本實用新型的各個方面整體涉及功率傳輸系統(tǒng)，諸如無線功率傳輸和/或無線電池充電系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

采用磁性耦合線圈的無線功率傳送是使用松散耦合線圈和緊密耦合線圈兩者(即，在變壓器中)來完成的。松散耦合線圈沒有共用磁芯，并且因此使用連接到電源的線圈產(chǎn)生的磁通量在其他連接到負(fù)載的磁性耦合線圈中感應(yīng)地感生出電流。常規(guī)無線功率傳送系統(tǒng)的示例可見于以下參考文獻(xiàn)，每個參考文獻(xiàn)中的公開內(nèi)容全文據(jù)此以引用方式并入本文：Chen等人所著論文“A Study of Loosely Coupled Coils for Wireless Power Transfer，”IEEE Transactions on Circuits and Systems-II：Express Briefs，V.57，No.7，pp.536-540(July 2010)(“用于無線功率傳送的松散耦合線圈的研究”，IEEE電路與系統(tǒng)學(xué)報-II：快報，第57卷，第7期，第536-540頁(2010年7月))；Water等人所著論文“Adaptive Impedance Matching for Magnetically Coupled Resonators，”PIERS Proceedings，Moscow，Russia，pp.694-701(August 19-23，2012)(“用于磁性耦合諧振器的自適應(yīng)阻抗匹配”，俄國莫斯科市電磁研究進展國際研討會刊，第694-701頁(2012年8月19-23日))；Cannon等人所著論文“Magnetic Resonant Coupling as a Potential Means for Wireless Power Transfer to Multiple Small Receivers，”IEEE Transactions on Power Electronics，V.24，No.7，pp.1819-1825(July 2009)(“作為用于至多個小接收器的無線功率傳送的可能手段的磁性諧振耦合”，IEEE功率電子學(xué)學(xué)報，第24卷，第7期，第1819-1825頁(2009年7月))。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型要解決的一個技術(shù)問題是提供改進的無線功率傳輸系統(tǒng)。

根據(jù)本實用新型的一個方面，提供了一種無線功率傳輸系統(tǒng)，該無線功率傳輸系統(tǒng)包括：電源，所述電源與第一無線功率傳輸系統(tǒng)耦接；負(fù)載，所述負(fù)載與包括感測電路的第二無線功率傳輸系統(tǒng)耦接；其中使用所述感測電路，所述第二無線功率傳輸系統(tǒng)被配置成將所述第二無線功率傳輸系統(tǒng)與所述第一無線功率傳輸系統(tǒng)的諧振動態(tài)調(diào)諧為期望的諧振頻率值，以允許將期望的電壓和期望的功率中的一個傳送到所述負(fù)載；其中所述期望的諧振頻率值小于最大可能諧振頻率值；并且其中所述第一無線功率傳輸系統(tǒng)能夠比所述第二無線功率傳輸系統(tǒng)傳輸更多電壓和更多功率中的一者，并且所述負(fù)載能夠在不對所述第二無線功率傳輸系統(tǒng)和所述負(fù)載中的一者造成損壞的情況下進行接收。

在一個實施例中，所述感測電路被配置成通過調(diào)整所述第一無線功率傳輸系統(tǒng)所傳輸?shù)念l率和所述第二無線功率傳輸系統(tǒng)所接收的頻率中的一者，來調(diào)諧所述第二無線功率傳輸系統(tǒng)與所述第一無線功率傳輸系統(tǒng)的諧振。

在一個實施例中，所述感測電路被配置成通過調(diào)整所述第二無線功率傳輸系統(tǒng)的電容來調(diào)諧所述第二無線功率傳輸系統(tǒng)與所述第一無線功率傳輸系統(tǒng)的諧振。

在一個實施例中，所述感測電路被配置成通過使用所述感測電路調(diào)整所述第二無線功率傳輸系統(tǒng)中包括的電壓依賴的電容器的偏壓來調(diào)整所述第二無線功率傳輸系統(tǒng)的電容。

在一個實施例中，所述第二無線功率傳輸系統(tǒng)包括至少一級，所述至少一級包括至少第一線圈，并且所述感測電路被配置成通過將所述至少第一線圈解調(diào)至所述期望的諧振頻率值，來調(diào)諧所述第二無線功率傳輸系統(tǒng)與所述第一無線功率傳輸系統(tǒng)的諧振。

在一個實施例中，所述第二無線功率傳輸系統(tǒng)包括兩級式諧振器，所述兩級式諧振器包括第一線圈和第二線圈，所述兩級式諧振器被配置成通過將所述第一線圈和所述第二線圈中的一者解調(diào)至所述期望的諧振頻率值，來調(diào)諧所述第二無線功率傳輸系統(tǒng)與所述第一無線功率傳輸系統(tǒng)的諧振。

在一個實施例中，所述第二無線功率傳輸系統(tǒng)包括單級式諧振器，所述單級式諧振器包括第一線圈，所述單級式諧振器被配置成通過將所述第一線圈解調(diào)至所述期望的諧振頻率值，來調(diào)諧所述第二無線功率傳輸系統(tǒng)與所述第一無線功率傳輸系統(tǒng)的諧振。

