[發(fā)明專利]合并來自諧振磁電力系統(tǒng)中的多個諧振磁接收器的電力

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201180071325.3
• 申請日: 2011-05-31
• 公開（公告）號: CN103563213A
• 公開（公告）日: 2014-02-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳禮銓;D·T·安姆
• 申請（專利權(quán)）人: 蘋果公司
• 主分類號: H02J17/00
• 分類號: H02J17/00;H02J7/00;H04B5/02
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進委員會專利商標(biāo)事務(wù)所 11038
• 代理人: 鮑進

1.一種布置成向設(shè)備至少提供從磁場無線接收的最小電量的無線電力單元，其中所述磁場是由具有諧振頻率ω_T的近場磁諧振（NFMR）發(fā)送器單元提供的，輸送到所述設(shè)備的最小電量獨立于便攜式電力單元相對于所述磁場的空間朝向，所述無線電力單元包括：

第一諧振器結(jié)構(gòu)，所述第一諧振器結(jié)構(gòu)具有諧振頻率ω₁和特征尺寸L₁；

第二諧振器結(jié)構(gòu)，所述第二諧振器結(jié)構(gòu)具有諧振頻率ω₂和特征尺寸L₂，其中所述第一和第二諧振器結(jié)構(gòu)磁去耦合，使得所述第一和第二諧振器結(jié)構(gòu)之間的有效磁耦合系數(shù)κ_eff大約為零；及

電力合并電路，耦合到磁去耦合的所述第一和第二諧振器結(jié)構(gòu)，所述電力合并電路布置成：

負(fù)載匹配所述第一和第二諧振器結(jié)構(gòu)與所述設(shè)備，

負(fù)載平衡來自所述第一和第二諧振器結(jié)構(gòu)的電力，及

將所述第一和第二諧振器結(jié)構(gòu)之間的有效磁耦合系數(shù)維持在大約為零，而不考慮所述無線電力單元相對于所述NFMR磁場的空間朝向，使得所述設(shè)備從所述無線電力單元無線接收至少最小電量，而不考慮至少兩個NFMR電力接收器相對于所述NFMR磁場的朝向。

2.如權(quán)利要求1所述的無線電力單元，其中所述第一諧振器結(jié)構(gòu)和所述第二諧振器結(jié)構(gòu)在所述無線電力單元中相對于彼此的位置是固定的，使得所述第一和第二諧振器結(jié)構(gòu)之間的有效磁耦合系數(shù)κ_eff大約為零，而不考慮所述便攜式電力單元相對于由所述無線發(fā)送器單元提供的磁場的空間朝向。

3.如權(quán)利要求1所述的無線電力單元，其中，當(dāng)所述第一諧振器結(jié)構(gòu)和所述第二諧振器結(jié)構(gòu)中的至少一個相對于所述NFMR發(fā)送器單元處于調(diào)諧狀態(tài)時，無線發(fā)送器單元與所述第一諧振器結(jié)構(gòu)和所述第二諧振器結(jié)構(gòu)之間的非輻射電力傳送通過所述第一諧振器結(jié)構(gòu)和所述第二諧振器結(jié)構(gòu)之間的磁諧振耦合來中轉(zhuǎn)。

4.如權(quán)利要求3所述的無線電力單元，其中，當(dāng)?shù)谝恢C振頻率ω₁和無線發(fā)送器諧振頻率ω_T被不超過3db的帶寬隔開時，所述第一諧振器結(jié)構(gòu)處于調(diào)諧狀態(tài)。

5.如權(quán)利要求4所述的無線電力單元，其中，當(dāng)?shù)诙C振頻率ω₂和無線發(fā)送器諧振頻率ω_T被不超過3db的帶寬隔開時，所述第二諧振器結(jié)構(gòu)處于調(diào)諧狀態(tài)。

6.如權(quán)利要求5所述的無線電力單元，其中所述第一諧振器結(jié)構(gòu)包括：

第一諧振線圈，所述第一諧振線圈包括：

第一中央芯區(qū)；及

第一多個沿圓周環(huán)繞圓柱形中央芯區(qū)的連續(xù)導(dǎo)電材料的回路。

7.如權(quán)利要求6所述的無線電力單元，其中所述第二諧振器結(jié)構(gòu)包括：

第二諧振線圈，所述第二諧振線圈包括：

第二中央芯區(qū)；及

第二多個沿圓周環(huán)繞圓柱形中央芯區(qū)的連續(xù)導(dǎo)電材料的回路，其中所述第一諧振線圈中所感應(yīng)的第一EMF沒有感應(yīng)出所述第二諧振線圈中的全部EMF。

8.如權(quán)利要求6所述的無線電力單元，其中所述第一諧振線圈的長度與所述特征尺寸L₁相應(yīng)。

9.如權(quán)利要求6所述的無線電力單元，其中所述第二諧振線圈的長度與所述特征尺寸L₂相應(yīng)。

10.如權(quán)利要求9所述的無線電力單元，其中所述第一諧振線圈的縱軸與所述第二諧振線圈的縱軸垂直。

11.如權(quán)利要求10所述的無線電力單元，其中在第一種布置中，所述第一諧振線圈的第一末端靠近所述第二諧振線圈的縱軸的中點并且與其共面。

12.如權(quán)利要求1所述的無線電力單元，其中所述電力合并單元包括：

阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)，連接到所述第一和第二諧振器結(jié)構(gòu)，所述阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)布置成匹配接收器阻抗與負(fù)載阻抗；

整流電路，布置成從所述阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)接收AC信號并且把所述AC信號轉(zhuǎn)換成DC信號；及

OR電路，布置成在所述第一和第二諧振器結(jié)構(gòu)與所述設(shè)備之間提供負(fù)載平衡功能。