用于三維無方向性的無線電力傳送的方法和裝置制造方法
【專利摘要】一種發(fā)送諧振器包括：至少兩個環(huán)諧振器，被布置為使得由近場區(qū)中的每個產(chǎn)生的磁場基本上與在所述區(qū)的給定部分或特定部分處的另一個產(chǎn)生的磁場正交；電力分配器，被配置為將信號分為具有加權(quán)系數(shù)的至少兩個子信號；延遲陣列，被配置為延遲所述子信號中的至少一個以及將所述子信號中的每一個供應(yīng)給所述環(huán)諧振器中的每一個；以及控制器，用于配置所述延遲陣列以控制所述近區(qū)磁場的偏振。通信模塊，用于從接收機(jī)接收反饋信息，以確定至少兩個子信號的相位以生成對接收機(jī)最優(yōu)化的近區(qū)磁場。
【專利說明】用于H維無方向性的無線電力傳送的方法和裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本公開設(shè)及使用磁共振的無線電力傳遞系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 到電子設(shè)備的無線電力傳遞，也稱為無線能量傳遞或無線充電，正在變?yōu)槿驑?biāo) 準(zhǔn)。與有線電力傳遞相比較，無線電力傳遞（WPT)的好處可W概述如下：
[0003] 便利；用戶將不需要隨身攜帶多個有線充電器來對諸如膝上計算機(jī)、移動電話、平 板計算機(jī)、筆記本等等之類的設(shè)備充電。而是，無線充電器可W位于諸如會議室、咖啡店桌 子、航空站等候處、家中等等之類的區(qū)域，并且用戶可W通過簡單地將設(shè)備接近無線充電器 放置來對他們的電子設(shè)備充電，而不用必須使用有線連接。WPT系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化將允許從相同 的無線充電器對可能具有不同實現(xiàn)和模式的多個設(shè)備充電，導(dǎo)致通用的充電標(biāo)準(zhǔn)。
[0004] 實用性；在諸如會議室、咖啡店、航空站等候處等等之類的區(qū)域中可用的物理電源 插座的數(shù)目是有限的，因而限制了得W使用它們的用戶的數(shù)目。無線電力傳遞系統(tǒng)克服了 該個問題，并且同時向多個用戶提供快速和簡單的充電。
[0005] 透明度：無線電力可W穿透各種物體，諸如木材、塑料、紙和布，使得對于物理有線 連接既不推薦也不可能的位置可W進(jìn)行電力傳遞，所述位置諸如植入設(shè)備、水下、充電的同 時移動等等。
[0006] 綠色；無線電力傳遞符合國際電信聯(lián)盟（International Telecommunication 化ion)-- -個聯(lián)合國部口 一一提出的通用充電解決方案扣niversal化arging Solution,UCS)。實質(zhì)上，UCS推薦對所有未來的手持機(jī)不論實現(xiàn)和模式如何都使用相同的 充電器，從而使得在備用能量消耗中縮減50%，消除51，000噸多余的充電器，并且隨之每 年減少13. 6百萬噸溫室氣體排放（來源；國際電信聯(lián)盟的網(wǎng)站）。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 提供一種裝置。所述裝置包括；發(fā)送諧振器，包括被配置為在近場區(qū)中生成（非福 射）磁場的至少兩個環(huán)諧振器，所述至少兩個環(huán)諧振器被布置為使得由每個環(huán)諧振器產(chǎn)生 的磁場基本上與在所述區(qū)的給定部分或特定部分處的另一個生成的磁場正交。具體地說， 所述至少兩個環(huán)諧振器方向上基本彼此垂直。所述裝置還包括；電力分配器，被配置為將信 號利用加權(quán)系數(shù)分為供應(yīng)給所述至少兩個環(huán)諧振器的至少兩個子信號。
