[发明专利]无线能量发射系统和制造和使用该系统的方法

权利要求书

1.能量发射系统，包括：

可控初级线圈单元，包括多个导体和多个第一可控开关，所述多个导体交叉设置，其中，每两个交叉设置的导体之间设置有一个所述第一可控开关；以及

控制器，选择性地将一部分所述第一可控开关导通，从而使得所述多个导体中与导通的开关耦合的导体形成作为能量发射区的初级线圈环路。

2.如权利要求1所述的无线能量发射系统，其中，所述多个交叉设置的导体设置于至少两层电路板上，且相互不直接接触。

3.如权利要求1所述的系统，其中，所述控制器确定出能量接收系统相对于所述可控初级线圈单元的位置，并选择与所述位置对应的第一可控开关导通，从而使得所述多个导体中与导通的开关耦合的导体形成所述能量发射区。

4.如权利要求3所述的系统，其中，在待机状态，所述控制器周期地控制所述第一可控开关中预定个数的开关导通，从而使得与所导通的开关耦接的导体形成用于确定是否有能量接收系统存在的初始能量发射区。

5.如权利要求4所述的系统，其中，所述初始能量发射区中与所导通的开关耦接的导体形成电通路，所述系统还包括：

与所述可控初级线圈单元串联的谐振电容；以及

线圈控制及驱动电路，向所述初始能量发射区施加预定时长的谐振脉冲群，以使得所述电通路与所述谐振电容进行谐振；

其中，所述控制器如果检测到所述电通路的两端的电压低于预定阀值，则确定出已经有所述能量接收系统存在于所述初始能量发射区范围内。

6.如权利要求5所述的系统，其中，在确定出所述能量接收系统已经存在于所述初始能量发射区的范围内后，所述控制器按照以下原则对所述可控初级线圈单元进行扫描以确定出所述能量接收系统相对于所述可控初级线圈单元的位置：

1）在所述多个第一可控开关中选择第一组开关导通，并确定通过第一组开关及其相耦合的导体形成的电通路从所述能量接收系统接收的反射能量的大小；

2）在所述多个第一可控开关中选择第二组开关，并确定出通过第二组开关及其相耦合的导体形成的电通路从所述能量接收系统接收的反射能量的大小；

3）依此类推，对所述多个第一可控开关中预定个数的开关进行扫描；以及

4）选择反射能量最大时的电通路形成的作为能量发射区的初级线圈环路向所述能量接收系统转移能量。

7.如权利要求6所述的系统，其中，所述步骤4）进一步包括：

在能量转移的初期，进一步在所形成的初级线圈环路进行扫描，以确定出所述能量接收系统相对于所述初级线圈环路的精确位置；以及

将所述精确位置对应的可控开关导通，形成最终向所述能量接收系统发射能量的能量发射区。

8.如权利要求6所述的系统，其中，每次扫描过程中，所述线圈控制及驱动电路向当前扫描过程中形成的电通路的两端施加预定时长的侦测脉冲群，从而使得侦测脉冲群的至少一部分能量被转移到所述能量接收系统的谐振电路中，当所述侦测脉冲群结束后，所述控制器确定被转移的能量反射回到该电通路中的能量的大小。

9.如权利要求2所述的系统，其中，所述多个导通包括横向设置的导体和纵向设置的导体，所述横向设置的导体和所述纵向设置的导体设置于电路板的不同层。

10.如权利要求1所述的系统，其中，所述第一可控开关为机械开关。

11.如权利要求1所述的系统，其中，所述第一可控开关为包括Mosfet或晶体三极管的电子开关。

12.如权利要求1-11中任一项所述的系统，还包括耦合于所述线圈控制及驱动电路和所述可控初级线圈单元之间的第二可控开关。

13.一种制造无线能量发射系统的方法，包括：

在多层电路板上交叉设置多个导体；

分别在每两个交叉设置的导体之间设置可控开关，所设置的可控开关与相邻的导体耦合；以及

配置控制器以使得其能够选择性地将一部分所述可控开关导通，从而将所述多个导体中与导通的开关耦合的导体形成作为能量发射区的初级线圈环路。

14.如权利要求13所述的方法，其中，所述多个交叉设置的导体设置于至少两层电路板上，且相互不直接接触。

15.如权利要求13所述的方法，其中，所述可控开关为机械开关。