는, 이러한 전류 스파이크들은 기본 주파수에서 최고 레벨을 가질 것이나, 그러나 이들은 도 29c 에서 도시된 바와 같은 매우 높은 진폭들을 가질 수 있는 다수의 고조파 신호들을 또한 생성할 것이다. 다른 관점에서는, AC 전원 시스템에 의하여 바라본 입력 저항은 시변 (time variant) 이며 (RAC(t)) AC 주파수에 따라 현저하고 주기적으로 변화할 수도 있다.
도 30 은 수동 역률 정정 블록 (572) 을 가지는 정류기 (570) 의 간략화된 블록도이다. 도 30 에서, 종래의 정류기 (570) 는 정류기 및 평활 커패시터 사이에 직렬로 삽입된 대용량 인덕터인 수동 디바이스 (572) 에 의하여 후속된다. 인덕터는 AC 입력 전류 내에 고조파 콘텐츠를 다소 감소시킬 것인 초크 (choke) 로서 동작한다. 그러나, 수동 초크는 굉장히 대형일 수 있고 DC 출력에 전압 강하를 도입하여, 따라서 손실들을 도입할 수 있다.
도 31a 내지 31d 는 능동 역률 제어를 가지는 간략화된 개략도, 전압 및 전류 파형들, 정정 기능, 및 고조파 스펙트럼을 각각 예시한다. 도 31a 는 종래의 정류기 (582) 이후에 삽입된 능동 역률 정정 (power factor correction, PFC) 모듈 (580) 을 예시한다. 비한정적인 예로서, 능동 PFC (580) 는 도 31d 내에 도시되는 바와 같은 시변 AC 주기 변환비 M(t) 를 가지고 동작하는 부스트 컨버터로서 구성될 수도 있는데, 이것은 가변 임피던스를 정류기에 생성하고 제공한다. 이러한 가변 임피던스 기능은, 정류기들의 입력에서 바라본 바와 같으며 보통 시변인 저항 (RAC(t)) 이 실질적으로 일정하게 되도록 구성될 수도 있다. 그 결과로서, AC 입력 단자에서 바라보는 순간 저항은 실질적으로 일정하고, 전압 및 전류 파형들 모두가 도 31b 에 도시된 바와 같은 실질적으로 정현파형인 형상을 유지하며, 그러므로 도 31c 에 도시된 바와 같이 AC 입력 전류 내의 저 고조파 콘텐츠들이 얻어진다.
도 32 는 역률 정정이 없는 정류기, 수동 역률 정정을 가지는 정류기 및 능동 역률 정정을 가지는 정류기 내에 존재하는 고조파들을 예시하는 그래프이다. 곡선 (3210) 은 몇 가지 표준들에 따라서 고조파 콘텐츠에 대하여 수락가능할 수도 있는 최대 한계를 예시한다. 곡선 (3220) 은 PFC가 없는 풀-브릿지 정류기에 대한 고조파들을 예시한다. 곡선 (3230) 은 도 30 내에 예시된 단순 초크에 의하여 후속되는 풀-브릿지 정류기에 대하여 생성될 수 있는 더 낮은 고조파 값들을 예시한다. 곡선 (3240) 은 도 31a 내에 예시된 바와 같은 능동 PFC 모듈에 의하여 후속되는 풀-브릿지 정류기를 가지고 달성될 수 있는 더 낮은 고조파 레벨들을 예시한다.
도 33 은 BEV 용 무선 전력 시스템 (800) 의 간략화된 블록도이며 역률 정정을 수행하지 않고 반면에 오히려 BEV의 도전성 충전 시스템의 일부로서 존재할 수도 있는 PFC 에 의존하는 변화를 예시한다. 이러한 변화는 무선 전력 시스템이 대안적인 방식으로 BEV의 도전성 충전 인터페이스 (802) 에 연결된다는 것을 가정한다. 또한, 무선 (코드리스) 충전이 표준화된 충전 플러그를 통한 코드가 있는 충전을 대신하지는 않을 것이며, 따라서 도전성 충전 인터페이스 (conductive charging interface, CCI) 가 언제나 존재할 것이라는 것이 가정될 수 있다. 고상 스위치 또는 릴레이 (804) 가 포함되어 코드리스 및 코드가 있는 충전 사이에서 스위칭할 수도 있다. 코드가 있는 충전은 AC 서플라이 시스템 내에 직접적으로 플러그할 수도 있고 또는 유선 연결을 가지고 BEV를 충전하기 위한 다른 수단을 이용할 수도 있다. 이러한 구성을 가지면, 수신 측의 PFC 모듈 (806) 은 동일한 표준들에 따라야 할 필요가 있을 수도 있는 도전성 충전 인터페이스에서의 고조파들을 감소시키기 위하여 이미 이용가능할 수도 있다. 그 결과로서, 도 33 의 예시적인 실시형태를 가지면, BEV 충전 시스템의 PFC 모듈 (806) 은, 송신- 측 PFC 에 대한 필요성이 존재하지 않을 수 있도록 충전 베이스로의 무선 전력 링크를 다시 통하여 고조파들을 제어하는데 이용될 수 있다. 그러나, 이러한 케이스에서는 무선 전력 송신 파형이 이하에서 도시되고 설명되는 바와 같은 일정한 포락선이 더 이상 아닐 것이다. BEV 충전 시스템 상의 AC/DC 컨버터 (808) 가 CCI 로부터의 AC 신호를 지원하도록 위치될 수 있다는 점에 유의하여야 한다. LF/DC 컨버터 (810) 로부터의 DC 신호는 DC 신호로서 AC/DC 컨버터 (808) 를 통하여 직접적으로 통과할 수 있다. 따라서, 무선 전력 링크로부터의 LF를 CCI와 호환가능한 AC로 변환할 필요가 없을 수도 있으며, 현존하고 더 단순한 LF/DC 컨버터 (810) 가 이용될 수 있다.
도 34 는 AC 서플라이 입력에서 내재적 역률 정정을 수행하는 몇 가지 가능한 회로들 및 파형들을 예시하는, BEV 용 무선 전력 시스템 (820) 의 간략화된 회로도이다. 다이오드들 (D11, D11', D12, 및 D12')이 AC 입력 전력을 정류하여 DC/LF 컨버터로 공급할 실질적으로 비필터링된 DC 전력을 생성한다. DC 파형은 정류된 반파들 또는 AC 반파 변조된 DC 인 것으로서 간주될 수도 있다. 결과적으로, DC/LF 컨버터의 출력 및 송신 안테나 (L1) 전류도 도 34 에 도시되는 바와 같이 역시 AC 반파 변조될 것이다. 인덕터 (LDC) 가 커패시터 (CDC,1) 와 조합되어 이용됨으로써 중간 DC 서플라이 전압을 약하게 평활하고, PWM 회로들에 의하여 생성될 수도 있는 LF가 EMI 필터링의 센스에서 AC 서플라이 시스템 내에 다시 전파되는 것을 차폐할 수도 있다. 저 주파수 PWM 구동 신호들은, 비필터링된 DC 서플라이가 LF 상에 변조되어 송신 안테나에서 변조된 AC 신호를 생성하도록 풀 브릿지로서 구성되는 스위칭 트랜지스터들 (Q14, Q14', Q24, 및 Q24') 을 제어하는 구형파들로서 도시된다. BEV 측에서는, 다이오드들 (D21, D21 ’, D22 및 D22') 이 수신된 피변조 AC 신호를 정류하여 역시 AC 변조된 DC 출력을 생성한다. 커패시터 (CDC,2) 는 DC 출력을 약하게 평활하도록 그리고 BEV 충전 인터페이스에서 EMI 필터링의 센스에서 LF 콘텐츠를 제거하도록 기능한다. 이러한 무선 전력 시스템이, CCI 에서 바라보는 부하 저항이 그 AC 서플라이 입력으로 되반사될 것이라는 것을 의미하는 투명성을 갖게 될 것이기 때문에, 무선 전력 시스템의 AC 입력에서 바라본 순간 저항도 실질적으로 일정하게 될 것이고 따라서 저 고조파 레벨을 가지게 될 것이다.
도 35a 및 35b 는 무-필터링된 DC가 저주파수 (LF) 스테이지에 공급되는 도 34 의 예시적인 실시형태에 의하여 생성될 수 있는 송신 파형들을 각각 시간 도메인 및 주파수 도메인에서 예시하는 그래프들이다. 도 35a 는 100 Hz로 펄스화된 AM 신호로서 시간 도메인에서 송신 안테나 전류를 도시한다. 도 35b 는 주파수 도메인에서 송신 신호를 도시하여 약 100 Hz 에서의 기본 주파수 및 기본 주파수의 양측에서의 고조파 측대역들을 도시한다.
도 36 은 BEV 용 양방향 무선 전력 송수신기를 포함하는 양방향 무선 전력 시스템 (840) 을 예시하는 간략화된 블록도이다. 양방향 또는 2-방향 에너지 전송은 에너지가 충전 베이스로부터 BEV를 향하여 또는 BEV로부터 전력 그리드로 향하는 충전 베이스로 전송될 수 있다는 것을 의미한다. 이미 설명된 바와 같이, 그리드에 임시적으로 연결된 BEV 들이 분산된 에너지 저장 디바이스들 (854) 로서 이용되어, 예를 들어 분산된 재생가능 에너지 생산의 요동들을 보상하고 전력 그리드를 국부적으로 안정화하는 장래의 스마트 그리드들 내에 중요한 특징이 될 수도 있는 V2G (Vehicle-to-Grid) 기능성을 구현하기 위하여 양방향 무선 전력 전송이 요구될 것이다. 따라서, 예시적인 실시형태들은 CB 측 AC/DC 컨버터 (842), 및 양방향 전력 컨버터들로서 DC/LF 컨버터 (846) 를 이용하여 구성될 수도 있다. 이와 유사하게, BEV 측의 LF/DC 컨버터, AC/DC 컨버터, 및 PFC (850) 는 양방향 전력 컨버터들로서 구성될 수도 있다. 그 결과, 도 36 의 예시적인 실시형태는 대칭적이며 무선 전력 링크를 통하여 전력을 양 방향들로 전송 및 제어할 수 있다. BEV 충전 시스템 측의 AC/DC 컨버터 (848) 가 배치되어 CCI (852) 로부터의 AC 신호를 지원할 수 있다는 점에도 역시 유의하여야 한다. LF/DC 컨버터 (846) 로부터의 DC 신호는 DC 신호로서 도 33 을 참조하여 위에서 설명된 바와 같이 AC/DC 컨버터 (848) 를 직접적으로 통과할 수 있다. 따라서, 양방향 시스템에서는, 몇 가지 예시적인 실시형태들은 BEV 측에서 AC/DC 변환을 포함할 수도 있다. 다른 예시적인 실시형태들에서는, 역 방향으로 동작하고 있으면, BEV 측의 AC/DC 컨버터 (848) 가 어떤 인터페이스들이 선택되었는지에 의존하여 CCI 주파수 또는 LF로 변환할 것이다.
도 37 은 중간 비필터링된 DC 서플라이를 가지는 양방향 무선 전력 전송에 대한 대칭적 토폴로지를 예시하는, BEV 용 무선 전력 시스템 (850) 의 간략화된 회로도이다. 이하, 무선 전력 시스템 인터페이스들이 그 인터페이스들의 모두에서 (CB 측 및 BEV 측) AC에 인터페이싱한다는 것이 가정된다. CB 측 및 BEV 모두에서, 도 34 를 참조하여 설명된 약한 평활을 가정하는 실질적으로 비필터링된 중간 DC를 각각 가지는 AC/DC 컨버터 (정류기) 로서 또는 DC/AC 컨버터 (인버터, 이것은 본 명세서에서 DC/AC 컨버터들이라고 역시 불릴 수도 있다) 로서 또는 LF/DC (정류기들) 로서 또는 DC/LF 컨버터들 (인버터들) 로서 동작하는 풀 브릿지 PWM 모듈들의 캐스케이드가 존재한다. 본 명세서에서 참조되는 바와 같이, 디지털/아날로그 또는 아날로그/디지털로서 동작하는 컨버터는 본 명세서에서 DC/AC 컨버터라고 불릴 수도 있다. 양방향 전력 전송에 대하여, CB 측에서 동작하는 DC/AC (DC/LF) 컨버터가 수신 모드에서 동작하면, DC/AC (DC/LF) 컨버터는 사실상 인버터로서 동작하는 대신에 정류기로서 동작하고 있다. 이와 유사하게, BEV 측의 AC/DC 컨버터가 송신 모드에서 동작하고 있으면, AC/DC 컨버터는 사실상 정류기로서 대신에 인버터로서 동작하고 있다. 이에 따라서, 양방향 전력 전송을 위하여 구성되면 브릿지 회로들, 즉 풀-브릿지 및 하프-브릿지 회로들이 전력 전송의 방향에 의존하여 정류기로서 그리고 인버터로서 모두 동작한다. 그러므로, 양방향 풀-브릿지 회로들 및 하프-브릿지 회로들은 본 명세서에서 동의적으로 풀-브릿지 인버터/정류기 및 하프-브릿지 인버터/정류기 회로들이라고 불릴 수도 있다.
에너지를 CB 로부터 BEV로 송신할 때, 먼 좌측에의 AC 입력이, 동기적 정류기 (synchronous rectifier) 로서 동작되어 비필터링된 DC 서플라이를 생성하는 AC/DC 컨버터 (제 1 풀 브릿지 (Q11, Q11', Q12, Q12 ’)) 에 의하여 정류된다. 동기적 정류란, 동기화 모드에 있으면, 언제나 병렬이며 역시 능동 스위치들이 역 분극 (reverse polarization) 되는 것을 방지하는 수동 다이오드들에 의해서가 아니라, 능동 스위치들 (트랜지스터들) 에 의하여 정류가 수행된다는 것을 의미한다. 여기서는 컨버터들을 양 방향들에서 (즉, 양방향 전력 컨버터들) 동작시키는데 필요한 능동 스위칭을 이용하면 더 낮은 스위칭 손실들이라는 추가적인 이점들을 동반하며 따라서 더 높은 효율을 동반할 수도 있다. 비필터링된 DC는, DC/LF 컨버터이며 그리고 AC 변조된 LF 전류를 구동하는 후속하는 풀 브릿지 (Q13, Q13', Q14, Q14') 를 CB의 공진 안테나 내로 공급한다. 이에 따라서, BEV 측에서는, 제 3 풀 브릿지 (Q21, Q21', Q22, Q22') 가 동기적으로 수신된 LF 전력을 AC-변조된 DC 전력으로 정류하고, 제 4 풀 브릿지 (Q23, Q23', Q24, Q24') 가 이것을 다시 AC 전력으로 재변환한다. 특정 애플리케이션들에서는, CB 측 입력에 DC 서플라이가 존재할 수도 있으며, 이 경우에는 제 1 풀 브릿지가 스위칭 없이 정적 모드 (static mode) 에서 동작될 수도 있다. BEV 측이 DC 전력을 수락한 바 있다면, 동일한 사항이 제 4 브릿지에 적용된다.
BEV 로부터 CB로 송신할 때, 위에서 설명된 바와 같은 양방향 전력 컨버터들을 이용하는 동일한 전력 변환 프로세스가 적용되지만 이번엔 반대 방향에서 적용될 수도 있으며, 따라서 BEV 측에서 또는 CB 측에서 또는 양측 모두에서 가능한 DC 인터페이스와 관련하여 이것이 적용된다.
도 38 은 중간 비필터링된 DC 신호가 없고 주파수 믹싱 접근 방법에 근거하는 무선 전력 전송에 대한 다른 대칭적 토폴로지를 예시하는, BEV 용 무선 전력 시스템 (870) 의 간략화된 회로도이다. 도 38 의 예시적인 실시형태는 네 개의 양방향 능동 스위치 셀들로 구성되는 완전 대칭인 풀 브릿지 토폴로지를 이용한다. 송신 모드에서, 이러한 토폴로지는 실질적으로 이중 측대역 (Double Side Band, DSB) 변조기인 AC/LF 업-컨버터로서 동작할 수도 있고, 또는 수신 모드에서는 수신된 LF 입력 전력을 요구되는 AC 전력 (예를 들어 50 Hz) 로 변환하기 위한 동기적 DSB 복조기인 LF/AC 다운-컨버터로서 동작할 수도 있다. 무선 전력 시스템의 인터페이스들 중 하나 또는 둘 모두가 DC 인터페이스였다면 이러한 회로들이 역시 적용될 수도 있다.
도 37 의 실시형태에서와 같이, CB 로부터 BEV 로의 송신은 좌측의 AC 입력으로부터 CB 측에서 DSB 변조기로서 동작하는 회로부를 통하여 CB 안테나로, BEV 안테나로 진행하고, 그리고 BEV 측에서 복조기로서 동작하는 회로부를 통하여 진행하여 우측에 AC 또는 DC 출력 전력을 생성한다. 이와 유사하게, BEV 로부터 CB 로의 송신은 우측의 AC 또는 DC 입력으로부터 진행하여 BEV 측에서 DSB 변조기로서 동작하는 회로부를 통하여 BEV 안테나로, CB 안테나로 진행하며, CB 측에서 복조기로서 동작하는 회로부를 통하여 진행하여 좌측에 AC 또는 DC 출력 전력을 생성한다.
변조기 기능으로부터 복조기 기능으로의 변환은 역-병렬로 연결되는 두 트랜지스터들을 포함하는 양방향 스위치 셀을 가지고 달성될 수도 있다. BEV 측에서, 양방향 스위치 셀은 자신과 직렬 연결된 다이오드를 가지는 트랜지스터 (Q21) 및 자신과 직렬 연결된 다이오드를 가지는 크로스-커플링된 트랜지스터 (Q22) 를 포함한다. 이와 유사하게, CB 측에서는, 양방향 스위치 셀은 자신과 직렬 연결된 다이오드를 가지는 트랜지스터 (Q13) 및 자신과 직렬 연결된 다이오드를 가지는 크로스-커플링된 트랜지스터 (Q14) 를 포함한다.
