(57)【要約】  複数のモードにおいて操作可能な誘導送電システムは、拡張領域上で誘導電力受信器に電力を提供することができる誘導電力伝達器を含む。システムは、必要に応じて整列メカニズム、共振チューナ、補助コイル配置又は共振探索配置のような様々な機能を作動させることができるモードセレクタによって、様々なモード間で切替え可能であってもよい。関連した方法が教示される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘導電力伝達器と誘導電力受信器との少なくとも一つを含む、複数のモードにおいて操作可能な誘導送電システムであって、前記誘導電力伝達器は、少なくとも一つの二次インダクタに誘導的に連結するように構成された少なくとも一つの一次インダクタと、前記一次インダクタ全体において駆動周波数で振動電位を提供するように構成された少なくとも一つのドライバとを含み、前記誘導電力受信器は、受信回路と電気負荷とに接続可能な少なくとも一つの二次インダクタを含み、前記二次インダクタは電力が前記電気負荷へ伝達されるように前記少なくとも一つの一次インダクタに誘導的に連結するように構成され、前記誘導送電システムは、前記誘導電力伝達システムが第１のモードにおいて作動する時、前記少なくとも一つの一次インダクタに前記少なくとも一つの二次インダクタを整列配置するように構成された整列メカニズムと、前記誘導電力伝達システムが第２のモードにおいて作動する時、前記受信回路の共振周波数に前記駆動周波数を適合させることができる共振チューナと、導体モード、リピータモード及び伝達モードの少なくとも一つで操作可能な複数の補助コイルを含む補助コイル配置と、誘導送電システムの固有周波数を決定することができる共振探索配置と、から選ばれた複数の機能をさらに含む、誘導送電システム。
【請求項２】
少なくとも第１のモードと第２のモードとの間で前記誘導送電システムを切替えるように構成されたモードセレクタをさらに含む、請求項１の誘導送電システム。
【請求項３】
前記二次インダクタから前記一次インダクタへの距離をモニタする近接センサをさらに含む、請求項１の誘導送電システム。
【請求項４】
前記一次インダクタ及び前記二次インダクタの少なくとも一つの位置をモニタする位置センサをさらに含む、請求項１の誘導送電システム。
【請求項５】
前記共振チューナが前記受信回路に選択的に接続可能な少なくとも一つのコンデンサを含む、請求項１の誘導送電システム。
【請求項６】
前記共振チューナが前記受信回路に選択的に接続可能な少なくとも一つのインダクタを含む、請求項１の誘導送電システム。
【請求項７】
前記共振チューナが、前記誘導電力伝達器が前記受信回路と共振する駆動周波数を選ぶように前記誘導電力伝達器に制御信号を送信するために構成されたフィードバックメカニズムを含む、請求項１の誘導送電システム。
【請求項８】
前記整列メカニズムが前記一次インダクタから前記二次インダクタへ磁束を導くように構成された少なくとも一つの磁束ガイドを含む、請求項１の誘導送電システム。
【請求項９】
前記磁束ガイドが、前記一次インダクタと関連した第１のフェライトコアと前記二次インダクタと関連した第２のフェライトコアとを含む、請求項１の誘導送電システム。
【請求項１０】
前記磁束ガイドが磁気シールドをさらに含む、請求項１の誘導送電システム。
【請求項１１】
前記整列メカニズムが前記二次インダクタ及び前記一次インダクタの少なくとも一つを移動するように構成された少なくとも一つのアクチュエータを含む、請求項１の誘導送電システム。
【請求項１２】
少なくとも二つのモードにおいて操作可能な誘導電力伝達器であって、電力が前記電気負荷へ伝達されるように前記電気負荷に連結された前記二次インダクタと誘導的に連結するように構成された少なくとも一つの一次インダクタと、前記一次インダクタ全体において振動電位を提供するように構成された少なくとも一つのドライバと、前記誘導電力伝達器が第１のモードにおいて作動する時、前記一次インダクタに前記二次インダクタを整列配置するように構成された少なくとも一つの整列メカニズムと、前記誘導電力伝達器が第２のモードにおいて作動する時、前記受信回路の共振周波数が前記二次インダクタと関連するように適合させるために選ばれた前記発振電位の駆動周波数を選ぶように構成された少なくとも一つの共振チューナとを含む、誘導電力伝達器。
【請求項１３】
