RU2596606C2 - Динамическая резонансная согласующая схема для беспроводных приемников энергии - Google Patents

Динамическая резонансная согласующая схема для беспроводных приемников энергии Download PDF

Info

Publication number
RU2596606C2
RU2596606C2 RU2014110045/07A RU2014110045A RU2596606C2 RU 2596606 C2 RU2596606 C2 RU 2596606C2 RU 2014110045/07 A RU2014110045/07 A RU 2014110045/07A RU 2014110045 A RU2014110045 A RU 2014110045A RU 2596606 C2 RU2596606 C2 RU 2596606C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
switch
resonant
circuit
frequency
transmission system
Prior art date
Application number
RU2014110045/07A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2014110045A (ru
Inventor
Эберхард ВАФФЕНШМИДТ
Адрианус СЕМПЕЛ
ГОР Дейв Виллем ВАН
ДЕР ЗАНДЕН Хенрикус Теодорус ВАН
Original Assignee
Конинклейке Филипс Н.В.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Конинклейке Филипс Н.В. filed Critical Конинклейке Филипс Н.В.
Publication of RU2014110045A publication Critical patent/RU2014110045A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2596606C2 publication Critical patent/RU2596606C2/ru

Links

Images

Classifications

    • H04B5/22—
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F38/00—Adaptations of transformers or inductances for specific applications or functions
    • H01F38/14—Inductive couplings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P1/00—Auxiliary devices
    • H01P1/10—Auxiliary devices for switching or interrupting
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/05—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using capacitive coupling
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/10—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/10—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling
    • H02J50/12—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling of the resonant type
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H7/00—Multiple-port networks comprising only passive electrical elements as network components
    • H03H7/38—Impedance-matching networks
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03J—TUNING RESONANT CIRCUITS; SELECTING RESONANT CIRCUITS
    • H03J1/00—Details of adjusting, driving, indicating, or mechanical control arrangements for resonant circuits in general
    • H04B5/79—
    • H04B5/24—

Abstract

Изобретение относится к технике связи и может использоваться в беспроводных системах связи. Технический результат состоит в повышении надежности связи. Для этого резонансная согласующая схема (310) для согласования резонансной частоты беспроводной системы передачи энергии с частотой сигнала мощности содержит переключатель (311), соединенный параллельно с резонансным элементом (302) беспроводной системы передачи энергии; и контроллер (312), соединенный с переключателем (311) и сконфигурированный с возможностью обнаружения пересечения уровня нулевого напряжения сигнала, проходящего через резонансный элемент (302), и замыкания переключателя (311) в течение заранее заданного промежутка времени при обнаружении пересечения уровня нулевого напряжения, при этом замыкание переключателя (311) в течение заранее заданного промежутка времени добавляет любое одно из индуктивного значения и емкостного значения к резонансной частоте беспроводной системы передачи энергии. 10 з.п. ф-лы, 15 ил.

