无线电力发送设备和方法与流程

技术领域

以下描述涉及一种无线电力发送设备和方法。

背景技术：

无线电力是通过磁耦合从无线电力发送设备发送到无线电力接收设备的能量。无线电力充电系统包括被配置为以无线方式发送电力的源装置和以无线方式接收电力的目标装置。源装置可被称为无线电力发送设备，目标装置可被称为无线电力接收设备。

源装置包括源谐振器，目标装置包括目标谐振器。在源谐振器与目标谐振器之间发生磁耦合或谐振耦合。

技术实现要素：

提供该发明内容以按照简化形式介绍构思的选择，下面将在具体实施方式中进一步描述所述构思。该发明内容不意图确认要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不意图用作帮助确定要求保护的主题的范围。

在一个总体方面中，一种无线电力发送方法，包括：操作多个源谐振器之中的至少一个源谐振器；检测所述至少一个源谐振器谐振时的波形；基于检测的波形确定用于无线电力发送的源谐振器；使用确定的源谐振器将电力以无线方式发送到目标谐振器。

操作的步骤可包括：在第一供电时间期间向所述至少一个源谐振器供电；响应于第一供电时间已过去，断开所述至少一个源谐振器的一端。

供电的步骤可包括：在第一供电时间期间将所述至少一个源谐振器电连接到直流(DC)源；断开的步骤可包括：响应于第一供电时间已过去，断开 所述至少一个源谐振器电与DC源之间的电连接。

检测的步骤可包括：在检测时间期间检测通过在所述至少一个源谐振器中发生的谐振产生的电信号的包络；响应于检测时间已过去将所述至少一个源谐振器的两端接地。

确定的步骤可包括：基于检测的波形的衰减水平确定用于无线电力发送的源谐振器。

以无线方式发送的步骤可包括：在第二供电期间向确定的源谐振器供电；响应于第二供电时间已过去，断开确定的源谐振器的一端；响应于断开确定的源谐振器的一端的时间点之后的发送时间已过去，将确定的源谐振器的两端接地。

操作的步骤可包括：根据预设顺序从所述多个源谐振器选择所述至少一个源谐振器；操作选择的源谐振器；检测的步骤可包括：按预设顺序检测所述多个源谐振器的波形。

可按照格状图案布置所述多个源谐振器；选择的步骤可包括：选择格状图案中与单个行或单个列对应的源谐振器。

所述多个源谐振器可被分类为多个组；选择的步骤可包括：选择所述多个组之中的与单个组对应的源谐振器。

在另一总体方面中，一种非暂时性计算机可读存储介质，存储使计算硬件执行上述方法的指令。

在另一总体方面中，一种无线电力发送设备，包括：多个源谐振器；开关，被配置为通过将所述多个源谐振器之中的至少一个源谐振器连接到电源，来操作所述至少一个源谐振器；检测器，被配置为检测所述至少一个源谐振器谐振时的波形；开关控制器，被配置为：基于检测的波形确定用于无线电力发送的源谐振器，控制开关使用确定的源谐振器将电力以无线方式发送到目标谐振器。

开关可包括：第一开关，被配置为在开关控制器的控制下，将所述多个源谐振器之中的一端连接在一起的源谐振器的每个的所述一端选择性地连接到电源；第二开关，被配置为在开关控制器的控制下，将所述多个源谐振器之中的另一端连接在一起的源谐振器的每个的所述另一端选择性地接地。

所述多个源谐振器中的每个源谐振器可包括：电容器；电感器；二极管，被配置为防止所述源谐振器接收的电力流入所述多个源谐振器中的另一源谐 振器。

所述多个源谐振器可被布置在多条平行第一轴与多条平行第二轴相交的交点处；开关可包括：第一开关，被配置为将沿所述多条第一轴之中的单条第一轴布置的每个源谐振器的一端连接到电源；第二开关，被配置为将沿所述多条第二轴之中的单条第二轴布置的每个源谐振器的一端接地。

可按照Z字形图案布置所述多个源谐振器之中的一端连接在一起的源谐振器；可沿着线布置所述多个源谐振器之中的另一端连接在一起的源谐振器。

开关控制器还可被配置为：在第一供电时间期间，控制开关将所述至少一个源谐振器的一端连接到电源，响应于第一供电时间已过去，将所述至少一个源谐振器的一端与电源断开。

检测器还可被配置为：在检测时间期间在所述至少一个源谐振器的一端检测通过在所述至少一个源谐振器中发生的谐振产生的电信号的包络；开关控制器还可被配置为：响应于检测时间已过去将所述至少一个源谐振器的两端接地。

开关控制器还可被配置为：基于检测的波形的衰减水平确定用于无线电力发送的源谐振器。

开关控制器还可被配置为：在第二供电期间控制开关将确定的源谐振器的一端连接到电源；响应于第二供电时间已过去，将确定的源谐振器的所述一端与电源断开；响应于确定的源谐振器的所述一端与电源断开的时间点之后的发送时间已过去，将确定的源谐振器的两端接地。

所述多个源谐振器可被分类为多个组；开关控制器还可被配置为：顺序地选择所述多个组，控制开关操作与选择的组对应的源谐振器，顺序地获取所述多个源谐振器的波形。

在另一总体方面，一种无线电力发送设备包括：多个源谐振器；开关，连接到源谐振器；检测器，被配置为在源谐振器谐振的同时检测源谐振器的波形；开关控制器，被配置为：控制开关使源谐振器谐振，基于检测的波形确定哪个源谐振器距目标谐振器最近，并控制开关将电力以无线方式从确定的源谐振器发送到目标谐振器。

可以按照行和列布置源谐振器；开关可包括：分别与行对应的多个第一开关，每个第一开关连接到对应的一个行中的所有源谐振器的第一端；分别对应于列的多个第二开关，每个第二开关连接到对应的一个列中的每个源谐 振器的第二端；开关控制器还可被配置为：控制第一开关和第二开关使源谐振器谐振，并控制第一开关和第二开关将电力以无线方式从确定的源谐振器发送到目标谐振器。

