無線能量轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)換器制造技術(shù)

本文描述用于無線功率轉(zhuǎn)換器的改進(jìn)的配置，所述無線功率轉(zhuǎn)換器包括：至少一個(gè)接收磁諧振器，其配置成捕獲通過以第一多個(gè)參數(shù)為特征的第一振蕩磁場(chǎng)無線地接收的電能；以及至少一個(gè)轉(zhuǎn)移磁諧振器，其配置成產(chǎn)生以不同于所述第一多個(gè)參數(shù)的第二多個(gè)參數(shù)為特征的第二振蕩磁場(chǎng)，其中來自所述至少一個(gè)接收磁諧振器的所述電能用于激勵(lì)所述至少一個(gè)轉(zhuǎn)移磁諧振器以產(chǎn)生所述第二振蕩磁場(chǎng)。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】無線能量轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)換器相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用本申請(qǐng)要求下列申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)：2011年2月7日提交的美國專利申請(qǐng)No.13/021,965、2011年1月6日提交的美國專利申請(qǐng)No.12/986,018、2010年5月28日提交的美國專利申請(qǐng)No.12/789,611、2010年4月29日提交的美國專利申請(qǐng)No.12/770,137、2010年4月26日提交的美國申請(qǐng)?zhí)?2/767,633、2010年4月13日提交的美國申請(qǐng)?zhí)?2/759,047、2010年4月9日提交的美國申請(qǐng)?zhí)?2/757,716、2010年3月30日提交的美國申請(qǐng)?zhí)?2/749,571、2010年3月10日提交的美國申請(qǐng)?zhí)?2/721,118、2010年3月10日提交的美國專利申請(qǐng)No.12/720,866、以及2010年4月20日提交的美國專利申請(qǐng)No.61/326,051，其中每個(gè)申請(qǐng)通過引用被全部并入本文。背景領(lǐng)域：本公開涉及無線能量轉(zhuǎn)移、實(shí)現(xiàn)這樣的轉(zhuǎn)移的方法、系統(tǒng)和裝置、以及應(yīng)用。相關(guān)領(lǐng)域的描述使用如在例如在下列專利申請(qǐng)中詳述的各種技術(shù)可無線地轉(zhuǎn)移能量或功率：共同擁有的于2010年9月23日被公布為美國專利公布No.2010/0237709且標(biāo)題為“RESONATORARRAYSFORWIRELESSENERGYTRANSFER”的美國專利申請(qǐng)No.12/789,611以及于2010年7月22日被公布為美國專利公布No.2010/0181843且標(biāo)題為“WIRELESSENERGYTRANSFERFORREFRIGERATORAPPLICATION”的美國專利申請(qǐng)No.12/722,050，這兩個(gè)專利申請(qǐng)的內(nèi)容被全部并入，好像在本文充分闡述的一樣。現(xiàn)有技術(shù)能量轉(zhuǎn)移系統(tǒng)被各種因素限制，這些因素包括對(duì)用戶安全的憂慮、低能量轉(zhuǎn)移效率以及對(duì)能量供應(yīng)和散熱器部件的限制的物理接近度/對(duì)準(zhǔn)容差。概述除非另外指示，本公開可互換地使用術(shù)語“無線能量轉(zhuǎn)移”、“無線功率轉(zhuǎn)移”、“無線功率傳輸”等。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，各種系統(tǒng)架構(gòu)可由在本申請(qǐng)中描述的各種各樣的無線系統(tǒng)設(shè)計(jì)和功能支持。