无线电能传输系统和方法技术方案

提供一种无线电能传输系统和方法。提供一种用于无线地发送电能的装置和方法，无线电能发送装置可控制电能充电器和发送器之间的电连接，以对源谐振器充电，并通过源谐振器与目标谐振器之间的相互谐振将充上的电能发送到目标谐振器。

【技术实现步骤摘要】
无线电能传输系统和方法本申请要求于2011年9月21日在韩国知识产权局提交的第10-2011-0095223号韩国专利申请以及于2012年3月13日在韩国知识产权局提交的第10-2012-0025310号韩国专利申请的权益，所述申请的整个公开为了所有目的通过引用包含于此。
以下描述涉及一种用于无线发送电能的设备和方法。
技术介绍
已经进行了无线电能发送的研究以解决各种问题，这些问题包括有限的电池容量、有线电能提供的不便等。
技术实现思路
在一个总体方面，提供一种无线电能发送装置，所述无线电能发送装置包括：电能充电器，被构造为从供电装置接收电能；发送器，包括源谐振器；以及控制器，被构造为控制电能充电器和发送器之间的电连接，以对源谐振器充电并通过源谐振器与目标谐振器之间的相互谐振将充上的电能发送到目标谐振器。源谐振器可包括至少一个电容器和一个电感器。电能充电器可被构造为控制提供给发送器的电流的量。电能充电器可包括与供电装置串联连接的可变电阻器。控制器可被构造为：基于源谐振器被充上的电能的量来控制电能充电器和发送器之间的电连接。控制器可被构造为：接通将电能充电器和发送器电连接的开关以对源谐振器充电，并且断开将电能充电器和发送器电连接的开关以发送源谐振器被充上的电能。控制器可被构造为：控制供电装置和源谐振器之间的电连接，以在源谐振器正在通过相互谐振将电能发送给目标谐振器的同时防止电流从供电装置被提供给源谐振器。电能充电器可包括与供电装置并联连接的多个电阻器。控制器可被构造为：响应于源谐振器从供电装置接收到预定量的电能，断开电能充电器和发送器之间的电连接。所述无线电能发送装置还可包括测量单元和计算器，其中，测量单元被构造为测量施加到源谐振器的电容器的电压以及施加到源谐振器的电感器的电流，计算器被构造为基于测量的电压和测量的电流来计算存储在源谐振器中的能量。所述无线电能发送装置还可包括测量单元和检测器，其中，测量单元被构造为测量施加到源谐振器的电容器的电压，检测器被构造为基于测量的电压来检测施加到源谐振器的电容器的电压的包络。在另一方面，提供一种无线电能接收装置，所述无线电能接收装置包括：充电器，包括目标谐振器；电能输出单元，被构造为将电能传送给负载；以及控制器，被构造为控制充电器和电能输出单元之间的电连接，以通过目标谐振器与源谐振器之间的相互谐振来对目标谐振器充电并将充上的电能传递给负载。目标谐振器可包括至少一个电容器和一个电感器。电能输出单元可将所述至少一个电容器和一个电感器被充上的电能传递给负载。控制器可被构造为：基于目标谐振器被充上的电能的量来控制充电器和电能输出单元之间的电连接。控制器可被构造为：在对目标谐振器充电时，断开将充电器和电能输出单元电连接的开关，并且接通将充电器和电能输出单元电连接的开关，以将目标谐振器被充上的电能传递给负载。控制器可被构造为：控制目标谐振器和负载之间的电连接，以在通过目标谐振器与源谐振器之间的相互谐振对目标谐振器充电的同时防止电能从目标谐振器被传递给负载。电能输出单元可包括电容器，以响应于所述电容器被电连接到目标谐振器来改变目标谐振器的谐振频率。所述无线电能接收装置还可包括测量单元和计算器，其中，测量单元被构造为测量施加到目标谐振器的电容器的电压以及施加到目标谐振器的电感器的电流，计算器被构造为基于测量的电压和测量的电流来计算存储在目标谐振器中的能量。所述无线电能接收装置还可包括测量单元和检测器，其中，测量单元被构造为测量施加到目标谐振器的电容器的电压，检测器被构造为基于测量的电压来检测施加到目标谐振器的电容器的电压的包络。