行可以是直的行和，列可以是直的列，行可以以小于或等于90°的角度与列相交。

行可以是Z字形行，列可以是直的列。

开关控制器还可被配置为：控制第一开关将所有行中的每个源谐振器的第一端连接到DC源，并控制第二开关将一列中的每个源谐振器的第二端接地并将剩余的所有列中的每个源谐振器的第二端与地断开，以向所述一列中的所有源谐振器充入DC电力；控制第一开关将所有行中的每个源谐振器的第一端与DC源断开以使所述一列中的所有源谐振器谐振；针对剩余的每列重复对第一开关和第二开关的控制，以向剩余的所有源谐振器充入DC电力，并使剩余的所有源谐振器谐振。

行可被分类为不邻近的行的组；开关控制器还可被配置为：控制第一开关将行的一个组中的每个源谐振器的第一端连接到DC源并将行的剩余的所有组中的每个源谐振器的第一端接地，并且控制第二开关将一列中的每个源谐振器的第二端接地并将剩余的所有列中的每个源谐振器的第二端与地断开，以向位于行的所述一个组所述一列的所有源谐振器充入DC电力，控制第一开关将行的一个组中的每个源谐振器的第一端与DC源断开以使位于行的所述一个组所述一列的所有源谐振器谐振，并针对剩余的每列并随后针对剩余的每个组重复对第一开关和第二开关的控制，以向剩余的所有源谐振器充入DC电力并使剩余的所有源谐振器谐振。

从以下详细描述、附图和权利要求，其他特征和方面将变得清楚。

附图说明

图1示出无线电力发送系统的示例。

图2示出无线电力发送设备的配置的示例。

图3示出无线电力发送设备的配置的详细示例。

图4示出无线电力发送设备的操作的示例。

图5、图6、图7和图8示出无线电力发送设备中的谐振波形的示例。

图9和图10示出确定用于无线电力发送的源谐振器的处理的示例。

图11和图12示出使用确定的源谐振器以无线方式发送电力的处理的示例。

图13示出按照Z字形图案布置的源谐振器的示例。

图14、图15、图16和图17示出在按照Z字形图案布置的源谐振器之中确定用于无线电力发送的源谐振器的处理的示例。

图18和图19示出源谐振器的布置的示例。

图20示出无线电力发送方法的示例。

图21是示出无线电动车辆充电系统的示例的示图。

贯穿附图和详细描述，相同的标号表示相同的元件。为了清楚、说明和方便，附图可不按比例，并且可夸大附图中的元件的相对大小、比例和描绘。

具体实施方式

提供以下详细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。然而，这里描述的方法、设备和/或系统的各种改变、修改和等同物对于本领域普通技术人员将是清楚的。这里描述的操作的顺序仅是示例而不限于这里所阐明的顺序，并且如本领域普通技术人员所清楚的那样，除了必须按特定顺序发生的操作之外，操作的顺序可被改变。此外，为了更加清楚和简明，可省略本领域普通技术人员公知的功能和结构的描述。

这里描述的特征可以以不同形式被实施，并且不被解释为限于这里描述的示例。相反，提供这里描述的示例以使得本公开将是全面的和完整的，并将向本领域普通技术人员传达本公开的全部范围。

这里使用的术语仅用于描述特定示例的目的，而不用于限制本公开。如这里所使用的，除非上下文另外明确指示，否则单数形式也意图包括复数形式。如这里所使用的，术语“包括”、“包含”和“具有”指示存在陈述的特征、数字、操作、元件、组件或元件或者它们的组合，但不排除存在或添加一个或多个其他特征、数字、操作、元件、组件、元件或者它们的组合。除非另外定义，否则这里使用的包括技术和科学术语的所有术语具有与本公开所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同的含义。诸如通用字典中定义的术语应被解释为具有与现有技术的上下文中的含义一致的含义，除非在这里明确定义，否则这些术语将不被解释为理想的或过于正式的含义。

贯穿整个说明书，诸如“将开关接地”的表述表示“通过开关将谐振器 接地”，诸如“将开关与地断开”的表述表示“通过开关将谐振器与地断开”，诸如“将开关与电源连接”的表述表示“通过开关将谐振器与电源连接”，诸如“将开关与电源断开”的表述表示“通过开关将谐振器与电源断开”。

图1示出无线电力发送系统100的示例。

参照图1，无线电力传输系统100包括无线电力发送设备110和无线电力接收设备120。

无线电力发送设备110将电力以无线方式发送到无线电力接收设备120。例如，无线电力发送设备110通过包括在无线电力发送设备110中的源谐振器111与包括在无线电力接收设备120中的目标谐振器(未示出)之间的谐振耦合，以无线方式发送电力。无线电力发送设备110包括多个源谐振器111。无线电力发送设备110从多个源谐振器111选择与无线电力接收设备120的位置相应的源谐振器111，并将电力以无线方式从选择的源谐振器111发送到无线电力接收设备120的目标谐振器。此外，无线电力发送设备110将电力以无线方式发送到多个无线电力接收设备120。无线电力接收设备120基于源谐振器的二维(2D)布置将电力以无线方式供应给位于2D平面上的任意位置的装置。将参照图2至图20进一步描述无线电力发送设备110的操作。

无线电力接收设备120以无线方式从无线电力发送设备110接收电力。无线电力接收设备120是包括目标谐振器的电子装置，并且可以是例如便携式装置或无绳固定装置。便携式装置可以是例如移动电话、智能电话、笔记本个人计算机(PC)、平板PC或膝上型PC，无绳固定装置可以是例如无线显示器。

图2示出无线电力发送设备100的配置的示例。

参照图2，无线电力发送设备110包括源谐振器210、开关220、检测器230和开关控制器240。无线电力发送设备110包括包含多个源谐振器210的源谐振器219。

源谐振器210将电力发送到目标谐振器(未示出)。在开关控制器240的控制下，源谐振器210通过谐振耦合将通过开关220供应的电力发送到目标谐振器。将参照图3进一步描述源谐振器210的配置。虽然在本申请中，按照格状图案来布置多个源谐振器210，但是这仅是示例，可根据无线电力发送设备110的设计改变布置源谐振器210的图案。

开关220将多个源谐振器210中的至少一个源谐振器210连接到电源以 操作所述至少一个源谐振器210。在本申请中，术语“操作谐振器”是指允许谐振器谐振。例如，在开关控制器240的控制下，开关220在预定时间段(例如，第一供电时间或第二供电时间)期间将源谐振器210连接到电源，断开源谐振器210以操作源谐振器210。开关220将源谐振器210的一端与电源连接和断开，并将源谐振器210的另一端与地连接和断开。以下将进一步描述开关220的配置和操作。