[000引提供另一裝置。所述裝置包括；接收機(jī)諧振器，包括在外部非福射磁場存在的情況 下能夠諧振的至少兩個環(huán)諧振器，所述至少兩個環(huán)諧振器被布置為使得由每個接收到的磁 場基本上與由另一個接收到的磁場正交。具體地說，所述至少兩個環(huán)諧振器方向上基本彼 此垂直。電力組合器被配置為組合從所述至少兩個環(huán)諧振器接收到的子信號。
[0009] 提供了一種方法。所述方法包括；通過偏移在所述兩個環(huán)諧振器中的至少一個中 的信號的相位來控制在近場區(qū)中的磁場的偏振，W使得相對于在近場區(qū)中生成的磁場的偏 振來優(yōu)化接收到的電力。所述方法還包括；組合從所述至少兩個環(huán)諧振器生成的子信號。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010] 為了更全面地理解本公開及其優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)在參考W下結(jié)合附圖的描述，附圖中同樣 的參考標(biāo)記表示同樣的部分：
[0011] 圖la和圖化示出兩個環(huán)之間的互感，作為Rx環(huán)繞其中屯、的旋轉(zhuǎn)角d)的函數(shù)；
[0012] 圖2示出根據(jù)本公開的實施例的無線電力傳遞系統(tǒng)的框圖；
[0013] 圖3示出根據(jù)本公開的實施例的在線性偏振模式下操作的發(fā)射機(jī)和接收機(jī)；
[0014] 圖4描繪線性偏振的磁場如何在直線上，但是取決于諧振器周圍的空間中的位置 W不同的方向隨時間振蕩；
[0015] 圖5示出根據(jù)本公開的實施例的在楠圓極化模式下操作的發(fā)射機(jī)和接收機(jī)；
[0016] 圖6描繪根據(jù)本公開的實施例，在楠圓極化模式下，由在空間中的固定位置，即r =r。處的場向量的尖端描繪軌跡的楠圓；
[0017] 圖7示出根據(jù)本公開的實施例的諧振器陣列；
[001引圖8示出根據(jù)本公開的實施例用于時間延遲激勵的示范性相移電路；
[0019] 圖9示出根據(jù)本公開的實施例的使用發(fā)送與接收諧振器的無線傳遞系統(tǒng)；和
[0020] 圖10描繪根據(jù)本公開的實施例的、使用相移器和不使用相移器的諧振器的系統(tǒng) 的互感M。

【具體實施方式】
[0021] 下面討論的圖1到圖10 W及本專利文件中用于描述本公開的原理的各種實施例 僅僅是例示的方式，而不應(yīng)當(dāng)W任何方式解釋為限制本公開的范圍。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理 解，本公開的原理可任意適當(dāng)布置的無線電力傳送系統(tǒng)實現(xiàn)。
[00。] 由威巧由容規(guī)合巧術(shù)
[002引 Water所提出的美國專利No. 2, 133, 494介紹了用于無線電力傳送的電感禪合技 術(shù)，其中基于法拉弟定律和安培定律，能量經(jīng)由兩個平面的或=維的線圈之間的互感傳送， 所述兩個線圈一個位于發(fā)送設(shè)備處，另一個位于接收設(shè)備處。該技術(shù)從家用設(shè)施開始就已 經(jīng)廣泛地使用，諸如炊具、熱水器、電動牙刷、臺燈之類W及更近來用于對蜂窩電話充電。例 如，參見美國專利申請No. 12/472, 337, W Randall等作為發(fā)明人。雖然無線在本質(zhì)上，電感 禪合僅僅在很小距離處有效（小于幾毫米），但是其對于多數(shù)的應(yīng)用來說，暗示著發(fā)送機(jī)設(shè) 備和接收機(jī)設(shè)備的直接接觸。電感禪合的另一缺點(diǎn)是它需要在發(fā)射機(jī)設(shè)備和接收機(jī)設(shè)備的 線圈之間非常精確的對準(zhǔn)，在一些情況下由磁體來協(xié)助。為了處理該問題，Partovi等的美 國專利No. 7, 952, 322展示了該樣的技術(shù)；其中，發(fā)射機(jī)表面被劃分為可W取決于墊片上接 收機(jī)的位置被選擇性接通和關(guān)斷的許多小的線圈，從而用比覆蓋相同物理區(qū)域的單個線圈 要更加統(tǒng)一的磁通量來提供更有效的更大的充電區(qū)域。取代電感禪合，電力傳送可W通過 電容禪合的方式實現(xiàn)。例如，參見美國專利申請No. 12/245,460, W Bonin為發(fā)明人。