负载可包括电池。在另一方面，提供一种无线电能传输系统，所述无线电能传输系统包括无线电能发送装置和无线电能接收装置，所述无线电能发送装置包括：供电装置；源谐振器；以及第一控制器，用于控制供电装置和源谐振器之间的电连接，以对源谐振器充电并发送充上的电能，所述无线电能接收装置包括：负载；目标谐振器，用于通过目标谐振器与源谐振器之间的相互谐振接收从源谐振器发送的电能；以及第二控制器，用于控制目标谐振器和负载之间的电连接，以将接收的电能传递给负载。源谐振器和目标谐振器可均包括至少一个电容器和一个电感器。在另一方面，提供一种发送无线电能的方法，所述方法包括：通过电流对源谐振器充上由供电装置提供的电能；控制供电装置和源谐振器之间的电连接；以及通过目标谐振器与源谐振器之间的相互谐振将充上的电能发送给目标谐振器。源谐振器可包括至少一个电容器和一个电感器。充电步骤可包括：调节提供给源谐振器的电流的量。控制步骤可包括：基于源谐振器被充上的电能的量来控制供电装置和源谐振器之间的电连接。所述方法还可包括：检测施加到源谐振器的电容器的电压的包络。在另一方面，提供一种接收无线电能的方法，所述方法包括：通过源谐振器和目标谐振器之间的相互谐振，使用源谐振器被充上的电能来对目标谐振器充电；以及将目标谐振器被充上的电能传递给负载。目标谐振器可包括至少一个电容器和一个电感器。传递步骤可包括：将所述至少一个电容器和一个电感器被充上的电能传递给负载。所述方法还可包括：基于目标谐振器被充上的电能的量来控制目标谐振器和负载之间的电连接。所述方法还可包括：使用被额外地连接到目标谐振器的电容器来改变目标谐振器的谐振频率。所述方法还可包括：检测施加到目标谐振器的电容器的电压的包络。通过下面详细的描述、附图和权利要求，其他特点和方面将是明显的。附图说明图1是示出近场无线电能传输系统的等效电路的示例的示图；图2A和图2B是示出无线电能发送装置的示例的示图；图3A和图3B是示出无线电能接收装置的示例的示图；图4是示出无线电能传输系统的示例性的等效电路的示图；图5是示出在无线电能发送装置中的并联对的示例的示图；图6是示出施加到无线电能发送装置中的源谐振器的电感器的电压和电流的示例的曲线图；图7是示出在无线电能传输系统中根据源谐振器和目标谐振器之间的相互谐振来传递能量的示例的曲线图；图8A和图8B是示出在无线电能发送装置中感测电压和电流并检测包络的示例的示图；图9是示出发送无线电能的方法的示例的流程图；图10是示出接收无线电能的方法的示例的流程图；图11是示出无线电能传输系统的示例等效电路的示图；图12是示出在无线电能传输系统中无线电能的发送效率的示例的曲线图。在整个附图和详细的描述中，除非另有所述，否则相同的附图标号将被理解为指示相同的元件、特征和结构。为了清楚、说明和方便，可夸大这些元件的相对大小和描绘。具体实施方式提供下面的详细的描述以帮助读者获得对这里描述的方法、设备和/或系统的全面理解。因此，本领域普通技术人员将想到这里描述的方法、设备和/或系统的各种改变、修改和等同物。此外，为了增加的清楚和简明，可省略对公知功能和构造的描述。无线电能传输系统可被应用于使用无线电能传输的各种系统。例如，移动电话、无线电视（TV）、平板电脑、传感器、器械等可使用无线电能传输被供电。作为另一示例，无线电能传输系统可被应用于生物医疗领域，因此，无线电能传输系统可被用于将电能远程地发送到插入身体内的装置，或者用于将电能无线地发送到用于测量生物信号（诸如心跳）的绷带型装置。作为另一示例，无线电能传输系统可被应用于不包括电源本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无线电能发送装置，所述无线电能发送装置包括：电能充电器，被构造为从供电装置接收电能；发送器，包括源谐振器；以及控制器，被构造为控制电能充电器和发送器之间的电连接，以对源谐振器充电并通过源谐振器与目标谐振器之间的相互谐振将充上的电能发送到目标谐振器。