检测器230检测所述至少一个源谐振器210谐振时的波形。例如，检测器230在检测时间期间检测所述至少一个源谐振器210的一端的电信号的包络。通过源谐振器210中发生的谐振来产生所述电信号，所述电信号可以是例如电流信号、电压信号或功率信号。由于为多个源谐振器210提供单个检测器230，因此可减小无线电力发送设备110的尺寸和功耗。

开关控制器240基于检测的波形确定用于无线电力发送的源谐振器210，控制开关220利用确定的源谐振器210将电力以无线方式发送到目标谐振器。以下将进一步描述开关控制器240的操作。在本申请中，用于无线电力发送的源谐振器是用于以无线方式发送电力的源谐振器。

图3示出无线电力发送设备110的配置的详细示例。

无线电力发送设备110中的源谐振器210包括电感器311、电容器312和二极管313。二极管313防止接收的电力流入另一源谐振器。电感器311和电容器312用于与目标谐振器形成谐振耦合。

按照行和列来布置多个源谐振器。在图3的示例中，行与列以90°角相交。然而，这仅是示例，例如，如图18中所示，行与列可以以小于90°的角相交。多个源谐振器被分类为多个第一组(每个第一组可以是例如与行对应的组)、多个第二组(每个第二组可以是例如与列对应的组)。例如，多个源谐振器被分类使得在第一组中源谐振器不重叠，在第二组中源谐振器不重叠。也就是说，多个源谐振器被分类使得特定源谐振器仅出现在多个第一组之一中，从而任何两个第一组不包含同一源谐振器，并且使得特定源谐振器仅出现在多个第二组之一中，从而任何两个第二组不包含同一源谐振器。在该示例中，每个第一组与每个第二组之间仅存在一个重叠的谐振器，而不存在两个重叠的谐振器在一个示例中，包括在每个第一组中的源谐振器的第一端连接在一起，包括在每个第二组中的源谐振器的第二端连接在一起。

无线电力发送设备110中的开关220包括第一开关321和第二开关322。

第一开关321在开关控制器240的控制下，将多个源谐振器之中的第一端连接在一起的源谐振器的第一端选择性地连接到直流(DC)源。第一开关321将包括在第一组(例如，与行对应的组)中的每个源谐振器的第一端选择性地连接到DC源。例如，多个第一开关321被提供。在该示例中，每个第一开关321在开关控制器240的控制下，将按照格状图案布置的多个源谐振器之中的与单个行对应的所有源谐振器的第一端连接到DC源，或者将源谐振器的第一端接地(GND)，或者将源谐振器的第一端与DC源和地断开。

第二开关322在开关控制器240的控制下，将多个源谐振器之中的第二端连接在一起的源谐振器的第二端选择性地接地。第二开关322将包括在第二组(例如，与列对应的组)中的每个源谐振器的第二端选择性地接地。例如，多个第二开关322被提供。在该示例中，每个第二开关322在开关控制器240的控制下，将按照格状图案布置的多个源谐振器之中的与单个列对应的所有源谐振器的第二端与地连接或断开。

检测器230检测在源谐振器210中发生谐振期间源谐振器210的一端的波形。例如，多个检测器230(例如，第一检测器331、第二检测器332和第三检测器333)被提供。在该示例中，第一检测器331至第三检测器333经由第一开关321连接到源谐振器210，并检测源谐振器210的断开端的波形。在图3中，按照格状图案布置多个源谐振器，第一检测器331连接到与第一行对应的多个源谐振器中的每个源谐振器的断开端，第二检测器332连接到与第二行对应的多个源谐振器中的每个源谐振器的断开端，第三检测器331连接到与第三行对应的多个源谐振器中的每个源谐振器的断开端，源谐振器的断开端是源谐振器的与DC源和地都断开的端。在图3的示例中，源谐振器的断开端是源谐振器的通过第一开关321与DC源和地都断开的第一端。

然而，这仅是示例。例如，当多个源谐振器被分类为多个第一组时并且当包括在每个第一组中的源谐振器的第一端连接在一起时，与第一组的数量相同的数量的检测器被提供，并且与第一组分别对应的检测器响应于第一组的源谐振器的第一端与DC源和地都断开来检测波形。

此外，虽然为了便于描述，图3分开示出用于每个第一开关321的DC源，但是实际上每个第一开关321选择性地将单个DC源连接到每组(例如，与行对应的组)中的每个源谐振器的一端。然而，这仅是示例，可分别地提供与第一开关321的数量相同的数量的DC源。

无线电力发送设备110在预定时间段期间，重复执行对接近无线电力接收设备的源谐振器210进行扫描的扫描处理和将电力发送到扫描的源谐振器210的发送处理。在扫描处理中，无线电力发送设备110跟踪无线电力接收设备的位置或确定是否存在无线电力接收设备。将参照图5、图6、图7和图8进一步描述对接近无线电力接收设备的源谐振器210进行扫描的原理。将参照图9和图10进一步描述扫描处理并将参照图11和图12进一步描述发送处理。无线电力发送设备110以相对短的间隔重复执行扫描处理和发送处理，并将用于扫描处理的时间段设置为短于用于发送处理的时间段。

图4示出无线电力发送设备110的操作的示例。

图4示出操作位于期望位置的源谐振器的处理。在图4中，按照格状图案布置的多个源谐振器之中的第二行第二列的源谐振器410谐振。例如，开关控制器240控制第一开关321之一在预定时间段期间将单个第一组(例如，与第二行对应的组)中的源谐振器的第一端连接到DC源，控制第二开关322之一在所述预定时间段期间将单个第二组(例如，与第二列对应的组)中的源谐振器的第二端接地。在该示例中，其他第一组中的源谐振器的第一端与DC源和地都断开，其他第二组中的源谐振器的第二端与地断开。开关控制器240如上所述控制第一开关321和第二开关322，以操作至少一个源谐振器来扫描目标谐振器的位置或将电力以无线方式发送到目标谐振器。

