在延伸区域中感应传输电能的系统和方法技术方案

在多个模式中可操作的感应电能传输系统，其包括能够提供电能到延伸区域中的感应电能接收器的感应电能输电器。该系统通过模式选择器的方式可以在各种模式中切换，根据需要，可操作地激活各种特征，诸如：对准机制、共振调谐器、辅助线圈布置或共振找寻布置。教导相关的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本文公开的实施方式涉及感应电能传输系统。具体地，实施方式涉及在延伸区域中可操作地传输电能的感应电能传输系统。
技术介绍
如现有技术已知，感应电能耦合使能量在没有连接线情况下从电源传输至电负载。电源电线连接至初级线圈和穿过初级线圈施加振荡电位，由此感应振荡磁场。振荡磁场可以在邻近初级线圈放置的次级线圈中感应振荡电流。以这种方式，电能通过电磁感应、没有被电导连接的两个线圈从初级线圈传输到次级线圈。当电能从初级线圈传输至次级线圈时，称该线圈对为感应耦合的。当次级线圈感应耦合与此时，与这种次级线圈串联电线连接的电负载可以从电线连接至初级线圈的电源获得能量。感应型电源输出口优选地可以是更常见的导电电源插座，因为它们提供无缝电源传输和最小化拖线的需求。次级感应器中感应传输的范围以及感应电压的强度两者都根据提供至初级感应器的电位的震荡频率变化。当震荡频率等于系统的共振频率时，感应电压最强。共振频率fR取决于系统的自感系数L和电容C，根据等式Λ = 2JjLC ο能量传输效率取决于多个参数，包括:系统的共振频率，工作的输电频率以及初级感应线圈和次级感应线圈之间的距离和对准。有对于能够适应变化的改变条件和宽范围的线圈间距离的感应电能传输系统的需求。
技术实现思路
本文描述的实施方式公开在多个模式中可操作的感应电能传输系统，其包括以下至少一个:感应电能输电器，和感应电能接收器。多个模式可以实现在延伸区域中感应电能输电器提供电能到感应电能接收器。感应电能输电器可以包括:至少一个初级感应器，其被设置成与至少一个次级感应器感应耦合，和至少一个激励器，其被设置成提供在激励频率穿过初级感应器的振荡电位。感应电源接收器可以包括至少一个可连接至接收电路和电负载的次级感应器，次级感应器被设置成与至少一个初级感应器感应耦合，使得电能传输至电负载。根据各个实施方式，除了其它元件外，感应电能传输系统可以进一步包括选自以下的多个特征:对准机制:被设置成当感应电能传输系统在第一模式中工作时，使至少一个次级感应器与至少一个初级感应器对准；共振调谐器，当感应电能传输系统在第二模式中工作时，其可操作使激励频率匹配接收电路的共振频率；辅助线圈布置，包括以以下至少一种模式可操作的多个辅助线圈:导体模式，中继器模式和传输模式；以及共振找寻布置，其可操作测定感应电能传输系统的固有频率。任选地，感应电能传输系统进一步包括模式选择器，其被设置成至少在第一模式和第二模式之间切换感应电能传输系统。任选地，感应电能传输系统进一步包括监控次级感应器到初级感应器距离的距离传感器(proximity sensor)。任选地，感应电能传输系统进一步包括监控初级传感器和次级传感器中至少一个的位置的位置传感器。任选地，共振调谐器包括至少一个选择性地可连接至接收电路的电容器。任选地，共振调谐器包括至少一个选择性地可连接至接收电路的感应器。任选地，共振调谐器包括反馈机制，其被设置成发送控制信号到感应电能输电器，使得感应电能输电器选择与接收电路共振的激励频率。任选地，对准机制包括至少一个磁通引导件，其被设置成将磁通从初级感应器引导到次级感应器。任选地，磁通引导件包括与初级感应器相关的第一铁氧体磁心和与次级感应器相关的第二铁氧体磁心。任选地,磁通引导件进一步包括磁屏蔽。任选地，对准机制包括至少一个致动器，被设置成移动次级感应器和初级感应器中的至少一个。任选地，辅助线圈布置包括:至少一个辅助线圈；至少一个控制器，其被设置成选择辅助线圈的工作模式；和至少一个切换单元，其可操作地选择性地将辅助线圈连接至导体模式块、转播器模式块和传输模式块中的至少一个。本文描述的感应电能输电器可以以至少两种模式是可操作的。输电器可以包括:至少一个初级感应器，其被设置成与电负载连接的次级感应器感应耦合，使得电能传输至电负载；至少一个激励器，其被设置成提供穿过初级感应器的振荡电位；至少一个对准机制，其被设置成当感应电能输电器在第一模式中操作时，将次级感应器与初级感应器对准；和至少一个共振调谐器，其被设置成当感应电能输电器在第二模式中操作时，选择振荡电位的激励频率，激励频率进行选择匹配与次级感应器相关的接收电路的共振频率。任选地,感应电能输电器进一步包括模式选择器，其被设置成在第一模式和第二模式之间切换感应电能输电器。任选地，激励器被设置成当在第一模式中操作时，在非共振频率激励初级感应器。本文公开的电设备包括这种感应电能输电器。本文公开的感应电能接收器是以至少两种模式可操作。接收器可以包括:至少一个次级感应器，其可连接至电负载，和被设置成与至少一个感应电能输电器的至少一个初级感应器感应耦合，使得电能传输至电负载；至少一个对准机制，其被设置成当感应电能接收器在第一模式中操作时，将第二感应器与第一感应器对准；和至少一个共振调谐器，其被设置成当感应电能接收器在第二模式中操作时，调谐接收电路至共振频率，共振频率被选择匹配远端初级感应器的输电频率。任选地，感应电能接收器进一步包括模式选择器，其被设置成在第一模式和第二模式之间切换感应电能接收器。任选地，模式选择器被设置成根据初级感应器的位置有关的数据选择操作模式。任选地，感应电能接收器进一步包括监控次级感应器到初级感应器的距离的距离传感器。任选地，感应电能接收器进一步包括监控初级感应器的位置的位置传感器。任选地，共振调谐器包括至少一个与接收电路选择性地可连接的电容器。任选地，共振调谐器包括至少一个与接收电路选择性地可连接的感应器。任选地，共振调谐器包括反馈机制，其被设置成发送控制信号到感应电能输电器，使得感应电能输电器选择与接收电路共振的激励频率。任选地，对准机制包括至少一个磁通引导件，其被设置成将磁通从初级感应器引导到次级感应器。任选地，对准机制包括至少一个致动器，被设置成移动次级感应器和初级感应器中的至少一个。本文公开的电设备包括这种感应电能接收器。此外，教导感应地传输电能至至少一个电负载的方法，其包括:得到含有激励器和初级线圈的感应电能输电器；得到含有连接至电负载的次级线圈的感应电能接收器，感应电能接收器以至少两个模式可操作，包括在初级感应器和次级感应器之间提供紧密耦合的第一模式，和在初级感应器和次级感应器之间提供松散耦合的第二模式；激励器提供穿过初级感应器的振荡电位差；选择感应接收器的工作模式。本文描述的专利技术的一方面教导校准感应电能传输系统的方法，所述系统包括耦合至至少一个感应电能接收器的感应电能输电器。该方法包括测定系统的共振频率和选择不同于共振频率的工作频率的步骤。根据各种实施方式，测定系统的共振频率的步骤包括以下子步骤:提供驱动电位至在采样激励频率振荡的感应电能输电器；记录驱动电位的输出响应；增加采样激励频率；重复多次这些子步骤；和记录多个不连续采样激励频率的输出电压响应，由此得到系统的特征响应图。典型地，特征响应图包括共振峰和多个谐振峰。相应地，测定系统的共振频率的步骤可以包括以下另外的子步骤:识别共振峰的激励频率。可选地，测定系统的共振频率的步骤包括以下另外的子步骤:识别η阶谐振峰的激励频率；和η阶谐振的激励频率除以η+1。需要说明的是在不同的时间里，η=2、η=3等等。任选地，选择不同于共振频率的工作频率的步骤包括选择等于共振频率乘以比例因子的频率本文档来自技高网...

