无线能量传输制造技术

一种设备（２００），包括被配置用于监控电源（１００）的谐振频率的监控电路（２３０），接收部件（２１１ａ），以及被配置用于改变所述接收部件（２１１ａ）的谐振频率的控制单元（２２０），其中，所述设备（２００）被配置用于根据所述电源（１００）的谐振频率来改变所述接收部件（２１１ａ）的谐振频率。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及无线能量传输，并且具体地但非排它地涉及电源和接收部件之间的无 线能量传输。
技术介绍
例如移动电话或膝上型计算机之类的便携电子设备往往是由可再充电的化学电 池来供电。一般而言，这类电池被可释放地连接到便携设备的主体。将电池用于向便携电子设备供电不甚理想，因为化学电池的能量存储容量是有限 的。因而，化学电池必需每隔一定间隔就被再充电。为了提供一种用于对电池再充电的装置，通常向便携设备提供充电器单元，以便 让电能从电力网供电(mains power supply)流向可再充电的电池。传统上，充电器单元包 括用于连接到电力网供电插座的电插头和用于将该电插头连接到便携设备的电缆。这样是不利的，因为如果没有方便的电力网供电插座，这种情况通常存在于大多 数户外和公共环境中，则可再充电的电池的电力会耗尽并且便携设备将需要断电。由于这类充电器单元需要便携设备和电力网供电插座之间的物理连接，所以其使 用在这一点上也是不利的。这严重地限制了便携设备在充电期间的移动，从而否定了设备 的便携性。另一类型的充电器单元利用的是传统的短程电感耦合原理，其涉及能量从充电器 单元中的主要电感器转移到便携设备中的次要电感器。例如，这类充电器单元通常被用于 为电动牙刷中的可再充电的电池进行充电。利用这类传统的电感耦合的充电器能够无线地传输电力，因此不需要电力网供电 和便携设备之间的物理连接。然而，能够实现有效电力传输的最大距离被限制在与电感的 物理大小相同数量级的距离。对于便携电子设备，电感的大小受便携电子设备的大小限制。 因此，通常，当任何东西的距离大于几厘米时，对于这类电力传输而言，主要和次要电感器 之间的能量传输效率太低以至于不可行。因此，如上述的电缆，使用传统电感耦合的电力传输需要充电器单元与便携设备 非常邻近，这意味着便携设备的移动严重受限。除了上述与再充电相关联的问题之外，将化学电池用作电源还有若干其他的缺 点。例如，可再充电的化学电池的寿命是有限的，并且会随着变旧，它们的最大存储容量也 趋向于降低。而且，化学电池相对较重，这意味着在便携设备中包含化学电池通常给设备总 重量增加了不少的百分比。如果能够减少设备对化学电池的依赖，则诸如移动电话之类的 便携电子设备可以变得轻很多。
技术实现思路
本说明描述了一种设备，包括监控电路，被配置成监控电源的谐振频率；接收部 件；以及控制单元，被配置成改变所述接收部件的谐振频率，其中所述设备被配置成根据所述电源的谐振频率来改变所述接收部件的谐振频率。所述接收部件可以适于通过谐振电感耦合来从所述电源无线地接收能量。所述接收部件可以包括具有可变谐振频率的自适应接收部件。所述设备可以被配置成将所述接收部件的所述谐振频率与所述电源的所述谐振 频率相匹配。可以在所述接收部件中通过由所述电源生成的磁场来感生电压，并且所述控制单 元可以被配置成改变所述接收部件的所述谐振频率以匹配所述电源的所述谐振频率。所述设备还可以包括多个电气部件，并且所述设备可以被配置成向这些电气部件 中的至少一个提供电能。所述设备还可以包括电池，其用于在未从所述电源接收到能量时向所述电气部件 中的至少一个提供电能。所述设备可以包括便携电子设备。所述设备可以包括移动电话、个人数字助理(PDA)或者膝上型计算机。所述设备可以包括锁相环电路，其被配置成输出控制信号，用于根据所述电源的 所述谐振频率来改变所述接收部件的所述谐振频率。本说明书还描述了一种设备，包括用于检测电源的存在的装置；用于监控所述 电源的谐振频率的装置；以及用于根据所述电源的所述谐振频率来改变接收部件的谐振频率的装置。