[发明专利]无线电力发射中的自适应阻抗调谐

说明书

本申请为发明名称为“无线电力发射中的自适应阻抗调谐”的原中国发明专利申请的分案申请。原申请的中国申请号为201080016833.7；原申请的申请日为2010年3月22号，其国际申请号为PCT/US2010/028189。

根据35U.S.C.§119主张优先权

本申请案根据35U.S.C.§119(e)主张以下各申请案的优先权：

2009年3月20日申请的标题为“无线电力阻抗控制(WIRELESS POWER IMPEDANCE CONTROL)”的美国临时专利申请案61/162,157，和

2009年5月7日申请的标题为“基于DC的自适应调谐(DC-BASED ADAPTIVE TUNING)”的美国临时专利申请案61/176,468。

技术领域

本发明大体上涉及无线电力传递，且更具体来说，涉及与自适应地调谐接收器装置中的阻抗以改进无线电力传递有关的装置、系统和方法。

背景技术

通常，每一电池供电装置(例如，无线电子装置)需要其自身的充电器和电源，所述电源通常为交流电(AC)电源引出线。当许多装置需要充电时，此类有线配置变得使用不便。

正在开发在发射器与耦合到待充电的电子装置的接收器之间使用空中或无线电力发射的方法。一般将此些方法分为两个种类。一类是基于在发射天线与待充电的装置上的接收天线之间的平面波辐射(还称作远场辐射)的耦合，接收天线收集所辐射的电力且将其整流以用于对电池进行充电。天线一般具有谐振长度以便改进耦合效率。此方法遭遇以下事实：电力耦合随天线之间的距离而快速衰减。因此，在合理距离(例如，小于1到2米)上的充电变得困难。另外，由于发射系统辐射平面波，因此如果未经由滤波进行适当控制，则无意的辐射可干扰其它系统。

用于无线能量发射技术的其它方法是基于嵌入于(例如)“充电”垫或表面中的发射天线与嵌入于待充电的电子装置中的接收天线(加上整流电路)之间的感应耦合。此方法具有发射天线与接收天线之间的间距必须非常靠近(例如，千分之几米内)的缺点。虽然此方法确实具有同时对同一区域中的多个装置充电的能力，但此区域通常非常小且需要用户将装置准确地定位到特定区域中。

在无线电力传递系统中，归因于无线电力发射过程中发生的损耗，效率较为重要。由于无线电力发射通常比有线传递效率低，因此在无线电力传递环境中效率受到更多关注。

结果，当试图将电力提供到一个或一个以上无线充电装置时，需要适应发射天线与接收天线之间的耦合的改变以优化或以其它方式调整向耦合到接收天线的接收器装置递送的电力的方法和设备。

发明内容

在一个新颖方面中，提供一种无线电力接收器。所述接收器包含天线，其包含具有谐振电路阻抗的谐振电路，所述天线经配置以从无线电力发射器接收无线电力信号；整流器，其耦合到天线，所述整流器经配置以将所述无线电力信号转换成直流输入信号，所述直流输入信号具有电压信号和电流信号；直流-直流转换器，其具有直流阻抗，所述直流-直流转换器经配置以至少部分地基于所述直流输入信号而产生直流输出信号，且经配置以至少部分地基于控制信号而调整所述直流阻抗，所述谐振电路阻抗响应于所述直流-直流转换器的所述直流阻抗的调整；以及电路，其经配置以至少部分地基于所述直流输入信号的所述电压信号或所述电流信号中的一者而调整所述控制信号。

在另一新颖方面中，提供一种无线地接收功率的方法。所述方法包括在无线电力接收器处接收来自无线电力发射器的无线电力信号，所述无线电力接收器包括具有谐振电路阻抗的谐振电路；将所述无线电力信号整流成直流输入信号；将所述直流输入信号转换成直流输出信号；以及部分基于所述直流输入信号来调整所述直流输出信号的功率输出，以修改所述谐振电路阻抗并调整所述无线电力接收器的接收带宽。

在又一新颖方面中，提供一种无线电力接收器。所述接收器包含用于从无线电力发射器接收无线电力信号的装置，该接收装置具有谐振阻抗；用于将所述无线电力信号整流成直流输入信号的装置；用于将所述直流输入信号转换成直流输出信号的装置；以及用于修改所述接收装置的交流阻抗的装置，其包含用于至少部分地基于所述直流输入信号来调整所述用于至少部分地基于所述直流输入信号将所述直流输入信号转换成直流输出信号的装置的输入直流阻抗以修改所述谐振阻抗的装置。

附图说明

图1展示无线电力传递系统的简化方框图。

图2展示无线电力传递系统的简化示意图。