[发明专利]用于大间隙无线电力传输系统的高效谐振器线圈

权利要求书

1.一种用于大间隙谐振感应无线电力传输(WPT)系统的谐振器线圈，包括：

介电基板；

导电走线，被图案化以限定线圈拓扑，所述线圈拓扑包括提供指定电感L的多个n匝，和

电容器布置，包括：在所述线圈的第一馈电线和第二馈电线中的第一串联调谐电容器C2a和第二串联调谐电容器C2b；在所述线圈的中点处的串联匹配电容器C1；以及在馈电线两端连接在串联调谐电容器C2a和C2b以及线圈的匝之间的并联电容器C3。

2.根据权利要求1所述的谐振器线圈，其中：

选择电容器C1、C2a、C2b和C3的值，以提供指定的谐振频率和输入阻抗。

3.根据权利要求1或2所述的谐振器线圈，其中，所述谐振器线圈是发射器线圈，并且选择电容器C1、C2a以及C2b和C3的值以优化：WPT系统的功率放大器的效率；以及WPT系统的发射器线圈和接收器线圈的线圈到线圈效率，以及端到端系统效率。

4.根据权利要求1或2所述的谐振器线圈，其中，所述谐振器线圈是发射器线圈，并且选择电容器C1、C2a以及C2b和C3的值以使PA以最小所需效率或高于最小所需效率的效率工作，或者最大化PA的效率。

5.根据权利要求1或2所述的谐振器线圈，其中，所述谐振器线圈是发射器线圈，并且选择电容器C1、C2a以及C2b和C3的值以减小或优化输入反射系数S11。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的谐振器线圈，其中，所述谐振器线圈具有仅具有C2a和C2b的第一输入阻抗Z_TX1以及具有C1、C2a和C2b和C3的第二输入阻抗Z_TX2，其中，Z_TX2Z_TX1以减小或最小化输入反射系数S11。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的谐振器线圈，其中，所述谐振器线圈具有仅具有C2a和C2b的第一输入阻抗Z_TX1以及具有C1、C2a和C2b和C3的第二输入阻抗Z_TX2，其中，Z_TX2Z_TX1以获得WPT系统功率放大器的最佳操作效率点。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的谐振器线圈，其中，所述电感L由所述线圈的具有电感L1的第一部分和具有电感L2的第二部分提供，其中L1+L2＝L，并且C1位于所述线圈的第一部分和第二部分之间。

9.根据权利要求8所述的谐振器线圈，其中，L1＝L2。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的谐振器线圈，其中，所述线圈具有线圈区域A，并且每匝具有包括导电走线长度、宽度和匝间距的匝尺寸；

所述匝尺寸被配置为提供在距所述线圈的平面间隔距离D_gap的充电平面的目标区域上的竖直磁场分布的方差，所述方差小于参考方差；

其中，参考方差被限定为在距对应线圈区域A的参考线圈的平面间隔D_gap的充电平面的目标区域上的竖直磁场分布的方差，该参考线圈具有包括走线宽度和匝间距均匀的n匝的参考线圈拓扑。

11.一种用于大间隙谐振感应无线电力传输(WPT)系统的谐振器线圈拓扑，包括：

线圈区域A的线圈，包括多个n匝，每匝具有包括导电走线长度、宽度和匝间距的匝尺寸；

所述匝尺寸被配置为提供在距所述线圈的平面间隔距离Dgap的充电平面的目标区域上的竖直磁场分布的方差，所述方差小于参考方差；

其中，参考方差被限定为在距对应线圈区域A的参考线圈的平面间隔Dgap的充电平面的目标区域上的竖直磁场分布的方差，该参考线圈具有包括走线宽度和匝间距均匀的n匝的参考线圈拓扑；和

至少一匝的匝尺寸与参考线圈的匝尺寸不同。