Description

Эта заявка испрашивает приоритет предварительной заявки на патент США № 61/523947, поданной 16 августа 2011, и предварительной заявки на патент США № 61/666040, поданной 29 июня 2012.
Область техники
Изобретение в целом относится к беспроводным системам передачи энергии и, в частности, к способам динамической настройки резонансной частоты таких систем.
Беспроводная передача энергии означает подачу электроэнергии без каких-либо проводов или контактов. Таким образом, питание электронных устройств выполняется через беспроводную среду. Одним популярным применением для беспроводной передачи энергии является зарядка портативных электронных устройств, например, мобильных телефонов, портативных ЭВМ и т.п.
Один способ беспроводной передачи энергии осуществляется с помощью индуктивной системы питания. В такой системе электромагнитная индуктивность между источником питания (передатчик) и устройством (приемник) позволяет осуществлять бесконтактную передачу энергии. И передатчик и приемник оснащены электрическими катушками, и когда катушки физически сближаются, электрический сигнал проходит от передатчика к приемнику.
В индуктивных системах питания генерируемое магнитное поле сконцентрировано в пределах катушек. В результате передача энергии принимающему полю приемника сильно сконцентрирована в пространстве. Это явление создает горячие точки в системе, что ограничивает эффективность системы. Для улучшения эффективности передачи энергии необходима высокая добротность каждой катушки. Для этого катушка должна характеризоваться оптимальным отношением индуктивности к активному сопротивлению, состоять из материалов с низким сопротивлением и изготавливаться с использованием литцендрата для уменьшения скин-эффекта. Катушки должны иметь сложную геометрическую конфигурацию, чтобы исключать токи Фуко. Поэтому для эффективных индуктивных систем питания требуются дорогие катушки. Конструкция для индуктивной беспроводной системы передачи энергии, используемой на большой площади, будет нуждаться во множестве дорогих катушек.
Емкостная связь является другим способом беспроводной передачи энергии. Этот способ преимущественно используется в приложениях по зондированию и передаче данных. Автомобильная радиоантенна, приклеенная к окну, с принимающим элементом внутри автомобиля, является примером емкостной связи. Способ емкостной связи также используется для бесконтактной зарядки электронных устройств. Для таких применений зарядный блок (реализующий емкостную связь) работает на частотах за пределами собственной резонансной частоты устройства.
Емкостная система передачи энергии может также использоваться для передачи энергии на больших площадях, имеющих плоскую структуру, например, окнах, стенах и т.п. Примером такой емкостной системы передачи энергии является система 100, изображенная на фиг. 1. Как показано на фиг. 1, типичная конструкция такой системы включает в себя пару электродов 111, 112 приемника, соединенных с нагрузкой 120, и катушку индуктивности 130. Система 100 также включает в себя пару электродов 141, 142 передатчика, соединенных с силовым устройством 150 возбуждения, и изолирующий слой 160.
Пара электродов 141, 142 передатчика расположена с одной стороны изолирующего слоя 160, а электроды 111, 112 приемника расположены с другой стороны изолирующего слоя 160. Такое расположение формирует емкостное сопротивление между парой электродов 141, 142 передатчика и электродами 111, 112 приемника.
Силовое устройство 150 возбуждения генерирует сигнал мощности, который может быть беспроводным образом передан от электродов 141, 142 передатчика к электродам 111, 112 приемника для питания нагрузки 120. Эффективность беспроводной передачи энергии улучшается, когда частота сигнала мощности совпадает с частотой последовательного резонанса системы 100. Частота последовательного резонанса системы 100 является функцией величины индуктивности катушки 130 индуктивности и/или катушки 131 индуктивности, а также емкостного сопротивления между парой электродов 141, 142 передатчика и электродами 111, 112 приемника (см. C1 и C2 на фиг. 1). Емкостное сопротивление и катушка(и) индуктивности компенсируют друг друга на резонансной частоте, результатом чего является низкоомная схема. Нагрузка 120 может быть, например, светодиодом, лентой светодиодов, лампой, компьютером, громкоговорителями и т.п.
Электрическая схема 200 системы 100 представлена на фиг. 2. Максимальная передача энергии достигается, когда частота сигнала мощности Ugen близка к последовательному резонансу схемы. Схема содержит нагрузку RL, резистор RS (представляющий собой сопротивление катушки индуктивности), конденсаторы C1 и C2 и катушку индуктивности LS. Последовательный резонанс определяется значениями конденсаторов C1 и C2 и катушки LS индуктивности. Значения конденсаторов C1 и C2 и катушки LS индуктивности выбираются так, что они компенсируют друг друга на рабочей частоте сигнала Ugen. Поэтому только последовательный резонанс катушки RS индуктивности и соединение электродов ограничивают передачу энергии. Следует принять во внимание, что это позволяет передавать сигналы переменного тока (AC), характеризуемые большой амплитудой и низкими частотами.
И для емкостных, и для индуктивных систем передачи энергии энергия передается эффективно, когда частота входной мощности переменного тока совпадает с резонансной частотой в приемнике. Например, в емкостной системе, которая включает в себя индуктивный элемент, такой как система, показанная на фиг. 1 и 2, резонансная частота катушки(ек) индуктивности и емкостного сопротивления должна быть в значительной степени согласована с частотой сигнала мощности переменного тока.
Один подход для согласования резонансной частоты приемника, состоит в использовании переменных резонансных элементов, например, катушек с переменной индуктивностью. Однако такой подход может быть громоздким, дорогим или неподходящим для применения. Другой подход заключается в изменении рабочей частоты силового устройства 150 возбуждения. Однако это может быть неприемлемым решением в системе, которая включает в себя множество нагрузок, потому что частота не может динамически регулироваться так, чтобы все нагрузки в системе имели одинаковую резонансную частоту. Например, изменение частоты сигнала мощности для согласования резонансной частоты первой нагрузки может привести к тому, что второе устройство выйдет из резонансного состояния. Таким образом, необходимо решение, как добиться согласования резонанса принимающей схемы, не изменяя рабочую частоту сигнала мощности и не изменяя резонансные емкостные или индуктивные значения устройства.
Поэтому было бы полезно обеспечить решение для беспроводных систем передачи энергии, которое обеспечивает оптимальную передачу энергии, динамически добиваясь согласования резонанса в таких системах.
Краткое изложение сущности изобретения
Некоторые варианты воплощения, раскрытые здесь, включают в себя резонансную согласующую схему для согласования резонансной частоты беспроводной системы передачи энергии с частотой сигнала мощности. Схема содержит переключатель, соединенный параллельно с резонансным элементом беспроводной системы передачи энергии; и контроллер, соединенный с переключателем и сконфигурированный с возможностью обнаружения пересечения уровня нулевого напряжения сигнала, проходящего через резонансный элемент, и замыкания переключателя в течение заранее заданного промежутка времени при обнаружении пересечения уровня нулевого напряжения, при этом замыкание переключателя течение заранее заданного промежутка времени добавляет любое одно из индуктивного значения и емкостного значения к резонансной частоте беспроводной системы передачи энергии.
Некоторые варианты воплощения, раскрытые здесь, также включают в себя резонансную согласующую схему для согласования резонансной частоты беспроводной системы передачи энергии с частотой сигнала мощности. Схема содержит переключатель, соединенный последовательно с резонансным элементом беспроводной системы передачи энергии; контроллер, соединенный с переключателем и сконфигурированный с возможностью обнаружения пересечения уровня нулевого тока сигнала, проходящего через резонансный элемент, и размыкания переключателя течение заранее заданного промежутка времени при обнаружении пересечения уровня нулевого тока, при этом размыкание переключателя течение заранее заданного промежутка времени добавляет любое одно из индуктивного значения и емкостного значения к резонансной частоте беспроводной системы передачи энергии.
