专利名称：无线电能传输系统和方法
技术领域：
以下描述涉及一种用于无线发送电能的设备和方法。
背景技术：
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。
发明内容
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ー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，提供ー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；电能输出単元，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単元之间的电连接，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ー个电容器和ー个电感器。电能输出单兀可将所述至少ー个电容器和ー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単元电连接的开关，并且接通将充电器和电能输出単元电连接的开关，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。电能输出単元可包括电容器，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；以及第ー控制器，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ー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ー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ー个电容器和ー个电感器。传递步骤可包括将所述至少ー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。
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SB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。
具体实施例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。作为另ー示例，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。作为另ー示例，无线电能传输系统可被应用于不包括电源的信息存储装置的远程控制。通信系统可将用于驱动装置的电能远程地提供给信息存储装置，并用于无线地加载存储在信息存储装置中的信息。这里描述的目标装置是可无线地接收电能的装置，例如，終端、智能电话、电视、器械、平板电脑、计算机、传感器等。这里描述的源装置是可将电能无线地提供给ー个或多个目标装置的装置。图1示出近场无线电能传输系统的等效电路的示例。在本示例中，电能输入单元110和电能发送単元120通过电容器C1和开关单元130在物理上被隔离，接收器140和电能输出单元150通过电容器C2和开关单元160在物理上被隔离。參照图1，无线电能传输系统对应于源-目标配置，其中，源可将电能无线地发送到目标。也就是说，无线电能传输系统可包括对应于源的无线电能发送装置和对应于目标的无线电能接收装置。在本示例中，无线电能发送装置包括电能输入单元110、电能发送单元120和开关単元130。电能输入単元110可使用供电装置将能量存储在电容器C1中。开关单元130可将电容器C1连接到电能输入单元110，使得能量可被存储在电容器C1中，并且开关单元130可断开电容器C1与电能输入単元110的连接，使得电容器C1可被连接到电能发送単元120，从而存储在电容器C1中的能量被释放。开关单元130可防止电容器C1同时连接到电能输入単元110和电能发送単元120。电能发送单元120可将电磁能量传送给接收器140。例如，电能发送单元120的发送线圈L1可通过与接收器140的接收线圈L2的相互谐振来传送能量。发送线圈L1和接收线圈L2之间发生的相互谐振的水平可通过互感M被确定。在本示例中，电能输入单元110包括输入电压VD。、内电阻Rin和电容器C1,电能发送单元120包括反映与电能发送单元120对应的物理属性的基本电路元件R1A1和C1，开关単元130包括多个开关。有源装置可被用作开关以执行接通和断开功能。这里，R表示电阻分量，L表不电感分量，C表不电容分量。与输入电压的一部分对应的电容器C1两端的电压由Vin表不。无线电能接收装置包括接收器140、电能输出単元150和开关单元160。接收器140可从电能发送单元120接收电磁能量。接收器140可将接收的电磁能量存储在连接的电容器中。开关单元160可将电容器C2连接到接收器140，使得能量可被存储在电容器C2中，并且开关单元160可断开电容器C2与接收器140之间的连接，使得电容器C2可被连接到电能输出単元150，从而存储在电容器C2中的能量可被传递给负载。开关单元160可防止电容器C2同时连接到接收器140和电能输出单元150。接收器140的接收线圈L2可通过与电能发送单元120的发送线圈L1的相互谐振来接收电能。可使用接收的电能对连接到接收线圈L2的电容器C2充电。电能输出单元150可将在电容器C2中充电的电能传递给电池。作为另ー不例，电能输出单兀150可将电能传递给负载或目标装置，而不是电池。接收器140包括反映与接收器140对应的物理属性的电路元件R2、L2和C2,电能输出单元150包括电容器C2和电池，开关单元160包括多个开关。与由接收线圈L2接收的能量的一部分对应的电容器C2两端的电压由Vrat表不。如前所述，用于通过在物理上隔离电能输入单元110和电能发送单元120以及在物理上隔离接收器140和电能输出単元150来传输电能的谐振器隔离(RI)系统当与使用阻抗匹配的传统方案相比时可具有改进。