[0024] 諧振規(guī)合巧術(shù)
[0025] 在2007年，Karalis等（"Efficient wireless non-radiative mid-range energy transfer (有效無線非福射中距傳送）"，Ann,物理學(xué)，2007)，展示了另一無線電力傳送技 術(shù)，稱為"非福射性中距能量傳送"，其使得電力能夠傳遞到從幾厘米到幾米范圍的距離。該 技術(shù)基于諧振禪合，由禪合模理論（coupled mode theory)描述（Haus等，"Coupled mode theory (禪合模理論）"，1991)。諧振禪合W如下原理工作；位于各另一方的近場（非福射 性場）的兩個目標(biāo)，如果它們的諧振頻率是相同的話，則傾向于彼此有效地禪合能量，但是 如果它們的諧振頻率不相同則無效。諧振禪合的關(guān)鍵特征是，高禪合效率與具有高質(zhì)量因 數(shù)的諧振器關(guān)聯(lián)。美國專利申請No. 12/789,611，WCampanella等為發(fā)明人，示出了相隔距 離D的兩個禪合諧振器的一般示例。被指定為源的第一諧振器連接到電源，而第二諧振器 連接到被指定為設(shè)備的負(fù)荷，其消耗或存儲由源禪合到其的電力。兩個該樣的諧振器的例 子是如圖8所示的美國專利申請No. 12/789, 611的環(huán)狀的諧振器。
[0026] 諧振禪合的操作原理包含W下：
[0027] 不通過福射而是通過非福射性反應(yīng)近場（non-radiative reactive near field) 交換能量。因而，諧振物體位于彼此的近場區(qū)內(nèi)。該意味著工作波長比諧振器的物理大小 大得多，即，諧振器是電學(xué)上較小的物體。
[002引 電學(xué)上較小的物體一般要么充當(dāng)作電感（小的環(huán)）要么充當(dāng)作電容（小的偶 極），并且本來是非諧振的，除非通過分別串聯(lián)或者并聯(lián)地添加電容或電感到它們的端子而 強(qiáng)制它們諧振。在電感性諧振器的情況下，禪合經(jīng)由互電感（mu化al in化ctance)發(fā)生， 而在電容性諧振器的情況下，禪合經(jīng)由互電容（mu化al capacitance)發(fā)生。在美國專利 No. 7, 825, 543中Karalis等人描述了電感禪合諧振器的例子。禪合經(jīng)由電感器Ls與Ld之 間的互感M發(fā)生，同時電容器Cs和Cd用于在期望的頻率處使所述結(jié)構(gòu)諧振。
[0029] 禪合效率與諧振器的質(zhì)量因數(shù)Q成比例。諧振器的質(zhì)量因數(shù)定義為其電抗（近 場中存儲能量的能力）對其阻抗（消耗的能量或損耗）的比。在電學(xué)上較小的物體中，阻 抗主要由于電介質(zhì)損耗或歐姆損耗，而較少由于基本上可忽略不計的福射損耗。有效的無 線電力傳送需要高的Q諧振器，并且因而易受到即使較少量的損耗的影響。為了降低損耗 量，近來提出基于使用超導(dǎo)材料和低損耗的低導(dǎo)電電容器的技術(shù)。例如，參見美國專利申請 No. 13/151，020, W Sedwick 為發(fā)明人。
[0030] 搖高巧規(guī)中的效率