Некоторые варианты воплощения, раскрытые здесь, также включают в себя резонансную согласующую схему для согласования резонансной частоты емкостной системы передачи энергии с частотой сигнала мощности. Система содержит переключатель, соединенный последовательно с индуктивным элементом емкостной системы передачи энергии; контроллер, соединенный с переключателем и сконфигурированный с возможностью обнаружения пересечения уровня нулевого тока сигнала, проходящего через индуктивный элемент, и размыкания переключателя течение заранее заданного промежутка времени при обнаружении пересечения уровня нулевого тока, при этом размыкание переключателя течение заранее заданного промежутка времени добавляет любое одно из индуктивного значения и емкостного значения к резонансной частоте емкостной системы передачи энергии, при этом резонансная частота является функцией индуктивного элемента, емкостного сопротивления, сформированного между электродами приемника и электродами передатчика емкостной системы передачи энергии, и любого одного из индуктивного значения и емкостного значения.
Некоторые варианты воплощения, раскрытые здесь, также включают в себя резонансную согласующую схему для согласования резонансной частоты емкостной системы передачи энергии с частотой сигнала мощности. Схема содержит переключатель, соединенный параллельно с индуктивным элементом емкостной системы передачи энергии; контроллер, соединенный с переключателем и сконфигурированный с возможностью обнаружения пересечения уровня нулевого напряжения сигнала, проходящего через индуктивный элемент, и замыкания переключателя в течение заранее заданного промежутка времени при обнаружении пересечения уровня нулевого напряжения, при этом замыкание переключателя в течение заранее заданного промежутка времени добавляет любое из индуктивного значения и емкостного значения к резонансной частоте беспроводной системы передачи энергии, при этом резонансная частота является функцией индуктивного элемента, емкостного сопротивления, сформированного между электродами приемника и электродами передатчика емкостной системы передачи энергии, и любого одного из индуктивного значения и емкостного значения.
Краткое описания чертежей
Объект, который рассматривается как изобретение, отчетливо указан и четко заявлен в формуле изобретения в конце патентного описания. Указанные выше и другие признаки и преимущества изобретения будут очевидны из следующего подробного описания, взятого в сочетании с прилагаемыми чертежами.
Фиг. 1 является схемой емкостной системы передачи энергии;
Фиг. 2 является электрической схемой емкостной системы передачи энергии;
Фиг. 3 является принципиальной схемой, изображающей индуктивный приемник для передачи энергии с резонансной согласующей схемой, реализованной в соответствии с одним вариантом воплощения;
Фиг. 4 является графиком, изображающим работу резонансной согласующей схемы;
Фиг. 5 является электрической схемой, изображающей индуктивный приемник для передачи энергии с резонансной согласующей схемой, реализованной в соответствии с другим вариантом воплощения;
Фиг. 6A и 6B являются электрическими схемами, изображающими иллюстративные подключения резонансной согласующей схемы, основанной на пересечении уровня нулевого напряжения, в индуктивном приемнике для передачи энергии;
Фиг. 7A и 7B являются электрическими схемами, изображающими иллюстративные подключения резонансной согласующей схемы, основанной на пересечении уровня нулевого напряжения, в индуктивном приемнике для передачи энергии; и
Фиг. 8, 9 и 10 являются электрическими схемами, изображающими емкостные системы передачи энергии с резонансной согласующей схемой, реализованной в соответствии с различными вариантами воплощения;
Фиг. 11 является схемой, изображающей активный выпрямитель, предназначенный для выполнения операции переключения резонансной согласующей схемы в соответствии с вариантом воплощения; и
Фиг. 12A и 12B изображают иллюстративные шаблоны переключений активного выпрямителя.
Описание предпочтительных вариантов воплощения
Важно отметить, что раскрытые варианты воплощения являются лишь примерами многих полезных применений новаторских идей настоящего документа. Вообще, утверждения, сделанные в описании настоящей заявки, не обязательно ограничивают любое из различных заявленных изобретений. Более того, некоторые утверждения могут относиться к некоторым признакам изобретения, но не к другим признакам. В общем, если не указано иное, одиночных элементов может быть несколько и наоборот, без потери общности. На чертежах одинаковые ссылочные позиции относятся к одинаковым частям на некоторых чертежах.
Различные варианты воплощения, раскрытые здесь, включают в себя согласующую резонансную схему, предназначенную для динамического согласования резонансной частоты беспроводной системы передачи энергии с частотой сигнала мощности переменного тока (AC) без изменения частоты сигнала мощности переменного тока (AC). Как обсуждалось выше, передача энергии оптимальна, когда резонансная частота системы практически совпадает с частотой сигнала мощности переменного тока (AC).
Фиг. 3 изображает иллюстративную и неограничивающую схему электрической схемы приемника 300, который является приемником индуктивной системы передачи энергии. Приемник 300 включает в себя схему 310 согласования резонансной частоты, в соответствии с одним вариантом воплощения. Приемник 300 дополнительно включает в себя конденсатор (Cp) 302, который соединен параллельно с катушкой (L) 301 индуктивности. Катушка 301 индуктивности и конденсатор 302 формируют параллельную резонансную частоту в индуктивной системе передачи энергии. Приемник 300 также включает в себя нагрузку (RL) 303. Хотя это не показано на фиг. 3, нагрузка 303 обычно включает в себя активный выпрямитель, сглаживающий конденсатор и электрический элемент (например, светодиод, лампу и т.д.), которому поставляется электроэнергия.
Переменное магнитное поле со стороны передатчика (не показано) индуцирует напряжение в катушке 301 индуктивности, которое представлено источником Uind 304 напряжения. Частота источника Uind напряжения равна рабочей частоте, то есть частоте генерируемого сигнала переменного тока (AC) со стороны передатчика. Однако резонансная частота катушки 301 индуктивности и конденсатора 302 не совпадает с рабочей частотой. В варианте воплощения, резонансная частота немного выше, чем рабочая частота.
В соответствии с одним вариантом воплощения, резонансная согласующая схема 310 соединена параллельно с конденсатором 302 и нагрузкой 303. Резонансная согласующая схема 310 включает в себя переключатель 311 и контроллер 312, который управляет работой переключателя 311. В частности, в одном варианте воплощения, контроллер 312 обнаруживает пересечение уровня нулевого напряжения на конденсаторе 302, то есть переход от положительного потенциала к отрицательному потенциалу и наоборот. Когда обнаружено пересечение уровня нулевого напряжения, контроллер 312 замыкает переключатель 311 в течение заранее заданного промежутка времени.
Контроллер 312 может быть реализован с использованием одного или более аналоговых компараторов, обеспечивающих выходные сигналы генератору импульсов. Генератор импульсов производит короткий импульс при пересечении уровня нулевого напряжения. Таким образом, короткий импульс замыкает и размыкает переключатель 311 при обнаружении пересечения уровня нулевого напряжения. Длительность короткого импульса регулируется в генераторе импульсов. Другие варианты осуществления контроллера 312 для обнаружения пересечения уровня нулевого напряжения будут очевидны для средних специалистов в области техники.
Переключатель 311, когда он замкнут, обеспечивает короткое замыкание нагрузки 303. Как отмечалось выше, переключатель 311 замкнут в течение заранее заданного промежутка времени при обнаружении пересечения уровня нулевого напряжения. В одном варианте воплощения, заранее заданный период времени обычно короче, чем половина периода рабочей частоты. Если переключатель 311 замыкается вскоре после пересечения уровня нулевого напряжения, ток в схеме короткого замыкания имеет виртуальную емкостную составляющую. С другой стороны, замыкая переключатель непосредственно перед пересечением уровня нулевого напряжения, ток в схеме короткого замыкания имеет виртуальную индуктивную составляющую. Каждая из виртуальных мнимых индуктивной и емкостной составляющих имеет эффект дополнительного виртуального конденсатора или виртуальной катушки индуктивности. Значение каждой из виртуальных мнимых индуктивной и емкостной составляющих является функцией заранее заданного промежутка времени, в течение которого переключатель, которым управляет контроллер 312, замкнут. Таким образом, регулируя продолжительность времени, в течение которого переключатель 311 замкнут, значение каждой из виртуальных мнимых индуктивной и емкостной составляющих может быть установлено таким образом, что схема находится в резонансе на рабочей частоте.