前記第１のモードと前記第２のモードとの間で前記誘導電力伝達器を切替えるように構成されたモードセレクタをさらに含む、請求項１２の誘導電力伝達器。
【請求項１４】
前記第１のモードにおいて作動する時、前記ドライバが非共振周波数で前記一次インダクタを駆動するように構成される、請求項１２の誘導電力伝達器。
【請求項１５】
導体モード、リピータモード及び伝達モードの少なくとも一つにおいて操作可能な複数の補助コイルを含む補助コイル配置をさらに含む、請求項１２の誘導電力伝達器。
【請求項１６】
補助コイル配置、又は、誘導送電システムの固有周波数を決定することができる共振探索配置の少なくとも一つをさらに含む、請求項１２の誘導電力伝達器。
【請求項１７】
請求項１２から１６のうちいずれか一項の誘導電力伝達器を含む、電気装置。
【請求項１８】
少なくとも二つのモードにおいて操作可能な誘導電力受信器であって、前記受信器が、電気負荷に接続可能であり、電力が前記電気負荷へ伝達されるように、少なくとも一つの誘導電力伝達器の少なくとも一つの一次インダクタに誘導的に連結するように構成された少なくとも一つの二次インダクタと、前記誘導電力受信器が第１のモードにおいて作動している時、前記二次インダクタを前記一次インダクタに整列配置するように構成された少なくとも一つの整列メカニズムと、前記誘導電力受信器が第２のモードにおいて作動している時、遠隔の一次インダクタの伝送周波数に適合するように選ばれた共振周波数に受信回路を調整するように構成された少なくとも一つの共振チューナと、を含む誘導電力受信器。
【請求項１９】
前記第１のモードと前記第２のモードとの間で前記誘導電力受信器を切替えるように構成されたモードセレクタをさらに含む、請求項１８の誘導電力受信器。
【請求項２０】
前記モードセレクタが前記一次インダクタの位置に関連するデータにより作動モードを選ぶように構成される、請求項１８の誘導電力受信器。
【請求項２１】
前記二次インダクタから前記一次インダクタへの距離をモニタする近接センサをさらに含む、請求項１８の誘導電力受信器。
【請求項２２】
前記一次インダクタの位置をモニタする位置センサをさらに含む、請求項１８の誘導電力受信器。
【請求項２３】
前記共振チューナが前記受信回路に選択的に接続可能な少なくとも一つのコンデンサを含む、請求項１８の誘導電力受信器。
【請求項２４】
前記共振チューナが前記受信回路に選択的に接続可能な少なくとも一つのインダクタを含む、請求項１８の誘導電力受信器。
【請求項２５】
前記共振チューナが、前記誘導電力伝達器が前記受信回路と共振する駆動周波数を選ぶように前記誘導電力伝達器に制御信号を送信するために構成されたフィードバックメカニズムを含む、請求項１８の誘導送電システム。
【請求項２６】
前記整列メカニズムが前記一次インダクタから前記二次インダクタへ磁束を導くように構成された少なくとも一つの磁束ガイドを含む、請求項１８の誘導送電システム。
【請求項２７】
前記整列メカニズムが前記二次インダクタ及び前記一次インダクタの少なくとも一つを移動するように構成された少なくとも一つのアクチュエータを含む、請求項１８の誘導送電システム。
【請求項２８】
請求項１８の前記誘導電力受信器を含む、電気装置。
【請求項２９】
前記補助コイル配置が、少なくとも一つの補助コイルと、前記補助コイルの操作モードを選ぶように構成された少なくとも一つのコントローラと、導体モードブロック、リピータモードブロック及び伝達モードブロックの少なくとも一つに前記補助コイルを選択的に接続することができる少なくとも一つの切替ユニットとを含む、請求項１から１１のいずれか又は請求項１５の誘導電力受信器。
【請求項３０】
ドライバ及び一次コイルを含む誘導電力伝達器を得るステップと、前記電気負荷に接続された二次コイルを含み、前記一次インダクタと前記二次インダクタとの間で密結合を提供する第１のモードと前記一次インダクタと前記二次インダクタとの間で疎結合を提供する第２のモードとを含む、少なくとも二つのモードにおいて操作可能な誘導電力受信器を得るステップと、前記ドライバが前記一次インダクタ全体で発振電位差を提供するステップと、前記誘導受信器の作動モードを選択するステップとを含む、少なくとも一つの電気負荷から／へ誘導的に電力を伝達する方法。
【請求項３１】
誘導送電システムを調整する方法であって、前記システムは少なくとも一つの誘導電力受信器に連結された少なくとも一つの誘導電力伝達器を含み、前記システムの共振周波数を決定するステップ（ａ）と、前記共振周波数とは異なる動作周波数を選ぶステップ（ｂ）とを含む方法。