[0031] 如上所述，禪合效率在所采用的諧振器的諧振頻率處最大化。該頻率由諧振器的 大小與形狀確定，其可W由串聯(lián)或并聯(lián)到它們的端子的電容器（或在電容互諧振禪合的情 況下為電感）精確調(diào)諧。該調(diào)諧元件的值是期望的諧振頻率W及禪接的諧振器的等效電參 數(shù)巧，L，C和M)的函數(shù)?，F(xiàn)在參照Karalis等人的美國專利No. 7, 825, 543的圖10,例如， 源極側(cè)電容Cs和漏極側(cè)電容Cd將通過源極側(cè)電感Ls、漏極側(cè)電感Ld和期望的諧振頻率確 定。而且，參數(shù)L,、Ld和M是諧振器形狀、大小W及最重要的是包含的諧振器的相對位置的 函數(shù)。
[0032] 在各種實際應(yīng)用中，諸如蜂窩電話充電，接收機(jī)設(shè)備可能在充電期間改變位置，而 導(dǎo)致電路參數(shù)L,、Ld和最主要的M因此改變。雖然L ,、Ld受到接收機(jī)諧振器的運(yùn)動或旋轉(zhuǎn) 的影響很小，但是互感M顯著地改變，導(dǎo)致頻率失諧W及電源轉(zhuǎn)換效率的急劇下降。該是諧 振禪合技術(shù)的最大挑戰(zhàn)之一。
[0033] WGampanellar為發(fā)明人的美國專利申請No. 12/789, 611介紹了一種適應(yīng)性匹配 網(wǎng)絡(luò)作為失諧問題的解決方案。如該申請的圖2中所示，互感M中的改變使諧振頻率失諧， 其通過可變電容器Cl重新調(diào)諧。但是，根據(jù)使用情況，實現(xiàn)適應(yīng)性調(diào)諧網(wǎng)絡(luò)會顯著地增加 系統(tǒng)復(fù)雜性和成本。經(jīng)常，為了確保禪合的諧振器的快速有效調(diào)諧，發(fā)射機(jī)和接收機(jī)經(jīng)由無 線信道（例如，Zigbee)通信。相對"開環(huán)"，其中發(fā)射機(jī)或接收機(jī)必須獨(dú)立地找出最優(yōu)的調(diào) 諧設(shè)置，例如通過最小化諸如關(guān)于它們的饋線的VSWR之類的部分量度，如W Toncich為發(fā) 明人的美國專利申請No. 12/266, 522所描述的那樣，該結(jié)構(gòu)稱為"閉環(huán)"。
[0034] 導(dǎo)致失諧的禪合條件的改變不僅在諧振器中的一個改變位置時發(fā)生。在多個 諧振器的場景下，當(dāng)諧振器被添加到無線充電網(wǎng)絡(luò)或從無線充電網(wǎng)絡(luò)中移除時，失諧可 能發(fā)生。在該些情況下，除了重調(diào)諧之外，系統(tǒng)級中的其它考慮對于保持高效率來說變 得非常重要，諸如多個接收機(jī)之間的電力分配和管理（美國專利申請No. 12/249, 861和 No. 12/720,866)。而且，為了選擇性地傳送電力到特定設(shè)備并且防止電力傳送到未授權(quán)的 設(shè)備，提出了基于跳頻的技術(shù)（美國專利申請No. 12/651,005)。
[00巧] 隨化方向的接收化巧較長距離由力傳潑
[0036] 為了增加無線電力傳送的范圍，美國專利申請No. 12/323, 479和No. 12/720,866 提出了使用中間諧振器（稱為中繼器）傳送電力到更遠(yuǎn)距離諧振器的技術(shù)。在室內(nèi)環(huán)境下， 此概念可W如圖12所示應(yīng)用。圍住整個房間的大環(huán)（稱為"長距離室內(nèi)天線"）連接到發(fā) 生器。為了提高傳送到多個設(shè)備的效率，采用中繼器環(huán)P1和P2。
[0037] 提高無線電力傳送的范圍的另一項技術(shù)是使用所謂的"近場聚集（near field focusing)"技術(shù)，由 R. Merlin (參見 R. Merlin，"Radiationless Electromagnetic Interference ;Evanescent-Field Lenses and Perfect Focusing (非牽畐身才白勺電石茲電 磁干擾：漸逝場透鏡和理想的聚焦）"，10. 1126/science. 