TW202228360A - 電力傳送系統及方法 - Google Patents
電力傳送系統及方法 Download PDFInfo
- Publication number
- TW202228360A TW202228360A TW110134423A TW110134423A TW202228360A TW 202228360 A TW202228360 A TW 202228360A TW 110134423 A TW110134423 A TW 110134423A TW 110134423 A TW110134423 A TW 110134423A TW 202228360 A TW202228360 A TW 202228360A
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- power
- signal
- transmitter
- frequency
- receiver
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 156
- 238000012546 transfer Methods 0.000 title claims description 301
- 230000006854 communication Effects 0.000 claims description 265
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 265
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 168
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims description 92
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 claims description 69
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 39
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 claims description 38
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 18
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 18
- 230000009471 action Effects 0.000 claims description 15
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 claims description 11
- 230000003321 amplification Effects 0.000 claims description 9
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 claims description 9
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 8
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 claims description 5
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 5
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 claims description 4
- 230000010267 cellular communication Effects 0.000 claims description 2
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000003534 oscillatory effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000001351 cycling effect Effects 0.000 claims 3
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 79
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 description 57
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 46
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 46
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 46
- 238000007726 management method Methods 0.000 description 46
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 38
- 230000008859 change Effects 0.000 description 35
- 230000006870 function Effects 0.000 description 25
- 239000000463 material Substances 0.000 description 21
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 20
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 19
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 18
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 13
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 12
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 11
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 11
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 11
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 10
- 230000002902 bimodal effect Effects 0.000 description 9
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 9
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 9
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 8
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 6
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 6
- 238000013461 design Methods 0.000 description 6
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 6
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 6
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 6
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 6
- 230000004044 response Effects 0.000 description 6
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 6
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 5
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 5
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 5
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 5
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 5
- 238000002847 impedance measurement Methods 0.000 description 4
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 4
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 4
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 4
- 238000003491 array Methods 0.000 description 3
- 230000007175 bidirectional communication Effects 0.000 description 3
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 3
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 3
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 3
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 3
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 2
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 description 2
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 2
- 238000009795 derivation Methods 0.000 description 2
- 230000005670 electromagnetic radiation Effects 0.000 description 2
- 238000003306 harvesting Methods 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 238000003032 molecular docking Methods 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 2
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 2
- 230000011664 signaling Effects 0.000 description 2
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000006399 behavior Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 1
- 230000001143 conditioned effect Effects 0.000 description 1
- 229920001940 conductive polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 238000006880 cross-coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000007405 data analysis Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 230000008713 feedback mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 230000008676 import Effects 0.000 description 1
- 238000010801 machine learning Methods 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000012811 non-conductive material Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
- B60L53/10—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by the energy transfer between the charging station and the vehicle
- B60L53/12—Inductive energy transfer
- B60L53/122—Circuits or methods for driving the primary coil, e.g. supplying electric power to the coil
-
- 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
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
- B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
- B60L50/60—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using power supplied by batteries
-
- 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
- H02J50/40—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using two or more transmitting or receiving devices
- H02J50/402—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using two or more transmitting or receiving devices the two or more transmitting or the two or more receiving devices being integrated in the same unit, e.g. power mats with several coils or antennas with several sub-antennas
-
- 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
- H02J50/80—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power involving the exchange of data, concerning supply or distribution of electric power, between transmitting devices and receiving devices
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Near-Field Transmission Systems (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
Abstract
本文中提供用於傳送電力之系統及方法。
Description
本發明係關於電力傳輸器、接收器以及電力傳送之系統及方法。
在感應電力傳送(IPT)中，電力通常藉由一磁場在線圈之間傳送。一交流電(AC)透過一傳輸器線圈驅動以產生一振盪磁場。磁場通過一接收線圈，其中磁場在接收線圈中引發交流電。經引發交流電可直接驅動負載，或經整流至直流電(DC)，該DC經施加以驅動負載。為了達成高效率，傳輸器及接收器線圈必須緊靠在一起。例如，傳輸器及接收器線圈僅藉由線圈直徑之一部分(例如，在公分內)分離且線圈之軸線緊密對準係常見的。
在一些IPT系統中，採用諧振感應耦合。諧振感應耦合可藉由使用諧振電路而增加IPT中之效率。相較於非諧振感應耦合，諧振感應耦合可在更大距離處達成更高效率。在諧振感應耦合中，電力藉由兩個諧振電路(一個在傳輸器中且一個在接收器中)之間之磁場傳送。兩個電路經調諧以依相同諧振頻率諧振。
在一些IPT系統中，磁場可在附近金屬中產生渦流。此可引起顯著溫度上升及火災危險。鐵氧體板可用於提供屏蔽且改良感應耦合但可增加此等系統之成本。
電容電力傳送(CPT)使用電場以在兩個電極(諸如金屬板)之間傳輸電力。常見地，在一CPT系統中使用四個金屬板以形成一電容性耦合器。兩個板用作一電力傳輸器，且另兩個板充當一電力接收器，從而導致至少兩個耦合電容器提供一電力流迴路。一交流電壓藉由傳輸器施加至傳輸板。振盪電場在接收器板上引發一交流電位，此引起一交流電在負載電路中流動。諧振亦可與電容性耦合一起使用以延伸電力傳送之範圍。
在一CPT系統中，渦流損耗可降低且所使用板係低成本的且降低系統成本。然而，許多系統之一問題係可在板上施加高電壓。此等高電壓可產生強電場，此導致對周圍區域之顯著場發射。
亦存在與CPT及IPT系統中之電容或感應補償網路相關聯之問題。當前，CPT及IPT系統兩者需要接收器與傳輸器之間之最小分離。此通常需要初級及次級側上之補償網路中之大電容器及電感器。此等大元件難以生產，且其等寄生電阻可大幅降低系統效率。另外，在電力傳送程序中未直接涉及此等補償元件。
仍期望具有更少組件及/或經降低成本之無線電力傳輸器及接收器。仍期望具有對補償網路之經降低依賴之無線電力傳輸器及接收器。仍期望具有更大效率之無線電力傳輸器及接收器。仍期望具有對於其等之間之對準及間距之更靈活要求之無線電力傳輸器。
與消費品相關之電力傳送之領域變得愈來愈重要。在汽車領域中，電線束已變為車輛之一重要且昂貴的子系統。預期汽車線束市場在目前十年內超過770億美元。在關注內燃機車輛之汽油里程、該等車輛之碳排放及電動車輛距離之一時代中，此等線束之成本、重量及電力傳送效率已變為車輛設計之主要關注項目。鑑於材料及組件約佔汽車製造成本之57%，可理解該等關注。
在電池組技術穩定改良以提供更高能量密度電池組時，對於整合至車輛中之更多輔助使用者電子器件及電驅動系統之消費者需求同時增加。此對於電池組、車輛重量、成本及電力傳送效率提出更大要求。在20世紀90年代，汽車行業提出更高電壓電池組系統，部分希望降低線束重量。
已付出許多努力來減少在線束中採用之昂貴銅之量且存在朝向使用更便宜鋁之一進展。此趨勢亦藉由希望在一典型汽車中節省約40 lbs之重量而促進。朝向鋁之此趨勢具有其自身問題，部分係歸因於鋁之電阻率係銅之電阻率之1.58倍。鋁亦經受引起連接鬆動之稱為蠕變之一現象。此外，鋁亦氧化，從而使關於連接之防護措施成為必要。線束之一些態樣仍需要銅，且銅與鋁之間之任何連接引入電流電位問題。
顯然需要減少昂貴銅含量、提供關於電壓之靈活性、避免由鋁表示之問題且降低重量之車輛線束之一替代方法。
同時，需要改良電力傳送技術效率以跟上快速進展之電池組科技，其繼而由電動車輛之領域中之發展促進。
此等要求不限於汽車領域而且亦與(例如)太陽能電力傳送之領域相關且在某一修改之情況下亦適用於其他消費性家用設備(諸如電腦及電視顯示器)。用於自具有不同電壓之源最佳地提取電力之電力調節單元如今廣泛使用，但其等通常經受一有限程度之控制設施。此繼而使電力傳送效率無法最佳化。
相關技術之前述實例及與其相關之限制旨在為闡釋性且非排他性。在閱讀說明書且研究圖式之後，熟習此項技術者將變得明白相關技術之其他限制。
在一第一態樣中，呈現一種經組態用於根據一可調整傳送模式比以一諧振電力信號振盪頻率同時進行電容電力傳送及感應電力傳送之雙模態近場諧振無線電力傳送系統，該系統包括：一傳輸器子系統，其包括一傳輸器天線子系統及一電力信號調諧器模組，該調諧器模組經組態用於藉由調整由該調諧器模組提供至該傳輸器天線子系統之一電力信號而調整該傳送模式比；及一接收器子系統，其包括經組態用於以該傳送模式比自該傳輸器天線子系統接收電力之一接收器天線子系統。
該調諧器模組可經組態用於藉由調整提供至該傳輸器天線子系統之該電力信號之電流與電壓之間之一相位差而調整該電力信號。該傳輸器子系統可進一步包括一控制器及至少一個感測器，其中該控制器經組態用於自該至少一個感測器接收感測器資訊且用於基於該感測器資訊將一調諧指令自動提供至該調諧器模組；且該調諧器模組經組態以根據該調諧指令調整提供至該傳輸器天線子系統之該電力信號之該電流與該電壓之間之該相位差。
該至少一個感測器可安置於該傳輸器子系統上。在其他實施例中，該至少一個感測器可安置於該接收器子系統上且該控制器可經組態用於無線地接收該感測器資訊。該至少一個感測器可係一電力負載感測器、一傳輸電力感測器、一周圍物件偵測器及經安置用於偵測該傳輸器天線與該接收器天線之間之一距離之一距離偵測器之一者。
該諧振電力信號振盪頻率可在一預定頻帶內自由變化。該預定頻帶可係一工業、科學及醫療(ISM)頻帶。該系統可解調諧至容許該諧振電力信號振盪頻率在該預定頻帶之相反限制內變化之一程度。
在一進一步態樣中，提供一種根據一可調整傳送模式比以一諧振電力信號振盪頻率雙模態地傳送電力之無線方法，該方法包括：提供包括一電力信號調諧器模組及經組態用於以該諧振電力信號振盪頻率諧振之一傳輸器天線子系統之一傳輸器子系統；提供包括經組態用於以該諧振電力信號振盪頻率諧振之一接收器天線子系統之一接收器子系統；以該電力信號振盪諧振頻率將一電力信號自該調諧器模組提供至該傳輸器天線子系統；藉由調整自該調諧器模組至該傳輸器天線子系統之該電力信號而調整該傳送模式比；及在該接收器子系統中以該電力信號振盪諧振頻率經由該接收器天線子系統以該傳送模式比接收經傳送電力。該調整該傳送模式比可包括調整提供至該傳輸器天線子系統之該電力信號之該電流與該電壓之間之一相位差。
該提供一傳輸器子系統可進一步包括提供一控制器及至少一個感測器且可藉由該調諧器模組經由該控制器之一命令基於藉由該控制器自該至少一個感測器接收之感測器資訊完成調整該電流與該電壓之間之該相位差。該控制器之該命令可在該感測器資訊藉由該控制器接收之後被自動發出至該調諧器模組；且該調諧器模組可自動執行來自該控制器之該命令以改變該相位差。
該方法可進一步包括容許該諧振電力信號振盪頻率在一預定頻帶內變化。該預定頻帶可係一工業、科學及醫療(ISM)頻帶。提供一傳輸器子系統可包括提供解調諧至容許該諧振電力信號振盪頻率在該預定頻帶之相反限制內變化之一程度之一傳輸器子系統。
在一進一步態樣中，提供一種雙模態近場諧振無線電力傳送系統，其經組態用於根據電容電力傳送對感應電力傳送之一可調整傳送模式比以一可變諧振電力信號振盪頻率同時進行該電容電力傳送及該感應電力傳送，該系統包括：一傳輸器子系統，其包括一傳輸器天線及一電力信號調諧器模組，其中該電力信號調諧器模組藉由調整藉由該電力信號調諧器模組提供至該傳輸器天線子系統之一電力信號而調整該傳送模式比；及一接收器子系統，其包括一接收器天線子系統以依該傳送模式比自該傳輸器天線接收電力。
該系統經由該傳輸器天線及該接收器天線子系統之一接收器天線在該傳輸器天線子系統與該接收器天線子系統之間傳達資訊。該系統可進一步包括用於將資訊調變至一資訊承載信號上且將該資訊承載信號提供至該傳輸器天線子系統之一調變器。該系統可將該資訊調變至一資訊承載信號上且將該資訊承載信號提供至該傳輸器天線子系統。該調變器可經配置以根據該資訊調變至該傳輸器天線子系統之該資訊承載信號。該電力信號調諧器模組可包括該調變器。
該資訊承載信號可具有不同於該可變諧振電力信號振盪頻率之一頻率。該調變器可藉由頻率調變、振幅調變及相位調變之任一者而調變該資訊承載信號。該資訊承載信號可經調變使得該可變電力信號振盪頻率係該資訊承載信號之一頻率之一諧波。該資訊承載信號可經調變至該電力信號之一諧波上。經調變且提供至該傳輸器天線子系統之該信號可係該電力信號。
該調變器可調變該接收器天線之一反射特性且藉由根據該資訊調變該接收器天線之該反射特性而將該資訊自該接收器天線子系統傳送至該傳輸器天線子系統。該接收器天線之該經調變反射特性可係該接收器天線之一阻抗。
該系統可藉由調變該接收器天線對來自該傳輸器子系統之一信號之一反射而將該資訊自該接收器子系統傳送至該傳輸器子系統。該接收器子系統可調變該接收器天線之一反射特性。該接收器子系統可調變該接收器天線之一阻抗。
一電力負載可存在於該接收器子系統之一輸出處；且該資訊可包括該電力負載之一存在、該電力負載之一充電位準、一電力傳送效率、該電力負載之一充電率、該電力負載之一狀態、該電力負載上之一電壓之存在、該電力負載之一充電容量及對該電力負載充電之一剩餘時間之一或多者。
該系統可經由該傳輸器天線在該傳輸器子系統與該接收器子系統之間傳達數位資訊。該系統可經由該傳輸器天線在該傳輸器子系統與該接收器子系統之間傳達類比資訊。該接收器子系統可經組態以將電力傳輸至一後續接收器子系統。該接收器可進一步包括一整流器，該整流器包括一相移器。
在一進一步態樣中，提供一種雙模態諧振近場射頻電力傳送系統，其包括用於根據一可調整傳送模式比經由一電力信號以一電力信號頻率同時進行電容電力傳送及感應電力傳送之複數個電力傳輸-接收模組，其中該複數個電力傳輸-接收模組之各者與經安置以與該複數個電力傳輸-接收模組之至少另一者交換電力之一傳輸器-接收器諧振器有線通信。
該複數個電力傳輸-接收模組之一第一者可包括一電力信號調諧器模組，該電力信號調諧器模組可調整以藉由調整由該電力信號調諧器模組提供至與該複數個電力傳輸-接收模組之該第一者有線通信之一傳輸器-接收器諧振器之該電力信號而改變該傳送模式比。該複數個電力傳輸-接收模組之至少一者可包括經配置以將資訊調變至在與該複數個電力傳輸-接收模組之該至少一者有線通信之一相關聯傳輸器-接收器諧振器與與該複數個電力傳輸-接收模組之任何其他者有線通信之一傳輸器-接收器諧振器之間交換之一射頻信號上之一調變器。
該調變器可係一振幅調變器、一頻率調變器及一相位調變器之任一者。該資訊可包括數位資訊及類比資訊之一者或兩者。藉由該調變器調變之該射頻信號可係該電力信號。藉由該調變器調變之該射頻信號可具有不同於該電力信號頻率之一頻率。藉由該調變器調變之該射頻信號可具有係該電力信號頻率之一諧波之一頻率。該電力信號頻率可係該經調變信號之該頻率之一諧波。
該調變器可經配置以根據該資訊調變該相關聯導線連接傳輸器-接收器諧振器之一反射特性以將該資訊施加於由該導線連接傳輸器-接收器諧振器反射之一信號上。該調變器可經配置以根據該資訊調變經提供至該相關聯傳輸器-接收器諧振器之一信號。該複數個電力傳輸-接收模組之該第一者之電力信號調諧器可包括調變器。該等電力傳輸-接收模組之各者可包括一補償網路且該補償網路可包括該調變器。該等電力傳輸-接收模組之至少一者可包括以該電力信號頻率將一信號提供至該至少一個電力傳輸-接收模組之一射頻振盪器，且該射頻振盪器可包括該調變器。
該複數個電力傳輸-接收模組之各者可在一電力傳輸器模式與一電力接收器模式之間重新組態。該等電力傳輸-接收模組之各者可包括能夠在分別對應於該電力傳輸-接收模組之該電力傳輸器模式及該電力接收器模式之一放大器狀況與一整流器狀況之間重新組態之一差分自同步射頻電力放大器/整流器。該差分自同步射頻電力放大器/整流器可係差分開關模式自同步射頻電力放大器/整流器。該等電力傳輸-接收模組之各者可包括一控制器且該重新組態可由該控制器控制。各差分自同步射頻電力放大器/整流器可包括可藉由該控制器調整以在該放大器狀況與該整流器狀況之間重新組態該差分自同步射頻電力放大器/整流器之一相移器。
當一電力負載存在於該接收器模式中之該複數個電力傳輸-接收模組之一者之一輸出處時，該資訊可包括該電力負載之存在、該電力負載之充電位準、電力傳送效率、該電力負載之一充電率、該電力負載之一狀態、該電力負載上之一電壓之存在、該電力負載之一充電容量及對該電力負載充電之一剩餘時間之一或多者。
在一進一步態樣中，提供用於經由一電力信號以一電力信號頻率傳送電力之一近場射頻方法，該方法包括：提供包括複數個電力傳輸-接收模組之一雙模態諧振近場射頻電力傳送系統，其中複數個電力傳輸-接收模組之各者與經安置以與複數個電力傳輸-接收模組之至少另一者交換電力之一傳輸器-接收器諧振器有線通信；及操作電力傳送系統以根據一可調整傳送模式比同時進行電容電力傳送及感應電力傳送。
該複數個經提供電力傳輸-接收模組之一第一者可包括一電力信號調諧器模組；且操作該電力傳送系統可包括藉由調整該電力信號調諧器模組而改變該傳送模式比。提供該電力傳送系統可包括在該複數個電力傳輸-接收模組當中提供與一相關聯傳輸器-接收器諧振器有線通信且具有一調變器之至少一個電力傳輸-接收模組，且操作該電力傳送系統可包括：在該相關聯傳輸器-接收器諧振器與與該複數個電力傳輸-接收模組之至少另一者有線通信之一傳輸器-接收器諧振器之間交換一射頻信號；及將資訊調變至該經交換射頻信號上。當一電力負載存在於該複數個電力傳輸-接收模組之一者之一輸出處時，該資訊可包括(例如(但不限於))該電力負載之存在、該電力負載之一充電位準、一電力傳送效率、該電力負載之一充電率、該電力負載之一狀態、該電力負載上之一電壓之存在、該電力負載之一充電容量及對該電力負載充電之一剩餘時間之一或多者。
該資訊可藉由振幅調變、頻率調變或相位調變而調變至該經交換射頻信號上。該將該資訊調變至該經交換射頻信號上可包括將數位資訊或類比資訊調變至該經交換射頻信號上。
該將該資訊調變至該經交換射頻信號上可包括將該資訊調變至該電力信號上。該將該資訊調變至該經交換射頻信號上可包括將該資訊調變至具有不同於該電力信號頻率之一頻率之一信號上。該將該資訊調變至該經交換射頻信號上可包括將該資訊調變至具有係該電力信號頻率之一諧波之一頻率之一信號上。該將該資訊調變至該經交換射頻信號上可包括將該資訊調變至具有該電力信號頻率作為一諧波之一信號上。
該將該資訊調變至該經交換射頻信號上可包括根據該資訊調變該相關聯導線連接傳輸器-接收器諧振器之一反射特性以將該資訊施加於由該導線連接傳輸器-接收器諧振器反射之一信號上。該將該資訊調變至該經交換射頻信號上可包括根據該資訊調變經提供至該相關聯傳輸器-接收器諧振器之一信號。
該方法可包括操作該複數個電力傳輸-接收模組之該第一者之該電力信號調諧器模組以將該資訊調變至該經交換射頻信號上。該等經提供電力傳輸-接收模組之各者可包括一補償網路且該補償網路可包括該調變器，從而容許該補償網路經操作以將該資訊調變至該經交換射頻信號上。該等電力傳輸-接收模組之至少一者可包括將一信號以該電力信號頻率提供至該至少一個電力傳輸-接收模組之一射頻振盪器，且該射頻振盪器可包括該調變器，從而容許該資訊調變至該振盪器中之該經交換射頻信號上。
該複數個經提供電力傳輸-接收模組之各者可在一電力傳輸器模式與一電力接收器模式之間重新組態；且該方法可進一步包括在一電力傳輸器模式與一電力接收器模式之間重新組態該複數個電力傳輸-接收模組之至少兩者以反轉該至少兩個傳輸-接收模組之間之電力傳輸之一方向。該等經提供電力傳輸-接收模組之各者可包括能夠在分別對應於該電力傳輸-接收模組之該電力傳輸器模式及該電力接收器模式之一放大器狀況與一整流器狀況之間重新組態之一差分自同步射頻電力放大器/整流器；且該方法可包括在該放大器狀況與該整流器狀況之間重新組態該至少兩個傳輸-接收模組之該差分自同步射頻電力放大器/整流器。各差分自同步射頻電力放大器/整流器可包括可調整以在該放大器狀況與該整流器狀況之間重新組態該差分自同步射頻電力放大器/整流器之一相移器；且該方法可包括調整該至少兩個傳輸-接收模組之該差分自同步射頻電力放大器/整流器之各者之一相移器。