도 39a 및 도 39b 는 이중 측대역 (Double Side Band, DSB) 변조된 전력 변환을 가지는 송신 파형들을 각각 시간 도메인 및 주파수 도메인에서 예시하는 그래프들이다. 도 39a 내에 도시된 바와 같이, 시간 도메인은 신호 상에 하나의 AC 반파 펄스로부터 다음 AC 반파 펄스까지 180 도의 위상-시프트가 존재한다는 것을 예시한다. 이것은 이중 톤 (double tone) 신호의 파형으로서 주지된다. 도 39b 에서 도시되는 바와 같이, 주파수 도메인에서는, 이것이 도 37 에 도시된 접근 방법에 대한 경우이기 때문에, 스펙트럼적인 스커트들 (spectral skirts) (100 Hz 고조파들의 측대역들) 이 없이 깨끗한 이중-주파수 스펙트럼이 이상적으로 생성된다. 도 37 의 접근 방법과 유사하게, DSB 변조기 접근 방법은 부하 저항에 관련하여 투명하며, 따라서, CCI의 준수의 이유들 때문에 BEV 충전 시스템 내에 이미 존재할 수도 있는 PFC를 이용하는데 잠재적으로 적합할 수도 있다.
도 40 은 BEV 충전 시스템으로 인터페이싱하기 위한 것이며 BEV의 AC/DC 컨버터를 바이패스 함으로써 전력 변환 체인의 길이를 줄이고 따라서 자신의 단-대-단 효율을 증가시킬 수 있는 대안적인 접근 방법을 예시하는, BEV 용 무선 전력 시스템 (880) 의 간략화된 블록도이다. 이러한 예시적인 실시형태는 충전 모드 스위치 (882) 를 AC/DC의 입력으로부터 PFC (884) 의 입력으로 움직이는 것을 예시한다. 도 40 에서는, AC/DC 컨버터 (886) 는, AC/DC 컨버터가 스위치에 후속하는 도 36 의 실시형태에 반대되게 CCI (888) 및 스위치 (882) 사이에 있다. 이러한 솔루션은 스위치의 무선 전력 측에서의 AC 로의/로부터의 변환/재변환을 회피한다. 도 36 의 실시형태는, 무선 전력 인터페이스가 병렬로 기존의 표준 CCI에 쉽게 추가될 수 있기 때문에 개조 (retrofit) 시스템에 대하여 최적일 수도 있다. 도 40 의 실시형태는, 시작부터 무선 전력 충전이 CCI 내에서 그리고 이와 통합하여 더욱 최적화되어 설계될 수 있는 무선 충전을 내장하는 시스템에 대하여 더욱 유용할 수도 있다.
도 41 은 몇 가지 예시적인 실시형태들에서는 BEV 충전 시스템 (902) 및 BEV 무선 전력 시스템 (904) 간의 통신이 필요 없을 수도 있다는 것을 예시하는, BEV 용 무선 전력 시스템 (900) 의 간략화된 블록도이다. 이러한 예시적인 실시형태에서, 무선 전력 시스템 (904) 은 BEV 충전 시스템 (902) 의 슬레이브로서 동작할 수도 있다. 슬레이브로서, 무선 전력 시스템 (904) 은 폭넓은 정도에서 자율적으로 작동할 수 있고, 시스템간 통신이 BEV 충전 시스템 (902) 및 BEV 통신 유닛 (906) 간의 통신 인터페이스를 통한 X 표시에 의하여 예시되는 바와 같이 필요하지 않을 수도 있다. 이미 설명된 바와 같이, 무선 전력 전송이 수신기 측에서, 송신기 측에서, 또는 이들의 조합에서 전압 및 전류를 모니터링하고 가능하게는 측정된 정보를 수신 측 및 송신 측 간에 통신함으로써 최적화 될 수 있기 때문에 이러한 슬레이브 모드가 달성될 수도 있다.
도 42a 는 개략적 부하 적응을 예시하는, BEV 용 무선 전력 시스템 (920) 의 간략화된 블록도이다. 개략적 부하 적응을 하면, LF/AC 컨버터 (922) 는 풀-브릿지 정류 및 하프-브릿지 정류 사이에서 수정될 수 있다. 또한, DC/DC 컨버터 (924) 는 그의 부하 저항을 변경함으로써 수정될 수 있다.
도 42b 는 정밀 부하 적응을 예시하는, BEV 용 무선 전력 시스템 (940) 의 간략화된 블록도이다. 정밀 부하 적응을 하면, LF/AC 컨버터 (942) 는 예를 들어 디튜닝 (detuing) 및 PWM 듀티 사이클 조정들과 같이 위에서 이미 설명된 적합한 수단을 이용하여 정밀 단계들 (fine steps) 에서 자신의 변환비를 조절하도록 수정될 수 있다.
도 43 은 역방향 링크 부하 적응을 예시하는, BEV 용 무선 전력 시스템 (960) 의 간략화된 블록도이다. 이미 언급된 바와 같이, 무선 전력 시스템은 역방향 링크에서 동작하여 전력을 BEV 로부터 CB로 이동할 수 있다. 이러한 경우에는, 부하 적응 및 제어 전략이 역방향 전력 흐름을 관리하기 위하여 도 43 에서 정의된다. 정류 스위칭이 CB 측에서 AC/LF 컨버터 (962) (LF/AC 컨버터와 같이 역방향으로 동작중임) 에 의하여 수행될 수도 있다는 것을 제외하고는, 순방향 방향에서와 같이, 개략적 적응이 풀-브릿지 정류 및 하프-브릿지 정류 사이에서 스위칭함으로써 수행될 수 있다.
역방향 전력 모드는 BEV 충전 인터페이스에서의 저항 (VS/IS) 이 음의 값을 보일 때에 검출될 수도 있다. 무선 전력 시스템 (966) 에 의하여 제공되는 부하가 탈락 (dropped off) 된다고 하더라도 VS가 무한대로 (이론적으로) 증가하지 않도록, BEV 충전 시스템 (964) 이 출력 전압 (VS) 을 제한할 것이라는 것이 가정된다.
전압 Vs 가 정의된 임계 전압 (Vmin) 보다 큰 상태를 유지하는 한, AC 메인들 (즉, VL, IL, RL) 로의 역방향 전력 송신은 최대 (또는 공칭 등급 (nominal rating)) 로 유지될 수도 있다. VS 가 Vmin 보다 낮게 떨어지면, 역방향 전력 제어는 VS 가 임계값 위로 다시 올라갈 때까지 전력 송신을 감소시킬 수도 있다.
최대 역방향 링크 효율을 유지하기 위하여, AC-메인들 측의 부하 적응은 충전 베이스 서브시스템 내에서 수행될 수도 있다. AC 메인들이 의사-일정 전압을 보여질 것이기 때문에 (전압 소스와 같이 동작함)), AC 메인으로 보여지는 부하 저항은 CB 서브시스템 내에서 연속적인 부하 적응을 요구하면서 전력이 감소하면 최적 값으로부터 멀어지게 될 것이다.
이러한 동작은 순방향 모드에서 BEV 충전 인터페이스로 급전 (feeding) 하는 것과 대조된다. BEV 시스템은 상이한 동작을 보일 수도 있을 것이며, 입력 저항은 제공된 전압에 의하여 영향 받을 수도 있다.
도 44 는 개략적 부하 적응을 예시하는 흐름도 (1000) 이다.
도 45 는 개략적 부하 적응의 단계들을 예시하는 전압 대 전류 그래프이다.
도 46 은 정밀 부하 적응의 단계들을 예시하는 전압 대 전류 그래프이다.
도 42 내지 46 을 참조하여 개략적 부하 적응 및 정밀 부하 적응이 설명될 것이다. 무선 전력 링크의 전송 효율을 최대화하는 최적 수신기 부하 저항이 존재할 수도 있다. 이러한 최적 부하 저항을 유지하거나 에너지 싱크 (예를 들어, 배터리) 에 의하여 제공되는 바와 같은 실제 부하 저항을 최적 부하 저항으로 변환하는 기능이 "부하 적응" 이라고 불릴 수도 있다. 이미 위에서 지적된 바와 같이, 부하 적응은 또한 전력 제어의 역방향 기능이라고 간주될 수도 있다. 무선 고 전력에서는, 자기적 링크는 100% 에 가까운 효율성들에서 동작할 필요가 있기 때문에 부하 적응이 특히 중요하다.
도 45 및 46 의 예에서, 무선 전력 시스템은 풀 브릿지 구성에서 동작할 경우 RL = 23 옴일 때 최적으로 부하인가될 수도 있다. 공칭 충전 조건들에서는, 수신기는 약 230 V 의 공칭 전압, 약 10 A의 공칭 전류를 출력하여, 약 23 옴의 최적 부하에 약 2.3 kW의 공칭 전력을 제공할 수도 있다. 이제 BEV 충전 프로세스가 전류가 천천히 감소하는 페이즈에 진입하였다고 가정하는데, 이것은 BEV 충전 시스템의 DC/DC 컨버터를 이용하여 제어될 수 있다. 임의의 전류/충전 전력 감소는 무선 전력 시스템의 출력에 즉시 효과를 가질 것이다. 무선 전력 시스템은 연역적으로 VL 을 유지할 것이며, 그러므로 BEV에 의한 전력 수요가 퇴화할 것이기 때문에 IL 은 감소하는 경향을 가진다. 결과적으로, RL = VL/IL 은 점점 더 RL_opt 로부터 벗어날 것이다.
이제 개략적 부하 적응을 고려한다. 이러한 잘못된 경향에 반작용하기 위하여, 무선 전력 시스템은 VL이 떨어질 수 있도록 송신 전력을 약간 떨어뜨림으로써, 이제는 BEV DC/DC 컨버터에 의하여 제공되는 바와 같은 부하 저항이 다시 23 옴이 되도록 BEV DC/DC 컨버터를 더 낮은 자신의 입력 저항 (IL이 증가돼야 함) 으로 강제로 만들 것이다. 이것은 도 45 내의 라인들 (4510) 에 의하여 예시되는데, 각 라인은 IL이 계속 감소하는 동안의 개략적 부하 조정을 표시한다. VL/IL 평면에서, 이러한 제어 전략은, 하한 전압에 도달될 때까지 RL,opt = 23 옴 라인을 따라서 언제나 추적하는 동작 포인트와 같이 시각화될 수도 있다.
BEV DC/DC 컨버터에 의한 임의의 더 큰 부하 저항 증가에 반작용하기 위하여, 무선 전력 시스템은 이제 수신 토폴로지를 풀-브릿지 (즉, 변환 비 약 1: 1) 로부터 하프-브릿지 (변환 비 약 1: 4) 로 재구성함으로써 이제 개략적 부하 적응을 적용하기로 결정한다. 하프-브릿지에서는, 목표치가 될 필요가 있는 최적 부하 저항은, 예를 들어 23 옴 대신에 92 옴이다. 또한, VL 은 BEV DC/DC 컨버터 입력 범위의 상한 근처로까지 다시 증가할 것이며, 따라서 추가적인 수요 감소를 위한 여유를 제공한다. 이제 전력 강하의 프로세스는 동일한 방식으로 계속될 수 있는데, 하지만 결과적으로 더 낮은 VL 한계치가 달성될 때까지 92 옴 부하 라인을 따라서 계속된다.
이제 도 46 내에 예시된 정밀 부하 적응을 고려한다. 정밀 부하 적응은 BEV DC/DC 컨버터의 입력 전압 오차 허용 (tolerance) 범위가 공칭 VL의 근방에서 엄격 (tight) 하다면 유용할 수도 있다. 이러한 경우에, 수신기의 변환 비 (1:n) 가 예를 들어 디튜닝, PWM 듀티 사이클 등과 같은 위에서 설명된 방법들 중 하나를 이용하여 지속적으로 적응될 필요가 있을 수도 있다. 전력 수요가 퇴화하고 있으며 IL이 감소되는 경향이라면, 무선 전력 시스템은 부하 저항이 최적으로 유지되는 동안 엄격 제어 대역 내에서 VL이 유지될 수 있도록 지속적으로 변환비 n 을 점증시킴에 의하여 응답할 것이다. 도 46 의 VL/IL 차트에서, 동작점은 여전히 최적 부하 라인들을 추적할 것이지만, 부하 라인들은 VL 이 특정한 엄격한 오차 허용 대역 내에 머물도록 자신의 기울기를 연속적으로 변경한다.
물론, 개략적/정밀 부하 적응의 이러한 프로세스는 BEV 전력 수요가 감소되어야 한다면 동일한 방식으로 반전될 수 있다. 이것은 역시 도 45 및 46 에 라인들 (4520 및 4620) 각각을 이용하여 예시된다.
개략적 부하 적응 접근 방법에서, BEV DC/DC 컨버터가 그 한계치들에 도달하면 무선 전력 시스템 자신이 개략적 부하 적응을 수행하는 동안, 무선 전력 시스템은 BEV DC/DC 컨버터가 정밀 부하 적응을 수행하도록 강제/자극한다.
정밀 부하 적응 접근 방법에서, 무선 전력 시스템은 BEV DC/DC 컨버터에 (또는 오직 경계적으로 (marginally)) 의존하지 않고 부하 적응만을 수행한다.
역방향 전력 모드 (차량-투-그리드) 를 지원해야하는 시스템에서는, 그리드-측에는 정밀 부하 적응을 수행하도록 자극될 수 있는 외부 컨버터가 일반적으로 존재하지 않을 수 있기 때문에, 정밀 부하 적응이 무선 전력 시스템에 적응될 수 있을 것이다.
도 47 은 예시적인 실시형태들에서 이용될 수도 있는 다양한 고상 (solid-state) 스위치들에 대한 주파수 대 전류 특성들을 예시하는 그래프이다. 무선 BEV 충전기 내의 전력 전자기 스테이지들에 대하여 이용되는 반도체 스위치들이, 예를 들어: 고 동작 전압 (예컨대, 500 V 초과), 매체 동작 전류 (예컨대, 10 A), VLF 또는 LF 주파수들에 대한 충분한 스위칭 속도, 저 온-상태 손실들, 및 저 스위칭 손실들과 같은 일정한 일반적 요구사항들을 달성할 필요가 있을 수도 있다. 절연 게이트 바이폴라 트랜지스터들 (IGBTs) 및 전력 금속 산화물 장 효과 트랜지스터들 (MOSFETs) 이 600V 보다 큰 전압들 및 80A 까지의 전류들에 대해서 모두 가용하다. 중요할 수도 있는 다른 파라미터들은 관련된 스위칭 손실들 및 온-상태 손실들과 함께 스위칭 속도이다. IGBT들은 1000 V 보다 큰 전압들 및 저전압 애플리케이션들 내의 저 스위칭 속도들에 대해 선택될 수 있는 디바이스일 수도 있다. MOSFET들은 200 kHz 보다 큰 스위칭 속도들 및 초저전압 애플리케이션들에 대해 선택될 수 있는 디바이스일 수도 있다.
도 48 은 송신기 듀티 사이클의 함수로서 정규화된 전력을 예시하여 듀티 사이클에 대한 중요 범위를 도시한다. 펄스-폭 변조를 이용한 전력 제어에 대해서, 부드러운 전력 제어는 펄스 폭에 대한 가용 해상도에 의존할 수도 있다. 듀티 사이클에 대해서 약 0.25 및 0.5 사이인, 도 50 에 예시된 "관심 범위 (interesting range)" 내의 전력 제어에 대해서 PWM이 아마도 가장 유효할 수도 있다. 이 범위 밖에서 PWM 을 이용하면 시스템 내에 추가적 고조파들 및 비효율성들을 도입할 수도 있다. 결과적으로, "관심 범위" 밖에서는 다른 전력 제어 방법들 (예컨대, 하프 브릿지 및 서브-고조파 구동) 이 더 효율적일 수도 있다.
도 49 는 고 주파수들에서의 무선 전력 시스템 (1050) 의 예시적인 실시형태를 예시하는 간략화된 블록도이다. 이러한 고 주파수들 (HF) 은 이미 설명된 바와 같이 3 MHz 내지 30 MHz 의 범위 내에 있고 특히 RFID 및 근접장 통신 (NFC), 에 대하여 이용되는 13.56 MHz, 6.78 MHz 주파수 및 이미 논의된 27.12 MHz 주파수 들일 수도 있다. 이미 언급된 LF 및 VLF 실시형태들에서와 같이, AC/DC 컨버터들 및 DC/HF 컨버터들 (DC/LF가 아니라) 은, 전력이 무선 전력 링크를 통하여 CB 로부터 BEV로 또는 BEV 로부터 CB로 전송될 수 있도록 양방향으로 구성될 수 있다.
도 50 은 무선 전력 전송을 위한 비대칭 클래스 E 토폴로지를 예시하는, BEV 용 무선 전력 시스템 (1060) 의 간략화된 회로도이다. CB 측 및 BEV 측 모두에의 공진 안테나들은 임피던스 정합을 위한 인덕터들 (각각 LM1 및 LM2') 및 커패시터들 (각각 CS1 및 CS2) 을 포함할 수도 있다. CB 측에서, 트랜지스터 (Q1) 는 HF 전력을 생성하기 위하여 이용될 수도 있다. DC 서플라이는 HF 신호들에 대하여 커패시터 (CP1) 에 의하여 차폐될 수도 있으며 인덕터 (LCH1) 는 주지된 클래스 E 회로의 일부가 된다. 수신 기능을 수행할 때, 트랜지스터 (Q1), 커패시터 (CP1) 및 인덕터 (LCH1) 은 HF 전력으로부터 DC 전력으로 재변환하기 위한 동기 정류기로서 기능할 수 있다. BEV 측에서는, (Q21), 커패시터 (CP2) 및 인덕터 (LCH2) 는 BEV가 각각 송신중이거나 수신중인지 여부에 의존하여 동일한 HF 전력 생성 또는 HF 정류를 수행할 수 있다.
도 51 은 HF 에서의 무선 전력 전송을 위한 대칭 클래스 E 토폴로지를 예시하는, BEV 용 무선 전력 시스템 (1070) 의 간략화된 회로도이다. 도 53 의 실시형태는, 이것이 송신 안테나의 각 측 상의 복제된 회로부 및 수신 안테나의 각 측 상의 복제된 회로부를 가지며 완전히 대칭적이라는 것을 제외하고는 도 52 의 실시형태와 유사하다. 더 많은 능동 스위치들이 수반되기 때문에, 이러한 토폴로지는 더 높은 전력 능력을 가질 수도 있으며, 더 나아가 안테나 전류들 내의 고조파들이 이상적으로는 소거되므로, 따라서 추가적인 고조파들 필터링을 단순화한다 (도 51 에는 미도시).