在一個實施例中，動態(tài)調(diào)諧所述第二無線功率傳輸系統(tǒng)與所述第一無線功率傳輸系統(tǒng)的所述諧振還包括：在完成初始無線功率傳輸后通過將反饋信號從所述第二無線功率傳輸系統(tǒng)傳輸?shù)剿龅谝粺o線功率傳輸系統(tǒng)以調(diào)諧所述第一無線功率傳輸系統(tǒng)的諧振，從而進行調(diào)諧。

在一個實施例中，所述系統(tǒng)還被配置成響應(yīng)于接收來自于所述第二無線功率傳輸系統(tǒng)的所述反饋信號，通過調(diào)整所述第一無線功率傳輸系統(tǒng)所傳輸?shù)念l率進行調(diào)諧。

在一個實施例中，動態(tài)調(diào)諧所述第二無線功率傳輸系統(tǒng)與所述第一無線功率傳輸系統(tǒng)的諧振還包括：在完成初始無線功率傳輸后，通過使用所述第二無線功率傳輸系統(tǒng)中包括的感測電路調(diào)諧所述第二無線功率傳輸系統(tǒng)的諧振，從而進行調(diào)諧，其中所述感測電路調(diào)整所述第二無線功率傳輸系統(tǒng)所接收的頻率、所述第二無線功率傳輸系統(tǒng)的電容中的一者；和它們的任何組合。

本實用新型的一個技術(shù)效果是提供了改進的無線功率傳輸系統(tǒng)。

對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，通過具體實施方式和附圖以及通過權(quán)利要求，上述以及其他方面、特征和優(yōu)點將顯而易見。

附圖說明

將在下文中結(jié)合附圖來描述各實施方式，其中類似標(biāo)號表示類似元件，并且：

圖1為無線功率傳輸系統(tǒng)的方框圖；

圖2為無線功率傳輸系統(tǒng)(WPT)的線圈的磁場的曲線圖；

圖3為WPT的第一實施方式的一部分的電路與方框圖；

圖4為WPT的第二實施方式的一部分的電路與方框圖；

圖5為示出常規(guī)諧振器的頻率響應(yīng)的示意圖，其中峰值諧振處于6.78MHz；

圖6A、圖6B和圖6C為用于調(diào)整WPT系統(tǒng)電容的感測電路和電容器陣列的第一實施方式的組件的電路圖；

圖7為用于調(diào)整施加到電壓依賴的電容器的偏壓的感測電路和系統(tǒng)的組件的電路圖，該電壓依賴的電容器用于調(diào)整WPT系統(tǒng)的電容。

具體實施方式

本公開、其各方面以及實施方式并不限于本文所公開的具體組件、組裝工序或方法元素。顯然，本領(lǐng)域已知的符合預(yù)期無線功率傳輸系統(tǒng)(WPT)的許多附加組件、組裝工序和/或方法元素將可與本公開的特定實施方式一起使用。因此，例如，盡管本實用新型公開了特定實施方式，但是此類實施方式和實施組件可包括符合預(yù)期操作和方法的本領(lǐng)域已知的針對此類WPT系統(tǒng)的任何形狀、尺寸、樣式、類型、模型、版本、量度、濃度、材料、數(shù)量、方法元素、步驟等，以及實施組件和方法。

WPT系統(tǒng)的各種實施方式以及WPT系統(tǒng)實施所使用的無線功率傳輸方法在本文獻(xiàn)中公開。這些系統(tǒng)和方法可使用或包括以引用方式并入本文的參考文獻(xiàn)中概述的系統(tǒng)的各種組件和功能中的一者、全部或任一者。本文所公開的系統(tǒng)可為近場無線充電系統(tǒng)。

參見圖1，示出WPT系統(tǒng)2的實施方式。如圖所示，系統(tǒng)2包括傳輸(Tx)側(cè)4(第一WPT系統(tǒng))和接收(Rx)側(cè)6(第二WPT系統(tǒng))。Tx諧振器用于將功率傳輸?shù)剿缮⒌卮判择詈系膶?yīng)Rx諧振器，所述Rx諧振器隨后將功率提供到客戶端設(shè)備負(fù)載(負(fù)載)。根據(jù)Tx諧振器與Rx諧振器之間的諧振頻率值，更多或更少的功率和/或電壓和/或電流可傳輸?shù)浇邮諅?cè)6和負(fù)載。在一些WPT系統(tǒng)實施方式中，可施加到接收側(cè)6的潛在功率和/或電壓可以超過可由接收側(cè)6中包括的任一組件或全部組件或其負(fù)載本身所承載/或處理的功率和/或電壓。在這種情況下，如果在傳輸側(cè)或接收側(cè)的頻率下的諧振頻率值過高，那么過多功率和/或電壓可提供到接收側(cè)6中的組件和/或負(fù)載，這可能會導(dǎo)致在短期內(nèi)或長期內(nèi)對WPT系統(tǒng)中的組件和/或負(fù)載的損壞。