在一進一步態樣中，提供一種近場諧振無線電力傳送系統，其包括：一傳輸子系統，其包括複數個實質上相互解耦合傳輸器諧振器及與各傳輸器諧振器電力信號通信之對應傳輸器模組，各傳輸器模組包括一傳輸控制器以及具有一電力信號振盪頻率及一電力信號相位之一電力信號源，各電力信號源由該對應傳輸控制器控制；一或多個接收器子系統，各包括一對應接收器諧振器；該等電力信號源之離散經容許電力信號振盪頻率之一軟體查找表；及軟體，其等在經載入一記憶體中且藉由該等傳輸器模組之任何者之控制器執行時執行以下動作：量測該對應傳輸器諧振器之一輸入阻抗及藉由該對應傳輸器諧振器汲取之一測試信號電力之一者；及基於該對應傳輸器諧振器之該輸入阻抗及藉由該對應傳輸器諧振器汲取之該測試信號電力之一者自該查找表為該對應電力信號源選擇一頻率。該軟體在經執行時可執行以下動作：量測藉由該對應傳輸器諧振器傳送之電力之一位準同時調整來自該對應電力信號源之一電力信號之一相位。該等傳輸器諧振器可藉由一接地屏柵實質上相互解耦合。
在一進一步態樣中，提供一種用於以一可變諧振電力信號振盪頻率將電力自一多傳輸器子系統傳送至一單諧振接收器子系統之無線近場方法，該方法包括：提供包括各藉由能夠被獨立地設定至一預設定頻帶中之複數個預設定電力信號振盪頻率之一者之一對應傳輸器模組驅動之複數個相互獨立傳輸器諧振器之該多傳輸器子系統，其中全部該等傳輸器諧振器具有一共同傳輸表面；接近該共同傳輸表面安置包括與該等傳輸器諧振器之兩者或更多者重疊之一單一接收器諧振器之一諧振接收器子系統；量測該等傳輸器諧振器之各者之一輸入阻抗及藉由該等傳輸器諧振器之各者自一測試信號汲取之一電力之一者；基於該等對應經量測諧振器輸入阻抗及藉由該等對應傳輸器諧振器自一測試信號汲取之該電力之一者將至該複數個相互獨立傳輸器諧振器之各者之一電力信號設定至一關閉狀態及一作用中狀態之一者；在各主動傳輸器諧振器之該經量測輸入阻抗之基礎上自該複數個預設定電力振盪頻率當中選擇該主動傳輸器諧振器之一電力信號振盪頻率；及將各主動傳輸器諧振器之該電力信號設定為該對應選定頻率。該方法可進一步包括將施加至各對應傳輸器諧振器之該電力信號之一相位調整至透過該傳輸器諧振器進行之電力傳送實質上最大之一相位。
在一進一步態樣中，提供一種用於以一可變諧振電力信號振盪頻率將電力自一多傳輸器子系統傳送至兩個或更多個接收器子系統之無線近場方法，該方法包括：提供包括各藉由能夠被獨立地設定至一預設定頻帶中之複數個預設定電力信號振盪頻率之一者之一對應傳輸器模組驅動之複數個相互獨立傳輸器諧振器之該多傳輸器子系統，其中全部該等傳輸器諧振器具有一共同傳輸表面；接近該共同傳輸表面安置各包括與該等傳輸器諧振器之兩者或更多者重疊之一單一接收器諧振器之該兩個或更多個諧振接收器子系統；量測該等傳輸器諧振器之各者之一輸入阻抗及藉由該等傳輸器諧振器之各者自一測試信號汲取之一電力之一者；基於該等對應經量測諧振器輸入阻抗及藉由該等對應傳輸器諧振器自一測試信號汲取之該電力之一者將至該複數個相互獨立傳輸器諧振器之各者之一電力信號設定至一關閉狀態及一作用中狀態之一者；在各主動傳輸器諧振器之該經量測輸入阻抗之基礎上自該複數個預設定電力振盪頻率當中選擇該主動傳輸器諧振器之一電力信號振盪頻率；及將各主動傳輸器諧振器之該電力信號設定為該對應選定頻率。該方法可進一步包括將施加至各對應傳輸器諧振器之該電力信號之一相位調整至透過該傳輸器諧振器進行之電力傳送實質上最大之一相位。
在一進一步態樣中，提供一種用於將電力自一光伏打電池傳送至一電力負載之近場無線系統，該系統包括：一傳輸模組，其與該光伏打電池有線電通信，該傳輸模組經組態以將來自該光伏打電池之該電力轉換為具有一振盪頻率之一振盪電力信號；一傳輸器諧振器，其與該傳輸模組有線電通信且經組態以依該振盪頻率諧振；一接收器諧振器，其經組態以依該振盪頻率諧振且經安置以經由電容性耦合及磁感應之至少一者自該傳輸器諧振器接收電力；及一接收器模組，其與該接收器諧振器有線電通信，該接收器模組經組態以自該接收器諧振器接收電力且經由有線電通信將該經接收電力以直流電形式呈現至該電力負載。
該傳輸模組可包括經組態以依該振盪頻率調變自該光伏打電池接收之該電力之一電力放大器。該傳輸模組可包括經組態以將該振盪頻率提供至該電力放大器之一振盪器。該傳輸模組可包括一控制器及一或多個感測器，該控制器經組態以基於來自該一或多個感測器之至少一者之第一資訊變更該振盪頻率。該傳輸模組可包括經組態以在該控制器之控制下基於來自該一或多個感測器之至少一者之第二資訊改變由該傳輸模組提供至該傳輸器諧振器之該電力之至少一相位之一傳輸調諧網路。
該系統可包括電連接於該光伏打電池與該傳輸模組之間且經組態以將來自該光伏打電池之該電力調適至與該傳輸模組相容之一格式之一電力調節單元。該傳輸模組可包括小信號電子電路系統且該電力調節單元可進一步經組態用於將電力提供至該小信號電子電路系統。該傳輸器諧振器可安置於該光伏打電池之與該電池之一主動太陽輻射接收表面相對之一表面上。該傳輸器諧振器具有一表面積，該表面積具有係該電池之該主動太陽輻射接收表面之範圍之至少一主要部分之一範圍。
該傳輸器諧振器可具有小於該接收器諧振器之一平面區域之一平面區域。該接收器諧振器可經安置且經組態以經由電容性耦合及磁感應之至少一者以該諧振頻率自進一步傳輸器諧振器接收電力。
在用於將電力自一光伏打電池陣列傳送至一電力負載之一近場無線系統之一進一步實施例中，該系統包括：第一複數個傳輸模組，各傳輸模組與該陣列中之一對應光伏打電池有線電通信，各傳輸模組經組態以將來自該對應光伏打電池之該電力轉換為具有一振盪頻率之一振盪電力信號；第二複數個傳輸器諧振器，各傳輸諧振器與來自該第一複數個傳輸模組之一對應傳輸模組有線電通信且經組態以依該振盪頻率諧振；一單一接收器諧振器，其經組態以依該振盪頻率諧振且經安置以經由電容性耦合及磁感應之至少一者自該複數個傳輸器諧振器接收電力；及一接收器模組，其與該接收器諧振器有線電通信，該接收器模組經組態以自該接收器諧振器接收電力且經由有線電通信將該經接收電力以直流電形式呈現至該電力負載。
來自該第一複數個傳輸模組當中之各傳輸模組可包括經組態以依該振盪頻率調變自該對應光伏打電池接收之該電力之一電力放大器。來自該第一複數個傳輸模組當中之各傳輸模組可包括經組態以將該振盪頻率提供至該對應電力放大器之一振盪器。來自該第一複數個傳輸模組當中之各傳輸模組可進一步包括一控制器及一或多個感測器，該控制器經組態以基於來自該一或多個感測器之至少一者之第一資訊變更該振盪頻率。來自該第一複數個傳輸模組當中之各傳輸模組可包括經組態以在該對應控制器之控制下基於來自該一或多個感測器之至少一者之第二資訊改變由該傳輸模組提供至該對應傳輸器諧振器之該電力之至少一相位之一傳輸調諧網路。
該系統可包括第三複數個電力調節單元，來自該第三複數個電力調節單元當中之各電力調節單元電連接於該對應光伏打電池與該對應傳輸模組之間且經組態以將來自該對應光伏打電池之該電力調適至與該對應傳輸模組相容之一格式。來自該第一複數個傳輸模組當中之各傳輸模組可包括小信號電子電路系統且該對應電力調節單元可進一步經組態用於將電力提供至該小信號電子電路系統。來自該第二複數個傳輸器諧振器當中之各傳輸器諧振器可安置於該對應光伏打電池之與該電池之一主動太陽輻射接收表面相對之一表面上。
在用於將電力自一光伏打電池陣列傳送至一電力負載之一近場無線系統之一進一步實施例中，該系統包括：第一複數個傳輸模組，各傳輸模組與該陣列中之一對應光伏打電池有線電通信，各傳輸模組經組態以將來自該對應光伏打電池之該電力轉換為具有一振盪頻率之一振盪電力信號；第二複數個傳輸器諧振器，各傳輸諧振器與來自該第一複數個傳輸模組之一對應傳輸模組有線電通信且經組態以依該振盪頻率諧振；第三複數個接收器諧振器，其等經組態以依該振盪頻率諧振，來自該第三複數個接收器諧振器當中之各接收器諧振器經安置以經由電容性耦合及磁感應之至少一者自該第二複數個傳輸器諧振器當中之一對應傳輸器諧振器接收電力；及第四複數個接收器模組，各接收器模組與來自該第三複數個接收器諧振器當中之一對應接收器諧振器有線電通信，該接收器模組經組態以自該對應接收器諧振器接收電力且經由有線電通信將該經接收電力以直流電形式呈現至該電力負載。
來自該第一複數個傳輸模組當中之各傳輸模組可包括經組態以依該振盪頻率調變自該對應光伏打電池接收之該電力之一電力放大器。來自該第一複數個傳輸模組當中之各傳輸模組可包括經組態以將該振盪頻率提供至該對應電力放大器之一振盪器。來自該第一複數個傳輸模組當中之各傳輸模組可進一步包括一控制器及一或多個感測器，該控制器經組態以基於來自該一或多個感測器之至少一者之第一資訊變更該振盪頻率。來自該第一複數個傳輸模組當中之各傳輸模組可包括經組態以在該對應控制器之控制下基於來自該一或多個感測器之至少一者之第二資訊改變由該傳輸模組提供至該對應傳輸器諧振器之該電力之至少一相位之一傳輸調諧網路。
該系統可進一步包括第五複數個電力調節單元，來自該第五複數個電力調節單元當中之各電力調節單元電連接於來自該太陽能電池陣列當中之該對應光伏打電池與來自該第一複數個傳輸模組當中之該對應傳輸模組之間且經組態以將來自該對應光伏打電池之該電力調適至與該對應傳輸模組相容之一格式。來自該第一複數個傳輸模組當中之各傳輸模組可包括小信號電子電路系統且來自該第五複數個電力調節單元當中之該對應電力調節單元可進一步經組態用於將電力提供至該小信號電子電路系統。來自該第二複數個傳輸器諧振器當中之各傳輸器諧振器可安置於來自該光伏打電池陣列當中之該對應光伏打電池之與該電池之一主動太陽輻射接收表面相對之一表面上。
在一進一步實施例中，呈現一種用於將電力自一光伏打電池陣列傳送至一電力負載之近場無線系統，該系統包括：第一複數個傳輸模組，各傳輸模組與該陣列中之一對應光伏打電池有線電通信，各傳輸模組經組態以將來自該對應光伏打電池之該電力轉換為具有一振盪頻率之一振盪電力信號；第二複數個傳輸器諧振器，各傳輸諧振器與來自該第一複數個傳輸模組之一對應傳輸模組有線電通信且經組態以依該振盪頻率諧振；第三複數個接收器諧振器，其等在數目上少於該複數個傳輸器諧振器且經組態以依該振盪頻率諧振，來自該第三複數個接收器諧振器當中之各接收器諧振器經安置以經由電容性耦合及磁感應之至少一者自該複數個傳輸器諧振器之一部分接收電力；及第四複數個接收器模組，各接收器模組與一對應接收器諧振器有線電通信，該接收器模組經組態以自該對應接收器諧振器接收電力且經由有線電通信將該經接收電力以直流電形式呈現至該電力負載。
來自該第一複數個傳輸模組當中之各傳輸模組可包括經組態以依該振盪頻率調變自該對應光伏打電池接收之該電力之一電力放大器。來自該第一複數個傳輸模組當中之各傳輸模組可包括經組態以將該振盪頻率提供至該對應電力放大器之一振盪器。來自該第一複數個傳輸模組當中之各傳輸模組可進一步包括一控制器及一或多個感測器，該控制器經組態以基於來自該一或多個感測器之至少一者之第一資訊變更該振盪頻率。來自該第一複數個傳輸模組當中之各傳輸模組可包括經組態以在該對應控制器之控制下基於來自該一或多個感測器之至少一者之第二資訊改變由該傳輸模組提供至該對應傳輸器諧振器之該電力之至少一相位之一傳輸調諧網路。
該系統可包括第五複數個電力調節單元，來自該第五複數個電力調節單元當中之各電力調節單元電連接於來自該太陽能電池陣列當中之該對應光伏打電池與來自該第一複數個傳輸模組當中之該對應傳輸模組之間且經組態以將來自該對應光伏打電池之該電力調適至與該對應傳輸模組相容之一格式。
來自該第一複數個傳輸模組當中之各傳輸模組可包括小信號電子電路系統且來自該第五複數個電力調節單元當中之該對應電力調節單元可進一步經組態用於將電力提供至該小信號電子電路系統。來自該第二複數個傳輸器諧振器當中之各傳輸器諧振器可安置於來自該光伏打電池陣列當中之該對應光伏打電池之與該電池之一主動太陽輻射接收表面相對之一表面上。
在一進一步態樣中，提供一種用於將電力自一光伏打電池傳送至一電力負載之方法，該方法包括：在一傳輸模組中將來自該光伏打電池之該電力轉換為具有一振盪頻率之一振盪電力信號；將該電力傳送至與該傳輸模組有線電通信且經組態以依該振盪頻率諧振之一傳輸器諧振器；在一接收器諧振器中接收電力，該接收器諧振器經組態以依該振盪頻率諧振且經安置以經由電容性耦合及磁感應之至少一者自該傳輸器諧振器接收該電力；在與該接收器諧振器有線電通信之一接收器模組中接收該電力；及經由有線電通信將經接收電力以直流電形式呈現至該電力負載。
在用於將電力自一光伏打電池陣列傳送至一電力負載之一方法之一進一步實施例中，該方法包括：在第一複數個對應傳輸模組之各者中將來自該陣列中之該等光伏打電池之各者之該電力轉換為具有一振盪頻率之一振盪電力信號；將該等傳輸模組之各者中之該電力傳送至來自各經組態以依該振盪頻率諧振之第二複數個傳輸器諧振器當中之一對應傳輸器諧振器；在一接收器諧振器中接收該電力，該接收器諧振器經組態以依該振盪頻率諧振且經安置以經由電容性耦合及磁感應之至少一者自該複數個傳輸器諧振器接收該電力；在與該接收器諧振器有線電通信之一接收器模組中接收該電力；及經由有線電通信將該經接收電力以直流電形式呈現至該電力負載。
在用於將電力自一光伏打電池陣列傳送至一電力負載之一方法之一進一步實施例中，該方法包括：在第一複數個對應傳輸模組之各者中將來自該陣列中之該等光伏打電池之各者之電力轉換為具有一振盪頻率之一振盪電力信號；將來自該等傳輸模組之各者之該電力傳送至來自第二複數個傳輸器諧振器當中之一對應傳輸器諧振器，其中各傳輸器諧振器經組態以依該振盪頻率諧振；在經組態以依該振盪頻率諧振之一對應接收器諧振器中自各傳輸器諧振器接收該電力，其中各接收器諧振器進一步經組態且經安置以經由電容性耦合及磁感應之至少一者自該傳輸器諧振器接收該電力；在與該接收器諧振器有線電通信之一對應接收器模組中自各接收器諧振器接收該電力；及經由有線電通信將該經接收電力以直流電形式呈現至該電力負載。
在用於將電力自一光伏打電池陣列傳送至一電力負載之一方法之一進一步實施例中，該方法包括：在第一複數個對應傳輸模組之各者中將來自該陣列中之該等光伏打電池之各者之電力轉換為具有一振盪頻率之一振盪電力信號；將來自該等傳輸模組之各者之該電力傳輸至來自第二複數個傳輸器諧振器當中之一傳輸器諧振器，其中各傳輸器諧振器經組態以依該振盪頻率諧振；在經組態以依該振盪頻率諧振之第三複數個接收器諧振器當中之任何接近接收器諧振器中自各傳輸器諧振器接收該電力，其中各接收器諧振器進一步經組態且經安置以經由電容性耦合及磁感應之至少一者自該傳輸器諧振器接收電力；在該第三複數個接收器諧振器當中共用該經接收電力；及經由對應一或多個接收器模組經由有線電通信將該經接收電力以直流電形式自該第三複數個接收器諧振器之一或多者呈現至該電力負載。該方法可進一步包括在將來自各光伏打電池之電力轉換為一振盪電力信號之前將該電力之一電壓及一電流轉換為適於該對應傳輸模組之一電壓及一電流。
提供用於將電力自一直流電源供應至一電力負載之電力傳送系統，該系統包括：一射頻電力放大器，其與該電源有線電通信且經組態以將來自該源之直流電壓轉換為具有一振盪頻率之一交流電壓信號；一可調整相位射頻整流器，其與該電力負載有線電接觸且與該電力放大器射頻通信，該整流器經組態以接收自該放大器傳送之電力；及一接收器控制器，其與該整流器通信，該接收器控制器經組態用於藉由調整該整流器之一電流-電壓相位特性而調整自該放大器至該整流器之電力傳送之一效率。該整流器可係一差分自同步射頻整流器。
該接收器控制器可經組態用於自動調整該整流器之該電流-電壓相位特性。該電力傳送系統可進一步包括與該負載有線通信且電力信號式安置於該負載與該整流器之間之一負載管理系統，該負載管理系統經組態用於藉由調整該整流器之一輸入阻抗而增加該電力傳送之一效率。該負載管理系統可經組態用於自動調整該整流器之該電流-電壓相位特性。
該電力傳送系統可進一步包括與該放大器通信之一傳輸器控制器，該傳輸器控制器經組態用於藉由調整該放大器之一電流-電壓相位特性而增加該電力傳送之一效率。該傳輸器控制器可經組態以自動調整該放大器之該電流-電壓相位特性以增加該電力傳送之該效率。
該電力傳送系統可進一步包括與該放大器及該傳輸器控制器通信之一振盪器。該傳輸器控制器可經組態用於經由該振盪器調整該振盪頻率。
該電力放大器可與該可調整相位射頻整流器直接有線射頻通信。該電力放大器可與該可調整相位射頻整流器無線近場射頻通信。該電力傳送系統可包括與該電力放大器有線射頻通信之一傳輸器諧振器及與該整流器有線射頻通信之一接收器諧振器。該傳輸器諧振器及接收器諧振器可彼此無線近場射頻通信。該電力放大器可與該整流器進行電容性近場無線射頻通信及感應性近場無線射頻通信之至少一者。該電力放大器可與該整流器雙模態近場無線射頻通信。
該直流電源可包括一可再充電電池組且該負載可包括一電動馬達。該負載可包括一電腦監視器。該系統之一諧振結構可包括該系統之至少一個導電機械負載承載結構組件。
該系統可進一步包括電安置於該源與該電力傳送系統之間之一電力調節單元，該電力調節單元經組態用於調整來自該源之一電流及一電壓之至少一者以改良該電力傳送之該效率。
進一步提供一種用於將電力自一直流電源傳送至一電力負載之方法，該方法包括：提供與該電源有線電通信之一電力傳送系統，該電力傳送系統包括與一可調整相位射頻整流器射頻通信之一射頻電力放大器，該可調整相位射頻整流器與該電力負載有線電接觸；在該放大器中將來自該直流電源之該電力轉換為一射頻振盪電力信號；在該整流器中將該射頻振盪電力信號轉換為直流電力信號；及藉由調整該整流器之一電流-電壓相位特性而調整該電力傳送之一效率。提供該可調整相位射頻整流器可包括提供一差分自同步射頻整流器。
該方法可進一步包括藉由調整該放大器之一直流電等效輸入電阻而調整該電力傳送之該效率。提供該電力傳送系統可包括提供在該整流器與該負載之間有線通信之一負載管理系統。調整該放大器之該直流電等效輸入電阻可包括藉由調整該負載管理系統而調整該整流器之一輸入阻抗。該調整該負載管理系統可包括自動調整該負載管理系統。
該方法可進一步包括藉由調整該電力放大器之一電流-電壓相位特性而調整該電力傳送之該效率。該提供該電力傳送系統可包括提供與該電力放大器通信以控制該電力放大器之一傳輸器控制器。該調整該電力放大器之該電流-電壓相位特性可藉由該傳輸器控制器執行。該調整該電力放大器之該電流-電壓相位特性可藉由該傳輸器控制器自動執行。
該方法可進一步包括藉由改變該電力放大器之一振盪頻率而調整該電力傳送之該效率。
該提供一電力傳送系統可包括提供與該整流器通信以控制該整流器之一接收器控制器。該調整該整流器之該電流-電壓相位特性可藉由該接收器控制器執行。該調整該整流器之該電流-電壓相位特性可藉由該接收器控制器自動執行。
該提供該電力傳送系統可包括提供與可調整相位射頻整流器直接有線射頻通信之該電力放大器。該提供該電力傳送系統可包括提供與該可調整相位射頻整流器無線近場射頻通信之該電力放大器。
該提供該電力傳送系統可包括提供與該電力放大器有線射頻通信之一傳輸器諧振器及與該射頻整流器有線射頻通信之一接收器諧振器。該方法可進一步包括操作彼此無線近場射頻通信之傳輸器諧振器及接收器諧振器。該提供該電力傳送系統可包括提供與該整流器進行電容性近場無線射頻通信及感應性近場無線射頻通信之至少一者之該電力放大器。該提供該電力傳送系統可包括提供與該整流器雙模態無線近場通信之該電力放大器。
該方法可進一步包括：提供電安置於該電源與該電力傳送系統之間之一電力調節單元；及調整該電力調節單元以調整來自該源之一電流及一電壓之至少一者以改良該電力傳送之該效率。
進一步提供一種用於將電力自一直流電源傳送至一電力負載之方法，該方法包括：提供與該電源有線電通信之一電力傳送系統，該電力傳送系統包括一振盪器，其能夠以一振盪頻率振盪；一電力放大器及一傳輸器調諧網路，其等兩者在一傳輸器控制器之控制下；以及一接收器調諧網路及一負載管理系統，其等兩者在一接收器控制器之控制下，該負載管理系統與該電力負載有線電通信；在該電力放大器中將來自該電源之該電力轉換為具有該振盪頻率之一振盪電力信號；在該傳輸器控制器之控制下經由該傳輸器調諧網路及該接收器調諧網路將來自該電力放大器之該電力信號傳送至該負載管理系統；調整該振盪頻率、該電力放大器之一輸入DC等效電阻、該傳輸器調諧網路、該接收器調諧網路及該負載管理系統之至少一者以改變一電力傳送速率；及經由有線電通信將藉由該負載管理系統接收之該電力以直流電形式呈現至該電力負載。
該經由該傳輸器調諧網路及該接收器調諧網路傳送該電力信號可包括藉由有線通信傳送該電力。該經由該傳輸器調諧網路及該接收器調諧網路傳送該電力信號可包括藉由無線通信傳送該電力。該藉由無線通信傳送該電力可包括藉由近場無線通信傳送該電力。該藉由近場無線通信傳送該電力可包括藉由電容性耦合及感應耦合之至少一者傳送該電力。
該自一直流電源傳送電力可包括自至少一個太陽能電池傳送電力。該自一直流電源傳送電力可包括自至少一個太陽能電池電池組傳送電力。該自一直流電源傳送電力可包括自具有不同電壓之一電源傳送電力。
在另一實施例中，一種電動系統包括：一機械負載承載結構，其具有導電之一第一部分；一電力負載；及一電力傳送系統，其包括經組態用於近場無線電力傳送之至少一個射頻諧振器，其中該諧振器至少部分包括該導電第一部分。該電動系統可進一步包括一可再充電電池組且該電力負載可包括一電動馬達。該電動系統可係一電動車輛且該機械負載承載結構可包括該車輛之一機殼。該電動系統可係一顯示器監視器且該機械負載承載結構可係一框架及該監視器之一基底之至少一者。
該電動系統可進一步包括一電源。該電力傳送系統可包括：一射頻電力放大器，其與該電源有線電通信且經組態以將來自該源之直流電壓轉換為具有一振盪頻率之一交流電壓信號；一可調整相位射頻整流器，其與該電力負載有線電接觸且與該電力放大器射頻通信，該整流器經組態以接收自該放大器傳送之電力；及一接收器控制器，其與該整流器通信，該接收器控制器經組態用於藉由調整該整流器之一電流-電壓相位特性而調整自該放大器至該整流器之電力傳送之一效率。
在另一實施例中，一種裝置包括：一機械負載承載結構，其具有導電之一第一部分；一電源；一電力負載；及一電力傳送系統，其包括：一射頻電力放大器，其與該電源有線電通信且經組態以將來自該源之直流電壓轉換為具有一振盪頻率之一交流電壓信號；一可調整相位射頻整流器，其與該電力負載有線電接觸且與該電力放大器射頻通信，該整流器經組態以接收自該放大器傳送之電力；及一接收器控制器，其與該整流器通信，該接收器控制器經組態用於藉由調整該整流器之一電流-電壓相位特性而調整自該放大器至該整流器之電力傳送之一效率；其中該導電第一部分經安置以承載來自該放大器及至該整流器之至少一者之一射頻信號。
該裝置可進一步包括與該負載有線通信且電力信號式安置於該負載與該整流器之間之一負載管理系統，該負載管理系統經組態用於藉由調整該整流器之一輸入阻抗而增加該電力傳送之一效率。該裝置可進一步包括與該放大器通信之一傳輸器控制器，該傳輸器控制器經組態用於藉由調整該放大器之一電流-電壓相位特性而增加該電力傳送之一效率。該裝置可進一步包括與該放大器及該傳輸器控制器通信之一振盪器，其中該傳輸器控制器經組態用於經由該振盪器調整該振盪頻率。
該電力放大器可經由該導電第一部分與該整流器直接有線射頻通信。該電力放大器可與該整流器無線近場射頻通信。該電力傳送系統可包括與該電力放大器有線射頻通信之一傳輸器諧振器及與該整流器有線射頻通信之一接收器諧振器，且該傳輸器諧振器及該接收器諧振器之一者可包括該導電第一部分。該傳輸器諧振器及該接收器諧振器可彼此無線近場射頻通信。該電力放大器可與該整流器進行電容性近場無線射頻通信及感應性近場無線射頻通信之至少一者。該電力放大器可與該整流器雙模態近場無線射頻通信。該直流電源可包括一可再充電電池組且該負載可包括一電動馬達。
在一些實施例中，一經密封雙向電力傳送電路器件包括經安置用於與該經密封器件外部之器件電通信之複數個終端，該經密封器件在一經密封內部內包括：一多終端電力切換器件，其具有至少一個DC終端、至少一個AC終端及至少一個控制終端，該多終端電力切換器件可在一放大狀況與一整流狀況之間調整，且經配置用於經由該至少一個DC終端雙向傳達一DC電壓及一DC電流，且經由該至少一個AC終端雙向傳達具有一振幅、一頻率及一相位之一射頻電力信號；一相位、頻率及作用時間循環調整電路，其與一控制器有線資料通信，該相位、頻率及作用時間循環調整電路經由該至少一個控制終端與該電力切換器件有線電通信且經配置用於在該電力切換器件之該至少一個控制終端處建立具有該射頻電力信號之該頻率及該相位之一射頻振盪信號且藉由在該控制器之指令下調整該射頻振盪信號之該相位而在該放大狀況與該整流狀況之間調整該電力切換器件。在一些實施例中，該控制器可安置於該經密封雙向電力傳送電路器件之該經密封內部內。該經密封電力傳送電路器件之該複數個終端可包含用於該控制器與該經密封內部外部之器件之間之資料通信之終端。
該射頻電力信號可具有一作用時間循環且該相位、頻率及作用時間循環調整電路可進一步經配置用於藉由調整該射頻振盪信號之一作用時間循環而調整該射頻電力信號之該作用時間循環。該相位、頻率及作用時間循環調整電路可包括用於在來自該控制器之指令下產生該射頻振盪信號之一射頻振盪器。
該經密封電力傳送電路器件可在該經密封內部內進一步包括與該控制器有線資料通信之經由該至少一個AC終端與該電力切換器件有線電通信之一調諧網路，該調諧網路經配置用於在來自該控制器之指令下將該射頻電力信號調整至一經調諧射頻電力信號。該雙向電力傳送電路器件可包括經組態用於將資訊調變至該射頻電力信號上之一調變器。該調變器可包括該調諧網路。該調變器可經組態用於使用藉由該控制器提供之資訊調變該射頻電力信號。該調諧網路可包括經配置用於抑制該射頻電力信號中之該射頻振盪信號之諧波之一諧波終端網路電路。該諧波終端網路可包括一或多個電感器以及一次諧波終端、二次諧波終端及三次諧波終端之一或多者。該經密封電力傳送電路器件可在該經密封內部內進一步包括與該控制器有線資料通信之一振幅/頻率/相位偵測器，該振幅/頻率/相位偵測器經安置成與該調諧網路有線電通信且經配置以判定在該調諧網路與該經密封器件外部之一AC負載/源之間傳達之任何射頻電力信號之一振幅、一頻率及一相位。該調諧網路可進一步包括一補償網路、一匹配網路及一濾波器之一或多者。
該相位、頻率及作用時間循環調整電路可經配置以基於藉由該振幅/頻率/相位偵測器傳達至該控制器之量測資料自該控制器接收指令。該相位、頻率及作用時間循環調整電路可經配置以基於直接自該振幅/頻率/相位偵測器接收之一回饋信號調整該射頻振盪信號。該調諧網路可包括用於當該電力切換器件在該放大狀況中時基於來自該振幅/頻率/相位偵測器之量測資料調整該經調諧射頻電力信號之一電壓與一電流之間之一相位差之一電壓-電流調諧器。
該經密封電力傳送電路器件可在該經密封內部內進一步包括在該電力切換器件與該經密封器件外部之一DC電源/負載之間有線電通信之一電力管理電路，該電力管理電路經配置用於阻抗匹配該電力切換器件及該外部DC電源/負載且用於基於直接自該振幅/頻率/相位偵測器接收之一回饋信號調整在該電力切換器件與該DC電源/負載之間傳達之DC電力。在其他實施例中，該經密封電力傳送電路器件可在該經密封內部內進一步包括與該控制器有線資料通信且在該電力切換器件與該經密封器件外部之一DC電源/負載之間有線電通信之一電力管理電路，該電力管理電路經配置用於阻抗匹配該電力切換器件及該外部DC電源/負載且用於基於藉由該振幅/頻率/相位偵測器傳達至該控制器之量測資料調整在該電力切換器件與該DC電源/負載之間傳達之DC電力。
該經密封電力傳送電路器件可在該經密封內部內進一步包括與該控制器有線資料通信之一電壓/電流偵測器，該電壓/電流偵測器經安置以判定在該電力切換器件與該電力管理電路之間傳遞之一DC電壓及DC電流。該相位、頻率及作用時間循環調整電路可經配置以基於藉由該電壓/電流偵測器傳達至該控制器之量測資料自該控制器接收指令。在其他實施例中，該相位、頻率及作用時間循環調整電路可經配置以基於直接自該電壓/電流偵測器接收之一回饋信號調整該射頻振盪信號。
該經密封電力傳送電路器件可在該經密封內部內進一步包括與該控制器、與該振幅/頻率/相位偵測器且與該電壓/電流偵測器有線資料通信之一記憶體，其中該記憶體經配置以接收且儲存來自該兩個偵測器之量測資料且將來自該兩個偵測器之該信號資料提供至該控制器。
該經密封電力傳送電路器件可在該經密封內部內進一步包括在該電力切換器件與該經密封器件外部之該AC電源/負載之間有線電通信之一電力管理電路，該電力管理電路經配置用於匹配該電力切換器件及該外部AC電源/負載之一振幅、一頻率及一相位且用於基於直接自該振幅/頻率/相位偵測器接收之一回饋信號調整在該電力切換器件與該AC電源/負載之間傳達之AC電力。
該經密封電力傳送電路器件可在該經密封內部內進一步包括與該控制器有線資料通信且在該電力切換器件與該經密封器件外部之AC電源/負載之間有線電通信之一電力管理電路，該電力管理電路經配置用於匹配該電力切換器件及該外部AC電源/負載之一振幅、一頻率及一相位且用於基於藉由該振幅/頻率/相位偵測器傳達至該控制器之量測資料調整在該電力切換器件與該AC電源/負載之間傳達之AC電力。
該經密封電力傳送電路器件可在該經密封內部內進一步包括與該控制器有線資料通信之一電壓/電流偵測器，該電壓/電流偵測器經安置以判定在該電力切換器件與該電力管理電路之間傳遞之一DC電壓及DC電流。
在一些實施例中，該相位、頻率及作用時間循環調整電路經配置以基於藉由該電壓/電流偵測器傳達至該控制器之量測資料自該控制器接收指令。在一些實施例中，該相位、頻率及作用時間循環調整電路經配置以基於直接自該電壓/電流偵測器接收之一回饋信號調整該射頻振盪信號。
該經密封電力傳送電路器件可在該經密封內部內進一步包括與該控制器、與該振幅/頻率/相位偵測器且與該電壓/電流偵測器有線資料通信之一記憶體，其中該記憶體經配置以接收且儲存來自該兩個偵測器之量測資料且將來自該兩個偵測器之該信號資料提供至該控制器。
該經密封電力傳送電路器件可在該經密封內部內進一步包括用於在該控制器與該經密封電力傳送電路器件外部之器件之間傳達資訊之一藍牙通信電路、一WiFi通信電路、一Zigbee通信電路及一蜂巢式通信技術電路之至少一者。該通信電路可與經配置以與該經密封電力傳送電路器件外部之器件通信之至少一個通信天線雙向有線通信。用於該通信電路之該天線可安置於該經密封器件之該經密封內部內。
該雙向電力傳送電路器件可包括經組態用於將資訊調變至該射頻電力信號及該DC電壓之至少一者上之一調變器。該調變器可包括該電力切換器件。該調變器可經組態用於使用藉由該控制器提供之資訊調變該射頻電力信號及該DC電壓之該至少一者。該調變器可進一步包括該相位、頻率及作用時間循環調整電路。
在一些實施例中，該雙向電力傳送電路器件之全部電路元件可單片整合於一矽單晶體晶圓中。在一些實施例中，該器件之電路元件之至少一部分可藉由覆晶技術整合。
在一項特定實施例中，該經密封雙向電力傳送電路器件之電子電路可與用作一DC源/負載之至少一個光伏打電池聯合實施於一單矽單晶體晶圓內。在一進一步實施例中，該經密封雙向電力傳送電路器件之該電子電路可與用作DC源/負載700之至少一個光伏打電池及用作該矽單晶體晶圓之一表面上之AC負載/源之一諧振器結構聯合實施於一單矽單晶體晶圓內。用於與藍牙、WiFi、Zigbee及蜂巢式技術一起使用之天線亦可整合於相同單矽單晶體晶圓上。
交叉參考
本申請案主張2020年9月15日申請之美國臨時申請案第63/078,824號之權利，該案以引用的方式併入本文中。
貫穿以下描述，闡述具體細節以便向熟習此項技術者提供一更透徹理解。然而，可未詳細展示或描述熟知元件以免不必要地使本發明模糊。因此，描述及圖式應被視為一闡釋性意義而非一限制性意義。
本發明之一個態樣提供包括一傳輸器(亦稱為一初級側)及一接收器(亦稱為一次級側)之一無線電力傳送系統。本發明之另一態樣提供可用作其他無線電力傳送系統之部分之無線電力傳輸器。本發明之另一態樣提供可用作其他無線電力傳送系統之部分之無線電力接收器。根據本發明之一些實施例之一傳輸器可包括經組態以藉由感應性電力傳送及/或藉由電容性電力傳送傳輸電力之一諧振器。類似地，根據本發明之一些實施例之一接收器可包括經組態以藉由感應性電力傳送及/或藉由電容性電力傳送接收電力之一諧振器。
圖1係包括一初級側12及一次級側14之一無線電力傳輸(WPT)系統10之一簡化示意圖。初級側12亦可稱為一傳輸器且次級側14亦可稱為一接收器。初級側12包括一傳輸器模組20及一傳輸器諧振器30且次級側14包括一接收器模組40及一接收器諧振器50。
傳輸器模組20接收包括(例如)直流(DC)電力之電力作為輸入。雖然未描繪，但傳輸器模組20可包括(例如)一反相器、一傳輸器補償網路及/或如本文中進一步描述之其他組件。傳輸器模組20將包括(例如)交流電(AC)電力之電力作為輸出遞送至傳輸器諧振器30。