【請求項３２】
前記システムの共振周波数を決定するステップが、以下のサブステップ：サンプリング駆動周波数で振動している前記誘導電力伝達器に駆動電位を供給するステップ（ａ１）と、前記駆動電位のための出力レスポンスを記録するステップ（ａ２）と、前記サンプリング駆動周波数を増加するステップ（ａ３）と、前記ステップ（ａ１）、前記ステップ（ａ２）及び前記ステップ（ａ３）を複数回繰り返すステップ（ａ４）と、複数の不連続なサンプリング駆動周波数の前記出力電圧レスポンスを記録し、それによって、前記システムの特徴的な応答プロファイルを得るステップ（ａ５）と、を含む、請求項３１の方法。
【請求項３３】
前記特徴的な応答プロファイルが共振ピーク及び複数の調波ピークを含む、請求項３２の方法。
【請求項３４】
前記システムの共振周波数を決定するステップは、追加のサブステップ：前記共振ピークの駆動周波数を識別するステップ（ａ６）を含む、請求項３３の方法。
【請求項３５】
前記システムの共振周波数を決定するステップは、追加のサブステップ：第ｎ番目の調波ピークの前記駆動周波数を識別するステップ（ａ７）と、ｎ＋１で第ｎ番目の調波の前記駆動周波数を除するステップ（ａ８）とを含む、請求項３３の方法。
【請求項３６】
ｎ＝２である、請求項３５の方法。
【請求項３７】
ｎ＝３である、請求項３５の方法。
【請求項３８】
前記共振周波数とは異なる動作周波数を選ぶステップが換算係数により逓倍された共振周波数に等しい周波数を選ぶステップを含む、請求項３１の方法。
【請求項３９】
前記換算係数が５０％から９０％の間である、請求項３８の方法。
【請求項４０】
前記換算係数が１１０％から１５０％の間である、請求項３８の方法。
【請求項４１】
ドライバを経て電源に配線された少なくとも一つの一次誘導コイルを含む少なくとも一つの誘導電源出力を含み、前記ドライバは前記一次誘導コイル全体で駆動電圧を提供するように構成され、前記駆動電圧は、前記誘導結合の共振周波数とは有意に異なる伝送周波数で振動して、前記一次誘導コイルは電気負荷に配線された少なくとも一つの二次誘導コイルと誘導結合を形成するように構成され、前記二次誘導コイルは誘導電力受信器と関連した誘導送電システムであって、前記誘導結合の前記共振周波数を自ら決定するように構成される誘導送電システム。
【請求項４２】
前記整列メカニズムが目標領域内にある二次インダクタに誘導電力伝達器の一次インダクタを整列配置するように構成されかつ操作可能である整列システムを含み、前記システムは、第１の通路に沿って前記一次インダクタを移動するように構成された第１のアクチュエータと、第２の通路に沿って前記二次インダクタを移動するように構成された第２のアクチュエータとを含む、請求項１の誘導送電システム。
【請求項４３】
前記第１のアクチュエータ及び前記第２のアクチュエータの少なくとも一つがステッパーモータを含む、請求項４１のシステム。
【請求項４４】
前記第１のアクチュエータ及び前記第２のアクチュエータの少なくとも一つが圧電素子を含む、請求項４１のシステム。
【請求項４５】
前記一次インダクタは前記第１のアクチュエータに連結され、前記第１のアクチュエータは前記第２のアクチュエータに連結される、請求項４１のシステム。
【請求項４６】
前記一次インダクタが前記第１のアクチュエータ及び前記第２のアクチュエータに直接連結される、請求項４１のシステム。
【請求項４７】
前記第１の通路及び前記第２の通路が直角に向きを合わせられる、請求項４１のシステム。
【請求項４８】
前記第１のアクチュエータ及び前記第２のアクチュエータは互いに近接して配置される、請求項４１のシステム。
【請求項４９】
前記第１のアクチュエータ及び前記第２のアクチュエータの少なくとも一つが、インクリメントにおいて関連した通路に沿って進むように構成される、請求項４１のシステム。
【請求項５０】
前記インクリメントが低解像度インクリメント及び高解像度インクリメントから選択可能である、請求項４８のシステム。
【請求項５１】
前記二次インダクタに前記一次インダクタの近接を示すように構成された近接センサをさらに含む、請求項４１のシステム。
【請求項５２】
前記近接センサが、電圧モニタ、電力モニタ、電流モニタ及びその組合せで構成される群の少なくとも一つを含む、請求項５０のシステム。
【請求項５３】