【技术特征摘要】
2011.09.21 KR 10-2011-0095223;2012.03.13 KR 10-201.一种无线电能发送装置，所述无线电能发送装置包括：电能充电器，被构造为从供电装置接收电能；发送器，包括源谐振器；以及控制器，被构造为控制电能充电器和发送器之间的电连接，以对源谐振器充电并通过源谐振器与目标谐振器之间的相互谐振将充上的电能发送到目标谐振器，其中，控制器被构造为控制供电装置和源谐振器之间的电连接，以在源谐振器正在通过相互谐振将电能发送给目标谐振器的同时防止电流从供电装置被提供给源谐振器，其中，控制器被构造为：响应于源谐振器从供电装置接收到预定量的电能，断开电能充电器和发送器之间的电连接。2.如权利要求1所述的无线电能发送装置，其中，源谐振器包括至少一个电容器和一个电感器。3.如权利要求1所述的无线电能发送装置，其中，电能充电器被构造为控制提供给发送器的电流的量。4.如权利要求1所述的无线电能发送装置，其中，电能充电器包括与供电装置串联连接的可变电阻器。5.如权利要求1所述的无线电能发送装置，其中，控制器被构造为：基于源谐振器被充上的电能的量来控制电能充电器和发送器之间的电连接。6.如权利要求1所述的无线电能发送装置，其中，控制器被构造为：接通将电能充电器和发送器电连接的开关，以对源谐振器充电，以及断开将电能充电器和发送器电连接的开关，以发送源谐振器被充上的电能。7.如权利要求1所述的无线电能发送装置，其中，电能充电器包括与供电装置并联连接的多个电阻器。8.如权利要求1所述的无线电能发送装置，还包括：测量单元，被构造为测量施加到源谐振器的电容器的电压以及施加到源谐振器的电感器的电流；以及计算器，被构造为基于测量的电压和测量的电流来计算存储在源谐振器中的能量。9.如权利要求1所述的无线电能发送装置，还包括：测量单元，被构造为测量施加到源谐振器的电容器的电压；以及检测器，被构造为基于测量的电压来检测施加到源谐振器的电容器的电压的包络。10.一种无线电能接收装置，所述无线电能接收装置包括：充电器，包括目标谐振器；电能输出单元，被构造为将电能传送给负载；以及控制器，被构造为控制充电器和电能输出单元之间的电连接，以通过目标谐振器与源谐振器之间的相互谐振来对目标谐振器充电，并将充上的电能传递给负载，其中，控制器被构造为：控制目标谐振器和负载之间的电连接，以在通过目标谐振器与源谐振器之间的相互谐振对目标谐振器充电的同时防止电能从目标谐振器被传递给负载，其中，控制器被构造为：响应于目标谐振器被充上预定量的电能，停止对目标谐振器充电。11.如权利要求10所述的无线电能接收装置，其中，目标谐振器包括至少一个电容器和一个电感器。12.如权利要求11所述的无线电能接收装置，其中，电能输出单元将所述至少一个电容器和一个电感器被充上的电能传递给负载。13.如权利要求10所述的无线电能接收装置，其中，控制器被构造为：基于目标谐振器被充上的电能的量来控制充电器和电能输出单元之间的电连接。14.如权利要求10所述的无线电能接收装置，其中，控制器被构造为：在对目标谐振器充电时，断开将充电器和电能输出单元电连接的开关，以及接通将充电器和电能输出单元电连接的开关，以将目标谐振器被充上的电能传递给负载。15.如权利要求10所述的无线电能接收装置，其中，电能输出单元包括电容器，以响应于所述电容器被电连接到目标谐振器来改变目标谐振器的谐振频率。16.如权利要求10所述的无线电能接收装置，还包括：测量单元，被构造为测量施加到目标谐振器的电容器的电压以及施加到目标谐振器的电感器的电...

【专利技术属性】
技术研发人员：金尚骏，权义根，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：