常規(guī)WPT系統(tǒng)尋求最大化諧振頻率值，以便確保功率最高效地傳輸?shù)浇邮諅?cè)。這是因為由于Tx諧振器和Rx諧振器僅僅是松散耦合的，因此功率傳送更難進行并且諧振器之間的損失相應(yīng)地高于密切/緊密耦合系統(tǒng)(如變壓器)中的損失。由于這些系統(tǒng)尋求在固定的最大諧振點處操作，因此在不使用外部電氣保護組件的情況下，無法處理傳輸側(cè)4提供的功率和/或電壓的接收側(cè)/WPT系統(tǒng)就無法與此類傳輸WPT系統(tǒng)一起使用，這會增加總體成本并占據(jù)系統(tǒng)內(nèi)的空間。

本文所公開的各種WPT系統(tǒng)實施方式允許接收側(cè)6的諧振被調(diào)諧至期望的諧振頻率值，所述期望的諧振頻率值小于允許在最大功率傳送效率下操作的最大諧振頻率值。所述系統(tǒng)的這一能力允許與傳輸WPT系統(tǒng)一起使用的接收WPT系統(tǒng)實施方式可在不造成系統(tǒng)損壞的情況下處理功率/電壓，所述傳輸WPT系統(tǒng)能夠傳輸比接收WPT系統(tǒng)更大的功率/電壓。此外，WPT系統(tǒng)的這一能力可允許采用在不同功率/電壓要求下操作的多種類型的接收WPT系統(tǒng)和/或負(fù)載，以便利用相同傳輸WPT系統(tǒng)，而不需要使用應(yīng)用于接收WPT系統(tǒng)、負(fù)載或WPT系統(tǒng)和負(fù)載兩者的外部電子組件來保護接收WPT或負(fù)載免受損壞。在此類系統(tǒng)中，可以使用被設(shè)計成結(jié)合需要調(diào)諧保護的設(shè)備來處理來自傳輸側(cè)的全功率和/或電壓的具有接收側(cè)(第三WPT系統(tǒng))的設(shè)備。取決于具體應(yīng)用，傳輸WPT系統(tǒng)(功率傳輸單元，即PTU)的輸出功率范圍可為約2W至約70W，因此使用相同傳輸WPT系統(tǒng)，能夠靈活地為不同的WPT系統(tǒng)充電可以是有利的。此外，在接收WPT系統(tǒng)被包括在生物醫(yī)學(xué)/可穿戴式設(shè)備(諸如作為非限制性示例，助聽器、手表和其他可穿戴式電子設(shè)備)中的情況下，可能無法提供使用外部電子組件來保護WPT系統(tǒng)和/或負(fù)載所需的空間。由于根據(jù)設(shè)備的接收諧振器耦合情況，感應(yīng)電壓可為高至數(shù)十至數(shù)百伏，因此可能會對接收設(shè)備造成損壞。

參見圖1和圖2，系統(tǒng)2中使用的Rx諧振器和Tx諧振器采用方形平面線圈設(shè)計，這種設(shè)計可以具有圖2所示的磁通量場。然而，在其他系統(tǒng)實施方式中，可以使用圓形、橢圓形或其他封閉形狀的線圈，包括平面線圈，以任何封閉形狀形成的螺旋線圈也是如此。也可在各種實施方式中使用各種三維形狀線圈設(shè)計，諸如作為非限制性示例，碗形、立方形設(shè)計、錐形(直立或傾斜)設(shè)計、平行六邊形設(shè)計以及其他規(guī)則或不規(guī)則的三維形狀設(shè)計。在各種實施方式(包括本文所示那些實施方式)中，諧振器可以是具有N匝的螺旋感應(yīng)器與外部電容器的組合。多種電子組件可以用作系統(tǒng)2的一部分，包括整流器、DC至DC轉(zhuǎn)換器、匹配電路、功率放大器和電壓控制電路。如本文中將更詳細(xì)描述，傳輸側(cè)4和接收側(cè)6可包括允許在傳輸側(cè)4與接收側(cè)6之間進行無線通信的各種主控制(MCU)單元和信令單元。

參見圖3，示出WPT系統(tǒng)8的第一實施方式。如圖所示，系統(tǒng)8包括耦接到電源(未示出)的傳輸器10(第一WPT系統(tǒng))。系統(tǒng)8的接收側(cè)包括兩級，即接收器1級諧振器(第一級12)和接收器2級諧振器(第二級14)。這些級是通過每個級上的線圈L_RX電耦合在一起，以允許在功率被施加到負(fù)載R_L之前傳輸/調(diào)節(jié)從傳輸器10接收的功率信號。在各種實施方式中，第一級12線圈是具有N匝的螺旋感應(yīng)器，并且第二級14線圈是具有密切耦合的N/2匝的螺旋感應(yīng)器。如圖所示，第一級12包括電壓依賴的電容器16，所述電壓依賴的電容器結(jié)合接收電容器C_RX形成第一級的電容C_TUNE。在各種實施方式中，可以使用多種電壓依賴的電容器中的任一種。在具體實施方式中，電壓依賴的電容器可為無源可調(diào)諧集成電路(PTIC)，如由美國亞利桑那州菲尼克斯的安森美半導(dǎo)體公司(ON Semiconductor of Phoenix，Arizona)制造的那些。PTIC的各種實施方式的示例可見于附錄A隨附地包括的數(shù)據(jù)表單，其公開內(nèi)容全文據(jù)此以引用方式并入本文。在其他實施方式中，無法使用電壓依賴的電容器，并且如下文將描述，可使用耦接到開關(guān)的電容器組或陣列來調(diào)整第一級12的電容。