傳輸器諧振器30自傳輸器模組20接收電力作為輸入且可輸出一磁場31A (例如，一時變磁場)及/或一電場31B (例如，一時變電場)。在一些實施例中，傳輸器諧振器30為了IPT之目的輸出磁場31A。在一些實施例中，傳輸器諧振器30為了CPT之目的輸出電場31B。在一些實施例中，諧振器30為了透過CPT及IPT同時傳送電力之目的同時輸出磁場31A及電場31B。在一些實施例中，諧振器30可在為了CPT之目的輸出電場31B、為了IPT之目的輸出磁場31A與為了透過CPT及IPT同時傳送電力之目的同時輸出磁場31A及電場31B之間切換。
在本文中使用形容詞術語「雙模態」以描述經組態用於同時電容性信號傳送及感應性信號傳送之一系統。
在存在磁場31A之情況下，可為了IPT之目的在接收器諧振器50中引發一電流。在存在電場31B之情況下，可在接收器諧振器50 (或其一或多個天線)上引發一交流電位。
當藉由磁場31A在接收器諧振器50中引發一電流時，可將此電流輸出至接收器模組40。類似地，當藉由電場31B在接收器諧振器50上引發一交流電位時，可藉由接收器諧振器50引起一電流流動至接收器模組40中。
接收器模組40可自接收器諧振器50接收電力(例如，AC電力)作為輸入且可將電力(例如，DC電力)輸出至一負載。一負載可係用於一電力儲存器件(諸如一電池組或超級電容器)之一電荷。藉由非限制性實例，負載可包括或係一電動自行車(electric bicycle) (亦稱為一電動自行車(e-bicycle或e-bike))之一元件，諸如係共享自行車車隊之部分之一電動自行車、汽車、船等。雖然未描繪，但接收器模組40可包括(例如)一整流器、一接收器補償網路及/或如本文中進一步論述之其他組件。
出於各種原因，WPT系統10可經組態以調整經由CPT自傳輸器模組20傳送至接收器模組40之電力對經由IPT藉由傳輸器模組20傳送至接收器模組40之電力之一比率(「傳送模式比」)。例如，傳送模式比可經調整以在傳輸器諧振器30與接收器諧振器50之間之距離增加時增加藉由CPT遞送之電力之一比例；在一生物(例如，人或動物)接近WPT系統10時增加藉由IPT遞送之電力之一比例；在一物件(例如，一金屬物件)接近WPT系統10時增加藉由CPT遞送之電力之一比例；在傳輸器諧振器30與接收器諧振器50之間之對準惡化時增加藉由CPT遞送之電力之一比例；及/或進行前文之任何組合。
在一些實施例中，傳送模式比可根據一最大電力點追蹤技術調整，諸如(但不限於)如有時用於風力發電機及太陽能面板之「觀察及擾動」 (例如，參見S. Dehghani、S. Abbasian及T. Johnson之「
Adjustable Load With Tracking Loop to Improve RF Rectifier Efficiency Under Variable RF Input Power Conditions」，在IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques中，第64卷，第2期，第343-352頁，2016年2月)。在一些實施例中，可根據一機器學習演算法調整傳送模式比。例如，在一些實施例中，若WPT系統10判定一WPT效率非所要地低，則WPT系統10可增加藉由CPT (或IPT)遞送之電力之一比例。若WPT效率因增加對CPT (或IPT)之依賴而受到負面影響，則WPT系統10可降低對CPT (或IPT)之依賴。可反覆地重複此程序直至獲得一可期望/最大WPT效率。
傳輸器諧振器30及接收器諧振器50之各者可包括以各種組態配置之複數個天線80。
天線80可包括能夠為了CPT及IPT之目的(單獨及/或同時)產生磁場31A及電場31B兩者之具有一高自電感及一高自電容之任何適合天線。圖2A、圖2B及圖2C描繪天線80、180、280之非限制性實例。為了本文中之目的，一「高自電感」係足夠大以容許天線產生適用於IPT之目的之一磁場之一自電感。類似地，為了本文中之目的，「高自電容」係足夠大以容許天線產生適用於CPT之目的之一電場之一自電容。
圖2A描繪根據本發明之一項實施例之一天線80。天線80可包括任何適合導電材料。例如，天線80可包括銅、金、銀、鋁、其他適合材料或其等之一組合。如自圖2A可見，天線80包括一長形元件80A，該長形元件80A具有已以一大體上平面矩形(在XY平面中)線圈之形狀彎曲或形成使得長形元件80A之鄰近包繞由一間隙80B隔開之一矩形(例如，正方形)截面。雖然將間隙80B描繪為沿著長形元件80之長度大體上恆定，但此非強制性的。
為了增加天線80之自電感，可減小間隙80B之大小。為了增加天線80之自電容，可增加長形元件80A之彎曲(例如，彎曲82A)之數目，可增加長形元件80A之隅角及邊緣(例如，邊緣82B)之數目，可增加長形元件80A之長度及/或可增加長形元件80A之厚度80C。
圖2B描繪根據本發明之另一實施例之一天線180之另一非限制性實例。天線180實質上類似於第一天線80，惟代替以一大體上平面矩形線圈之形狀彎曲或形成，長形元件180A係以具有正方形隅角之一大體上平面鋸齒形之形狀彎曲或形成除外，如圖2B中描繪。如同天線80，長形元件180A之鄰近鋸齒由一間隙180B隔開。雖然將間隙180B描繪為沿著長形元件180之長度大體上恆定，但此非強制性的。
為了增加天線180之自電感，可減小間隙180B之大小。為了增加天線180之自電容，可增加長形元件180A之彎曲(例如，彎曲182A)之數目，可增加長形元件180A之隅角及邊緣(例如，邊緣182B)之數目及/或可增加長形元件180A之厚度180C。
圖2C描繪根據本發明之另一實施例之一天線280之另一非限制性實例。天線280實質上類似於第一天線80，唯一不同點在於：代替以一大體上平面矩形線圈之形狀彎曲或形成，長形元件280A係以具有扇區元件280C自其徑向向外延伸之一集線器元件280A之一大體上平面圓形形狀(在XY平面中)彎曲或形成。鄰近扇區元件280C由間隙280B彼此隔開。
為了增加天線280之自電感，可減小間隙280B之大小。為了增加天線280之自電容，可增加扇區280C之數目，可增加集線器280A及/或扇區280C之隅角及邊緣(例如，邊緣282A)之數目及/或可增加長形集線器280A及/或扇區280C之厚度280C。
雖然圖2A、圖2B及圖2C描繪天線80、180、280之例示性非限制性實施例，但應理解，可在本文中描述之諧振器中採用適合天線80之許多其他形狀及組態。可對所描繪天線作出之改變之非限制性實例包含將長形元件80A、180A之截面形狀改變為除矩形之外之形狀(例如，三角形、圓形、六邊形等)，將90º彎曲82A、182A改變為非90º或修圓，將第一傳輸器天線80之XY平面形狀改變為除矩形或圓形之外之形狀，使用彎曲及隅角之非重複圖案等。
雖然本文中將天線80、180、280描述且描繪為相對平坦或平面(例如，在Z方向上之厚度實質上不變化)，但此非強制性的。在一些實施例中，天線80、180、280可具有一圓錐凹或圓錐凸形狀，如圖3A及圖3B中描繪。例如，本文中之天線可具有一圓錐螺旋形狀(未描繪)。在一些實施例中，天線80可具有一矩形圓錐螺旋形狀使得天線80之內繞組在Z方向上與天線80之外繞組隔開。此等圓錐形狀可容許一諧振器用於一更廣範圍之諧振頻率。在其他實施例中，第一傳輸器天線之Z方向上之一厚度可以其他方式變化。
例如，天線80、180、280可以類似於一CPT WPT系統中之板之組態之組態配置。例如，在根據本發明之一項實施例之一雙天線WPT系統中，傳輸器諧振器30可包括與接收器諧振器50之一第一接收器天線52平行配置之一第一傳輸器天線32，如圖4A中展示。為了CPT之目的，兩個天線32、52之間之互電容提供一路徑以供電流向前流動至接收器側，且一導電路徑(例如，接地)將容許電流流動回至傳輸器側。為了IPT之目的，藉由驅動一電流通過第一傳輸器天線32，產生可在第一接收器天線52中引發一電流之一磁場31A。為了CPT之目的，可將一電壓施加至第一傳輸器天線32以在第一傳輸器天線32與第一接收器天線52之間產生一電位差，藉此產生一電場31B。
第一傳輸器天線32可包括能夠(單獨及/或同時)產生磁場31A及電場31B兩者之具有一高自電感及一高自電容之任何適合天線。例如，第一傳輸器天線可包括天線80、180、280之一者或本文中描述之任何其他天線。
第一接收器天線52可包括能夠具有在其中藉由磁場31A引發之一電流且(單獨及/或同時)歸因於電場31B而在其上具有一電位差之具有一高自電感及一高自電容之任何適合天線。在一些實施例中，第一接收器天線52可實質上類似於第一傳輸器天線32 (例如，第一接收器天線52可具有本文中或以其他方式描述或描繪之任何天線之相同特性)。在一些實施例中，天線32、52可彼此不同(例如，第一傳輸器天線32可包括天線80而第一接收器天線52可包括天線180)。
在一些實施例中，第一傳輸器天線32之一XY平面面積小於第一接收器天線52之一XY平面面積以改良第一傳輸器天線32與第一接收器天線52之間之耦合。
圖4B描繪天線80、180、280之一組態之另一實例。特定言之，圖4B描繪一四天線堆疊(或四天線垂直) WPT系統。傳輸器諧振器130及接收器諧振器150之各者包括兩個天線。傳輸器諧振器30之一個天線及接收器諧振器150之一個天線一起為電力提供一向前路徑且傳輸器諧振器130之另一天線及接收器諧振器150之另一天線一起為電力提供一返回路徑。
為了IPT之目的，藉由驅動一電流通過傳輸器之天線132、134，產生可在第一及第二接收器天線152、154中引發一電流之一磁場。為了CPT之目的，可在第一及第二天線132、134之間施加一電位差以產生一電場(在圖1中展示為31B)以跨第一及第二接收器天線152、154引發一電位。
如圖4B中描繪，傳輸器諧振器130包括在Z方向上由一間隔件138分離之一第一傳輸器天線132及一第二傳輸器天線134。
第一傳輸器天線132可包括能夠(單獨及/或同時)產生磁場31A及電場31B兩者之具有一高自電感及一高自電容之任何適合天線。例如，第一傳輸器天線可包括天線80、180、280之一者或本文中描述之任何其他天線。
間隔件138可包括任何適合材料。例如，間隔件138可包括空氣、一介電材料、鐵氧體或其等之某一組合。間隔件138可具有經選取以改變電場31A之一介電常數及/或其可具有經選取以改變磁場31B之一導磁常數。間隔件138可包括一高介電常數材料以增加傳輸器諧振器130之電容。間隔件138之厚度及平面面積可取決於第一及第二傳輸器天線132、134之厚度及/或平面面積。在一些實施例中，可期望電隔離且可將一低介電常數材料用於間隔件138 (例如，用於屏蔽)。
第二傳輸器天線134可包括能夠(單獨及/或同時)產生磁場31A及電場31B兩者之具有一高自電感及一高自電容之任何適合天線。在一些實施例中，第二傳輸器天線134可實質上類似於第一傳輸器天線132 (例如，第二傳輸器天線134可具有本文中或以其他方式描述或描繪之任何天線之相同特性)。在一些實施例中，第一及第二傳輸器天線132、134以及第一及第二接收器天線152、154可彼此不同(例如，第一及第二傳輸器天線132、134可類似於天線80，而第一及第二接收器天線152、154可類似於天線180)。
在一些實施例中，第二傳輸器天線134之XY平面面積可係與第一傳輸器天線132之XY平面面積不同之一大小。在一些實施例中，第二傳輸器天線134之XY平面面積可小於第一傳輸器天線132之XY平面面積以確保各對天線之間之耦合。在一些實施例中，第二傳輸器天線134之XY平面面積可大於第一傳輸器天線132之XY平面面積。
在一些實施例中，第二傳輸器天線134在大小及/或形狀上實質上與第一天線132互補使得第一傳輸器天線132在Z方向上與第二傳輸器天線134實質上不重疊。圖5描繪一傳輸器諧振器130之一部分之一XZ平面截面之一示意性表示，其中第一傳輸器天線132及第二傳輸器天線134之各者之形狀實質上類似於圖2B中之第一傳輸器天線180。如可見，第一傳輸器天線132之長形元件132A之部分132A-1、132A-2、132A-3在Z方向上與第二傳輸器天線134之間隙134B-1、134B-2、134B-3重疊(例如，定向在Z方向上之行進通過第一天線132之長形元件132A之部分132A-1之一線行進通過第二天線134之間隙134B-1)且第二傳輸器天線134之長形元件134A之部分134A-1、134A-2、134A-3在Z方向上與第一傳輸器天線132之間隙132B-1、132B-2、132B-3重疊(例如，定向在Z方向上之行進通過第二天線134之長形元件134A之部分134A-1之一線行進通過第二天線134之間隙132B-1)。第一傳輸器天線132及第二天線134之互補形狀可減少由傳輸器諧振器130經歷之寄生能量損耗。在一些實施例中，第一及第二傳輸器天線132、134可不完全互補但可具有一或多個互補部分。
接收器諧振器150包括在Z方向上由一間隔件158分離之一第一接收器天線152及一第二接收器天線154。第一接收器天線152可實質上類似於天線80、180、280之任何者或本文中描述之其他者。第二接收器天線154亦可實質上類似於天線80、180、280之任何者或本文中描述之其他者。如同第一及第二傳輸器天線132、134，第一及第二接收器天線152、154可在大小及/或形狀上互補(或部分互補)。
在一些實施例中，第一及第二接收器天線152、154之一XY平面面積不同於如圖4B中描繪之第一及第二傳輸器天線之一XY平面面積以便調整接收器諧振器150之自電感或自電容。例如，在一些實施例中，第一及第二接收器天線152、154之一XY平面面積大於如圖2A中描繪之第一及第二傳輸器天線132、134之一XY平面面積。此XY平面面積差可改良接收器諧振器150捕獲更多磁場31A及/或電場31B之能力。
間隔件158可包括任何適合間隔件。間隔件158可包括與間隔件138相同或類似之材料或與間隔件138不同之材料。相較於間隔件158，間隔件138可具有一更小Z方向尺寸以達成一所要自電容及/或自電感。此可有效地改變初級側12與次級側14之間之鏈路之耦合係數及初級側12之阻抗。可在初級側12及次級側14兩者中採用不同補償網路以適應此耦合係數及阻抗改變。
相較於圖4C中描繪之四天線平行結構，圖4B之堆疊組態在XY平面中遠更緊密。另外，由於全部天線可經中心對準，故此組態對於角度錯位係穩健的。具體言之，當天線呈圓形形狀時，角度旋轉對耦合電容無影響。然而，相較於圖4C中描繪之四天線平行結構，圖4B之堆疊組態之互電感可歸因於經增加交叉耦合電容而更低。
圖4C描繪天線80、180、280之一組態之另一實例。特定言之，圖4C描繪一四天線平行(或四天線水平) WPT系統。傳輸器諧振器230及接收器諧振器250之各者包括兩個天線。傳輸器諧振器230之一個天線及接收器諧振器250之一個天線一起為電力提供一向前路徑且傳輸器諧振器230之另一天線及接收器諧振器250之另一天線一起為電力提供返回路徑。
為了IPT之目的，藉由驅動一電流通過傳輸器之天線232、234，產生可在第一及第二接收器天線252、254中引發電流之一磁場。為了CPT之目的，可在第一及第二天線232、234之間產生一電位差以產生一電場31B以跨第一及第二接收器天線252、254引發一電位。
相較於圖4B中展示之傳輸器及接收器諧振器130、150，在其中對諧振器之Z方向尺寸具有一限制之應用中可期望具有天線之一水平配置之傳輸器及接收器諧振器230、250。
傳輸器諧振器230包括在X方向上由一間隔件238分離之一第一傳輸器天線232及一第二傳輸器天線234。藉由在X方向上分離第一及第二傳輸器天線232、234，可減少寄生能量損耗。第一及第二傳輸器天線232、234可實質上類似於第一及第二傳輸器天線132、134且間隔件238可實質上類似於間隔件138。如同傳輸器諧振器130，第一傳輸器天線232可具有大於第二傳輸器天線234之XY平面面積之一XY平面面積以改良用於電力傳送之向前路徑。
間隔件238可包括任何適合材料。例如，間隔件238可包括空氣、一介電材料、鐵氧體或其等之一組合。間隔件238可具有經選取以改變電場31A之一介電常數及/或其可具有經選取以改變磁場31B之一導磁常數。間隔件238可包括一高介電常數材料以增加傳輸器諧振器230之電容。間隔件238之厚度及平面面積可取決於第一及第二傳輸器天線232、234之厚度及/或平面面積。在一些實施例中，可期望電隔離且可將一低介電常數材料用於間隔件238 (例如，用於屏蔽)。
接收器諧振器250包括在X方向上由一間隔件258分離之一第一接收器天線252及一第二接收器天線254。藉由在X方向上分離第一及第二接收器天線252、254，可減少寄生能量損耗。第一及第二接收器天線252、254可實質上類似於第一及第二接收器天線152、154且間隔件258可實質上類似於間隔件138。如同接收器諧振器150，第一接收器天線252可具有大於第二接收器天線254之XY平面面積之一XY平面面積。
間隔件258可包括任何適合間隔件。間隔件258可包括與間隔件238相同或類似之材料或與間隔件238不同之材料。相較於間隔件258，間隔件238可具有一更小Z方向尺寸以達成一所要自電容及/或自電感。此可有效地改變初級側12與次級側14之間之鏈路之耦合係數及初級側12之阻抗。可在初級側12及次級側14兩者中採用不同補償網路以適應此耦合係數及阻抗改變。
在一些實施例中，間隔件258之XY平面面積可不同於間隔件238之XY平面面積以便變更傳輸器諧振器230或接收器諧振器250之自電感或自電容。例如，相較於間隔件258，間隔件238可具有一更小XY平面面積，如描繪。
圖4D描繪天線80、180、280之一組態之另一實例。特定言之，圖4D描繪組合圖4B之堆疊組態及圖4C之平行組態之一六天線WPT系統。傳輸器諧振器130及接收器諧振器150之各者包括三個天線。第一及第二傳輸器天線332、334之一者以及第一及第二接收器天線352、354之一者一起為電力提供一向前路徑且第一及第二傳輸器天線332、334之另一者以及第一及第二接收器天線352、354之另一者一起為電力提供一返回路徑。第三傳輸器及接收器天線336、356作為輔助天線工作以增加等效自電容且用作電場屏蔽。在一些實施例中，第三傳輸器及接收器天線336、356係被動的(例如，一電位差未施加於第三傳輸器及接收器天線336、356之間及/或電流未經驅動通過第三傳輸器及接收器天線336、356)。為了IPT之目的，藉由驅動一電流通過傳輸器之天線332、334、336之一或多者，產生可在第一接收器天線352、354、356中引發一電流之一磁場。為了CPT之目的，可將一電壓施加至第一傳輸器天線332、第二傳輸器天線334及/或第三傳輸器天線336以在第一、第二及第三傳輸器天線332、334、336之間產生一電位差，藉此產生一電場31B。
傳輸器諧振器330包括在X方向上由一間隔件338分離之一第一傳輸器天線332及一第二傳輸器天線334及由一第二間隔件339與第一及第二傳輸器天線以及間隔件338分離之一第三傳輸器天線336。第三傳輸器天線336可提供電場屏蔽以減少電場自傳輸器諧振器330之非所要逸出。第三傳輸器天線336可含有一鐵氧體片或表面以提供磁場屏蔽以減少磁場自傳輸器諧振器330之非所要逸出。亦可藉由改變間隔件339而使電場或磁場之屏蔽或塑形可行。
第一及第二及第三傳輸器天線332、334、336可實質上類似於第一及第二傳輸器天線132、134之任何者。間隔件338、339可實質上類似於間隔件138。如同傳輸器諧振器130，第一傳輸器天線332可具有大於第二傳輸器天線334之XY平面面積之一XY平面面積。第三傳輸器天線336可具有大於第一及第二傳輸器天線334、332之任一者之一XY平面面積。
間隔件338、339可包括任何適合材料。例如，間隔件338、339可包括空氣、一介電材料、鐵氧體或其等之一組合。間隔件338、339可具有經選取以改變電場31A之一介電常數及/或其可具有經選取以改變磁場31B之一導磁常數。間隔件338、339可包括一高介電常數材料以增加傳輸器諧振器230之電容。間隔件338、339之厚度及平面面積可取決於第一及第二及第三傳輸器天線332、334、336之厚度及/或平面面積。在一些實施例中，可期望電隔離且可將一低介電常數材料用於間隔件338、339 (例如，用於屏蔽)。
接收器諧振器350包括在X方向上由一間隔件358分離之一第一接收器天線352及一第二接收器天線354及由一第二間隔件359與第一及第二接收器天線以及間隔件358分離之一第三接收器天線356。第三接收器天線356可提供電場屏蔽以減少電場自接收器諧振器350之非所要逸出。第三接收器天線356可含有一鐵氧體片或表面以提供磁場屏蔽以減少磁場自傳輸器之非所要逸出。亦可藉由改變間隔件359而使電場或磁場之屏蔽或塑形可行。第一及第二及第三接收器天線352、354、356可實質上類似於第一及第二接收器天線152、154之任何者。間隔件358、359可實質上類似於間隔件158。如同接收器諧振器150，第一接收器天線352可具有大於第二接收器天線354之XY平面面積之一XY平面面積。第三接收器天線356可具有大於第一及第二接收器天線354、352之任一者之一XY平面面積。
間隔件358、359可包括任何適合間隔件。間隔件358、359可包括與間隔件338、339相同或類似之材料或與間隔件338、339不同之材料。相較於間隔件358、359，間隔件338、339可具有一更小Z方向尺寸以達成一所要自電容及/或自電感。此可有效地改變初級側12與次級側14之間之鏈路之耦合係數及初級側12之阻抗。可在初級側12及次級側14兩者中採用不同補償網路以適應此耦合係數及阻抗改變。
在一些實施例中，間隔件358之XY平面面積可不同於間隔件338之XY平面面積以便變更傳輸器諧振器330或接收器諧振器350之自電感或自電容。例如，相較於間隔件358，間隔件338可具有一更小X方向尺寸。在一些實施例中，間隔件359之Z方向尺寸可不同於間隔件339之Z方向尺寸以便變更傳輸器諧振器330或接收器諧振器350之自電感或自電容。例如，相較於間隔件359，間隔件339可具有一更小Z方向尺寸。此可有效地改變初級側12與次級側14之間之鏈路之耦合係數及初級側12之阻抗。可在初級側12及次級側14兩者中採用不同補償網路以適應此耦合係數及阻抗改變。
在一些實施例中，可在傳輸器諧振器30及接收器諧振器50之一或多者周圍提供磁性屏蔽。例如，鐵氧體可用作磁性屏蔽且減小附近金屬物件中之非所要渦流。鐵氧體(或另一適合材料)亦可用於隔離傳輸器諧振器30及/或接收器諧振器50與周圍金屬物件且因此可用於增加天線之自電感及/或諧振器之互電感。
圖6描繪根據本發明之一項實施例之包括一傳輸器模組20及傳輸器諧振器30之一初級側12之一示意圖。傳輸器諧振器30可包括傳輸器諧振器30、130、230、330之任何者或本文中描述之其他者。
傳輸器模組20包括一控制器22。控制器22經組態以自感測器24 (例如，負載偵測器24A、傳輸器電力感測器24B、周圍物件偵測器24C及/或距離偵測器24D)接收各種輸入且將控制信號輸出至各種組件26 (例如，振盪器26A、電力放大器26B、濾波器網路26C、匹配網路26D、補償網路26E及V/I調諧器26F)。
負載偵測器24A經組態以偵測連接至次級側14之一負載70 (圖7中展示)之存在。負載70可係(例如)一電動車輛(諸如一電動自行車或一電動汽車)之一電池組或需要一電力輸入之任何其他適合物項。負載偵測器24A可使用一實體感測器(例如(但不限於)一光學感測器、一壓力感測器、一紅外感測器或一近接感測器)及適合軟體或韌體實施。例如，在一些實施例中，在(例如)點24E處量測電力(例如，電流及電壓)以判定藉由傳輸器諧振器30汲取之電力(例如，如藉由傳輸器電力感測器24B量測)。若藉由傳輸器諧振器30汲取之電力之量增加至一基線之上，則負載偵測器24A可將存在一負載70傳訊至控制器22。
在其他實施例中，負載偵測器24A可經組態以量測在點24E處由傳輸器模組20經歷之傳輸器諧振器30之輸入阻抗。接近傳輸器諧振器30之一諧振負載(包含(例如)經組態以驅動負載70之次級側14)之存在將改變傳輸器諧振器30之輸入阻抗。如藉由負載偵測器24A提供至控制器22之阻抗之此改變可由傳輸器控制器22使用以判定一協作接收器是否接近傳輸器諧振器30存在。藉由不同接收器在傳輸器諧振器30中引發之阻抗改變如此相異且如此特性化使得控制器22可不僅偵測接近傳輸器諧振器30之一接收器之存在或不存在而且亦識別接收器之種類(包含例如(但不限於)行動電話或數位平板電腦之不同模型)。
傳輸器電力感測器24B可量測點24E處之電力(例如，量測電流及電壓)以判定多少電力由傳輸器諧振器30汲取。此資訊可(例如)由負載偵測器24A使用或用於判定在傳輸器諧振器30與接收器諧振器50之間是否存在所要有效耦合。
周圍物件偵測器(SOD) 24C經組態以判定一物件(例如，一生物(諸如一人類或一動物)或一無生命物件(諸如一塊金屬或其他))是否接近傳輸器諧振器30。SOD 24C可使用一實體感測器(例如(但不限於)一光學感測器、一壓力感測器、一紅外感測器、一近接感測器、RADAR或LIDAR)或藉由適合軟體或韌體實施。例如，若藉由傳輸器諧振器30汲取之電力(如藉由傳輸器電力感測器24B量測)在IPT期間下降，則SOD之軟體可判定一塊金屬(或任何電導體)接近傳輸器諧振器30或接收器諧振器50且SOD可將指示此存在之一信號提供至控制器22。在一些實施例中，若偵測接近傳輸器諧振器30或接收器諧振器50之一金屬物件，則控制器22可引起傳輸器模組20增加藉由CPT遞送之電力之一比例。在不存在如藉由SOD 24C偵測之一生物之情況下，控制器22可經組態以增加饋送至傳輸器諧振器30之電力(例如，高於在存在生物之情況下之一經調節位準)，或在接近如藉由SOD 24C偵測之一生物之情況下，控制器22可經組態以將饋送至傳輸器諧振器30之電力降低至低於一經調節位準。
距離偵測器24D經組態以判定傳輸器諧振器30與接收器諧振器50之間之一距離。距離偵測器24D可使用一實體感測器(例如(但不限於)一光學感測器、一超音波感測器、一紅外感測器、一近接感測器、RADAR或LIDAR)或藉由適合軟體或韌體實施。例如，距離偵測器24D可經組態以基於如藉由傳輸器電力感測器24B量測之傳輸電力之改變判定傳輸器諧振器30與接收器諧振器50之間之距離。
在一實施例中，一或多個溫度感測器可監測傳輸器諧振器30或接收器諧振器50處之溫度。若溫度超過一預定限制，則控制器22可引起傳輸器模組20減小藉由IPT遞送之電力之比例，減少饋送至傳輸器諧振器30之整體電力或切斷至傳輸器諧振器30之電力供應以防止一火災危險或熱散逸。
振盪器26A可經組態以回應於控制器22之一信號而控制經遞送至傳輸器諧振器30之電流之頻帶及/或頻寬及/或作用時間循環(相位) (例如，5%至50%)。
電力放大器26B可用於將DC電力轉換為AC電力。電力放大器26B可用於回應於控制器22之一信號而調整提供至傳輸器諧振器30之電力。特定言之，控制器22可將一信號發送至電力放大器26B以調整電力放大器26B之反射係數。在一些實施例中，控制器22可將一信號發送至電力放大器26B以在負載偵測器24A未偵測一負載時關斷(或睡眠)或在負載偵測器24A偵測一負載時接通。
電力放大器26B可包括可經組態以自振盪器26A接收一方形(正弦)波且產生具有期望驅動傳輸器諧振器30之特定頻率之一正弦波之一開關模式電力放大器(呈單端模式或一差分組態)。圖8係可用於傳輸器30中之一例示性電力放大器26B之一示意圖。電力放大器26B可係一差分開關模式放大器。電力放大器26B具有三個輸入，即：使用在諧振頻率下設定之頻率驅動主動器件(電晶體) 127C、127D之兩個輸入信號及用於控制主動器件之輸出電力及操作區之源127E之DC電壓。
使用不同負載終端以改良效能(例如，輸出電力、電力轉換效率)且降低不必要諧波位準。 特定言之，三次諧波終端127F定位於串聯分支中以塑形汲極節點127G處之電壓波形。二次諧波終端127H定位於並聯分支中以塑形汲極節點127G處之電壓波形。一次諧波終端127I定位於串聯分支中以塑形汲極節點127G處之電壓波形。可在二次及一次諧波終端127H、127I中考量三次諧波終端之效應。可在一次諧波終端127I中考量二次諧波終端之效應。為了電力放大器26B之差分組態，串聯放置AC負載127J (其接收輸出電力)。一充電率AC負載127J可依據傳輸器諧振器30、接收諧振器50及/或其等對準及位置而變化。電力放大器26B可經組態以產生至傳輸器諧振器30之充分電力使得E場或H場或E場及H場之任何組合可藉由傳輸器諧振器30產生且藉由接收器諧振器50捕獲。
放大器26B可包括呈差分組態之兩個相移器127L (但僅一個相移器呈一單端組態)。相移器127L調整AC信號過載127J與電晶體127C、127D之閘極信號之間之適當相位差。閘極信號與AC信號過載127J之間之相位差可改變電力放大器之效能(例如，電晶體之電力轉換效率及操作區)。其亦可改變電力放大器26B之電晶體127C及127D及/或最佳AC負載127J之輸出阻抗。
放大器26B可包括呈差分組態之兩個位準移位器127K (但僅一個位準移位器呈一單端組態)。位準移位器127K可調整電晶體127C、127D之閘極信號之適當振幅。閘極信號處之振幅位準可改變放大器之效能(例如，電晶體之電力轉換效率及操作區)。
放大器26B可係可重新組態以用作一整流器，尤其用作一自同步整流器。作為此重新組態之部分，整合式相移器127L及整合式位準移位器127K可經調整以便容許放大器26B基於電晶體127C、127D之固有放大及切換功能用作一整流器26B。放大器26B在操作為一放大器與操作為一整流器之間之此可重新組態性容許傳輸器模組20分別在一傳輸器模式與一接收器模式之間可控制地重新組態。重新組態可在來自控制器22之指令下發生。當放大器26B自一放大器重新組態為一整流器時，AC負載127J改變為一AC源127J。相應地，當放大器26B自一放大器重新組態至一整流器時，DC源127E重新組態至一DC負載。一旦吾人已描述次級側14及其接收器模組，便將在下文處理傳輸器模組20在其接收器模式中之應用，兩者在圖7中更詳細展示。
濾波器網路26C可回應於控制器22之一信號調整提供至傳輸器諧振器30之頻率回應(諸如頻帶、截止頻率、3dB頻率、增益)。濾波器網路可經組態以調整傳輸器模組20中之電力之波形之形狀以增加傳輸器模組20之效率。
匹配網路26D可經組態以調整阻抗以將電力放大器26B之輸出與傳輸器諧振器30匹配。
可提供補償網路26E以依一所要諧振頻率(例如，接收器諧振器之諧振頻率)驅動傳輸器諧振器30以藉此增加互通量，減少熱產生且改良電力傳送效率。補償網路26E可包括用於增加電容之一或多個電容器及用於增加電感之一或多個電感器。補償網路26E可經組態以視需要增加電容(及/或降低電容)且增加電感(及/或降低電容)。當傳送模式比係100% CPT時，補償網路26E可以與任何已知CPT補償網路(例如，補償網路26E可用於增加電感)類似之一方式起作用。類似地，當傳送模式比係100% IPT時，補償網路26E可以與任何已知IPT補償網路(例如，補償網路26E可用以增加電容)類似之一方式起作用。然而，當傳送模式比係部分CPT及部分IPT時，可需要更少補償，此係因為傳輸器諧振器30之電容將自然提供對於傳輸器諧振器30之電感之補償且傳輸器諧振器30之電感將自然提供對於傳輸器諧振器30之電容之補償。例如，在近似50%之IPT及50%之CPT (例如，等於一之傳送模式比)下，可完全不需要補償網路或補償網路之使用可實質上受限制，藉此增加WPT系統10之效率。
作為另一實例，在近似40%至60%之IPT及40%至60%之CPT之間，可完全不需要補償網路或補償網路之使用可實質上受限制，藉此增加WPT系統10之效率。出於此原因，相較於需要顯著補償之CPT WPT系統及/或純IPT WPT系統，補償網路26E可包括更少或小電感器及/或電容器。在一些實施例中，若傳輸器諧振器30之電容足夠低，則可藉由補償網路26E提供額外補償。類似地，若傳輸器諧振器30之電感足夠低，則可藉由補償網路26E提供額外補償。控制器22可基於(例如)傳送模式比、傳輸器諧振器30與接收器諧振器50之間之一距離、藉由傳輸器諧振器30汲取之電力之量、電力傳輸效率等將需要多少及何類型之補償傳訊至補償網路26E。
在一些實施例中，藉由補償網路26E補償之一量值(例如，電容之增加或電感之增加)與傳送模式比與一之間之差之絕對值成比例。例如，若傳送模式比大於一，則補償網路26E可用於增加電感且在傳送模式比增加多於一時，電感之增加之量可增加。類似地，若傳送模式比小於一，則補償網路26E可用於增加電容且在傳送模式比減小多於一時，電容之增加可增加。