例如，由于电能可从直流(DC)源被直接地提供给源谐振器，因此可不需要功率放大器。由于在接收端从存储在电容器中的电能来捕获能量，因此可不需要通过整流器进行整流。由于阻抗匹配可能不被使用，因此发送效率可对于发送端和接收端之间的距离的变化不敏感。示例性的RI系统可被容易地扩展到使用无线电能并包括多个发送端和多个接收端的通信系统。图2A和图2B示出无线电能发送装置的示例。參照图2A，无线电能发送装置包括电能充电器210、控制器220、发送器230、測量单元240和计算器250。电能充电器210可对源谐振器充上由供电装置提供的电能。供电装置可被包括在电能充电器210中，或者可被设置在电能充电器210的外部。电能充电器210可使用从DC供电装置或交流(AC)供电装置提供的电能对源谐振器充电。在一些示例中，电能充电器210可使用DC供电装置更加容易地对源谐振器充上电能。然而，如果AC供电装置被使用，则电能充电器210可通过添加开关或通过使用AC-DC转换器将电能转换为DC电能来经过适当的时序控制对源谐振器充上电能。源谐振器可包括至少ー个电容器和电感器。在本示例中，电能充电器210可通过电流对电感器充上由供电装置提供的电能。将被存储在电感器中的能量的量可由电感来确定。谐振器的品质(Q)值可与电感的大小成比例。例如，随着电感的增加，存储在源谐振器中的能量的量可増加，并且源谐振器的Q值也可増加。无线电能发送装置可控制将被发送的电能的量，并通过调节电感器的电感来控制Q值。电能充电器210可通过调节由供电装置提供的电流的量来将电感器被充上的电能的水平进行量化。电感器被充上的电能的量可基于提供给电感器的电流的量被确定。例如，电能充电器210可通过调节在预定的时间段期间提供的电流的量来改变电感器被充上的电能的水平。经过量化的电能的量可用于发送数据。电能充电器210可使用串联连接到供电装置的可变电阻器来调节由供电装置提供的电流的量。提供给电感器的电流的大小可基于可变电阻的大小而变化。因此，电能充电器210可使用可变电阻器来改变电感器被充上的电能的水平。不使用串联连接的可变电阻器，电能充电器210可使用并联连接到供电装置的多个电阻器以及串联连接到所述多个电阻器中的每个电阻器的多个开关，以调节由供电装置提供的电流的量。在本示例中，可根据开关的连接来确定供电装置和源谐振器之间的电阻器的有效电阻。可基于有效电阻来确定从供电装置提供给源谐振器的电流的量。控制器220可控制电能充电器210与发送器230之间的电连接。例如，为了控制电能充电器210与发送器230之间的电连接，控制器220可接通开关和断开开关。在本示例中，各种类型的电子开关和机械开关可被用作开关。作为另ー示例，控制器220可基于源谐振器被充上的电能的量来控制电能充电器210与发送器230之间的电连接。例如，如果源谐振器被充上的电能的量具有峰值，则控制器220可断开电能充电器210与发送器230之间的电连接。如果在电流从供电装置被施加到源谐振器的电感器之后经过了足够的时间段，则电感器可达到稳定状态。在本示例中，控制器220可断开电能充电器210与发送器230之间的电连接。作为示例，如果随着时间的推移流经电感器的电流的值具有预定的值，则控制器220可确定电感器达到稳定状态。测量单元240可測量施加到源谐振器的电容器的电压和施加到源谐振器的电感器的电流。计算器250可基于测量的电压和/或测量的电流来计算存储在源谐振器中的能量。控制器220可基于计算的能量来控制电能充电器210与发送器230之间的电连接。例如，控制器220可接通将电能充电器210和发送器230电连接的开关，以对源谐振器充电。控制器220可断开将电能充电器210和发送器230电连接的开关，以发送对源谐振器充电的电能。在源谐振器正在将电能发送到目标谐振器的同时，控制器220可断开供电装置和源谐振器之间的电连接，以防止电流从供电装置被提供给源谐振器。当对源谐振器充电时，控制器220可接通将供电装置和源谐振器进行连接的开关，并且当源谐振器被充上了预定值的电能时，控制器220可断开将供电装置和源谐振器进行连接的开关。
如果源谐振器因从供电装置被提供以足够量的电能而达到稳定状态，则控制器220可断开电能充电器210和发送器230之间的电连接。这里，电连接被断开可指的是开关被断开。发送器230可通过源谐振器和目标谐振器之间的相互谐振将对源谐振器充电的电能发送到目标谐振器。例如，如果在源谐振器被充上电能之后断开电能充电器210与发送器230之间的电连接，则源谐振器可因自身的特性而开始谐振。存储在源谐振器中的能量可通过源谐振器和目标谐振器之间的相互谐振被传递到目标谐振器。相互谐振的程度可由互感M确定。将被存储在电感器中的能量的量可与电感器的容量(S卩，电感)成比例，并且源谐振器的Q值可与电感成比例。因此，无线电能发送装置可使用如下的方案，即，通过将电流施加到电感器来对源谐振器充电的方案，从而在增加将从源谐振器被发送的电能的量的同时保持源谐振器的相对大的Q值。此外，可通过在将电能从源谐振器释放到目标谐振器的同时断开开关，来断开电能充电器210与发送器230之间的连接，从而防止因开关被闭合而导致的发送效率的降低。參照图2B，无线电能发送装置可包括检测器260来替代图2A的计算器250。在本示例中，检测器260可基于由测量単元240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。例如，检测器260可通过从施加到源谐振器的电容器的电压的波形消除谐振频率分量来检测所述包络。检测器260可基于检测的包络来估计源谐振器被充上的能量的水平。如果包络的幅值小于或等于预定值，则控制器220可断开开关或接通开关，以控制电能充电器210与发送器230之间的电连接。图3A和图3B示出无线电能接收装置的示例。參照图3A，无线电能接收装置包括充电器310、控制器320、电能输出单元330、测量单元340和计算器350。充电器310可通过源谐振器和目标谐振器之间的相互谐振，来对目标谐振器充上存储在源谐振器中的能量。