所包括的電容器調(diào)諧控制18被設(shè)計成調(diào)整電壓依賴的電容器16的電容，并相應(yīng)地調(diào)整第一級12的諧振頻率值。由于第一級12的諧振頻率值可通過調(diào)整第一級12的電容來進行調(diào)整，因此，第二級14所接收/獲得的功率/電壓以及施加到負(fù)載的功率/電壓將相應(yīng)地調(diào)整，因為這些級是密切耦合的。電容器調(diào)諧控制電路的各種實施方式將在下文描述。在各種系統(tǒng)實施方式中可以包括另外的級(3、4或更多)。在各種實施方式中，這些級和第二級的諧振均可使用本文所公開的原理類似地進行調(diào)諧。

參見圖4，示出WPT系統(tǒng)20的第二實施方式。如圖所示，系統(tǒng)20包括在接收側(cè)(接收器1級諧振器)上的單個級22，該級將線圈L_RX直接耦合到負(fù)載R_L。所包括的電壓依賴的電容器C_TUNE 24能夠響應(yīng)于電容器調(diào)諧控制26所施加的偏壓信號來改變級22的電容，所述電容器調(diào)諧控制可為本文所公開的電容器調(diào)諧控制電路的任何實施方式。通過第二級22的電容調(diào)整，第二級22的線圈L_RX與傳輸器27的諧振頻率值被調(diào)諧至期望的諧振頻率值，并且施加至負(fù)載的功率/電壓量會相應(yīng)地直接調(diào)整。

本文所公開的實施方式已論述了接收WPT系統(tǒng)(第二WPT系統(tǒng)，或第三、第四或更多WPT系統(tǒng))的電容調(diào)整，以便將接收WPT系統(tǒng)的諧振頻率值調(diào)諧至期望的諧振級。在其他實施方式中，可調(diào)整WPT系統(tǒng)的傳輸側(cè)或接收側(cè)或傳輸側(cè)和接收側(cè)兩者以調(diào)諧系統(tǒng)的諧振頻率值。調(diào)整該諧振頻率值意味著調(diào)整系統(tǒng)接收特定頻率/與特定頻率諧振的能力。參見圖5，示出在常規(guī)線圈實施方式中的接收電壓與頻率的曲線圖。如圖所示，該線圈的諧振頻率會產(chǎn)生最大諧振頻率值，并相應(yīng)地允許在傳輸線圈與接收線圈之間進行最大電壓傳輸。在該系統(tǒng)中，諧振頻率為約6.78MHz，但是在各種其他系統(tǒng)實施方式中，可以使用其他頻率，諸如作為非限制性示例，約13.56MHz、約27.12MHz、約2.4GHz和能夠在WPT系統(tǒng)的傳輸側(cè)和接收側(cè)之間形成諧振功率傳送的任何其他頻率。

圖5示出系統(tǒng)可如何對諧振頻率電壓最大值、WPT系統(tǒng)的接收側(cè)所接收的頻率和/或WPT系統(tǒng)的傳輸側(cè)所傳輸?shù)念l率中的任一方面進行調(diào)整來減少正在傳輸?shù)碾妷?。如可以觀察到，由于電壓與頻率之間的關(guān)系相對于頻率為二階的，因此該頻率相對于諧振頻率略微地增大或減小可能在初始導(dǎo)致傳輸電壓發(fā)生較大變化，而該頻率相對于諧振頻率顯著地增大或減小則導(dǎo)致傳輸電壓發(fā)生較小變化。在各種實施方式中，可使用調(diào)頻器和其他頻率調(diào)整設(shè)備和系統(tǒng)來調(diào)整WPT系統(tǒng)的傳輸側(cè)、接收側(cè)或傳輸側(cè)和接收側(cè)兩者的頻率行為，以便實現(xiàn)期望的諧振頻率值。由于頻率變化使該頻率遠(yuǎn)離諧振頻率，因此調(diào)整接收和/或傳輸?shù)念l率的過程可稱為“解調(diào)”頻率并相應(yīng)地“解調(diào)”WPT系統(tǒng)的諧振頻率值。通過解調(diào)諧振頻率，調(diào)整施加到負(fù)載的電壓和/或功率，以防止對負(fù)載或WPT系統(tǒng)的接收側(cè)的組件造成損壞。

還可調(diào)整其他系統(tǒng)參數(shù)來調(diào)諧超過電容的諧振，作為非限制性示例，所述其他系統(tǒng)參數(shù)包括質(zhì)量系數(shù)、接收線圈幾何形狀和能夠改變WPT系統(tǒng)的傳輸側(cè)和接收側(cè)之間的諧振頻率值的任何其他參數(shù)。