在本文所述的無線能量轉(zhuǎn)移系統(tǒng)中，可以在至少兩個(gè)諧振器之間無線地交換功率。諧振器可供應(yīng)、接收、保持、轉(zhuǎn)移和分配能量。無線功率的源可以稱為源或電源，而無線功率的接收機(jī)可以稱為設(shè)備、接收機(jī)和電力負(fù)載。諧振器可以是源、設(shè)備或同時(shí)兩者，或可以按被控制的方式從一種功能到另一功能變化。配置成保持或分配能量的沒有到電力供應(yīng)或電力消耗的有線連接的諧振器可以稱為中繼器。本專利技術(shù)的無線能量轉(zhuǎn)移系統(tǒng)的諧振器能夠在與諧振器本身的尺寸相比大的距離上轉(zhuǎn)移功率。也就是說，如果諧振器尺寸以可包圍諧振器結(jié)構(gòu)的最小球體的半徑為特征，則本專利技術(shù)的無線能量轉(zhuǎn)移系統(tǒng)可在比諧振器的特征尺寸大的距離上轉(zhuǎn)移功率。系統(tǒng)能夠在諧振器之間交換能量，其中諧振器具有不同的特征尺寸，且其中諧振器的電感元件具有不同的尺寸、不同的形狀，由不同的材料組成，等等。可將本專利技術(shù)的無線能量轉(zhuǎn)移系統(tǒng)描述為具有耦合區(qū)、激勵(lì)區(qū)域或容積，都通過描述能量可在彼此分開的諧振物體之間轉(zhuǎn)移，它們具有離彼此可變的距離，并可相對(duì)于彼此移動(dòng)。在一些實(shí)施方案中，能量可被轉(zhuǎn)移的區(qū)域或容積稱為有源場(chǎng)區(qū)域或容積。此外，無線能量轉(zhuǎn)移系統(tǒng)可包括多于兩個(gè)的諧振器，每個(gè)諧振器可耦合到電源、電力負(fù)載、兩者或都不耦合到兩者。無線地供應(yīng)的能量可用于給電氣或電子部件供電、給電池再充電或給能量儲(chǔ)存單元充電。多個(gè)設(shè)備可被同時(shí)充電或供電，或到多個(gè)設(shè)備的功率輸送可被連續(xù)化，使得一個(gè)或多個(gè)設(shè)備在一段時(shí)間內(nèi)接收功率，在這段時(shí)間之后，功率輸送可切換到其它設(shè)備。在各種實(shí)施方案中，多個(gè)設(shè)備可以同時(shí)地、或以時(shí)間復(fù)用的方式、或以頻率復(fù)用的方式、或以空間復(fù)用的方式、或以方位復(fù)用的方式、或以時(shí)間和頻率和空間和方位復(fù)用的任何組合與一個(gè)或多個(gè)其它設(shè)備共享來自一個(gè)或多個(gè)源的功率。多個(gè)設(shè)備可與彼此、與被配置成連續(xù)地、間歇地、周期性地、偶然地或暫時(shí)地作為無線電源操作的至少一個(gè)設(shè)備共享功率。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，存在給可適用于本文所述的技術(shù)和應(yīng)用的設(shè)備供電和/或充電的各種方式。在實(shí)施方案中，無線功率轉(zhuǎn)移系統(tǒng)可具有包括至少一個(gè)接收磁諧振器的無線功率轉(zhuǎn)換器，該接收磁諧振器配置成捕獲通過以第一多個(gè)參數(shù)為特征的第一振蕩磁場(chǎng)無線地接收的電能。轉(zhuǎn)換器也可具有配置成產(chǎn)生以不同于第一多個(gè)參數(shù)的第二多個(gè)參數(shù)為特征的第二振蕩磁場(chǎng)的至少一個(gè)轉(zhuǎn)移磁諧振器，其中來自至少一個(gè)接收磁諧振器的電能用于激勵(lì)至少一個(gè)轉(zhuǎn)移磁諧振器以產(chǎn)生第二振蕩磁場(chǎng)。在實(shí)施方案中，第一多個(gè)參數(shù)可包括與第二多個(gè)參數(shù)的第二頻率不同的第一頻率，且第一頻率可以大約是第二頻率的整數(shù)倍。在其它實(shí)施方案中，第一多個(gè)參數(shù)可包括與第二多個(gè)參數(shù)的第二幅值不同的第一幅值。第一多個(gè)參數(shù)還可包括與第二多個(gè)參數(shù)的第二頻率跳變序列不同的第一頻率跳變序列，同樣，第一多個(gè)參數(shù)可包括與第二多個(gè)參數(shù)的第二接通/斷開序列不同的第一接通/斷開序列。