1143884和A. Grbic(A. Grbic， "Near-field fo州sing plates and their desi即（近場聚焦板及其設(shè)計）"，I邸E Trans. On Antennas and Propagation, Vol. 36, Issue 10,卵3159-3165,2008)。近場聚焦是在 W Ryu等為發(fā)明人的美國專利申請No. 12/978, 553中提出，經(jīng)由元覆蓋（metasuperstrate)、 MNZ/ENZ(]i近零/e近零）材料或高阻抗表面化i曲impedance SU計ace, HIS)。元覆蓋 位于發(fā)送諧振器的前面并且能夠W亞波長（subwavelength)準(zhǔn)確性將其近場聚集于接收 諧振器的位置。
[003引在WRyu等人為發(fā)明人的美國專利申請No. 12/053, 542中描述了用于傳送電力到 隨機(jī)方向的接收機(jī)的技術(shù)?，F(xiàn)在參照圖4,發(fā)送諧振器安裝在支柱或桿上并且垂直位于平 面上。發(fā)送諧振器無線地傳送能量到嵌入在放在平面上的3D眼鏡的框架中的接收諧振器。 類似地，在W化aki等為發(fā)明人的美國專利申請No. 12/567, 339中描述了基于使用正交布 置的諧振器，諸如環(huán)，用于在金屬柜或便攜工具箱中的充電工具的技術(shù)。主張在外墻上W及 柜或工具箱的頂部/底部正交布置發(fā)送諧振器是為了提供多維無線充電。
[003引 巧威理論概略
[0040] 無線電力傳送（WPT)系統(tǒng)的電力傳送效率非常依賴于發(fā)射機(jī)（Tx)和接收機(jī)（Rx) 單元的相對位置和方向W及相鄰物體一一不論作為中繼器參與WPT還是不參與（即，無關(guān) 物體）一-和多個Rx單元的存在。該是因為，如果Rx或Tx單元相對彼此移動或旋轉(zhuǎn)，則由 Tx和Rx單元之間的互感M測量的互禪顯著地改變。理論上，兩個環(huán)i與j之間的互感My 通常由W下公式計算：
[0041] 川
[0042] 其中，My是兩個環(huán)i與j之間的互感，而〇 i是通過環(huán)i的磁通量，I j是環(huán)j的電 流。通量起因于由環(huán)j的電流I /片引起的磁場強(qiáng)度Bj。
[0043] 參照圖la,其中兩個環(huán)i和j相對于工作波長為小尺寸，并且假定在環(huán)i的位置由 電流I/"生的均勻磁場B j.，公式1可W簡化如下：
[0044] (巧
[0045] 其中，Ai是環(huán)i的物理面積，Losq)是磁場向量Bj與環(huán)i的表面法線之間的角度。
[0046] 圖化描繪了在相對于工作波長為小尺寸的兩個環(huán)之間的互感M的典型變化，作為 一個環(huán)圍繞其中屯、的的旋轉(zhuǎn)角^的函數(shù)。實線來自數(shù)字模擬數(shù)據(jù)。虛線是擬合到模擬數(shù)據(jù) 的余弦函數(shù)（參見公式2)。如所見，最大互感（-)7址當(dāng)Rx環(huán)被旋轉(zhuǎn)到q>=25°時發(fā)生。負(fù) 號顯示到Rx的感生電壓（電動勢，EM巧極性反轉(zhuǎn)。該行為在采用線性偏振的發(fā)送諧振器 和接收諧振器的無線電力傳送系統(tǒng)中是典型的?；ジ兄械脑摲N波動導(dǎo)致諧振禪合失諧并且 導(dǎo)致電力傳送效率的嚴(yán)重下降。結(jié)果，Tx單元變得阻抗不匹配，Rx單元的充電減速或者甚 至停止，并且Tx單元可能遭受過熱。
[0047] 無線由力傳遞系統(tǒng)
[0048] 圖2示出根據(jù)本公開的實施例的無線電力傳遞系統(tǒng)的框圖。無線電力傳遞系統(tǒng)包 括發(fā)射機(jī)10和接收機(jī)20,并且近區(qū)磁場30在發(fā)射機(jī)10和接收機(jī)20之間形成。能量經(jīng)由 近磁場從發(fā)射機(jī)傳送到接收機(jī)，其在發(fā)射機(jī)10與接收機(jī)20之間的匹配或接近匹配的諧振 期間被最大化。