도 52 는 VLF, LF 또는 심지어 더 높은 주파수들에서 동작하는 BEV용 무선 전력 시스템 (1080) 내의 고조파들 필터링을 예시하는 단순화된 회로도이다. 몇 가지 주파수들에서는, 약한 고조파들 필터링이 몇 가지 표준들과의 준수를 획득하기에 충분할 수도 있다. 또 다른 예시적인 실시형태들에서는, 고조파들 필터링은 위에서 논의된 예시적인 실시형태들에 의하여 수행될 수도 있고, 추가적인 고조파들 필터링이 도 52 내에 도시된 바와 같이 포함될 수도 있다. 도 52 에서, 풀 브릿지 토폴로지의 경우에 대한 고조파들 필터링이 CB 측의 박스 (5210) 로서 그리고 BEV 측의 박스 (5220) 로서 예시된다. 예를 들어, CB 측에서 고조파들 필터 (5210) 는 대칭 저역 통과 구조를 가지고, 커패시터 (CHF1) 를 그 사이에 가지는 인덕터들 (LHF1 및 LHF1') 을 포함할 수도 있다. 이와 유사하게, BEV 측에서, 고조파들 필터 (5220) 는 대칭 저역 통과 구조를 가지고 커패시터 (CHF2) 를 그 사이에 가지는 인덕터들 (LHF2 및 LHF2’) 을 포함할 수도 있다.
도 53 은 풀 브릿지 토폴로지에 기반하는 BEV 용 무선 전력 시스템 (1090) 내의 공진 튜닝을 예시하는 간략화된 회로도이다. 도 53 의 예시적인 실시형태는 공진 주파수에 작은 변화들을 일으키도록 구성될 수 있다. 이러한 작은 변화들은, 예를 들어 다른 회로부로부터의 몇 가지 비소망된 디-튜닝 효과를 보상하기 위하여 그리고 전력 제어를 위하여 공진 주파수를 목적에 맞도록 이동시키는데 유용할 수도 있다. 메인 풀-브릿지 토폴로지는 고상 스위치들 (S11, S11', S12, 및 S12') 및 메인 커패시터 (C11) 를 이용하여 형성된다. 다수의 "미니" 하프 브릿지들이 대응하는 커패시터와 함께 추가되어 커패시턴스의 점증량들을 추가함으로써 풀-브릿지의 속성들을 수정할 수 있다. "n" 개의 하프-브릿지들이 도 53 내에 예시된다. 제 1 하프-브릿지는 고상 스위치들 (S13, S13 ’) 및 커패시터 (C12) 를 포함한다. 최종적인 하프-브릿지는 고상 스위치들 (Sln, Sln') 및 커패시터 (C1n) 를 포함한다. 하프-브릿지들의 소망하는 개수가 풀-브릿지를 이용하여 동기적으로 스위칭되어 점증적 커패시턴스들을 추가하고 추가적인 커패시턴스에 기인하여 공진 주파수를 수정할 수 있다. 이러한 튜닝 네트워크는 송신 및 수신 (동기 정류) 모드 모두에서 풀 브릿지를 동작시키는데 적용된다.
당업자들은 정보 및 신호들이 다양한 상이한 기술들 및 기법들 중 임의의 것을 이용하여 표현될 수도 있다는 것을 이해할 것이다. 예를 들어, 전술된 상세한 설명 전체에서 참조될 수 있는 데이터, 명령들 (instructions), 커맨드들 (commands), 정보, 신호들, 비트들, 심벌들, 및 칩들은 전압들, 전류들, 전자기파들, 자기장들 또는 자기 입자들, 광학장들 (optical fields) 또는 광 입자들, 또는 이들의 모든 조합에 의하여 표현수도 있다.
더 나아가, 당업자들은 본 명세서에 개시된 실시형태들에 관련하여 설명되는 각종 예시적인 논리 블록들, 모듈들, 회로들, 및 알고리즘 단계들이 전자적 하드웨어, 컴퓨터 소프트웨어, 또는 양쪽 모두의 조합들로 구현될 수도 있다는 것을 이해할 것이다. 하드웨어 및 소프트웨어의 이러한 상호 교환 가능성을 명백하게 예시하기 위하여, 다양한 예시적인 구성요소들, 블록들, 모듈들, 회로들, 및 단계들은 위에서 총괄적으로 그것들의 기능성의 관점에서 전술되어 왔다. 이러한 기능성이 하드웨어 또는 소프트웨어 중 어느 것으로 구현되는지는 전체 시스템에 부가되는 특정 애플리케이션 및 디자인 제약조건들에 의존한다. 당업자들은 설명된 기능을 각각의 특정한 애플리케이션에 대하여 다양한 방식으로 구현할 수도 있지만, 이러한 구현 결정은 본 발명의 실시형태들의 범위를 벗어나도록 하는 것으로 해석되지 않아야 한다.
본 명세서에 개시된 실시형태들과 관련하여 설명된 다양한 예시적인 논리 블록들, 모듈들, 및 회로들은 여기에 설명된 기능들을 수행하도록 디자인된 범용 프로세서, 디지털 신호 프로세서 (DSP), 주문형 집적회로 (ASIC), 필드 프로그램가능 게이트 어레이 (FPGA) 또는 다른 프로그램가능 로직 디바이스, 이산 게이트 또는 트랜지스터 로직, 이산 하드웨어 구성 요소들, 또는 그것들의 임의의 결합으로써 구현되거나 실시될 수도 있다. 범용 프로세서는 마이크로프로세서일 수도 있지만, 대안적으로는, 이 프로세서는 임의의 종래 프로세서, 제어기, 마이크로제어기, 또는 상태 머신일 수도 있다. 또한, 프로세서는 컴퓨팅 디바이스들의 조합, 예를 들어 DSP 및 마이크로프로세서의 조합, 복수의 마이크로프로세서의 조합, DSP 코어와 함께 하나 이상의 마이크로프로세서의 조합, 또는 임의의 다른 이러한 구성으로서 구현될 수 있다.
본 명세서에서 개시된 예시적인 실시형태들과 관련하여 설명된 방법 또는 알고리즘의 단계들은 직접적으로 하드웨어에서 구현되거나, 프로세서에 의하여 실행되는 소프트웨어 모듈에서 구현되거나, 또는 이들 양자의 조합에서 구현될 수도 있다. 소프트웨어 모듈은 임의 접근 메모리 (RAM), 플래시 메모리, 판독 전용 메모리 (ROM), 전기 소거가능 ROM (EPROM), 전기 소거가능 프로그램가능 ROM (EEPROM), 레지스터들, 하드 디스크, 탈착가능 디스크, CD-ROM 또는 당업계에 알려진 임의의 다른 형태의 저장 매체에 상주할 수 있다. 예시적인 저장 매체는 프로세서가 저장 매체로부터 정보를 읽을 수 있고 그 저장 매체에 정보를 쓸 수 있도록 프로세서에 커플링된다. 대안적으로는, 저장 매체는 프로세서에 통합될 수 있다. 프로세서 및 저장 매체는 ASIC에 상주할 수도 있다. ASIC 은 사용자 단말에 상주할 수도 있다. 대체예에서, 프로세서 및 저장 매체는 사용자 단말에서 이산 구성 요소로서 상주할 수도 있다.
하나 이상의 예시적인 실시형태들에서, 설명된 기능들은 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어, 또는 이들의 임의의 조합으로 구현될 수도 있다. 소프트웨어로 구현되면, 그 기능들은 하나 이상의 명령들 또는 코드로서 컴퓨터 판독가능 매체 상에 저장되거나 이를 통해 전송될 수도 있다. 컴퓨터 판독가능 매체는 한 장소에서 다른 장소로의 컴퓨터 프로그램의 전송을 용이하게 하는 임의의 매체를 포함하는 컴퓨터 저장 매체 및 통신 매체 양쪽 모두를 포함한다. 저장 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 이용가능한 매체일 수도 있다. 한정이 아니라 예를 들기 위해서, 이러한 컴퓨터 판독가능 미디어는 RAM, ROM, EEPROM, CD-ROM 또는 다른 광 디스크 스토리지, 자기 디스크 스토리지, 또는 다른 자기 저장 디바이스들, 또는 소망의 프로그램 코드를 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 명령들 또는 데이터 구조들의 형태로 운반하거나 저장하는데 사용될 수 있는 임의의 다른 매체를 포함할 수도 있다. 또한, 임의의 접속이 적절히 컴퓨터 판독가능 매체로 칭해진다. 예를 들어, 소프트웨어가 웹사이트, 서버, 또는 다른 원격 소스로부터 동축 케이블, 광섬유 케이블, 연선 (twisted pair), 디지털 가입자 회선 (DSL), 또는 무선 기술들 이를테면 적외선, 라디오, 및/또는 마이크로파를 이용하여 송신되면, 동축 케이블, 광섬유 케이블, 연선, DSL, 또는 적외선, 라디오, 및 마이크로파와 같은 무선 기술들은 매체의 정의에 포함된다. 디스크 (Disk 및 disc) 는 여기서 사용되는 바와 같이, 콤팩트 디스크 (compact disc, CD), 레이저 디스크, 광 디스크, 디지털 다용도 디스크 (DVD), 플로피 디스크 (floppy disk) 및 블루레이 디스크를 포함하는데, 디스크 (disk) 들은 보통 데이터를 자기적으로 재생하지만, 디스크 (disc) 들은 레이저들을 이용하여 광학적으로 데이터를 재생한다. 상기한 것들의 조합들도 컴퓨터 판독가능 미디어의 범위 내에 포함되어야 한다.
개시된 예시적인 실시형태들의 이전 설명은 임의의 당업자에게 본 발명을 실시하거나 사용하도록 허용하기 위하여 제공된다. 이러한 예시적인 실시형태들에 대한 다양한 수정들이 당업자들에게는 용이하게 분명히 이해될 것이며, 본 명세서에서 정의된 총괄적 원리들은 본 발명의 사상 또는 범위에서 벗어나지 않으면서 다른 실시형태들에 적용될 수도 있다. 그러므로, 본 발명은 본 명세서에서 도시된 실시형태들에 한정되도록 의도되지 않으며, 오히려 본 명세서에서 개시되는 이론들 및 신규한 특징들과 일관되는 최광의의 범위가 본 발명인 것이라고 이해되어야 한다.

Claims (40)

  1. AC 전력 배전 네트워크로부터 제 1 AC 전력 신호를 수신하도록 구성된 도전성 충전 인터페이스 (conductive charging interface, CCI);
    송신 디바이스로부터 전자기장을 통해, 전자 디바이스 또는 차량에 전력을 송신하거나 충전하기 위한 레벨로 충전 전력을 무선으로 수신하도록, 그리고 상기 수신된 충전 전력에 기초하여 제 2 AC 전력 신호를 제공하도록 구성된 안테나 회로;
    스위칭 회로를 통해 상기 CCI 및 상기 안테나 회로에 의해 공유되는 역률 정정 (Power Factor Correction, PFC) 회로로서, 상기 스위칭 회로는 상기 PFC 회로를 상기 CCI 또는 상기 안테나 회로에 선택적으로 결합하도록 구성된, 상기 PFC 회로;
    상기 PFC 회로 및 상기 스위칭 회로 사이에서 동작가능하게 결합된 전력 컨버터 회로; 및
    상기 안테나 회로 및 상기 스위칭 회로 사이에서 동작가능하게 결합된 정류기 회로로서, 상기 PFC 회로가 상기 안테나 회로에 동작가능하게 결합되는 경우 상기 제 2 AC 전력 신호를 DC 출력 신호로 변환하고 상기 전력 컨버터 회로를 통해 상기 DC 출력 신호를 통과시키도록 구성된, 상기 정류기 회로를 포함하고,
    상기 PFC 회로는,
    상기 안테나 회로에 동작가능하게 결합되는 경우, 상기 정류기 회로로부터 상기 DC 출력 신호를 수신하고, 상기 정류기 회로에 가변 임피던스를 제공하는 것을 통해, 상기 안테나 회로에 의해 제공된 상기 제 2 AC 전력 신호에서의 고조파들을 감소시키도록 구성되는, 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 PFC 회로는, 상기 AC 전력 배전 네트워크에서의 고조파들을 감소시키도록 구성되고, 그리고 상기 전력 컨버터 회로에 가변 임피던스를 제공하는 것을 통해 상기 전력 컨버터 회로의 입력에서 일정한 부하 저항을 생성하도록 구성되는, 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 정류기 회로는 상기 정류기 회로의 입력에서의 부하에 따라 하프-브릿지 모드 및 풀-브릿지 모드 사이에서 구성될 수 있는, 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 정류기 회로는 ⅰ) 수신 모드에서 AC 전력을 DC 전력으로, 그리고 ⅱ) 송신 모드에서 DC 전력을 AC 전력으로, 양방향 변환하도록 구성되는, 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 2 AC 전력 신호는 비필터링된 (unfiltered) DC 신호에 기초하여 변조된 AC 전력 신호인, 장치.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 2 AC 전력 신호는 일정하지 않은 포락선 (non-constant envelope) 의 파형을 갖는 변조된 AC 전력 신호인, 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 정류기 회로는 상기 제 2 AC 전력 신호를 AC 변조된 DC 출력으로 변환하도록 구성되는, 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 전력 컨버터 회로는,
    상기 PFC 회로의 전력 출력 신호를 수정하도록 구성된 양방향 DC/DC 컨버터; 및
    상기 스위칭 회로를 통해 상기 양방향 DC/DC 컨버터에 동작가능하게 결합된 양방향 DC/AC 컨버터를 포함하는, 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 정류기 회로는, 조절가능한 듀티 사이클을 가지며 상기 PFC 회로의 전력 출력 신호를 조절하도록 구성된 펄스폭 변조 회로를 포함하는 양방향 DC/AC 컨버터를 포함하는, 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 정류기 회로는,
    벌크 커패시턴스 (bulk capacitance) 를 갖는 풀-브릿지 정류기/인버터로서, 상기 풀-브릿지 정류기/인버터는 복수의 트랜지스터들을 포함하는, 상기 풀-브릿지 정류기/인버터; 및
    각각이 트림 커패시턴스 (trim capacitance) 를 갖는 복수의 하프-브릿지 정류기/인버터들을 포함하고,
    상기 하프-브릿지 정류기/인버터들 중 적어도 하나는 상기 풀-브릿지 정류기/인버터의 트랜지스터들과 동기적으로 스위칭되어 무선 전력 링크의 공진 주파수를 수정하도록 구성되는, 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 정류기 회로는 또한, 상기 제 2 AC 전력 신호를 제어하기 위해 상기 제 2 AC 전력 신호의 동작 주파수를 상기 안테나 회로의 공진 주파수의 하부고조파 (subharmonic) 주파수로 변환하도록 구성되는, 장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 정류기 회로는, 송신 모드에서는 주파수 업컨버터로서 구성되고 수신 모드에서는 주파수 다운컨버터로서 구성되며,
    주파수 컨버터는, 송신 모드에서는 이중 측대역 변조기 (double side band modulator) 이고 수신 모드에서는 이중 측대역 복조기인, 장치.
  13. 감소된 전류 고조파들을 갖는 무선 충전 방법으로서,
    AC 전력 배전 네트워크로부터 도전성 충전 인터페이스 (conductive charging interface, CCI) 를 통해 제 1 AC 전력 신호를 수신하는 단계;
    송신 디바이스로부터 전자기장을 통해, 전자 디바이스 또는 차량에 전력을 송신하거나 충전하기 위한 레벨로 충전 전력을 안테나 회로에서 무선으로 수신하는 단계;
    상기 수신된 충전 전력에 기초하여, 상기 안테나 회로로부터 제 2 AC 전력 신호를 제공하는 단계;
    상기 CCI 및 상기 안테나 회로에 의해 공유되는 역률 정정 (Power Factor Correction, PFC) 회로를, 스위칭 회로를 사용하여 상기 CCI 또는 상기 안테나 회로에 선택적으로 결합하는 단계;
    상기 PFC 회로가 상기 CCI 에 동작가능하게 결합하는 경우, 상기 PFC 회로 및 상기 스위칭 회로 사이에서 동작가능하게 결합된 전력 컨버터 회로를 사용하여 상기 수신된 제 1 AC 전력 신호를 변환하는 단계; 및
    상기 PFC 회로가 상기 안테나 회로에 동작가능하게 결합하는 경우,
    상기 안테나 회로 및 상기 스위칭 회로 사이에서 동작가능하게 결합된 정류기 회로를 사용하여 제 2 AC 전력 신호를 DC 출력 신호로 변환하는 단계,
    상기 DC 출력 신호를 상기 전력 컨버터 회로를 통해 통과시켜 상기 DC 출력 신호가 상기 PFC 회로에 의해 수신되도록 하는 단계,
    상기 PFC 회로를 통해, 상기 안테나 회로에 의해 제공된 상기 제 2 AC 전력 신호에서의 고조파들을, 상기 정류기 회로에 가변 임피던스를 제공하는 것을 통해, 감소시키는 단계를 포함하는, 감소된 전류 고조파들을 갖는 무선 충전 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 PFC 회로를 사용하여 상기 전력 컨버터 회로에 가변 임피던스를 제공하는 것을 통해, 상기 전력 컨버터 회로의 입력에서, 일정한 부하 저항을 생성하는 단계를 더 포함하는, 감소된 전류 고조파들을 갖는 무선 충전 방법.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 정류기 회로는 상기 정류기 회로에 대한 부하 입력에 따라 하프-브릿지 모드 및 풀-브릿지 모드 사이에서 구성될 수 있는, 감소된 전류 고조파들을 갖는 무선 충전 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 PFC 회로의 출력 신호의 전류 및 상기 출력 신호의 전압 중 하나 이상을 포함하는 출력 신호 조건을 결정하는 단계;
    상기 출력 신호 조건을 샘플링하고 상기 정류기 회로에 펄스폭 변조 신호를 제공하여 상기 출력 신호에서의 부하 변화에 적응하는 단계; 및
    개략적 부하 적응 (coarse load adaptation) 을 수행하는 단계로서:
    상기 출력 신호의 전압이 하한 전압 아래로 떨어지면, 하프-브릿지 정류로부터 풀-브릿지 정류로 스위칭하는 것; 및
    상기 출력 신호의 전압이 하한 전압을 초과하면, 상기 하프-브릿지 정류로부터 상기 풀-브릿지 정류로 스위칭하는 것
    중 적어도 하나를 통해, 상기 개략적 부하 적응을 수행하는 단계를 더 포함하는, 감소된 전류 고조파들을 갖는 무선 충전 방법.
  17. 제 15 항에 있어서,
    송신 모드에서, 이중 측대역 변조를 사용하여 상기 정류기 회로에서 업컨버팅하는 단계; 및
    수신 모드에서, 이중 측대역 복조를 사용하여 상기 정류기 회로에서 다운컨버팅하는 단계를 더 포함하는, 감소된 전류 고조파들을 갖는 무선 충전 방법.
  18. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 2 AC 전력 신호는 변조된 AC 전력 신호를 포함하고,
    상기 방법은, 상기 변조된 AC 전력 신호의 전력 레벨을 제어하기 위해 상기 변조된 AC 전력 신호의 주파수를 상기 안테나 회로의 공진 주파수의 하부고조파 주파수로 변환하는 단계를 더 포함하는, 감소된 전류 고조파들을 갖는 무선 충전 방법.