换言之，开关控制器240将连接到源谐振器410的第一开关321连接到DC源，将连接到源谐振器410的第二开关322接地，并将其他源谐振器与DC源和地断开。连接到DC源和地的源谐振器410的电感器和电容器被充有与源谐振器410连接到DC源的时间成比例的DC电力。当在预定时间段期间充电被执行之后源谐振器410的两端与DC源和地断开时，源谐振器410通过产生射频(RF)信号以源谐振器410的谐振频率谐振，并将电力发送到被放置得邻近源谐振器410并具有与源谐振器410的谐振频率相同的谐振频率的谐振器(例如，另一源谐振器或目标谐振器)。

在一示例中，当无线电力接收设备的目标谐振器不被放置得接近源谐振器410时，电力被发送到紧邻源谐振器410并且未从DC源被供电的另一源谐振器。在另一示例中，当无线电力接收设备的目标谐振器直接位于源谐振器410之上时，大多数电力被发送到目标谐振器，这是因为相比于源谐振器410与位于与源谐振器410相同的平面上的相邻源谐振器之间的耦合系数相比， 源谐振器410与目标谐振器之间的耦合系数大。在图13中示出的结构中，通过按照Z字形图案布置源谐振器，相邻源谐振器之间的耦合系数被进一步最小化。

意图谐振并被供电的源谐振器410的一端连接到第二行第三列的源谐振器420的一端，这使通过第一行第三列的源谐振器430和第一行第二列的源谐振器形成连接到地的路径成为可能。源谐振器430包括防止电流从源谐振器420流回源谐振器430的二极管431。因此，可防止在除了意图由开关控制器240操作的源谐振器之外的源谐振器中发生谐振。

第二检测器332检测在源谐振器410中发生谐振期间的波形。以下将参照图5至图8描述根据目标谐振器是否存在，与源谐振器中发生谐振对应的波形的示例。

图5、图6、图7和图8示出无线电力发送设备中的谐振波形的示例。

参照图5，无线电力发送设备包括多个源谐振器511和512。源谐振器511谐振，且目标谐振器512因与源谐振器511的谐振耦合而谐振。源谐振器512被放置得邻近源谐振器511，在下文中，被称为邻近谐振器512。

图6示出当存在源谐振器511和目标谐振器520时源谐振器511的谐振波形611和目标谐振器520的谐振波形620。图7示出当存在源谐振器511和邻近谐振器512时源谐振器511的谐振波形711和邻近谐振器512的谐振波形712。图8示出当存在源谐振器511、邻近谐振器512和目标谐振器520时源谐振器511的谐振波形811、邻近谐振器512的谐振波形812和目标谐振器520的谐振波形820。检测器检测当源谐振器511谐振时源谐振器511的波形的包络。

无线电力发送设备基于通过利用来自DC源的电力对源谐振器511进行充电并放电产生的谐振器511的谐振波形的包络之间的差异，确定源谐振器511是否是接近无线电力接收设备的位置的源谐振器。例如，目标谐振器520被放置得与充电的源谐振器511越近，在源谐振器511放电期间产生的源谐振器511的谐振波形的包络减小得越快。换言之，在放电期间具有比其他源谐振器的谐振波形的包络衰减得更快的包络的谐振波形的源谐振器被确定为接近无线电力接收设备的目标谐振器520的源谐振器。

与不存在目标谐振器时(如图7所示)相比，当存在与源谐振器形成谐振耦合的目标谐振器时，源谐振器的谐振波形的包络衰减得快(如图6和图 8所示)。相比于图7的源谐振器511的波形711，图6的源谐振器511的波形611和图8的源谐振器511的波形811衰减得快，这是因为如图6的目标谐振器520的波形620和图8的目标谐振器520的波形820所示，电力被发送到目标谐振器520。相反，波形711逐渐衰减，波形811受邻近谐振器512影响不大，这是因为如图7的邻近谐振器512的波形712和图8的邻近谐振器512的波形812所示，相对少量的电力被供应到邻近谐振器512。因此，开关控制器240基于检测的波形的衰减水平确定用于无线电力发送的源谐振器。

在源谐振器中发生谐振期间产生的电信号的包络的衰减水平可以是例如，包络的衰减比率、或者包络的至小于或等于阈值的值的衰减。例如，包络的衰减比率是在检测时间期间从初始时间点衰减到预定时间点的包络的振幅与初始时间点的包络的振幅的比率。例如，当衰减比率大于阈值比率时，开关控制器240确定存在与源谐振器形成谐振耦合的目标谐振器。在该示例中，包括目标谐振器的无线电力接收设备位于源谐振器之上。

阈值可以是例如在检测时间期间的预定时间点的包络的预设振幅。当在检测时间期间的预定时间点检测的包络的振幅小于或等于阈值时，开关控制器240确定存在与源谐振器形成谐振耦合的目标谐振器。

然而，基于衰减水平确定是否存在目标谐振器不限于以上描述。例如，开关控制器240可基于用于区分图7的波形的衰减水平与图6和图8的波形的衰减水平的各种标准来确定是否存在目标谐振器。此外，开关控制器240可分析谐振波形的形状并且当谐振波形的形状与图7的多个波形中的一个波形的形状类似时确定不存在目标谐振器。

图9和图10示出确定用于无线电力发送的源谐振器的处理的示例。

在图9中，目标谐振器929位于无线电力发送设备910中的多个源谐振器的格状图案中的第二行第二列。

无线电力发送设备910将所有第一组(例如，与行对应的组)中的所有源谐振器的第一端连接到电源，从多个第二组(例如，与列对应的组)顺序地选择单个第二组，并将选择的第二组中的源谐振器的第二端接地，以操作选择的第二组中的源谐振器。检测器从选择的第二组中的每个源谐振器检测包络。针对所述多个第二组中剩余的所有组重复该处理，在针对所有所述多个源谐振器检测包络之后，开关控制器基于检测的包络确定用于无线电力发 送的源谐振器和目标谐振器的位置。

例如，在扫描处理中，无线电力发送设备910将第j列中的第二开关接地，将所有行中的第一开关连接到DC源，并断开第一开关以操作所有行中的第j列源谐振器，其中，j是大于或等于“1”且小于或等于列的数量的整数。无线电力发送设备910检测源谐振器在预定时间段内谐振时的谐振波形，并基于谐振波形确定用于无线电力发送的源谐振器的位置。无线电力发送设备910将第一开关连接到地，断开第一开关，并断开第j列中的第二开关。如进一步参照图10所描述的那样，无线电力发送设备910从第一列至最后一列重复执行以上处理。

