无线功率传输的功率密度控制制造技术

信号生成器生成发送至放大器的电气信号，从而使用来自电源的功率增大该信号的功率。将放大后的信号馈送至发送器换能器，以生成可以聚焦并发送至接收器的超声波。接收器换能器将这些超声波转换回成电能，并且将该电能储存在诸如电池等的储能装置中、或者使用该电能来对装置进行供电。这样，可以在不必连至电气插座的情况下远程地对装置进行充电或供电。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】无线功率传输的功率密度控制相关申请的交叉引用本申请要求作为2015年3月2日提交的美国专利申请14/635,861的部分延续申请的优先权，其中该美国专利申请14/635,861要求2012年5月22日提交的美国专利申请13/477,551的优先权，其中该美国专利申请13/477,551要求2011年5月27日提交的美国临时专利申请61/490,988的优先权，所有这些申请的全部内容通过引用包含于此。本申请还涉及以下专利申请：标题为“SenderCommunicationsforWirelessPowerTransfer”的美国专利申请13/477,452；标题为“ReceiverCommunicationsforWirelessPowerTransfer”的美国专利申请13/477,551；标题为“SenderTransducerforWirelessPowerTransfer”的美国专利申请13/477,555；标题为“ReceiverTransducerforWirelessPowerTransfer”的美国专利申请13/477,557；标题为“SenderControllerforWirelessPowerTransfer”的美国专利申请13/477,565；以及标题为“ReceiverControllerforWirelessPowerTransfer”的美国专利申请13/477,574；所有这些专利申请均于2012年5月22日提交，并且每一个专利申请的全部内容均包含于此。
技术介绍
可以使用配线来将需要能量进行工作的装置插入电源。这样可能会限制装置的移动并将该装置的操作局限于从电源起的特定最大距离内。甚至大部分电池供电装置也必须周期性地使用绳来连至电源，这样可能不方便并且存在限制性。
技术实现思路
根据所公开的主题的实施例，系统包括至少一个第一换能器，其中该第一换能器被配置为将电能转换成采用超声波形式的超声波能量。第一换能器与第一控制器进行通信，并且第一控制器与第一通信装置进行通信。在所公开的主题的另一实施例中，系统包括至少一个第二换能器，其中该第二换能器被配置为将采用超声波形式的超声波能量转换成电能。第二换能器与第二控制器进行通信，并且第二控制器与第二通信装置进行通信。通过考虑以下的具体实施方式部分、附图和权利要求书，可以陈述所公开的主题的附加特征、优点和实施例并且这些附加特征、优点和实施例可以是显而易见的。此外，应当理解，前述的
技术实现思路
部分和以下的具体实施方式部分这两者都是示例性的，并且意图在没有限制权利要求书的范围的情况下提供进一步的解释。附图说明为了提供所公开的主题的进一步理解所包括的附图并入并且构成本说明书的一部分。这些附图还示出所公开的主题的实施例，并且连同具体实施方式部分一起用来说明所公开的主题的实施例的原理。关于所公开的主题的基本理解以及可以实践的各种方式，没有试图以比所需更详细的方式示出结构详情。图1示出根据本专利技术实施例的系统。图2示出根据本专利技术实施例的系统。图3示出根据本专利技术实施例的系统。具体实施方式所公开的主题的实施例可以将电能转换成声能，其中该声能可被传送至将该声能转换回至电能的装置。转换得到的电能可用于对该装置进行供电并且对该装置的诸如电池、电容器等的一个或多个储能组件进行充电。这样就不需要使用绳恒定地或周期性地连至电源。实施例可以在存在任何适当持续时间的停留时间的情况下，轮流地或按任何适当序列一起向多个装置传输能量。图1示出根据所公开的主题的系统。发送器101可以接收来自电源102(诸如电气插座或电池等)的电能作为输入。