在各種WPT系統(tǒng)實施方式中，可將感測電路包括在WPT系統(tǒng)的接收側(cè)(第二WPT系統(tǒng))中。感測電路被設(shè)計成測量將施加到接收側(cè)(無論單個級、第一級或其他多個級)的電壓和/或功率，并且隨后改變接收側(cè)的操作參數(shù)，以便將諧振頻率值調(diào)諧至期望或計算的目標(biāo)值，這將防止損壞接收側(cè)的組件和/或負(fù)載。參見圖6B，示出包括兩個比較器30，32的感測電路28的一部分的實施方式。第一比較器30接收從傳輸側(cè)接收的輸入電壓(V_resntr)，并將其與高閾值電壓(Thresh_Hi)進行比較，然后輸出結(jié)果。同樣，第二比較器32接收輸入電壓，并將其與低閾值電壓(Thresh_Lo)比較，然后輸出結(jié)果。在各種實施方式中，閾值電壓可以由芯片上參考電路或其他閾值電壓生成電路設(shè)定。高閾值電壓設(shè)定為設(shè)計用以防止接收側(cè)的組件和/或負(fù)載受到損壞的電平。在一些實施方式中，高閾值電壓設(shè)定為正好低于與接收側(cè)或負(fù)載相關(guān)聯(lián)的芯片上的設(shè)備的設(shè)備可靠電壓限值。低閾值電壓可設(shè)定為期望值，以便允許感測電路調(diào)諧諧振以增加從傳輸側(cè)接收的電壓。

第一比較器30和第二比較器32的輸出可由N位計數(shù)器/解碼器34(如圖6C所示)接收。在各種實施方式中，輸出可使用計時器處理，或通過使用一個或多個鎖存器或甚至熔斷器來存儲。在圖6C所示的實施方式中，N位計數(shù)器/解碼器34存儲/傳輸接收到的輸出，并且提供與接收到的輸出對應(yīng)的N位輸出。參見圖6A，示出并聯(lián)耦接的電容器36，38陣列的實施方式。如圖所示，電容器36，38中的每一者分別與開關(guān)40，42串聯(lián)耦接。由于該電容器陣列被耦接到線圈L_R，因此使用開關(guān)連接/斷開電容器36，38會改變在C_R與C_R比下接收側(cè)的電容。電容變化使線圈LR的頻率以及線圈與傳輸線圈的諧振變化。由于在各種實施方式中，開關(guān)可各自耦接到圖6C的N位計數(shù)器/解碼器34的輸出端，因此，當(dāng)N個輸出變化時，各種開關(guān)相應(yīng)地打開和閉合。以此方式，接收側(cè)(或接收側(cè)的一級)的電容可以更改以調(diào)諧接收側(cè)或級的諧振頻率值。在此類實施方式中，并未使用電壓依賴的電容器，但是感測電路使用輸入電壓來相應(yīng)地調(diào)整接收側(cè)的電容，以便實現(xiàn)期望的諧振頻率值(并相應(yīng)地實現(xiàn)期望的電壓/功率值)。

參見圖7，示出鄰近N位計數(shù)器/解碼器46的感測電路44的實施方式，輸出端將電耦接到所述N位計數(shù)器/解碼器，類似于圖6B和圖6C所示的實施方式。如前所述，感測電路44監(jiān)控輸入電壓V_resntr，并且使用比較器48和50將其分別與高閾值和低閾值進行比較。比較器的輸出隨后由與恒流源52，54陣列耦接的N位計數(shù)器/解碼器46處理，每一個恒流源與開關(guān)56，58陣列串聯(lián)耦接。恒流源52，54陣列被耦接到阻抗網(wǎng)絡(luò)56，它們一起形成解碼器控制的偏壓生成器，該偏壓生成器有助于形成作為施加到電壓依賴的電容器62的偏壓的電壓輸出。由于電壓依賴的電容器62與接收側(cè)電路耦接，當(dāng)偏壓變化時，接收側(cè)的電容變化，從而允許將諧振頻率值調(diào)諧至將提供期望電壓電平供負(fù)載使用的值。

雖然圖6A-圖6C和圖7中示出的感測電路實施方式涉及調(diào)整電容以對接收側(cè)諧振頻率值進行調(diào)諧，但是感測電路實施方式也可以與頻率調(diào)諧電路組合用來改變所接收和/或傳輸?shù)念l率，從而也調(diào)諧諧振頻率值。此類感測電路實施方式可包括在圖1所示接收側(cè)6和傳輸側(cè)4的MCU和帶外信令組件之中。在此類實施方式中，包含來自接收側(cè)6的反饋信號的無線傳輸可以由傳輸側(cè)接收，并且頻率例如可響應(yīng)于諧振頻率值的調(diào)諧來相應(yīng)地調(diào)整。同樣，以前饋控制的方式，包含來自傳輸側(cè)4的前饋信號的無線傳輸可發(fā)送到接收側(cè)6，由此，接收側(cè)6可響應(yīng)于接收到前饋信號來對接收側(cè)6的頻率、電容或頻率和電容兩者進行調(diào)整。在使用本文所公開的原理的情況下，多種實施方式是可能的。