在图10中，检测器在第一扫描时间1010期间检测第一列中的源谐振器的谐振波形，在第二扫描时间1020期间检测第二列中的源谐振器的谐振波形，并在第三扫描时间1030期间检测第三列中的源谐振器的谐振波形。第一扫描时间1010至第三扫描时间1030中的每个是针对单个组检测谐振波形所需的时间单位。第一列至第三列中的源谐振器的谐振波形在图10中被示出，但这仅是示例。因此，检测器针对所有列顺序地检测谐振波形。

以下，在图10中，SW_C1、SW_C2和SW_C3分别表示第一列中的第二开关的连接状态、第二列中的第二开关的连接状态和第三列中的第二开关的连接状态。SW_Rn表示所有第一开关的连接状态。此外，Venv_R1、Venv_R2和Venv_R3分别表示在第一行中检测的电压信号的包络、在第二行中检测的电压信号的包络和在第三行中检测的电压信号的包络。

开关控制器控制第一开关和第二开关并操作至少一个源谐振器。例如，开关控制器在第一供电时间1011期间向至少一个源谐振器供电。例如，通过将源谐振器电连接到DC源来执行供电。

开关控制器控制第一开关在第一供电时间1011期间将至少一个源谐振器的第一端连接到电源，并在第一供电时间1011已过去时将第一端与电源断开。例如，通过断开源谐振器与DC电源之间的电连接来执行第一端的所述断开。此外，在第一供电时间1011期间，开关控制器控制第二开关将至少一个源谐振器的第二端接地，并将其他源谐振器中的每个源谐振器的第二端与地断开。例如，在第一扫描时间1010中的第一供电时间1011期间，开关控制器将第一列中的第二开关接地，断开除了第一列之外的列中的第二开关，并将所有第一开关连接到DC源。当第一供电时间1011已过去时，开关控制器 控制所有第一开关断开以允许通过谐振充入的第一列中的源谐振器的电力被放电。

在检测时间1012期间，检测器检测在至少一个源谐振器中发生谐振期间产生的电信号的包络。例如，在第一扫描时间1010中的检测时间1012期间，开关控制器保持第一列中的第二开关与地的连接，保持第二列中的第二开关和第三列中的第二开关中的每个第二开关的断开状态，并将每个第一开关的状态改变为断开状态。

当检测时间1012已过去时，开关控制器控制开关将至少一个源谐振器的两端接地。例如，在重置时间1013期间，开关控制器将源谐振器的两端接地。开关控制器通过将源谐振器的两端接地来执行重置以防止影响下一列中的源谐振器的包络。在余量(margin)时间1014期间，开关控制器将源谐振器的两端与地断开。

开关控制器基于由检测器检测的波形的衰减水平确定用于无线电力发送的源谐振器。在图10中，在第一扫描时间1010期间检测的谐振波形和在第三扫描时间1030期间检测的谐振波形逐渐衰减，因此对应于图7的波形。因此，开关控制器确定目标谐振器没有位于在第一扫描时间1010和第三扫描时间1030期间扫描的第一列和第三列中的源谐振器之上。相反，在第二扫描时间1020期间检测的谐振波形的包络之中的从第二行第二列的源谐振器检测的电压信号的包络1029相比于其他谐振波形，衰减很快，因此包络1029对应于图8的波形。因此，开关控制器确定目标谐振器位于第二行第二列的源谐振器之上，并将所述源谐振器确定为用于无线电力发送的源谐振器。

已参照图9和图10描述了第一扫描时间1010，第一扫描时间1010的描述也适用于包括第二扫描时间1020和第三扫描时间1030的其他扫描时间。

此外，为了便于描述，在图9和图10中，检测器针对第一列至第三列检测谐振波形，但这仅是示例。当多个源谐振器被分类为多个组时，开关控制器选择所述多个组之中的单个组中的源谐振器。例如，开关控制器按照预设顺序(例如按照格状图案中的行或列的顺序)从所述多个源谐振器选择至少一个源谐振器，并操作选择的源谐振器。在该示例中，开关控制器从格状图案选择单行或单个列中的源谐振器。检测器按照预设顺序检测所有的所述多个源谐振器的波形。

因此，开关控制器从所述多个组顺序地选择单个组，控制开关操作包括 在选择的组中的源谐振器，并从检测器顺序地获取所有的所述多个源谐振器的波形。例如，开关控制器在从第一列改变到最后一列时获取针对所有列的谐振波形，并在获取所有的所述多个源谐振器的谐振波形之后，确定将被供电的源谐振器。

图11和图12示出使用确定的源谐振器以无线方式发送电力的处理的示例。

图11的无线电力发送设备1110顺序地操作被确定为以无线方式发送电力的源谐振器。无线电力发送设备1110将待被供电的源谐振器所位于的列的第二开关接地，断开其他列的第二开关，将所述源谐振器所位于的行的第一开关连接到DC源以在预定时间段期间对所述源谐振器进行充电，断开第一开关以操作所述源谐振器。无线电力发送设备1110通过在确定的源谐振器中发生的谐振将电力发送到目标谐振器，随后将所有第一开关接地以对任何剩余电力进行放电并最小化对向下一列的电力发送的影响。

在图11中，目标谐振器位于第二行第二列的位置1111、第四行第五列的位置1112、第五行第五列的位置1113、第四行第六列的位置1114和第五行第六列的位置1115。开关控制器确定目标谐振器位于位置1111至1115，并确定使用与位置1111至1115对应的源谐振器将电力发送到目标谐振器。

例如，在发送处理中，无线电力发送设备1110将第j列的第二开关接地，将被确定为将被供电的行的第一开关连接到DC源，断开第一开关以操作所所述行第j列的源谐振器。无线电力发送设备1110在预定时间段内发送源谐振器谐振时的电力。无线电力发送设备1110将第一开关接地，断开第一开关，并断开第二开关。无线电力发送设备1110将j确定为被确定为被供电的列的号码，并针对确定的所有列重复执行以上处理。此外，无线电力发送设备1110在预定时间段期间重复执行以上发送处理或者重复执行以上发送处理预定次数。

以下，在图12中，SW_C2、SW_C5和SW_C6分别表示第二列中的第二开关的连接状态、第五列中的第二开关的连接状态和第六列中的第二开关的连接状态。SW_R2、SW_R4和SW_R5分别表示第二行中的第一开关的连接状态、第四行中的第一开关的连接状态和第五行中的第一开关的连接状态。