前記近接センサから検知信号を受信し、前記第１のアクチュエータ及び前記第２のアクチュエータの動作を制御するように構成されたコントローラをさらに含む、請求項５０のシステム。
【請求項５４】
前記コントローラが、前記一次インダクタが前記二次インダクタと整列するように前記第１のアクチュエータ及び前記第２のアクチュエータの動作を導くことができるプロセッサを含む、請求項５２のシステム。
【請求項５５】
前記プロセッサが、以下のステップ：（ステップａ）検知信号が前記近接センサから受信されるステップと、（ステップｂ）作動信号が前記第１のアクチュエータに送信され、それによって、前記第１の通路に沿って前記一次インダクタを一つのインクリメント分前方に移動させるステップと、（ステップｃ）新規な検知信号が前記近接センサから受信されるステップと、（ステップｄ１）前記一次インダクタが前の信号より前記二次インダクタにより近いと前記新規な検知信号が示す場合、ステップｂ及びステップｃが繰り返されるステップと、（ステップｄ２）前記一次インダクタが前の信号より前記二次インダクタから遠いと前記新規な検知信号が示す場合、逆作動信号が第１のアクチュエータに送信され、それによって、第１の通路に沿って一次インダクタを一つのインクリメント分後方に移動させるステップと、（ステップｅ）作動信号が前記第２のアクチュエータに送信され、それによって、前記第２の通路に沿って前記一次インダクタを一つのインクリメント分前方に移動させるステップと、（ステップｆ）新規な検知信号が前記近接センサから受信されるステップと、（ステップｇ１）前記一次インダクタが前の信号より前記二次インダクタにより近いと前記新規な検知信号が示す場合、ステップｅ及びステップｆが繰り返されるステップと、（ステップｇ２）前記一次インダクタが前の信号より前記二次インダクタから遠いと前記新規な検知信号が示す場合、逆作動信号が前記第２のアクチュエータに送信され、それによって、前記第２の通路に沿って前記一次インダクタを一つのインクリメント分後方に移動させるステップと、により、前記アクチュエータに送信される作動信号を選ぶように構成される、請求項５３のシステム。
【請求項５６】
前記コントローラが、大きなインクリメントで前記一次インダクタを移動するように構成された低解像度作動信号と、小さなインクリメントで前記一次インダクタを移動するように構成された高解像度作動信号とを送信するように構成される、請求項５４のシステム。
【請求項５７】
前記プロセッサが、次の追加のステップ：（ステップｈ）高解像度作動信号が前記第１のアクチュエータに送信され、それによって、前記第１の通路に沿って一つの小さいインクリメント分前記一次インダクタを前方に移動させるステップと；（ステップｉ）新規な検知信号が前記近接センサから受信されるステップと；（ステップｊ１）前記一次インダクタが前の信号より前記二次インダクタにより近いと前記新規な検知信号が示す場合、ステップｈ及びステップｉが繰り返されるステップと；（ステップｊ２）前記一次インダクタが前の信号より前記二次インダクタから遠いと前記新規な検知信号が示す場合、逆高作動信号が前記第１のアクチュエータに送信され、それによって、前記第１の通路に沿って前記一次インダクタを一つの小さいインクリメント分後方に移動させるステップと；（ステップｋ）高解像度作動信号が前記第２のアクチュエータに送信され、それによって、前記第２の通路に沿って一つの小さいインクリメント分前記一次インダクタを前方に移動させるステップと；（ステップｌ）新規な検知信号が前記近接センサから受信されるステップと；（ステップｍ１）前記一次インダクタが前の信号より前記二次インダクタにより近いと前記新規な検知信号が示す場合、ステップｋ及びステップｌが繰り返されるステップと；（ステップｍ２）前記一次インダクタが前の信号より前記二次インダクタから遠いと前記新規な検知信号が示す場合、逆高解像度作動信号が前記第２のアクチュエータに送信され、それによって、前記第２の通路に沿って前記一次インダクタを一つの小さいインクリメント分後方に移動させるステップと、が続くように構成される請求項５５のシステム。
【請求項５８】
