无线能量传输建模工具制造技术

一种方法包括定义和存储形成系统的源谐振器和设备谐振器的一个或多个属性，定义和存储源谐振器与设备谐振器之间的交互，对系统的电磁性能进行建模以获得一个或多个建模值，并利用所获得的一个或多个建模值来设计阻抗匹配网络。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】一种方法包括定义和存储形成系统的源谐振器和设备谐振器的一个或多个属性，定义和存储源谐振器与设备谐振器之间的交互，对系统的电磁性能进行建模以获得一个或多个建模值，并利用所获得的一个或多个建模值来设计阻抗匹配网络。【专利说明】无线能量传输建模工具相关申请的交叉引用本申请要求享有于2011年11月4日提交的美国临时专利申请61/555，941的权.、Mo以引用的方式将上述申请中的每个申请整体合并到本申请中。
本申请涉及无线能量传输，用于完成该传输的方法、系统和装置、以及应用。
技术介绍
使用有线连接，在区域上针对可能经常被重新放置的一个或多个移动设备进行能量分配是不可行的。移动和改变设备造成了线缆缠绕的可能性、绊倒危险等等。当设备可能存在的区域或范围与该设备的尺寸相比较大时，在更大区域上的无线能量传输可能比较困难。在源和设备无线能量捕获模块中的较大的不匹配可能在传递足够能量以使设备以足够高的效率来实施这些实现方案的方面提出了挑战，或者可能难以部署。因此需要用于当可以传递足够功率以便实际对很多家用和商业设备供电时进行无线的但容易部署并可配置的能量分配的方法和设计。
技术实现思路
谐振器和谐振器组合可以被放置为在封装应用中的较大区域上分配无线能量。该无线能量传输谐振器和可以使用的组件已经在例如共同拥有的于2010年9月23日公布的美国专利公布号 N0.2010/0237709 并且标题为 “RESONATOR ARRAYS FOR WIRELESS ENERGYTRANSFER”的美国专利申请N0.12/789，611、以及于2010年7月22日公布的美国专利公布号 N0.2010/0181843 并且标题为 “WIRELESS ENERGY TRANSFER FOR REFRIGERATORAPPLICATION”的美国专利申请N0.12/722,050中进行了描述，将这些美国专利申请的内容整体合并入本文，如同在本申请中完整给出它们的全部内容一样。依照一个示例性但非限制性的实施例，一种方法包括:对形成系统的源谐振器和设备谐振器的一个或多个属性进行定义并存储，对源谐振器与设备谐振器之间的交互进行定义并存储，对系统的电磁性能进行建模以获得一个或多个建模值，并利用所获得的一个或多个建模值来设计阻抗匹配网络。依照另一个示例性而非限制性的实施例，非临时性计算机可读介质包含指令集，所述指令集使计算机执行以下操作:实现对形成系统的源谐振器和设备谐振器的一个或多个属性进行定义，实现对源谐振器与设备谐振器之间的交互进行定义，对系统的电磁性能进行建模以获得一个或多个建模值，并利用所获得的一个或多个建模值来设计阻抗匹配网络。除非特别指明，否则本申请可互换地使用术语无线能量传输、无线功率转移、无线功率传输等。本领域技术人员应该理解可以由本申请中描述的各种无线系统设计和功能来支持各种系统架构。本申请引用某些单独电路组件和元件，比如电容器、电感器、电阻、二极管、变压器、开关等；这些元件的组合，比如网络、拓扑、电路等；以及具有固有特性的物体，比如具有分配(或者部分地分配的，与单独集中相反)在整个物体上的电容或电感的“自谐振”物体。本领域技术人员应该理解的是，对电路或网络中的可变组件进行调整和控制可以调整该电路或网络的性能，并且那些调整一般可以被描述为调谐、调整、匹配、纠正等。可以单独使用用于调谐或调整该无线功率传输系统的工作点的其它方法，或者额外调整可调谐组件，比如电感器和电容器、或电感器和电容器的库。本领域的技术人员应该认识到，可以通过各种其它方式来实现本申请中讨论的特定拓扑结构。除非特别定义，本申请中所使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同的含义。