在图12中，开关控制器控制第一开关在第二供电时间1211期间将确定的源谐振器(例如，将被供电的源谐振器)的第一端连接到电源，并在第二 供电时间1211已过去时将第一端与电源断开，并从第一端被断开的时间点开始，发送时间1212已过去之后，将源谐振器的两端接地。例如，在第一电力间隔1210中的第二供电时间1211期间，开关控制器控制第二行中的第一开关将源谐振器的一端连接到电源。在该示例中，在第二供电时间1211期间，第二列中的第二开关接地，其他开关断开。在发送时间1212期间，开关控制器断开第二行中的第一开关，并在发送时间1212过去之后，在重置时间1213期间将第二行中的第一开关接地。在余量时间1214期间，开关控制器将第一开关和第二开关中的每个保持为断开状态。

此外，如图12中所示，无线电力发送设备1110将时间划分为与列对应的间隔。在第一电力间隔1210中，第二行第二列的源谐振器用于发送的电力。在第二电力间隔1220中，第四行第五列的源谐振器和第五行第五列的源谐振器用于发送电力。在第三电力间隔1230中，第四行第六列的源谐振器和第五行第六列的源谐振器用于发送电力。

已参照图11和图12描述了第一电力间隔1210，第一电力间隔1210的描述也可适用于包括第二电力间隔1220和第三电力间隔1230的其他电力间隔。基于无线电力发送设备的设计改变电力间隔的数量和电力间隔的长度。

例如，无线电力发送设备将除了被确定为用于电力发送的源谐振器所位于的行之外的行中的每个源谐振器的两端接地，来防止在其他行中的源谐振器中发生谐振。因此，无线电力发送设备防止电力被不必要地发送到被放置得邻近确定的源谐振器(例如，确定的源谐振器之上或之下的行)的源谐振器。

图13示出按照Z字形图案布置的源谐振器的示例。

按照除了格状图案之外的图案布置无线电力发送设备中的多个源谐振器。例如，在图13中，按照Z字形图案布置多个源谐振器。在多个源谐振器之中，按照Z字形图案布置第一端连接在一起的源谐振器(例如，第一组中的源谐振器)，按照直线布置第二端连接在一起的源谐振器(例如，第二组中的源谐振器)。

在图13中，第三行中的第一开关连接到DC电源并被断开。第三列中的第二开关保持接地，其他列中的第二开关被断开并随后接地。

源谐振器1311、1312、1313、1314和1315连接到第三行中的第一开关，连接到源谐振器1312至1315的第二开关断开。因此，源谐振器1312至1315 不被充电且不谐振，仅第三行第三列的源谐振器1311谐振。

由于与源谐振器1311相邻的谐振器1390中的每个的两端接地，因此源谐振器1390不谐振。因此，相比于图4中的电力可能被发送到被放置得水平地邻近被确定为发送电力的源谐振器的源谐振器的结构，可减少不必要的功耗。在图13的结构中，无线电力发送设备将被放置得水平地邻近被确定为发送电力的源谐振器的每个源谐振器的两端接地。因此，连接到同一开关(例如，第一开关)的源谐振器被布置地不水平地相邻，因此可防止水平地相邻的源谐振器之间的互谐振。此外，无线电力发送设备防止因不必要的谐振导致的功耗。

图14、图15、图16和图17示出在按照Z字形图案布置的源谐振器之中确定用于无线电力发送的源谐振器的处理的示例。

图14和图15是被提供以解释按照Z字形图案在扫描处理中发生的谐振的顺序的示例的示图。例如，在图14中，第二行中的第一开关1410和第六行中的第一开关1420被控制为按照列的顺序(例如，第一列、第二列和第三列的顺序)来操作连接到第一开关1410和1420的一系列源谐振器。开关控制器从多个第一组(例如，多个行)选择彼此隔开预定距离的多个第一组，并操作选择的第一组中的谐振器。例如，在图14中，均包括三个行的组被设置(例如，行被分类为四个行组，例如，包括第二行、第六行和第十行的组；包括第三行、第七行和第十一行的组；包括第四行、第八行和第十二行的组以及包括第一行、第五行和第九行的组)，因此可防止由第一开关1410操作的源谐振器与由第一开关1420操作的源谐振器之间的干扰。当由开关控制器确定的多个第一组的扫描被完成时，如图15中所示，开关控制器扫描下一多个第一组(例如，连接到第三行中的第一开关1510的源谐振器和连接到第七行中的第一开关1520的源谐振器)。

图16和图17示出当目标谐振器1611位于无线电力发送设备1610的第三行第二列时谐振波形的检测的示例。

在图16中，开关控制器控制第一行中的开关1621和第五行中的开关1622以操作连接到开关1621和1622的源谐振器。

例如，在图13的结构的扫描处理中，无线电力发送设备1610断开第(4n+r)行中的第一开关，并将其他行中的第一开关接地，其中，n为使得“4n+r”的值小于或等于行的数量的大于或等于“0”的整数，r为大于或等 于“1”且小于或等于“4”的整数。无线电力发送设备1610将第j列中的第二开关接地，并断开其他列中的第二开关。此外，无线电力发送设备1610将第(4n+r)行中的第一开关连接到DC源，断开第(4n+r)行中的第一开关，断开第j列中的第二开关，并将其他列中的第二开关接地。无线电力发送设备1610从第(4n+r)行第j列检测包络，并基于检测的包络确定将被供电的源谐振器。无线电力发送设备1610将第(4n+r)行中的第一开关接地，断开第(4n+r)行中的第一开关，并将第j列中的第二开关接地。无线电力发送设备1610从第一列至最后一列重复执行以上处理。当针对所有列的处理被完成时，改变r(例如，按照“1”至“4”的顺序改变)，并且改变行。针对所有行重复以上处理。以下，参照图17描述以上处理的示例。

以下，在图17中，SW_C1、SW_C2和SW_C3分别表示第一列中的第二开关的连接状态、第二列中的第二开关的连接状态和第三列中的第二开关的连接状态。SW_Rn表示第n行中的第一开关的连接状态。此外，Venv_R1、Venv_R5和Venv_R9分别表示在第一行中检测的电压信号的包络、在第五行中检测的电压信号的包络和在第九行中检测的电压信号的包络。

