无线能量转移转换器制造技术

本文描述用于无线功率转换器的改进的配置，所述无线功率转换器包括：至少一个接收磁谐振器，其配置成捕获通过以第一多个参数为特征的第一振荡磁场无线地接收的电能；以及至少一个转移磁谐振器，其配置成产生以不同于所述第一多个参数的第二多个参数为特征的第二振荡磁场，其中来自所述至少一个接收磁谐振器的所述电能用于激励所述至少一个转移磁谐振器以产生所述第二振荡磁场。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】无线能量转移转换器相关申请的交叉引用本申请要求下列申请的优先权：2011年2月7日提交的美国专利申请No.13/021,965、2011年1月6日提交的美国专利申请No.12/986,018、2010年5月28日提交的美国专利申请No.12/789,611、2010年4月29日提交的美国专利申请No.12/770,137、2010年4月26日提交的美国申请号12/767,633、2010年4月13日提交的美国申请号12/759,047、2010年4月9日提交的美国申请号12/757,716、2010年3月30日提交的美国申请号12/749,571、2010年3月10日提交的美国申请号12/721,118、2010年3月10日提交的美国专利申请No.12/720,866、以及2010年4月20日提交的美国专利申请No.61/326,051，其中每个申请通过引用被全部并入本文。背景领域：本公开涉及无线能量转移、实现这样的转移的方法、系统和装置、以及应用。相关领域的描述使用如在例如在下列专利申请中详述的各种技术可无线地转移能量或功率：共同拥有的于2010年9月23日被公布为美国专利公布No.2010/0237709且标题为“RESONATORARRAYSFORWIRELESSENERGYTRANSFER”的美国专利申请No.12/789,611以及于2010年7月22日被公布为美国专利公布No.2010/0181843且标题为“WIRELESSENERGYTRANSFERFORREFRIGERATORAPPLICATION”的美国专利申请No.12/722,050，这两个专利申请的内容被全部并入，好像在本文充分阐述的一样。现有技术能量转移系统被各种因素限制，这些因素包括对用户安全的忧虑、低能量转移效率以及对能量供应和散热器部件的限制的物理接近度/对准容差。概述除非另外指示，本公开可互换地使用术语“无线能量转移”、“无线功率转移”、“无线功率传输”等。本领域技术人员将理解，各种系统架构可由在本申请中描述的各种各样的无线系统设计和功能支持。在本文所述的无线能量转移系统中，可以在至少两个谐振器之间无线地交换功率。谐振器可供应、接收、保持、转移和分配能量。无线功率的源可以称为源或电源，而无线功率的接收机可以称为设备、接收机和电力负载。谐振器可以是源、设备或同时两者，或可以按被控制的方式从一种功能到另一功能变化。配置成保持或分配能量的没有到电力供应或电力消耗的有线连接的谐振器可以称为中继器。本专利技术的无线能量转移系统的谐振器能够在与谐振器本身的尺寸相比大的距离上转移功率。也就是说，如果谐振器尺寸以可包围谐振器结构的最小球体的半径为特征，则本专利技术的无线能量转移系统可在比谐振器的特征尺寸大的距离上转移功率。系统能够在谐振器之间交换能量，其中谐振器具有不同的特征尺寸，且其中谐振器的电感元件具有不同的尺寸、不同的形状，由不同的材料组成，等等。可将本专利技术的无线能量转移系统描述为具有耦合区、激励区域或容积，都通过描述能量可在彼此分开的谐振物体之间转移，它们具有离彼此可变的距离，并可相对于彼此移动。在一些实施方案中，能量可被转移的区域或容积称为有源场区域或容积。此外，无线能量转移系统可包括多于两个的谐振器，每个谐振器可耦合到电源、电力负载、两者或都不耦合到两者。无线地供应的能量可用于给电气或电子部件供电、给电池再充电或给能量储存单元充电。多个设备可被同时充电或供电，或到多个设备的功率输送可被连续化，使得一个或多个设备在一段时间内接收功率，在这段时间之后，功率输送可切换到其它设备。在各种实施方案中，多个设备可以同时地、或以时间复用的方式、或以频率复用的方式、或以空间复用的方式、或以方位复用的方式、或以时间和频率和空间和方位复用的任何组合与一个或多个其它设备共享来自一个或多个源的功率。多个设备可与彼此、与被配置成连续地、间歇地、周期性地、偶然地或暂时地作为无线电源操作的至少一个设备共享功率。本领域技术人员将理解，存在给可适用于本文所述的技术和应用的设备供电和/或充电的各种方式。在实施方案中，无线功率转移系统可具有包括至少一个接收磁谐振器的无线功率转换器，该接收磁谐振器配置成捕获通过以第一多个参数为特征的第一振荡磁场无线地接收的电能。转换器也可具有配置成产生以不同于第一多个参数的第二多个参数为特征的第二振荡磁场的至少一个转移磁谐振器，其中来自至少一个接收磁谐振器的电能用于激励至少一个转移磁谐振器以产生第二振荡磁场。在实施方案中，第一多个参数可包括与第二多个参数的第二频率不同的第一频率，且第一频率可以大约是第二频率的整数倍。在其它实施方案中，第一多个参数可包括与第二多个参数的第二幅值不同的第一幅值。