В частности, когда переключатель 311 замыкается вскоре после положительного пересечения уровня нулевого напряжения (то есть пересечения от отрицательного потенциала к положительному потенциалу), генерируется короткий положительный импульс тока. Частотная составляющая этого короткого положительного импульса тока имеет фазовый сдвиг почти -90° относительно фазы источника Uind 304 напряжения. Это соответствует дополнительному емкостному току, который добавляется в резонансный контур, состоящий из катушки 301 индуктивности и конденсатора 302. Таким образом, переключатель 311 рассматривается как виртуальный конденсатор, который уменьшает общую резонансную частоту емкостной системы (как определено выше). Продолжительность короткого положительного импульса тока (то есть, длительность времени, в течение которого переключатель замкнут) определяет амплитуду тока и, таким образом, величину виртуальной емкости. Если переключатель 311 замкнут непосредственно до пересечения уровня нулевого напряжения, короткий импульс тока генерируется в обратном направлении. Таким образом, основная частота импульса тока имеет фазовый сдвиг +90° относительно фазы источника Uind 304 напряжения. Это соответствует виртуальной катушке индуктивности, которая увеличивает резонансную частоту.
Поэтому, регулируя продолжительность короткого импульса (то есть время, в течение которого переключатель 311 остается замкнутым) и момент замыкания переключателя 311 (то есть до или после пересечения уровня нулевого напряжения) можно добиться согласования частоты последовательного резонанса беспроводной системы передачи энергии и рабочей частоты сигнала мощности.
Далее будет описана работа схемы 310 согласования частоты последовательного резонанса со ссылкой на фиг. 4, которая иллюстрирует работу резонансного контура 310 во временной области.
Если резонансный контур 310, состоящий из катушки 301 индуктивности и конденсатора 302, может свободно осциллировать, то резонансный период завершается в некоторый момент времени. Оптимально конец цикла возбуждения должен совпадать с началом каждого резонансного цикла. Однако в случае, показанном на фиг. 4, цикл 410 возбуждения немного длиннее, чем резонансный цикл 420. В соответствии раскрытыми здесь с вариантами воплощения, резонансный цикл 420 задерживается так, что новый резонансный цикл начинается одновременно с новым циклом возбуждения. В течение этого времени задержки состояние тока и напряжение резонансного контура должны сохраняться так, что по истечении времени задержки схема ведет себя точно так же, как перед началом задержки. Состояние резонансного контура "замораживается" на это время задержки путем управления работой переключателя 311, как обсуждалось выше.
Как показано на фиг. 4, кривая 401 представляет период возбуждения индуцированного напряжения Uind 304 питания (фиг. 3). Один полупериод обозначен как цикл 410 возбуждения на фиг. 4. Кривая 402 соответствует резонансному напряжению на конденсаторе 302 (фиг. 3). Полупериод резонансного напряжения конденсатора оканчивается до цикла 410 возбуждения. Это характеризуется тем, что потенциал напряжения на конденсаторе 302 достигает нулевого значения. В этом состоянии резонансный ток через катушку 301 индуктивности, показанный в виде кривой 403, достигает своего максимального значения.
Чтобы ″заморозить″ это состояние до начала следующего цикла возбуждения, замыкается переключатель 311, как обозначено с помощью сигнала 405 переключения. Пока переключатель 311 замкнут, напряжение на конденсаторе 302 остается равным нулю, а ток через катушку 301 индуктивности остается на максимальном значении. В момент достижения цикла возбуждения, переключатель 311 снова размыкается, с помощью подачи сигнала 405 переключения. Затем резонансное состояние схемы, состоящей из катушки 301 индуктивности и конденсатора 302, снова совпадает с циклом возбуждения.
Фиг. 5 показывает иллюстративную неограничивающую схему электрической схемы приемника 500, который может быть реализован в индуктивной системе передачи энергии. В соответствии с этим вариантом воплощения, приемник 500 включает в себя резонансную согласующую схему 510, катушку 501 индуктивности, конденсатор 502 и нагрузку 503. Хотя это не показано на фиг. 5, нагрузка 503 обычно включает в себя выпрямитель, сглаживающий конденсатор и электрический элемент (например, светодиод, лампу и т.д.), которому подается электроэнергия.
Резонансная согласующая схема 510 выполняет динамическое согласование частоты параллельного резонанса и включает в себя переключатель 511, а также контроллер 512, который управляет работой переключателя 511. Переменное магнитное поле со стороны передатчика (не показан) индуцирует напряжение в катушке 501 индуктивности, которое представлено источником 504 напряжения. Частота сигнала Uind 504 равна рабочей частоте. Резонансная частота катушки 501 индуктивности и конденсатора 502 не совпадает с рабочей частотой сигнала Uind 504.
В соответствии с этим вариантом воплощения, резонансная согласующая схема 510 соединена последовательно с конденсатором 502 и нагрузкой 503. Контроллер 512 обнаруживает, когда ток, текущий через конденсатор 502, пересекает нулевой уровень (то есть отсутствие тока). Когда ток равен нулю, контроллер 512 размыкает переключатель 511 в течение заранее заданного промежутка времени. Когда переключатель 511 разомкнут, конденсатор 502 заряжен на максимальном напряжении. После этого контроллер 512 замыкает переключатель 511, и в результате конденсатор 502 может быть разряжен, и начинается следующий резонансный цикл. Промежуток времени, в течение которого переключатель 511 остается разомкнут, может регулироваться. В иллюстративном варианте воплощения этот период времени является временем, которое короче, чем половина периода при рабочей частоте.
Замыкание переключателя 511 до окончания резонансного цикла переводит резонансную частоту приемника 500 в другое состояние, которое совпадает с конечным состоянием резонансного цикла. Таким образом, замыкая переключатель 511, резонансный цикл, который длиннее, чем цикл возбуждения, может быть сокращен, чтобы совпадать с циклом возбуждения.
В резонансной согласующей схеме 510 операция размыкания и замыкания переключателя 511 при пересечении уровня нулевого тока генерирует импульс напряжения. Импульс напряжения добавляется к резонансному напряжению, которое может иметь индуктивную или емкостную составляющую напряжения, в зависимости от того, генерируется ли импульс напряжения до или после обнаружения пересечения уровня нулевого тока. Генерирование дополнительного индуктивного или емкостного напряжения соответствует дополнительной переменной виртуальной катушке индуктивности или конденсатору. Дополнительная переменная виртуальная катушка индуктивности или конденсатор могут использоваться для согласования резонансной частоты приемника 500 и рабочей частоты сигнала мощности. Контроллер 512 может быть реализован с использованием одного или более аналоговых компараторов так, что их выходы обеспечиваются генератору импульсов.
Резонансные согласующие схемы, которые основаны на обнаружении пересечения уровня нулевого напряжения и тока, могут быть соединены иначе, чем показано на фиг. 3 и 5. Например, как изображено на фиг. 6A, приемник 600 включает в себя резонансную согласующую схему 610, основанную на пересечении уровня нулевого напряжения, соединенную параллельно с конденсатором 601 и последовательно с нагрузкой 602. В компоновке фиг. 6A контроллер 612 обнаруживает пересечение уровня нулевого напряжения на конденсаторе 601 и переключает переключатель 611 при обнаружении такого пересечения, как обсуждалось подробно выше.
В другой возможной компоновке, изображенной на фиг. 6B, приемник 620 включает в себя резонансную согласующую схему 610, основанную на пересечения уровня нулевого напряжения, соединенную параллельно с катушкой индуктивности 621 и источником 622 индуцированного напряжения приемника 620. В компоновке фиг. 6B контроллер 612 обнаруживает пересечение уровня нулевого напряжения на катушке 621 индуктивности и переключает переключатель 611 при переходе через нулевое напряжение, как обсуждалось выше. В показанных на фиг. 6A и 6B компоновках приемники 610 и 620 являются последовательными резонансными контурами.
Фиг. 7A и 7B изображают неограничивающие компоновки резонансной согласующей схемы 710, основанной на пересечении уровня нулевого тока, входящей в состав резонансной схемы приемника 700 (фиг. 7A) и 720 (фиг. 7B).
