无线功率分配系统技术方案

一种用于向空间进行功率转移的系统，包括一个或多个发射器以及能够接收所发射的功率的若干个便携式接收器。接收器能够基于它们的电池的充电状态将有关它们的功率需求的数据发送回发射器。存在传输协议，每一发射器能够借以检测其视场内的合法接收器，并且向任何此类接收器发送第一量的能量，所述接收器可以向发射器报告接收到了该能量连同有关其功率需求的数据。发射器可以基于接收自报告接收器的数据拒绝向一些接收器的功率传输。可以在传输可用量的功率之前使用所发送的第一量的能量为睡眠中的接收器加电，如果协议允许的话。所述传输协议的其他方面涉及可得功率在各请求接收器之间的划分。接收器之间的划分。接收器之间的划分。

【技术实现步骤摘要】
无线功率分配系统
[0001]本申请是申请日为2016年8月24日、申请号为201680060250.1、专利技术名称为“无线功率分配系统”的中国专利技术专利申请的分案申请。


[0002]本专利技术涉及无线功率传送领域，其尤其适合在基于激光的传输系统当中使用，从而在家用环境下将光功率传送至移动电子设备。

技术介绍

[0003]人们长久以来就觉察到了在无需实体线路连接的情况下将功率传输至远程位置的需求。随着借助于需要周期性地再充电的电池工作的便携式电子设备的普及，这种需求在过去的几十年间变得具有重要性。这样的移动应用包括移动电话、膝上型电脑、汽车、玩具、可佩戴设备和助听器。当前，现有技术电池的容量以及受到密集使用的智能电话的典型电池消耗可能使得每天必须不止一次地对电池充电，因而对远程无线电池再充电的需求变得很重要。
[0004]电池技术具有悠久的历史，并且仍在发展当中。1748年，本杰明
·
富兰克林描述了首个由莱顿瓶构成的电池，其为首个电源，与机关炮的炮击类似(因此电池得名于“炮击”一词)。1800年，Volta专利技术了铜锌蓄电池，其明显地更具有便携性。首个可再充电电池，即铅酸电池是Gaston Plant
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在1859年专利技术的。自此以后，可再充电电池的能量密度提高了8倍，而且仍在不断提高。与本申请具有共同专利技术人并且通过引用全文并入本文的美国专利No.9312701中的图1通过重量和体积这两种参数示出了从最初的铅酸化学作用到当今的基于锂的化学作用以及锌/>‑
空气化学作用的各种可再充电电池化学作用的能量密度。与此同时，便携式电子设备/电设备所消耗的功率已经达到了可能每天必须进行几次满充电池充电的点。
[0005]几乎是在电池专利技术之后的一个世纪，即在1870年和1910年之间的时期内，Tesla尝试使用电磁波跨越距离进行功率传输。此后，人们做出了很多尝试，以图将功率安全地传输至远程位置，可以方便地将远程位置其表征为跨越明显大于发射或接收设备的尺寸的距离。从在20世纪80年代实施SHARP(固定高海拔中继平台)项目的NASA到在2007年对Tesla式系统进行实验的Marin Soljacic都被囊括在这一范围当中。
[0006]然而，到目前为止，只有三种市面可得的技术允许在无需导线的情况下将功率安全地转移至移动设备，即：
[0007]1.磁感应，其通常在距离上仅限于几毫米。
[0008]2.光伏电池，其在受到太阳光或者正常的安全照明场所内的可用水平的人造光照射时不能为具有适用于移动电话的尺寸的电池产生超过0.1瓦的功能。
[0009]3.能量采集技术，其将RF波转换为可用能量，但是不能在任何当前可行的情况下以超过0.01W的功率工作，因为RF信号传输受到健康安全和FCC条例方面的限制。
[0010]与此同时，便携式电子设备的典型电池具有处于1瓦
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小时和100瓦
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小时之间的
容量，并且通常需要每天充电。因此，需要在长得多的距离上进行程度高得多的功率转移。
[0011]人们已经做出了几种使用校准或者基本校准的电磁波在居住环境下转移功率的尝试。但是，对这样的产品进行大规模销售的商业可得性在当前存在限制，这主要是由于下面的段落中概括的问题。
[0012]有碍于采取这样的无线功率解决方案的问题之一是不能支持多个客户端。这样的无线功率解决方案通常只覆盖发射器周围的某一体积(又称被称为视场或FOV)，只有在该体积内才能对接收器充电。随着这样的无线电源系统的范围的扩大，视场内的潜在客户数量也变得更大，因而可能有不同类型的客户端。在能够通过单个发射器对多个客户端供电的环境中，必须对功率传输进行优化，以确保最高性能，提高效率以及避免向客户端供应太多或者太少的电力。此外，还要从这样的功率传输当中实现经济利润的目标。
[0013]现有技术通常忽略这一问题或者只对这一问题提供有限的解决方案，这样的解决方案未囊括该问题的全部范围，因而不适于支持具有不同的以及变化的需求的不同类型客户端的商业系统。
[0014]现有技术的另一问题可能出现在多个发射器的视场在空间内重叠的环境内。如果接收器被置于这样的重叠视场内，那么其可能接收来自不止一个发射器的功率，从而有可能向其提供超出其处理能力的功率。
[0015]现有技术也没有提供检验接收器的合法性的方法。不合法的接收器可能未被配置为能够安全地操纵提供给其的光或电功率，因而可能带来安全危害。需要一种方法来检验发射器对其进行传输的接收器的合法性和安全性。
[0016]很多现有技术接收器也不允许零能量切断模式，这一缺陷可能在不存在发射器时给电池造成不必要的漏电。出现这一问题的原因在于在这样的现有技术系统当中，接收器可能必须周期性地询问访问的发射器的存在，如果附近没有可用的接收器，那么这种持续的周期性询问就意味着持续地从接收器消耗电力。
[0017]可以在与本申请具有共同的专利技术人并且专利技术名称为“Wireless Laser Power Transmitter”的US 8525097中发现这种情况的例子，其中，接收器必须通过加热对某一元件生成热透镜，从而开始充电。可以在美国专利No.8159364、No.8446248、No.8410953中以及US 2013/0207604中发现其他例子，其中，在所有的这些相关参考文献中，用于在接收器和发射器之间建立链路的算法都开始于状态“用于系统100a的控制逻辑310的示范性算法可以如下：(1)功率接收器330可以使用通信信道110向附近的任何发射器330宣布其存在”。
[0018]因此，存在着经由几米或更大的距离安全地向一般配备有可再充电电池的便携式电子设备转移电力的未满足需求。所述系统还应当能够启用确切的零能量关闭模式以免使电池耗电，同时仍然保持检测合法接收器的能力。
[0019]在此通过引用将在本说明书的这一部分以及其他部分当中提及的公开文献中的每者的公开内容全文并入本文。