第一多个参数还可包括与第二多个参数的第二频率跳变序列不同的第一频率跳变序列，同样，第一多个参数可包括与第二多个参数的第二接通/断开序列不同的第一接通/断开序列。在其它实施方案中，无线功率转移系统可包括配置成产生以第一多个参数为特征的第一振荡磁场的源谐振器和配置成捕获通过以不同于第一多个参数的第二多个参数为特征的第二振荡磁场无线地接收的电能的设备谐振器。在系统中，包括转换电路的无线功率转换器可配置成和用于捕获来自第二振荡磁场的能量并激励源谐振器以产生第一振荡磁场。在实施方案中，第一多个参数可包括与第二多个参数的第二频率不同的第一频率，且第一频率可以大约是第二频率的整数倍。在其它实施方案中，第一多个参数可包括与第二多个参数的第二幅值不同的第一幅值。第一多个参数还可包括与第二多个参数的第二频率跳变序列不同的第一频率跳变序列，同样，第一多个参数可包括与第二多个参数的第二接通/断开序列不同的第一接通/断开序列。在其它实施方案中，无线功率转换器可用于通过提供可配置的磁振荡器、调谐可配置的磁谐振器以捕获以第一多个参数为特征的第一振荡磁场、将振荡磁场转换成电能、将电能存储为在能量储存元件中所存储的能量、调谐可配置的磁谐振器以产生以第二多个参数为特征的第二振荡磁场、并使用所存储的能量激励可配置的磁谐振器以产生第二振荡磁场来进行转换。在其它实施方案中，用于无线功率传输的谐振器可包括形成一个或多个回路并具有电感L的电感器、具有电容C和期望电参数、耦合到电感器的电容器的网络，该网络具有第一类型的至少一个电容器，其具有电参数的第一温度分布，且该网络具有第二类型的至少一个电容器，其具有电参数的第二温度分布。第一类型的电容器的第一温度分布可与第二类型的电容器的第二温度分布互补，使得存在由于温度变化引起的比当只有一种类型的电容器被使用时小的在网络的电参数中的变化。在实施方案中，这些参数可被选择成使得存在由于温度变化引起的在电参数中的实质上为零的变化。在实施方案中，电参数可以是电容、电阻、电感等。在实施方案中，用于无线功率传输的谐振器可包括形成一个或多个回路的电感器、对电参数有不同的温度分布的两种或更多种类型的电气部件，电气部件形成连接到所述电感器的网络，其中电气部件布置成使得部件的温度分布是互补的，且存在由于温度变化引起的比当只有一种类型的电容器被使用时小的在网络的电参数中的变化。在实施方案中，这些参数可被选择成使得存在由于温度变化引起的在电参数中的实质上为零的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.03.10 US 12/720,866;2010.03.10 US 12/721,118;1.一种无线功率转换器，其包括：包括磁性材料的第一芯组件的至少一个接收磁谐振器，并配置成通过由源谐振器生成的第一振荡磁场无线地捕获能量，所述源谐振器包括不同于所述第一芯组件的磁性材料的第二芯组件，其中第一磁场以第一多个参数为特征；以及包括不同于所述第一和所述第二芯组件的磁性材料的第三芯组件的至少一个转移磁谐振器，并配置成产生以不同于所述第一多个参数的第二多个参数为特征的第二振荡磁场，其中所述至少一个接收磁谐振器被配置成从所述第一振荡磁场生成电能；且其中由所述至少一个接收磁谐振器生成的所述电能被用于激励所述至少一个转移磁谐振器以产生所述第二振荡磁场。2.如权利要求1所述的转换器，其中所述第一多个参数包括与所述第二多个参数中的第二频率不同的第一频率。3.如权利要求2所述的转换器，其中所述第一频率是所述第二频率的整数倍。4.如权利要求2所述的转换器，其中所述第二频率是所述第一频率的整数倍。5.如权利要求1所述的转换器，其中所述第一多个参数包括与所述第二多个参数中的第二幅值不同的第一幅值。6.如权利要求1所述的转换器，其中所述第一多个参数包括与所述第二多个参数中的第二频率跳变序列不同的第一频率跳变序列。7.如权利要求1所述的转换器，其中所述第一多个参数包括与所述第二多个参数中的第二接通/断开序列不同的第一接通/断开序列。8.如权利要求1所述的转换器，其还包括配置成将所述至少一个接收磁谐振器捕获的所述能量转换成直流电信号的第一转换器电路。9.如权利要求8所述的转换器，其还包括配置成将来自所述第一转换器电路的所述直流电信号转换成交流电信号的第二转换器电路，其中所述交流电信号用于激励所述至少一个转移磁谐振器。10.如权利要求1所述的转换器，其中所述至少一个接收磁谐振器和所述至少一个转移磁谐振器中的至少一个具有品质因数Q>100。11.如权利要求1所述的转换器，其中所述至少一个接收磁谐振器可配置成捕获来自具有不同的参数的磁场的能量。12.如权利要求1所述的转换器，其中所述至少一个转移磁谐振器可配置成产生具有不同的参数的磁场。13.如权利要求1所述的转换器，其中所述至少一...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·P·凯斯勒，A·B·科尔斯，A·J·卡姆潘尼拉，R·费欧里罗，K·L·豪尔，A·卡拉里斯，K·库里克沃斯基，D·A·沙茨，M·索尔扎西科，H·T·卢，S·J·格内姆，
申请(专利权)人：无线电力公司，
类型：
国别省市：