在一些實施例中，補償網路26E可經組態以使用資訊調變提供至傳輸器諧振器30之信號且可藉此用作源傳輸調變器。使用其調變提供至傳輸器諧振器30之信號之資訊可藉由控制器22提供至補償網路26E。資訊可包括經由接收器諧振器50指定給接收器模組40之控制器42之控制資料。下文參考圖7更詳細描述控制器42。在其他實施例中，電力放大器26B可用作源傳輸調變器。在又進一步實施例中，振盪器26A可用作源傳輸調變器。由經選取源傳輸調變器採用之調變可係振幅調變、頻率調變及相位調變之任一者。資訊可以數位形式或以類比形式調變至經提供至傳輸器諧振器30之信號上。資訊可藉由源傳輸調變器調變至經提供至傳輸器諧振器30之電力信號之諧振頻率上。在其他實施例中，資訊可經調變至不同於電力傳輸之頻率之一頻率上。在其他實施例中，資訊可經調變至經提供至傳輸器諧振器30之電力信號之諧振頻率之一諧波上。在又進一步實施例中，經提供至傳輸器諧振器30之電力信號之諧振頻率可係資訊經調變至其之信號之頻率之一諧波。下文更詳細描述之V/I調諧器26F可經組態以將資訊信號傳輸至傳輸器諧振器30且藉此關於經傳輸資訊係透明的。以此處描述之方式傳輸之資訊可包括(但不限於)模組20之操作模式、接收器40之數目及類型、周圍物件感測器資訊及負載狀態監測資訊(包含(例如)電池組電荷狀態、負載電壓及負載電流)。
在圖10中更詳細展示V/I調諧器26F之一實施例。自匹配網路26E (在圖6中)接收之V/I調諧器26F之輸入信號由一分離器262分離以便具有用於輸入信號之兩個相互不對稱路徑261A及261B。第一相移器264A及第二相移器264B產生傳輸器諧振器30 (在圖6中)之輸入電壓與輸入電流之間之一相位差。第一相移器264A由控制器22 (在圖6中)經由第一相位分離器控制線263A控制且第二相移器264B由控制器22 (見圖6)經由第二相位分離器控制線263B控制。第一及第二主動開關266A及266B分別自第一及第二相移器264A及264B接收信號，且由控制器22分別經由第一及第二主動開關控制線265A及265B控制。第一及第二主動開關266A及266B用於調整分別自第一及第二相移器264A及264B接收之信號之假想部分。被動信號塑形網路268A及268B分別自第一及第二主動開關266A及266B接收經調整信號。被動信號塑形網路268A及268B用於微調分別自第一及第二主動開關266A及266B接收之信號且特定言之，用於在將其等傳遞至組合器269之前減少該等信號中之任何諧波。沿著兩個相互不對稱路徑261A及261B提供之信號藉由組合器269組合且經提供至傳輸器諧振器30。在其他實施例中，第一及第二相移器264A及264B可組合為接收至V/I調諧器26F之輸入信號之一個相移器且經組合相移器可具有用作主動開關266A及266B之兩個單獨輸出。
V/I調諧器26F藉由回應於來自控制器22之信號調整至傳輸器諧振器30之輸入電流與輸入電壓之間之相位差而調整傳送模式比。由傳輸器模組20所見之阻抗之實部藉由一相移器264A及264B調整，且其虛部可藉由開關266A及266B調整。例如，每10毫秒中每3毫秒之一90度相移可導致30%之磁性電力傳送及70%之電力傳送。
V/I調諧器26F可經組態以調整通過各傳輸器天線(例如，第一及第二傳輸器天線32、132、232、332、134、234、334或第三傳輸器天線336)之電流及施加至各傳輸器天線(例如，第一及第二傳輸器天線32、132、232、332、134、234、334或第三傳輸器天線336)之電位。
若引起電流通過第一及第二傳輸器天線132、134兩者，則其等將為了IPT之目的各產生磁場31A。若相較於遞送至第一傳輸器天線132之電流，遞送至第二傳輸器天線134之電流減小，則將為了CPT之目的在第一與第二傳輸器天線132、134之間產生一電位差且產生一電場31B。為了在CPT與IPT之間調變，可調變遞送至第二天線134之電流(例如，當容許更少電流通過第二天線134時，則更少IPT將發生且當容許更多電流行進通過第二天線時，更多CPT將發生)。例如，當期望經由IPT傳送電力時，I/V調諧器26F可經組態以充當將第一及第二傳輸器天線連接在一起以藉此產生容許電流在其中流動之一串聯LC諧振器之一短路。相反地，當期望藉由CPT傳送電力時，I/V調諧器26F可經組態以用作一開路，該開路傾倒電流，藉此在第一與第二傳輸器天線之間產生一電位差。I/V調諧器26F可藉此經組態以控制第一及第二傳輸器天線132、134是否有效地串聯或並聯連接。
替代地，當第一及第二傳輸器天線132、134並聯連接時，可為了CPT之目的使第一及第二傳輸器天線132、134浮動以引起一電場31B產生，而實質上未產生磁場31A。為了改變傳送模式比(例如，在CPT與IPT之間調變)，I/V調諧器26F可(藉由I/V調諧器26F之一多工器或類似者)經組態以在(1)使第一及第二傳輸器天線132、134浮動以引起CPT與(2)驅動電流通過第一及第二傳輸器天線132、134以引起IPT之間交替。交替可在數毫秒內或以10 Hz與10 kHz之間之頻率實施。在更多時間分配至浮動第一及第二傳輸器天線132、134之情況下，傳送模式比將偏向更多CPT且在更多時間分配至驅動電流通過第一及第二傳輸器天線132、134之情況下，傳送模式將偏向更多IPT。
在一些實施例中，元件26可係傳輸器模組20中之離散元件而在其他實施例中，元件26之一或多者可係一積體電路設計之部分。
圖7係根據本發明之一項實施例之一負載70及包括一接收器諧振器50及接收器模組40之次級側14 (如圖1中展示)之一示意性描繪。
接收器諧振器50可包括接收器諧振器50、150、250、350之任何者或本文中描述之其他者。接收器諧振器50可經組態以使用由傳輸器模組20中之一振盪信號設定之頻率(諸如(例如(但不限於))在1 MHz與1 GHz之間)捕獲電力。在一些實施例中，藉由傳輸器模組20中之振盪信號設定之頻率係約1 MHz至約100 MHz、約1 MHz至約200 MHz、約1 MHz至約300 MHz、約1 MHz至約400 MHz、約1 MHz至約500 MHz、約1 MHz至約600 MHz、約1 MHz至約700 MHz、約1 MHz至約800 MHz、約1 MHz至約900 MHz、約1 MHz至約1 GHz、約100 MHz至約200 MHz、約100 MHz至約300 MHz、約100 MHz至約400 MHz、約100 MHz至約500 MHz、約100 MHz至約600 MHz、約100 MHz至約700 MHz、約100 MHz至約800 MHz、約100 MHz至約900 MHz、約100 MHz至約1 GHz、約200 MHz至約300 MHz、約200 MHz至約400 MHz、約200 MHz至約500 MHz、約200 MHz至約600 MHz、約200 MHz至約700 MHz、約200 MHz至約800 MHz、約200 MHz至約900 MHz、約200 MHz至約1 GHz、約300 MHz至約400 MHz、約300 MHz至約500 MHz、約300 MHz至約600 MHz、約300 MHz至約700 MHz、約300 MHz至約800 MHz、約300 MHz至約900 MHz、約300 MHz至約1 GHz、約400 MHz至約500 MHz、約400 MHz至約600 MHz、約400 MHz至約700 MHz、約400 MHz至約800 MHz、約400 MHz至約900 MHz、約400 MHz至約1 GHz、約500 MHz至約600 MHz、約500 MHz至約700 MHz、約500 MHz至約800 MHz、約500 MHz至約900 MHz、約500 MHz至約1 GHz、約600 MHz至約700 MHz、約600 MHz至約800 MHz、約600 MHz至約900 MHz、約600 MHz至約1 GHz、約700 MHz至約800 MHz、約700 MHz至約900 MHz、約700 MHz至約1 GHz、約800 MHz至約900 MHz、約800 MHz至約1 GHz或約900 MHz至約1 GHz。在一些實施例中，藉由傳輸器模組20中之振盪信號設定之頻率係約1 MHz、約100 MHz、約200 MHz、約300 MHz、約400 MHz、約500 MHz、約600 MHz、約700 MHz、約800 MHz、約900 MHz或約1 GHz。在一些實施例中，藉由傳輸器模組20中之振盪信號設定之頻率係至少約1 MHz、約100 MHz、約200 MHz、約300 MHz、約400 MHz、約500 MHz、約600 MHz、約700 MHz、約800 MHz或約900 MHz。在一些實施例中，藉由傳輸器模組20中之振盪信號設定之頻率係至多約100 MHz、約200 MHz、約300 MHz、約400 MHz、約500 MHz、約600 MHz、約700 MHz、約800 MHz、約900 MHz或約1 GHz。
針對一些應用，工業、科學及醫療(ISM)頻帶中之頻率可係較佳的。為了本發明之目的，將ISM頻帶理解為係6.765 MHz至6.795 MHz；13.553 MHz至13.567 MHz；26.957 MHz至27.283 MHz；40.66 MHz至40.70 MHz；83.996 MHz至84.004 MHz；167.992 MHz至168.008 MHz；433.05 MHz至434.79 MHz；及886 MHz至906 MHz。針對其他應用，官方保留應用頻帶中之頻率可係較佳的，例如(但不限於)警察通信或軍用頻帶。接收器諧振器50可經組態以依該頻率自磁場31A或電場31B或此兩個場之任何組合捕獲電力。
接收器模組40包括一控制器42。控制器42經組態以自感測器44接收各種輸入(例如，接收器電力感測器44A及負載偵測器44B)且將控制信號輸出至各種元件46 (例如，補償網路46A、匹配網路46B、整流器46D、濾波器46C及負載管理器46E)。
接收器電力感測器44A可量測點44C處之電力(例如，量測電流及電壓)以判定多少電力由接收器諧振器50接收。
負載偵測器44B經組態以偵測負載70之存在。負載偵測器44B可使用一實體感測器(例如(但不限於)一光學感測器、一壓力感測器、一紅外感測器或一近接感測器)或藉由適合軟體或韌體實施。例如，在一些實施例中，藉由負載偵測器44B在(例如)點44D處量測電流及電壓以判定藉由負載50接收之電力。若在點44D處量測之電力之量增加至一基線之上，則負載偵測器44B可將存在一負載70傳訊至控制器42。
補償網路46A可經組態以回應於來自控制器42之一信號而維持接收器諧振器50之一所要諧振頻率以藉此改良自傳輸器諧振器30至接收器諧振器50之電力傳送之效率。補償網路46A可係傳輸器模組20之補償網路26E且可實質上類似於傳輸器模組20之補償網路26E起作用。
匹配網路26D可經組態以調整整流器46D之一輸入阻抗以匹配諧振器30之一所要阻抗以達成最大電力傳送。
整流器46D可經組態以將藉由接收器天線50接收之AC電力轉換為DC電力以提供至負載70。
圖46C可經組態以根據來自控制器42之一信號塑形自整流器46D輸出之電力之波形以便改良接收器模組40之整體電力效率。
負載管理器46E可經組態以為負載70提供適合電壓及電流及/或藉由調整其輸入阻抗(例如，整流器46D之輸出阻抗)而自整流器46D提取最大電力。
在一些實施例中，負載管理器46E或另一組件可經組態以與外部器件(例如，負載70)通信(無線或有線)以提供用於資料分析之適當資訊。此資訊可包含(例如(但不限於))負載70之存在、負載70之一充電位準、負載70之一充電率、負載70之狀態、一當前電壓、電容及/或對負載70充電之剩餘時間。負載管理器46E可採用此資訊(或將此資訊中繼至控制器42或控制器22)以調整(例如)傳送模式比以達成初級側12與次級側14之間之最佳能量傳送。負載管理器46E亦可經由一顯示器將此資訊提供給一使用者。此一顯示器可內建於初級側12及次級側14之一或多者中或可經由一行動器件上之軟體(諸如(例如)與負載管理器46E或控制器22或控制器42無線(或有線)通信之一行動電話或平板電腦上之一應用程式)存取。
在一些實施例中，組件46係接收器模組40中之離散元件而在其他實施例中，組件46之一或多者係一積體電路設計之部分。
在一些實施例中，一初級側12可包括複數個傳輸器諧振器30及/或一次級側14可包括複數個接收器諧振器50。在此等實施例中，可以一類似方式控制傳輸器諧振器30及/或接收器諧振器50之各者。在其他實施例中，可個別地控制傳輸器諧振器30及/或接收器諧振器50之各者。例如，在一些實施例中，初級側12可更重地依賴於經歷更少干擾(例如，歸因於一附近金屬物件)之不在一生物附近或更有效地傳送電力之傳輸器諧振器30及/或類似地，次級側14可更重地依賴於經歷更少干擾(例如，歸因於一附近金屬物件)之不在一生物附近或更有效地接收電力之接收器諧振器50。此控制可藉由(例如)傳輸器模組20及接收器模組40及/或其等之間之通信提供或促進。
圖9係具有一整合式相移器之一整流器46D之一示意性描繪。在一些實施例中，整流器46D包括一離散相移器。
整流器46D可係可經組態以依一特定諧振頻率自接收器諧振器50接收一正弦波(例如，AC電力)之一開關模式自同步整流器(在單端模式或一差分組態中)。整流器46D可係一差分開關模式自同步整流器。整流器46D可自接收器諧振器50捕獲充分電力使得E場或H場或E場及H場之任何組合可藉由接收器諧振器50捕獲。
整流器46D具有使用在諧振頻率下設定之頻率驅動主動器件147B (例如，電晶體)之一輸入147A (例如，AC電力)且具有跨DC負載(用於控制主動器件之輸出電力、輸入阻抗及操作區)之輸出147D (例如，DC電壓)。在此設計中，使用不同負載終端以改良效能(例如，輸出電力及電力轉換效率)。三次諧波終端147D定位於串聯分支中以塑形汲極節點147E處之電壓波形。二次諧波終端147F定位於並聯分支中以塑形汲極節點147E處之電壓波形。一次諧波終端147G定位於串聯分支中以塑形汲極節點147E處之電壓波形。可在二次及一次諧波終端中考量三次諧波終端之效應。可在一次諧波終端中考量二次諧波終端之效應。
針對差分組態，AC源147A串聯放置。AC源147A可依據藉由接收器諧振器50接收之一電力以及接收器諧振器50相對於傳輸器諧振器30之對準及位置而變化。DC負載147C可係一單端負載。
整流器46D可包括呈差分組態之兩個相移器147H (但僅一個相移器呈一單端組態)。相移器147H調整AC源與電晶體147B之閘極信號之間之適當相位差。閘極信號與AC源147A之間之相位差可改變自同步整流器之效能(例如，電晶體之電力轉換效率及操作區)。其亦可改變自同步整流器46D之輸入阻抗及/或整流器46D之最佳DC負載147C。
整流器46D可包括呈差分組態之兩個位準移位器147I (但僅一個位準移位器呈一單端組態)。位準移位器147I可調整電晶體147B之閘極信號之適當振幅。閘極信號處之振幅位準可改變自同步整流器之效能(例如，電晶體之電力轉換效率及操作區)。
整流器46D可係可重新組態以用作一放大器。作為此重新組態之部分，整合式相移器147H及整合式位準移位器147I可經調整以便容許整流器46D基於電晶體147B之固有放大及切換功能而用作一放大器。整流器46D在操作為一整流器與操作為一放大器之間之此可重新組態性容許接收器模組40分別在一接收器模式與一傳輸器模式之間可控制地重新組態。重新組態可在來自控制器42之指令下發生。當整流器46D自一整流器重新組態至一放大器時，AC源147A改變至一AC負載147A。相應地，當整流器46D自一整流器重新組態至一放大器時，DC負載147C重新組態至一DC源。
在一些實施例中，當接收器模組40在傳輸器模式中時，補償網路46A可經組態以使用資訊調變提供至諧振器50之信號且可藉此用作源傳輸調變器。使用其調變提供至諧振器50之信號之資訊可藉由控制器42提供至補償網路46A。資訊可包括經由諧振器30指定給傳輸器模組20之控制器22之控制資料。在一些實施例中，當接收器模組40在傳輸器模式中且整流器46D經組態為一放大器時，整流器46D可用作模組40之調變器。所採用調變可係振幅調變、頻率調變、相位調變及其等組合之任一者。資訊可以數位形式或以類比形式調變至提供至傳輸器諧振器50之信號上。資訊可藉由源傳輸調變器調變至提供至傳輸器諧振器50之電力信號之諧振頻率上。在其他實施例中，資訊可經調變至不同於電力傳送之頻率之一頻率上。在其他實施例中，資訊可經調變至提供至傳輸器諧振器50之電力信號之諧振頻率之一諧波上。在又進一步實施例中，提供至傳輸器諧振器50之電力信號之諧振頻率可係資訊經調變至其之信號之頻率之一諧波。以此處描述之方式傳輸之資訊可包括(例如(但不限於))負載70之存在、負載70之一充電位準、電力傳送效率、負載70之一充電率、負載70之狀態、一當前電壓、充電容量及/或對負載70充電之剩餘時間。
上文已描述可如何在傳輸器模式與接收器模式中操作之間重新組態模組20及模組40兩者，且已描述可如何調變來自模組20及模組40兩者之信號，顯然地，圖1之系統10可用作用於經由諧振器30及50在兩個方向上傳輸資訊之一全雙工傳輸-接收系統。圖1之系統10可包括類似於圖1及圖7之次級側14之進一步次級側。當存在額外次級側時，上文描述之配置容許資訊在各種次級側當中之通信。
在一些實施例中，初級側12及次級側14可經由藍牙(例如，2.4 GHz)或類似於GPS之信號頻率之一信號頻率(例如，10 GHz)通信。在一些實施例中，可存在可單獨收集資料且在初級側12及/或次級側14之間來回傳送資料之一額外單元。在一些實施例中，可採用WiFi以自初級側12及/或次級側14上傳資料至一線上入口網站(例如，與初級側12及/或次級側14相關聯之一網站或行動應用程式)。
在一些實施例中，可期望在兩個接收器模組40之間傳送電力(例如，同級間電力傳送)。例如，若具有一第一接收器之一第一電動自行車具有一無電或低電量電池組且具有一第二接收器及一至少部分充電電池組之一第二電動自行車在附近，則可期望將電力自第二電動自行車傳送至第一電動自行車。例如，當無傳輸器在附近時，此一情境可適合。重新組態至一傳輸器模組中涉及之兩個接收器模組40之至少一者之設施使此同級間電力傳送可行。一般言之，其使在複數個次級側14當中轉送電力可行。
在其他實施例中，可需要在某些時間在相反方向(亦即，圖1、圖6及圖7之自負載側至源側)上傳輸電力。模組20及模組40在傳輸器模式中與接收器模式中操作之間重新組態之能力容許電力在「相反」方向上自模組40至模組20之此傳送。因此，系統容許雙向電力傳送。鑑於圖8及圖9之器件26B及46D可分別地重新組態以用作放大器或整流器之事實，吾人可將此等器件統稱為「差分自同步射頻電力放大器/整流器」。鑑於電力傳輸之雙向性，傳輸器諧振器30及接收器諧振器50兩者可被描述為「傳輸器-接收器諧振器」且調變器20及40兩者可被稱為「電力傳輸-接收模組」。此等配置可用於其中動能在煞車期間經轉換且需要經傳送至電池組之電動車輛中。其中應用電力傳送之此經改變方向之其他系統、狀況及配置包含(例如(但不限於))可具有不同位準之剩餘電池組電荷且可使用此配置以至少部分彼此可再充電之數個行動電話。在更一般情況中，當一傳輸系統及一接收系統兩者不具有永久能量源(例如，電網)時，則可採用雙向功能性以在任一方向上傳送能量。
在關於圖31描述之一進一步態樣中，提供用於經由一電力信號以一電力信號頻率傳送電力之一近場射頻方法[2200]，該方法包括：提供[2210]包括複數個電力傳輸-接收模組之一雙模態諧振近場射頻電力傳送系統，其中複數個電力傳輸-接收模組之各者與經安置以與複數個電力傳輸-接收模組之至少另一者交換電力之一傳輸器-接收器諧振器有線通信；及操作[2220]電力傳送系統以根據一可調整傳送模式比同時進行電容性電力傳送及感應性電力傳送。
提供[2210]電力傳送系統可包括提供具有一電力信號調諧器模組之複數個電力傳輸-接收模組之一第一者且操作[2420]電力傳送系統可包括藉由調整電力信號調諧器模組而改變傳送模式比。
提供[2210]電力傳送系統可包括在複數個電力傳輸-接收模組當中提供與一相關聯傳輸器-接收器諧振器有線通信且具有一調變器之至少一個電力傳輸-接收模組，且操作[2220]電力傳送系統可包括：在相關聯傳輸器-接收器諧振器與與複數個電力傳輸-接收模組之至少另一者有線通信之一傳輸器-接收器諧振器之間交換一射頻信號；及將資訊調變至經交換射頻信號上。當一電力負載存在於複數個電力傳輸-接收模組之一者之一輸出處時，在經交換信號上調變之資訊可包含(例如(但不限於))電力負載之一存在、電力負載之一充電位準、一電力傳送效率、電力負載之一充電率、電力負載之一狀態、電力負載上之一電壓之一存在、電力負載之一充電容量及對電力負載充電之一剩餘時間之一或多者。
資訊可藉由振幅調變、頻率調變或相位調變而調變至經交換射頻信號上。將資訊調變至經交換射頻信號上可包括將數位資訊或類比資訊調變至經交換射頻信號上。
將資訊調變至經交換射頻信號上可包括將資訊調變至電力信號上。將資訊調變至經交換射頻信號上可包括將資訊調變至具有不同於電力信號頻率之一頻率之一信號上。將資訊調變至經交換射頻信號上可包括將資訊調變至具有係電力信號頻率之一諧波之一頻率之一信號上。將資訊調變至經交換射頻信號上可包括將資訊調變至具有電力信號頻率作為一諧波之一信號上。
將資訊調變至經交換射頻信號上可包括根據資訊調變相關聯導線連接傳輸器-接收器諧振器之一反射特性以將資訊施加於由導線連接傳輸器-接收器諧振器反射之一信號上。將資訊調變至經交換射頻信號上可包括根據資訊調變提供至相關聯傳輸器-接收器諧振器之一信號。
方法[2200]可包括操作複數個電力傳輸-接收模組之第一者之電力信號調諧器模組以將資訊調變至經交換射頻信號上。經提供電力傳輸-接收模組之各者可包括一補償網路且補償網路可包括調變器，從而容許補償網路操作以將資訊調變至經交換射頻信號上。電力傳輸-接收模組之至少一者可包括將一信號以電力信號頻率提供至至少一個電力傳輸-接收模組之一射頻振盪器，且射頻振盪器可包括調變器，從而容許資訊調變至振盪器中之經交換射頻信號上。
複數個經提供電力傳輸-接收模組之各者可在一電力傳輸器模式與一電力接收器模式之間重新組態；且方法可進一步包括在一電力傳輸器模式與一電力接收器模式之間重新組態複數個電力傳輸-接收模組之至少兩者以反轉至少兩個傳輸-接收模組之間之電力傳輸之一方向。經提供電力傳輸-接收模組之各者可包括能夠在分別對應於電力傳輸-接收模組之電力傳輸器模式及電力接收器模式之一放大器狀況與一整流器狀況之間重新組態之一差分自同步射頻電力放大器/整流器；且方法可包括在放大器狀況與整流器狀況之間重新組態至少兩個傳輸-接收模組之差分自同步射頻電力放大器/整流器。各差分自同步射頻電力放大器/整流器可包括可調整以在放大器狀況與整流器狀況之間重新組態差分自同步射頻電力放大器/整流器之一相移器；且方法可包括調整至少兩個傳輸-接收模組之差分自同步射頻電力放大器/整流器之各者之一相移器。
包含本文中描述之傳輸器及/或接收器之WPT系統10可整合至各種應用(諸如(但不限於)電動車輛、電動船、電動飛機、電動卡車、電動自行車、電動機車、電動滑板等)中。一個例示性非限制性應用係一共享自行車車隊，其中提供整合一或多個傳輸器(例如，初級側12)之各種銜接站且包括接收器(例如，次級側14)及電池組(作為負載70)之電動自行車可在銜接站處充電。
在一些應用中，初級側12或次級側14可經組態以使用本文中未描述之其他系統傳送電力且可調整自CPT至IPT之傳送模式比以提供與其他CPT系統及/或IPT系統之相容性，即使其等未經具體設計以與本文中描述之電力傳送系統一起工作。
雖然上文已論述數個例示性態樣及實施例，但熟習此項技術者將認知某些修改、排列、添加及其等之子組合。因此，以下隨附發明申請專利範圍及隨後介紹之技術方案經解譯以包含全部此等修改、排列、添加及子組合，如與說明書整體之最廣解譯一致。
在一第一態樣中，上文描述且在圖1至圖10中描繪之(若干)系統之各者形成經組態用於根據一可調整傳送模式比以一可變諧振電力信號振盪頻率同時進行電容性電力傳送及感應性電力傳送之一雙模態近場諧振無線電力傳送系統10，該系統10包括：一傳輸器子系統12，其包括一傳輸器天線子系統32、132、232、332、134、234、334、336及一電力信號調諧器模組26F，調諧器模組26F經組態用於藉由調整由調諧器模組26F提供至傳輸器天線子系統32、132、232、332、134、234、334、336之一電力信號而調整傳送模式比；及一接收器子系統14，其包括經組態用於以傳送模式比自傳輸器天線子系統32、132、232、332、134、234、334、336接收電力之一接收器天線子系統52、152、252、352、154、254、354、356。
調諧器模組26F可經組態用於藉由調整提供至傳輸器天線子系統32、132、232、332、134、234、334、336之電力信號之電流與電壓之間之一相位差而調整電力信號。傳輸器子系統12可進一步包括一控制器22及至少一個感測器24，其中控制器22經組態用於自至少一個感測器24接收感測器資訊且用於基於感測器資訊將一調諧指令自動提供至調諧器模組26F；且調諧器模組26F經組態以根據調諧指令調整提供至傳輸器天線子系統32、132、232、332、134、234、334、336之電力信號之電流與電壓之間之相位差。
系統10基於傳輸器子系統12與接收器子系統14之間之耦合程度以在一預定頻帶內自由變化之一諧振頻率諧振。預定頻帶可係(例如(但不限於))一官方指定且保留工業、科學及醫療(ISM)頻帶或專用於一特定使用者之一頻帶。系統10之品質因數(Q)可降低至容許電力信號振盪頻率在預定頻帶之相反限制內變化之一程度。Q之一經降低值容許系統10在電力傳送之程序期間採用在預定頻帶內之數個不同諧振頻率之任何者。傳輸器子系統12與接收器子系統14之間之耦合以及諧振接收器子系統14對電力之相關聯吸收確保當系統10在操作中時，較少電磁輻射被發射至遠場域中。如本文中參考圖1至圖10描述之配置以及緊接在之前之頻率態樣使系統10成為一雙模態近場諧振無線電力傳送系統。應注意，在無線電力傳送系統10中，電力經由電容性或感應性耦合或兩者自初級子系統傳送至次級子系統且非經由電磁輻射至任何實質程度。
在參考前述圖式及圖11中之流程圖描述之一進一步態樣中，提供用於根據一可調整傳送模式比以一可變諧振電力信號振盪頻率雙模態地傳送電力之一近場無線方法[1000]，該方法包括提供[1010]包括一電力信號調諧器模組26F及經組態用於以諧振電力信號振盪頻率諧振之一傳輸器天線子系統32、132、232、332、134、234、334、336之一傳輸器子系統12；提供[1020]包括經組態用於以諧振電力信號振盪頻率諧振之一接收器天線子系統52、152、252、352、154、254、354、356之一接收器子系統14；以電力信號振盪諧振頻率將一電力信號自調諧器模組26F提供[1030]至傳輸器天線子系統32、132、232、332、134、234、334、336；藉由調整自調諧器模組26F至傳輸器天線子系統32、132、232、332、134、234、334、336之電力信號而調整[1040]傳送模式比；及在接收器子系統14中以電力信號振盪諧振頻率經由接收器天線子系統52、152、252、352、154、254、354、356以傳送模式比接收[1050]經傳送電力。調整[1040]傳送模式比可包括調整提供至傳輸器天線子系統32、132、232、332、134、234、334、336之電力信號之電流與電壓之間之一相位差。
提供[1010]一傳輸器子系統12可進一步包括提供一控制器22及至少一個感測器24且可藉由調諧器模組26F經由控制器22之一命令基於藉由控制器22自至少一個感測器24接收之感測器資訊來完成調整電流與電壓之間之相位差。控制器22之命令可在控制器22接收感測器資訊之後自動發出至調諧器模組26F；且調諧器模組26F可自動執行來自控制器22之命令以改變相位差。
方法[1000]可進一步包括容許[1060]諧振電力信號振盪頻率在一預定頻帶內變化。預定頻帶可係一工業、科學及醫療(ISM)頻帶。提供[1010]一傳輸器子系統可包括提供解調諧至容許諧振電力信號振盪頻率在預定頻帶之相反限制內變化之一程度之一傳輸器子系統。
在參考圖12、圖13A及圖13B且參考圖1至圖10描述之一進一步實施例中，一多傳輸器雙模態近場諧振無線電力傳送系統10′經組態用於根據一可調整傳送模式比以一可變諧振電力信號振盪頻率同時進行電容性電力傳送及感應性電力傳送。系統10′包括一多傳輸器子系統12′，該多傳輸器子系統12′包括各藉由一對應專用傳輸器模組20A′至20I′驅動之複數個傳輸器諧振器30A′至30I′，其中各傳輸器諧振器及對應傳輸模組(例如，分別係30E′及20E′)可符合在上文且參考圖1至圖10給出之描述。圖12係系統10′之一實施例之一示意性表示，其中傳輸器諧振器30A′至30I′被呈現為一行中之九個諧振器但未經描繪為在其等正式空間位置中。在圖13A及圖13B中展示且在下文描述多傳輸器子系統12′之空間佈局之一實施例。在系統10′中，諧振接收器子系統14可與上文描述且由圖1至圖10提及之諧振接收器系統相同或實質上類似。在圖12中展示之實施例中，諧振接收器子系統14可(例如(但不限於))實施於一行動電話或數位「平板電腦」中。為了簡潔起見，在圖13A中以虛線輪廓描繪諧振接收器子系統14。在一實施例中，各工作傳輸器諧振器30A′至30I′及各對應傳輸器模組20A′至20I′可以與上文描述且在圖1至圖10中描繪之傳輸器諧振器30及傳輸器模組20相同或實質上類似之一方式起作用。在圖13A及圖13B中描繪多傳輸器子系統12′之一空間佈局之一實施例。圖13B係多傳輸器子系統12′在相對於圖13A中之其定向之一反轉定向上之之一視圖。
在圖12、圖13A及圖13B中展示之系統10′之例示性實施例中，多傳輸器子系統12′包括以一正方形陣列配置之九對傳輸器諧振器30A′至30I′及對應傳輸器模組20A′至20I′。傳輸器模組20A′至20I′在圖13A中由一接地底板35′遮擋但在圖13B中可見。在一更一般實施例中，可採用其他數目對諧振器及傳輸器模組，且諧振器陣列不需要係正方形或矩形。藉由實例且非限制性，諧振器陣列可具有一六邊形配置。在一些實施例中，陣列較佳緊密堆積在具有將傳輸器諧振器30A′至30I′分離且定界之一接地屏柵之約束內。接地屏柵33′橫向限制傳輸器諧振器30A′至30I′之陣列。接地屏柵33′安置在距傳輸器諧振器30A′至30I′之各者之周邊之一一致距離37′處以確保一致電場行為以及傳輸器諧振器30A′至30I′與接地屏柵33′之間之相關聯電容。在本文中使用術語「屏蔽距離」以描述諧振器30A′至30I′與接地屏柵33′之間之此距離。
在一實施例中，接地屏柵33′確保傳輸器諧振器30A′至30I′之電場將完全在空間上解耦合且藉此空間上獨立。傳輸器諧振器30A′至30I′可具有經選取以憑藉空間定向相互解耦合之磁場。在其他實施例中，接地屏柵33′可由一高導電率鐵氧體材料形成或使用一高導電率鐵氧體材料塗佈以便使藉由傳輸器諧振器30A′至30I′產生之磁場解耦合。
如圖13A及圖13B中展示，傳輸器諧振器30A′至30I′及其等對應傳輸器模組20A′至20I′可在接地底板35′之相對面上實質上彼此成一直線安裝，其中各傳輸器諧振器(例如，30E′)接近其對應傳輸器模組(20E′)。在其他實施例中，在傳輸器諧振器與其等對應傳輸器模組之間可不存在固定空間關係。傳輸器諧振器30A′至30I′之陣列共用由圖13A中之傳輸器諧振器30A′至30I′之共同上表面界定之一共同傳輸表面。出於美學及保護之原因，傳輸器諧振器30A′至30I′之陣列可使用在圖13A中未展示之一介電板覆蓋。介電板將接收器子系統14與傳輸器諧振器30A′至30I′分離。
在圖12及圖13A中，將諧振接收器子系統14之一實施例示意性地展示為重疊複數個傳輸器諧振器30A′至30I′之一子集。依據圖12及圖13A，將經重疊傳輸器諧振器展示為30D′、30E′、30G′及30H′。在圖13A中，將諧振接收器子系統14展示為相互鄰接傳輸器諧振器30D′、30E′、30G′及30H′上方之一虛線矩形。傳輸器模組20A′至20I′之任何者之控制器可判定接近或重疊其等對應傳輸器諧振器30A′至30I′之諧振接收器子系統14之存在或不存在，且基於此等偵測，控制器可接通或關斷至其等對應傳輸器諧振器30A′至30I′之電力信號。
若傳輸器模組20A′至20I′之電力放大器將電力信號供應至傳輸器諧振器30A′至30I′使得傳輸器諧振器30A′至30I′傳輸電力，且傳輸器模組20A′、20B′、20C′、20F′及20I′之控制器判定接近傳輸器諧振器30A′、30B′、30C′、30F′及30I′之其等頻率範圍內之一諧振接收器之不存在，則該等控制器可關斷至傳輸器諧振器30A′、30B′、30C′、30F′及30I′之電力信號。