如上所述，在第一扫描时间1710中的第一供电时间1711期间向第一行中的源谐振器、第五行中的源谐振器和第九行中的源谐振器供电。在第一供电时间1711期间，第一行、第五行和第九行中的第一开关连接到DC源，其他行中的第一行开关接地，第一列中的第二开关接地，并且其他列中的第二开关保持断开状态，从而开关控制器对第一行第一列、第五行第一列和第九行第一列的源谐振器进行充电以进行扫描。在第一扫描时间1710中的发送时间1712期间，开关控制器断开第一行、第五行和第九行中的第一开关以操作充电的源谐振器。在第一扫描时间1710中的重置时间1713期间，开关控制器将所有行中的第一开关和所有列中的第二开关接地以将所有源谐振器的两端接地。余量时间1791被设置在第一供电时间1711与发送时间1712之间，余量时间1792被设置在重置时间1713与第二扫描时间1720之间。

在图17中，在第五行第二列检测到具有高衰减水平的谐振波形1729，开关控制器将与检测的谐振波形1729对应的源谐振器确定为用于无线电力发送的源谐振器。

已参照图17描述了第一扫描时间1710，图17的描述也可适用于包括第二扫描时间1720和第三扫描时间1730的其他扫描时间。第二扫描时间1720 和第三扫描时间1730分别被指定用于第二列和第三列。

与图4的结构中的发送处理类似地执行图13的结构中的发送处理。例如，无线电力发送设备1610断开被确定将被供电的第(4n+r)行中的第一开关，并将其他行中的第一开关接地。无线电力发送设备1610将第j列中的第二开关接地，并断开其他列中的第二开关。此外，无线电力发送设备1610将(4n+r)个行中的被确定为将被供电的行中的第一开关连接到DC源，并断开所述第一开关。无线电力发送设备1610断开第j列中的第二开关，并将其他列中的第二开关接地。无线电力发送设备1610将第(4n+1)行中的第一开关接地，断开第(4n+1)行中的第一开关，并将第j列中的第二开关接地。无线电力发送设备1610将第j列选择作为在源谐振器所位于的预定行r中与被确定为将被供电的源谐振器对应的列，并重复执行以上处理。当在行r中将被供电的所有指定列的处理被完成时，行r改变为将被供电的源谐振器所位于的行。针对将被供电的源谐振器所位于的所有行重复执行以上处理。

图18和图19示出源谐振器的布置的示例。

图18示出多个源谐振器1801被布置在多条平行的第一轴1810与多条平行的第二轴1820相交的交点(例如交点1830)处的示例。沿多条第一轴1810中的一条布置的源谐振器的第一端使用同一开关(例如，第一开关)连接到电源。此外，沿多条第二轴1820中的一条布置的源谐振器的第二端使用同一开关(例如，第二开关)接地。例如，多个第一组1881至1886中的每个组中包括的源谐振器的第一端连接在一起。多个第二组1891至1897中的每个组中包括的源谐振器的第二端连接在一起。由于第一轴1810与第二轴1820不平行，因此第一轴1810中的每条必然与第二轴1820中的每条相交在单个点。

如图18所示，按照规则图案(例如，六边形砖图案、五边形砖图案或格状图案)布置多个源谐振器1801。

图19示出任意布置多个源谐振器的示例。在图19中，多条平行的第一虚拟轴1910与多条平行的第二虚拟轴1920相交。每个源谐振器连接到第一虚拟轴1910与第二虚拟轴1920相交的交点中的最近的一个交点。

多个源谐振器被分类为第一组1981至1985以及第二组1991至1995。例如，多个源谐振器被分类为使得第一组1981至1985中的源谐振器不重叠，第二组1991至1995中的源谐振器不重叠。也就是说，多个源谐振器被分类 为使得特定源谐振器仅出现在第一组1981至1985中的一个中，从而第一组1981至1985中的任何两个第一组不包含同一源谐振器，并且使得特定源谐振器仅出现在第二组1991至1995中的一个中，从而第二组1991至1995中的任何两个第二组不包含同一源谐振器。第一组1981至1985中的每个与第二组1991至1995中的每个之间存在一个重叠的谐振器，而不存在两个重叠的谐振器。

图20示出无线电力发送方法的示例。

参照图20，在操作2010，开关控制器操作多个源谐振器之中的至少一个源谐振器。

在操作2020，检测器检测至少一个源谐振器谐振时的波形。

在操作2030，开关控制器基于检测的波形确定用于无线电力发送的源谐振器。

在操作2040，开关控制器使用确定的源谐振器将电力以无线方式发送到目标谐振器。

图1至图19的描述也可适用于操作2010至2014，因此这里将不重复进行描述。

图21是示出电动车辆充电系统的示例。

图1示出多个无线电力接收设备120以无线方式从包括多个源谐振器111的无线电力发送设备110接收电力的示例。在图1的示例中，无线电力接收设备120是包括目标谐振器的电子装置，并且可以是例如便携式装置或者无绳固定装置。便携式装置可以是例如移动电话、智能电话、笔记本个人计算机(PC)或平板PC，无绳固定装置可以是例如无线显示器。

然而，这仅是示例，无线电力接收设备120可以是具有无线电力充电系统的电动车辆，源谐振器111可被布置在例如车库或停车场中。

参照图21，无线电动车辆充电系统2100包括源系统2110、源谐振器2120、目标谐振器2130、目标系统2140和电动车辆电池2150。目标谐振器2130、目标系统2140和电动车辆电池2150被安装在电动车辆中。然而，这仅是示例，目标谐振器2130、目标系统2140和电动车辆电池2150可被安装在混合电动车辆、电动自行车或本领域普通技术人员已知的从电池接收动力的任何其他运输工具中。

源谐振器2120和目标谐振器2130具有相同的谐振频率，该谐振频率可 以在几千赫兹(kHz)至几十兆赫兹(MHz)的频带中。

源系统2110和源谐振器2120作为源操作以在源谐振器2120和目标谐振器2130的谐振频率发送无线电力。目标谐振器2130和目标系统2140作为目标操作以接收由源谐振器2120发送的无线电力。