雖然在各種實施方式中，示出的是調(diào)整接收側(cè)的電容或接收側(cè)的頻率的那些實施方式，但是通過使用反饋信號，也可調(diào)整頻率或其他控制WPT系統(tǒng)的傳輸側(cè)所傳輸?shù)墓β屎?或電壓的參數(shù)。然而，在各種實施方式中，管理頻率/電容/或其他用于調(diào)整接收側(cè)上的參數(shù)的功率或電壓可以更加簡單，因為接收側(cè)通常是設(shè)計用于與傳輸充電站一起工作的設(shè)備。這種技術(shù)可允許充電站設(shè)計是基本通用的，同時每個設(shè)備利用該充電站管理其諧振級以便為其自身充電，而不對其組件造成損壞。

各種WPT系統(tǒng)(如本文所公開的那些)可以利用無線功率傳輸方法的各種實施方式。所述方法可包括：提供與第一WPT系統(tǒng)(傳輸側(cè))耦接的電源；以及提供與第二WPT系統(tǒng)(接收側(cè))耦接的負(fù)載。所述方法還可包括將第二WPT系統(tǒng)與第一WPT系統(tǒng)的諧振調(diào)諧為期望的諧振級，以允許將期望電壓或期望功率傳送到負(fù)載。期望的諧振級可以小于最大可能諧振級。第一WPT系統(tǒng)能夠比第二WPT系統(tǒng)傳輸更多電壓和/或更多功率，并且/或者負(fù)載可以在不對第二WPT系統(tǒng)或負(fù)載造成損壞的情況下進行接收。在各種實施方式中，調(diào)諧可動態(tài)地進行，這意味著這是使用感測電路或其他自動更改/調(diào)諧第二WPT系統(tǒng)的諧振頻率值的系統(tǒng)/方法(如本文所公開的那些)來控制的。在其他實施中，調(diào)諧可由用戶手動進行，用戶通過選擇器開關(guān)來手動選擇諧振級，或在傳輸側(cè)或接收側(cè)上手動設(shè)置變量，所述變量設(shè)計用于確保從所傳輸/接收的頻率得到的功率/電壓將不會損壞接收設(shè)備。在各種實施方式中，調(diào)諧過程可以稱為解調(diào)過程，因為調(diào)諧過程使諧振頻率值遠(yuǎn)離最大諧振頻率值。

在各種方法和系統(tǒng)實施方式中，系統(tǒng)的接收側(cè)可在無需知曉最大諧振頻率值的先驗值或系統(tǒng)計算/檢測的值的情況下調(diào)諧該諧振頻率值，以便找出達(dá)到期望電壓和/或功率電平的操作點。相反，在喚醒時或遇到來自傳輸側(cè)的信號時，系統(tǒng)可以使用感測電路或其他控制電路來調(diào)諧諧振，直到達(dá)到期望電壓和/或功率電平。在各種實施方式中，系統(tǒng)可利用出于安全目的設(shè)置為非諧振值的各種控制電路來通電，并且隨后進行后續(xù)調(diào)整。在各種實施方式中，斷電時，出于安全目的，控制電路還可被重置為非諧振值。

在各種方法實施方式中，諧振頻率值的調(diào)諧可以在已經(jīng)在傳輸側(cè)與接收側(cè)之間進行初始無線功率傳輸(可通過負(fù)載或可不通過負(fù)載)后進行。在其他實施方式中，可調(diào)諧接收側(cè)的電容和頻率(接收到的頻率)兩者以調(diào)整諧振頻率值。在其他實施方式中，諧振頻率值的調(diào)諧可響應(yīng)于來自負(fù)載的反饋而進行。在這些實施方式中，響應(yīng)于負(fù)載表明其需要更多或更少功率或電壓，控制電路(在一些實施方式中為感測電路)將接收側(cè)線圈的諧振調(diào)諧至期望/計算的級。

各種系統(tǒng)實施方式可以使用各種無線功率傳輸方法。這些方法實施方式包括：提供與第一無線功率傳輸(WPT)系統(tǒng)耦接的電源；提供與第二WPT系統(tǒng)耦接的負(fù)載；以及將第二WPT系統(tǒng)與第一WPT系統(tǒng)的諧振調(diào)諧為期望的諧振頻率值，以允許將期望電壓和期望功率中的一者傳送到負(fù)載。期望的諧振頻率值小于最大可能諧振級。第一WPT系統(tǒng)能夠比第二WPT系統(tǒng)傳輸更多電壓或更多功率，或者負(fù)載可以在不對第二WPT系統(tǒng)或負(fù)載造成損壞的情況下進行接收。

這些方法實施方式還可包括如下情況：調(diào)諧第二WPT系統(tǒng)與第一WPT系統(tǒng)的諧振還包括調(diào)整第一WPT系統(tǒng)所傳輸?shù)念l率和第二WPT系統(tǒng)所接收的頻率中的一者。

這些方法實施方式可包括如下情況：調(diào)諧第二WPT系統(tǒng)與第一WPT系統(tǒng)的諧振還包括調(diào)整第二WPT系統(tǒng)的電容。

所述方法可包括：提供與第三WPT系統(tǒng)耦接的第二負(fù)載；以及將第三WPT系統(tǒng)與第一WPT系統(tǒng)的諧振調(diào)諧為期望的諧振頻率值，以允許將期望電壓或期望功率傳送到負(fù)載。期望的諧振頻率值小于最大可能諧振頻率值。第一WPT系統(tǒng)能夠比第三WPT系統(tǒng)傳輸更多電壓或更多功率中的一者，并且第二負(fù)載可以在不對第三WPT系統(tǒng)或第二負(fù)載造成損壞的情況下進行接收。