若傳輸器模組20A′至20I′之電力放大器不將電力信號供應至傳輸器諧振器30A′至30I′，則用於傳輸器諧振器30D′、30E′、30G′及30H′之控制器可判定重疊且接近諧振器30D′、30E′、30G′及30H′之諧振接收器子系統14之存在，且接通藉由傳輸器模組20D′、20E′、20G′及20H′提供至傳輸器諧振器30D′、30E′、30G′及30H′之可傳輸電力。此配置確保僅接近諧振接收器子系統14之傳輸器諧振器汲取電力且將電力傳輸至諧振接收器子系統14。
可採用一特定傳輸器諧振器30A′至30I′之輸入阻抗以偵測接近特定傳輸器諧振器之諧振接收器子系統14之存在或不存在。傳輸器諧振器輸入阻抗隨著接近特定傳輸器諧振器之一諧振接收器子系統14之存在或不存在而變化。如上文參考圖6解釋，特定諧振接收器子系統14之效應係相異的以便容許不僅偵測接收器之存在及不存在而且亦偵測特性使得接收器之類型可藉由其對傳輸器諧振器輸入阻抗之效應來識別。特定言之，接收器諧振器之大小對一特定傳輸器諧振器30A′至30I′之輸入阻抗具有一深遠影響。
在系統10′之一實施例中，如圖12及圖13B中描繪之傳輸器模組20E′係與由諧振接收器子系統14重疊之四個傳輸器諧振器30D′、30E′、30G′及30H′之一者相關聯之傳輸器模組。在圖6及圖8中提供傳輸器模組20A′至20I′之各者之詳細結構。程序在傳輸器模組20A′至20I′之電力放大器26B未將電力信號提供至對應傳輸器諧振器30A′至30I′之情況下起始。
現關注傳輸器模組20E′，在此實施例中，其負載偵測器24A經組態以量測傳輸器諧振器30E′之輸入阻抗。負載偵測器24A將輸入阻抗量測結果提供至控制器22。將表示在不存在接近傳輸器諧振器30E′之任何諧振接收器子系統之情況下之傳輸器諧振器30E′之輸入阻抗之一預設輸入阻抗量測值儲存於控制器22中之一暫存器中。如圖12中展示，諧振接收器子系統14接近傳輸器諧振器30E′之安置導致藉由負載偵測器24A進行之一新不同輸入阻抗量測，其之結果藉由負載偵測器24A供應至控制器22。控制器22比較新輸入阻抗量測(在本文中稱為「第一輸入傳輸器諧振器阻抗改變」或「初級傳輸器諧振器輸入阻抗改變」)與儲存於暫存器中之預設阻抗量測值。基於此第一輸入阻抗改變，控制器22作出關於一接收器諧振器(例如，諧振接收器子系統14之諧振器)是否接近傳輸器諧振器30E′存在之一判定。為了作出接近傳輸器諧振器30E′之一接收器諧振器之不存在或存在之判定，控制器22可使用必須在控制器22認為一接收器諧振器存在之前超過之一最小輸入阻抗變化預程式化。
若控制器22判定存在接近傳輸器諧振器30E′之一接收器諧振器(例如，諧振接收器子系統14之諧振器)，則控制器22指示電力放大器呈現一「接通」狀態。電力藉此經提供至傳輸器諧振器30E′且電力繼而經傳送至諧振接收器子系統14。若控制器22判定不存在接近傳輸器諧振器30E′之一接收器諧振器(例如，諧振接收器子系統14之諧振器)，則控制器22指示電力放大器呈現一「關斷」狀態。電力藉此未經提供至傳輸器諧振器30E′且電力繼而未經傳送至諧振接收器子系統14。相同程序藉由每一傳輸器模組20A′至20I′相對於其等對應傳輸器諧振器30A′至30I′獨立地進行。因此，接通由諧振接收器子系統14重疊之傳輸器模組30D′、30E′、30G′及30H′之電力放大器且關斷未由諧振接收器子系統14重疊之傳輸器模組30A′、30B′、30C′、30F′及30I′之電力放大器。
應注意，不同大小之接收器諧振器對傳輸器模組20之負載偵測器24A呈現點24A處之截然不同之阻抗。相較於當一給定接收器諧振器完全重疊一特定傳輸器諧振器時，當其部分重疊該傳輸器諧振器時量測之諧振差不與阻抗隨著接收器諧振器大小不同般截然不同。此容許任何傳輸器模組20A′至20I′之控制器22在接近對應傳輸器諧振器30A′至30I′之小與大接收器諧振器之間區分。
根據一實施例，在本文中描述由一諧振接收器子系統(例如，諧振接收器子系統14)重疊之該等傳輸器諧振器(例如，30D′、30E′、30G′及30H′)當中之電力信號頻率及相位之設定。為了電力自接收電力之傳輸器諧振器30D′、30E′、30G′及30H′之組合之最大有效傳送，諧振器30D′、30E′、30G′及30H′中之電力信號需要具有相同頻率且再者，相互同相。鑑於傳輸器諧振器30D′、30E′、30G′及30H′中之電力信號之頻率可在一經容許頻帶內不同，如在上文且參考圖1至圖10先前描述，在圖12、圖13A及圖13B之本實施例中之要求係將傳輸器諧振器30D′、30E′、30G′及30H′中之電力信號之頻率調整為相同且接著將其等相位鎖定在一起使得來自傳輸器諧振器30D′、30E′、30G′及30H′之電力信號將完全同步且同相。
在一實施例中，為了確保經重疊傳輸器諧振器30D′、30E′、30G′及30H′之控制器22全部將其等對應振盪器26A設定至相同頻率，傳輸器模組20A′至20I′之控制器22全部具備在任何給定經容許頻帶(例如，一ISM頻帶)內選擇之頻率之一相同表。在該特定ISM頻帶內，選擇數個離散頻率以包含於頻率表中。因此，該ISM頻帶內之製成表的頻率之數目係有限且受限制的且製成表的頻率之間隙足夠寬使得傳輸器模組20D′、20E′、20G′及20H′之各種控制器22可自上文描述之第一阻抗差判定一電力信號頻率。儘管存在該等阻抗之小變動，然傳輸器模組20D′、20E′、20G′及20H′之全部控制器在頻帶中之經容許頻率當中為其等各自振盪器26A及電力放大器26B之電力信號選擇相同離散頻率。
在一實施例中，為了確保諧振器30D′、30E′、30G′及30H′全部不僅具有相同電力信號頻率而且亦具有相同相位，採用以下程序且將該程序程式化至傳輸器模組20A′至20I′之各控制器22之軟體中。統計上，傳輸器模組20D′、20E′、20G′及20H′之獨立控制器當中之獨立控制器22之一第一者將首先接通其對應振盪器26A及電力放大器26B以經由其傳輸器諧振器將電力供應至諧振接收器子系統14。傳輸器模組20D′、20E′、20G′及20H′之獨立控制器當中之其他獨立控制器22之一第二者將量測其對應傳輸器諧振器之輸入阻抗且藉由其對應負載偵測器24A偵測歸因於第一傳輸器諧振器之機能之該阻抗之一小次級變化。實際上，第二控制器22經由第一傳輸器諧振器與諧振接收器子系統14之相互作用看見第一傳輸器諧振器之阻抗之一反射。第二控制器22經程式化以推斷，基於次級阻抗變化，另一控制器已首先接通其振盪器26A及電力放大器26B。在作出此推導之後，第二控制器22接著接通其振盪器26A及電力放大器26B且變更其電力信號之相位，同時使用其傳輸器電力感測器24B量測由其對應傳輸器諧振器傳輸之電力。第二控制器22接著變更其振盪器之相位且搜尋發生最大電力傳送之相位且將振盪器之相位設定至該值。以此方式判定之振盪器相位將確保由第二傳輸器諧振器傳送之電力信號之相位等於由第一傳輸器諧振器傳送至諧振接收器子系統14之電力信號之相位。在一實施例中，振盪器相位之設定係基於實質上最大化電力傳送而非絕對等化電力信號相位。
在另一實施例中，再次基於傳輸器諧振器30D′、30E′、30G′及30H′藉由諧振接收器子系統14重疊，諧振接收器子系統14之接近性之偵測係基於透過傳輸器諧振器30D′、30E′、30G′及30H′汲取之測試信號電力。在此實施例中，低振幅電力信號最初藉由對應於全部傳輸器諧振器30A′至30I′之振盪器及電力放大器維持。全部傳輸器模組20A′至20I′之控制器22接著使用其等對應傳輸器電力感測器24B感測藉由其等對應傳輸器諧振器30汲取之電力。使用其等對應傳輸器電力感測器24B，傳輸器模組20D′、20E′、20G′及20H′之控制器22感測到電力經由其等對應傳輸器諧振器30D′、30E′、30G′及30H′汲取。基於經汲取測試信號電力之偵測，傳輸器模組20D′、20E′、20G′及20H′之控制器22接通其等對應電力放大器26B之全電力。在本文中使用術語「第一測試信號汲取」以描述經由傳輸器諧振器30D′、30E′、30G′及30H′自測試信號汲取之此電力。未由諧振接收器子系統14重疊之傳輸器模組30A′、30B′、30C′、30F′及30I′之電力放大器26B之測試電力信號可在一適合測試週期之後關斷。
等效於上文描述之基於阻抗之實施例，傳輸器模組20D′、20E′、20G′及20H′之控制器22可需要一臨限電力汲取以便認為諧振接收器子系統14接近其等對應其等對應傳輸器諧振器30D′、30E′、30G′及30H′存在。
在一實施例中，為了確保經重疊傳輸器諧振器30D′、30E′、30G′及30H′之控制器22全部將其等對應振盪器26A設定至相同頻率，傳輸器模組20A′至20I′之控制器22全部具備在任何給定經容許頻帶(例如，一ISM頻帶)內選擇之頻率之一相同表。在該特定ISM頻帶內，選擇數個離散頻率以包含於頻率表中。因此，該ISM頻帶內之製成表的頻率之數目係有限且受限制的且製成表的頻率之間隙足夠寬使得傳輸器模組20D′、20E′、20G′及20H′之各種控制器22可自上文描述之第一測試信號電力汲取判定一電力信號頻率。儘管存在該等電力汲取值之小變動，然傳輸器模組20D′、20E′、20G′及20H′之全部控制器22在頻帶中之經容許頻率當中為其等各自振盪器26A及電力放大器26B之電力信號選擇相同離散頻率。
在一實施例中，為了確保諧振器30D′、30E′、30G′及30H′全部不僅具有相同電力信號頻率而且亦具有相同相位，採用以下程序且將該程序程式化至傳輸器模組20A′至20I′之各控制器22之軟體中。統計上，傳輸器模組20D′、20E′、20G′及20H′之獨立控制器當中之獨立控制器22之一第一者將首先接通其對應振盪器26A及電力放大器26B以經由其傳輸器諧振器將電力供應至諧振接收器子系統14。傳輸器模組20D′、20E′、20G′及20H′之獨立控制器當中之其他獨立控制器22之一第二者將量測其對應傳輸器諧振器之電力汲取且藉由其對應傳輸器電力感測器24B偵測歸因於第一傳輸器諧振器之機能之該電力汲取之一小次級變化。實際上，第二控制器22經由第一傳輸器諧振器與諧振接收器子系統14之相互作用看見第一傳輸器諧振器之阻抗之一反射。第二控制器22經程式化以推斷，基於電力汲取之次級變化，另一控制器已首先接通其振盪器26A及電力放大器26B。在作出此推導之後，第二控制器22接著接通其振盪器26A及電力放大器26B且變更其電力信號之相位，同時使用其傳輸器電力感測器24B量測由其對應傳輸器諧振器傳輸之電力。第二控制器22接著搜尋發生最大電力傳送之相位且將振盪器設定至該相位。以此方式設定之振盪器相位確保由第二傳輸器諧振器傳送至諧振接收器子系統14之電力信號之相位等於由第一傳輸器諧振器傳輸至諧振接收器子系統14之電力信號之相位。在實施例中，振盪器相位之設定係基於實質上最大化電力傳送而非絕對等化電力信號相位。
在一實施例中，當兩個不同諧振接收器子系統接近多傳輸器子系統12′且重疊傳輸器諧振器30A′至30I′之不同者或組合時，則不存在藉由兩個諧振接收器系統重疊之兩個不同傳輸器諧振器或兩個不同傳輸器諧振器群組為何應在相同頻率或相位下操作之一先驗原因，或不存在其等進行此之一要求。接地屏柵33′藉由將全部個別傳輸器諧振器30A′至30I′彼此解耦合而確保此多路獨立性。然而，藉由一個特定諧振接收器子系統重疊之傳輸器諧振器需要使其等對應電力信號放大器由其等控制器主動同步，如上文描述。此可導致兩個不同傳輸器諧振器，或兩個不同諧振器群組以一頻帶中的兩個特定不同鎖定頻率操作，其中在一特定群組中之全部信號相互同相。
在前文中，已描述將電力傳送至相同接收器諧振器之兩個傳輸器諧振器可如何經程式化以表現以便確保兩個傳輸器諧振器承載同相之電力信號以藉此確保最大電力傳送。當兩個相鄰傳輸器諧振器(即，圖14中之30A′及30B′)傳輸至兩個實質上類似對應接收器子系統14A及14B時，產生一不同情境。傳輸器諧振器30A′及30B′兩者具有其場線自(例如)傳輸器諧振器30A′延伸至接收器子系統14B′且自傳輸器諧振器30B′延伸至接收器子系統14A之邊緣場。通常在系統10′中不存在特定實體結構以防止(例如)傳輸器諧振器30A′之場與接收器子系統14B之接收器諧振器相互作用。
在一實施例中，當傳輸器諧振器30A′及30B′兩者伺服重疊兩個傳輸器諧振器30A′及30B′ (如圖13A中)之相同大接收器諧振器時，邊緣場固有地並非一問題，此係因為兩個傳輸器諧振器30A′及30B′將在相同相位下運行相同頻率電力信號。在圖14中描繪之情境之情況中，要求係確保與一接收器子系統(例如，旨在用於自一相鄰傳輸器諧振器30B′接受電力之14B)相互作用之一給定傳輸器諧振器(例如，30A′)之任何邊緣場不容許電力自傳輸器諧振器30A′寄生。用於達成此目標之一個方式係驅動兩個相鄰傳輸器諧振器30A′及30B′彼此異相180⁰，使得來自傳輸器諧振器30A′及30B′之重疊邊緣場將在很大程度上相互抵消。
由於當傳輸器諧振器30A′及30B′之電力信號並非異相180⁰時，傳輸器諧振器30A′及30B′之任一者將經歷傳輸器諧振器30A′及30B′之另一者作為寄生，故傳輸器諧振器30A′及30B′之各者之控制器22可在使用對應傳輸器電力感測器24B量測藉由對應傳輸器諧振器30A′、30B′傳輸之電力時增量來自各者之對應振盪器之信號之相位。控制器22可接著搜尋經由對應傳輸器諧振器30A′、30B′提供最大經傳輸電力之經調整振盪器相位，且接著將振盪器之相位設定為該對應相位。
如上文描述之每諧振接收器系統之頻率及相位之配置(無論係具有類似大小或具有不同大小)確保兩個諧振接收器系統接收最大傳送電力。在一般實施例中，可存在大量傳輸器諧振器且若干不同諧振接收器子系統可接收電力，各諧振接收器子系統自其自身對應個別傳輸器諧振器群組以藉由對應於群組中之傳輸器諧振器之控制器選擇之一頻率及相位接收電力。將電力傳送至不同接收器子系統之相鄰傳輸器諧振器可由於相鄰傳輸器諧振器之各者之電力傳送之最大化而異相180⁰操作。最大化電力傳送之程序調整振盪器相位。由於各種傳輸器模組之阻抗因電阻、電感及電容之略微變動而係複雜的，故當傳輸器諧振器中之電力信號事實上相等(或相差恰好180⁰)時，不同振盪器在最大電力傳送點處之相位角可不完全相等(或相差恰好180⁰)。
就系統10′包括在初級側與次級側之間具有一氣隙之一個電路而言，在一傳輸器諧振器中量測或最大化之任何電力傳送(例如，在圖6之點24E處基於傳輸器電力感測器24B之量測)亦可恰好在次級電路中量測或最大化(例如，在圖7中之點44C處基於接收器電力感測器44A之量測)。量測可由傳輸器電力感測器24B提供至接收器模組40之控制器42，控制器42可繼而藉由前文中已經描述之手段之一者將量測傳達至傳輸器模組20之控制器22。
上文已參考系統10′解釋一多傳輸器近場諧振無線電力傳送系統之概念，系統10′經組態用於根據一可調整傳送模式比以一可變諧振電力信號振盪頻率同時進行電容性電力傳送及感應性電力傳送。在一更一般實施例中，一多傳輸器近場諧振無線電力傳送系統不需要明確地係一雙模態系統且可係一純電容性或一純感應性電力傳送系統。
在圖15之流程圖中描繪之一進一步態樣中，用於以一可變諧振電力信號振盪頻率將電力自一多傳輸器子系統12′傳送至一單諧振接收器子系統14之一無線近場方法[1100]包括：提供[1110]包括複數個相互獨立傳輸器諧振器30A′至30I′之多傳輸器子系統12′，傳輸器諧振器之各者由一對應傳輸器模組20A′至20I′驅動，各傳輸器模組20A′至20I′能夠被獨立地設定至一預設定頻帶中之複數個預設定電力信號振盪頻率之一者，且全部傳輸器諧振器30A′至30I′具有一共同傳輸表面；接近共同傳輸表面安置[1120]包括重疊傳輸器諧振器(圖13A中之30D′、30E′、30G′及30H)之兩者或更多者之一單一接收器諧振器50之諧振接收器子系統14；量測[1130]傳輸器諧振器30A′至30I′之各者之輸入阻抗；及基於對應經量測諧振器輸入阻抗將至複數個相互獨立傳輸器諧振器30A′至30I′之各者之一電力信號設定[1140]至一關斷狀態及一作用中狀態之一者。
方法[1100]可進一步包括[1150]在主動傳輸器諧振器(圖13A中之諧振器30D′、30E′、30G′及30H)之各者之經量測輸入阻抗之基礎上自複數個預設定電力信號振盪頻率當中選擇對應傳輸器諧振器(圖13A中之30D′、30E′、30G′及30H′)之一電力信號振盪頻率。
方法[1100]可進一步包括將各主動傳輸器諧振器(圖13A中之30D′、30E′、30G′及30H′)之電力信號設定[1160]為對應選定頻率。
方法[1100]可進一步包括將施加至各對應傳輸器諧振器(圖13A中之諧振器30D′、30E′、30G′及30H)之電力信號之一相位調整[1170]至透過傳輸器諧振器(圖13A中之30D′、30E′、30G′及30H′)進行之電力傳送實質上最大之一相位。
在圖16之流程圖中描繪之一進一步態樣中，用於以一可變諧振電力信號振盪頻率將電力自一多傳輸器子系統12′傳送至一單諧振接收器子系統14之一無線近場方法[1200]包括：提供[1210]包括複數個相互獨立傳輸器諧振器30A′至30I′之多傳輸器子系統12′，傳輸器諧振器之各者由一對應傳輸器模組20A′至20I′驅動，各傳輸器模組20A′至20I′能夠被獨立地設定至一預設定頻帶中之複數個預設定電力信號振盪頻率之一者，且全部傳輸器諧振器30A′至30I′具有一共同傳輸表面；接近共同傳輸表面安置[1220]包括重疊傳輸器諧振器(圖13A中之30D′、30E′、30G′及30H′)之兩者或更多者之一單一接收器諧振器50之諧振接收器子系統14；量測[1230]由傳輸器諧振器30A′至30I′之各者自一測試信號汲取之電力；及基於對應經量測諧振器測試電力汲取將至複數個相互獨立傳輸器諧振器30A′至30I′之各者之一電力信號設定[1140]至一關斷狀態及一作用中狀態之一者。
方法[1200]可進一步包括在由主動傳輸器諧振器(圖13A中之諧振器30D′、30E′、30G′及30H)之各者汲取之經量測測試電力之基礎上自複數個預設定電力信號振盪頻率當中選擇[1250]對應傳輸器諧振器(圖13A中之30D′、30E′、30G′及30H)之一電力信號振盪頻率。
方法[1200]可進一步包括將各主動傳輸器諧振器(圖13A中之30D′、30E′、30G′及30H)之電力信號設定[1260]為對應選定頻率。
方法[1200]可進一步包括將施加至各對應傳輸器諧振器(圖13A中之諧振器30D′、30E′、30G′及30H)之電力信號之一相位調整[1270]至透過傳輸器諧振器(圖13A中之30D′、30E′、30G′及30H)進行之電力傳送實質上最大之一相位。
在圖17之流程圖中描繪之一進一步態樣中，用於以一可變諧振電力信號振盪頻率將電力自一多傳輸器子系統12′傳送至兩個或更多個接收器子系統14A、14B (在圖14中)之一無線近場方法[1300]包括：提供[1310]包括複數個相互獨立傳輸器諧振器30A′至30I′ (在圖14中)之多傳輸器子系統12′，傳輸器諧振器之各者由一對應傳輸器模組20A′至20I′ (參見圖13B)驅動，各傳輸器模組20A′至20I′能夠被獨立地設定至一預設定頻帶中之複數個預設定電力信號振盪頻率之一者，且全部傳輸器諧振器30A′至30I′具有一共同傳輸表面；接近共同傳輸表面安置[1320]各包括重疊傳輸器諧振器(圖14中之傳輸器諧振器30A′、30B′)之一或多者之一單一接收器諧振器之兩個或更多個諧振接收器子系統14A、14B；量測[1330]傳輸器諧振器30A′、30B′之各者之輸入阻抗；及基於對應經量測諧振器輸入阻抗將至複數個相互獨立傳輸器諧振器30A′至30I′之各者之一電力信號設定[1340]至一關斷狀態及一作用中狀態之一者。
方法[1300]可進一步包括[1350]在主動傳輸器諧振器(圖14中之諧振器30A′、30B′)之各者之經量測輸入阻抗之基礎上自複數個預設定電力信號振盪頻率當中選擇對應傳輸器諧振器30A′、30B′之一電力信號振盪頻率。
方法[1300]可進一步包括將各主動傳輸器諧振器30A′、30B′之電力信號設定[1360]為對應選定頻率。
方法[1300]可進一步包括將施加至各對應傳輸器諧振器30A′、30B′之電力信號之一相位調整[1370]至透過傳輸器諧振器30A′、30B′ (在圖14中)進行之電力傳送實質上最大之一相位。
在圖18之流程圖中描繪之一進一步態樣中，用於以一可變諧振電力信號振盪頻率將電力自一多傳輸器子系統12′傳送至兩個或更多個接收器子系統14A、14B (在圖14中)之一無線近場方法[1400]包括：提供[1410]包括複數個相互獨立傳輸器諧振器30A′至30I′ (在圖14中)之多傳輸器子系統12′，傳輸器諧振器之各者由一對應傳輸器模組20A′至20I′ (參見圖13B)驅動，各傳輸器模組20A′至20I′能夠被獨立地設定至一預設定頻帶中之複數個預設定電力信號振盪頻率之一者，且全部傳輸器諧振器30A′至30I′具有一共同傳輸表面；接近共同傳輸表面安置[1420]各包括重疊傳輸器諧振器(圖13中之傳輸器諧振器30A′、30B′)之一或多者之一單一接收器諧振器之兩個或更多個諧振接收器子系統14A、14B；量測[1430]由傳輸器諧振器30A′至30I′之各者自一測試信號汲取之電力；及基於對應經量測諧振器測試電力汲取將至複數個相互獨立傳輸器諧振器30A′至30I′之各者之一電力信號設定[1440]至一關斷狀態及一作用中狀態之一者。
方法[1400]可進一步包括[1450]在主動傳輸器諧振器(圖14中之諧振器30A′、30B′)之各者之經量測輸入阻抗之基礎上自複數個預設定電力信號振盪頻率當中選擇對應傳輸器諧振器30A′、30B′之一電力信號振盪頻率。
方法[1400]可進一步包括將各主動傳輸器諧振器30A′、30B′之電力信號設定[1460]為對應選定頻率。
方法[1400]可進一步包括將施加至各對應傳輸器諧振器30A′、30B′之電力信號之一相位調整[1470]至透過傳輸器諧振器30A′、30B′ (在圖14中)進行之電力傳送實質上最大之一相位。
在參考圖20A及圖20B、圖21A及圖21B以及圖22A及圖22B且基於圖1至圖10及圖12至圖14之系統描述之一進一步態樣中，依據圖19A之示意性圖式呈現用於將電力自一光伏打太陽能電池420無線地傳送至一電力負載70′′之一近場諧振無線電力傳送系統10′′。一重音編號系統用於圖19A上之標記，使得與圖13A及圖13B之平行線係清晰的，且藉此與圖6及圖7之平行線亦係清晰的。藉由此編號方案，DC電力經由電力調節單元(PCU) 430自太陽能電池420供應至傳輸器模組20′′。除將DC電壓及DC電流轉換為可藉由電力放大器26B′′進一步傳輸之位準之外，PCU 430亦提供電壓及電流之經適合調節位準以驅動傳輸器模組20′′中之系統組件(包含小信號電子組件)之其餘部分。PCU 430表示太陽能電池420之一適應性變化負載以便適應由太陽能電池420提供之不同電力及由太陽能電池420呈現至PCU 430之不同輸出阻抗。此容許PCU 430在全部時間及溫度下以一最大可能速率自太陽能電池420吸收電力，儘管存在來自太陽能電池420之該電力之變動。
振盪器26A′′可用於以適用於無線電力傳送之頻率調變電力放大器26B′′，如上文已經描述。電力放大器26B′′可具有與圖8中展示之放大器26B相同之設計，其中DC電力係自PCU 430而非作為DC電壓127E供應。在替代實施例中，如在無線電系統之領域中熟知，電力放大器26B′′可適合地具備用以維持其自身之一振盪之電路系統，藉此排除振盪器26A′′。
電力可經由傳輸調諧網路28′′傳輸至傳輸諧振器30′′，該傳輸調諧網路28′′在圖19A中係圖6之信號調節及調諧組件26C、26D、26E及26F之一合併。傳輸器諧振器30′′可具有一表面積，該表面積具有可係太陽能電池420之主動太陽輻射接收表面之範圍之至少一主要部分之一範圍。傳輸器模組20′′之全部此等組件在控制器22′′之控制下，正如圖6中之傳輸器模組20之對應組件在控制器22之控制下般。為了清楚起見，未在圖19A中展示傳輸器模組20′′之全部組件。圖6之感測器及偵測器24A、24B、24C及24D亦可以等效形式存在於傳輸器模組20′′中且連接至控制器22′′且可滿足與圖6中相同之角色。
電力可經由傳輸諧振器30′′及接收器諧振器50′′自傳輸器模組20′′無線地傳送至接收器模組40′′。電力可接著自接收器模組40′′傳輸至DC負載70′′。電力在傳輸諧振器30′′與接收器諧振器50′′之間之傳輸可係藉由近場無線傳送，如上文參考圖6至圖10描述。依據圖20之近場無線電力傳送不限於雙模態的且可係純電容性或純感應性的。
接收器模組40′′可具有與圖7之接收器40相同之組件。為了清楚起見，在圖19A中展示該等組件之一精簡集合。圖7之感測器44A及偵測器44B在圖19A中未以等效形式展示，但可係存在的。圖19A中之接收器調諧網路48′′可係補償網路46A、匹配網路46B、整流器46D及濾波器46C之一合併。電力可自接收器調諧網路28′′傳送至負載管理器46E′′，其兩者可在接收器控制器42′′之控制下。
參考圖19A且基於圖1至圖10之系統描述，呈現用於將電力自一電力源(在此例示性實施例中係光伏打太陽能電池420)無線地傳送至一電力負載70′′之一近場諧振無線電力傳送系統10′′。一雙重音編號系統用於圖19A上之標記，使得可使與圖6及圖7之平行線清晰。藉由此編號方案，DC電力經由電力調節單元(PCU) 430自太陽能電池420供應至傳輸器模組20′′。除將DC電壓及DC電流轉換為適用於轉換為射頻信號以藉由電力放大器26B′′進一步傳輸之位準之外，PCU 430亦提供電壓及電流之經適合調節位準以驅動(例如)傳輸器模組20′′中之系統組件(包含小信號電子組件)之其餘部分。PCU 430表示太陽能電池420之一適應性變化負載以便適應由太陽能電池420提供之不同電力及由太陽能電池400呈現至PCU 430之不同輸出阻抗。此容許PCU 430在全部時間及溫度下以一最大可能速率自太陽能電池420吸收電力，儘管存在來自太陽能電池420之該電力之變動。
振盪器26A′′可用於以適用於無線電力傳送之頻率調變電力放大器26B′′，如上文已經描述。電力放大器26B′′可具有與圖8中展示之放大器26B相同之設計，其中DC電力係自PCU 430而非作為DC電壓127E供應。在替代實施例中，如在無線電系統之領域中熟知，電力放大器26B′′可適合地具備用以維持其自身之一振盪之電路，藉此排除振盪器26A′′。
電力可經由傳輸調諧網路28′′傳送至傳輸諧振器30′′，該傳輸調諧網路28′′在圖19A中係圖6之信號調節及調諧組件26C、26D、26E及26F之一合併。傳輸器諧振器30′′可具有一表面積，該表面積具有可係太陽能電池420之主動太陽輻射接收表面之範圍之至少一主要部分之一範圍。傳輸器模組20′′之全部此等組件在控制器22′′之控制下，正如圖6中之傳輸器模組20之對應組件在控制器22之控制下般。為了清楚起見，未在圖19A中展示傳輸器模組20′′之全部組件。圖6之感測器及偵測器24A、24B、24C及24D亦可以等效形式存在於傳輸器模組20′′中且連接至控制器22′′且可滿足與參考圖6已經描述相同之角色。
電力可經由傳輸諧振器30′′及接收器諧振器50′′自傳輸器模組20′′無線地傳送至接收器模組40′′。電力可接著自接收器模組40′′傳送至DC負載70′′。電力在傳輸諧振器30′′與接收器諧振器50′′之間之傳輸可係藉由近場無線傳送，如上文參考圖6至圖10描述。依據圖19A之近場無線電力傳送不限於雙模態的且可係純電容性或純感應性的。
接收器模組40′′可具有與圖7之接收器40相同之組件。為了清楚起見，在圖19A中展示該等組件之一精簡集合。圖7之感測器44A及偵測器44B在圖19A中未以等效形式展示，但可係存在的。圖19A中之接收器調諧網路48′′可係補償網路46A、匹配網路46B、整流器46D及濾波器46C之一合併。電力可自接收器調諧網路28′′傳輸至負載管理器46E′′，其兩者可在接收器控制器42′′之控制下。
關於在圖7中更詳細展示之整流器46D，此器件之輸入阻抗直接取決於由器件之輸出經歷之負載。
在操作中，近場諧振無線電力傳送系統10′′可以與圖1及圖6至圖10之近場諧振無線電力傳送系統10相同之方式起作用，其中差異為各電力放大器26B′′上之經施加電壓V
DD由來自電力調節單元(PCU) 430之電力信號替換，該PCU 430繼而自相關電源(在此實施例中為太陽能電池420)接收其電力。
在另一實施例中，電力調節單元430可自圖19A中展示之系統省略且電力傳送系統10′′代替性地經組態或操作以亦用作一電力調節系統。此可藉由(例如(但不限於))在軟體中組態控制器22′′以基於由圖6之電力感測器24B量測之一電力位準調整電力放大器26B′′之一輸入DC等效電阻而達成。此處使用術語「輸入DC等效電阻」以描述在電力放大器26B之DC終端處之DC電壓對DC電流之比率。雖然控制器22′′將基於一電力量測進行調整，但預期當電力放大器26B′′之輸入阻抗匹配太陽能電池420之輸出阻抗時將獲得經傳送電力之最大電力點。在此實施例中，系統10′′用作工業上所謂的一「最大電力點追蹤器」且確保始終以比在電力之供應未經調節之情況下將獲得之速率更適合電力消耗負載之一速率傳輸電力。在另一實施例中，控制器22′′可經組態以量測電源(在此實施例中為太陽能電池420)之輸出阻抗且接著基於太陽能電池420之經量測輸出阻抗調整電力放大器26B′′之輸入阻抗。
除電力放大器26B′′之輸入阻抗之調整之外，控制器22′′亦可調整傳輸器調諧網路28′′之設定之一或多者及振盪器26A′′之頻率。此外，傳輸器控制器22′′可基於藉由圖6中展示之負載偵測器24A進行之量測進行上文已經描述之調整，圖6給出傳輸器模組20及20′′之電路系統之更多細節。負載偵測器24A在圖6之點24E處感測負載70′′之效應。
接收器控制器42′′亦可調整接收器調諧網路48′′及負載管理系統46E′′之設定之一或多者以便基於藉由接收器電力感測器44A及負載偵測器44B (兩者皆在圖7中展示)進行之量測改良電力傳送之效率。
在考量系統10′′之電力調節功能時，應瞭解，不存在系統之電力傳送功能為何應限於跨如圖19A中之一氣隙進行之近場無線傳輸之一先驗原因。因此，在另一實施例中，在圖19B中基於圖19A之系統10′′之元件展示一電力調節單元410。傳輸器調諧網路28′′經由一適合非氣隙連接60′′與接收器調諧網路48′′直接電通信。此通信係經由一射頻電力信號且構成在系統中且藉由系統傳送之電力。適合電抗之電子組件可以熟知組態採用以將傳輸器模組20′′中之任何DC電壓及電流位準與接收器模組40′′中之此等位準解耦合。傳輸器諧振器30′′及接收器諧振器50′′不存在於此實施例中且藉由傳輸器調諧網路28′′與接收器調諧網路48′′之間之直接通信連接而排除。
圖19A及圖19B之電力傳送系統用作電力調節系統可藉由考量圖19B而更佳瞭解，特定言之，其中不存在傳輸器諧振器30′′及接收器諧振器50′′簡化電力調節概念，雖然此等相等地適用於此等諧振器存在之情況(如在圖19A中)。圖19A及圖19B之系統具有可在操作期間調整以調節傳送至接收器模組40′′且藉此至負載70′′之電力之四個獨立控制參數。典型商業電力調節單元通常憑藉將其等輸出電壓上升至源電壓之輸出電壓之上而被稱為「升壓轉換器」。此等器件僅具有兩個控制參數。
可在操作期間調整以調節傳送至接收器模組40′′且藉此至負載70′′之電力之第一獨立控制參數係可藉由振盪器26A′′中之控制器22A′′調整之電力放大器26B′′之振盪頻率。
可在操作期間調整以調節傳送至接收器模組40′′且藉此至負載70′′之電力之第二獨立控制參數係接收器模組40′′之整流器46D上之輸出負載。該輸出負載繼而直接判定整流器46D及藉此接收器模組40′′之輸入阻抗。此繼而係由傳輸器模組20′′經歷之負載且直接判定電力放大器26B′′之輸入DC等效電阻。整流器46D上之輸出負載之操縱係在接收器控制器42′′之控制下經由接收器模組40′′ (參見圖19A)之負載管理系統46E′′完成。此第二獨立控制參數係接收器模組之一性質，但其天生控制由電源經歷之負載。用於操縱此參數之控制點係接收器模組40′′之負載管理系統46E′′。
可在操作期間調整以調節傳送至接收器模組40′′且藉此至負載70′′之第三及第四獨立控制參數係接收器模組40′′ (參見圖7)之整流器46D之一性質及電力放大器26B′′ (圖19A)之一性質且在本質上類似但相互完全獨立。整流器46D及電力放大器26B′′兩者包括依賴於一電流藉由施加至各器件之一第三終端之一電壓信號在兩個終端之間通過多終端器件之通過之調變之多終端放大器件。可用於整流器46D及電力放大器26B′′之各者中之最簡單多終端放大器件係一電晶體。此容許存在由器件或在器件中產生之電壓信號與電流信號之間之一相位差。該電壓-電流相位差可經由經施加電壓調整。整流器46D可係其電壓-電流相位差可經由接收器控制器42′′調整之一可調整相位射頻整流器。在電力放大器26B′′之情況中，電壓-電流相位差可經由傳輸器控制器22′′調整。整流器46D可有用地包括一差分自同步射頻整流器。整流器46D可尤其包括一差分開關模式自同步射頻整流器。