  19. 제 13 항에 있어서,
    송신 모드에 있을 때, 온과 오프 사이에서 상기 PFC 회로의 전력 입력 신호를 반복적으로 스위칭함으로써, 상기 PFC 회로의 전력 출력 신호를 조절하는 단계를 더 포함하는, 감소된 전류 고조파들을 갖는 무선 충전 방법.
  20. 제 13 항에 있어서,
    상기 정류기 회로를 사용하여 상기 제 2 AC 전력 신호를 DC 출력 신호로 변환하는 단계는, 상기 제 2 AC 전력 신호를 AC 변조된 DC 출력 신호로 변환하는 단계를 포함하는, 감소된 전류 고조파들을 갖는 무선 충전 방법.
  21. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 2 AC 전력 신호는 일정하지 않은 포락선을 갖는 파형을 갖고,
    상기 제 2 AC 전력 신호는 비필터링된 (unfiltered) DC 신호에 기초하는, 감소된 전류 고조파들을 갖는 무선 충전 방법.
  22. AC 전력 배전 네트워크로부터 제 1 AC 전력 신호를 수신하는 수단;
    송신 디바이스로부터 전자기장을 통해, 전자 디바이스 또는 차량에 전력을 송신하거나 충전하기 위한 레벨로 충전 전력을 무선으로 수신하는 수단;
    상기 수신된 충전 전력에 기초하여, 상기 충전 전력을 무선으로 수신하는 수단으로부터 제 2 AC 전력 신호를 제공하는 수단;
    역률 정정 (Power Factor Correction, PFC) 수단;
    상기 AC 전력 배전 네트워크를 통해 전력을 수신하는 수단 또는 상기 충전 전력을 무선으로 수신하는 수단에, 상기 PFC 수단을 선택적으로 결합하는 스위칭 수단;
    상기 스위칭 수단 및 상기 PFC 수단 사이에서 동작가능하게 결합되고, 상기 AC 전력 배전 네트워크를 통해 수신된 상기 전력을 변환하는 전력 변환 수단; 및
    상기 충전 전력을 무선으로 수신하는 수단 및 상기 스위칭 수단 사이에서 동작가능하게 결합된 정류 수단으로서, 상기 PFC 수단이 상기 충전 전력을 무선으로 수신하는 수단에 동작가능하게 결합되는 경우 상기 제 2 AC 전력 신호를 DC 출력 신호로 변환하고 상기 전력 변환 수단을 통해 상기 DC 출력 신호를 통과시키는, 상기 정류 수단을 포함하고,
    상기 PFC 수단은,
    상기 PFC 수단이 상기 충전 전력을 무선으로 수신하는 수단에 동작가능하게 결합되는 경우, 상기 정류 수단에 가변 임피던스를 제공하는 것을 통해, 상기 제 2 AC 전력 신호에서의 고조파들을 감소시키는 수단을 포함하는, 장치.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 PFC 수단은, 상기 전력 변환 수단에 가변 임피던스를 제공하는 것을 통해, 상기 전력 변환 수단의 입력에서 비-시변 (non-time variant) 인 부하 저항을 생성하는 수단을 더 포함하는, 장치.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 정류 수단은 부하에 따라 하프-브릿지 모드 및 풀-브릿지 모드 사이에서 구성될 수 있는, 장치.
  25. 제 24 항에 있어서,
    펄스폭 변조 신호를 생성하는 수단; 및
    상기 펄스폭 변조 신호에 응답하여 상이한 전압 레벨에서 상기 정류 수단의 출력 신호를 DC 전력 출력 신호로 수정하는 수단을 더 포함하는, 장치.
  26. 제 25 항에 있어서,
    상기 DC 전력 출력 신호의 전류 및 전압 중 하나 이상을 포함하는 DC 전력 출력 신호 조건을 결정하는 수단;
    상기 DC 전력 출력 신호 조건을 샘플링하는 수단;
    상기 DC 전력 출력 신호를 수정하여 상기 DC 전력 출력 신호에서의 부하 변화에 적응하도록 상기 정류 수단에 피드백 신호를 제공하는 수단을 더 포함하는, 장치.
  27. 제 24 항에 있어서,
    상기 정류 수단은 ⅰ) 수신 모드에서 AC 전력을 DC 전력으로, 그리고 ⅱ) 송신 모드에서 DC 전력을 AC 전력으로, 양방향 변환하는 수단을 포함하는, 장치.
  28. 제 22 항에 있어서,
    상기 DC 출력 신호는 AC 변조되고, 상기 제 2 AC 전력 신호는 일정하지 않은 포락선을 갖는 파형을 갖는, 장치.
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Families Citing this family (476)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9421388B2 (en) 2007-06-01 2016-08-23 Witricity Corporation Power generation for implantable devices
US8115448B2 (en) 2007-06-01 2012-02-14 Michael Sasha John Systems and methods for wireless power
US9577436B2 (en) 2008-09-27 2017-02-21 Witricity Corporation Wireless energy transfer for implantable devices
US9744858B2 (en) 2008-09-27 2017-08-29 Witricity Corporation System for wireless energy distribution in a vehicle
US9160203B2 (en) 2008-09-27 2015-10-13 Witricity Corporation Wireless powered television
US8587153B2 (en) 2008-09-27 2013-11-19 Witricity Corporation Wireless energy transfer using high Q resonators for lighting applications
US8400017B2 (en) 2008-09-27 2013-03-19 Witricity Corporation Wireless energy transfer for computer peripheral applications
US9601266B2 (en) 2008-09-27 2017-03-21 Witricity Corporation Multiple connected resonators with a single electronic circuit
US8461722B2 (en) 2008-09-27 2013-06-11 Witricity Corporation Wireless energy transfer using conducting surfaces to shape field and improve K
CN102239633B (zh) 2008-09-27 2017-01-18 韦特里西提公司 无线能量转移系统
US8569914B2 (en) 2008-09-27 2013-10-29 Witricity Corporation Wireless energy transfer using object positioning for improved k
US9184595B2 (en) 2008-09-27 2015-11-10 Witricity Corporation Wireless energy transfer in lossy environments
US8629578B2 (en) 2008-09-27 2014-01-14 Witricity Corporation Wireless energy transfer systems
US9601261B2 (en) 2008-09-27 2017-03-21 Witricity Corporation Wireless energy transfer using repeater resonators
US8304935B2 (en) 2008-09-27 2012-11-06 Witricity Corporation Wireless energy transfer using field shaping to reduce loss
US9396867B2 (en) 2008-09-27 2016-07-19 Witricity Corporation Integrated resonator-shield structures
US8901779B2 (en) 2008-09-27 2014-12-02 Witricity Corporation Wireless energy transfer with resonator arrays for medical applications
US8937408B2 (en) 2008-09-27 2015-01-20 Witricity Corporation Wireless energy transfer for medical applications
US8692410B2 (en) 2008-09-27 2014-04-08 Witricity Corporation Wireless energy transfer with frequency hopping
US8487480B1 (en) 2008-09-27 2013-07-16 Witricity Corporation Wireless energy transfer resonator kit
US8723366B2 (en) 2008-09-27 2014-05-13 Witricity Corporation Wireless energy transfer resonator enclosures
US8643326B2 (en) 2008-09-27 2014-02-04 Witricity Corporation Tunable wireless energy transfer systems
US8461721B2 (en) 2008-09-27 2013-06-11 Witricity Corporation Wireless energy transfer using object positioning for low loss
US8692412B2 (en) 2008-09-27 2014-04-08 Witricity Corporation Temperature compensation in a wireless transfer system
US9601270B2 (en) 2008-09-27 2017-03-21 Witricity Corporation Low AC resistance conductor designs
US8963488B2 (en) 2008-09-27 2015-02-24 Witricity Corporation Position insensitive wireless charging
US8482158B2 (en) 2008-09-27 2013-07-09 Witricity Corporation Wireless energy transfer using variable size resonators and system monitoring
US8466583B2 (en) 2008-09-27 2013-06-18 Witricity Corporation Tunable wireless energy transfer for outdoor lighting applications
US9035499B2 (en) 2008-09-27 2015-05-19 Witricity Corporation Wireless energy transfer for photovoltaic panels
US8933594B2 (en) 2008-09-27 2015-01-13 Witricity Corporation Wireless energy transfer for vehicles
US8946938B2 (en) 2008-09-27 2015-02-03 Witricity Corporation Safety systems for wireless energy transfer in vehicle applications
US8441154B2 (en) 2008-09-27 2013-05-14 Witricity Corporation Multi-resonator wireless energy transfer for exterior lighting
US8476788B2 (en) 2008-09-27 2013-07-02 Witricity Corporation Wireless energy transfer with high-Q resonators using field shaping to improve K
US9515494B2 (en) 2008-09-27 2016-12-06 Witricity Corporation Wireless power system including impedance matching network
US9093853B2 (en) 2008-09-27 2015-07-28 Witricity Corporation Flexible resonator attachment
US8497601B2 (en) 2008-09-27 2013-07-30 Witricity Corporation Wireless energy transfer converters
US8772973B2 (en) 2008-09-27 2014-07-08 Witricity Corporation Integrated resonator-shield structures
US8947186B2 (en) 2008-09-27 2015-02-03 Witricity Corporation Wireless energy transfer resonator thermal management
US8686598B2 (en) 2008-09-27 2014-04-01 Witricity Corporation Wireless energy transfer for supplying power and heat to a device
US9065423B2 (en) 2008-09-27 2015-06-23 Witricity Corporation Wireless energy distribution system
US9246336B2 (en) 2008-09-27 2016-01-26 Witricity Corporation Resonator optimizations for wireless energy transfer
US9544683B2 (en) 2008-09-27 2017-01-10 Witricity Corporation Wirelessly powered audio devices
US8587155B2 (en) 2008-09-27 2013-11-19 Witricity Corporation Wireless energy transfer using repeater resonators
US8471410B2 (en) 2008-09-27 2013-06-25 Witricity Corporation Wireless energy transfer over distance using field shaping to improve the coupling factor
US8901778B2 (en) 2008-09-27 2014-12-02 Witricity Corporation Wireless energy transfer with variable size resonators for implanted medical devices
US8907531B2 (en) 2008-09-27 2014-12-09 Witricity Corporation Wireless energy transfer with variable size resonators for medical applications
US8598743B2 (en) 2008-09-27 2013-12-03 Witricity Corporation Resonator arrays for wireless energy transfer
US8410636B2 (en) 2008-09-27 2013-04-02 Witricity Corporation Low AC resistance conductor designs
US8928276B2 (en) 2008-09-27 2015-01-06 Witricity Corporation Integrated repeaters for cell phone applications
US9105959B2 (en) 2008-09-27 2015-08-11 Witricity Corporation Resonator enclosure
US8324759B2 (en) 2008-09-27 2012-12-04 Witricity Corporation Wireless energy transfer using magnetic materials to shape field and reduce loss
US8912687B2 (en) 2008-09-27 2014-12-16 Witricity Corporation Secure wireless energy transfer for vehicle applications
US9318922B2 (en) 2008-09-27 2016-04-19 Witricity Corporation Mechanically removable wireless power vehicle seat assembly
US8957549B2 (en) 2008-09-27 2015-02-17 Witricity Corporation Tunable wireless energy transfer for in-vehicle applications
US8922066B2 (en) 2008-09-27 2014-12-30 Witricity Corporation Wireless energy transfer with multi resonator arrays for vehicle applications
US8552592B2 (en) 2008-09-27 2013-10-08 Witricity Corporation Wireless energy transfer with feedback control for lighting applications
US8461720B2 (en) 2008-09-27 2013-06-11 Witricity Corporation Wireless energy transfer using conducting surfaces to shape fields and reduce loss
US8669676B2 (en) 2008-09-27 2014-03-11 Witricity Corporation Wireless energy transfer across variable distances using field shaping with magnetic materials to improve the coupling factor
US9106203B2 (en) 2008-09-27 2015-08-11 Witricity Corporation Secure wireless energy transfer in medical applications
DE102009033235A1 (de) * 2009-07-14 2011-01-20 Conductix-Wampfler Ag Energieversorgungseinheit, Landfahrzeug, Austauschstation und Verfahren zum Austausch einer in einem Landfahrzeug enthaltenen Energieversorgungseinheit
US10343535B2 (en) 2010-04-08 2019-07-09 Witricity Corporation Wireless power antenna alignment adjustment system for vehicles
US9561730B2 (en) 2010-04-08 2017-02-07 Qualcomm Incorporated Wireless power transmission in electric vehicles
US10389156B2 (en) 2010-05-21 2019-08-20 Qnovo Inc. Method and circuitry to adaptively charge a battery/cell
US11397215B2 (en) 2010-05-21 2022-07-26 Qnovo Inc. Battery adaptive charging using battery physical phenomena
US11397216B2 (en) 2010-05-21 2022-07-26 Qnovo Inc. Battery adaptive charging using a battery model
US11791647B2 (en) 2010-05-21 2023-10-17 Qnovo Inc. Method and circuitry to adaptively charge a battery/cell
US9142994B2 (en) 2012-09-25 2015-09-22 Qnovo, Inc. Method and circuitry to adaptively charge a battery/cell
US8725330B2 (en) 2010-06-02 2014-05-13 Bryan Marc Failing Increasing vehicle security
NZ586526A (en) * 2010-06-30 2012-12-21 Auckland Uniservices Ltd Inductive power transfer system with ac-ac converter and two-way power transmission ability
US9602168B2 (en) 2010-08-31 2017-03-21 Witricity Corporation Communication in wireless energy transfer systems
US9444517B2 (en) 2010-12-01 2016-09-13 Triune Systems, LLC Coupled inductor power transfer system
US20120169131A1 (en) * 2010-12-29 2012-07-05 Choudhary Vijay N Phase shift power transfer
US9088307B2 (en) * 2010-12-29 2015-07-21 National Semiconductor Corporation Non-resonant and quasi-resonant system for wireless power transmission to multiple receivers
CN103339822B (zh) * 2011-01-19 2016-05-18 株式会社泰库诺瓦 非接触供电系统
JP5641540B2 (ja) * 2011-05-13 2014-12-17 一般財団法人電力中央研究所 双方向非接触給電システム
JP2012257395A (ja) * 2011-06-09 2012-12-27 Toyota Motor Corp 非接触受電装置およびそれを備える車両、非接触送電装置、ならびに非接触電力伝送システム
US9948145B2 (en) 2011-07-08 2018-04-17 Witricity Corporation Wireless power transfer for a seat-vest-helmet system
JP2013030973A (ja) * 2011-07-28 2013-02-07 Nippon Soken Inc 電源装置、非接触送電装置、車両、および非接触電力伝送システム
JP5857251B2 (ja) * 2011-08-01 2016-02-10 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 非接触給電装置の制御方法及び非接触給電装置
CN108418314A (zh) 2011-08-04 2018-08-17 韦特里西提公司 可调谐无线电源架构
US9631950B2 (en) 2011-08-05 2017-04-25 Evatran Group, Inc. Method and apparatus for aligning a vehicle with an inductive charging system
US20130033224A1 (en) * 2011-08-05 2013-02-07 Evatran Llc Method and apparatus for aligning a vehicle with an inductive charging system
US20160176302A1 (en) * 2011-08-06 2016-06-23 Delphi Technologies, Inc. Interconnected wireless battery charging and regenerative braking systems for an electric vehicle
US20130033229A1 (en) * 2011-08-06 2013-02-07 Delphi Technologies, Inc. Method and system to electrically charge and discharge a battery using an electrical charging system that electrically communicates with a regenerative braking electrical circuit
KR101880258B1 (ko) 2011-09-09 2018-07-19 위트리시티 코포레이션 무선 에너지 전송 시스템에서의 이물질 검출
US20130062966A1 (en) 2011-09-12 2013-03-14 Witricity Corporation Reconfigurable control architectures and algorithms for electric vehicle wireless energy transfer systems
US9673638B2 (en) * 2011-09-28 2017-06-06 Integrated Device Technology, Inc. Apparatus and method for a switching power converter
DE102011116057A1 (de) 2011-10-18 2013-04-18 Paul Vahle Gmbh & Co. Kg Netznachbildung im Sekundärkreis der berührungslosenEnergieübertragung
US9318257B2 (en) 2011-10-18 2016-04-19 Witricity Corporation Wireless energy transfer for packaging
JP2015502729A (ja) 2011-11-04 2015-01-22 ワイトリシティ コーポレーションＷｉｔｒｉｃｉｔｙ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ 無線エネルギー伝送モデリングツール
CN102510116A (zh) * 2011-11-09 2012-06-20 天津工业大学 电动车智能在线充电系统
JP6018380B2 (ja) * 2011-12-27 2016-11-02 川崎重工業株式会社 スマートグリッドシステムのグリッドコントローラ、それを備えたスマートグリッドシステムおよびその制御方法
JP2015508987A (ja) 2012-01-26 2015-03-23 ワイトリシティ コーポレーションＷｉｔｒｉｃｉｔｙ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ 減少した場を有する無線エネルギー伝送
US8994224B2 (en) 2012-01-27 2015-03-31 Building Materials Investment Corporation Solar roof shingles and underlayment with wireless power transfer
KR101818036B1 (ko) * 2012-01-30 2018-01-15 한국전자통신연구원 유무선 에너지 전송 기능을 구비한 에너지 저장 시스템
JP5923120B2 (ja) * 2012-02-09 2016-05-24 株式会社テクノバ 双方向非接触給電システム
US9018898B2 (en) * 2012-02-10 2015-04-28 Sandisk Technologies Inc. Regulation of wirelessly charging multiple devices from the same source
US9156364B2 (en) * 2012-02-14 2015-10-13 Ut-Battelle, Llc Wireless power charging using point of load controlled high frequency power converters
FR2988241B1 (fr) * 2012-03-13 2019-08-09 Renault S.A.S Systeme de communication sans fil a plusieurs recepteurs multiplexes.