[0049] 發(fā)射機(jī)可W包括電源11、振蕩器12、功率放大器14、匹配電路15、電力分配器16、 延遲陣列、W及發(fā)送（Tx)諧振器陣列18。延遲陣列可W用相移器17實現(xiàn)。振蕩器12生成 具有由功率放大器14放大的期望頻率的信號。電力分配器16將放大信號分為具有加權(quán)系 數(shù) A。的"M"個（#M)子信號（sub-si即als)。
[0化日]經(jīng)劃分的麵個子信號被輸入到可W由相移器17實現(xiàn)的延遲陣列，其將子信號延 遲或偏移麵個子信號W具有相對參考值的相位0 1，…，％。該些相位中的一個可W充當(dāng) 參考相位，即零，W使得所有的其它相位可W相對于參考相位設(shè)置。最后，Tx諧振器陣列18 被供應(yīng)有具有加權(quán)系數(shù)Ai，…，Am和相位0 1，…，0M的麵個子信號。相移器17可W設(shè)計 為反饋網(wǎng)絡(luò)的部分，而且在結(jié)構(gòu)上與諧振器（例如，與表面安裝元件）集成。
[0化1] Tx諧振器陣列18可W包括配置為使得每個產(chǎn)生基本上與其它的磁場正交的磁場 的麵個諧振器。在一個實施例中，麵個諧振器可W基本上彼此正交。麵個諧振器中的第 i個被供應(yīng)有具有加權(quán)系數(shù)Ai和相位0 i的第i個子信號。然后，第i個諧振器諧振，產(chǎn)生 與所供應(yīng)的第i個子信號相應(yīng)的第i個偏振磁場。最后，從麵個諧振器產(chǎn)生的第一到第M 磁場被組合，形成近磁場（magnetic near field)。匹配電路15將功率放大器的內(nèi)阻抗與 進(jìn)入到Tx諧振器陣列18中的組合信號的輸入阻抗匹配。

【權(quán)利要求】
1. 一種裝置，包括： 發(fā)送諧振器陣列，包括被配置為在近場區(qū)中生成非輻射磁場的至少兩個環(huán)諧振器，所 述至少兩個環(huán)諧振器被布置為使得在近場區(qū)中由每個產(chǎn)生的磁場與在所述區(qū)的給定部分 或特定部分中由另一個環(huán)諧振器生成的磁場基本上正交；以及 電力分配器，被配置為將信號分為供應(yīng)給所述至少兩個環(huán)諧振器的、具有加權(quán)系數(shù)的 至少兩個子信號。
2. 如權(quán)利要求1所述的裝置，還包括： 至少一個相移器，被配置為將所述至少兩個子信號中的至少一個的相位相對于所述至 少兩個子信號的另一個的相位進(jìn)行偏移。
3. 如權(quán)利要求2所述的裝置，還包括： 控制器，被配置為通過配置所述電力分配器以及所述至少一個相移器來控制所述近磁 場的偏振，以便分別調(diào)整每個子信號的加權(quán)系數(shù)和相位。
4. 如權(quán)利要求3所述的裝置，其中，所述控制器被配置為將加權(quán)系數(shù)設(shè)置為不相等，并 且設(shè)置所述至少兩個環(huán)諧振器之間的相位差為既不是90°的奇數(shù)倍也不是180°的倍數(shù)， 以使得近區(qū)磁場在圍繞所述至少兩個環(huán)諧振器的空間的特定部分中是橢圓偏振的。
5. 如權(quán)利要求3所述的裝置，其中，所述控制器被配置為將所述加權(quán)系數(shù)設(shè)置為相等 的并且將所述至少兩個環(huán)諧振器之間的相位差設(shè)置為90°的奇數(shù)倍，以使得所述近區(qū)磁場 在圍繞所述至少兩個環(huán)諧振器的空間的特定部分中是圓形偏振的。
6. 如權(quán)利要求3所述的裝置，其中，所述控制器被配置為將所述加權(quán)系數(shù)設(shè)置為相等 的并且將所述至少兩個環(huán)諧振器之間的相位差設(shè)置為180°的倍數(shù)，以使得所述近區(qū)磁場 在圍繞所述至少兩個環(huán)諧振器的空間的特定部分中是線性偏振的。
7. 如權(quán)利要求3所述的裝置，還包括： 通信模塊，用于從接收機(jī)接收反饋信息，以便確定所述至少兩個子信號的幅值和相位 以生成對接收機(jī)最優(yōu)化的近區(qū)磁場。