圖19A及圖19B之實例係基於自一太陽能電池或延伸而言自一太陽能電池陣列傳送電力，其中由太陽能電池420遞送之電力可取決於太陽光而大幅向下變化至零。存在在電力方面且在所產生電壓方面兩者經受可變輸出之許多其他電源。其中包括發電渦輪機、風力渦輪機及各種電池組及蓄電池。風力渦輪機可在其等發電上大幅變更且各種電池組可具有一廣泛範圍之電力耗盡曲線。鑑於系統之電力傳送之效率，此等系統10′′及410之任一者可經組態以自(例如(但不限於))具有一緩慢開路電壓衰減曲線之一商業電池組接收電力。負載管理系統46E′′可經組態以改變電力放大器26B′′之輸入DC等效電阻，如上文已經解釋，且控制器22′′及42′′可經組態以將一所需電壓位準呈現至負載70′′，直至此電壓可不再藉由經傳輸電力以及系統10′′及410之參數之可調整性維持。
圖19A及其相關聯描述性文字解決電力自一單一太陽能電池420至一單一負載70′′ (通常係一電池組)之近場無線傳送。在較大太陽能電池電力系統之實際實施方案中，通常採用電池陣列，使得可採用類似於參考圖12、圖13A及圖13B描述之電力傳送方案，存在複數個傳輸器子系統及通常一單一接收器子系統。在分別係一太陽能面板400之分解正視圖及後視圖之圖20A及圖20B中展示此情境，該太陽能面板400具有透明太陽能蓋440，每一太陽能電池420具有一個近場無線電力傳輸子系統，且藉此包括(藉由實例)六十個近場無線電力傳輸子系統16，各傳輸子系統16包括如參考圖19A描述之一傳輸器諧振器30′′、一傳輸器模組20′′及一電力調節單元430。為了避免雜亂，傳輸子系統16在圖19A中未標記，但在圖20B、圖21B及圖22B中加以指示且標記，如下文進一步描述。
在一實施例中，由複數個太陽能電池構成之一太陽能面板之各個別太陽能電池至一電力傳送及管理系統之耦合容許電池位準電力管理。藉由提供各個別電池處之一電力管理，可最佳化各電池之電力收集，從而導致整個太陽能面板系統之經改良效率。在此一實施例中，歸因於個別電池之失效或電池當中之一不良連接之效應將被緩解。甚至在較不理想狀況(諸如下雨、陰暗或當碎屑覆蓋太陽能面板之一部分時)中，個別電池位準下之電力收集仍容許最大電力收穫。
為避免雜亂起見，在圖20B中僅標記一個近場無線電力傳輸子系統16。在圖20A及圖20B中，各傳輸子系統16之傳輸器諧振器30′′可定位於其對應太陽能電池420之背面上。如自圖20A中之面板之正面所見之太陽能電池之平坦區域表示主動太陽輻射接收及能量轉換半導體器件自身且相應地標記為420，而如自圖20B中之背面所見之器件之平坦區域表示傳輸器諧振器且相應地標記為30′′。傳輸器諧振器30′′可具有一表面積，該表面積具有可係太陽能電池420之主動太陽輻射接收表面之範圍之至少一主要部分之一範圍。各近場無線電力傳輸子系統16之傳輸器模組20′′及電力調節單元430在圖20B中被合併在一起且標記為450。為了避免雜亂，經合併組件450在圖19A中未標記，但在圖20B、圖21B及圖22B中被指示為一單元且被標記，如下文進一步描述。單一接收器諧振器50′′可配裝於太陽能面板400之框架460中。單一接收器模組40′′可直接安裝於接收器諧振器50′′之背面上。
在操作中，近場諧振無線電力傳送系統10′′可以與圖12、圖13A及圖13B之近場諧振無線電力傳送系統10′相同之方式起作用，其中差異為電力放大器26B′′之每一者上之經施加電壓V
DD由來自電力調節單元(PCU) 430之電力信號替換，該PCU 430繼而自相關太陽能電池420接收其電力。
在圖20A及圖20B之系統之另一實施例中，框架460可經組態為用於自全部傳輸器諧振器30′′接收電力之一適合接收器諧振器且接收器模組40′′可定位於框架460上。在此實施例中，框架內之板並非一諧振器且可係一簡單平坦非導電材料片。
在另一實施方案中，分別在圖21A及圖21B中之正視圖及後視圖中展示之太陽能面板400′使各近場無線電力傳輸子系統將電力傳送至一個近場無線電力接收器子系統。雖然框架460被展示為由一不透明板470填充，但板470可不係近場電路或磁路之部分。為了清楚起見，吾人在傳輸側上採用與圖20A及圖20B中相同之組件編號。在接收側上，吾人採用圖19A之編號。又，為了避免雜亂，僅標記一個接收側器件。
在操作中，圖21A及圖21B之太陽能面板配置400′可使個別傳輸器模組20′′藉由硬線(未展示)連結，使得其等可同相，藉此容許傳輸中之最少電力損耗。在其他實施例中，傳輸器模組20′′可係獨立的且如經由圖14、圖17及圖18解釋般起作用。
分別在圖22A及圖22B中之正視圖及後視圖中展示為太陽能面板配置400′′之又一進一步實施方案中，展示(例如)二十五個太陽能電池之一陣列，其等配置成五列，每列五個電池420。各太陽能電池420在其後面具有一傳輸器諧振器30′′及包括其對應傳輸器模組20′′及電力調節單元430之一單元450。在陣列之底部及頂部處且在太陽能電池之每兩列之間係配置於實質上垂直於太陽能電池420之一平面之一平面中之一接收器諧振器50′′，各接收器諧振器50′′與其對應接收器模組40′′有線電通信。如同先前太陽能面板實施例，標記各組件之一個實例。如同圖20A及圖20B以及圖21A及圖21B中展示之實施方案，在一些實施例中，太陽能面板配置400′′亦可具有一框架460。為了清楚起見，在圖22A及圖22B中未展示框架460。
在操作中，在系統400′′之一特定列中之太陽能電池420之傳輸器諧振器30′′將電力傳輸至其等上方及下方兩者之接收器諧振器50′′。然而，在此實施例中，存在各種最近鄰接收器諧振器50′′經諧振耦合且在其等當中共用經收集電力之額外機制。因此，由陣列之全部接收器諧振器50′′蒐集之經收集電力可經由各種接收器模組40′′之任何一或多者分接。特定言之，由全部接收器模組40′′收集之電力可(藉由實例)僅經由最底部接收器模組40′′分接。在任何諧振器50′′上之接收器模組40′′之任一者可充當一接收器模組以收集太陽能電池420之一列之電力同時亦用作一傳輸器模組以經由其相關聯諧振器50′′將經收集電力傳輸至接近其之另一諧振器50′′。此動作可沿著陣列重複以將電力傳輸至最底部接收器模組40′′。
在圖22A及圖22B之系統之另一實施例中，類似於圖20A及圖20B之框架460，包圍圖22A及圖22B之太陽能電池陣列之平面周邊之一框架可係承載一接收器模組40′′之一接收器諧振器且可自各種諧振器50′′接收電力。以此方式，由陣列中之全部太陽能電池420產生之總電力可由諧振器框架460接收且經分接以經由接收器模組40′′進一步電傳輸。
在個別太陽能電池層級處之電力收集可使用一有線連接完成。然而，在太陽能面板中使用一無線傳輸系統容許佈線之一減少，及因此製造成本之一降低。
在參考圖23中之流程圖描述之一進一步態樣中，提供用於將電力自一光伏打電池420傳送至一電力負載70′′之一方法[1500]，該方法包括：在一傳輸模組20′′中將來自光伏打電池420之電力轉換[1510]為具有一振盪頻率之一振盪電力信號；將電力傳送[1520]至與傳輸模組20′′有線電通信且經組態以依振盪頻率諧振之一傳輸器諧振器30′′；在一接收器諧振器50′′中接收[1530]電力，該接收器諧振器50′′經組態以依振盪頻率諧振且經安置以經由電容性耦合及磁感應之至少一者自傳輸器諧振器30′′接收電力；在與接收器諧振器50′′有線電通信之一接收器模組40′′中接收[1540]電力；及經由有線電通信將經接收電力以直流電形式呈現[1550]至電力負載70′′。方法可進一步包括在將來自光伏打電池420之電力轉換為一振盪電力信號之前將該電力之一電壓及一電流轉換為適於傳輸模組20′′之一電壓及一電流。
在參考圖19A及圖24中之流程圖描述之方法之一進一步實施例中，提供用於將電力自光伏打電池420之一陣列400傳送至一電力負載70′′之一方法[1600]，該方法包括：在第一複數個對應傳輸模組20′′之各者中將來自陣列400中之光伏打電池420之各者之電力轉換[1610]為具有一振盪頻率之一振盪電力信號；將傳輸模組20′′之各者中之電力傳送[1620]至來自各經組態以依振盪頻率諧振之第二複數個傳輸器諧振器30′′當中之一對應傳輸器諧振器30′′；在一接收器諧振器50′′中接收[1630]電力，該接收器諧振器50′′經組態以依振盪頻率諧振且經安置以經由電容性耦合及磁感應之至少一者自複數個傳輸器諧振器30′′接收電力；在與接收器諧振器50′′有線電通信之一接收器模組40′′中接收[1640]電力；及經由有線電通信將經接收電力以直流電形式呈現[1650]至電力負載70′′。方法可進一步包括在將來自各光伏打電池420之電力轉換為一振盪電力信號之前將該電力之一電壓及一電流轉換為適於對應傳輸模組20′′之一電壓及一電流。在一接收器諧振器50′′中接收[1630]電力可包括在圍繞光伏打電池之陣列400之一平面周邊安置之一接收器諧振器中接收電力。
在參考圖19A及圖25中之流程圖描述之方法之一進一步實施例中，提供用於將電力自光伏打電池420之一陣列400′傳送至一電力負載70′′之一方法[1700]，該方法包括：在第一複數個對應傳輸模組20′′之各者中將來自陣列400′中之光伏打電池420之各者之電力轉換[1710]為具有一振盪頻率之一振盪電力信號；將來自傳輸模組20′′之各者之電力傳送[1720]至來自第二複數個傳輸器諧振器30′′當中之一對應傳輸器諧振器30′′，其中各傳輸器諧振器30′′經組態以依振盪頻率諧振；在經組態以依振盪頻率諧振之一對應接收器諧振器50′′中自各傳輸器諧振器30′′接收[1730]電力，其中各接收器諧振器50′′進一步經組態且經安置以經由電容性耦合及磁感應之至少一者自傳輸器諧振器30′′接收電力；在與接收器諧振器50′′有線電通信之一對應接收器模組40′′中自各接收器諧振器50′′接收[1740]電力；及經由有線電通信將經接收電力以直流電形式呈現[1750]至電力負載70′′。方法可進一步包括在將來自各光伏打電池420之電力轉換為一振盪電力信號之前將該電力之一電壓及一電流轉換為適於對應傳輸模組20′′之一電壓及一電流。
在參考圖19A及圖26中之流程圖描述之一進一步實施例中，提供用於將電力自光伏打電池420之一陣列400′′傳送至一電力負載70′′ (在圖19A中)之一方法[1800]，該方法包括：在第一複數個對應傳輸模組20′′之各者中將來自陣列400′′中之光伏打電池420之各者之電力轉換[1810]為具有一振盪頻率之一振盪電力信號；將來自傳輸模組20′′之各者之電力傳送[1820]至來自第二複數個傳輸器諧振器30′′當中之一傳輸器諧振器30′′，其中各傳輸器諧振器30′′經組態以依振盪頻率諧振；在經組態以依振盪頻率諧振之第三複數個接收器諧振器50′′當中之任何接近接收器諧振器50′′中自各傳輸器諧振器30′′接收[1830]電力，其中各接收器諧振器50′′進一步經組態且經安置以經由電容性耦合及磁感應之至少一者自傳輸器諧振器30′′接收電力；在第三複數個接收器諧振器50′′當中共用[1840]經接收電力；及經由對應一或多個接收器模組40′′經由有線電通信將經接收電力以直流電形式自第三複數個接收器諧振器50′′之一或多者呈現[1850]至電力負載70′′。方法可進一步包括在將來自各光伏打電池420之電力轉換為一振盪電力信號之前將該電力之一電壓及一電流轉換為適於對應傳輸模組20′′之一電壓及一電流。
圖27A展示在具有導電機殼510之一電動車輛中之一擴展近場無線配電系統之一代表性部分500。在圖19A之一般系統10′′之此實施例中，電源係一可再充電電池組520而非太陽能電池420且負載70′′係一電動馬達530而非如圖19A中之一電池組。圖14A中展示之系統可視情況包括如圖19A中之一電力調節單元430。在其他實施例中，傳輸器模組可聯合起作用以提供電力調節，如上文參考圖19B解釋。
圖27A中展示且在下文更詳細描述之系統可藉由電容性電力傳送、感應性電力傳送或藉由雙模態電力傳送來操作。參考圖4B及圖19A，傳輸器諧振器30′′包括夾置於導電天線132與134之間之介電元件138。參考圖4B及圖19A，接收器諧振器50′′包括夾置於導電天線152與154之間之介電元件158。傳輸器模組20′′經展示直接安裝至天線132，天線132亦用作電池組520之框架或固持器。傳輸器模組20′′可電連接於電池組520與傳輸器諧振器30′′之間。接收器模組40′′經展示直接安裝至電動馬達530。接收器模組40′′可電連接於接收器諧振器50′′與馬達530之間。
圖27B展示在具有導電機殼510之一電動車輛中之一擴展近場無線配電系統之一代表性部分500′。在圖19A之一般系統10′′之此實施例中，如在圖27A中，電源再次係一可再充電電池組520而非太陽能電池420且負載70′′係一電動馬達530而非如圖19A中之一電池組。圖27B中展示之系統可視情況包括如圖19A中之一電力調節單元430。在其他實施例中，傳輸器模組20′′及接收器模組40′′可聯合起作用以提供電力調節，如上文參考圖19B解釋。
圖27B中展示且在下文更詳細描述之系統可藉由電容性電力傳送、感應性電力傳送或藉由雙模態電力傳送來操作。參考圖4B及圖19A，傳輸器諧振器30′′包括夾置於導電天線132與134之間之介電元件138。參考圖4B及圖19A，接收器諧振器50′′′包括介電元件158及導電天線152，在此實施例中，圖27A之天線154不存在於諧振器50′′′中。傳輸器模組20′′經展示直接安裝至天線132，天線132亦用作電池組520之框架或固持器。傳輸器模組20′′可電連接於電池組520與傳輸器諧振器30′′之間。接收器模組40′′經展示直接安裝至電動馬達530。在此實施例中，接收器模組40′′可電連接於馬達530與機殼510之間。在此配置中，在機殼510與天線152之間存在足夠耦合用於以適當高的效率進行電力傳送。系統之導電機械組件(亦即，系統中具有(例如)負載承載結構功能之組件)可藉此形成電力傳送系統之諧振結構之部分。
在圖27A及圖27B中展示之實施例中，具體關注供應至驅動車輛之車輪之一者之電動馬達530之電力，但可使用複數個經適當調適接收器模組40′′ (全部由傳輸器模組20′′提供電力)針對車輛上之任何電氣子系統實施等效配置。
圖27A及圖27B之用於自一電池組至一車輛之電氣子系統之電力傳送之配置在很大程度上排除極其複雜的汽車線束，該線束在車輛製造期間造成困難且為相當大的製造成本之來源。圖27A及圖27B中之實施例連同其等至車輛之其他電氣子系統之擴展可被描述為「擴展近場無線配電系統」。
除電動車輛之其他車輪之外，此配置亦可擴展至前燈及其他車輛配件，包括(但不限於)車內燈、儀錶盤顯示器、量錶、數位電子器件、導航系統、警告系統及類似者。應用亦不限於電動車輛。其可應用至混合或內燃機車輛以視需要分配電力。其可類似地應用至採用需要電力之任何電氣系統之其他車輛。實例包含(但不限於)電動及非電動自行車、飛機、船及採用車載電源之其他車輛。電池組或電源不需要限於車載。關於圖1至圖11、圖19A至圖19B及圖27A至圖27B解釋之原理亦適用於需要自一地球靜止源(例如(但不限於)將電力供應至一移動中車輛之一固定軌道)供應電力之固定及車輛系統。
圖28A展示在一電力供應系統600中之圖19A之一般系統10′′之另一實施例，該電力供應系統600用於使用來自一適合源之電力經由依據圖1(且更詳細言之，圖6)之一初級側12將電力供應至定位於一桌子之一桌面620上之一電腦監視器610。在系統600中，圖19A之傳輸器模組20′′及傳輸諧振器30′′兩者併入初級側12中。在系統600之配置中，依據圖19A之接收器諧振器50′′形成監視器610之基底。圖19A之接收器模組40′′可併入監視器610之基底中。替代地，圖19A之接收器模組40′′可併入監視器610自身內部。參考圖4B，天線152形成監視器610之基底之底部且藉由介電質158與天線154分離。
監視器610之外殼及結構框架630可至少部分導電且用作一個連續導體以經由接收器模組40′′ (參見圖19A)將電力信號自天線154電供應至表示圖19A之負載諧振器70′′之監視器610之電路系統。自天線152至監視器610之電路系統之其他電連接器自天線152伸展且向上至監視器610之基座。在其他實施例中，監視器610之外殼及結構框架630可係不導電聚合物且一單獨導體自天線154伸展至表示圖19A之負載諧振器70′′之監視器610之電路系統。
如圖28B中之用於將電力供應至電腦監視器610之一電力供應系統600′之另一實施例中展示，監視器610之基底可僅包括天線152及介電質158。在此實施例中，監視器外殼或框架630之一金屬導電部分代替天線154用作天線，且外殼或框架630具有在介電質158下方與天線152之足夠耦合以提供充分有效電力傳送。圖19A之接收器模組40′′可併入監視器610之基底中。替代地，圖19A之接收器模組40′′可併入監視器610自身內部。監視器610之外殼及結構框架630可用作一個連續電導體以經由接收器模組40′′將一電力信號供應至表示圖19A之負載諧振器70′′之監視器610之電路系統。
系統600可視情況包括如圖19A中之一電力調節單元430。在一些實施例中，傳輸器模組20′′及接收器模組40′′可聯合起作用以提供如參考圖19A解釋之電力調節，儘管使用近場無線電力傳送。圖28A之近場無線電力傳送系統無需用於將電力供應至監視器610之笨重電力電纜且採用系統之機械結構元件作為電力傳送配置中之一體電氣/電子組件。
如參考圖29中之流程圖以及圖19A及圖19B之系統描述，提供用於將電力自一直流電源420傳送至一電力負載70′′之一方法[2000]，該方法包括：提供[2010]與電源420有線電通信之一電力傳送系統10′′、410，該電力傳送系統10′′、410包括一振盪器26A′′，其能夠以一振盪頻率振盪；一電力放大器26B′′及傳輸器調諧網路28′′，兩者在一傳輸器控制器22′′之控制下；以及一接收器調諧網路48′′及一負載管理系統46E′′，兩者在一接收器控制器42′′之控制下，其中負載管理系統46E′′與電力負載70′′有線電通信；在電力放大器26B′′中將來自電源420之電力轉換[2020]為具有振盪頻率之一振盪電力信號；在傳輸器控制器22′′之控制下經由傳輸器調諧網路28′′及接收器調諧網路48′′將來自電力放大器26B′′之電力信號傳送[2030]至負載管理系統46E′′；調整[2040]振盪頻率、電力放大器26B′′之一輸入DC等效電阻、傳輸器調諧網路28′′、接收器調諧網路48′′及負載管理系統46E′′之至少一者以改變一電力傳送速率；及經由有線電通信將藉由負載管理系統46E′′接收之電力以直流電形式呈現[2050]至電力負載70′′。
經由傳輸器調諧網路28′′及接收器調諧網路48′′傳送[2030]電力信號可包括藉由有線通信或藉由無線通信傳送電力。藉由無線通信傳送電力可包括藉由近場無線通信傳送電力。藉由近場無線通信傳送電力可包括藉由電容性耦合及感應性耦合之至少一者傳送電力。自一直流電源420傳送電力可包括自至少一個太陽能電池420傳送電力。自一直流電源傳送電力可包括自至少一個電池組傳送電力。自一直流電源傳送電力可包括自具有一不同電壓之一電源傳送電力。
在參考圖30中之流程圖且更深入地考量圖19A及圖19B之系統描述之另一實施例中，提供用於將電力自一直流電源420傳送至一電力負載70′′之一方法[2100]，該方法包括：提供[2110]與電源420有線電通信之一電力傳送系統10′′、410，該電力傳送系統10′′、410包括與一可調整相位射頻整流器46D (參見圖7)射頻通信之一射頻電力放大器26B′′，該可調整相位射頻整流器46D與電力負載70′′有線電接觸；在放大器26B′′中將來自直流電源420之電力轉換[2120]為一射頻振盪電力信號；在整流器46D中將射頻振盪電力信號轉換[2130]為直流電力信號；及藉由調整整流器46D之一電流-電壓相位特性而調整[2140]電力傳送之一效率。提供可調整相位射頻整流器可包括提供一差分自同步射頻整流器46D。
方法[2100]可進一步包括藉由調整放大器26B′′之一直流電等效輸入電阻而調整電力傳送之效率。提供[2110]電力傳送系統10′′、410可包括提供在整流器46D與負載70′′之間有線通信之一負載管理系統46E′′。調整放大器26B′′之直流電等效輸入電阻可包括藉由調整負載管理系統46E′′而調整整流器46D之一輸入阻抗。調整負載管理系統46E′′可包括自動調整負載管理系統46E′′。
方法[2100]可進一步包括藉由調整電力放大器26B′′之一電流-電壓相位特性而調整電力傳送之效率。提供[2110]電力傳送系統10′′、410可包括提供與電力放大器26B′′通信以控制電力放大器26B′′之一傳輸器控制器22′′。調整電力放大器26B′′之電流-電壓相位特性可藉由傳輸器控制器22′′執行。調整電力放大器26B′′之電流-電壓相位特性可藉由傳輸器控制器22′′自動執行。
方法[2100]可進一步包括藉由改變電力放大器26B′′之一振盪頻率而調整電力傳送之效率。
提供[2110]電力傳送系統10′′、410可包括提供與整流器46D通信以控制整流器46D之一接收器控制器42′′。調整整流器46D之電流-電壓相位特性可藉由接收器控制器42′′執行。調整整流器46D之電流-電壓相位特性可藉由接收器控制器42′′自動執行。
提供[2110]電力傳送系統10′′、410可包括提供(經由圖19B之連接60′′)與可調整相位射頻整流器46D直接有線射頻通信之電力放大器26B′′。提供[2110]電力傳送系統10′′、410可包括提供與可調整相位射頻整流器46D無線近場射頻通信之電力放大器26B′′。
提供[2110]電力傳送系統10′′、410可包括提供與電力放大器26B′有線射頻通信之一傳輸器諧振器30′′及與射頻整流器46D有線射頻通信之一接收器諧振器50′′。方法[2100]可進一步包括操作彼此無線近場射頻通信之傳輸器諧振器30′′及接收器諧振器50′′。提供[2110]電力傳送系統10′′、410可包括提供與整流器46D電容性近場無線射頻通信及感應性近場無線射頻通信之至少一者之電力放大器26B′′。提供[2110]電力傳送系統10′′、410可包括提供與整流器46D雙模態無線近場通信之電力放大器26B′′。
方法[2100]可進一步包括：提供電安置於電源420與電力傳送系統10′′之間之一電力調節單元430；及調整電力調節單元430以調整來自電源420之一電流及一電壓之至少一者以改良電力傳送之效率。
基於圖19A及圖19B之系統之一更深入考量且參考圖7，用於將電力自一直流電源420供應至一電力負載70′′之一般化電力傳送系統10′′、410包括：一射頻電力放大器26B′′，其與電源420有線電通信且經組態以將來自源420之直流電壓轉換為具有一振盪頻率之一交流電壓信號；一可調整相位射頻整流器，其與電力負載70′′有線電接觸且與電力放大器射頻通信，該整流器經組態以接收自電力放大器26B′′傳送之電力；及一接收器控制器42′′，其與整流器46D通信，該接收器控制器經組態用於藉由調整整流器46D之一電流-電壓相位特性而調整自電力放大器26B′′至整流器46D之電力傳送之一效率。接收器控制器42′′可經組態用於自動調整整流器46D之電流-電壓相位特性。整流器可係一差分自同步射頻整流器。
電力傳送系統10′′、410可進一步包括與負載70′′有線通信且電力信號式安置於負載70′′與整流器46D之間之一負載管理系統46E′′，負載管理系統46E′′經組態用於藉由調整整流器46D之一輸入阻抗而增加電力傳送之一效率。負載管理系統46E′′可經組態用於自動調整整流器46D之輸入阻抗。
電力傳送系統10′′、410可進一步包括與放大器26B′′通信之一傳輸器控制器22′′，傳輸器控制器22′′經組態用於藉由調整放大器26B′′之一電流-電壓相位特性而增加電力傳送之一效率。傳輸器控制器22′′可經組態以自動調整放大器26B′′之電流-電壓相位特性以增加電力傳送之效率。
電力傳送系統10′′、410可進一步包括與放大器26B′′及傳輸器控制器22′′通信之一振盪器26A′′。傳輸器控制器22′′可經組態用於經由振盪器26A′′調整振盪頻率。
電力放大器26B′′可(經由圖19B之連接60′′)與可調整相位射頻整流器46D直接有線射頻通信。電力放大器26B′′可與可調整相位射頻整流器46D無線近場射頻通信。電力傳送系統10′′、410可包括與電力放大器26B′′有線射頻通信之一傳輸器諧振器30′′及與整流器46D有線射頻通信之一接收器諧振器50′′。傳輸器諧振器30′′及接收器諧振器50′′可彼此無線近場射頻通信。電力放大器26B′′可與整流器46D進行電容性近場無線射頻通信級感應性近場無線射頻通信之至少一者。電力放大器26B′′可與整流器46D雙模態近場無線射頻通信。
電力傳送系統可進一步包括電安置於電源420與電力放大器26B′′之間之一電力調節單元430，電力調節單元430經組態用於調整來自電源420之一電流及一電壓之至少一者以改良電力傳送之效率。
在參考圖19A、圖19B、圖27A及圖27B以及圖28A及圖28B描述之另一實施例中，一電動系統包括：一機械負載承載結構510、630，其具有導電之一第一部分；一電力負載；及一電力傳送系統10′′、410，其包括經組態用於近場無線電力傳送之至少一個射頻諧振器30′′、50′′，其中諧振器至少部分包括導電第一部分。電動系統可進一步包括一可再充電電池組520且電力負載可包括一電動馬達530。電動系統可係一電動車輛500、500′且機械負載承載結構可包括車輛之一機殼510。電動系統可係一顯示器監視器610且機械負載承載結構可係一框架630及監視器之一基底之至少一者。
電動系統可進一步包括一電源。電力傳送系統可包括：一射頻電力放大器26B′′，其與電源有線電通信且經組態以將來自源之直流電壓轉換為具有一振盪頻率之一交流電壓信號；一可調整相位射頻整流器46D，其與電力負載70′′有線電接觸且與電力放大器26B′′射頻通信，整流器46D經組態以接收自放大器26B′′傳送之電力；及一接收器控制器42′′，其與整流器46D通信，接收器控制器42′′經組態用於藉由調整整流器46D之一電流-電壓相位特性而調整自放大器26B′′至整流器46D之電力傳送之一效率。
在如圖19A及圖19B、圖27A及圖27B以及圖28A及圖28B中描繪之另一實施例中，一裝置包括：一機械負載承載結構510、630，其具有導電之一第一部分；一電源；一電力負載70′′、530、610；及一電力傳送系統10′′、410，其包括：一射頻電力放大器26B′′，其與電源有線電通信且經組態以將來自源之直流電壓轉換為具有一振盪頻率之一交流電壓信號；一可調整相位射頻整流器46D，其與電力負載70′′有線電接觸且與電力放大器26B′′射頻通信，整流器46D經組態以接收自放大器26B′′傳送之電力；及一接收器控制器42′′，其與整流器46D通信，接收器控制器42′′經組態用於藉由調整整流器46D之一電流-電壓相位特性而調整自放大器26B′′至整流器46D之電力傳送之一效率；其中導電第一部分經安置以攜載來自放大器26B′′及至整流器46D之至少一者之一射頻信號。
裝置可進一步包括與負載70′′有線通信且電力信號式安置於負載70′′與整流器46D之間之一負載管理系統46E′′，負載管理系統46E′′經組態用於藉由調整整流器46D之一輸入阻抗而增加電力傳送之一效率。裝置可進一步包括與放大器26B′′通信之一傳輸器控制器22′，傳輸器控制器22′經組態用於藉由調整放大器26B′′之一電流-電壓相位特性而增加電力傳送之一效率。裝置可進一步包括與放大器26B′′及傳輸器控制器22′通信之一振盪器26A′′，其中傳輸器控制器22′經組態用於經由振盪器26A′′調整振盪頻率。
電力放大器26B′′可經由導電第一部分與整流器46D直接有線射頻通信。電力放大器26B′′可與整流器46D無線近場射頻通信。電力傳送系統10′′、410可包括與電力放大器26B′′有線射頻通信之一傳輸器諧振器30′′及與整流器46D有線射頻通信之一接收器諧振器50′′，且傳輸器諧振器30′′及接收器諧振器50′′之一者可包括導電第一部分。傳輸器諧振器30′′及接收器諧振器50′′可彼此無線近場射頻通信。電力放大器26B′′可與整流器46D進行電容性近場無線射頻通信及感應性近場無線射頻通信之至少一者。電力放大器26B′′可與整流器46D雙模態近場無線射頻通信。直流電源可包括一可再充電電池組520且負載可包括一電動馬達530。
在圖32中示意性展示且基於圖6、圖7、圖8及圖9之一進一步實施例中，提供一經密封雙向電力傳送電路器件800，其具有經安置用於與經密封器件800外部之器件電通信之複數個終端，經密封器件800在其經密封內部內包括：一多終端電力切換(MPS)器件810，其具有至少一個DC終端、至少一個AC終端及至少一個控制終端，MPS器件810可在一放大狀況與一整流狀況之間調整，且經配置用於經由至少一個DC終端雙向傳達一DC電壓及一DC電流，且經由至少一個AC終端雙向傳達具有一振幅、一頻率及一相位之一射頻電力信號；一相位、頻率及作用時間循環調整(PFDCA)電路820，其與一控制器880有線資料通信且經由至少一個控制終端與MPS器件810有線電通信，PFDCA電路820經配置用於在MPS器件810之至少一個控制終端處建立具有射頻電力信號之頻率及相位之一射頻振盪信號且藉由在控制器880之指令下調整射頻振盪信號之相位而在放大狀況與整流狀況之間調整MPS器件810。PFDCA電路820可進一步經配置以建立射頻振盪信號之一作用時間循環。PDFCA電路820可包括用於在來自控制器880之指令下產生射頻振盪信號之一射頻振盪器。此處使用術語「多終端電力切換器件」以描述一器件，其具有至少三個終端且能夠基於施加至器件之至少一第三終端之一信號而切換或調變在器件之至少兩個終端之間流動之一電流。適合MPS器件810包含(但不限於)機械中繼開關、固態開關、電光開關(亦稱為光開關)、閘流體、波導開關、電晶體(包含(例如) MOSFET、MESFET、III至V族半導體電晶體器件及BJT器件)及功率管器件(包含(例如)三極體及五極體)。
在一些實施例中，電路使用一聚合物塗層密封或經模製以產生一密封或經密封器件。在一些實施例中，密封器件保護設置於器件之一內部上之組件。在一些實施例中，器件之密封提供電絕緣以防止靜電放電、短路或可損害器件之組件之其他有害放電。在一些實施例中，密封器件保護內部組件免於氧化。在一些實施例中，密封可產生一防水障壁或水蒸氣障壁。在一些實施例中，密封藉由提供對經密封器件之一外部上之一或多個終端之接取而提供促進至器件之一電連接。
經密封電力傳送電路器件800可在經密封內部內進一步包括與控制器880有線資料通信之經由至少一個AC終端與MPS器件810有線電通信之一調諧網路830，調諧網路830經配置用於當MPS器件810在放大狀況中時在來自控制器880之指令下將射頻電力信號調整至來自調諧網路830之一經調諧射頻電力信號。調諧網路830可包括圖8及圖9中展示之類型之經配置用於抑制射頻電力信號中之射頻振盪信號之諧波之一諧波終端網路電路。如圖8及圖9中展示，諧波終端網路可包括一或多個電感器以及一次諧波終端127I、147G、二次諧波終端127H、147F及三次諧波終端127F、147D之一或多者。
經密封電力傳送電路器件800可在經密封內部內包括與控制器880有線資料通信之一振幅/頻率/相位偵測器(AFPD) 840，該AFPD 840經安置成與調諧網路有線電通信且經配置以判定在調諧網路與經密封器件外部之一AC負載/源之間傳達之任何射頻電力信號之一振幅、一頻率及一相位。為此目的，依據圖32，AFPD 840量測在自器件800導出之調諧網路830之輸出處之信號振幅、頻率及相位。PFDCA電路820經配置以基於藉由AFPD 840傳達至控制器880之量測資料自控制器880接收指令。在圖32中未展示之其他實施例中，PFDCA電路820經配置以基於直接自AFPD 840接收之一回饋信號調整射頻振盪信號及/或DC電流及DC電壓之至少一者。