JP6136025B2 (ja) * 2012-03-15 2017-05-31 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 非接触充電装置の給電装置
US9225391B2 (en) * 2012-03-19 2015-12-29 Lg Innotek Co., Ltd. Wireless power transmitting apparatus and method thereof
JP6376525B2 (ja) * 2012-03-22 2018-08-22 三菱重工業株式会社 車両、制御方法
JP5867592B2 (ja) 2012-03-26 2016-02-24 株式会社村田製作所 電力伝送システム及びそれに用いる送電装置
US9641223B2 (en) * 2012-03-26 2017-05-02 Semiconductor Enegry Laboratory Co., Ltd. Power receiving device and power feeding system
US9837203B2 (en) * 2012-03-29 2017-12-05 Integrated Device Technology, Inc. Apparatuses having different modes of operation for inductive wireless power transfer and related method
US10756558B2 (en) 2012-03-29 2020-08-25 Integrated Device Technology, Inc. Establishing trusted relationships for multimodal wireless power transfer
JP5772687B2 (ja) * 2012-04-04 2015-09-02 株式会社Ihi 電力伝送システム、その送電装置及び受電装置、並びに充電設備及び電気自動車
US9343922B2 (en) 2012-06-27 2016-05-17 Witricity Corporation Wireless energy transfer for rechargeable batteries
US10038337B1 (en) 2013-09-16 2018-07-31 Energous Corporation Wireless power supply for rescue devices
US10205239B1 (en) 2014-05-07 2019-02-12 Energous Corporation Compact PIFA antenna
US10124754B1 (en) 2013-07-19 2018-11-13 Energous Corporation Wireless charging and powering of electronic sensors in a vehicle
US9787103B1 (en) 2013-08-06 2017-10-10 Energous Corporation Systems and methods for wirelessly delivering power to electronic devices that are unable to communicate with a transmitter
US10224758B2 (en) 2013-05-10 2019-03-05 Energous Corporation Wireless powering of electronic devices with selective delivery range
US10141791B2 (en) 2014-05-07 2018-11-27 Energous Corporation Systems and methods for controlling communications during wireless transmission of power using application programming interfaces
US10008889B2 (en) 2014-08-21 2018-06-26 Energous Corporation Method for automatically testing the operational status of a wireless power receiver in a wireless power transmission system
US10211674B1 (en) 2013-06-12 2019-02-19 Energous Corporation Wireless charging using selected reflectors
US9124125B2 (en) 2013-05-10 2015-09-01 Energous Corporation Wireless power transmission with selective range
US9941707B1 (en) 2013-07-19 2018-04-10 Energous Corporation Home base station for multiple room coverage with multiple transmitters
US9973021B2 (en) 2012-07-06 2018-05-15 Energous Corporation Receivers for wireless power transmission
US10186913B2 (en) 2012-07-06 2019-01-22 Energous Corporation System and methods for pocket-forming based on constructive and destructive interferences to power one or more wireless power receivers using a wireless power transmitter including a plurality of antennas
US9939864B1 (en) 2014-08-21 2018-04-10 Energous Corporation System and method to control a wireless power transmission system by configuration of wireless power transmission control parameters
US10141768B2 (en) 2013-06-03 2018-11-27 Energous Corporation Systems and methods for maximizing wireless power transfer efficiency by instructing a user to change a receiver device's position
US9438045B1 (en) 2013-05-10 2016-09-06 Energous Corporation Methods and systems for maximum power point transfer in receivers
US9831718B2 (en) 2013-07-25 2017-11-28 Energous Corporation TV with integrated wireless power transmitter
US9941747B2 (en) 2014-07-14 2018-04-10 Energous Corporation System and method for manually selecting and deselecting devices to charge in a wireless power network
US10263432B1 (en) 2013-06-25 2019-04-16 Energous Corporation Multi-mode transmitter with an antenna array for delivering wireless power and providing Wi-Fi access
US9806564B2 (en) 2014-05-07 2017-10-31 Energous Corporation Integrated rectifier and boost converter for wireless power transmission
US10063106B2 (en) 2014-05-23 2018-08-28 Energous Corporation System and method for a self-system analysis in a wireless power transmission network
US10211680B2 (en) 2013-07-19 2019-02-19 Energous Corporation Method for 3 dimensional pocket-forming
US10206185B2 (en) 2013-05-10 2019-02-12 Energous Corporation System and methods for wireless power transmission to an electronic device in accordance with user-defined restrictions
US10270261B2 (en) 2015-09-16 2019-04-23 Energous Corporation Systems and methods of object detection in wireless power charging systems
US9824815B2 (en) 2013-05-10 2017-11-21 Energous Corporation Wireless charging and powering of healthcare gadgets and sensors
US9876648B2 (en) 2014-08-21 2018-01-23 Energous Corporation System and method to control a wireless power transmission system by configuration of wireless power transmission control parameters
US9954374B1 (en) 2014-05-23 2018-04-24 Energous Corporation System and method for self-system analysis for detecting a fault in a wireless power transmission Network
US10090886B1 (en) 2014-07-14 2018-10-02 Energous Corporation System and method for enabling automatic charging schedules in a wireless power network to one or more devices
US9867062B1 (en) 2014-07-21 2018-01-09 Energous Corporation System and methods for using a remote server to authorize a receiving device that has requested wireless power and to determine whether another receiving device should request wireless power in a wireless power transmission system
US10224982B1 (en) 2013-07-11 2019-03-05 Energous Corporation Wireless power transmitters for transmitting wireless power and tracking whether wireless power receivers are within authorized locations
US9871398B1 (en) 2013-07-01 2018-01-16 Energous Corporation Hybrid charging method for wireless power transmission based on pocket-forming
US9143000B2 (en) 2012-07-06 2015-09-22 Energous Corporation Portable wireless charging pad
US9899873B2 (en) 2014-05-23 2018-02-20 Energous Corporation System and method for generating a power receiver identifier in a wireless power network
US10992185B2 (en) 2012-07-06 2021-04-27 Energous Corporation Systems and methods of using electromagnetic waves to wirelessly deliver power to game controllers
US9991741B1 (en) 2014-07-14 2018-06-05 Energous Corporation System for tracking and reporting status and usage information in a wireless power management system
US9368020B1 (en) 2013-05-10 2016-06-14 Energous Corporation Off-premises alert system and method for wireless power receivers in a wireless power network
US9793758B2 (en) 2014-05-23 2017-10-17 Energous Corporation Enhanced transmitter using frequency control for wireless power transmission
US10291066B1 (en) 2014-05-07 2019-05-14 Energous Corporation Power transmission control systems and methods
US9853458B1 (en) 2014-05-07 2017-12-26 Energous Corporation Systems and methods for device and power receiver pairing
US10439448B2 (en) 2014-08-21 2019-10-08 Energous Corporation Systems and methods for automatically testing the communication between wireless power transmitter and wireless power receiver
US10992187B2 (en) 2012-07-06 2021-04-27 Energous Corporation System and methods of using electromagnetic waves to wirelessly deliver power to electronic devices
US9812890B1 (en) 2013-07-11 2017-11-07 Energous Corporation Portable wireless charging pad
US9876394B1 (en) 2014-05-07 2018-01-23 Energous Corporation Boost-charger-boost system for enhanced power delivery
US9847679B2 (en) 2014-05-07 2017-12-19 Energous Corporation System and method for controlling communication between wireless power transmitter managers
US9899861B1 (en) 2013-10-10 2018-02-20 Energous Corporation Wireless charging methods and systems for game controllers, based on pocket-forming
US10312715B2 (en) 2015-09-16 2019-06-04 Energous Corporation Systems and methods for wireless power charging
US9859797B1 (en) 2014-05-07 2018-01-02 Energous Corporation Synchronous rectifier design for wireless power receiver
US10050462B1 (en) 2013-08-06 2018-08-14 Energous Corporation Social power sharing for mobile devices based on pocket-forming
US9966765B1 (en) 2013-06-25 2018-05-08 Energous Corporation Multi-mode transmitter
US10075008B1 (en) 2014-07-14 2018-09-11 Energous Corporation Systems and methods for manually adjusting when receiving electronic devices are scheduled to receive wirelessly delivered power from a wireless power transmitter in a wireless power network
US9882430B1 (en) 2014-05-07 2018-01-30 Energous Corporation Cluster management of transmitters in a wireless power transmission system
US10965164B2 (en) 2012-07-06 2021-03-30 Energous Corporation Systems and methods of wirelessly delivering power to a receiver device
US10090699B1 (en) 2013-11-01 2018-10-02 Energous Corporation Wireless powered house
US9891669B2 (en) 2014-08-21 2018-02-13 Energous Corporation Systems and methods for a configuration web service to provide configuration of a wireless power transmitter within a wireless power transmission system
US9853692B1 (en) 2014-05-23 2017-12-26 Energous Corporation Systems and methods for wireless power transmission
US10128699B2 (en) 2014-07-14 2018-11-13 Energous Corporation Systems and methods of providing wireless power using receiver device sensor inputs
US9859756B2 (en) 2012-07-06 2018-01-02 Energous Corporation Transmittersand methods for adjusting wireless power transmission based on information from receivers
US9843201B1 (en) 2012-07-06 2017-12-12 Energous Corporation Wireless power transmitter that selects antenna sets for transmitting wireless power to a receiver based on location of the receiver, and methods of use thereof
US9838083B2 (en) 2014-07-21 2017-12-05 Energous Corporation Systems and methods for communication with remote management systems
US10193396B1 (en) 2014-05-07 2019-01-29 Energous Corporation Cluster management of transmitters in a wireless power transmission system
US9882427B2 (en) 2013-05-10 2018-01-30 Energous Corporation Wireless power delivery using a base station to control operations of a plurality of wireless power transmitters
US10243414B1 (en) 2014-05-07 2019-03-26 Energous Corporation Wearable device with wireless power and payload receiver
US10103582B2 (en) 2012-07-06 2018-10-16 Energous Corporation Transmitters for wireless power transmission
US10148097B1 (en) 2013-11-08 2018-12-04 Energous Corporation Systems and methods for using a predetermined number of communication channels of a wireless power transmitter to communicate with different wireless power receivers
US9912199B2 (en) 2012-07-06 2018-03-06 Energous Corporation Receivers for wireless power transmission
US9893554B2 (en) 2014-07-14 2018-02-13 Energous Corporation System and method for providing health safety in a wireless power transmission system
US10063105B2 (en) 2013-07-11 2018-08-28 Energous Corporation Proximity transmitters for wireless power charging systems
US10199849B1 (en) 2014-08-21 2019-02-05 Energous Corporation Method for automatically testing the operational status of a wireless power receiver in a wireless power transmission system
US9252628B2 (en) 2013-05-10 2016-02-02 Energous Corporation Laptop computer as a transmitter for wireless charging
US9847677B1 (en) 2013-10-10 2017-12-19 Energous Corporation Wireless charging and powering of healthcare gadgets and sensors
US10230266B1 (en) 2014-02-06 2019-03-12 Energous Corporation Wireless power receivers that communicate status data indicating wireless power transmission effectiveness with a transmitter using a built-in communications component of a mobile device, and methods of use thereof
US10063064B1 (en) 2014-05-23 2018-08-28 Energous Corporation System and method for generating a power receiver identifier in a wireless power network
US9876379B1 (en) 2013-07-11 2018-01-23 Energous Corporation Wireless charging and powering of electronic devices in a vehicle
US20150326070A1 (en) 2014-05-07 2015-11-12 Energous Corporation Methods and Systems for Maximum Power Point Transfer in Receivers
US11502551B2 (en) 2012-07-06 2022-11-15 Energous Corporation Wirelessly charging multiple wireless-power receivers using different subsets of an antenna array to focus energy at different locations
US9948135B2 (en) 2015-09-22 2018-04-17 Energous Corporation Systems and methods for identifying sensitive objects in a wireless charging transmission field
US10256657B2 (en) 2015-12-24 2019-04-09 Energous Corporation Antenna having coaxial structure for near field wireless power charging
US9859757B1 (en) 2013-07-25 2018-01-02 Energous Corporation Antenna tile arrangements in electronic device enclosures
US9906065B2 (en) 2012-07-06 2018-02-27 Energous Corporation Systems and methods of transmitting power transmission waves based on signals received at first and second subsets of a transmitter's antenna array
US9887584B1 (en) 2014-08-21 2018-02-06 Energous Corporation Systems and methods for a configuration web service to provide configuration of a wireless power transmitter within a wireless power transmission system
US20140008993A1 (en) 2012-07-06 2014-01-09 DvineWave Inc. Methodology for pocket-forming
US10381880B2 (en) 2014-07-21 2019-08-13 Energous Corporation Integrated antenna structure arrays for wireless power transmission
US10199835B2 (en) 2015-12-29 2019-02-05 Energous Corporation Radar motion detection using stepped frequency in wireless power transmission system
US10218227B2 (en) 2014-05-07 2019-02-26 Energous Corporation Compact PIFA antenna
US9923386B1 (en) 2012-07-06 2018-03-20 Energous Corporation Systems and methods for wireless power transmission by modifying a number of antenna elements used to transmit power waves to a receiver
US9893555B1 (en) 2013-10-10 2018-02-13 Energous Corporation Wireless charging of tools using a toolbox transmitter
US9843213B2 (en) 2013-08-06 2017-12-12 Energous Corporation Social power sharing for mobile devices based on pocket-forming
US9825674B1 (en) 2014-05-23 2017-11-21 Energous Corporation Enhanced transmitter that selects configurations of antenna elements for performing wireless power transmission and receiving functions
US10211682B2 (en) 2014-05-07 2019-02-19 Energous Corporation Systems and methods for controlling operation of a transmitter of a wireless power network based on user instructions received from an authenticated computing device powered or charged by a receiver of the wireless power network
US10223717B1 (en) 2014-05-23 2019-03-05 Energous Corporation Systems and methods for payment-based authorization of wireless power transmission service
US10291055B1 (en) 2014-12-29 2019-05-14 Energous Corporation Systems and methods for controlling far-field wireless power transmission based on battery power levels of a receiving device
US20150326143A1 (en) * 2014-05-07 2015-11-12 Energous Corporation Synchronous Rectifier Design for Wireless Power Receiver
US9887739B2 (en) 2012-07-06 2018-02-06 Energous Corporation Systems and methods for wireless power transmission by comparing voltage levels associated with power waves transmitted by antennas of a plurality of antennas of a transmitter to determine appropriate phase adjustments for the power waves
US9941754B2 (en) 2012-07-06 2018-04-10 Energous Corporation Wireless power transmission with selective range
US10128693B2 (en) 2014-07-14 2018-11-13 Energous Corporation System and method for providing health safety in a wireless power transmission system
KR102099819B1 (ko) * 2012-07-09 2020-04-10 엘지전자 주식회사 무선 전력 전송방법, 무선 전력 전송장치 및 무선 충전 시스템
US9287039B2 (en) 2012-07-09 2016-03-15 Lg Electronics Inc. Wireless power transfer method, apparatus and system for low and medium power
KR102158288B1 (ko) * 2012-07-09 2020-09-21 삼성전자주식회사 배터리를 충전하기 위한 방법 및 그 전자 장치
US9859755B2 (en) * 2012-07-16 2018-01-02 Qualcomm Incorporated Device alignment and identification in inductive power transfer systems
JP2014030288A (ja) * 2012-07-31 2014-02-13 Sony Corp 給電装置および給電システム
US9287607B2 (en) 2012-07-31 2016-03-15 Witricity Corporation Resonator fine tuning
DE112012006861B4 (de) 2012-08-31 2024-01-11 Siemens Aktiengesellschaft Batterieladesystem und Verfahren zum kabellosen Laden einer Batterie
CN104604077B (zh) 2012-09-05 2018-10-19 瑞萨电子株式会社 非接触充电装置以及使用该非接触充电装置的非接触供电系统
JP5846085B2 (ja) * 2012-09-18 2016-01-20 株式会社豊田自動織機 受電機器及び非接触電力伝送装置
US9595378B2 (en) 2012-09-19 2017-03-14 Witricity Corporation Resonator enclosure
WO2014050778A1 (ja) * 2012-09-27 2014-04-03 Tdk株式会社 車両および移動体システム
TWI565176B (zh) * 2012-09-28 2017-01-01 Wow Tech Corp Non - contact induction transmission equipment
US9465064B2 (en) 2012-10-19 2016-10-11 Witricity Corporation Foreign object detection in wireless energy transfer systems
KR101844409B1 (ko) 2012-10-23 2018-04-03 삼성전자주식회사 무선 에너지 전송 장치 및 방법, 무선 에너지 전송 시스템
KR102139841B1 (ko) 2012-10-29 2020-07-31 애플 인크. 유도 전력 전송 시스템용 수신기 및 유도 전력 전송 시스템용 수신기를 제어하는 방법
JP6091262B2 (ja) * 2012-11-01 2017-03-08 矢崎総業株式会社 給電部、受電部及び給電システム
US10211720B2 (en) * 2012-11-09 2019-02-19 Integrated Device Technology, Inc. Wireless power transmitter having low noise and high efficiency, and related methods
US9449757B2 (en) 2012-11-16 2016-09-20 Witricity Corporation Systems and methods for wireless power system with improved performance and/or ease of use
US10044228B2 (en) * 2012-12-03 2018-08-07 WIPQTUS Inc. Wireless power system with a self-regulating wireless power receiver
KR101767276B1 (ko) * 2012-12-03 2017-08-10 한국전자통신연구원 무선 전력 전송을 이용하는 배터리 충전 방법 및 시스템
TWI493824B (zh) * 2012-12-18 2015-07-21 國立成功大學 以寬度與波形調變之無線傳能系統
JP6160083B2 (ja) * 2013-01-08 2017-07-12 株式会社Ihi 異物検知装置
US20140197691A1 (en) * 2013-01-14 2014-07-17 Mitsubishi Electric Research Laboratories, Inc Wireless Energy Transfer for Misaligned Resonators
US20160001662A1 (en) * 2013-02-25 2016-01-07 Ut-Battelle, Llc Buffering energy storage systems for reduced grid and vehicle battery stress for in-motion wireless power transfer systems
US9819228B2 (en) * 2013-03-01 2017-11-14 Qualcomm Incorporated Active and adaptive field cancellation for wireless power systems
US9461492B1 (en) 2013-04-19 2016-10-04 Qnovo Inc. Method and circuitry to adaptively charge a battery/cell using a charge-time parameter
US9537357B2 (en) 2013-05-10 2017-01-03 Energous Corporation Wireless sound charging methods and systems for game controllers, based on pocket-forming
US9419443B2 (en) 2013-05-10 2016-08-16 Energous Corporation Transducer sound arrangement for pocket-forming
US9819230B2 (en) 2014-05-07 2017-11-14 Energous Corporation Enhanced receiver for wireless power transmission
US9866279B2 (en) 2013-05-10 2018-01-09 Energous Corporation Systems and methods for selecting which power transmitter should deliver wireless power to a receiving device in a wireless power delivery network
US9381821B2 (en) * 2013-05-15 2016-07-05 Qualcomm Incorporated Systems, methods, and apparatus related to electric vehicle wired and wireless charging
US9496746B2 (en) 2013-05-15 2016-11-15 The Regents Of The University Of Michigan Wireless power transmission for battery charging
JP6111139B2 (ja) * 2013-05-21 2017-04-05 株式会社テクノバ 双方向非接触給電装置
EP2808976A1 (de) * 2013-05-29 2014-12-03 Brusa Elektronik AG Schaltungsanordnung für den Primärteil eines Systems zur kontaktlosen Energieübertragung, sowie Übertragerelement
US9770991B2 (en) * 2013-05-31 2017-09-26 GM Global Technology Operations LLC Systems and methods for initializing a charging system
US10103552B1 (en) 2013-06-03 2018-10-16 Energous Corporation Protocols for authenticated wireless power transmission
US20140361742A1 (en) * 2013-06-07 2014-12-11 Hong Kong Productivity Council Electric vehicle charger
US10003211B1 (en) 2013-06-17 2018-06-19 Energous Corporation Battery life of portable electronic devices
JP6245859B2 (ja) * 2013-06-26 2017-12-13 キヤノン株式会社 送電装置、送電装置の制御方法、プログラム
EP3026786B1 (en) 2013-07-11 2018-09-05 IHI Corporation Power-transfer system