誘導送電システムの一次インダクタを目標領域内にある二次インダクタに整列配置するための方法であって、第１の通路に沿って一次インダクタを移動するように構成された第１のアクチュエータを提供するステップと、第２の通路に沿って二次インダクタを移動するように構成された第２のアクチュエータを提供するステップと、前記二次インダクタへの前記一次インダクタの近接を示すように構成された近接センサを提供するステップと、前記近接センサから検知信号を受信し、前記第１のアクチュエータ及び前記第２のアクチュエータの動作を制御するように構成されたコントローラを提供するステップと、前記一次インダクタが前記二次インダクタと整列するように移動されるように前記第１のアクチュエータ及び前記第２のアクチュエータの少なくとも一つに前記コントローラが作動信号を送信するステップと、を含む方法。
【請求項５９】
前記コントローラが作動信号を送信するステップが、前記コントローラが前記近接センサから検知信号を受信するステップと、前記コントローラが前記第１のアクチュエータに作動信号を送信し、それによって、前記第１の通路に沿って前記一次インダクタを一つのインクリメント分前方に移動させるステップと、新規な検知信号を受信する前記コントローラが前記近接センサから受信されるステップと、前記一次インダクタが前の信号より前記二次インダクタにより近いと前記新規な検知信号が示す場合、前記コントローラが作動信号を送信し、新規な検知信号を受信するステップを繰り返すステップと、前記一次インダクタが前の信号より前記二次インダクタから遠いと前記新規な検知信号が示す場合、逆作動信号が前記第１のアクチュエータに送信され、それによって、前記第１の通路に沿って前記一次インダクタを一つのインクリメント分後方に移動させるステップと、前記コントローラが前記第２のアクチュエータに作動信号を送信し、それによって、前記第２の通路に沿って前記一次インダクタを一つのインクリメント分前方に移動させるステップと、前記コントローラが前記近接センサから新規な検知信号を受信するステップと、前記一次インダクタが前の信号より前記二次インダクタにより近いと前記新規な検知信号が示す場合、前記コントローラのステップが作動信号を送信し、新規な検知信号を受信するステップと、前記一次インダクタが前の信号より二次インダクタから遠いと前記新規な検知信号が示す場合、逆作動信号が前記第２のアクチュエータに送信され、それによって、前記第２の通路に沿って前記一次インダクタを一つのインクリメント分後方に移動させるステップと、を含む請求項５８の方法。
【請求項６０】
請求項５９の方法であって、以下のステップ：前記コントローラが前記高解像度作動信号を前記第１のアクチュエータに送信し、それによって、前記第１の通路に沿って前記一次インダクタを一つの小さいインクリメント分前方に移動させるステップと、新規な検知信号を受信する前記コントローラが前記近接センサから受信されるステップと、前記一次インダクタが前の信号より前記二次インダクタにより近いと前記新規な検知信号が示す場合、前記コントローラが高解像度作動信号を送信し、前記新規な検知信号を受信するステップを繰り返すステップと、前記一次インダクタが前の信号より前記二次インダクタから遠いと前記新規な検知信号が示す場合、逆高解像度作動信号が前記第１のアクチュエータに送信され、それによって、前記第１の通路に沿って前記一次インダクタを一つの小さいインクリメント分後方に移動させるステップと、前記コントローラが前記第２のアクチュエータに高解像度作動信号を送信し、それによって、前記第２の通路に沿って前記一次インダクタを一つの小さなインクリメント分前方に移動させるステップと、前記コントローラが前記近接センサから新規な検知信号を受信するステップと、前記一次インダクタが前の信号より前記二次インダクタにより近いと前記新規な検知信号が示す場合、前記コントローラが作動信号を送信し、新規な検知信号を受信するステップを繰り返すステップと、前記一次インダクタが前の信号より前記二次インダクタから遠いと前記新規な検知信号が示す場合、逆高解像度作動信号が前記第２のアクチュエータに送信され、それによって、前記第２の通路に沿って前記一次インダクタを一つの小さなインクリメント分後方に移動させるステップと、をさらに含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書において開示される実施態様は、誘導送電システムに関するものである。特に本実施態様は、拡張領域上で電力を伝達することができる誘導送電システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来技術で周知のように、誘導電力連結により、接続ワイヤなしで電気負荷へとエネルギーは電源から伝達することができる。