[发明专利]无线电力收发机和无线电力系统

说明书

技术领域

下面的描述涉及一种无线电力收发机和无线电力系统，更具体地说，涉及一种可布置在源谐振器和目标谐振器之间并且可增加无线电力系统的无线电力传输效率的无线电力收发机。

背景技术

随着信息技术(IT)的发展，便携式电子装置的种类和便携式电子装置的数量已经增加。在便携式电子装置中需要考虑的一个重要方面是各个装置的电池性能。

除了便携式电子装置以外，已经开发出具有可无线地发送数据并且可通过电力线被供电的家用电器。

目前，已经对可向电器和便携式电子装置无线地供电的无线电力传输技术进行了研究。基于无线环境的特点，由于源谐振器和目标谐振器之间的距离增加，因此源谐振器和目标谐振器之间的电力传输效率会减弱。

发明内容

在一个总体方面，提供了一种无线电力收发机，包括：电力接收机，包括从源谐振器接收输入电力的接收谐振器；电力发送机，包括将输出电力发送到目标谐振器的发送谐振器；以及耦合控制器，用于控制目标谐振器和发送谐振器之间的耦合频率。

无线电力收发机还可包括：绝缘体，用于使电力接收机和电力发送机电绝缘。

耦合控制器可按照从发送谐振器发送到目标谐振器的传输信号的反射波具有最小振幅的方式来控制频率，并可将控制的频率设置为耦合频率。

耦合控制器可按照从发送谐振器发送到目标谐振器的传输信号的反射波与传输信号同相位的方式来控制频率，并可将控制的频率设置为耦合频率。

耦合控制器可按照从发送谐振器发送到目标谐振器的传输信号的反射波具有最小电力的方式来控制频率，并可将控制的频率设置为耦合频率。

耦合控制器可包括用于测量反射波的电力的电力检测器。

电力发送机还可包括用于控制输出电力的大小的电力分配电路。

电力发送机还可包括用于控制输出电力的方向的方向性控制器。

耦合控制器可包括用于控制耦合频率的锁相环(PLL)电路。

无线电力收发机还可包括：负载，用于调节输入电力传输距离和输出电力传输距离。

所述源谐振器、所述目标谐振器、所述接收谐振器和所述发送谐振器中的至少一个可包括：传输线，包括第一信号传导部分、第二信号传导部分和接地传导部分，所述接地传导部分与第一信号传导部分和第二信号传导部分对应；第一导体，用于电连接第一信号传导部分和接地传导部分；第二导体，用于电连接第二信号传导部分和接地传导部分；至少一个电容器，被插入在第一信号传导部分和第二信号传导部分之间，并且所述至少一个电容器相对于在第一信号传导部分和第二信号传导部分之间流动的电流被串行布置。

所述传输线、所述第一导体和所述第二导体可形成环结构。

所述传输线、所述第一导体和所述第二导体可形成矩形环结构。

无线电力收发机还可包括：匹配器，用于确定无线电力谐振器的阻抗，并且所述匹配器可一体地布置在由所述传输线、所述第一导体和所述第二导体形成的环中。

所述匹配器可具有矩形形状。

所述匹配器可基于由控制器产生的控制信号改变所述匹配器的物理形状，以调节无线电力谐振器的阻抗。

所述控制器可基于从无线电力谐振器接收电力或向无线电力谐振器发送电力的相对的谐振器的状态产生控制信号。

所述控制器可基于以下项中的至少一项产生控制信号：所述无线电力谐振器和无线电力接收机的无线电力谐振器之间的距离、从所述无线电力谐振器发送到无线电力接收机的无线电力谐振器的波的反射系数、所述无线电力谐振器和无线电力接收机的无线电力谐振器之间的电力传输增益、以及所述无线电力谐振器和无线电力接收机的无线电力谐振器之间的耦合效率。

所述匹配器可包括：用于阻抗匹配的导体，所述导体位于与接地传导部分隔开预定距离的位置，并且所述导体与接地传导部分一体地形成，可基于接地传导部分和用于阻抗匹配的导体之间的距离调节无线电力谐振器的阻抗。

所述匹配器可包括用于基于由控制器产生的控制信号调节无线电力谐振器的阻抗的至少一个有源元件。

所述至少一个电容器可作为集总元件被插入到第一信号传导部分和第二信号传导部分之间。

所述至少一个电容器可被配置为分布式元件并可具有Z字形结构。

可基于以下标准中的至少一个标准来设置所述至少一个电容器的电容：能够使所述无线电力谐振器具有超常材料的特性的标准、能够使所述无线电力谐振器在目标频率中具有负磁导率的标准、能够使所述无线电力谐振器在目标频率中具有零阶谐振特性的标准。