一种用在磁感应无线功率传输系统中的装置包括被定位成邻近磁感应无线功率传输系统的有效线圈的至少一个升压线圈和电连接到升压线圈的电容器。电容器的电容被选择为使得在无线功率传输期间升压线圈中的电流近似等于有效线圈中的电流。该装置可以包括被定位成邻近磁感应无线功率传输系统的有效线圈的至少一个屏蔽线圈、电连接到屏蔽线圈的电容器、以及被定位成与有效线圈相对地邻近屏蔽线圈的导体。导体包围屏蔽线圈。导体包围屏蔽线圈。导体包围屏蔽线圈。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】无线功率传输发射器、无线地传输功率的系统和方法
[0001]本公开总体上涉及无线功率传输，并且具体地涉及用于在磁感应无线功率传输系统中使用的装置、无线功率传输系统和无线地传输功率的方法。
技术介绍
[0002]诸如无线充电器的无线功率传输系统正在成为实现下一代设备的越来越重要的技术。通过越来越多的制造商和公司投资于该技术，由该技术提供的潜在益处和优点是显而易见的。
[0003]各种无线功率传输系统是已知的。典型的无线功率传输系统包括电连接到无线功率发射器的电源和电连接到负载的无线功率接收器。
[0004]在磁感应系统中，发射器具有带有一定电感的发射器线圈，该发射器线圈将电能从电源传输到接收器，该接收器具有带有一定电感的接收器线圈。功率传输由于发射器和接收器的线圈或电感器之间的磁场耦合而发生。这些磁感应系统的范围是有限的，并且发射器和接收器的线圈或电感器必须紧密耦合，即具有高于0.5的耦合因子并且处于最佳对准以进行高效的功率传输。
[0005]还存在谐振磁系统，其中由于发射器和接收器的线圈或电感器之间的磁场耦合而传输功率。发射器电感器和接收器电感器可以松散地耦合，即具有低于0.5的耦合因子。然而，在谐振磁系统中，使用至少一个电容器来谐振电感器。此外，在谐振磁系统中，发射器是自谐振的，并且接收器是自谐振的。谐振磁系统中的功率传输范围比磁感应系统中的功率传输范围增加，并且校正了对准问题。虽然电磁能量在磁感应和谐振磁系统中产生，但是大部分功率传输经由磁场发生。经由电感应或谐振电感应传输很少(如果有的话)功率。
[0006]Qi无线充电标准是磁感应系统的示例性实现。Qi无线充电标准用于低功率消费电子产品，例如智能电话和可穿戴设备。此外，低成本功率转换器、线圈和集成电路可用于Qi无线充电标准。Qi无线充电标准在kHz频率范围内操作。根据Qi无线充电标准操作的设备具有有限的耦合范围，需要精确的线圈对准并且使用基于铁氧体的线圈，其可能是重且易碎的。因此，Qi无线充电标准的应用范围受到限制。
[0007]在电感应系统中，发射器和接收器具有电容性电极。功率传输由于发射器和接收器的电容性电极之间的电场耦合而发生。与谐振磁系统类似，存在谐振电系统，其中使用至少一个电感器使发射器和接收器的电容性电极谐振。电感器可以是线圈。在谐振电系统中，发射器是自谐振的，并且接收器是自谐振的。与电感应系统相比，谐振电系统具有增加的功率传输范围，并且校正了对准问题。虽然电磁能量在电感应和谐振电系统中产生，但是大部分功率传输经由电场发生。经由磁感应或谐振磁感应传输很少的功率(如果有的话)。
[0008]虽然无线功率传输系统是已知的，但是需要改进。因此，一个目的是提供一种无线地传输功率的新颖的无线功率传输发射器、接收器、系统和方法。
[0009]该背景仅用于设置场景以允许本领域技术人员更好地理解以下描述。因此，上述讨论都不应被视为承认该讨论是现有技术的一部分或是公知常识。
技术实现思路
[0010]应当理解，提供本
技术实现思路
是为了以简化的形式介绍一些概念，这些概念将在下面的具体描述中进一步描述。本
技术实现思路
不旨在用于限制所要求保护的主题的范围。
[0011]因此，在一个方面，提供了一种用于磁感应无线功率传输系统的装置。该装置可以屏蔽系统外部的组件，使其免受源自系统或由系统生成的磁场的影响。该装置可以进一步加强源自系统或由系统生成的磁场。该装置还可以不影响磁感应无线功率传输系统的有效线圈(active coil)的阻抗。该系统可以提供以下益处：由于引入该装置，与有效线圈相关联的逆变器可以不需要被重新调谐。
[0012]该装置可以包括场屏蔽单元。
[0013]该装置可以包括被定位成邻近磁感应无线功率传输系统的有效线圈的至少一个屏蔽线圈。
[0014]为了本公开的目的，可以邻近被定义为限定大致平行的平面。屏蔽线圈可以邻近有效线圈，因为屏蔽线圈的主表面与由有效线圈的主表面限定的平面平行。
[0015]该装置还可以包括电连接到屏蔽线圈的电容器。电容器可以被配置为设置该装置的谐振频率。
[0016]电容器可以电连接到屏蔽线圈。选择电容器的电容，使得有效线圈和场屏蔽单元或装置的阻抗或电抗与在相同操作频率下没有场屏蔽单元情况下的有效线圈的阻抗或电抗相同。