電源は一次コイルに配線され、振動電位は一次コイル全体に適用され、それによって振動磁界を誘導する。振動磁界は、一次コイルの近くに配置された二次コイルの振動電流を誘導してもよい。このようにして、電気エネルギーは、二つのコイルが伝導的に接続することなく電磁誘導によって一次コイルから二次コイルまで伝達されてもよい。電気エネルギーが一次コイルから二次コイルまで伝達される時、コイルの対は誘導的に連結されると言われる。そのような二次コイルと直列に配線された電気負荷は、二次コイルがそれへ誘導的に連結される時、一次コイルに配線される電源からエネルギーを引き出してもよい。
【０００３】
誘導型電源出力は、途切れのない送電を提供しかつワイヤを追跡する必要性を最小化するので、一般的な伝導性電力ソケットよりも好ましい。
【０００４】
二次インダクタの誘導電圧の強度と同様に誘導伝達の範囲は、両方とも、一次インダクタに与えた電位の発振周波数によって変化する。誘導電圧は、発振周波数がシステムの共振周波数に等しい時に最も強い。共振周波数ｆＲは、以下の方程式によりシステムの誘導計数Ｌ及び電気容量Ｃによって決まる。
【０００５】
【数１】
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【０００６】
エネルギー伝達の効率は、一次及び二次誘導コイル間の距離及び整列と同様に、システムの共振周波数、動作の伝送周波数を含む多くのパラメータによって決まる。変化している状態に適合し、広範囲のコイル間の距離で電力を伝達することができる誘導送電システムの必要性がある。本明細書で記載される実施態様は、この必要性に対処するものである。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本明細書で記載される実施態様は、誘導電力伝達器及び誘導電力受信器の少なくとも一つを含む複数のモードにおいて操作可能な誘導送電システムを開示する。複数のモードにより、誘導電力伝達器が拡張領域上で誘導電力受信器に電力を提供することが可能になる。
【０００８】
誘導電力伝達器は、少なくとも一つの二次インダクタと誘導的に連結するように構成された少なくとも一つの一次インダクタと、一次インダクタ全体において駆動周波数で振動電位を提供するように構成された少なくとも一つのドライバとを含んでもよい。誘導電力受信器は、受信回路及び電気負荷に接続可能な少なくとも一つの二次インダクタを含んでもよく、二次インダクタは、電力が電気負荷へ伝達されるように、少なくとも一つの一次インダクタと誘導的に連結するように構成される。
【０００９】
様々な実施態様によれば、誘導送電システムは特に、●誘導送電システムが第１のモードにおいて作動している時、少なくとも一つの二次インダクタを少なくとも一つの一次インダクタへ整列配置するように構成された整列メカニズムと；●誘導送電システムが第２のモードにおいて作動している時、駆動周波数を受信回路の共振周波数と合わせるために操作可能な共振チューナと；●導体モード、リピータモード及び伝達モードの少なくとも一つにおいて操作可能な複数の補助コイルを含む補助コイル配置と；●誘導送電システムの固有周波数を決定することができる共振探索配置と；から選択された複数の機能をさらに含んでもよい。
【００１０】
任意に、誘導送電システムは、少なくとも第１のモードと第２のモードとの間で誘導送電システムを切替えるために構成されたモードセレクタをさらに含む。
【００１１】
任意に、誘導送電システムは、二次インダクタから一次インダクタへの距離をモニタする近接センサをさらに含む。
【００１２】
任意に、誘導送電システムは、一次インダクタ及び二次インダクタの少なくとも一つの位置をモニタする位置センサをさらに含む。
【００１３】
任意に、共振チューナは、受信回路に選択的に接続可能な少なくとも一つのコンデンサを含む。  
【００１４】
任意に、共振チューナは、受信回路に選択的に接続可能な少なくとも一つのインダクタを含む。
【００１５】
任意に、共振チューナは、誘導電力伝達器が受信回路と共振する駆動周波数を選ぶために誘導電力伝達器に制御信号を送信するように構成されたフィードバックメカニズムを含む。
【００１６】
任意に、整列メカニズムは、一次インダクタから二次インダクタまで磁束を導くように構成された少なくとも一つの磁束ガイドを含む。
【００１７】