所述方法還可包括提供與第三WPT系統(tǒng)耦接的第二負(fù)載，其中第三WPT系統(tǒng)和第二負(fù)載適于在最大可能諧振頻率值下操作，而不對第三WPT系統(tǒng)和第二負(fù)載造成損壞。

第二WPT系統(tǒng)包括感測電路，并且調(diào)諧第二WPT系統(tǒng)與第一WPT系統(tǒng)的諧振還包括使用感測電路進行調(diào)諧。

使用感測電路進行調(diào)諧可包括通過使用感測電路調(diào)整第一WPT系統(tǒng)所傳輸?shù)念l率或第二WPT系統(tǒng)所接收的頻率進行調(diào)諧。

使用感測電路進行調(diào)諧還可包括通過使用感測電路調(diào)整第二WPT系統(tǒng)的電容進行調(diào)諧。

使用感測電路調(diào)整第二WPT系統(tǒng)的電容可包括使用感測電路調(diào)整電壓依賴的電容器的偏壓。

調(diào)諧第二WPT系統(tǒng)與第一WPT系統(tǒng)的諧振還可包括在完成初始無線功率傳輸后通過將反饋信號傳輸?shù)降谝籛PT系統(tǒng)以調(diào)諧第一WPT系統(tǒng)的諧振或使用第二WPT系統(tǒng)中包括的感測電路調(diào)諧第二WPT系統(tǒng)的諧振，從而進行調(diào)諧。

本文獻(xiàn)公開的系統(tǒng)實施方式可以利用無線功率傳輸方法的實施。這些方法實施方式包括：提供與第一無線功率傳輸(WPT)系統(tǒng)耦接的電源；提供與第二WPT系統(tǒng)耦接的負(fù)載；以及將第二WPT系統(tǒng)與第一WPT系統(tǒng)的諧振動態(tài)調(diào)諧為期望的諧振頻率值，以允許將期望電壓或期望功率傳送到負(fù)載。期望的諧振頻率值小于最大可能諧振頻率值。第一WPT系統(tǒng)能夠比第二WPT系統(tǒng)傳輸更多電壓或更多功率，或者負(fù)載可以在不對第二WPT系統(tǒng)或負(fù)載造成損壞的情況下進行接收。

無線功率傳輸系統(tǒng)的實施方式可包括：與第一無線功率傳輸(WPT)系統(tǒng)耦接的電源；以及與包括感測電路的第二WPT系統(tǒng)耦接的負(fù)載。在使用感測電路的情況下，第二WPT系統(tǒng)可被配置成將第二WPT系統(tǒng)與第一WPT系統(tǒng)的諧振動態(tài)調(diào)諧為期望的諧振頻率值，以允許將期望的電壓或期望的功率傳送到負(fù)載。期望的諧振頻率值可以小于最大可能諧振頻率值。第一WPT系統(tǒng)可能能夠比第二WPT系統(tǒng)傳輸更多電壓或更多功率，或者負(fù)載可以在不對第二WPT系統(tǒng)或負(fù)載造成損壞的情況下進行接收。

WPT系統(tǒng)的實施方式可包括以下各項中的一者、全部或任一者：

感測電路可被配置成通過調(diào)整第一WPT系統(tǒng)所傳輸?shù)念l率或第二WPT系統(tǒng)所接收的頻率，來調(diào)諧第二WPT系統(tǒng)與第一WPT系統(tǒng)的諧振。

感測電路可被配置成通過調(diào)整第二WPT系統(tǒng)的電容來調(diào)諧第二WPT系統(tǒng)與第一WPT系統(tǒng)的諧振。

感測電路可被配置成通過使用感測電路調(diào)整第二WPT系統(tǒng)中包括的電壓依賴的電容器的偏壓來調(diào)整第二WPT系統(tǒng)的電容。

第二WPT系統(tǒng)可包括至少一級，所述至少一級包括至少第一線圈，并且感測電路可被配置成通過將至少第一線圈解調(diào)至期望的諧振頻率值，來調(diào)諧第二WPT系統(tǒng)與第一WPT系統(tǒng)的諧振。

WPT系統(tǒng)的實施方式可以利用一種無線功率傳輸方法的實施方式。該方法可包括：提供與第一WPT系統(tǒng)耦接的電源；提供與第二WPT系統(tǒng)耦接的負(fù)載；以及將第二WPT系統(tǒng)與第一WPT系統(tǒng)的諧振調(diào)諧為期望的諧振頻率值，以允許將期望的電壓和期望的功率傳送到負(fù)載。期望的諧振頻率值可以小于最大可能諧振級別。第一WPT系統(tǒng)可能能夠比第二WPT系統(tǒng)傳輸更多電壓或更多功率，或者負(fù)載可以在不對第二WPT系統(tǒng)或負(fù)載造成損壞的情況下進行接收。

無線功率傳輸方法的實施方式可包括以下各項中的一者、全部或任一者：

調(diào)諧第二WPT系統(tǒng)與第一WPT系統(tǒng)的諧振還可包括調(diào)整第一WPT系統(tǒng)所傳輸?shù)念l率或第二WPT系統(tǒng)所接收的頻率。