US10021523B2 (en) 2013-07-11 2018-07-10 Energous Corporation Proximity transmitters for wireless power charging systems
KR102110824B1 (ko) * 2013-07-17 2020-05-14 삼성전자주식회사 무선 전력 전송 시스템에서의 네트워크 통신 방법 및 장치
JP6111160B2 (ja) * 2013-07-18 2017-04-05 本田技研工業株式会社 電動車両
KR102083563B1 (ko) * 2013-07-22 2020-03-03 삼성전자주식회사 무선 전력 전송 시스템에서의 간섭 제어 방법 및 장치
KR102042662B1 (ko) * 2013-07-22 2019-11-11 삼성전자주식회사 무선 전력 전송 시스템에서의 통신 전력 전송 방법 및 장치
US9979440B1 (en) 2013-07-25 2018-05-22 Energous Corporation Antenna tile arrangements configured to operate as one functional unit
US9505314B2 (en) * 2013-08-09 2016-11-29 Qualcomm Incorporated Systems, methods, and apparatus related to detecting and identifying electric vehicle and charging station
JP2016534698A (ja) 2013-08-14 2016-11-04 ワイトリシティ コーポレーションＷｉｔｒｉｃｉｔｙ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ インピーダンス同調
US9409490B2 (en) 2013-09-27 2016-08-09 Qualcomm Incorporated Device alignment in inductive power transfer systems
DE102013219538A1 (de) * 2013-09-27 2015-04-02 Siemens Aktiengesellschaft Ladestation für ein elektrisch antreibbares Fahrzeug
DE102013219536A1 (de) * 2013-09-27 2015-04-02 Siemens Aktiengesellschaft Ladestation zum drahtlosen energietechnischen Koppeln eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs
DE102013219534A1 (de) * 2013-09-27 2015-04-02 Siemens Aktiengesellschaft Ladestation für ein elektrisch antreibbares Fahrzeug
KR102199469B1 (ko) 2013-12-09 2021-01-06 한화디펜스 주식회사 전기차량에서 외부 차량과 상호 전력 공급을 수행하는 방법 및 장치
US20150180264A1 (en) * 2013-12-20 2015-06-25 Cambridge Silicon Radio Limited Antenna for wireless charging
US10003128B2 (en) * 2013-12-26 2018-06-19 Mitsubishi Electric Engineering Company, Limited Resonant type power transmission antenna device
JP5937631B2 (ja) * 2014-01-31 2016-06-22 トヨタ自動車株式会社 非接触電力伝送システムおよび充電ステーション
US9780573B2 (en) 2014-02-03 2017-10-03 Witricity Corporation Wirelessly charged battery system
US9935482B1 (en) 2014-02-06 2018-04-03 Energous Corporation Wireless power transmitters that transmit at determined times based on power availability and consumption at a receiving mobile device
US10075017B2 (en) 2014-02-06 2018-09-11 Energous Corporation External or internal wireless power receiver with spaced-apart antenna elements for charging or powering mobile devices using wirelessly delivered power
US9952266B2 (en) 2014-02-14 2018-04-24 Witricity Corporation Object detection for wireless energy transfer systems
US10193387B2 (en) 2014-03-07 2019-01-29 Lg Electronics Inc. Wireless power transmission apparatus and method
JP6219495B2 (ja) * 2014-03-07 2017-10-25 国立大学法人 東京大学 インホイールモータシステム
US9772401B2 (en) * 2014-03-17 2017-09-26 Qualcomm Incorporated Systems, methods, and apparatus for radar-based detection of objects in a predetermined space
DE102014205427A1 (de) * 2014-03-24 2015-09-24 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Laden oder Entladen einer Batterie
TWI511402B (zh) * 2014-03-28 2015-12-01 Generalplus Technology Inc 具有無線充電發射功能與無線充電接收功能之電路及其裝置
US20150311724A1 (en) * 2014-03-31 2015-10-29 Evatran Group, Inc. Ac inductive power transfer system
US9842687B2 (en) 2014-04-17 2017-12-12 Witricity Corporation Wireless power transfer systems with shaped magnetic components
WO2015161035A1 (en) 2014-04-17 2015-10-22 Witricity Corporation Wireless power transfer systems with shield openings
DE102014207719A1 (de) * 2014-04-24 2015-10-29 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Skalierbare induktive Ladestation
DE102014207854A1 (de) * 2014-04-25 2015-10-29 Robert Bosch Gmbh Übertragungssystem, Verfahren und Fahrzeuganordnung
US9966784B2 (en) 2014-06-03 2018-05-08 Energous Corporation Systems and methods for extending battery life of portable electronic devices charged by sound
US10158257B2 (en) 2014-05-01 2018-12-18 Energous Corporation System and methods for using sound waves to wirelessly deliver power to electronic devices
US9837860B2 (en) 2014-05-05 2017-12-05 Witricity Corporation Wireless power transmission systems for elevators
US10153645B1 (en) 2014-05-07 2018-12-11 Energous Corporation Systems and methods for designating a master power transmitter in a cluster of wireless power transmitters
EP3140680B1 (en) 2014-05-07 2021-04-21 WiTricity Corporation Foreign object detection in wireless energy transfer systems
US9800172B1 (en) 2014-05-07 2017-10-24 Energous Corporation Integrated rectifier and boost converter for boosting voltage received from wireless power transmission waves
US9973008B1 (en) 2014-05-07 2018-05-15 Energous Corporation Wireless power receiver with boost converters directly coupled to a storage element
US10170917B1 (en) 2014-05-07 2019-01-01 Energous Corporation Systems and methods for managing and controlling a wireless power network by establishing time intervals during which receivers communicate with a transmitter
US10153653B1 (en) 2014-05-07 2018-12-11 Energous Corporation Systems and methods for using application programming interfaces to control communications between a transmitter and a receiver
US9876536B1 (en) 2014-05-23 2018-01-23 Energous Corporation Systems and methods for assigning groups of antennas to transmit wireless power to different wireless power receivers
US10574079B1 (en) * 2014-06-20 2020-02-25 Qnovo Inc. Wireless charging techniques and circuitry for a battery
US9954375B2 (en) 2014-06-20 2018-04-24 Witricity Corporation Wireless power transfer systems for surfaces
JP2016010284A (ja) * 2014-06-26 2016-01-18 株式会社豊田自動織機 送電機器及び非接触電力伝送装置
JP2016019366A (ja) * 2014-07-08 2016-02-01 株式会社豊田自動織機 送電機器及び非接触電力伝送装置
US10574091B2 (en) 2014-07-08 2020-02-25 Witricity Corporation Enclosures for high power wireless power transfer systems
JP6518316B2 (ja) 2014-07-08 2019-05-22 ワイトリシティ コーポレーションＷｉｔｒｉｃｉｔｙ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ 無線電力伝送システムにおける共振器の均衡化
KR20170031128A (ko) * 2014-07-09 2017-03-20 오클랜드 유니서비시즈 리미티드 전기 차량들에 적절한 유도 전력 시스템
CN104079079B (zh) * 2014-07-14 2018-02-23 南京矽力杰半导体技术有限公司 谐振型非接触供电装置、集成电路和恒压控制方法
US10116143B1 (en) 2014-07-21 2018-10-30 Energous Corporation Integrated antenna arrays for wireless power transmission
US10068703B1 (en) 2014-07-21 2018-09-04 Energous Corporation Integrated miniature PIFA with artificial magnetic conductor metamaterials
US9871301B2 (en) 2014-07-21 2018-01-16 Energous Corporation Integrated miniature PIFA with artificial magnetic conductor metamaterials
US9739844B2 (en) * 2014-07-25 2017-08-22 Qualcomm Incorporated Guidance and alignment system and methods for electric vehicle wireless charging systems
US9656563B2 (en) * 2014-07-31 2017-05-23 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Modular wireless electrical system
US9917477B1 (en) 2014-08-21 2018-03-13 Energous Corporation Systems and methods for automatically testing the communication between power transmitter and wireless receiver
US9965009B1 (en) 2014-08-21 2018-05-08 Energous Corporation Systems and methods for assigning a power receiver to individual power transmitters based on location of the power receiver
US9276413B1 (en) * 2014-09-25 2016-03-01 Navitas Semiconductor, Inc. Soft switched single stage wireless power transfer
KR101655555B1 (ko) * 2014-10-31 2016-09-22 현대자동차주식회사 태양전지 활용 시스템 및 방법
WO2016072865A1 (en) 2014-11-05 2016-05-12 Powerbyproxi Limited An inductive power receiver
US9744870B2 (en) 2014-11-11 2017-08-29 Empire Technology Development Llc Wirelessly charging vehicles moving in vehicle convoy
KR102332621B1 (ko) * 2014-11-21 2021-12-01 삼성전자주식회사 신호 송수신 회로 및 이를 포함하는 전자 장치
DE102014118040B4 (de) * 2014-12-05 2017-08-24 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Regelschaltung für eine Basisstation zum Übertragen einer Energie auf einen Empfänger mittels eines elektrischen Schwingkreises, Auswerteeinrichtung, Verfahren und Computerprogramm
US10046659B2 (en) * 2014-12-19 2018-08-14 Qualcomm Incorporated Systems, apparatus and method for adaptive wireless power transfer
US10122415B2 (en) 2014-12-27 2018-11-06 Energous Corporation Systems and methods for assigning a set of antennas of a wireless power transmitter to a wireless power receiver based on a location of the wireless power receiver
US9843217B2 (en) 2015-01-05 2017-12-12 Witricity Corporation Wireless energy transfer for wearables
TWI553995B (zh) * 2015-01-19 2016-10-11 茂達電子股份有限公司 雙向無線充電裝置及雙向無線充電系統
DE102015101351A1 (de) * 2015-01-29 2016-08-04 Balluff Gmbh System zur kontaktlosen Energie- und Datenübertragung
US9893535B2 (en) 2015-02-13 2018-02-13 Energous Corporation Systems and methods for determining optimal charging positions to maximize efficiency of power received from wirelessly delivered sound wave energy
EP3257063A4 (en) * 2015-02-13 2018-10-17 Apple Inc. Inductive power receiver
EP3065152A1 (de) 2015-03-06 2016-09-07 Brusa Elektronik AG Primärteil eines induktiven ladegeräts
DE102015004752A1 (de) * 2015-04-10 2016-10-13 Universität Stuttgart Empfangseinheit, Sendeeinheit und Positioniersystem zur Positionierung eines Elektrofahrzeugs, diesbezügliches Elektrofahrzeug
DE102015208254A1 (de) * 2015-05-05 2016-11-10 Robert Bosch Gmbh Akkuinduktivladevorrichtung
KR102353272B1 (ko) * 2015-06-10 2022-01-19 삼성전자주식회사 무선 전력 송수신기
CN104901439B (zh) * 2015-06-30 2017-08-08 京东方科技集团股份有限公司 磁共振式无线充电电路
DE102015111553A1 (de) * 2015-07-16 2017-01-19 Ipt Technology Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur induktiven Übertragung elektrischer Energie
US9819215B2 (en) * 2015-07-17 2017-11-14 Hon Hai Precision Industry Co., Ltd. Wireless charging system
GB2540752B (en) * 2015-07-21 2019-07-10 Dyson Technology Ltd Battery charger
WO2017023796A1 (en) * 2015-07-31 2017-02-09 Cameron International Corporation Systems and methods for inductively coupled power transfer and bidirectional communication
US10523033B2 (en) 2015-09-15 2019-12-31 Energous Corporation Receiver devices configured to determine location within a transmission field
US9906275B2 (en) 2015-09-15 2018-02-27 Energous Corporation Identifying receivers in a wireless charging transmission field
US9941752B2 (en) 2015-09-16 2018-04-10 Energous Corporation Systems and methods of object detection in wireless power charging systems
US10199850B2 (en) 2015-09-16 2019-02-05 Energous Corporation Systems and methods for wirelessly transmitting power from a transmitter to a receiver by determining refined locations of the receiver in a segmented transmission field associated with the transmitter
US10158259B1 (en) 2015-09-16 2018-12-18 Energous Corporation Systems and methods for identifying receivers in a transmission field by transmitting exploratory power waves towards different segments of a transmission field
US9893538B1 (en) 2015-09-16 2018-02-13 Energous Corporation Systems and methods of object detection in wireless power charging systems
US10186893B2 (en) 2015-09-16 2019-01-22 Energous Corporation Systems and methods for real time or near real time wireless communications between a wireless power transmitter and a wireless power receiver
US11710321B2 (en) 2015-09-16 2023-07-25 Energous Corporation Systems and methods of object detection in wireless power charging systems
US10008875B1 (en) 2015-09-16 2018-06-26 Energous Corporation Wireless power transmitter configured to transmit power waves to a predicted location of a moving wireless power receiver
US10211685B2 (en) 2015-09-16 2019-02-19 Energous Corporation Systems and methods for real or near real time wireless communications between a wireless power transmitter and a wireless power receiver
US10778041B2 (en) 2015-09-16 2020-09-15 Energous Corporation Systems and methods for generating power waves in a wireless power transmission system
US9871387B1 (en) 2015-09-16 2018-01-16 Energous Corporation Systems and methods of object detection using one or more video cameras in wireless power charging systems
US10050470B1 (en) 2015-09-22 2018-08-14 Energous Corporation Wireless power transmission device having antennas oriented in three dimensions
US10033222B1 (en) 2015-09-22 2018-07-24 Energous Corporation Systems and methods for determining and generating a waveform for wireless power transmission waves
US10135295B2 (en) 2015-09-22 2018-11-20 Energous Corporation Systems and methods for nullifying energy levels for wireless power transmission waves
US10027168B2 (en) 2015-09-22 2018-07-17 Energous Corporation Systems and methods for generating and transmitting wireless power transmission waves using antennas having a spacing that is selected by the transmitter
US10020678B1 (en) 2015-09-22 2018-07-10 Energous Corporation Systems and methods for selecting antennas to generate and transmit power transmission waves
US10153660B1 (en) 2015-09-22 2018-12-11 Energous Corporation Systems and methods for preconfiguring sensor data for wireless charging systems
US10135294B1 (en) 2015-09-22 2018-11-20 Energous Corporation Systems and methods for preconfiguring transmission devices for power wave transmissions based on location data of one or more receivers
US10128686B1 (en) 2015-09-22 2018-11-13 Energous Corporation Systems and methods for identifying receiver locations using sensor technologies
WO2017062647A1 (en) 2015-10-06 2017-04-13 Witricity Corporation Rfid tag and transponder detection in wireless energy transfer systems
CN106571692B (zh) * 2015-10-09 2019-06-04 纽艾吉科技有限公司 无线受电装置及其解调方法
US10734717B2 (en) 2015-10-13 2020-08-04 Energous Corporation 3D ceramic mold antenna
US10333332B1 (en) 2015-10-13 2019-06-25 Energous Corporation Cross-polarized dipole antenna
EP3362804B1 (en) 2015-10-14 2024-01-17 WiTricity Corporation Phase and amplitude detection in wireless energy transfer systems
WO2017070227A1 (en) 2015-10-19 2017-04-27 Witricity Corporation Foreign object detection in wireless energy transfer systems
WO2017070009A1 (en) 2015-10-22 2017-04-27 Witricity Corporation Dynamic tuning in wireless energy transfer systems
US9853485B2 (en) 2015-10-28 2017-12-26 Energous Corporation Antenna for wireless charging systems
US9899744B1 (en) 2015-10-28 2018-02-20 Energous Corporation Antenna for wireless charging systems
US10063108B1 (en) 2015-11-02 2018-08-28 Energous Corporation Stamped three-dimensional antenna
US10027180B1 (en) 2015-11-02 2018-07-17 Energous Corporation 3D triple linear antenna that acts as heat sink
US10135112B1 (en) 2015-11-02 2018-11-20 Energous Corporation 3D antenna mount
JP6548554B2 (ja) * 2015-11-06 2019-07-24 国立大学法人 東京大学 受電装置
US10461583B2 (en) * 2015-11-10 2019-10-29 Samsung Electronics Co., Ltd. Electronic device and method for wireless charging in electronic device
US10181729B1 (en) 2015-11-13 2019-01-15 X Development Llc Mobile hybrid transmit/receive node for near-field wireless power delivery
US10389140B2 (en) 2015-11-13 2019-08-20 X Development Llc Wireless power near-field repeater system that includes metamaterial arrays to suppress far-field radiation and power loss
US10317963B1 (en) 2015-11-13 2019-06-11 X Development Llc Modular mechanism enabled by mid-range wireless power
US10128660B1 (en) 2015-11-13 2018-11-13 X Development Llc Wireless solar power delivery
US10153644B2 (en) 2015-11-13 2018-12-11 X Development Llc Delivering and negotiating wireless power delivery in a multi-receiver system
US9866039B2 (en) 2015-11-13 2018-01-09 X Development Llc Wireless power delivery over medium range distances using magnetic, and common and differential mode-electric, near-field coupling
US10135257B1 (en) 2015-11-13 2018-11-20 X Development Llc Extending the distance range of near-field wireless power delivery
US10029551B2 (en) 2015-11-16 2018-07-24 Kubota Corporation Electric work vehicle, battery pack for electric work vehicle and contactless charging system
KR101851995B1 (ko) * 2015-11-20 2018-04-25 숭실대학교산학협력단 무선 충전기용 공진 컨버터 및 그 구현방법
US10075019B2 (en) 2015-11-20 2018-09-11 Witricity Corporation Voltage source isolation in wireless power transfer systems
US10027159B2 (en) 2015-12-24 2018-07-17 Energous Corporation Antenna for transmitting wireless power signals
US10079515B2 (en) 2016-12-12 2018-09-18 Energous Corporation Near-field RF charging pad with multi-band antenna element with adaptive loading to efficiently charge an electronic device at any position on the pad
US10256677B2 (en) 2016-12-12 2019-04-09 Energous Corporation Near-field RF charging pad with adaptive loading to efficiently charge an electronic device at any position on the pad
US11863001B2 (en) 2015-12-24 2024-01-02 Energous Corporation Near-field antenna for wireless power transmission with antenna elements that follow meandering patterns
US10320446B2 (en) 2015-12-24 2019-06-11 Energous Corporation Miniaturized highly-efficient designs for near-field power transfer system
US10027158B2 (en) 2015-12-24 2018-07-17 Energous Corporation Near field transmitters for wireless power charging of an electronic device by leaking RF energy through an aperture
US10038332B1 (en) 2015-12-24 2018-07-31 Energous Corporation Systems and methods of wireless power charging through multiple receiving devices
US10164478B2 (en) 2015-12-29 2018-12-25 Energous Corporation Modular antenna boards in wireless power transmission systems
CN105529795A (zh) * 2016-01-18 2016-04-27 河南理工大学 感应式电动车充电装置
US10759281B2 (en) * 2016-01-19 2020-09-01 Ford Global Technologies, Llc Controlling operation of electrified vehicle travelling on inductive roadway to influence electrical grid
EP3462574B1 (en) 2016-02-02 2021-11-17 WiTricity Corporation Controlling wireless power transfer systems
KR102612384B1 (ko) 2016-02-08 2023-12-12 위트리시티 코포레이션 Ｐｗｍ 커패시터 제어
US9899879B2 (en) * 2016-02-15 2018-02-20 Motorola Solutions, Inc. Systems and methods for controlling wireless power transfer
US10097046B2 (en) 2016-03-18 2018-10-09 Global Energy Transmission, Co. Wireless power assembly
IL302340A (en) * 2016-03-18 2023-06-01 Global Energy Trans Co Wireless power transmission system
CN106571665A (zh) * 2016-04-06 2017-04-19 中兴新能源汽车有限责任公司 无线充电接收装置、电动汽车和无线充电系统
WO2017178401A1 (en) * 2016-04-13 2017-10-19 Robert Bosch Gmbh Smart dc microgrid parking structures using power line communications
CN107437823B (zh) 2016-05-27 2022-03-08 松下知识产权经营株式会社 电力传送系统
US9660487B1 (en) * 2016-06-13 2017-05-23 Megau LLC Intelligent wireless power transferring system with automatic positioning
US10239415B2 (en) 2016-06-24 2019-03-26 Qualcomm Incorporated Base side vehicle identification using vehicle controller switching frequency
EP3263390B1 (en) * 2016-07-01 2020-05-06 Hyundai Motor Company Wireless power transfer method for electric vehicle based on auxiliary battery status and electric vehicle for the same
GB201611532D0 (en) * 2016-07-01 2016-08-17 Dukosi Ltd Electric batteries
KR102622053B1 (ko) * 2016-07-18 2024-01-08 삼성전자주식회사 전자장치, 디스플레이 장치 및 그 장치들의 구동방법
DE102016114941A1 (de) * 2016-08-11 2018-02-15 Technische Hochschule Ingolstadt System und Verfahren zur induktiven Energieübertragung
KR101915008B1 (ko) * 2016-08-12 2018-11-06 (주)그린파워 전기 자동차용 유무선 겸용 충전 시스템
TWI614967B (zh) * 2016-08-16 2018-02-11 飛宏科技股份有限公司 雙槍充電系統之智慧型能量分配方法
US10727697B2 (en) 2016-09-14 2020-07-28 Witricity Corporation Power flow controller synchronization
CN106451818B (zh) * 2016-10-25 2018-12-11 哈尔滨工业大学 基于磁耦合谐振的轮毂电机无线供电系统
US10355532B2 (en) 2016-11-02 2019-07-16 Apple Inc. Inductive power transfer
US10923954B2 (en) 2016-11-03 2021-02-16 Energous Corporation Wireless power receiver with a synchronous rectifier
US10447090B1 (en) 2016-11-17 2019-10-15 Apple Inc. Inductive power receiver
KR102226403B1 (ko) 2016-12-12 2021-03-12 에너저스 코포레이션 전달되는 무선 전력을 최대화하기 위한 근접장 충전 패드의 안테나 존들을 선택적으로 활성화시키는 방법
FR3060230B1 (fr) * 2016-12-14 2019-01-25 Renault S.A.S Procede de commande d'un dispositif de charge embarque sur un vehicule electrique ou hybride.