На фиг. 7A приемник 700 включает в себя резонансную согласующую схему 710, соединенную последовательно с конденсатором 701. Контроллер 712 обнаруживает изменения электрического тока через конденсатор 701 и переключает переключатель 711 около нулевого уровня электрического тока, как обсуждалось выше.
В компоновке, показанной на фиг. 7B, приемник 720 включает в себя резонансную согласующую схему 710, соединенную последовательно с катушкой 721 индуктивности. Контроллер 712 обнаруживает изменения электрического тока через катушку 721 индуктивности и переключает переключатель 711 около нулевого уровня электрического тока, как обсуждалось выше.
Резонансные согласующие схемы, обсуждаемые здесь, могут также работать в емкостных системах передачи энергии, таких как система, которая обсуждалась выше со ссылкой на фиг. 1 и 2. Различные варианты воплощения для подключения резонансных согласующих схем к емкостной системе передачи энергии описаны ниже со ссылкой на фиг. 8, 9 и 10.
Как отмечалось выше, резонансная частота емкостной системы передачи энергии является функцией емкостного сопротивления, формируемого между электродами передатчика и приемника, и индуктивных элементов такой системы. Емкостное сопротивление между электродами передатчика и приемника изображено как C1 и C2 на фиг. 8, 9, и 10.
В иллюстративной и неограничивающей электрической схеме, показанной на фиг. 8, в приемнике 810 емкостной системы 800 передачи энергии резонансная согласующая схема 820 подключена последовательно между катушкой 811 индуктивности и нагрузкой 812. Резонансная согласующая схема 820 включает в себя контроллер 821 и переключатель 822. Аналогично работе согласующей схемы 500, контроллер 821 обнаруживает пересечение уровня нулевого тока, протекающего через катушку 811 индуктивности. Когда ток равен нулю, контроллер 821 размыкает переключатель 822.
В резонансной согласующей схеме 820 операция размыкания и замыкания переключателя 822 при обнаружении пересечения уровня нулевого тока генерирует импульс напряжения на переключателе 822. Импульс напряжения добавляется к резонансному напряжению и может иметь фазовый сдвиг относительно фазы тока, в зависимости от того, появляется ли импульс до или после пересечения уровня нулевого тока. Таким образом, генерируется дополнительное индуктивное или емкостное напряжение, которое эффективно является дополнительной переменной виртуальной катушкой индуктивности или конденсатором. Дополнительные виртуальные индуктивные или емкостные величины могут быть реализованы для согласования резонансной частоты приемника 810 с рабочей частотой сигнала мощности, генерируемого силовым устройством 831 возбуждения.
В другом варианте воплощения, показанном на фиг. 9, в приемнике 910 емкостной системы 900 передачи энергии резонансная согласующая схема 920 подключена параллельно катушке индуктивности 911 и нагрузке 912. Резонансная согласующая схема 920 включает в себя контроллер 921 и переключатель 922. Контроллер 921 обнаруживает уровень напряжения на катушке 911 индуктивности для обнаружения пересечения уровня нулевого напряжения. При обнаружении пересечения уровня нулевого напряжения контроллер 921 замыкает переключатель 922 в течение заранее заданного промежутка времени. Этот промежуток времени обычно короче, чем половина периода при рабочей частоте сигнала мощности переменного тока (AC), генерируемого силовым устройством 931 возбуждения. Когда переключатель 922 замкнут, происходит короткое замыкание нагрузки 912. Если период замыкания переключателя идет сразу после пересечения нулевого уровня, ток в схеме короткого замыкания имеет виртуальную емкостную составляющую. Если переключатель 922 замыкается перед пересечением нуля, ток в схеме короткого замыкания имеет виртуальную индуктивную составляющую. Эта виртуальная мнимая составляющая имеет эффект дополнительного виртуального конденсатора или катушки индуктивности, таким образом, согласуя резонансную частоту приемника 910 с рабочей частотой сигнала мощности переменного тока (AC). Как отмечалось выше, изменяя длину импульса, вызывающего короткое замыкание, величина виртуальной индуктивности/емкости может быть установлена так, что схема приемника находится в резонансе на рабочей частоте сигнала мощности переменного тока (AC), генерируемого силовым устройством 931 возбуждения.
Фиг. 10 показывает емкостную систему 1000 передачи энергии, которая включает в себя приемник 1010 и резонансную согласующую схему 1020. В изображенном на фиг. 10 варианте воплощения резонансная согласующая схема 1020 подключена параллельно катушке 1011 индуктивности. Параллельная компоновка соединена последовательно с нагрузкой 1012. Резонансная согласующая схема 1020 включает в себя контроллер 1021 и переключатель 1022.
В конфигурации, изображенной на фиг. 10, дополнительная виртуальная индуктивная величина генерируется путем замыкания переключателя 1022, когда контроллером 1021 резонансной согласующей схемы 1020 обнаружено пересечение уровня нулевого напряжения сигнала мощности. Сигнал мощности является сигналом переменного тока (AC), генерируемым силовым устройством 1031 возбуждения. Переключатель 1022 замкнут в течение заранее заданного промежутка времени, который обычно короче, чем половина периода при рабочей частоте сигнала мощности переменного тока (AC).
В одном варианте воплощения изобретения, работа переключателя, входящего в состав любой из резонансных согласующих схем, обсуждаемых выше, может выполняться активным выпрямителем. Как отмечалось выше, нагрузка беспроводной системы передачи энергии обычно включает в себя активный выпрямитель, сглаживающий конденсатор и электрический элемент (например, светодиод, лампу и т.д.), которому подается электроэнергия. Как правило, выпрямитель используется для преобразования сигнала переменного тока (AC) в сигнал постоянного тока (DC), и реализован он с использованием диодного моста. В иллюстративном варианте воплощения, изображенном на фиг. 11, активный выпрямитель 1100 реализован с использованием активных переключателей (S1, S2, S3 и S4) вместо диодов диодного моста. Путем реализации активных переключателей, как изображено на фиг. 11, работа переключателя любой из резонансных согласующих схем, описанных выше, может достигаться путем одновременного замыкания двух переключателей (S1, S2, S3 и S4) так, что они вызывают короткое замыкание через конденсатор C.
Порядок переключений для переключателей (S1, S2, S3 и S4) активного выпрямителя 1100 для работы на основании пересечения уровня нулевого напряжения изображен на фиг. 12A.
Порядок переключений для переключателей (S1, S2, S3 и S4) активного выпрямителя 1100 для работы на основании пересечения уровня нулевого тока изображен на фиг. 12B.
В другом варианте воплощения переключатель резонансной согласующей схемы, например, как проиллюстрировано в любом из вариантов воплощения, раскрытых подробно выше, может использоваться для модулирования сигнала данных по сигналу мощности. Это достигается ассиметричным переключением переключателя около пересечения уровня нулевого напряжения, так что протекает дополнительная действительная составляющая тока. Эта составляющая тока может использоваться для генерации сигнала модуляции нагрузкой для передачи данных стороне передатчика беспроводной системы передачи энергии.
Следует отметить, что резонансная согласующая схема в любом из вариантов воплощения, раскрытых подробно выше, может быть подключена в емкостной системе передачи энергии или в индуктивной системе передачи энергии, которая включает в себя множество приемников. Соответственно, резонансная частота каждого приемника управляется его резонансной согласующей схемой. В результате резонансные частоты множества приемников могут быть независимо согласованы с рабочей частотой сигнала мощности.
Хотя различные варианты воплощения были описаны довольно детально и с некоторыми подробностями, изобретение не должно ограничиваться какими-либо из этих подробностей, или вариантами воплощения, или определенным вариантом воплощения, а должно толковаться со ссылкой на прилагаемую формулу изобретения для обеспечения максимально широкой интерпретации формулы изобретения с учетом предшествующего уровня техники и, следовательно, для эффективного охвата предполагаемого объема изобретения. Кроме того, описание выше описывает изобретение с точки зрения вариантов воплощения, предусмотренных изобретателем, для которых было доступно достаточное описание, несмотря на это несущественные модификации изобретения, не предусмотренные в настоящее время, могут, тем не менее, представлять его эквиваленты.