任意に、磁束ガイドは、一次インダクタと関連した第１のフェライトコア、及び、二次インダクタと関連した第２のフェライトコアを含む。
【００１８】
任意に、磁束ガイドは、磁気シールドをさらに含む。
【００１９】
任意に、整列メカニズムは、二次インダクタ及び一次インダクタの少なくとも一つを移動するように構成された少なくとも一つのアクチュエータを含む。
【００２０】
任意に、補助コイル配置は、少なくとも一つの補助コイルと；補助コイルの操作モードを選ぶように構成された少なくとも一つのコントローラと；導体モードブロック、リピータモードブロック及び伝達モードブロックの少なくとも一つに選択的に補助コイルを接続することができる少なくとも一つの切替ユニットとを含む。
【００２１】
本明細書で記載される誘導電力伝達器は、少なくとも二つのモードにおいて操作可能である。伝達器は、電力が電気負荷へ伝達されるように電気負荷に接続された二次インダクタと誘導的に連結するように構成された少なくとも一つの一次インダクタと；一次インダクタ全体で振動電位を提供するように構成された少なくとも一つのドライバと；誘導電力伝達器が第１のモードにおいて作動している時、一次インダクタに二次インダクタを整列配置するように構成された少なくとも一つの整列メカニズムと；誘導電力伝達器が第２のモードにおいて作動している時、二次インダクタと関連した受信回路の共振周波数と適合するように選択された発振電位の駆動周波数を選ぶように構成された少なくとも一つの共振チューナと；を含んでもよい。
【００２２】
任意に、誘導電力伝達器は、第１のモードと第２のモードとの間で誘導電力伝達器を切替えるように構成されたモードセレクタをさらに含む。
【００２３】
任意に、第１のモードにおいて作動する時、ドライバは非共振周波数で一次インダクタを駆動するように構成される。
【００２４】
そのような誘導電力伝達器を含む電気装置が本明細書で開示される。
【００２５】
少なくとも二つのモードにおいて操作可能である誘導電力受信器が、本明細書で開示される。受信器は、電気負荷に接続可能であり、電力が電気負荷へ伝達されるように少なくとも一つの誘導電力伝達器の少なくとも一つの一次インダクタに誘導的に連結するように構成された少なくとも一つの二次インダクタと；誘導電力受信器が第１のモードにおいて作動している時、一次インダクタに二次インダクタを整列配置するように構成された少なくとも一つの整列メカニズムと；誘導電力受信器が第２のモードにおいて作動している時、遠隔一次インダクタの伝送周波数と適合するように選択された受信回路を共振周波数に調整するように構成された少なくとも一つの共振チューナと；を含んでもよい。
【００２６】
任意に、誘導電力受信器は、第１のモードと第２のモードとの間で誘導電力受信器を切替えるように構成されたモードセレクタをさらに含む。
【００２７】
任意に、モードセレクタは、一次インダクタの位置に関連しているデータにより作動モードを選ぶように構成される。
【００２８】
任意に、誘導電力受信器は、二次インダクタから一次インダクタへの距離をモニタする近接センサをさらに含む。
【００２９】
任意に、誘導電力受信器は、一次インダクタの位置をモニタする位置センサをさらに含む。
【００３０】
任意に、共振チューナは、受信回路に選択的に接続可能な少なくとも一つのコンデンサを含む。
【００３１】
任意に、共振チューナは、受信回路に選択的に接続可能な少なくとも一つのインダクタを含む。
【００３２】
任意に、共振チューナは、誘導電力伝達器が受信回路と共振する駆動周波数を選ぶために誘導電力伝達器に制御信号を送信するように構成されたフィードバックメカニズムを含む。
【００３３】
任意に、整列メカニズムは、一次インダクタから二次インダクタまで磁束を導くように構成された少なくとも一つの磁束ガイドを含む。
【００３４】
任意に、整列メカニズムは、二次インダクタ及び一次インダクタの少なくとも一つを移動するように構成された少なくとも一つのアクチュエータを含む。
【００３５】
誘導電力受信器を含む電気装置が、開示される。
【００３６】
加えて、ドライバ及び一次コイルを含む誘導電力伝達器を得ることと；電気負荷に接続される二次コイルを含み、一次インダクタと二次インダクタとの間で密結合を提供する第１のモードと一次インダクタと二次インダクタと間で疎結合を提供する第２のモードとを含む、少なくとも二つのモードにおいて操作可能な誘導電力受信器を得ることと；ドライバが一次インダクタ全体で発振電位差を提供することと；誘導受信器の作動モードを選択することと；を含む、少なくとも一つの電気負荷から誘導的に電力を伝達する方法が教示される。