目标谐振器被充上的电能可与源谐振器被充上的并通过相互谐振被传递的电能对应。目标谐振器可包括至少ー个电容器和一个电感器。充电器310可通过源谐振器和目标谐振器之间的相互谐振来对所述至少ー个电容器和一个电感器充电。相互谐振可受源谐振器和目标谐振器之间的互感的影响。也就是说，如果存在相对高的值的互感，则更加可能发生相互谐振。控制器320可控制充电器310和电能输出单元330之间的电连接。例如，控制器320可接通开关和断开开关以控制充电器310和电能输出単元330之间的电连接。控制器320可基于目标谐振器被充上的电能的量来控制充电器310和电能输出单元330之间的电连接。在通过源谐振器和目标谐振器之间的相互谐振对目标谐振器充电的同时，控制器320可断开目标谐振器和负载之间的电连接，以防止电能从目标谐振器被传递给负载。例如，在对目标谐振器充电的同时，控制器320可通过断开将充电器310与电能输出单元330电连接的开关来将目标谐振器和负载在物理上隔离。为了将目标谐振器被充上的电能传递给负载，控制器320可接通将充电器310与电能输出单元330电连接的开关。控制器320可控制对目标谐振器的充电。在本示例中，可通过目标谐振器的电容器和电感器来确定目标谐振器的谐振频率。控制器320可通过将电容器额外地连接到目标谐振器来改变目标谐振器的谐振频率。响应于目标谐振器的谐振频率被改变，源谐振器和目标谐振器之间的相互谐振可停止或可减小。响应于相互谐振的停止，充电器310可停止对目标谐振器充电。如果目标谐振器被充上的电能的量大于或等于预定值，则控制器320可通过将附加电容器连接到目标谐振器以改变谐振频率来停止对目标谐振器充电。例如，预定值可与将被存储在目标谐振器中的能量的峰值对应。可基于负载的充电容量来确定预定值。电能输出単元330可将目标谐振器被充上的电能传递给负载。作为示例，负载可以是使用电能的装置(可以是消耗电能的目标装置)，或者可以是存储电能的装置(例如，电池)。如果目标谐振器被充上的电能的量大于或等于预定值，并且目标谐振器和负载被电连接，则目标谐振器被充上的电能可被传递给负载。在本示例中，如前所述，目标谐振器可连同负载被额外地连接到电容器。因此，如果电能开始被传递给负载并且目标谐振器的谐振频率改变，则目标谐振器可停止被充电，并且充上的电能不会通过相互谐振被重新发送到源谐振器。电能输出単元330可根据负载的充电需求将目标谐振器被充上的电能传递给负载。例如，负载的充电需求可与额定电压和额定电流对应。测量单元340可測量施加到目标谐振器的电容器的电压和施加到目标谐振器的电感器的电流。计算器350可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。例如，控制器320可基于存储在目标谐振器中的能量来控制充电器310与电能输出単元330之间的电连接。例如，如果存储在目标谐振器中的能量具有小于或等于预定值的值，则控制器320可断开开关，使得充电器310和电能输出单元330不被电连接。參照图3B，无线电能接收装置包括检测器360来替代图3A的计算器350。在本示例中，检测器360可基于由测量单元340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。例如，检测器360可通过从施加到目标谐振器的电容器的电压的波形消除谐振频率分量来检测所述包络。检测器360可基于检测的包络来估计目标谐振器被充上的能量的水平。如果包络具有峰值，则控制器320可接通开关以将充电器310和电能输出单元330进行电连接。如果包络的幅值小于或等于预定值，则控制器320可断开开关以防止充电器310和电能输出单元330被电连接。
图4示出无线电能传输系统的等效电路的示例。參照图4，无线电能发送装置包括电能充电器410、控制器420和发送器430。电能充电器410包括供电装置Vin和电阻器Rin。源谐振器包括电容器C1和电感器U。发送器430可通过源谐振器和目标谐振器之间的相互谐振来发送存储在源谐振器中的能量。例如，控制器420可接通开关以将电能从电能充电器410提供给源谐振器。供电装置Vin可将电压施加到电容器C1，并可将电流施加到电感器L1。响应于无线电能发送装置达到稳定状态，施加到电容器C1的电压可变为“0”，并且流经电感器L1的电流可具有值Vin/Rin。在稳定状态，电感器L1可通过施加的电流被充电。响应于存储在源谐振器中的电能在稳定状态达到预定值，控制器420可通过断开开关将电能充电器410和发送器430隔离。源谐振器可在电容器C1和电感器L1之间发起自谐振，并且存储在源谐振器中的能量可通过互感M 470被传递给目标谐振器。在本示例中，如等式I所示，源谐振器的谐振频率も可等于目标谐振器的谐振频率f2。
fi=^r庇’ /2=孓^^等式(1)fj = f2无线电能接收装置包括充电器440、控制器450和电能输出単元460。目标谐振器包括电容器C2和电感器l2。在源谐振器和目标谐振器之间发生相互谐振时，源谐振器可与供电装置Vin隔离，并且目标谐振器可与负载和电容器4隔离。可通过相互谐振对目标谐振器的电容器C2和电感器L2充电。例如，控制器450可断开开关以对目标谐振器充电。当开关被断开时，源谐振器的谐振频率可等于目标谐振器的谐振频率，并且可发生相互谐振。响应于在目标谐振器中充电的电能达到预定值，控制器450可接通开关。可在控制器450中设置预定值的信息。如果开关被接通，则电容器Q可被连接到目标谐振器，并且目标谐振器的谐振频率可如等式2所示改变。れ—2ち]Lz(C2+Cl)等式(2)因此，源谐振器和目标谐振器之间的相互谐振可被終止。当f2'与f2相比足够小时，考虑到目标谐振器的品质(Q)因数，相互谐振通道可停止存在。电能输出単元460可将存储在电容器C2和电感器L2中的电能传递给负载。电能输出单兀460可按照适合于负载的方案传递电能。如果在目标谐振器中充电的电能具有小于预定值的值，则控制器450可断开开关。