[0017]场屏蔽线圈和电容器可以产生净正电抗。导电板可以产生负电抗。电容器的电容可以被选择为使得净正电抗等于负电抗。因此，可以存在净零电抗，并且在具有和不具有场屏蔽单元的情况下发射器线圈的阻抗或电抗没有变化。
[0018]保持相同的阻抗或电抗可以确保无线功率传输系统不需要被重新调谐。重新调谐可能会增加成本和系统设置时间。
[0019]该装置可以包括导体，其被定位成与有效线圈相对地(opposite)邻近屏蔽线圈。导体可以包围屏蔽线圈。
[0020]导体可以包括导电板。导电板通常可以是平面的。
[0021]该装置的谐振频率可以大于有效线圈的谐振频率。
[0022]屏蔽线圈的谐振频率可以小于或等于屏蔽线圈的自谐振频率。
[0023]屏蔽线圈中的电流的相位和有效线圈中的电流的相位近似相等。与之相对比，在现有的屏蔽单元中，屏蔽单元或线圈中的电流通常与无线功率传输系统(例如磁感应无线功率传输系统)的有效线圈中的电流异相(例如异相180度)。
[0024]屏蔽线圈被配置为加强源自有效线圈或由有效线圈生成的磁场。与现有的屏蔽单元相比，屏蔽线圈和导体的组合确保了有效线圈的阻抗不受装置的引入的影响。
[0025]导体可以被配置为衰减源自有效线圈或由有效线圈生成的磁场。
[0026]在移除装置时，有效线圈的阻抗可以保持大致恒定。类似地，在使用具有磁感应无线功率传输系统的装置时，有效线圈的阻抗可以保持大致恒定。
[0027]可以基于以下各项来确定装置的参数：
[0028][0029]其中ω是装置的谐振频率，
[0030]其中M
12
是屏蔽线圈与有效线圈之间的互感，
[0031]其中r
L2
是屏蔽线圈的电阻，
[0032]其中L2是屏蔽线圈的电感，
[0033]其中C是电容器的电容，
[0034]其中Z
1gnd
是导体朝向有效线圈的反射阻抗，并且
[0035]其中Z
2gnd
是导体朝向屏蔽线圈的反射阻抗。
[0036]该装置可以包括两个屏蔽线圈。具体地，该装置可以包括被定位成邻近磁感应无线功率传输系统的有效线圈的第一屏蔽线圈。该装置还可以包括位于第一屏蔽线圈和导体之间的第二屏蔽线圈。
[0037]电容器可以电连接到第一屏蔽线圈，并且第二场屏蔽线圈的端子可以电短接在一起以产生电容性反射阻抗。
[0038]电容器可以电连接到第一屏蔽线圈。该装置还可以包括电连接到第二场屏蔽线圈的第二电容器。
[0039]可以基于以下各项来确定装置本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于磁感应无线功率传输系统的装置，所述装置包括：至少一个屏蔽线圈，其被定位成邻近所述磁感应无线功率传输系统的有效线圈；电容器，其电连接到所述屏蔽线圈；以及导体，其被定位成与所述有效线圈相对地邻近所述屏蔽线圈，所述导体包围所述屏蔽线圈。2.根据权利要求1所述的装置，其中所述装置的谐振频率大于所述有效线圈的谐振频率。3.根据权利要求1所述的装置，其中所述屏蔽线圈的谐振频率小于或等于所述屏蔽线圈的自谐振频率。4.根据权利要求1所述的装置，其中所述屏蔽线圈中的电流的相位和所述有效线圈中的电流的相位近似相等。5.根据权利要求1至4中任一项所述的装置，其中以下中的至少一个：(i)所述屏蔽线圈被配置为加强源自所述有效线圈的磁场，以及(ii)所述导体被配置为衰减源自所述有效线圈的磁场。6.根据权利要求1至5中任一项所述的装置，其中所述装置的参数基于以下来确定：其中ω是所述装置的所述谐振频率，其中M
12
是所述屏蔽线圈和所述有效线圈之间的互感，其中r
L2
是所述屏蔽线圈的电阻，其中L2是所述屏蔽线圈的电感，其中C是所述电容器的电容，其中Z
1gnd
是所述导体朝向所述有效线圈的反射阻抗，并且其中Z
2gnd
是所述导体朝向所述屏蔽线圈的反射阻抗。7.根据权利要求1至6中任一项所述的装置，包括两个屏蔽线圈，第一屏蔽线圈被定位成邻近所述磁感应无线功率传输系统的所述有效线圈，以及第二屏蔽线圈被定位在所述第一屏蔽线圈和所述导体之间。8.根据权利要求7所述的装置，其中所述电容器电连接到所述第一屏蔽线圈，以及所述第二场屏蔽线圈的端子电短接在一起以产生电容性反射阻抗；或者其中所述电容器电连接到所述第一屏蔽线圈，并且还包括电连接到所述第二场屏蔽线圈的第二电容器。9.一种用于经由磁场耦合传输功率的无线功率传输系统，所述系统包括：发射器线圈，其用于经由磁场耦合来传输功率，接收器线圈，其用于经由磁场耦合从所述发射器线圈提取功率，以及至少一个装置，包括：至少一个屏蔽线圈，其被定位成邻近所述发射器线圈或所述接收器线圈；电容器，其电连接到所述屏蔽线圈；以及导体，其被定位成与所述发射器线圈或所述接收器线圈相对地邻近所述屏蔽线圈，所
述导体包围所述屏蔽线圈。10.一种屏蔽磁感应无...
【专利技术属性】
技术研发人员：SR科夫，S阿尔达赫，A阿尔穆达拉尔，
申请(专利权)人：索雷斯能源公司，
类型：发明
国别省市：
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