所述接收部件可以被配置成通过无线非辐射能量传输从所述电源接收电能，并且 可以被配置成向可再充电电池提供接收到的电能。本说明书还描述了一种设备，包括用于从电源无线地接收能量的具有可变谐振特 性的接收部件，其中所述接收部件的所述谐振特性可以改变以匹配所述电源的谐振特性， 从而提高从所述电源接收能量的效率。所述设备还可以包括监控电路，用于检测并监控所述电源的所述谐振特性。所述设备的所述接收部件可以包括具有可变谐振特性的自适应接收部件，并且所 述设备还可以包括控制单元，被配置成自动改变所述自适应接收部件的所述谐振特性以匹 配所述电源的所述谐振特性。所述设备还可以包括一个或多个电气部件，并且所述接收部件可以耦合到供电电 路以向这些电气部件中的至少一个供电。所述设备还可以包括电池，用于在未从所述电源接收到能量时向所述电气部件中 的至少一个提供电能。所述设备可以包括便携电子设备。所述设备可以包括移动电话、个人数字助理(PDA)或者膝上型计算机。所述设备包括锁相环电路，其被配置成输出控制信号，用于根据所述电源的所述 谐振频率来改变所述接收部件的所述谐振频率。本说明书还描述了一种系统，包括电源以及设备，所述设备包括监控电路，被 配置成监控所述电源的谐振频率；接收部件；以及控制单元，被配置成改变所述接收部件 的谐振频率，其中所述设备被配置成根据所述电源的谐振频率来改变所述接收部件的所述 谐振频率。本说明书还描述了一种方法，包括检测电源的存在；监控所述电源的谐振频率； 以及根据所述电源的所述谐振频率来改变接收部件的谐振频率。所述方法还可以包括从锁相环电路输出控制信号，用于根据所述电源的所述谐 振频率来改变所述接收部件的所述谐振频率；以及将所述接收部件的所述谐振频率与所述 电源的所述谐振频率相匹配。所述方法还可以包括在所述接收部件处通过谐振电感耦合从所述电源无线地接 收能量。所述接收部件可以包括具有可变谐振频率的自适应接收部件，并且所述方法还可 以包括在所述自适应接收部件中使用由所述电源生成的磁场来感生电压；以及改变所述 自适应接收部件的所述谐振频率以匹配所述电源的所述谐振频率。所述方法还可以包括向电子设备提供电能。所述方法还可以包括当在所述接收部件处未从所述电源接收到能量时从电池向 电子设备的至少一个部件提供能量。所述方法还可以包括在所述接收部件处通过谐振电感耦合从所述电源接收能 量；以及向电子设备的至少一个部件提供通过谐振电感耦合接收到的能量。本说明书还描述了一种存储在存储介质上的计算机程序，其在由处理器执行时被 安排来执行一种方法，所述方法包括检测电源的存在；监控所述电源的谐振频率；以及根 据所述电源的所述谐振频率来改变接收部件的谐振频率。附图说明为了能更充分地理解本专利技术，现在将参考附图通过说明性的例子来描述其实施 例，附图中图1示出了能量从馈送设备流至便携电子设备的示意图。图2是耦合系数为K的主要和次要RLC谐振器电路的电路图。图3是用于图2中所示的第一和第二 RLC谐振器电路的等效变压器电路的电路 图。图4是图3中所示的等效变压器电路的简化电路的电路图。图5示出了图3中所示的等效变压器电路的各部件的阻抗。图6是两个谐振器之间的电力传输效率与谐振器的谐振频率之差之间的关系的 图解说明。图7是使用传统的电感耦合将能量从馈送设备无线传输到便携电子设备的图解。图8是使用谐振电感耦合将能量从馈送设备无线传输到中程(mid-range)的便携 电子设备的图解。图9是包括电抗和监控电路的便携电子设备的示意图。图10是示出了便携电子设备中的无线电力传输设备的部件的示本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种设备，包括：监控电路，被配置成监控电源的谐振频率；接收部件；以及控制单元，被配置成改变所述接收部件的谐振频率，其中所述设备被配置成根据来自所述监控电路的信号来改变所述接收部件的所述谐振频率。

【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：HH埃洛，
申请(专利权)人：诺基亚公司，
类型：发明
国别省市：FI