8. 如權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述至少兩個環(huán)諧振器要么彼此分離要么彼此部 分重疊。
9. 如權(quán)利要求1所述的裝置，還包括： 中間環(huán)諧振器，被配置為在較長距離中繼近區(qū)磁場。
10. -種裝置，包括： 接收諧振器陣列，包括被配置為在外部非輻射磁場存在的情況下諧振的至少兩個環(huán)諧 振器，所述至少兩個環(huán)諧振器被布置為使得由每個接收到的磁場與另一個接收到的磁場基 本上正交；以及 電力組合器，被配置為組合從所述至少兩個環(huán)諧振器接收到的子信號。
11. 如權(quán)利要求10所述的裝置，還包括： 至少一個相移器，被配置為將由所述至少兩個環(huán)諧振器接收到的至少兩個子信號中的 一個的相位相對于另一個的相位進(jìn)行偏移。
12. 如權(quán)利要求10所述的裝置，還包括控制器，被配置為調(diào)整接收到的子信號的相位 偏移以優(yōu)化通過所述至少兩個環(huán)諧振器的組合電力接收。
13. 如權(quán)利要求10所述的裝置，還包括： 通信模塊，被配置為發(fā)送反饋信息到發(fā)射機(jī)，以確定所述發(fā)射機(jī)的幅值和相位以優(yōu)化 所述近區(qū)磁場。
14. 如權(quán)利要求10所述的裝置，還包括： 控制器，被配置為設(shè)置所述至少兩個環(huán)諧振器之間的相位差既不是90°的奇數(shù)倍也不 是180°的倍數(shù)，以使得所述至少兩個環(huán)諧振器在橢圓偏振的近區(qū)磁場中接收所述子信號。
15. 如權(quán)利要求10所述的裝置，還包括： 控制器，被配置為設(shè)置從所述至少兩個環(huán)諧振器接收到的所述至少兩個子信號之間的 相位差為90°的奇數(shù)倍，以使得所述至少兩個環(huán)諧振器被配置為在圓形偏振的近區(qū)磁場中 最優(yōu)地接收所述子信號。
16. 如權(quán)利要求10所述的裝置，還包括： 控制器，被配置為設(shè)置從所述至少兩個環(huán)諧振器接收到的至少兩個子信號之間的相位 差為180°的倍數(shù)，以使得所述至少兩個環(huán)諧振器被配置為在線性偏振的近區(qū)磁場中最優(yōu) 地接收。
17. 如權(quán)利要求10所述的裝置，還包括： 變流器，被配置為將組合信號變換為直流電并且將變換后的直流電輸出以對電池充電 或?qū)υO(shè)備供電。
18. 如權(quán)利要求10所述的裝置，其中，所述至少兩個環(huán)諧振器要么彼此分離要么彼此 部分重疊重疊。
19. 如權(quán)利要求10所述的裝置，其中，每個子信號的相位偏移相對于所述近區(qū)磁場的 偏振預(yù)定。
20. -種方法，包括： 利用至少兩個環(huán)諧振器在近場區(qū)中生成非輻射磁場，所述至少兩個環(huán)諧振器被布置為 使得由每個產(chǎn)生的磁場與在所述區(qū)的給定部分或特定部分中由另一個生成的磁場基本上 正交； 偏移所述兩個環(huán)諧振器中的至少一個中的信號的相位以便相對于近區(qū)磁場的偏振來 優(yōu)化接收到的電力；以及 組合從所述至少兩個環(huán)諧振器生成的子信號。
21. 如權(quán)利要求20所述的方法，還包括： 發(fā)送反饋信息到發(fā)射機(jī)以確定發(fā)射機(jī)的子信號的相位，以生成將由接收機(jī)最優(yōu)地接收 到的近區(qū)磁場。
【文檔編號】H02J17/00GK104488166SQ201380036737
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2013年5月9日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月9日
【發(fā)明者】I.扎尼迪斯, F.阿揚(yáng)法爾, S.拉杰戈帕爾 申請人:三星電子株式會社