在与出版物、专利申请、专利和本申请中以引用方式提到或并入的其它参考文献冲突的情况下，本说明书(包括定义)将会控制。上面描述的任何特征都可以在不脱离本申请的范围的前提下单独或组合使用。根据下面的详细描述和附图，本申请中公开的系统和方法的其它特征、目的和优点将变得清λ.Μ/E.ο【专利附图】【附图说明】图1是无线能量传输配置的系统框图。图2A至图2E是简单谐振器结构的示例性结构和示意图。图3是具有单端放大器的无线源的框图。图4是具有差分放大器的无线源的框图。图5A和图5B是感应电路的框图。图6A、图6B和图6C是无线源的框图。图7是示出了关于放大器的参数的占空比的效果的曲线。图8是具有交换放大器的无线电源的简化电路图。图9示出了无线电源的参数的变化效果的曲线。图10示出了无线电源的参数的变化效果的曲线。图11A、图11B、图1lC和图1lC示出了无线电源的参数的变化效果的曲线。图12示出了无线电源的参数的变化效果的曲线。图13是包括具有交换放大器的无线电源和无线功率设备的无线能量传输系统的简化电路图。图14示出了无线电源的参数的变化效果的曲线。图15是示出了由于磁性材料的片(tile)之间的不规则间隔而引起的可能的不均匀磁场分布的谐振器的图。图16是布置有在磁性材料的块中的片的谐振器，所述布置可以减少磁性材料块中的热点。图17A是具有包括较小个体片的磁性材料块的谐振器，而图17B和图17C是额外的具有用于热管理的导热材料条的谐振器。图18是多源系统中的通信和能量传输的图。图19A和图19B是示出了用于能量验证的方法的图。图20是具有多个集成谐振器的太阳能PV板的图。图21是具有通过电缆连接的外部谐振器的太阳能PV板的图。图22是具有无线功率传输的太阳能PV板的车辆的图。图23是能够为伞下的设备供电的、具有无线功率谐振器的太阳能PV板的太阳伞的图。图24是使用无线功率传输的屋顶太阳能PV板的实施例的图。图25是具有独立谐振器的屋顶太阳能PV板系统的图。图26是在板之间具有无线功率传输的屋顶太阳能PV板系统的图。图27是具有连接条的屋顶太阳能PV板系统的图，所述连接条从多个太阳能PV板向一个谐振器无线地传输功率。图28A示出了一系列PV板的电路模型，而图28B示出了典型的PV板操作特性。图29示出了阵列电压与阵列电流的关系图。图30示出了 PV板电阻和电流特性。图31A至图31C示出了适用于PV板的无线能量传输系统的框图。图32是示出了组合在一起的板的多个输出的图。图33是具有PV板的无线能量传输系统的图。图34是具有PV板的无线能量传输系统的放大器的图。图35A和图35B示出了在放大器的工作期间的电压和电流图。图36示出了无线源的阻抗的特性。图37A和图37B示出了无线源的阻抗的特性。图38示出了具有PV电池的无线能量传输源。图39示出了对与PV板一起使用的源进行调谐的过程。图40示出了具有PV板的无线能量传输系统的图。图40示出了具有PV板的无线能量传输系统的图。图41示出了具有PV板的无线能量传输系统的图。图42是所启用的采用无线能量传输的封装的图。图43是所启用的采用无线能量传输的封装的图。图44是所启用的采用无线能量传输的一堆封装的图。图45是所启用的具有解调谐块的无线能量传输的封装的图。图46是所启用的采用无线能量传输的封装的图。图47是根据示例性和非限制性实施例的方法的流程图。图48是根据一个示例性且非限制性实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，包括：a)对形成系统的源谐振器和设备谐振器的一个或多个属性进行定义并存储；b)对所述源谐振器与所述设备谐振器之间的交互进行定义并存储；c)对所述系统的所述电磁性能进行建模，以获得一个或多个建模值；以及d)利用所获得的一个或多个建模值来设计阻抗匹配网络。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·韦尔盖塞，V·埃费，M·P·凯斯勒，A·B·库尔斯，A·卡拉里斯，A·P·麦考利，M·E·R·伊哈鲁维亚，
申请(专利权)人：WiTricity公司，
类型：发明
国别省市：美国;US