充电器440可通过源谐振器和目标谐振器之间的相互谐振来对目标谐振器充电。图5示出无线电能发送装置中的并联对的示例。參照图5，并联对被设置在供电装置Vin和电容器C1 (或电感器L1)之间。在本示例中，“对”包括电阻器和开关。“对”彼此并联连接的布置被称为并联对。对I包括电阻器Rin,-11和开关SR513。对2包括电阻器Rin,2521和开关SW2523。对n包括电阻器Rin,n531和开关SWn533。可依据开关SW1S13、开关SW2523和开关SWn533中的哪个开关被接通来确定供电装置Vin和电容器C1 (或电感器L1)之间的电阻。可依据确定的电阻来确定施加到电感器L1的电流的量。因此，可通过控制开关SW-13、开关SW2523和开关SWn533的接通和断开来调节施加到电感器L1的电流的量。可通过各个开关的独立操作来调节输入到源谐振器的电流的量。例如，如果与 {I,…，n}对应的开关被接通，则可如下面的等式来估算输入到源谐振器的电流is的量。
权利要求
1.一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。
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，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。
8.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。
9.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。
10.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。
11.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。
12.一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。
13.如权利要求12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。
14.如权利要求13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。
15.如权利要求12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。
16.如权利要求12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。
17.如权利要求12所述的无线电能接收装置，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。
18.如权利要求12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。
19.如权利要求12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目标谐振器中的能量。
20.如权利要求12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 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。
21.如权利要求12所述的无线电能接收装置，其中，负载包括电池。
22.—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，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；以及 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。
23.如权利要求22所述的无线电能传输系统，其中，源谐振器和目标谐振器均包括至少一个电容器和一个电感器。
24.一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。
25.如权利要求24所述的方法，其中，源谐振器包括至少一个电容器和一个电感器。
26.如权利要求24所述的方法，其中，充电步骤包括调节提供给源谐振器的电流的量。
27.如权利要求24所述的方法，其中，控制步骤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。
28.如权利要求24所述的方法，所述方法还包括检测施加到源谐振器的电容器的电压的包络。
29.一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。
30.如权利要求29所述的方法，其中，目标谐振器包括至少一个电容器和一个电感器。
31.如权利要求30所述的方法，其中，传递步骤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。
32.如权利要求29所述的方法，所述方法还包括 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。
33.如权利要求29所述的方法，所述方法还包括 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。
34.如权利要求29所述的方法，所述方法还包括 检测施加到目标谐振器的电容器的电压的包络。
全文摘要
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。
文档编号H02J17/00GK103023158SQ201210352318
公开日2013年4月3日 申请日期2012年9月20日 优先权日2011年9月21日
发明者金尚骏, 权义根 申请人:三星电子株式会社