技术实现思路

[0020]本公开中描述的系统的一个示范性实施例包括至少一个发射器和至少一个接收器，所述至少一个发射器能够向接收器的子集进行功率传输并且能够按照扫描特征检测接收器，在所述至少一个发射器和所述至少一个接收器相互处于彼此的视场内时，所述至少
一个接收器能够接收功率并且/或者能够使用低于发射器供应的第一最低水平的能量的能量传输最小标识(ID)传输。“发射器供应的第一最低水平的能量”应当被理解为是指接收器的电池不会像现有技术系统当中那样在接收器搜索可能不存在的发射器时遭受恒定的电量损失，因为其总是将从要求其发送其ID的发射器那里接收到比其传输其ID时所耗能量多的能量，而且在接收到所述第一最低水平的能量之前不必消耗任何能量。这一初始能量开销通常可以提供能量预算，以唤醒接收器，检测已经接收到了实际触发机制，进行快速系统分析，以及发送初始消息。
[0021]最小ID传输将包括两个部分，一部本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于将功率传输到远程体积中的系统，所述系统包括：至少一个发射器，其具有视场并且能够接收从所述视场传输到所述至少一个发射器的数据；以及至少一个接收器，其能够接收来自所述至少一个发射器的能量并且将数据传输回到所述至少一个发射器；其中，所述至少一个发射器被配置为检测其视场内的接收器，并且将第一量的能量安全地传输到所述接收器的至少其中之一；并且所述至少一个接收器被配置为从所述至少一个发射器接收所述第一量的能量并且以向所述至少一个发射器的数据传输作为响应；并且所述至少一个发射器被配置为基于从所述至少一个接收器接收到的所述数据来拒绝对所述接收器中的一些接收器进行功率传输；其中，至少一个接收器具有能够由所述发射器检测的识别模式，以便使所述接收器具有作为潜在合法接收器的资格。2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述识别模式是光学的。3.根据权利要求1或2所述的系统，其中，所述识别模式由来自至少一个接收器的回反射产生。4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：R，
申请(专利权)人：WI电荷有限公司，
类型：发明
国别省市：