調諧網路830可包括用於當電力切換器件在放大狀況中時基於來自AFPD 840之量測資料調整經調諧射頻信號之一電壓與一電流之間之一相位差之一電壓-電流調諧器。參考圖6詳細描述一適合電壓-電流調諧器。依據圖32，調諧網路830之電壓-電流調諧器應用至指定給自器件800導出之信號連接之信號。其藉此在電力向下通過圖32傳輸時用作調諧器。電壓-電流調諧器對於通過圖32中之器件800在相反向上方向上傳輸之電力可係透明的，電力傳送電路器件800係雙向的。在一些實施方案中，調諧網路830可與一AC負載/源900傳達經調諧射頻電力信號，該AC負載/源900可係一傳輸器諧振器30及30''，如關於圖6以及圖19A、圖27A及圖27B描述。當AC負載/源900係此一雙模態傳輸器諧振器時，電壓-電流調諧器可用於調整電場對磁場之一比率，如關於圖6描述。
經密封電力傳送電路器件800可在經密封內部內進一步包括與控制器880有線資料通信且在MPS 810與經密封器件800外部之一DC電源/負載700之間有線電通信之一電力管理(PM)電路860，該PM電路860經配置用於阻抗匹配MPS 810及外部DC電源/負載700且用於基於藉由AFPD 840傳達至控制器之量測資料調整在MPS 810與DC電源/負載700之間傳達之DC電力。在圖32中未展示之其他實施例中，PM電路860可經配置用於基於直接自AFPD 840及/或VID 850接收之一回饋信號調整在MPS 810與DC電源/負載700之間傳達之DC電力。
應再次注意，DC電力可在兩個方向上透過PM電路860在MPS 810與DC電源/負載700之間傳送。亦應注意，吾人在此處維持一慣例，即將DC電源/負載700描述為一「源/負載」，而將與調諧網路傳達AC電力之外部AC負載/源900描述為一「負載/源」，藉此強調以下點：當DC電源/負載700用作一DC電源時，AC負載/源900用作被轉換為AC電力之該電力之一負載，且反之亦然。接近且平行於圖32中之連接器描繪之箭頭指示當MPS 810在其放大狀況及一整流狀況之任一者中時通過器件800之電力流之路徑及方向。當MPS 810在放大狀況中時，電力流向下通過圖32；當MPS 810在整流狀況中時，電力流向上通過圖32。
經密封電力傳送電路器件800可在經密封內部內進一步包括與控制器880有線資料通信之一電壓/電流偵測器(VID) 850，該VID 850經安置以判定在MPS 810與PM電路860之間傳遞之一DC電壓及DC電流。當MPS 810在放大狀況中時，可基於VID 850之量測調整電力傳送電路器件800使得器件800將一等效DC負載呈現至DC源/負載700，從而容許自DC源/負載700之最大電力提取。藉此調整MPS器件810之至少一個DC終端處之DC電壓。當MPS 810在整流狀況中時，可基於VID 850之量測調整電力傳送電路器件800使得器件800將一等效DC源阻抗呈現至DC源/負載700，從而容許自器件800至DC源/負載700之最大電力傳送。藉此調整器件800與DC源/負載700之間之一有線連接處之DC電壓。
經密封電力傳送電路器件800可在經密封內部內進一步包括與控制器880、與AFPD 840且與VID 850有線資料通信之一記憶體870，其中記憶體870經配置以接收且儲存來自兩個偵測器840及850之信號資料且將來自兩個偵測器840及850之信號資料提供至控制器880。記憶體870可能夠針對一系列連續瞬時時間儲存器件800之完整狀態。
調諧網路可進一步包括一補償網路、一匹配網路及一濾波器之一或多者。圖6之補償網路26E、匹配網路26D及濾波器26C適用於此目的，選擇不限於圖6之器件。
經密封電力傳送電路器件800可在經密封內部內包括控制器880。在其他實施例中，經密封電力傳送電路器件800可採用具有適合輸入/輸出設施以與併入器件800之經密封內部中之各種電路系統傳達資料之一外部控制器且適合軟體或韌體可經程式化至控制器中以執行上文描述之全部控制程序。
經密封電力傳送電路器件800可進一步包括在一藍牙、WiFi、Zigbee及蜂巢式技術之一或多者上起作用以在控制器880與經密封電力傳送電路器件800外部之器件之間雙向傳達資訊之至少一個通信電路890。至少一個通信電路890可與一或多個適合天線894雙向有線通信。雖然一或多個天線894可安置於器件800之經密封內部內，但其等通常更有用地安置於器件800外部。一或多個外部器件可係其他電力傳送電路器件(包含(例如)其他器件800)，且一或多個其他器件可形成如上文在其他實施例(例如，圖1)中解釋之一共同電力傳送系統之部分。
PFDCA電路可經配置以在藉由AFPD 840及VID 850之量測之基礎上調整射頻振盪信號之作用時間循環。在一些實施例中，關於量測之資訊可經傳送至控制器880且自該處至PFDCA電路820，該PFDCA電路820接著基於經接收資訊調整射頻振盪信號之作用時間循環。在圖32中未展示之其他實施例中，回饋信號可自AFPD 840及VID 850直接傳遞至PFDCA電路820，該PFDCA電路820接著基於經接收回饋信號調整射頻振盪信號之作用時間循環。藉由改變射頻振盪信號之作用時間循環，PFDCA電路820可調整流動通過器件800之電力之方向。當電力自DC源/負載700流動通過器件800至AC負載/源900時，PFDCA電路820可藉由此手段調整藉由源/負載700遞送至器件800之DC電力及自器件800遞送至AC負載/源900之AC電力。當電力自AC負載/源900流動通過器件800至DC源/負載700時，PFDCA電路820可藉由此手段調整藉由C負載/源900遞送至器件800之AC電力及藉由器件800遞送至DC源/負載700之電力。
控制器880可與安置於器件800之經密封內部外部之外部器件及電路系統898 (在圖32中標記為外部(Ext.))雙向有線通信。可採用此有線通信以(例如(但不限於))交換資料或向控制器880供應器件800可併入其中之一系統之一系統時脈同步信號。
參考圖6及圖7，感測器及偵測器24A、24B、24C及24D可有用地安置於器件800之經密封內部之外。
雙向電力傳送電路器件800亦可有用地用於經由通過器件800之電力通道藉由上文參考圖6及圖7已經解釋之機制傳輸及/或接收資訊。電力通道自DC源/負載700與PM電路860之間之有線連接實體上延伸通過PM電路860、VID 850、MPS器件810及調諧網路830而至AC負載/源900。沿著實體電力通道，PM電路860、MPS器件810及調諧網路830全部在控制器880之控制下，控制器880經由PFDCA電路820控制MPS器件810。控制器可調變調諧網路830及/或MPS器件810自身中之射頻電力信號。控制器亦可經組態以引發PM電路860與DC源/負載700之間之DC電壓之調變。此容許資訊在射頻電力信號、經調諧射頻電力信號及/或前述DC電壓上進行調變，且藉此經傳達至器件800外部之其他器件。此等其他器件可包含進一步雙向電力傳送電路器件800。資訊可以數位形式或以類比形式調變至射頻電力信號、經調諧射頻電力信號及/或前述DC電壓上。在其他實施例中，資訊可經調變至不同於電力傳送之頻率之一頻率上。在其他實施例中，資訊可經調變至電力信號之頻率之一諧波上。在又進一步實施例中，射頻電力信號之頻率可係資訊經調變至其上之信號之頻率之一諧波。在上文之描述中，吾人已經解釋調諧網路830之子系統可如何用作適合調變器。
上文已描述器件800可如何在傳輸器模式與整流模式中操作之間重新組態，且已描述可如何調變電力通道，明顯地，器件800可用作用於在兩個方向上傳輸資訊之一全雙工傳輸-接收系統。當在圖1之模組20及40中採用兩個器件800時，圖1之系統10可包括類似於圖1之次級側14之進一步次級側。當存在額外次級側14時，上文描述之配置容許資訊在各種次級側14當中且藉此與初級側12之傳達。藉由使用圖32之器件800，相同全雙工傳輸-接收配置在圖19A及圖19B之系統中採用之傳輸器模組20''及接收器模組40''當中係可行的。圖20A至圖22B及圖27A至圖28B中展示之系統亦如此。
以此處描述之方式傳輸之資訊可包括(但不限於) MPS器件810之操作模式、進一步器件810之數目及類型、周圍物件感測器資訊及負載狀態監測資訊(包含(例如)電池組電荷狀態、負載電壓及負載電流)。
經密封雙向電力傳送電路器件800之電子電路可以各種器件製造技術實施為(包含(但不限於))一適合電路板上之數個離散器件、其中以半導體材料之不同個別片段製造之器件可經接合或安裝至一適合基板材料上之一混合電路、主動面向下接合至矽基電路上之一或多個個別器件之一覆晶配置或一單一單片積體電路器件。圖33展示其中圖32之雙向電力傳送電路器件800包括實施於一單獨半導體晶體中且接著經由焊料凸塊覆晶安裝於墊808上之一多終端電力切換(MPS)器件810之一覆晶配置。MPS器件810可例如(但不限於)製造為一寬帶隙半導體晶體中之一離散較高電力器件。墊808經製作於矽晶圓801上，該矽晶圓801亦含有全部經單片整合於晶圓801中之圖32之器件800之子系統之平衡。兩個墊806係用於連接至圖32中展示之器件700及900。墊802係用於將控制器880及通信電路890連接至器件800外部之器件及天線。
在圖34A中展示之一項特定實施例中，經密封雙向電力傳送電路器件800之電子電路可與用作圖32之DC源/負載700之至少一個光伏打電池814聯合實施於一單矽單晶體晶圓812內。
在參考圖34B進一步解釋之一進一步實施例中，經密封雙向電力傳送電路器件800之電子電路可連同參考圖2B描述且關於圖2A至圖5更詳細描述之類型之用作矽單晶體晶圓812之一表面上之AC負載/源900之一諧振器結構180′一起如上文般與用作圖32之DC源/負載700之至少一個光伏打電池814聯合實施於單矽單晶體晶圓812內。用於與藍牙、WiFi、Zigbee及蜂巢式技術一起使用之天線894亦可整合於相同單矽單晶體晶圓上。在圖34B中未展示天線894。在圖34A及圖34B中，連接818連接器件800之諧振器180′及調諧網路830。諧振器180′可用作在器件800中產生或藉由光伏打電池814吸收之熱之一散熱器或熱輻射器。為此目的，諧振器180′可採用空氣作為一介電質且同時作為冷卻劑流體。
在其他實施例中，圖19A及圖19B之DC負載70′′在分別如圖35A及圖35B中展示之兩個情況中藉由一AC負載70′′′替換。圖35A及圖35B之系統10′′及410之其餘部分可與圖19A及圖19B之系統10′′及410相同。圖19A及圖19B之振盪器26A′′可經設定至圖19A及圖19B之AC負載70′′′所需之頻率及相位。在其他實施例中，傳輸器控制器22′′可經程式化以將振盪器26A′′設定至AC負載70′′′所需之頻率及相位。
在圖35A及圖35B之系統之又其他實施例中，AC負載70′′′可係圖35A及圖35B之系統經組態以將電力遞送至其之一電力網。在此等電網供應組態中，控制由圖35A及圖35B之系統饋送至經涉及電力網70′′′之信號之頻率、相位及電壓位準係重要的。為此目的，上文已經描述之資訊回饋機制可用於將關於電力網之所需頻率、相位及電壓位準之資訊傳輸回至傳輸器控制器22′′。此資訊可呈數位形式或呈類比形式。在圖35B之有線系統之一些實施例中，可採取自AC電力網70′′′至傳輸器控制器22′′或直接至振盪器26A′′之一額外信號線(未展示以避免雜亂)以容許傳輸器模組20′′關於頻率及相位直接追蹤AC負載且藉此將電力網70′′′所需之約束施加於圖35B之系統之輸出信號上。此等約束可包含用於滿足電力網70′′′之要求之負載管理系統46E′′之輸出信號之調變。調變可處於等於電力網之頻率之一頻率及將電力傳送至電力網70′′′之一相位及一電壓位準。
圖36展示其中圖32之AC負載/源900係一AC電力網900′之圖32之系統之一實施例。在此實施例中，正如圖35A及圖35B之系統，關於電力網之所需頻率、相位及電壓位準之資訊可經傳輸回至控制器880。此容許控制器880經由相位、頻率及作用時間循環調整(PFDCA)電路820調整MPS器件810之控制終端處之信號以滿足由電力網900′施加之電力傳送要求。此等要求可包含用於滿足電力網70′′′之要求之調諧網路830之輸出信號之調變。調變可處於等於電力網之頻率之一頻率及將電力傳送至電力網70′′′之一相位及一電壓位準。雖然固有地雙向，但圖36之系統可藉由此配置用作用於將電力傳送至一AC電力網之一手段。
現返回至圖20A及圖20B、圖21A及圖21B以及圖22A及圖22B，各太陽能電池420可具備感測器以判定太陽能電池420之操作狀態。操作狀態可包含(但不限於)電力位準、電壓位準、電流位準、溫度及其他效能參數。關於操作狀態之此資訊可經由與(若干)太陽能電池420相關聯之(若干)傳輸器模組20′′傳輸至接收器模組40′′。(若干)傳輸器模組20′′之操作狀態可經由傳輸器模組20′′類似地感測且傳輸至接收器模組40′′。參考圖33以及圖34A及圖34B，適合感測器亦可感測經密封雙向電力傳送電路器件800及多終端電力切換(MPS)器件810之效能參數。已經描述負載資訊經由MPS器件810之傳輸。關於器件800及810之效能參數之資訊可透過本發明之系統類似地傳輸。
雖然上文已論述數個例示性態樣及實施例，但熟習此項技術者將認知某些修改、排列、添加及其等之子組合。因此，以下隨附發明申請專利範圍及隨後介紹之請求項經解譯以包含如與說明書整體之最廣解譯一致之全部此等修改、排列、添加及子組合。
術語之解譯
除非背景內容另外明確要求，否則貫穿描述及發明申請專利範圍：
字詞「包括(comprise/comprising)」及類似者應被解釋為一包含性意義而非一排他性或詳盡性意義；即「包含，但不限於」之意義；
「連接」、「耦合」或其等之任何變體意謂兩個或更多個元件之間之任何直接或間接連接或耦合；元件之間之耦合或連接可係實體的、邏輯的或其等之一組合；經一體地形成之元件可被視為經連接或耦合；
「有線」、「經由一有線連接」或其等之任何變體意謂經由導電媒體、中間電路或其他手段之任何實體連接，從而容許一電流在一系統之組件之間、通過或跨一系統之組件之流動；
「電通信(electric communication/electrical communication)」或其等之任何變體意謂適用於一電信號在一系統之組件之間、通過或跨一系統之組件之傳輸之用於通信(固線式、無線或其等之一組合)之任何連接、耦合、介面或其他手段；
「本文中」、「上文」、「下文」及具有類似意思之字詞當用於描述本說明書時應係指本說明書整體且非本說明書之任何特定部分；
指代兩個或更多個品項之一清單之「或」涵蓋字詞之以下解譯之全部：清單中之品項之任何者、清單中之品項之全部及清單中之品項之任何組合；
單數形式「一(a/an)」及「該」亦包含任何適當複數形式之含義。
在此描述及任何隨附發明申請專利範圍(在存在之處)中使用之指示方向之字詞(諸如「垂直」、「橫向」、「水平」、「向上」、「向下」、「向前」、「向後」、「向內」、「向外」、「垂直」、「橫向」、「左」、「右」、「前」、「後」、「頂部」、「底部」、「下方」、「上方」、「在...之下」及類似者)取決於經描述且繪示之裝置之特定定向。本文中描述之標的物可假定各種替代定向。因此，此等方向術語未經嚴格定義且不應狹義解譯。
本發明之實施例包含本文中描述之各種操作。此等操作可藉由硬體組件、軟體、韌體或其等之一組合執行。
某些實施例可實施為可包含儲存於一機器可讀媒體上之指令之一電腦程式產品。此等指令可用於程式化一通用或專用處理器以執行所述操作。一機器可讀媒體包含用於儲存呈可藉由一機器(例如，一電腦)讀取之一形式之資訊之任何機構(例如，軟體或一處理應用程式)。機器可讀媒體可包含(但不限於)磁性儲存媒體(例如，軟碟)；光學儲存媒體(例如，CD-ROM)；磁光儲存媒體；唯讀記憶體(ROM)；隨機存取記憶體(RAM)；可擦除可程式化記憶體(例如，EPROM及EEPROM)；快閃記憶體；或適用於儲存電子指令之另一類型之媒體。
另外，一些實施例可在其中機器可讀媒體儲存於多於一個電腦系統上及/或藉由多於一個電腦系統執行之分散式運算環境中實踐。另外，在電腦系統之間傳送之資訊可跨連接電腦系統之通信媒體拉取或推送。
用於實施本發明之各項實施例之電腦處理組件包含一或多個通用處理器件，諸如一微處理器或中央處理單元、一控制器、圖形處理單元(GPU)、胞元電腦或類似者。另外，此等數位處理組件可包含一或多個專用處理器件，諸如一數位信號處理器(DSP)、一特定應用積體電路(ASIC)、一場可程式化閘陣列(FPGA)或類似者。在特定實施例中，例如，數位處理器件可係具有包含一核心單元及多個微引擎之多個處理器之一網路處理器。另外，數位處理器件可包含(若干)通用處理器件及(若干)專用處理器件之任何組合。
雖然本文中之(若干)方法之操作以一特定順序展示且描述，但各方法之操作順序可經更改使得某些操作可以一相反順序執行或使得某些操作可至少部分與其他操作同時執行。在另一實施例中，相異操作之指令或子操作可呈一斷續性及/或交替方式。
在上文提及一組件(例如，一軟體模組、處理器、總成、器件、電路等)之情況下，除非另外指示，否則對該組件之提及(包含對一「手段」之一提及)應解譯為包含執行所述組件之功能之任何組件作為該組件之等效物(即，其功能上等效)，包含非結構上等效於所揭示結構之執行本發明之經繪示例示性實施例中之功能之組件。
已為了圖解之目的在本文中描述系統、方法及裝置之特定實例。此等僅係實例。本文中提供之技術可適用於除上文描述之例示性系統之外之系統。許多更改、修改、添加、省略及排列在本發明之實踐內可行。本發明包含熟練的技術人士將明白之對所述實施例之變化，包含藉由以下項獲得之變化：使用等效特徵、元件及/或動作替換特徵、元件及/或動作；混合且匹配來自不同實施例之特徵、元件及/或動作；將來自如本文中描述之實施例之特徵、元件及/或動作與其他技術之特徵、元件及/或動作組合；及/或省略組合來自所述實施例之特徵、元件及/或動作。
10:無線電力傳送(WPT)系統
10':近場諧振無線電力傳送系統
10'':近場諧振無線電力傳送系統
12:初級側/傳輸器子系統
12':多傳輸器子系統
14:次級側/接收器子系統
14A:接收器子系統
14B:接收器子系統
16:近場無線電力傳輸子系統
20:傳輸器模組
20A′至20I′:傳輸器模組
20'':傳輸器模組
22:控制器
22'':控制器
24:感測器
24A:負載偵測器
24B:傳輸器電力感測器
24C:周圍物件偵測器(SOD)
24D:距離偵測器
24E:點
26:組件
26A:振盪器
26A'':振盪器
26B:電力放大器/整流器
26B'':電力放大器
26C:濾波器網路/信號調節及調諧組件
26D:匹配網路/信號調節及調諧組件
26E:補償網路/信號調節及調諧組件
26F:電力信號調諧器模組/V/I調諧器/信號調節及調諧組件
28'':傳輸器調諧網路
30:傳輸器諧振器
30A′至30I′:傳輸器諧振器
30'':傳輸器諧振器
31A:磁場
31B:電場
32:傳輸器天線子系統/第一傳輸器天線
33':接地屏柵
35':接地底板
40:接收器模組
40'':接收器模組
42:控制器
42'':接收器控制器
44:感測器
44A:接收器電力感測器
44B:負載偵測器
44C:點
44D:點
46:元件
46A:補償網路
46B:匹配網路
46C:濾波器
46D:整流器
46E:負載管理器
46E'':負載管理器
48'':接收器調諧網路
50:接收器諧振器
50'':接收器諧振器
50''':接收器諧振器
52:接收器天線子系統/第一接收器天線
60'':連接
70:負載
70'':電力負載
70''':交流電(AC)負載/電力網
80:天線
80A:長形元件
80B:間隙
80C:厚度
82A:彎曲
82B:邊緣
127C:主動器件/電晶體
127D:主動器件/電晶體
127E:DC源
127F:三次諧波終端
127G:汲極節點
127H:二次諧波終端
127I:一次諧波終端
127J:交流電(AC)負載/交流電(AC)信號過載/交流電(AC)源
127K:位準移位器
127L:相移器
130:傳輸器諧振器
132:傳輸器天線子系統/第一傳輸器天線/導電天線
132A:長形元件
132A-1:部分
132A-2:部分
132A-3:部分
132B-1:間隙
132B-2:間隙
132B-3:間隙
134:傳輸器天線子系統/第二傳輸器天線/導電天線
134A:長形元件
134A-1:部分
134A-2:部分
134A-3:部分
134B-1:間隙
134B-2:間隙
134B-3:間隙
138:間隔件/介電元件
147A:輸入/交流電(AC)源/交流電(AC)負載
147B:主動器件/電晶體
147C:直流電(DC)負載
147D:輸出/三次諧波終端
147E:汲極節點
147F:二次諧波終端
147G:一次諧波終端
147H:相移器
147I:位準移位器
150:接收器諧振器
152:接收器天線子系統/第一接收器天線/導電天線
154:接收器天線子系統/第二接收器天線/導電天線
158:間隔件/介電元件
180:天線
180':諧振器結構
180A:長形元件
180B:間隙
182A:彎曲
182B:邊緣
230:傳輸器諧振器
232:傳輸器天線子系統/第一傳輸器天線
234:傳輸器天線子系統/第二傳輸器天線
238:間隔件
250:接收器諧振器
252:接收器天線子系統/第一接收器天線
254:接收器天線子系統/第二接收器天線
258:間隔件
261A:不對稱路徑
261B:不對稱路徑
262:分離器
263A:第一相位分離器控制線
263B:第二相位分離器控制線
264A:第一相移器
264B:第二相移器
265A:第一主動開關控制線
265B:第二主動開關控制線
266A:第一主動開關
266B:第二主動開關
268A:被動信號塑形網路
268B:被動信號塑形網路
269:組合器
280:天線
280A:集線器元件
280B:間隙
280C:扇區元件
330:傳輸器諧振器
332:傳輸器天線子系統/第一傳輸器天線
334:傳輸器天線子系統/第二傳輸器天線
336:傳輸器天線子系統/第三傳輸器天線
338:間隔件
339:第二間隔件
350:接收器諧振器
352:接收器天線子系統/第一接收器天線
354:接收器天線子系統/第二接收器天線
356:接收器天線子系統/第三接收器天線
358:間隔件
359:第二間隔件
400:太陽能面板
400':太陽能面板/太陽能面板配置/陣列
400'':太陽能面板配置/系統/陣列
410:電力調節單元
420:光伏打太陽能電池/直流電源
430:電力調節單元(PCU)
440:透明太陽能蓋
450:單元
460:框架
470:不透明板
500:代表性部分/電動車輛
500':代表性部分/電動車輛
510:導電機殼/機械負載承載結構
520:可再充電電池組
530:電動馬達
600:電力供應系統
600':電力供應系統
610:電腦監視器
620:桌面
630:外殼及結構框架/機械負載承載結構
700:直流電(DC)電源/負載
800:經密封雙向電力傳送電路器件
801:矽晶圓
802:墊
806:墊
808:墊
810:多終端電力切換(MPS)器件
812:單矽單晶體晶圓
814:光伏打電池
818:連接
820:相位、頻率及作用時間循環調整(PFDCA)電路
830:調諧網路
840:振幅/頻率/相位偵測器(AFPD)
850:電壓/電流偵測器(VID)
860:電力管理(PM)電路
870:記憶體
880:控制器
890:通信電路
894:天線
898:外部器件及電路系統
900:交流電(AC)負載/源
900':交流電(AC)電力網
1000:近場無線方法
1010:提供
1020:提供
1030:提供
1040:調整
1050:接收
1060:容許
1100:無線近場方法
1110:提供
1120:安置
1130:量測
1140:設定
1150:選擇
1160:設定
1170:調整
1200:無線近場方法
1210:提供
1220:安置
1230:量測
1250:選擇
1260:設定
1270:調整
1300:無線近場方法
1310:提供
1320:安置
1330:量測
1340:設定
1350:選擇
1360:設定
1370:調整
1400:無線近場方法
1410:提供
1420:安置
1430:量測
1440:設定
1450:選擇
1460:設定
1470:調整
1500:方法
1510:轉換
1520:傳送
1530:接收
1540:接收
1550:呈現
1600:方法
1610:轉換
1620:傳送
1630:接收
1640:接收
1650:呈現
1700:方法
1710:轉換
1720:傳送
1730:接收
1740:接收
1750:呈現
1800:方法
1810:轉換
1820:傳送
1830:接收
1840:共用
1850:呈現
2000:方法
2010:提供
2020:轉換
2030:傳送
2040:調整
2050:呈現
2100:方法
2110:提供
2120:轉換
2130:轉換
2140:調整
2200:近場射頻方法
2210:提供
2220:操作
在圖式之參考圖中繪示例示性實施例。本文中揭示之實施例及圖旨在被視為闡釋性而非限制性。
圖1係根據一項例示性實施例之一無線電力傳送系統之一示意圖。
圖2A、圖2B及圖2C描繪可用於各項例示性實施例中或單獨使用或與其他所揭示元件組合使用之天線。
圖3A及圖3B描繪可用於各項例示性實施例中或單獨使用或與其他所揭示元件組合使用之天線之側輪廓視圖。
圖4A、圖4B、圖4C及圖4D描繪可用於各項例示性實施例中或單獨使用或與其他所揭示元件組合使用之例示性諧振器之側輪廓視圖。
圖5描繪可用於各項例示性實施例中或單獨使用或與其他所揭示元件組合使用之一例示性諧振器之一截面。
圖6係根據一項例示性實施例之一無線電力傳送系統之一初級側之一示意性描繪。
圖7係根據一項例示性實施例之一無線電力傳送系統之一次級側之一示意性描繪。
圖8係可用於各項例示性實施例中或單獨使用或與其他所揭示元件組合使用之一例示性電力放大器之一示意性描繪。
圖9係可用於各項例示性實施例中或單獨使用或與其他所揭示元件組合使用之一例示性自同步整流器之一示意性描繪。
圖10展示根據一個實例之用於調整至一傳輸器諧振器之一電力信號之依據圖6之一V/I調諧器之一更詳細示意性描繪。
圖11展示根據一項例示性實施例之用於根據一可調整傳送模式比以一諧振電力信號振盪頻率雙模態地傳送電力之一近場諧振無線方法之一流程圖。
圖12係用於將電力傳送至一單接收器子系統之一多傳輸器近場諧振無線電力傳送系統之一示意性表示。
圖13A及圖13B描繪用於將電力傳送至一單接收器子系統之一多傳輸器近場諧振無線電力傳送系統。
圖14描繪用於將電力傳送至多於一個接收器子系統之一多傳輸器近場諧振無線電力傳送系統。
圖15展示用於以一可變諧振電力信號振盪頻率將電力自一多傳輸器子系統傳送至一單諧振接收器子系統之一無線近場方法之一流程圖。
圖16展示用於以一可變諧振電力信號振盪頻率將電力自一多傳輸器子系統傳送至一單諧振接收器子系統之另一無線近場方法之一流程圖。
圖17展示用於以一可變諧振電力信號振盪頻率將電力自一多傳輸器子系統傳送至多於一個諧振接收器子系統之一無線近場方法之一流程圖。
圖18展示用於以一可變諧振電力信號振盪頻率將電力自一多傳輸器子系統傳送至多於一個諧振接收器子系統之另一無線近場方法之一流程圖。
圖19A展示用於將電力自一光伏打太陽能電池無線地傳送至一電力負載之一近場諧振無線電力傳送系統。
圖19B展示用於將電力自一光伏打太陽能電池傳送至一電力負載之一電力傳送系統。
圖20A及圖20B展示經組態用於在多對一組態中使用圖19A之近場諧振無線電力傳送系統之太陽能電池陣列之正視圖及後視圖。
圖21A及圖21B展示經組態用於在一對一組態中使用圖19A之近場諧振無線電力傳送系統之太陽能電池陣列之正視圖及後視圖。
圖22A及圖22B展示經組態用於在一基於列之組態中使用圖19A之近場諧振無線電力傳送系統之太陽能電池陣列之正視圖及後視圖。
圖23展示用於將電力自一光伏打太陽能電池無線地傳送至一電力負載之一方法之一流程圖之一圖式。
圖24展示用於將電力自一光伏打太陽能電池陣列無線地傳送至一電力負載之另一方法之一流程圖之一圖式。
圖25展示用於將電力自一光伏打太陽能電池陣列無線地傳送至一電力負載之另一方法之一流程圖之一圖式。
圖26展示用於將電力自一光伏打太陽能電池陣列無線地傳送至一電力負載之另一方法之一流程圖之一圖式。
圖27A展示使用一電力傳送系統之一實施例之一電動車輛之一部分之一圖式。
圖27B展示使用一電力傳送系統之一實施例之一電動車輛之一部分之另一圖式。
圖28A展示使用一電力傳送系統之一實施例之電腦監視器之一圖式。
圖28B展示使用一電力傳送系統之另一實施例之一電腦監視器。
圖29展示將電力自一直流電源傳送至一電力負載之一方法之一流程圖。
圖30展示將電力自一直流電源傳送至一電力負載之一進一步方法之一流程圖。
圖31展示在一雙模態諧振近場射頻電力傳送系統中之傳輸-接收模組之間傳送電力之一方法之一流程圖。
圖32展示一雙向電力傳送電路器件之一示意圖。
圖33展示一雙向電力傳送電路器件之一實施方案。
圖34A展示實施於與一光伏打電池相同之矽晶圓中之雙向電力傳送電路器件之一實施方案。
圖34B展示在矽晶圓之一表面上與一諧振器組合之圖34A之器件。
圖35A展示用於將電力自一光伏打太陽能電池無線地傳送至一AC電力負載之一近場諧振無線電力傳送系統。
圖35B展示用於將電力自一光伏打太陽能電池傳送至一AC電力負載之一電力傳送系統。
圖36展示一雙向電力傳送電路器件之一示意圖。
10":近場諧振無線電力傳送系統
20":傳輸器模組
22":控制器
26A":振盪器
26B":電力放大器
28":傳輸器調諧網路
30":傳輸器諧振器
40":接收器模組
42":接收器控制器
46E":負載管理器
48":接收器調諧網路
50":接收器諧振器
70''':交流電(AC)負載/電力網
420:光伏打太陽能電池/直流電源
430:電力調節單元(PCU)
Claims (137)
- 一種經密封雙向電力傳送電路器件，其包括經安置用於與該經密封器件外部之器件電通信之複數個終端，該經密封器件在一經密封內部內包括： 一多終端電力切換器件，其包括至少一個DC終端、至少一個AC終端及至少一個控制終端，該多終端電力切換器件可在一放大狀況與一整流狀況之間調整，且經配置用於： 經由該至少一個DC終端雙向傳達一DC電壓及一DC電流，且 經由該至少一個AC終端雙向傳達具有一振幅、一頻率及一相位之一射頻電力信號； 一相位、頻率及作用時間循環調整電路，其與一控制器有線資料通信，該相位、頻率及作用時間循環調整電路經由該至少一個控制終端與該電力切換器件有線電通信，該控制器經配置用於： 在該電力切換器件之該至少一個控制終端處建立具有該射頻電力信號之該頻率及該相位之一射頻振盪信號，且 藉由在該控制器之指令下調整該射頻振盪信號之該相位而在該放大狀況與該整流狀況之間調整該電力切換器件。
- 如請求項1之經密封雙向電力傳送電路器件，其中該射頻電力信號具有一作用時間循環且該相位、頻率及作用時間循環調整電路進一步經配置用於藉由調整該射頻振盪信號之一作用時間循環而調整該射頻電力信號之該作用時間循環。
- 如請求項1之經密封雙向電力傳送電路器件，其中該相位、頻率及作用時間循環調整電路包括用於在來自該控制器之指令下產生該射頻振盪信號之一射頻振盪器。
- 如請求項1之經密封雙向電力傳送電路器件，其在該經密封內部內進一步包括與該控制器有線資料通信之經由該至少一個AC終端與該電力切換器件有線電通信之一調諧網路，該調諧網路經配置用於在來自該控制器之指令下將該射頻電力信號調整至一經調諧射頻電力信號。
- 如請求項4之經密封雙向電力傳送電路器件，其包括經組態用於將資訊調變至該射頻電力信號上之一調變器。
- 如請求項5之經密封雙向電力傳送電路器件，其中該調變器包括該調諧網路。
- 如請求項5之經密封雙向電力傳送電路器件，其中該調變器經組態用於使用藉由該控制器提供之資訊調變該射頻電力信號。
- 如請求項4之經密封雙向電力傳送電路器件，其中該調諧網路包括經配置用於抑制該射頻電力信號中之該射頻振盪信號之諧波之一諧波終端網路電路。
- 如請求項8之經密封雙向電力傳送電路器件，其中該諧波終端網路包括一或多個電感器以及一一次諧波終端、一二次諧波終端及一三次諧波終端之一或多者。
- 如請求項4之經密封雙向電力傳送電路器件，其在該經密封內部內進一步包括與該控制器有線資料通信之一振幅/頻率/相位偵測器，該振幅/頻率/相位偵測器經安置成與該調諧網路有線電通信且經配置以判定在該調諧網路與該經密封器件外部之一AC負載/源之間傳達之任何射頻電力信號之一振幅、一頻率及一相位。
- 如請求項10之經密封雙向電力傳送電路器件，其中該相位、頻率及作用時間循環調整電路經配置以基於藉由該振幅/頻率/相位偵測器傳達至該控制器之量測資料自該控制器接收指令。
- 如請求項10之經密封雙向電力傳送電路器件，其中該相位、頻率及作用時間循環調整電路經配置以基於直接自該振幅/頻率/相位偵測器接收之一回饋信號調整該射頻振盪信號。
- 如請求項10之經密封雙向電力傳送電路器件，其中該調諧網路包括用於當該電力切換器件在該放大狀況中時基於來自該振幅/頻率/相位偵測器之量測資料調整該經調諧射頻電力信號之一電壓與一電流之間之一相位差之一電壓-電流調諧器。