信号生成器103可以生成可以由放大器104进行放大的信号。这可以在控制器105的控制下进行。放大后的信号可被发送至发送器换能器106，并且可以经由诸如空气等的介质来发射采用超声波107的形式的超声波能量。接收器108可以包括接收器换能器109，其中该接收器换能器109接收采用超声波的形式的超声波能量并且将该超声波能量转换成电能，其中该电能可用于对储能装置110或功率处理器111进行充电。储能装置110的示例可以包括电池、电容器、感应电路等。装置105的示例可以包括智能电话(诸如Android移动装置、iPhone、具有Microsoft操作系统的移动装置等)、便携式计算机(诸如Apple笔记本电脑、具有Microsoft操作系统的笔记本电脑等)和电子内容阅读器(诸如AmazonKindle、AppleiPad等)等。控制器111可以控制接收器换能器109和/或储能装置110。控制器105可以连接至天线112并且控制器111可以连接至天线113。如以下所述，发送器控制器105和接收器控制器111可以经由天线112和113进行通信。发送器换能器106可以包括可以产生超声波能量的聚焦束的呈阵列排列的多个换能器。发送器换能器106可以包括至少一个电容式微加工超声波换能器(CMUT)、电容式超声波换能器(CUT)、静电换能器或者适合将电能转换成声能的任何其它换能器。为了经由相控阵生成聚焦的超声波能量，发送器换能器106可以包括定时延迟换能器或参量阵换能器、或者碗状换能器阵列。发送器101例如可以在约20kHz～约120kHz内进行工作，以经由空气来发射例如高达约155dB的超声波能量。为了经由其它介质进行超声波发射，发送器101例如可以以大于或等于1MHz的频率进行工作。发送器换能器106可以具有与约3dB的损耗相对应的高机电转换(例如，效率约为40％)。发送器控制器105可以基于发送器换能器106(或者通常为发送器101)相对于接收器换能器109的接近度来使发送器换能器106发出超声波。接收器换能器109可以将从发送器换能器106接收到的超声波能量转换成电能。如这里所使用的，接近度可以是发送器换能器106等和接收器换能器109等之间的实际或有效距离。有效距离可以基于发送器换能器106和接收器换能器109之间的基于以下各种因素的能量传输的效率，其中这些因素可以包括但不限于：这两者的相对位置；发送器和接收器之间的传导介质(例如，空气、组织等)的特性；发送器和接收器的相对取向；发送器和接收器之间可能存在的障碍物；发送器和接收器之间的相对移动；等等。在一些情况下，尽管第一发送器/接收器对与第二发送器/接收器对相比分开了更大的绝对距离，但第一对与第二对相比可以具有更高的接近度。发送器控制器105可以使超声波能量的束指向接收器换能器109。此外，发送器控制器105可以使发送器换能器105发出具有至少一个频率和至少一个振幅的超声波。发送器控制器105可以使发送器换能器106基于发送器换能器106相对于接收器换能器109的接近度和/或位置来改变超声波中的至少一部分超声波的频率、相位和/或振幅。另外，发送器控制器105可以使发送器换能器105基于发送器换能器所发出的超声波能量的频率或者基于与如由接收器控制器111所确定的超声波能量的接收有关的信息来改变超声波中的至少一部分超声波的相位和/或振幅。发送器控制器105和接收器控制器111可以经由天线112和113进行通信。这样，接收器控制器可以通过向发送器控制器105发送命令来本质上控制发送器换能器106所生成的能量的特性和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种系统，包括：发送器，其包括：第一信号生成器；第一放大器，其连接至所述第一信号生成器，所述第一放大器被配置为从电源接收功率并生成电气传输信号，其中使用所述电气传输信号来生成超声波；发送器换能器，其连接至所述第一放大器，所述发送器换能器被配置为基于从所述放大器所接收到的电气传输信号来生成超声波；发送器控制器，其连接至所述第一信号生成器、所述第一放大器和所述发送器换能器至少之一，所述发送器控制器被配置为基于从接收器接收到的控制信号来调整所述发送器换能