Claims (11)

1. Резонансная согласующая схема для согласования резонансной частоты емкостной системы передачи энергии с частотой сигнала мощности, содержащая:
переключатель, соединенный последовательно с резонансным индуктивным элементом емкостной системы передачи энергии или соединенный параллельно с резонансным индуктивным элементом; и
контроллер, соединенный с переключателем и сконфигурированный с возможностью обнаружения пересечение нулевого уровня тока, проходящего через резонансный индуктивный элемент, когда переключатель соединен последовательно с резонансным индуктивным элементом, и размыкания переключателя на заранее заданный промежуток времени при обнаружении пересечения уровня нулевого тока, или сконфигурирован для обнаружения пересечения нулевого уровня напряжения на резонансном индуктивном элементе, когда переключатель подключен параллельно с резонансным индуктивным элементом, и замыкания переключателя в течение заранее заданного промежутка времени при обнаружении пересечения нулевого уровня напряжения,
при этом размыкание/замыкание переключателя в течение заранее заданного промежутка времени добавляет любое одно из значений индуктивности и значений емкости к резонансной частоте емкостной системы передачи энергии.
2. Схема по п. 1, в которой переключатель размыкается непосредственно перед пересечением нулевого уровня тока или непосредственно после пересечения нулевого уровня тока.
3. Схема по п. 1, в которой заранее заданный промежуток времени меньше, чем половина периода частоты сигнала энергии.
4. Схема по п. 1, дополнительно содержащая емкостное сопротивление, формируемое между электродами приемника и электродами передатчика емкостной системы передачи энергии.
5. Схема по п. 4, в которой резонансный индуктивный элемент подключен последовательно с емкостным сопротивлением, и резонансный индуктивный элемент подключен последовательно или параллельно с нагрузкой.
6. Схема по п. 4, в которой заранее заданный промежуток времени меньше, чем половина периода частоты сигнала мощности.
7. Схема по п. 1, в которой резонансная частота является функцией резонансного индуктивного элемента, емкостного сопротивления, формируемого между электродами приемника и электродами передатчика емкостной системы передачи энергии, и любого из индуктивного значения и емкостного значения.
8. Схема по п. 7, в которой заранее заданный промежуток времени меньше, чем половина периода частоты сигнала мощности.
9. Схема по любому из пп. 1, 4 и 7, в которой операция переключения переключателя выполняется активным выпрямителем.
10. Схема по любому из пп. 1, 4 и 7, в которой емкостная система передачи энергии включает в себя множество приемников, при этом резонансная согласующая схема соединена с каждым приемником из множества приемников для независимого согласования резонансной частоты приемника.
11. Схема по любому из пп. 1, 4 и 7, в которой переключатель дополнительно сконфигурирован с возможностью модулирования сигнала данных по сигналу мощности.
RU2014110045/07A 2011-08-16 2012-08-06 Динамическая резонансная согласующая схема для беспроводных приемников энергии RU2596606C2 (ru)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201161523947P 2011-08-16 2011-08-16
US61/523,947 2011-08-16
US201261666040P 2012-06-29 2012-06-29
US61/666,040 2012-06-29
PCT/IB2012/054006 WO2013024396A1 (en) 2011-08-16 2012-08-06 Dynamic resonant matching circuit for wireless power receivers