調(diào)諧第二WPT系統(tǒng)與第一WPT系統(tǒng)的諧振還可包括調(diào)整第二WPT系統(tǒng)的電容。

所述方法還可包括：提供與第三WPT系統(tǒng)耦接的第二負(fù)載；以及將第三WPT系統(tǒng)與第一WPT系統(tǒng)的諧振調(diào)諧為期望的諧振頻率值，以允許將期望電壓或期望功率傳送到負(fù)載。期望的諧振頻率值可以小于最大可能諧振頻率值。第一WPT系統(tǒng)能夠比第三WPT系統(tǒng)傳輸更多電壓或更多功率，或者第二負(fù)載可以在不對第三WPT系統(tǒng)或第二負(fù)載造成損壞的情況下進行接收。

所述方法還可包括提供與第三WPT系統(tǒng)耦接的第二負(fù)載，其中第三WPT系統(tǒng)和第二負(fù)載適于在最大可能諧振頻率值下操作，而不對第三WPT系統(tǒng)或第二負(fù)載造成損壞。

第二WPT系統(tǒng)可包括感測電路，并且調(diào)諧第二WPT系統(tǒng)與第一WPT系統(tǒng)的諧振還可包括使用感測電路進行調(diào)諧。

使用感測電路進行調(diào)諧還可包括通過使用感測電路調(diào)整第一WPT系統(tǒng)所傳輸?shù)念l率或第二WPT系統(tǒng)所接收的頻率進行調(diào)諧。

使用感測電路進行調(diào)諧還可包括通過使用感測電路調(diào)整第二WPT系統(tǒng)的電容進行調(diào)諧。

使用感測電路調(diào)整第二WPT系統(tǒng)的電容還可包括使用感測電路調(diào)整電壓依賴的電容器的偏壓。

第二WPT系統(tǒng)可包括兩級式諧振器，所述兩級式諧振器包括第一線圈和第二線圈，并且調(diào)諧第二WPT系統(tǒng)與第一WPT系統(tǒng)的諧振還可包括將第一線圈或第二線圈解調(diào)至期望的諧振頻率值。

第二WPT系統(tǒng)可包括單級式諧振器，所述單級式諧振器包括第一線圈，并且調(diào)諧第二WPT系統(tǒng)與第一WPT系統(tǒng)的諧振還包括將第一線圈解調(diào)至期望的諧振頻率值。

調(diào)諧第二WPT系統(tǒng)與第一WPT系統(tǒng)的諧振還可包括在完成初始無線功率傳輸后通過將反饋信號傳輸?shù)降谝籛PT系統(tǒng)以調(diào)諧第一WPT系統(tǒng)的諧振或使用第二WPT系統(tǒng)中包括的感測電路調(diào)諧第二WPT系統(tǒng)的諧振，從而進行調(diào)諧。

WPT系統(tǒng)的實施方式可以利用一種無線功率傳輸方法的實施方式。所述方法可包括：提供與第一WPT系統(tǒng)耦接的電源；提供與第二WPT系統(tǒng)耦接的負(fù)載；以及將第二WPT系統(tǒng)與第一WPT系統(tǒng)的諧振動態(tài)調(diào)諧為期望的諧振頻率值，所述期望的諧振頻率值小于最大可能諧振頻率值。期望的諧振頻率值可以小于最大可能諧振頻率值。第一WPT系統(tǒng)可能能夠比第二WPT系統(tǒng)傳輸更多電壓或更多功率，或者負(fù)載可以在不對第二WPT系統(tǒng)或負(fù)載造成損壞的情況下進行接收。

無線功率傳輸方法的實施方式可包括以下各項中的一者、全部或任一者：

動態(tài)調(diào)諧第二WPT系統(tǒng)與第一WPT系統(tǒng)的諧振還可包括在完成初始無線功率傳輸后通過將反饋信號從第二WPT系統(tǒng)傳輸?shù)降谝籛PT系統(tǒng)以調(diào)諧第一WPT系統(tǒng)的諧振，從而進行調(diào)諧。

所述方法還可包括響應(yīng)于接收到來自第二WPT系統(tǒng)的反饋信號，通過調(diào)整第一WPT系統(tǒng)所傳輸?shù)念l率進行調(diào)諧。

動態(tài)調(diào)諧第二WPT系統(tǒng)與第一WPT系統(tǒng)的諧振還可包括在完成初始無線功率傳輸后通過使用第二WPT系統(tǒng)中包括的感測電路調(diào)諧第二WPT系統(tǒng)的諧振，從而進行調(diào)諧，其中感測電路調(diào)整第二WPT系統(tǒng)所接收的頻率、第二WPT系統(tǒng)的電容或它們的任何組合。

在以上描述中提到WPT系統(tǒng)特定實施方式以及實施組件、子組件、方法和子方法的地方，應(yīng)當(dāng)易于顯而易見的是，可在不脫離其實質(zhì)的情況下作出多種修改，并且這些實施方式、實施組件、子組件、方法和子方法可應(yīng)用于其他WPT系統(tǒng)。