器所生成的超声波在所述接收器处的功率密度；以及发送器通信装置，其被配置为与接收器通信装置进行通信，并且从所述接收器接收所述控制信号；以及所述接收器，其包括：接收器换能器，其被配置为接收所述发送器换能器所生成的超声波，基于所接收到的超声波来生成接收器电气信号，并且连接至接收器电气储存装置，其中所述接收器电气储存装置被配置为储存基于所述接收器换能器所生成的接收器电气信号的电能；接收器通信装置，其被配置为向所述发送器通信装置发送输入，其中所述输入包括包含表示所述接收器换能器的至少一部分与所述发送器换能器之间被遮挡的指示的控制信号；以及接收器控制器，其连接至所述接收器换能器和所述接收器电气储存装置至少之一。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.07.22 US 14/805,5601.一种系统，包括：发送器，其包括：第一信号生成器；第一放大器，其连接至所述第一信号生成器，所述第一放大器被配置为从电源接收功率并生成电气传输信号，其中使用所述电气传输信号来生成超声波；发送器换能器，其连接至所述第一放大器，所述发送器换能器被配置为基于从所述放大器所接收到的电气传输信号来生成超声波；发送器控制器，其连接至所述第一信号生成器、所述第一放大器和所述发送器换能器至少之一，所述发送器控制器被配置为基于从接收器接收到的控制信号来调整所述发送器换能器所生成的超声波在所述接收器处的功率密度；以及发送器通信装置，其被配置为与接收器通信装置进行通信，并且从所述接收器接收所述控制信号；以及所述接收器，其包括：接收器换能器，其被配置为接收所述发送器换能器所生成的超声波，基于所接收到的超声波来生成接收器电气信号，并且连接至接收器电气储存装置，其中所述接收器电气储存装置被配置为储存基于所述接收器换能器所生成的接收器电气信号的电能；接收器通信装置，其被配置为向所述发送器通信装置发送输入，其中所述输入包括包含表示所述接收器换能器的至少一部分与所述发送器换能器之间被遮挡的指示的控制信号；以及接收器控制器，其连接至所述接收器换能器和所述接收器电气储存装置至少之一。2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述接收器还包括：接收器电气储存装置，其被配置为储存基于所述接收器换能器所生成的接收器电气信号的电能。3.一种系统，包括：信号生成器；放大器，其连接至所述信号生成器，所述放大器被配置为从电源接收功率并生成电气传输信号，其中使用所述电气传输信号来生成超声波；发送器换能器，其连接至所述放大器，所述发送器换能器被配置为基于从所述放大器接收到的电气传输信号来生成超声波；发送器控制器，其连接至所述信号生成器、所述放大器和所述发送器换能器至少之一，所述发送器控制器被配置为基于从接收器接收到的控制信号来调整所述发送器换能器所生成的超声波在所述接收器处的功率密度；以及发送器通信装置，其被配置为与所述接收器进行通信，并且接收包括表示所述接收器换能器的至少一部分与所述发送器换能器之间被遮挡的指示的控制信号。4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述发送器控制器还被配置为基于所述控制信号来调整来自所述发送器换能器的超声波的聚焦程度。5.根据权利要求4所述的系统，其中，所述发送器控制器还被配置为调整来自所述发送器换能器的超声波的聚焦程度，以使超声波聚焦到所述接收器换能器的与所述发送器换能器之间未被遮挡的部分。6.根据权利要求3所述的系统，其中，所述发送器控制器还被配置为增大超声波的功率密度。7.根据权利要求3所述的系统，其中，所述发送器控制器还被配置为基于所述控制信号来调整转向参数的值。8.根据权利要求7所述的系统，其中，所述发送器控制器还被配置为...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·佩里，P·雷诺兹，S·塔夫勒，A·乔伊斯，
申请(专利权)人：UBEAM有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US