【技术保护点】
在多个模式中可操作的感应电能传输系统，其包括以下至少一个：感应电能输电器，和感应电能接收器，所述感应电能输电器包括：至少一个初级感应器，其被设置成与至少一个次级感应器感应耦合，和至少一个激励器，其被设置成提供在激励频率穿过初级感应器的振荡电位；和所述感应电源接收器包括至少一个可连接至接收电路和电负载的次级感应器，所述次级感应器被设置成与所述至少一个初级感应器感应耦合，使得电能传输至所述电负载；其中所述感应电能传输系统进一步包括选自以下的多个特征：对准机制，其被设置成当所述感应电能传输系统在第一模式中工作时，使所述至少一个次级感应器与所述至少一个初级感应器对准；共振调谐器，当所述感应电能传输系统在第二模式中工作时，其可操作使激励频率匹配所述接收电路的共振频率；辅助线圈布置，包括以以下至少一种模式可操作的多个辅助线圈：导体模式，中继器模式和传输模式；以及共振找寻布置，其可操作测定感应电能传输系统的固有频率。

【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：埃兰·魏斯恩特恩，阿勒克·罗费，阿米拉·本沙洛姆，盖伊·拉韦哈，埃利泽·马奇，奥奥拉·格林沃尔德，
申请(专利权)人：鲍尔马特技术有限公司，
类型：发明
国别省市：以色列;IL