源系统2110将来自交流(AC)源的电力(例如具有50或60Hz的频率)转换为具有源谐振器2120和目标谐振器2130的谐振频率的电力，并将转换的电力供应到源谐振器2120。源谐振器2120经由源谐振器2120与目标谐振器2130之间的磁谐振将转换的电力作为具有谐振频率的无线电力发送到目标谐振器2130。发送的无线电力可以是几十瓦特或更高。目标谐振器2130将从源谐振器2120接收的电力供应到目标系统2140。目标系统2140将接收的电力转换为适合对电动车辆电池2150进行充电的直流(DC)充电电力。电动车辆电池2150通过DC充电电力被充电。

源系统2110可包括这里针对图1至图20描述的任何一个无线电力发送设备。源谐振器2120可以是这里针对图1至图20描述的任何源谐振器，并且可以按照这里针对图1至图20描述的任何图案进行布置。目标谐振器2130可以是这里针对图1至图20描述的任何目标谐振器。

为了最有效地进行电力发送，源谐振器2120和目标谐振器2130需要彼此对齐。当目标谐振器2130位于使得源谐振器2120与目标谐振器2130之间发生最大磁谐振的位置时，源谐振器2120和目标谐振器2130彼此对齐。

当电动车辆没有停在源谐振器2120与目标谐振器2130彼此对齐的位置时，源系统2110可向目标系统2140发送消息以控制源谐振器2120与目标谐振器2130彼此对齐，或者通知电动车辆的操作者将电动车辆的位置进行调整，使得源谐振器2120与目标谐振器2130彼此对齐。

通过硬件组件来实现执行这里描述的操作的图1至图4、图9、图11和图16中示出的无线电力发送设备110、910、1110和1610，图2至图4中示出的检测器230和开关控制器240，图3和图4中示出的第一检测器331、第二检测器332和第三检测器333以及图21中示出的源系统2110和目标系统2140。硬件组件的示例包括控制器、传感器、发生器、驱动器、存储器、比较器、算术逻辑单元、加法器、减法器、乘法器、除法器、积分器和本领域的普通技术人员所知的任何其他电子组件。在一个示例中，通过计算硬件，例如，通过一个或更多个处理器或计算机来实现硬件组件。通过一个或更多 个处理元件(诸如，逻辑门阵列、控制器和算术逻辑单元、数字信号处理器、微计算机、可编程逻辑控制器、现场可编程门阵列、可编程逻辑阵列、微处理器、或本领域普通技术人员所知的能够以限定方式响应并且执行指令以达到预期结果的任何其他装置或装置的组合)来实现处理器或计算机。在一个示例中，处理器或计算机包括，或者连接到存储由处理器或计算机执行的指令或软件的一个或更多个存储器。通过处理器或计算机实现的硬件组件执行指令或软件(诸如，操作系统(OS)和在OS上运行的一个或更多个软件应用)，来执行在此描述的操作。硬件组件还可响应于指令或软件的执行来访问、操控、处理、创建和存储数据。为了简明起见，单数术语“处理器”或“计算机”可用于在此描述的示例的描述，但在其他示例中，多个处理器或计算机被使用，或者处理器或计算机包括多个处理元件或多种类型的处理元件，或这二者。在一个示例中，硬件组件包括多个处理器，而在另一个示例中，硬件组件包括处理器和控制器。硬件组件具有不同处理配置中的任一个或更多个，不同处理配置的示例包括：单个处理器、独立处理器、并行处理器、单指令单数据(SISD)多处理、单指令多数据(SIMD)多处理、多指令单数据(MISD)多处理和多指令多数据(MIMD)多处理。

执行在此描述的操作的图20中示出的方法，可通过如上所述的执行指令或软件以执行在此描述的操作的计算硬件(例如，通过一个或多个处理器或计算机)被执行。

用于控制处理器或计算机来实现硬件组件并且执行如上所述方法的指令或软件被编写为计算机程序、代码段、指令或其任何组合，以单独地或共同地指示或配置处理器或计算机，使其像机器或专用计算机一样操作，以执行由硬件组件执行的操作和如上所述的方法。在一个示例中，指令或软件包括由处理器或计算机直接执行的机器代码(诸如，由编译器产生的机器代码)。在另一个示例中，指令或软件包括由处理器或计算机使用解释器执行的高级代码。本领域的普通技术编程人员可基于附图中示出的框图和流程图以及说明书中的对应描述来容易地编写指令或软件，所述描述公开了用于执行由硬件组件执行的操作的算法和如上所述的方法。

用于控制处理器或计算机实现硬件组件并且执行如上所述方法的指令或软件，以及任何关联的数据、数据文件和数据结构被记录、存储、或固定在一个或更多个非暂时性计算机可读存储介质中，或被记录、存储或固定在一 个或多个非暂时性计算机可读存储介质上。非暂时性计算机可读存储介质的示例包括：只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、闪存存储器、CD-ROM、CD-R、CD+R、CD-RW、CD+RW、DVD-ROM、DVD-R、DVD+R、DVD-RW、DVD+RW、DVD-RAM、BD-ROM、BD-R、BD-R LTH、BD-RE、磁带、软盘、磁光数据存储装置、光学数据存储装置、硬盘、固态盘和本领域的普通技术人员所知任何装置，其中，所述任何装置能够以非暂时性方式存储指令或软件和任何关联的数据、数据文件和数据结构并且将指令或软件和任何关联的数据、数据文件和数据结构提供到处理器或计算机，使得处理器或计算机可执行指令。在一个示例中，指令或软件和任何关联的数据、数据文件和数据结构被分布在联网计算机系统上，从而通过处理器或计算机以分布方式来存储、访问和执行指令和软件以及任何关联的数据、数据文件和数据结构。

虽然本公开包括特定示例，但本领域的普通技术人员将清楚，在不脱离权利要求书及其等同物的精神和范围的情况下，在这些示例中可进行形式和细节上的各种变化。这里描述的示例将被视为仅是描述性含义，而不是为了限制目的。对每个示例中的特征或方面的描述将被视为可应用于其他示例中的类似特征或方面。如果以不同顺序执行所描述的技术，和/或如果所描述系统、构架、装置或电路中的组件以不同方式来组合，和/或被其他组件或它们的等同物来替换或补充，则可获得合适的结果。因此，本公开的范围不由具体实施方式限定，而是由权利要求及其等同物限定，并且在权利要求及其等同物的范围内的所有变化将被解释为被包括在本公开中。