在其它實(shí)施方案中，無線功率轉(zhuǎn)移系統(tǒng)可包括配置成產(chǎn)生以第一多個(gè)參數(shù)為特征的第一振蕩磁場(chǎng)的源諧振器和配置成捕獲通過以不同于第一多個(gè)參數(shù)的第二多個(gè)參數(shù)為特征的第二振蕩磁場(chǎng)無線地接收的電能的設(shè)備諧振器。在系統(tǒng)中，包括轉(zhuǎn)換電路的無線功率轉(zhuǎn)換器可配置成和用于捕獲來自第二振蕩磁場(chǎng)的能量并激勵(lì)源諧振器以產(chǎn)生第一振蕩磁場(chǎng)。在實(shí)施方案中，第一多個(gè)參數(shù)可包括與第二多個(gè)參數(shù)的第二頻率不同的第一頻率，且第一頻率可以大約是第二頻率的整數(shù)倍。在其它實(shí)施方案中，第一多個(gè)參數(shù)可包括與第二多個(gè)參數(shù)的第二幅值不同的第一幅值。第一多個(gè)參數(shù)還可包括與第二多個(gè)參數(shù)的第二頻率跳變序列不同的第一頻率跳變序列，同樣，第一多個(gè)參數(shù)可包括與第二多個(gè)參數(shù)的第二接通/斷開序列不同的第一接通/斷開序列。在其它實(shí)施方案中，無線功率轉(zhuǎn)換器可用于通過提供可配置的磁振蕩器、調(diào)諧可配置的磁諧振器以捕獲以第一多個(gè)參數(shù)為特征的第一振蕩磁場(chǎng)、將振蕩磁場(chǎng)轉(zhuǎn)換成電能、將電能存儲(chǔ)為在能量儲(chǔ)存元件中所存儲(chǔ)的能量、調(diào)諧可配置的磁諧振器以產(chǎn)生以第二多個(gè)參數(shù)為特征的第二振蕩磁場(chǎng)、并使用所存儲(chǔ)的能量激勵(lì)可配置的磁諧振器以產(chǎn)生第二振蕩磁場(chǎng)來進(jìn)行轉(zhuǎn)換。在其它實(shí)施方案中，用于無線功率傳輸?shù)闹C振器可包括形成一個(gè)或多個(gè)回路并具有電感L的電感器、具有電容C和期望電參數(shù)、耦合到電感器的電容器的網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)具有第一類型的至少一個(gè)電容器，其具有電參數(shù)的第一溫度分布，且該網(wǎng)絡(luò)具有第二類型的至少一個(gè)電容器，其具有電參數(shù)的第二溫度分布。第一類型的電容器的第一溫度分布可與第二類型的電容器的第二溫度分布互補(bǔ)，使得存在由于溫度變化引起的比當(dāng)只有一種類型的電容器被使用時(shí)小的在網(wǎng)絡(luò)的電參數(shù)中的變化。在實(shí)施方案中，這些參數(shù)可被選擇成使得存在由于溫度變化引起的在電參數(shù)中的實(shí)質(zhì)上為零的變化。在實(shí)施方案中，電參數(shù)可以是電容、電阻、電感等。在實(shí)施方案中，用于無線功率傳輸?shù)闹C振器可包括形成一個(gè)或多個(gè)回路的電感器、對(duì)電參數(shù)有不同的溫度分布的兩種或更多種類型的電氣部件，電氣部件形成連接到所述電感器的網(wǎng)絡(luò)，其中電氣部件布置成使得部件的溫度分布是互補(bǔ)的，且存在由于溫度變化引起的比當(dāng)只有一種類型的電容器被使用時(shí)小的在網(wǎng)絡(luò)的電參數(shù)中的變化。在實(shí)施方案中，這些參數(shù)可被選擇成使得存在由于溫度變化引起的在電參數(shù)中的實(shí)質(zhì)上為零的本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】