- 如請求項10之經密封雙向電力傳送電路器件，其在該經密封內部內進一步包括在該電力切換器件與該經密封器件外部之一DC電源/負載之間有線電通信之一電力管理電路，該電力管理電路經配置用於阻抗匹配該電力切換器件及該外部DC電源/負載且用於基於直接自該振幅/頻率/相位偵測器接收之一回饋信號調整在該電力切換器件與該DC電源/負載之間傳達之DC電力。
- 如請求項10之經密封雙向電力傳送電路器件，其在該經密封內部內進一步包括與該控制器有線資料通信且在該電力切換器件與該經密封器件外部之一DC電源/負載之間有線電通信之一電力管理電路，該電力管理電路經配置用於阻抗匹配該電力切換器件及該外部DC電源/負載且用於基於藉由該振幅/頻率/相位偵測器傳達至該控制器之量測資料調整在該電力切換器件與該DC電源/負載之間傳達之DC電力。
- 如請求項15之經密封雙向電力傳送電路器件，其在該經密封內部內進一步包括與該控制器有線資料通信之一電壓/電流偵測器，該電壓/電流偵測器經安置以判定在該電力切換器件與該電力管理電路之間傳遞之一DC電壓及DC電流。
- 如請求項16之經密封雙向電力傳送電路器件，其中該相位、頻率及作用時間循環調整電路經配置以基於藉由該電壓/電流偵測器傳達至該控制器之量測資料自該控制器接收指令。
- 如請求項16之經密封雙向電力傳送電路器件，其中該相位、頻率及作用時間循環調整電路經配置以基於直接自該電壓/電流偵測器接收之一回饋信號調整該射頻振盪信號。
- 如請求項16之經密封雙向電力傳送電路器件，其在該經密封內部內進一步包括與該控制器、與該振幅/頻率/相位偵測器且與該電壓/電流偵測器有線資料通信之一記憶體，其中該記憶體經配置以接收且儲存來自該兩個偵測器之量測資料且將來自該兩個偵測器之該信號資料提供至該控制器。
- 如請求項10之經密封雙向電力傳送電路器件，其在該經密封內部內進一步包括在該電力切換器件與該經密封器件外部之AC電源/負載之間有線電通信之一電力管理電路，該電力管理電路經配置用於匹配該電力切換器件及該外部AC電源/負載之一振幅、一頻率及一相位且用於基於直接自該振幅/頻率/相位偵測器接收之一回饋信號調整在該電力切換器件與該AC電源/負載之間傳達之AC電力。
- 如請求項10之經密封雙向電力傳送電路器件，其在該經密封內部內進一步包括與該控制器有線資料通信且在該電力切換器件與該經密封器件外部之該AC電源/負載之間有線電通信之一電力管理電路，該電力管理電路經配置用於匹配該電力切換器件及該外部AC電源/負載之一振幅、一頻率及一相位且用於基於藉由該振幅/頻率/相位偵測器傳達至該控制器之量測資料調整在該電力切換器件與該AC電源/負載之間傳達之AC電力。
- 如請求項21之經密封雙向電力傳送電路器件，其在該經密封內部內進一步包括與該控制器有線資料通信之一電壓/電流偵測器，該電壓/電流偵測器經安置以判定在該電力切換器件與該電力管理電路之間傳遞之一DC電壓及DC電流。
- 如請求項22之經密封雙向電力傳送電路器件，其中該相位、頻率及作用時間循環調整電路經配置以基於藉由該電壓/電流偵測器傳達至該控制器之量測資料自該控制器接收指令。
- 如請求項22之經密封雙向電力傳送電路器件，其中該相位、頻率及作用時間循環調整電路經配置以基於直接自該電壓/電流偵測器接收之一回饋信號調整該射頻振盪信號。
- 如請求項22之經密封雙向電力傳送電路器件，其在該經密封內部內進一步包括與該控制器、與該振幅/頻率/相位偵測器且與該電壓/電流偵測器有線資料通信之一記憶體，其中該記憶體經配置以接收且儲存來自該兩個偵測器之量測資料且將來自該兩個偵測器之該信號資料提供至該控制器。
- 如請求項10之經密封雙向電力傳送電路器件，其中該調諧網路進一步包括一補償網路、一匹配網路及一濾波器之一或多者。
- 如請求項1之經密封雙向電力傳送電路器件，其在該經密封內部內進一步包括該控制器。
- 如請求項27之經密封雙向電力傳送電路器件，其在該經密封內部內進一步包括用於在該控制器與該經密封電力傳送電路器件外部之器件之間傳達資訊之一藍牙通信電路、一WiFi通信電路、一Zigbee通信電路及一蜂巢式通信技術電路之至少一者。
- 如請求項28之經密封雙向電力傳送電路器件，其中該通信電路與經配置以與該經密封電力傳送電路器件外部之器件通信之至少一個通信天線雙向有線通信。
- 如請求項29之經密封雙向電力傳送電路器件，其中該天線安置於該經密封器件之該經密封內部內。
- 如請求項1之經密封雙向電力傳送電路器件，其中該複數個終端包含用於該控制器與該經密封內部外部之器件之間之資料通信之終端。
- 如請求項1之經密封雙向電力傳送電路器件，其包括經組態用於將資訊調變至該射頻電力信號及該DC電壓之至少一者上之一調變器。
- 如請求項32之經密封雙向電力傳送電路器件，其中該調變器包括該電力切換器件。
- 如請求項33之經密封雙向電力傳送電路器件，其中該調變器經組態用於使用藉由該控制器提供之資訊調變該射頻電力信號及該DC電壓之該至少一者。
- 如請求項33之經密封雙向電力傳送電路器件，其中該調變器進一步包括該相位、頻率及作用時間循環調整電路。
- 如請求項1之經密封雙向電力傳送電路器件，其中該器件之全部電路元件係單片整合於一矽單晶體晶圓中。
- 如請求項1之經密封雙向電力傳送電路器件，其中該器件之電路元件之至少一部分藉由覆晶技術整合。
- 一種單片整合式電力器件，其在一矽單晶體晶圓上包括與一雙向電力傳送電路電通信之至少一個光伏打電池，該雙向電力傳送電路包括經安置用於與該電力傳送電路外部之器件電通信之複數個終端，該電力傳送電路包括： 一多終端電力切換器件，其包括至少一個DC終端、至少一個AC終端及至少一個控制終端，該多終端電力切換器件可在一放大狀況與一整流狀況之間調整，且經配置用於： 經由該至少一個DC終端雙向傳達一DC電壓及一DC電流，且 經由該至少一個AC終端雙向傳達具有一振幅、一頻率及一相位之一射頻電力信號； 一相位、頻率及作用時間循環調整電路，其與一控制器有線資料通信，該相位、頻率及作用時間循環調整電路經由該至少一個控制終端與該電力切換器件有線電通信且經配置用於： 在該電力切換器件之該至少一個控制終端處建立具有該射頻電力信號之該頻率及該相位之一射頻振盪信號，且 藉由在該控制器之指令下調整該射頻振盪信號之該相位而在該放大狀況與該整流狀況之間調整該電力切換器件。
- 如請求項38之單片整合式電力器件，其中該射頻電力信號具有一作用時間循環且該相位、頻率及作用時間循環調整電路進一步經配置用於藉由調整該射頻振盪信號之一作用時間循環而調整該射頻電力信號之該作用時間循環。
- 如請求項38之單片整合式電力器件，其中該相位、頻率及作用時間循環調整電路包括用於在來自該控制器之指令下產生該射頻振盪信號之一射頻振盪器。
- 如請求項38之單片整合式電力器件，其進一步包括與該控制器有線資料通信之經由該至少一個AC終端與該電力切換器件有線電通信之一調諧網路，該調諧網路經配置用於在來自該控制器之指令下將該射頻電力信號調整至一經調諧射頻電力信號。
- 如請求項41之單片整合式電力器件，其在該矽晶圓之一表面上進一步包括與該調諧網路電通信之一諧振器。
- 如請求項42之單片整合式電力器件，其中該諧振器充當該器件之一散熱器。
- 如請求項41之單片整合式電力器件，其包括經組態用於將資訊調變至該射頻電力信號上之一調變器。
- 如請求項43之單片整合式電力器件，其中該調變器包括該調諧網路。
- 如請求項43之單片整合式電力器件，其中該調變器經組態用於使用藉由該控制器提供之資訊調變該射頻電力信號。
- 如請求項41之單片整合式電力器件，其中該調諧網路包括經配置用於抑制該射頻電力信號中之該射頻振盪信號之諧波之一諧波終端網路電路。
- 如請求項47之單片整合式電力器件，其中該諧波終端網路包括一或多個電感器以及一一次諧波終端、一二次諧波終端及一三次諧波終端之一或多者。
- 如請求項41之單片整合式電力器件，其進一步包括與該控制器有線資料通信之一振幅/頻率/相位偵測器，該振幅/頻率/相位偵測器經安置成與該調諧網路有線電通信且經配置以判定在該調諧網路與一AC負載/源外部器件之間傳達之任何射頻電力信號之一振幅、一頻率及一相位。
- 如請求項49之單片整合式電力器件，其中該相位、頻率及作用時間循環調整電路經配置以基於藉由該振幅/頻率/相位偵測器傳達至該控制器之量測資料自該控制器接收指令。
- 如請求項49之單片整合式電力器件，其中該相位、頻率及作用時間循環調整電路經配置以基於直接自該振幅/頻率/相位偵測器接收之一回饋信號調整該射頻振盪信號。
- 如請求項49之單片整合式電力器件，其中該調諧網路包括用於當該電力切換器件在該放大狀況中時基於來自該振幅/頻率/相位偵測器之量測資料調整該經調諧射頻電力信號之一電壓與一電流之間之一相位差之一電壓-電流調諧器。
- 如請求項49之單片整合式電力器件，其進一步包括與該控制器有線資料通信且在該電力切換器件與該至少一個光伏打電池之間有線電通信之一電力管理電路，該電力管理電路經配置用於阻抗匹配該電力切換器件及該至少一個光伏打電池且用於基於藉由該振幅/頻率/相位偵測器傳達至該控制器之量測資料調整在該電力切換器件與該至少一個光伏打電池之間傳達之DC電力。
- 如請求項49之單片整合式電力器件，其進一步包括在該電力切換器件與該至少一個光伏打電池之間有線電通信之一電力管理電路，該電力管理電路經配置用於阻抗匹配該電力切換器件及該至少一個光伏打電池且用於基於直接自該振幅/頻率/相位偵測器接收之一回饋信號調整在該電力切換器件與該至少一個光伏打電池之間傳達之DC電力。
- 如請求項53之單片整合式電力器件，其進一步包括與該控制器有線資料通信之一電壓/電流偵測器，該電壓/電流偵測器經安置以判定在該電力切換器件與該電力管理電路之間傳遞之一DC電壓及DC電流。
- 如請求項55之單片整合式電力器件，其中該相位、頻率及作用時間循環調整電路經配置以基於藉由該電壓/電流偵測器傳達至該控制器之量測資料自該控制器接收指令。
- 如請求項55之單片整合式電力器件，其中該相位、頻率及作用時間循環調整電路經配置以基於直接自該電壓/電流偵測器接收之一回饋信號調整該射頻振盪信號。
- 如請求項55之單片整合式電力器件，其進一步包括與該控制器、與該振幅/頻率/相位偵測器且與該電壓/電流偵測器有線資料通信之一記憶體，其中該記憶體經配置以接收且儲存來自該兩個偵測器之量測資料且將來自該兩個偵測器之該信號資料提供至該控制器。
- 如請求項49之單片整合式電力器件，其中該調諧網路進一步包括一補償網路、一匹配網路及一濾波器之一或多者。
- 如請求項38之單片整合式電力器件，其中該控制器整合於該電力器件內。
- 如請求項60之單片整合式電力器件，其進一步包括用於在該控制器與該電力器件外部之器件之間傳達資訊之一藍牙通信電路、一WiFi通信電路、一Zigbee通信電路及一蜂巢式通信技術電路之至少一者。
- 如請求項61之單片整合式電力器件，其中該通信電路與經配置以與該電力器件外部之器件通信之至少一個通信天線雙向有線通信。
- 如請求項62之單片整合式電力器件，其中該天線整合於該電力器件內。
- 如請求項38之單片整合式電力器件，其中該複數個終端包含用於該控制器與該電力器件外部之器件之間之資料通信之終端。
- 如請求項38之單片整合式電力器件，其包括經組態用於將資訊調變至該射頻電力信號及該DC電壓之至少一者上之一調變器。
- 如請求項65之單片整合式電力器件，其中該調變器包括該電力切換器件。
- 如請求項66之單片整合式電力器件，其中該調變器經組態用於使用藉由該控制器提供之資訊調變該射頻電力信號及該DC電壓之該至少一者。
- 如請求項66之單片整合式電力器件，其中該調變器進一步包括該相位、頻率及作用時間循環調整電路。
- 一種雙模態近場諧振無線射頻電力傳送系統，其經組態用於根據電容性電力傳送對感應性電力傳送之一可調整傳送模式比以一可變諧振電力信號振盪頻率同時進行該電容性電力傳送及該感應性電力傳送，該系統包括： 一傳輸器子系統，其包括一傳輸器天線及一電力信號調諧器模組，其中該電力信號調諧器模組藉由調整藉由該電力信號調諧器模組提供至該傳輸器天線子系統之一電力信號而調整該傳送模式比；及 一接收器子系統，其包括一接收器天線子系統以依該傳送模式比自該傳輸器天線接收電力。
- 如請求項69之系統，其中該系統經由該傳輸器天線及該接收器天線子系統之一接收器天線在該傳輸器天線子系統與該接收器天線子系統之間傳達資訊。
- 如請求項70之系統，其中該系統進一步包括用於將資訊調變至一資訊承載信號上且將該資訊承載信號提供至該傳輸器天線子系統之一調變器。
- 如請求項71之系統，其中該調變器經配置以根據該資訊調變至該傳輸器天線子系統之該資訊承載信號。
- 如請求項72之系統，其中該電力信號調諧器模組包括該調變器。
- 如請求項71之系統，其中該資訊承載信號具有不同於該可變諧振電力信號振盪頻率之一頻率。
- 如請求項71之系統，其中該調變器藉由頻率調變而調變該資訊承載信號。
- 如請求項71之系統，其中該調變器藉由振幅調變而調變該資訊承載信號。
- 如請求項71之系統，其中該調變器藉由相位調變而調變至該傳輸器天線子系統之該資訊承載信號。
- 如請求項71之系統，其中該資訊承載信號經調變使得該可變電力信號振盪頻率係該資訊承載信號之一頻率之一諧波。
- 如請求項71之系統，其中該資訊承載信號經調變至該電力信號之一諧波上。
- 如請求項71之系統，其中經調變且提供至該傳輸器天線子系統之該信號係該電力信號。
- 如請求項71之系統，其中： 該調變器調變該接收器天線之一反射特性；且 該調變器藉由根據該資訊調變該接收器天線之該反射特性而將該資訊自該接收器天線子系統傳送至該傳輸器天線子系統。
- 如請求項81之系統，其中該接收器天線之一經調變反射特性係該接收器天線之一阻抗。
- 如請求項70之系統，其中該系統將該資訊調變至一資訊承載信號上且將該資訊承載信號提供至該傳輸器天線子系統。
- 如請求項70之系統，其中該系統藉由調變該接收器天線對來自該傳輸器子系統之一信號之一反射而將該資訊自該接收器子系統傳送至該傳輸器子系統。
- 如請求項84之系統，其中該接收器子系統調變該接收器天線之一反射特性。
- 如請求項84之系統，其中該接收器子系統調變該接收器天線之一阻抗。
- 如請求項70之系統，其中： 一電力負載存在於該接收器子系統之一輸出處；且 該資訊包括該電力負載之一存在、該電力負載之一充電位準、一電力傳送效率、該電力負載之一充電率、該電力負載之一狀態、該電力負載上之一電壓之一存在、該電力負載之一充電容量及對該電力負載充電之一剩餘時間之一或多者。
- 如請求項70之系統，其中該系統經由該傳輸器天線在該傳輸器子系統與該接收器子系統之間傳達數位資訊。
- 如請求項70之系統，其中該系統經由該傳輸器天線在該傳輸器子系統與該接收器子系統之間傳達類比資訊。
- 如請求項70之系統，其中該接收器子系統經組態以將電力傳輸至一後續接收器子系統。
- 如請求項90之系統，其中該接收器子系統進一步包括一整流器。
- 如請求項91之系統，其中該整流器包括一相移器。
- 一種雙模態諧振近場射頻電力傳送系統，其包括用於根據一可調整傳送模式比經由一電力信號以一電力信號頻率同時進行電容性電力傳送及感應性電力傳送之複數個電力傳輸-接收模組，其中該複數個電力傳輸-接收模組之各者與一傳輸器-接收器諧振器有線通信以與該複數個電力傳輸-接收模組之至少另一電力傳輸-接收模組交換電力。
- 如請求項93之系統，其中該複數個電力傳輸-接收模組之一第一模組包括用於藉由調整該電力信號且將一經調整電力信號提供至與該第一電力傳輸模組有線通信之一第一傳輸器-接收器諧振器而改變該可調整傳送模式比之一電力信號調諧器模組。
- 如請求項94之系統，其中該複數個電力傳輸-接收模組之至少一個傳輸-接收模組包括與該至少一個傳輸-接收模組有線通信之一相關聯傳輸器-接收器諧振器及用於將資訊調變至在該相關聯傳輸器-接收器諧振器與一額外傳輸器-接收器諧振器之間交換之一射頻信號上之一調變器，該額外傳輸器-接收器諧振器與該複數個電力傳輸-接收模組之任何其他傳輸-接收模組有線通信。
- 如請求項93之系統，其中各傳輸器-接收器諧振器用作與其有線通信之各電力傳輸-接收模組之一散熱器。
- 如請求項95之系統，其中： 一電力負載存在於該複數個電力傳輸-接收模組之一者之一輸出處；且 該資訊包括該電力負載之一存在、該電力負載之一充電位準、一電力傳送效率、該電力負載之一充電率、該電力負載之一狀態、該電力負載上之一電壓之一存在、該電力負載之一充電容量及對該電力負載充電之一剩餘時間之一或多者。
- 如請求項95之系統，其中該調變器係一振幅調變器。
- 如請求項95之系統，其中該調變器係一頻率調變器。
- 如請求項95之系統，其中該調變器係一相位調變器。
- 如請求項95之系統，其中該資訊包括數位資訊。
- 如請求項95之系統，其中該資訊包括類比資訊。
- 如請求項95之系統，其中該射頻信號係該電力信號。
- 如請求項95之系統，其中該射頻信號具有不同於該電力信號頻率之一頻率。
- 如請求項95之系統，其中該射頻信號具有係該電力信號頻率之一諧波之一頻率。
- 如請求項95之系統，其中該電力信號頻率係該射頻信號之該頻率之一諧波。
- 如請求項95之系統，其中該調變器根據該資訊調變該相關聯傳輸器-接收器諧振器之一反射特性以將該資訊施加於藉由該相關聯傳輸器-接收器諧振器反射之一信號上。
- 如請求項95之系統，其中該調變器根據該資訊調變經提供至該相關聯傳輸器-接收器諧振器之一信號。
- 如請求項95之系統，其中該第一模組之該電力信號調諧器模組包括該調變器。
- 如請求項95之系統，其中該複數個電力傳輸-接收模組之各電力傳輸-接收模組包括一補償網路且該補償網路包括該調變器。
- 如請求項95之系統，其中該等電力傳輸-接收模組之該至少一者包括以該電力信號頻率將一信號提供至該至少一個電力傳輸-接收模組之一射頻振盪器，且該射頻振盪器包括該調變器。
- 如請求項94之系統，其中該複數個電力傳輸-接收模組之各電力傳輸-接收模組可在一電力傳輸器模式與一電力接收器模式之間重新組態。
- 如請求項112之系統，其中各電力傳輸-接收模組包括能夠在分別對應於該電力傳輸器模式及該電力接收器模式之一放大器狀況與一整流器狀況之間重新組態之一差分自同步射頻電力放大器/整流器。
- 如請求項113之系統，其中各電力傳輸-接收模組包括一控制器且可在該放大器狀況與該整流器狀況之間重新組態係藉由該控制器控制。
- 如請求項114之系統，其中該差分自同步射頻電力放大器/整流器包括可藉由該控制器調整以在該放大器狀況與該整流器狀況之間重新組態該差分自同步射頻電力放大器/整流器之一相移器。
- 如請求項112之系統，其中各電力傳輸-接收模組包括能夠在分別對應於該電力傳輸器模式及該電力接收器模式之一放大器狀況與一整流器狀況之間重新組態之一差分開關模式自同步射頻電力放大器/整流器。
- 一種用於經由一電力信號以一電力信號頻率傳送電力之近場射頻方法，該方法包括： 提供包括複數個電力傳輸-接收模組之一雙模態諧振近場射頻電力傳送系統，其中該複數個電力傳輸-接收模組之各電力傳輸-接收模組與一傳輸器-接收器諧振器有線通信以與該複數個電力傳輸-接收模組之至少另一電力傳輸-接收模組交換電力；及 操作該電力傳送系統以根據一可調整傳送模式比同時進行電容性電力傳送及感應性電力傳送。
- 如請求項117之方法，其中 提供該雙模態諧振近場射頻電力傳送系統包括提供包括一電力信號調諧器模組之該複數個電力傳輸-接收模組之一第一者，且 其中操作該雙模態諧振近場射頻電力傳送系統包括藉由調整該電力信號調諧器模組而改變該可調整傳送模式比。
- 如請求項117之方法，其中 提供該雙模態諧振近場射頻電力傳送系統包括提供與包括一調變器之一相關聯傳輸器-接收器諧振器有線通信之該複數個電力傳輸-接收模組之至少一個電力傳輸-接收模組，且 其中操作該電力傳送系統包括在該相關聯傳輸器-接收器諧振器與一傳輸器-接收器諧振器之間交換一射頻信號，該傳輸器-接收器諧振器與該複數個電力傳輸-接收模組之至少另一傳輸-接收模組有線通信；及將資訊調變至該射頻信號上。
- 如請求項119之方法，其中當一電力負載存在於該複數個電力傳輸-接收模組之一者之一輸出處時，且其中該資訊包括該電力負載之一存在、該電力負載之一充電位準、一電力傳送效率、該電力負載之一充電率、該電力負載之一狀態、該電力負載上之一電壓之一存在、該電力負載之一充電容量及對該電力負載充電之一剩餘時間之一或多者。
- 如請求項119之方法，其中該將該資訊調變至該經交換射頻信號上包括振幅調變該射頻信號。
- 如請求項119之方法，其中該將該資訊調變至該經交換射頻信號上包括頻率調變該射頻信號。
- 如請求項119之方法，其中該將該資訊調變至該經交換射頻信號上包括相位調變該射頻信號。
- 如請求項119之方法，其中該將該資訊調變至該經交換射頻信號上包括將數位資訊調變至該射頻信號上。
- 如請求項119之方法，其中該將該資訊調變至該經交換射頻信號上包括將類比資訊調變至該射頻信號上。
- 如請求項119之方法，其中該將該資訊調變至該射頻信號上包括將該資訊調變至該電力信號上。
- 如請求項119之方法，其中該將該資訊調變至該射頻信號上包括將該資訊調變至具有不同於該電力信號頻率之一頻率之一信號上。
- 如請求項119之方法，其中該將該資訊調變至該射頻信號上包括將該資訊調變至具有係該電力信號頻率之一諧波之一頻率之一信號上。
- 如請求項119之方法，其中該將該資訊調變至該射頻信號上包括將該資訊調變至具有該電力信號頻率作為一諧波之一信號上。
- 如請求項119之方法，其中該將該資訊調變至該射頻信號上包括根據該資訊調變該相關聯導線連接傳輸器-接收器諧振器之一反射特性以將該資訊施加於由該導線連接傳輸器-接收器諧振器反射之一信號上。
- 如請求項119之方法，其中該將該資訊調變至該射頻信號上包括根據該資訊調變提供至該相關聯傳輸器-接收器諧振器之一信號。
- 如請求項119之方法，其包括操作該等第一電力傳輸-接收模組之該電力信號調諧器模組以將該資訊調變至該射頻信號上。
- 如請求項119之方法，其中該等經提供電力傳輸-接收模組之各者包括一補償網路； 其中該補償網路包括該調變器；且 其中該方法包括操作該補償網路以將該資訊調變至該射頻信號上。
- 如請求項119之方法，其中 該至少一個電力傳輸-接收模組包括以該電力信號頻率將一信號提供至該至少一個電力傳輸-接收模組之一射頻振盪器； 該射頻振盪器包括該調變器；且 其中該方法進一步包括將該資訊調變至該振盪器中之該射頻信號上。
- 如請求項118之方法，其中 該複數個經提供電力傳輸-接收模組之各電力傳輸-接收模組可在一電力傳輸器模式與一電力接收器模式之間重新組態；及 其中該方法進一步包括在該電力傳輸器模式與該電力接收器模式之間重新組態該複數個電力傳輸-接收模組之至少兩個電力傳輸-接收模組以反轉該至少兩個電力傳輸-接收模組之間之電力傳輸之一方向。
- 如請求項135之方法，其中各電力傳輸-接收模組包括能夠在分別對應於該電力傳輸器模式及該電力接收器模式之一放大器狀況與一整流器狀況之間重新組態之一差分自同步射頻電力放大器/整流器；且 其中該方法進一步包括在該放大器狀況與該整流器狀況之間重新組態該至少兩個傳輸-接收模組之該差分自同步射頻電力放大器/整流器。
- 如請求項136之方法，其中 各差分自同步射頻電力放大器/整流器包括可調整以在該放大器狀況與該整流器狀況之間重新組態該差分自同步射頻電力放大器/整流器之一相移器；且 其中該方法包括調整該至少兩個傳輸-接收模組之該差分自同步射頻電力放大器/整流器之各者之該相移器。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US202063078824P | 2020-09-15 | 2020-09-15 | |
| US63/078,824 | 2020-09-15 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TW202228360A true TW202228360A (zh) | 2022-07-16 |
Family
ID=80776658
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| TW110134423A TW202228360A (zh) | 2020-09-15 | 2021-09-15 | 電力傳送系統及方法 |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20230278437A1 (zh) |
| EP (1) | EP4214818A1 (zh) |
| JP (1) | JP2023551753A (zh) |
| KR (1) | KR20230125168A (zh) |
| CN (1) | CN116529983A (zh) |
| CA (1) | CA3192578A1 (zh) |
| IL (1) | IL301353A (zh) |
| TW (1) | TW202228360A (zh) |
| WO (1) | WO2022058790A1 (zh) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023175399A2 (en) * | 2022-03-16 | 2023-09-21 | Daanaa Resolution Inc. | Power transfer system and methods |
| TW202416627A (zh) * | 2022-10-14 | 2024-04-16 | 加拿大商達納解析公司 | 電力傳送系統及方法 |
| CN116846099B (zh) * | 2023-09-01 | 2023-12-19 | 中国人民解放军海军工程大学 | 一种电容式无线电能传输耦合器及其应用 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9035499B2 (en) * | 2008-09-27 | 2015-05-19 | Witricity Corporation | Wireless energy transfer for photovoltaic panels |
| BRPI1011551A2 (pt) * | 2009-06-29 | 2016-03-29 | Ideal Power Converters Inc | dispositivos, métodos e sistemas de transferência de energia com reatância de transferência de energia com desvio de comutador de barra de segurança elétrica |
| US9561730B2 (en) * | 2010-04-08 | 2017-02-07 | Qualcomm Incorporated | Wireless power transmission in electric vehicles |
| US20150073768A1 (en) * | 2011-11-04 | 2015-03-12 | Witricity Corporation | Wireless energy transfer modeling tool |
| JP6218272B2 (ja) * | 2013-06-14 | 2017-10-25 | 国立大学法人電気通信大学 | 電力伝送装置 |
-
2021
- 2021-09-13 JP JP2023516719A patent/JP2023551753A/ja active Pending
- 2021-09-13 KR KR1020237012854A patent/KR20230125168A/ko active Search and Examination
- 2021-09-13 CA CA3192578A patent/CA3192578A1/en active Pending
- 2021-09-13 EP EP21868801.8A patent/EP4214818A1/en active Pending
- 2021-09-13 IL IL301353A patent/IL301353A/en unknown
- 2021-09-13 WO PCT/IB2021/000627 patent/WO2022058790A1/en active Application Filing
- 2021-09-13 CN CN202180076801.4A patent/CN116529983A/zh active Pending
- 2021-09-15 TW TW110134423A patent/TW202228360A/zh unknown
-
2023
- 2023-03-14 US US18/183,462 patent/US20230278437A1/en active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20230278437A1 (en) | 2023-09-07 |
| CA3192578A1 (en) | 2022-03-24 |
| IL301353A (en) | 2023-05-01 |
| WO2022058790A1 (en) | 2022-03-24 |
| KR20230125168A (ko) | 2023-08-29 |
| JP2023551753A (ja) | 2023-12-13 |
| CN116529983A (zh) | 2023-08-01 |
| EP4214818A1 (en) | 2023-07-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TW202228360A (zh) | 電力傳送系統及方法 | |
| US11043466B2 (en) | Radio frequency modules | |
| KR20220045102A (ko) | 전력 전송 시스템 및 방법들 | |
| WO2022142824A1 (zh) | 天线系统及电子设备 | |
| US9478870B2 (en) | Antenna with proximity sensor function | |
| EP3036820B1 (en) | Systems and methods for bi-state impedance conversion in wireless power transfer | |
| KR101985820B1 (ko) | 무선 전력을 송수신하는 장치 및 방법 | |
| US9508488B2 (en) | Resonant apparatus for wireless power transfer | |
| WO2017044211A1 (en) | Wireless power transmitting unit using metal plates | |
| CN102656771B (zh) | 无线电力传输设备 | |
| WO2018119445A1 (en) | Wireless energy harvesting | |
| US20220368159A1 (en) | Power transfer system and methods | |
| US20240128998A1 (en) | Power transfer system and methods | |
| TW202416627A (zh) | 電力傳送系統及方法 | |
| US20240162754A1 (en) | Photovoltaic power transfer system and methods | |
| WO2023175399A2 (en) | Power transfer system and methods | |
| US11444390B2 (en) | Near-field communication and ultra high frequency device | |
| KR20170086978A (ko) | 무선전력 수신장치 및 제조 방법 | |
| KR20160148239A (ko) | 무선 전력 수신 장치 및 무선 전력 전송 시스템 | |
| Teru | Efficient rectenna circuits for microwave Wireless power transmission | |
| KR20170085689A (ko) | 무선 전력 수신 장치 | |
| KR20160116128A (ko) | 무선전력 전송소자의 다중공진 임피던스 정합 기술 |