CN106936325A (zh) * 2016-12-21 2017-07-07 蔚来汽车有限公司 多功能车载功率变换器和包含其的电动汽车
US10243415B1 (en) 2016-12-29 2019-03-26 X Development Llc Mobile power transmitter
US10680319B2 (en) 2017-01-06 2020-06-09 Energous Corporation Devices and methods for reducing mutual coupling effects in wireless power transmission systems
US10389161B2 (en) 2017-03-15 2019-08-20 Energous Corporation Surface mount dielectric antennas for wireless power transmitters
US10439442B2 (en) 2017-01-24 2019-10-08 Energous Corporation Microstrip antennas for wireless power transmitters
US10919401B2 (en) 2017-01-12 2021-02-16 Ford Global Technologies, Llc Integrated wireless power transfer system
JP6565943B2 (ja) * 2017-01-23 2019-08-28 トヨタ自動車株式会社 送電装置及び電力伝送システム
CN106740238B (zh) * 2017-02-20 2023-08-25 华南理工大学 一种电动汽车无线充电电路及其控制方法
CN106787254B (zh) * 2017-03-17 2020-06-09 宁波微鹅电子科技有限公司 无线电能接收端和无线供电系统
US11011942B2 (en) 2017-03-30 2021-05-18 Energous Corporation Flat antennas having two or more resonant frequencies for use in wireless power transmission systems
EP3462564A4 (en) * 2017-04-07 2019-05-08 Guangdong Oppo Mobile Telecommunications Corp., Ltd. WIRELESS LOADING SYSTEM, DEVICE AND METHOD AND DEVICE TO BE LOADED
CN109787325B (zh) 2017-04-07 2023-06-27 Oppo广东移动通信有限公司 无线充电系统、装置、方法及待充电设备
US10308123B2 (en) * 2017-04-19 2019-06-04 Witricity Corporation Vehicle-side beacon mode for wireless electric vehicle charging
CN107097670A (zh) * 2017-05-03 2017-08-29 南京农业大学 一种多原边绕阻并联的电动汽车无线充电装置
US10511097B2 (en) 2017-05-12 2019-12-17 Energous Corporation Near-field antennas for accumulating energy at a near-field distance with minimal far-field gain
US11462949B2 (en) 2017-05-16 2022-10-04 Wireless electrical Grid LAN, WiGL Inc Wireless charging method and system
JP7003445B2 (ja) * 2017-05-19 2022-02-04 オムロン株式会社 非接触給電装置
WO2018212074A1 (ja) * 2017-05-19 2018-11-22 オムロン株式会社 非接触給電装置
JP6390808B1 (ja) * 2017-05-19 2018-09-19 オムロン株式会社 非接触給電装置
US20180339601A1 (en) * 2017-05-23 2018-11-29 Martin Kruszelnicki Charging station system and method
CN110999029A (zh) 2017-05-30 2020-04-10 无线先进车辆电气化有限公司 单点馈电多垫式无线充电
JP6399244B1 (ja) * 2017-06-02 2018-10-03 オムロン株式会社 非接触給電装置及び異常停止方法
US10848853B2 (en) 2017-06-23 2020-11-24 Energous Corporation Systems, methods, and devices for utilizing a wire of a sound-producing device as an antenna for receipt of wirelessly delivered power
US11043848B2 (en) 2017-06-29 2021-06-22 Witricity Corporation Protection and control of wireless power systems
CN110914100A (zh) * 2017-07-28 2020-03-24 Abb瑞士股份有限公司 无线充电系统
US10483836B2 (en) 2017-07-31 2019-11-19 Lear Corporation Method of early hard switching detection and protection for inductive power transfer
CN107618388B (zh) * 2017-09-26 2023-10-31 伽行科技（北京）有限公司 一种电动汽车无线充电系统
US10122219B1 (en) 2017-10-10 2018-11-06 Energous Corporation Systems, methods, and devices for using a battery as a antenna for receiving wirelessly delivered power from radio frequency power waves
DE102017123453A1 (de) 2017-10-10 2019-04-11 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Vorrichtung und Verfahren zum Laden eines Batteriesystems
US10714985B2 (en) * 2017-10-11 2020-07-14 Spark Connected LLC Wireless power transfer system and method
CN109687560A (zh) * 2017-10-18 2019-04-26 江苏卡威汽车工业集团股份有限公司 一种车载无线感应充电电源系统
US11342798B2 (en) 2017-10-30 2022-05-24 Energous Corporation Systems and methods for managing coexistence of wireless-power signals and data signals operating in a same frequency band
US11462943B2 (en) 2018-01-30 2022-10-04 Wireless Advanced Vehicle Electrification, Llc DC link charging of capacitor in a wireless power transfer pad
US10615647B2 (en) 2018-02-02 2020-04-07 Energous Corporation Systems and methods for detecting wireless power receivers and other objects at a near-field charging pad
JP7003708B2 (ja) * 2018-02-07 2022-01-21 オムロン株式会社 非接触給電装置
EP3762992A1 (de) * 2018-03-03 2021-01-13 Riva GmbH Engineering Batteriespeichersystem
US11159057B2 (en) 2018-03-14 2021-10-26 Energous Corporation Loop antennas with selectively-activated feeds to control propagation patterns of wireless power signals
US10797506B2 (en) 2018-04-05 2020-10-06 Witricity Corporation DC to AC power conversion using a wireless power receiver
US20200274398A1 (en) * 2018-05-01 2020-08-27 Global Energy Transmission, Co. Systems and methods for wireless power transferring
US10211796B1 (en) * 2018-05-24 2019-02-19 Nxp B.V. Common mode voltage ramping in Class-D amplifiers minimizing AM band emissions in passive keyless entry systems
KR101935570B1 (ko) * 2018-06-08 2019-01-07 (주)그린파워 전기차용 비접촉 급전장치
US11515732B2 (en) 2018-06-25 2022-11-29 Energous Corporation Power wave transmission techniques to focus wirelessly delivered power at a receiving device
KR102205046B1 (ko) * 2018-09-20 2021-01-19 주식회사 하벤 로봇청소장치용 무선충전장치
JP2020065388A (ja) 2018-10-18 2020-04-23 セイコーエプソン株式会社 制御装置、送電装置、無接点電力伝送システム、受電装置及び電子機器
KR20230130769A (ko) * 2018-11-02 2023-09-12 니치콘 가부시키가이샤 무선 급전장치
EP3855597A4 (en) * 2018-11-02 2022-09-28 Nichicon Corporation WIRELESS ELECTRICAL POWER SUPPLY DEVICE
US11437735B2 (en) 2018-11-14 2022-09-06 Energous Corporation Systems for receiving electromagnetic energy using antennas that are minimally affected by the presence of the human body
DE102018131610A1 (de) * 2018-12-10 2020-06-10 Phoenix Contact E-Mobility Gmbh Ladestecker mit einer Rastverbindungsdetektion
KR20210117283A (ko) 2019-01-28 2021-09-28 에너저스 코포레이션 무선 전력 전송을 위한 소형 안테나에 대한 시스템들 및 방법들
EP3921945A1 (en) 2019-02-06 2021-12-15 Energous Corporation Systems and methods of estimating optimal phases to use for individual antennas in an antenna array
CN109795354B (zh) * 2019-03-07 2023-08-15 暨南大学 一种车载无线充电线圈的自动对准装置及方法
US10923959B2 (en) 2019-04-03 2021-02-16 Apple Inc. Wireless power system with reconfigurable rectifier circuitry
JP7414405B2 (ja) * 2019-05-23 2024-01-16 キヤノン株式会社 制御システムおよび制御方法
CN114364570A (zh) * 2019-08-16 2022-04-15 奥克兰大学服务有限公司 车辆-电网-家庭电力接口
CN116961250A (zh) 2019-08-26 2023-10-27 韦特里西提公司 无线电力系统中的有源整流控制
US11381118B2 (en) 2019-09-20 2022-07-05 Energous Corporation Systems and methods for machine learning based foreign object detection for wireless power transmission
US11139699B2 (en) 2019-09-20 2021-10-05 Energous Corporation Classifying and detecting foreign objects using a power amplifier controller integrated circuit in wireless power transmission systems
WO2021055898A1 (en) 2019-09-20 2021-03-25 Energous Corporation Systems and methods for machine learning based foreign object detection for wireless power transmission
CN115104234A (zh) 2019-09-20 2022-09-23 艾诺格思公司 使用多个整流器保护无线电力接收器以及使用多个整流器建立带内通信的系统和方法
CN112542897B (zh) 2019-09-23 2023-03-28 伏达半导体(合肥)股份有限公司 H-桥栅极控制设备
EP4073905A4 (en) 2019-12-13 2024-01-03 Energous Corp CHARGING PAD WITH GUIDING CONTOURS FOR ALIGNING AN ELECTRONIC DEVICE ON THE CHARGING PAD AND FOR EFFICIENTLY TRANSMITTING NEAR FIELD HIGH FREQUENCY ENERGY TO THE ELECTRONIC DEVICE
US11452028B2 (en) 2019-12-20 2022-09-20 Witricity Corporation Wireless network pairing for wireless electric vehicle charging
US10985617B1 (en) 2019-12-31 2021-04-20 Energous Corporation System for wirelessly transmitting energy at a near-field distance without using beam-forming control
DE102021201584A1 (de) * 2020-02-26 2021-08-26 Apple Inc. Drahtloses leistungssystem
JP2021141757A (ja) * 2020-03-06 2021-09-16 キヤノン株式会社 無線装置
CN111250767B (zh) * 2020-03-27 2021-07-13 南京航空航天大学 一种用于数控铣床的变频超声振动加工系统
US11799324B2 (en) 2020-04-13 2023-10-24 Energous Corporation Wireless-power transmitting device for creating a uniform near-field charging area
US11571984B2 (en) 2020-04-21 2023-02-07 Toyota Motor North America, Inc. Load effects on transport energy
DE102020113289A1 (de) 2020-05-15 2021-11-18 Link Gmbh Kontaktlose Energie- und/oder Datenübertragung
US11180048B1 (en) 2020-07-01 2021-11-23 Toyota Motor North America, Inc. Transport-based exchange of electrical charge and services
US11374440B2 (en) 2020-07-31 2022-06-28 Renesas Electronics America Inc. Wireless power charging
JP2023551753A (ja) * 2020-09-15 2023-12-13 ダアナア レゾリューション インク． 電力伝送システムおよび方法
AU2021357160A1 (en) * 2020-10-06 2023-05-25 Connector Technologies Pty Ltd Intrinsically safe electrical connector
WO2022120663A1 (zh) * 2020-12-09 2022-06-16 宁德时代新能源科技股份有限公司 功率变换器的控制方法、装置及系统
US20220392700A1 (en) * 2021-06-04 2022-12-08 The Florida State University Research Foundation, Inc. Systems and methods for leadless power coupling for cryogenic environments
CN113659734B (zh) * 2021-08-13 2023-07-21 福州大学 基于方波调制的分离信道式双向无线电能与信号同步传输系统
US11949330B2 (en) * 2021-10-19 2024-04-02 Volvo Car Corporation Integrated power conversion topology for electric vehicles
US11942802B2 (en) * 2021-11-19 2024-03-26 Rivian Ip Holdings, Llc Devices, structures, and methods for wirelessly powering external accessories
US11916398B2 (en) 2021-12-29 2024-02-27 Energous Corporation Small form-factor devices with integrated and modular harvesting receivers, and shelving-mounted wireless-power transmitters for use therewith
US11862993B1 (en) * 2022-07-01 2024-01-02 Utah State University High-power reflexive field containment circuit topology for dynamic wireless power transfer systems

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1995001669A1 (en) 1993-06-29 1995-01-12 Square D Company Power conversion and distribution system
JP2002281754A (ja) * 2001-03-01 2002-09-27 Koninkl Philips Electronics Nv コンバータ
JP2006003116A (ja) 2004-06-15 2006-01-05 Hitachi Metals Ltd 磁気センサ
JP3840765B2 (ja) * 1997-11-21 2006-11-01 神鋼電機株式会社 非接触給電搬送システムにおける１次給電側電源装置
US20090010334A1 (en) 2000-04-14 2009-01-08 Mamoru Ueda Decoding device, decoding method, recording medium, and program
US20090033304A1 (en) * 2007-07-06 2009-02-05 Benedict Eric L Low-Loss Control of DC-DC Converters In An Energy Storage System
WO2009027674A1 (en) * 2007-08-28 2009-03-05 Access Business Group International Llc Inductive power supply
WO2010006078A1 (en) 2008-07-08 2010-01-14 Qualcomm Incorporated Wireless high power transfer under regulatory constraints
US20110013322A1 (en) 2009-07-14 2011-01-20 Ford Global Technologies, Llc Automotive vehicle charge port with fault interrupt circuit
US20110050164A1 (en) 2008-05-07 2011-03-03 Afshin Partovi System and methods for inductive charging, and improvements and uses thereof

Family Cites Families (137)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4800328A (en) 1986-07-18 1989-01-24 Inductran Inc. Inductive power coupling with constant voltage output
US5162963A (en) * 1989-03-14 1992-11-10 Hughes Aircraft Company Surge eliminator for switching converters
JPH0454804A (ja) 1990-06-20 1992-02-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd 移動ロボット
CA2050068A1 (en) * 1990-09-27 1992-03-28 Richard Wayne Glaser Power factor improving arrangement
FR2695266B1 (fr) 1992-09-02 1994-09-30 Cableco Sa Ensemble pour recharger les batteries d'accumulateurs d'un véhicule automobile électrique.