【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】2010.03.10 US 12/720,866;2010.03.10 US 12/721,118;1.一種無線功率轉(zhuǎn)換器，其包括：包括磁性材料的第一芯組件的至少一個(gè)接收磁諧振器，并配置成通過由源諧振器生成的第一振蕩磁場(chǎng)無線地捕獲能量，所述源諧振器包括不同于所述第一芯組件的磁性材料的第二芯組件，其中第一磁場(chǎng)以第一多個(gè)參數(shù)為特征；以及包括不同于所述第一和所述第二芯組件的磁性材料的第三芯組件的至少一個(gè)轉(zhuǎn)移磁諧振器，并配置成產(chǎn)生以不同于所述第一多個(gè)參數(shù)的第二多個(gè)參數(shù)為特征的第二振蕩磁場(chǎng)，其中所述至少一個(gè)接收磁諧振器被配置成從所述第一振蕩磁場(chǎng)生成電能；且其中由所述至少一個(gè)接收磁諧振器生成的所述電能被用于激勵(lì)所述至少一個(gè)轉(zhuǎn)移磁諧振器以產(chǎn)生所述第二振蕩磁場(chǎng)。2.如權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)換器，其中所述第一多個(gè)參數(shù)包括與所述第二多個(gè)參數(shù)中的第二頻率不同的第一頻率。3.如權(quán)利要求2所述的轉(zhuǎn)換器，其中所述第一頻率是所述第二頻率的整數(shù)倍。4.如權(quán)利要求2所述的轉(zhuǎn)換器，其中所述第二頻率是所述第一頻率的整數(shù)倍。5.如權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)換器，其中所述第一多個(gè)參數(shù)包括與所述第二多個(gè)參數(shù)中的第二幅值不同的第一幅值。6.如權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)換器，其中所述第一多個(gè)參數(shù)包括與所述第二多個(gè)參數(shù)中的第二頻率跳變序列不同的第一頻率跳變序列。7.如權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)換器，其中所述第一多個(gè)參數(shù)包括與所述第二多個(gè)參數(shù)中的第二接通/斷開序列不同的第一接通/斷開序列。8.如權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)換器，其還包括配置成將所述至少一個(gè)接收磁諧振器捕獲的所述能量轉(zhuǎn)換成直流電信號(hào)的第一轉(zhuǎn)換器電路。9.如權(quán)利要求8所述的轉(zhuǎn)換器，其還包括配置成將來自所述第一轉(zhuǎn)換器電路的所述直流電信號(hào)轉(zhuǎn)換成交流電信號(hào)的第二轉(zhuǎn)換器電路，其中所述交流電信號(hào)用于激勵(lì)所述至少一個(gè)轉(zhuǎn)移磁諧振器。10.如權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)換器，其中所述至少一個(gè)接收磁諧振器和所述至少一個(gè)轉(zhuǎn)移磁諧振器中的至少一個(gè)具有品質(zhì)因數(shù)Q>100。11.如權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)換器，其中所述至少一個(gè)接收磁諧振器可配置成捕獲來自具有不同的參數(shù)的磁場(chǎng)的能量。12.如權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)換器，其中所述至少一個(gè)轉(zhuǎn)移磁諧振器可配置成產(chǎn)生具有不同的參數(shù)的磁場(chǎng)。13.如權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)換器，其中所述至少一...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：M·P·凱斯勒，A·B·科爾斯，A·J·卡姆潘尼拉，R·費(fèi)歐里羅，K·L·豪爾，A·卡拉里斯，K·庫里克沃斯基，D·A·沙茨，M·索爾扎西科，H·T·盧，S·J·格內(nèi)姆，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：無線電力公司，
類型：
國別省市：