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2014110045A RU2014110045A (ru) 2015-09-27
RU2596606C2 true RU2596606C2 (ru) 2016-09-10

Family

ID=46889390

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014110045/07A RU2596606C2 (ru) 2011-08-16 2012-08-06 Динамическая резонансная согласующая схема для беспроводных приемников энергии

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9698761B2 (ru)
EP (1) EP2745414B1 (ru)
JP (1) JP6067704B2 (ru)
CN (1) CN103733531B (ru)
RU (1) RU2596606C2 (ru)
WO (1) WO2013024396A1 (ru)

Families Citing this family (68)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130257167A1 (en) * 2012-03-29 2013-10-03 Integrated Device Technology, Inc. Apparatuses, systems, and methods for power transfer adjustment in wireless power transfer systems
US10256657B2 (en) 2015-12-24 2019-04-09 Energous Corporation Antenna having coaxial structure for near field wireless power charging
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
US10312715B2 (en) 2015-09-16 2019-06-04 Energous Corporation Systems and methods for wireless power charging
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
US10965164B2 (en) 2012-07-06 2021-03-30 Energous Corporation Systems and methods of wirelessly delivering power to a receiver device
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
US10992187B2 (en) 2012-07-06 2021-04-27 Energous Corporation System and methods of using electromagnetic waves to wirelessly deliver power to electronic devices
US10992185B2 (en) 2012-07-06 2021-04-27 Energous Corporation Systems and methods of using electromagnetic waves to wirelessly deliver power to game controllers
US9755534B2 (en) * 2013-02-14 2017-09-05 Nuvolta Technologies, Inc. High efficiency high frequency resonant power conversion
JP6047442B2 (ja) 2013-03-29 2016-12-21 富士電機株式会社 給電装置
JP6124336B2 (ja) * 2013-06-12 2017-05-10 東海旅客鉄道株式会社 給電装置
JP6129669B2 (ja) * 2013-07-18 2017-05-17 東海旅客鉄道株式会社 給電装置
CN104348236B (zh) * 2013-07-24 2019-01-25 中兴通讯股份有限公司 无线充电装置和方法
JP6112235B2 (ja) * 2014-02-07 2017-04-12 株式会社村田製作所 電力伝送システム
JP6499185B2 (ja) 2014-02-23 2019-04-10 アップル インコーポレイテッドＡｐｐｌｅ Ｉｎｃ． 誘導電力伝送システムのインピーダンス整合
AU2015218896B2 (en) 2014-02-23 2018-03-29 Apple Inc. Adjusting filter in a coupled coil system
DE102014208880B4 (de) 2014-05-12 2016-09-01 Continental Automotive Gmbh Treiberschaltung für eine Induktivität und aktive Sendeeinrichtung mit einer Treiberschaltung
US10032557B1 (en) 2014-05-29 2018-07-24 Apple Inc. Tuning of primary and secondary resonant frequency for improved efficiency of inductive power transfer
US9537353B1 (en) 2014-06-03 2017-01-03 Apple Inc. Methods for detecting mated coils
US9685814B1 (en) 2014-06-13 2017-06-20 Apple Inc. Detection of coil coupling in an inductive charging system
EP2966749A3 (en) * 2014-06-20 2016-04-06 Funai Electric Co., Ltd. Wireless power supply device
US9906068B2 (en) * 2014-06-26 2018-02-27 Eggtronic Engineering S.R.L. Method and apparatus for transferring electrical power by capacitive coupling from a charging device to a user device
US9813041B1 (en) 2014-07-31 2017-11-07 Apple Inc. Automatic boost control for resonant coupled coils
US10014733B2 (en) 2014-08-28 2018-07-03 Apple Inc. Temperature management in a wireless energy transfer system
US10193372B2 (en) 2014-09-02 2019-01-29 Apple Inc. Operating an inductive energy transfer system
JP6207045B2 (ja) 2014-09-16 2017-10-04 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェＫｏｎｉｎｋｌｉｊｋｅ Ｐｈｉｌｉｐｓ Ｎ．Ｖ． 無線誘導電力伝送
DE102014222603B3 (de) * 2014-11-05 2015-12-24 Continental Automotive Gmbh Treiberschaltung für eine Induktivität und aktive Sendeeinrichtung mit einer Treiberschaltung
US10666084B2 (en) 2015-07-10 2020-05-26 Apple Inc. Detection and notification of an unpowered releasable charging device
US11710321B2 (en) 2015-09-16 2023-07-25 Energous Corporation Systems and methods of object detection in wireless power charging systems
US10778041B2 (en) 2015-09-16 2020-09-15 Energous Corporation Systems and methods for generating power waves in a wireless power transmission system
US10734717B2 (en) 2015-10-13 2020-08-04 Energous Corporation 3D ceramic mold antenna
EP3365958B1 (en) * 2015-10-22 2020-05-27 WiTricity Corporation Dynamic tuning in wireless energy transfer systems
US10063108B1 (en) 2015-11-02 2018-08-28 Energous Corporation Stamped three-dimensional antenna
KR102522301B1 (ko) 2015-11-20 2023-04-17 삼성전자주식회사 공진기 및 이의 동작 방법
BR112018010386B1 (pt) 2015-11-25 2022-12-13 Koninklijke Philips N.V. Transmissor de potência, sistema de transferência de potência sem fio, e método para operar um transmissor de potência
US10038332B1 (en) 2015-12-24 2018-07-31 Energous Corporation Systems and methods of wireless power charging through multiple receiving devices
US11863001B2 (en) 2015-12-24 2024-01-02 Energous Corporation Near-field antenna for wireless power transmission with antenna elements that follow meandering patterns
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
US10644531B1 (en) 2016-09-22 2020-05-05 Apple Inc. Adaptable power rectifier for wireless charger system
US10439502B2 (en) * 2016-09-28 2019-10-08 Texas Instruments Incorporated Resonant rectifier circuit with capacitor sensing
US10389159B2 (en) * 2016-10-01 2019-08-20 Intel Corporation Wireless charging system and method
US10923954B2 (en) 2016-11-03 2021-02-16 Energous Corporation Wireless power receiver with a synchronous rectifier
CN116455101A (zh) 2016-12-12 2023-07-18 艾诺格思公司 发射器集成电路
US10680319B2 (en) 2017-01-06 2020-06-09 Energous Corporation Devices and methods for reducing mutual coupling effects in wireless power transmission systems
US10439442B2 (en) 2017-01-24 2019-10-08 Energous Corporation Microstrip antennas for wireless power transmitters
WO2018183892A1 (en) 2017-03-30 2018-10-04 Energous Corporation Flat antennas having two or more resonant frequencies for use in wireless power transmission systems
US10523063B2 (en) 2017-04-07 2019-12-31 Apple Inc. Common mode noise compensation in wireless power systems
US10389274B2 (en) 2017-04-07 2019-08-20 Apple Inc. Boosted output inverter for electronic devices
US11462949B2 (en) 2017-05-16 2022-10-04 Wireless electrical Grid LAN, WiGL Inc Wireless charging method and system
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
US10333335B2 (en) * 2017-10-27 2019-06-25 Lear Corporation System and method of electric vehicle wireless charger output protection using zero voltage switching
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
JP7067174B2 (ja) * 2018-03-22 2022-05-16 スミダコーポレーション株式会社 共振整合回路
WO2020050728A1 (en) * 2018-09-06 2020-03-12 Auckland Uniservices Limited Inductive power and data transfer using energy injection
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
JP2022523022A (ja) 2019-01-28 2022-04-21 エナージャス コーポレイション 無線送電のための小型アンテナ用のシステム及び方法
JP2022519749A (ja) 2019-02-06 2022-03-24 エナージャス コーポレイション アンテナアレイ内の個々のアンテナに使用するための最適位相を推定するシステム及び方法
CN110460139A (zh) * 2019-08-14 2019-11-15 深圳优地科技有限公司 一种基于磁耦合谐振的无线充电电路及无线充电系统
US11381118B2 (en) 2019-09-20 2022-07-05 Energous Corporation Systems and methods for machine learning based foreign object detection for wireless power transmission
WO2021055898A1 (en) 2019-09-20 2021-03-25 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
WO2021055899A1 (en) 2019-09-20 2021-03-25 Energous Corporation Systems and methods of protecting wireless power receivers using multiple rectifiers and establishing in-band communications using multiple rectifiers
US11355966B2 (en) 2019-12-13 2022-06-07 Energous Corporation Charging pad with guiding contours to align an electronic device on the charging pad and efficiently transfer near-field radio-frequency energy to the electronic device
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
US11699920B2 (en) 2020-02-04 2023-07-11 Samsung Electronics Co., Ltd. Device and method for receiving power wirelessly
US11799324B2 (en) 2020-04-13 2023-10-24 Energous Corporation Wireless-power transmitting device for creating a uniform near-field charging area
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