DE4236286A1 (de) 1992-10-28 1994-05-05 Daimler Benz Ag Verfahren und Anordnung zum automatischen berührungslosen Laden
CA2143949C (en) 1993-06-30 1997-01-21 David M. Demuro Electronic device for controlling application of a charging current thereto and associated method therefor
JP3319062B2 (ja) 1993-08-24 2002-08-26 松下電器産業株式会社 移動ロボット
US5515285A (en) 1993-12-16 1996-05-07 Car Trace, Incorporated System for monitoring vehicles during a crisis situation
US5573090A (en) 1994-05-05 1996-11-12 H. R. Ross Industries, Inc. Raodway-powered electric vehicle system having onboard power metering and communication channel features
JPH08103039A (ja) 1994-09-30 1996-04-16 Mitsubishi Electric Corp 電波給電装置
US5568036A (en) 1994-12-02 1996-10-22 Delco Electronics Corp. Contactless battery charging system with high voltage cable
US7315151B2 (en) * 1995-01-11 2008-01-01 Microplanet Inc. Method and apparatus for electronic power control
US5659240A (en) * 1995-02-16 1997-08-19 General Electric Company Intelligent battery charger for electric drive system batteries
US5617003A (en) 1995-03-24 1997-04-01 Kabushiki Kaisha Toyoda Jidoshokki Seisakusho Method and apparatus for charging a battery of an electric vehicle
US20070205881A1 (en) 2000-09-08 2007-09-06 Automotive Technologies International, Inc. Energy Harvesting Systems and Methods for Vehicles
JPH0918222A (ja) 1995-06-28 1997-01-17 Nippon Sheet Glass Co Ltd 窓ガラスアンテナ装置
JPH09200115A (ja) 1996-01-23 1997-07-31 Toshiba Corp 無線通信システムにおける無線基地局のアンテナ指向性制御方法および可変指向性アンテナ
EP0788212B1 (en) 1996-01-30 2002-04-17 Sumitomo Wiring Systems, Ltd. Connection system and connection method for an electric automotive vehicle
JP3586955B2 (ja) 1996-02-02 2004-11-10 住友電装株式会社 電気自動車用充電システム
JPH1014124A (ja) 1996-06-19 1998-01-16 Tdk Corp 非接触電力伝送装置
JPH10136588A (ja) 1996-10-28 1998-05-22 Sanyo Electric Co Ltd 電動車両の充電システム
US5959410A (en) * 1997-01-29 1999-09-28 Matsushita Electric Works R&D Laboratory, Inc. Charge pump power factor correction circuit for power supply for gas discharge lamp
JPH11252810A (ja) * 1998-03-03 1999-09-17 Toyota Autom Loom Works Ltd バッテリ車の車載側充電装置
JP3985390B2 (ja) 1999-06-17 2007-10-03 日産自動車株式会社 電力マネジメントシステム
JP4332276B2 (ja) 2000-02-28 2009-09-16 株式会社センテクリエイションズ 表情変化装置
AUPQ750400A0 (en) 2000-05-15 2000-06-08 Energy Storage Systems Pty Ltd A power supply
JP4403648B2 (ja) 2000-09-07 2010-01-27 日産自動車株式会社 電力マネジメントシステム
US6330176B1 (en) * 2000-11-15 2001-12-11 Powerware Corporation Multi-input power transfer and uninterruptible power supply apparatus and methods of operation thereof
US6465990B2 (en) * 2001-03-15 2002-10-15 Bensys Corporation Power factor correction circuit
JP2002286456A (ja) 2001-03-27 2002-10-03 Mitsubishi Electric Corp 車両位置認識装置
JP3531624B2 (ja) 2001-05-28 2004-05-31 株式会社村田製作所 伝送線路、集積回路および送受信装置
US6738024B2 (en) 2001-06-22 2004-05-18 Ems Technologies Canada, Ltd. Mechanism for differential dual-directional antenna array
JP3870315B2 (ja) 2001-08-08 2007-01-17 株式会社日立製作所 移動体システム
US6548985B1 (en) * 2002-03-22 2003-04-15 General Motors Corporation Multiple input single-stage inductive charger
JP3751574B2 (ja) 2002-04-23 2006-03-01 三菱電機株式会社 目標位置探知方法および目標位置探知システム
US6960968B2 (en) 2002-06-26 2005-11-01 Koninklijke Philips Electronics N.V. Planar resonator for wireless power transfer
US20040062059A1 (en) * 2002-07-19 2004-04-01 Ballard Power Systems Corporation Apparatus and method employing bi-directional converter for charging and/or supplying power
US7307595B2 (en) 2004-12-21 2007-12-11 Q-Track Corporation Near field location system and method
US7525217B1 (en) * 2002-11-15 2009-04-28 Sprint Communications Company L.P. Rectifier-super capacitor device for use in a power system for a telecommunication facility
US8183827B2 (en) 2003-01-28 2012-05-22 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Adaptive charger system and method
DE10325246B3 (de) 2003-06-03 2004-11-18 Huf Hülsbeck & Fürst Gmbh & Co. Kg Elektronische Zugangskontrollvorrichtung
US7057376B2 (en) * 2004-01-14 2006-06-06 Vanner, Inc. Power management system for vehicles
US20050243522A1 (en) * 2004-04-30 2005-11-03 Motorola, Inc. Combined packaging and storage apparatus having added functionality
JPWO2006022365A1 (ja) * 2004-08-27 2008-05-08 北伸電機株式会社 非接触電力伝送装置
US7327113B2 (en) * 2004-11-15 2008-02-05 General Electric Company Electric starter generator system employing bidirectional buck-boost power converters, and methods therefor
US20060103355A1 (en) * 2004-11-16 2006-05-18 Joseph Patino Method and system for selectively charging a battery
TWI283097B (en) * 2004-12-31 2007-06-21 Jason Auto Technology Co Ltd Method and device for battery charger and diagnosis with detectable battery energy barrier
JP2006234581A (ja) 2005-02-24 2006-09-07 Aichi Micro Intelligent Corp 電子コンパス及び方位測定方法
US20060260355A1 (en) * 2005-05-19 2006-11-23 Roberts Mark J Integrated NGL recovery and liquefied natural gas production
US7451839B2 (en) * 2005-05-24 2008-11-18 Rearden, Llc System and method for powering a vehicle using radio frequency generators
US7382112B2 (en) * 2005-08-16 2008-06-03 The Board Of Trustees Of The University Of Illinois Methods and devices for input waveform control in switching power supplies
US20070042729A1 (en) * 2005-08-16 2007-02-22 Baaman David W Inductive power supply, remote device powered by inductive power supply and method for operating same
US7375994B2 (en) * 2005-10-11 2008-05-20 Texas Instruments Incorporated Highly efficient isolated AC/DC power conversion technique
TWI320257B (en) * 2005-11-21 2010-02-01 Power adapter
US8072220B2 (en) 2005-12-16 2011-12-06 Raytheon Utd Inc. Positioning, detection and communication system and method
CN2891442Y (zh) * 2005-12-29 2007-04-18 比亚迪股份有限公司 电动汽车便携式充电器
NZ545664A (en) 2006-02-28 2008-07-31 Auckland Uniservices Ltd Single phase power supply for inductively coupled power transfer systems
NZ547604A (en) 2006-05-30 2008-09-26 John Talbot Boys Inductive power transfer system pick-up circuit
DE102006025975B4 (de) * 2006-06-02 2008-08-28 Siemens Ag Österreich Wechselrichterschaltung und Verfahren zum Betreiben der Wechselrichterschaltung
GB0615562D0 (en) * 2006-08-04 2006-09-13 Ceres Power Ltd Power supply control for power
TWI320626B (en) * 2006-09-12 2010-02-11 Ablerex Electronics Co Ltd Bidirectional active power conditioner
US9129741B2 (en) * 2006-09-14 2015-09-08 Qualcomm Incorporated Method and apparatus for wireless power transmission
US7679943B2 (en) * 2007-01-08 2010-03-16 Maxvision Corporation Uninterruptable power supply
US7602142B2 (en) * 2007-04-02 2009-10-13 Visteon Global Technologies, Inc. System for inductive power transfer
JP2008278592A (ja) * 2007-04-26 2008-11-13 Ntt Docomo Inc 複数携帯デバイス用の充電装置
CN103072491B (zh) * 2007-05-10 2018-04-24 奥克兰联合服务有限公司 多电源电气车辆
GB0710057D0 (en) 2007-05-25 2007-07-04 Splashpower Power system
JP5121307B2 (ja) 2007-05-28 2013-01-16 ソニーモバイルコミュニケーションズ株式会社 無接点電力伝送コイルユニット、携帯端末、送電装置、及び、無接点電力伝送システム
US20090007388A1 (en) 2007-07-05 2009-01-08 Villeneuve Bruce W Magnetic shirt pocket eyeglass retaining clip system
US7839023B2 (en) * 2007-07-18 2010-11-23 Raytheon Company Methods and apparatus for three-phase inverter with reduced energy storage
US8368348B2 (en) 2007-09-20 2013-02-05 Semaconnect, Inc. Automated recharging system
US8890472B2 (en) 2007-09-26 2014-11-18 Alex Mashinsky Self-charging electric vehicles and aircraft, and wireless energy distribution system
US7889524B2 (en) * 2007-10-19 2011-02-15 Illinois Institute Of Technology Integrated bi-directional converter for plug-in hybrid electric vehicles
US20090108677A1 (en) 2007-10-29 2009-04-30 Linear Technology Corporation Bidirectional power converters
JP4794533B2 (ja) 2007-11-01 2011-10-19 三菱電機株式会社 誘導加熱装置
US8228025B2 (en) * 2007-11-09 2012-07-24 City University Of Hong Kong Electronic control method for a planar inductive battery charging apparatus
WO2009069039A1 (en) 2007-11-26 2009-06-04 Koninklijke Philips Electronics N.V. Power factor control circuit and mains power supply
JP5086043B2 (ja) 2007-11-30 2012-11-28 日立アプライアンス株式会社 電力変換装置および電力変換装置の制御方法
CA2709867C (en) * 2007-12-21 2016-02-23 Access Business Group International Llc Circuitry for inductive power transfer
FR2925769B1 (fr) 2007-12-21 2010-05-21 Thales Sa Dispositif d'acheminement de signaux pour positionneur d'antenne mobile.
JP4407753B2 (ja) * 2008-01-15 2010-02-03 トヨタ自動車株式会社 電動車両の充電システム
JP2010022183A (ja) 2008-02-08 2010-01-28 Suri-Ai:Kk 電気自動車及びそれに好適な車両用誘導送電装置
US8855554B2 (en) 2008-03-05 2014-10-07 Qualcomm Incorporated Packaging and details of a wireless power device
JP2009251895A (ja) 2008-04-04 2009-10-29 Sony Corp 電力交換装置、電力交換方法、プログラム、および電力交換システム
JP4968159B2 (ja) * 2008-04-15 2012-07-04 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車両の制御装置
JP4665991B2 (ja) 2008-04-15 2011-04-06 トヨタ自動車株式会社 無線エネルギ伝送装置及び無線エネルギ伝送方法
US8878393B2 (en) 2008-05-13 2014-11-04 Qualcomm Incorporated Wireless power transfer for vehicles
US8847719B2 (en) * 2008-07-25 2014-09-30 Cirrus Logic, Inc. Transformer with split primary winding
US8432070B2 (en) * 2008-08-25 2013-04-30 Qualcomm Incorporated Passive receivers for wireless power transmission
KR101088401B1 (ko) 2008-08-29 2011-12-01 안동대학교 산학협력단 무선전력전송장치
US8947041B2 (en) 2008-09-02 2015-02-03 Qualcomm Incorporated Bidirectional wireless power transmission
JP4911148B2 (ja) 2008-09-02 2012-04-04 ソニー株式会社 非接触給電装置
WO2010027559A1 (en) 2008-09-07 2010-03-11 Schweitzer Engineering Laboratories, Inc. Energy management for an electronic device
US8650411B2 (en) * 2008-09-07 2014-02-11 Schweitzer Engineering Laboratories Inc. Energy management for an electronic device
US8532724B2 (en) 2008-09-17 2013-09-10 Qualcomm Incorporated Transmitters for wireless power transmission
US8006793B2 (en) 2008-09-19 2011-08-30 Better Place GmbH Electric vehicle battery system
JP5152338B2 (ja) 2008-09-19 2013-02-27 トヨタ自動車株式会社 非接触充電装置および非接触受電装置
JP5390818B2 (ja) 2008-09-19 2014-01-15 矢崎総業株式会社 ワイヤレス電力伝送装置の通信コイル構造
GB2463548B8 (en) 2008-09-22 2011-08-10 Responsiveload Ltd Smart responsive electrical load
JP4880762B2 (ja) 2008-09-26 2012-02-22 株式会社ＭＥＲＳＴｅｃｈ 電力変換装置
JP4438887B1 (ja) * 2008-09-26 2010-03-24 トヨタ自動車株式会社 電動車両及び電動車両の充電制御方法
JP2010081736A (ja) * 2008-09-26 2010-04-08 Tdk Corp Ａｃ／ｄｃコンバータ
US8723366B2 (en) 2008-09-27 2014-05-13 Witricity Corporation Wireless energy transfer resonator enclosures
KR20100045671A (ko) * 2008-10-24 2010-05-04 주식회사 필룩스 전자식 형광등 안정기
US8020011B2 (en) * 2008-10-27 2011-09-13 Sercomm Corporation Shared interface device for selectively using power supply over ethernet (POE) card and wireless network module
US20100110741A1 (en) * 2008-10-31 2010-05-06 University Of Florida Research Foundation, Inc. Miniature high voltage/current ac switch using low voltage single supply control
US20110089904A1 (en) * 2008-12-04 2011-04-21 Thomas Allan Ward Current clamping parallel battery charging system to supplement regenerative braking in electric vehicle
JP5135204B2 (ja) * 2008-12-26 2013-02-06 株式会社日立製作所 非接触電力伝送システム、および該非接触電力伝送システムにおける負荷装置
US8033349B2 (en) 2009-03-12 2011-10-11 Ford Global Technologies, Inc. Auto-seek electrical connection for a plug-in hybrid electric vehicle
US9873347B2 (en) 2009-03-12 2018-01-23 Wendell Brown Method and apparatus for automatic charging of an electrically powered vehicle
WO2010111433A2 (en) * 2009-03-25 2010-09-30 Powergetics, Inc. Bidirectional energy converter
US20100259458A1 (en) 2009-04-14 2010-10-14 Qualcomm Incorporated Dual-angle adjustment of a satellite-tracking antenna with a single motor
US8810205B2 (en) * 2009-05-14 2014-08-19 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Charging device for vehicle
WO2010131348A1 (ja) * 2009-05-14 2010-11-18 トヨタ自動車株式会社 車両用充電装置
CN102421629B (zh) * 2009-05-14 2013-12-25 丰田自动车株式会社 非接触受电装置和具备该非接触受电装置的车辆
US8655272B2 (en) * 2009-07-07 2014-02-18 Nokia Corporation Wireless charging coil filtering
US8013570B2 (en) * 2009-07-23 2011-09-06 Coulomb Technologies, Inc. Electrical circuit sharing for electric vehicle charging stations
US8290463B2 (en) * 2009-09-14 2012-10-16 ConvenientPower HK Ltd. Universal demodulation and modulation for data communication in wireless power transfer
US20110082621A1 (en) 2009-10-02 2011-04-07 Eric Berkobin Method and system for predicting battery life based on vehicle battery, usage, and environmental data
US9132741B2 (en) * 2009-10-08 2015-09-15 Ford Global Technologies, Llc Method and system for controlling current flow through a power distribution circuit
US20110133726A1 (en) 2009-12-09 2011-06-09 Alexander Ballantyne Precision alignment system
CN102111008A (zh) * 2009-12-29 2011-06-29 台达电子工业股份有限公司 电动汽车的高压电池充电系统架构
GB2488086B (en) * 2010-01-05 2014-11-05 Access Business Group Int Llc Inductive charging system for electric vehicle
TWI610512B (zh) 2010-02-05 2018-01-01 半導體能源研究所股份有限公司 受電裝置
WO2011106506A2 (en) * 2010-02-25 2011-09-01 Evatran Llc Method and apparatus for inductively transferring ac power between a charging unit and a vehicle
US8478452B2 (en) * 2010-04-06 2013-07-02 Battelle Memorial Institute Grid regulation services for energy storage devices based on grid frequency
US20110244817A1 (en) * 2010-04-06 2011-10-06 Qualcomm Incorporated Forward link signaling
US9561730B2 (en) 2010-04-08 2017-02-07 Qualcomm Incorporated Wireless power transmission in electric vehicles
US10343535B2 (en) 2010-04-08 2019-07-09 Witricity Corporation Wireless power antenna alignment adjustment system for vehicles
CN102299548B (zh) * 2010-06-24 2014-02-05 海尔集团公司 电子装置及其供电方法以及无线供电系统
KR101194485B1 (ko) * 2010-10-19 2012-10-24 삼성전기주식회사 가변 주파수 역률 제어 충전 장치
CN102457193B (zh) * 2010-10-27 2015-08-19 台达电子工业股份有限公司 具有单级转换器的电源供应器
US9827861B2 (en) * 2010-11-05 2017-11-28 Ford Global Technologies, Llc System and method for vehicle battery charging
DE102011056516B4 (de) * 2010-12-16 2022-10-13 Denso Corporation Leistungsversorgungsvorrichtung für Fahrzeuge
JP5445481B2 (ja) * 2011-02-01 2014-03-19 村田機械株式会社 非接触給電装置
JP6880172B2 (ja) * 2016-08-08 2021-06-02 ワイトリシティ コーポレーションＷｉｔｒｉｃｉｔｙ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ 磁束消去のための共有材料を有するインダクタシステム

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1995001669A1 (en) 1993-06-29 1995-01-12 Square D Company Power conversion and distribution system
JP3840765B2 (ja) * 1997-11-21 2006-11-01 神鋼電機株式会社 非接触給電搬送システムにおける１次給電側電源装置
US20090010334A1 (en) 2000-04-14 2009-01-08 Mamoru Ueda Decoding device, decoding method, recording medium, and program
JP2002281754A (ja) * 2001-03-01 2002-09-27 Koninkl Philips Electronics Nv コンバータ
JP2006003116A (ja) 2004-06-15 2006-01-05 Hitachi Metals Ltd 磁気センサ
US20090033304A1 (en) * 2007-07-06 2009-02-05 Benedict Eric L Low-Loss Control of DC-DC Converters In An Energy Storage System
WO2009027674A1 (en) * 2007-08-28 2009-03-05 Access Business Group International Llc Inductive power supply
US20110050164A1 (en) 2008-05-07 2011-03-03 Afshin Partovi System and methods for inductive charging, and improvements and uses thereof
WO2010006078A1 (en) 2008-07-08 2010-01-14 Qualcomm Incorporated Wireless high power transfer under regulatory constraints
US20110013322A1 (en) 2009-07-14 2011-01-20 Ford Global Technologies, Llc Automotive vehicle charge port with fault interrupt circuit

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