[发明专利]可调谐无线电源架构

说明书

本文涉及可调谐无线电源架构，说明的是用于无线功率传递的改进的配置。调整无线能量传递系统的部件的参数，以控制传送到在设备的负载的功率。控制源放大器的功率输出，以在设备的整流器上保持基本上50％的占空比。

本申请是申请号为201280048893.6(PCT/US2012/049777)，申请日为 2012年8月6日，发明名称为“可调谐无线电源架构”的中国专利申请的 分案申请。

相关申请的交叉参考

本申请要求于2011年8月4日提交的美国临时专利申请61/515,324的 优先权。

技术领域

本公开内容涉及无线能量传递，用以完成这种传递的方法、系统和装 置，以及应用。

背景技术

可以使用各种公知的辐射或远场和非辐射或近场技术来无线地传递能 量或功率，例如在共同拥有的于2010年5月6日公布为US 2010/010909445 的题为“WirelessEnergy Transfer System”的美国专利申请12/613,686，于 2010年12月9日公布为2010/0308939的题为“Integrated Resonator-Shield Structure”的美国专利申请12/860,375，于2012年3月15日公布为 2012/0062345的题为“Low Resistance Electrical Conductor”的美国专利申 请13/222,915，题为“Multi-Resonator Wireless Energy Transfer forLighting” 的美国专利申请13/283,811中详细说明的，通过引用的方式合并了其内容。 现有技术的无线能量传递系统受到各种因素的限制，包括对用户安全性、 低能量传递效率和对能量供应(power supply)与接收器部件的限制性物理 邻近/对准容限的顾虑。

无线能量传递中一个具体的挑战是谐振器结构和电源的控制与调谐， 从而向负载传送受控的电源。在无线能量传递系统中，源和设备可以移动 或改变位置。随着系统元件的相对定位改变，无线能量传递的特性也改变。 在源与设备之间的耦合可以改变，例如减小了能量传递的效率。无线能量 传递特性中的变化可以改变传送给负载的功率，或者导致传送给在设备的 负载的功率的不想要的波动。需要用于具有可调谐部件的可调谐无线能量 传递系统的方法和设计，从而保持到设备的负载的有效且恒定的能量传送 而无论系统部件的定位、耦合、定向等的变化如何。

发明内容

在多个实施例中，多个系统和过程使用耦合的谐振器提供无线能量传 递。在某些实施例中，无线能量传递系统可以要求或得益于验证和认证无 线能量的源和接收器的能力。这些实施例的特征是普遍性的，并可以应用 于范围广泛的谐振器，而不管本文所述的具体实例如何。

在实施例中，磁谐振器可以包括电感器和电容器的某些组合。诸如电 容器、电感器、电阻器、开关等的另外的电路元件可以插入到磁谐振器与 电源之间、和/或磁谐振器与功率负载之间。在本公开内容中，包括谐振器 的高Q感应回路的导电线圈可以称为电感器和/或感性负载。当其无线耦合 (通过互感)到其他系统或外来对象时，感性负载还可以指代电感器。在 本公开内容中，除了感性负载以外的电路元件也可以称为是阻抗匹配网络或IMN的部件。应当理解，被称为是阻抗匹配网络的部件的所有、某些元 件可以是或者都不是磁谐振器的部件。哪些元件是谐振器的一部分，而哪 些与谐振器分离将取决于特定磁谐振器和无线能量传递系统设计。

除非另有指明，本公开内容可互换地使用术语无线能量传递、无线功 率传递、无线功率传输等。本领域技术人员应当理解，本申请中所述的范 围广泛的无线系统设计和功能可以支持各种系统架构。