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001297862A (ja) * 2000-04-14 2001-10-26 Fuji Electric Co Ltd 誘導加熱電源
RU2366045C1 (ru) * 2006-04-14 2009-08-27 Мурата Мэньюфэкчуринг Ко., Лтд. Антенна
WO2010030195A1 (en) * 2008-09-11 2010-03-18 Auckland Uniservices Limited Inductively coupled ac power transfer

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2929697B2 (ja) * 1990-10-24 1999-08-03 オムロン株式会社 電源回路装置
WO1993023908A1 (en) 1992-05-10 1993-11-25 Auckland Uniservices Limited A non-contact power distribution system
JPH065851A (ja) 1992-06-19 1994-01-14 Hitachi Ltd 半導体装置および論理回路
CN2180025Y (zh) * 1994-02-05 1994-10-19 邓锷 单级高功率因数气体放电灯镇流器
DE59814261D1 (de) 1997-01-03 2008-09-11 Schleifring Und Appbau Gmbh Vorrichtung zur kontaktlosen Übertragung elektrischer Signale und/oder Energie
NZ337716A (en) 1999-09-09 2002-10-25 Auckland Uniservices Ltd Series resonant inductive pickup where power can be regulated by time-regulated opening and closing a switch
US8093758B2 (en) * 2003-05-23 2012-01-10 Auckland Uniservices Limited Method and apparatus for control of inductively coupled power transfer systems
JP2005151075A (ja) 2003-11-14 2005-06-09 Pegasus Net Kk Ｒｆｉｄ通信におけるパルスギャップ信号による非同期通信方式
US7511459B2 (en) 2007-06-11 2009-03-31 Sunpower, Inc. Controller computing a virtual tuning capacitor for controlling a free-piston stirling engine driving a linear alternator
CN101075784A (zh) * 2007-06-21 2007-11-21 艾默生网络能源有限公司 移相控制零电压dc/dc开关电路
JP4557049B2 (ja) * 2008-06-09 2010-10-06 ソニー株式会社 伝送システム、給電装置、受電装置、及び伝送方法
WO2010142433A2 (de) 2009-06-10 2010-12-16 Braun Gmbh Schaltungsanordnung zur induktiven energieübertragung
US8290463B2 (en) * 2009-09-14 2012-10-16 ConvenientPower HK Ltd. Universal demodulation and modulation for data communication in wireless power transfer
JP2011114985A (ja) * 2009-11-27 2011-06-09 Sanyo Electric Co Ltd 電池内蔵機器と充電台

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001297862A (ja) * 2000-04-14 2001-10-26 Fuji Electric Co Ltd 誘導加熱電源
RU2366045C1 (ru) * 2006-04-14 2009-08-27 Мурата Мэньюфэкчуринг Ко., Лтд. Антенна
WO2010030195A1 (en) * 2008-09-11 2010-03-18 Auckland Uniservices Limited Inductively coupled ac power transfer

Also Published As

Publication number Publication date
CN103733531B (zh) 2016-10-12
JP2014529283A (ja) 2014-10-30
US9698761B2 (en) 2017-07-04
EP2745414B1 (en) 2018-02-21
CN103733531A (zh) 2014-04-16
WO2013024396A1 (en) 2013-02-21
US20140191818A1 (en) 2014-07-10
JP6067704B2 (ja) 2017-01-25
RU2014110045A (ru) 2015-09-27
EP2745414A1 (en) 2014-06-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2596606C2 (ru) Динамическая резонансная согласующая схема для беспроводных приемников энергии
US9478992B2 (en) Power transmission system
Colak et al. A novel phase-shift control of semibridgeless active rectifier for wireless power transfer
US9589721B2 (en) Wireless power transmitter and wireless power receiver
US9225391B2 (en) Wireless power transmitting apparatus and method thereof
JP5462953B2 (ja) ワイヤレス受電装置およびワイヤレス給電システム
JP6568300B2 (ja) 同期整流器制御を使用して出力電力を調整するためのデバイス、システムおよび方法
JP5698599B2 (ja) ワイヤレス受電装置、ワイヤレス給電装置およびワイヤレス給電システム
US9640317B2 (en) Wireless power transmitter and wireless power receiver
US20140175894A1 (en) Wireless power transmitter and wireless power receiver
JP6259124B2 (ja) 電気で駆動する車両のインダクティブ充電のための伝送システム及び方法、並びに、車両構成
WO2014125392A1 (en) Dynamic resonant matching circuit for wireless power receivers
US9893534B2 (en) Relay device of wireless power transmission system
JPWO2016080045A1 (ja) ワイヤレス給電システム
CN103141008A (zh) 无线供电装置及无线供电系统
US9871413B2 (en) Wireless power receiving apparatus
JP2014501477A (ja) 無線電力受信装置で用いられる直流−直流電圧変換器と変換方法、及びこれを含む無線電力受信装置
US20170149282A1 (en) Wireless power transfer receiver having synchronous rectifier synchronized to wireless power transfer signal
US10063085B2 (en) Power supplying apparatus and wireless power transmitter
US11594918B2 (en) Wireless charging transmitter system and method for controlling same
WO2017105256A1 (en) Inductive power receiver
Huang Capacitive Power Transfer with Advanced Compensation and Power Flow Control
JP2017005841A (ja) 送電機器

Legal Events

Date Code Title Description
PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20170629