【００３７】
少なくとも一つの誘導電力受信器に連結された少なくとも一つの誘導電力伝達器を含む誘導送電システムを調整する方法を教示することは、本明細書で記載される本発明の態様である。その方法は、システムの共振周波数を決定し、共振周波数とは異なる動作周波数を選ぶステップを含む。
【００３８】
様々な実施態様によれば、システムの共振周波数を決定するステップは、サンプリング駆動周波数で振動している誘導電力伝達器に駆動電位を供給するサブステップと；駆動電位の出力レスポンスを記録するサブステップと；サンプリング駆動周波数を増加させるサブステップと；複数回これらのサブステップを繰り返すサブステップと；複数の不連続なサンプリング駆動周波数の出力電圧レスポンスを記録し、それによって、システムの特徴的な応答プロファイルを得るサブステップと；を含む。
【００３９】
概して、特徴的な応答プロファイルは、共振ピーク及び複数の調波ピークを含む。したがって、システムの共振周波数を決定するステップは、共振ピークの駆動周波数を識別する追加のサブステップを含んでもよい。あるいは、システムの共振周波数を決定するステップは、第ｎ番目の調波ピークの駆動周波数を識別し、ｎ＋１で第ｎ番目の調波の駆動周波数を除する追加のサブステップを含む。様々に、ｎ＝２、ｎ＝３等であることに留意のこと。
【００４０】
任意に、共振周波数とは異なる動作周波数を選ぶステップは、換算係数により逓倍された共振周波数に等しい周波数を選ぶステップを含む。換算係数は、５０％から９０％の間で選ばれてもよい。あるいは、換算係数は１１０％から１５０％の間で選ばれてもよい。
【００４１】
本発明の別の態様では、ドライバを経て電源に配線された少なくとも一つの一次誘導コイルを含む少なくとも一つの誘導電源出力を含み、ドライバは一次誘導コイル全体で駆動電圧を提供するように構成され、駆動電圧は誘導結合の共振周波数とは有意に異なる伝送周波数で振動し、一次誘導コイルは電気負荷に配線された少なくとも一つの二次誘導コイルと誘導結合を形成するように構成され、二次誘導コイルは誘導電力受信器と関連した、誘導送電システムが開示され、そこで誘導送電システムは、誘導結合の共振周波数を自ら決定するように構成される。
【００４２】
目標領域内にある二次インダクタに誘導電力伝達器の一次インダクタを整列配置するように構成されかつ操作可能である整列システムが本明細書で開示される。システムは、第１の通路に沿って一次インダクタを移動するように構成された第１のアクチュエータと；第２の通路に沿って二次インダクタを移動するように構成された第２のアクチュエータとを含んでもよい。さらに、そのような整列システムを含んでいる誘導送電システムが、それにより導入される。
【００４３】
任意に、第１のアクチュエータ及び第２のアクチュエータの少なくとも一つは、ステッパーモータを含む。代わりに又はそれに加えて、第１のアクチュエータ及び第２のアクチュエータの少なくとも一つは、圧電素子を含む。
【００４４】
一次インダクタは第１のアクチュエータに連結されてもよく、第１のアクチュエータは第２のアクチュエータに連結される。あるいは、一次インダクタは、第１のアクチュエータ及び第２のアクチュエータに直接連結されてもよい。必要に応じて、第１の通路及び第２の通路は、直角に合わせられる。任意に、第１のアクチュエータ及び第２のアクチュエータは、互いに近接して配置される。
【００４５】
選択されたシステムにおいて、第１のアクチュエータ及び第２のアクチュエータの少なくとも一つは、関連した通路に沿ってインクリメントごとに進むように構成される。これらのインクリメントは、低解像度インクリメント及び高解像度インクリメントから選択可能である。
【００４６】
特定のシステムは、一次インダクタの二次インダクタへの近接を示すように構成された近接センサをさらに含む。そのような近接センサは、電圧モニタ、電力モニタ、電流モニタ及びその組合せからなる群の少なくとも一つを含んでもよい。
【００４７】
任意に、システムは、近接センサから検知信号を受信し、第１のアクチュエータ及び第２のアクチュエータの動作を制御するように構成されたコントローラをさらに含んでもよい。そのようなコントローラは、一次インダクタが二次インダクタと整列するために移動するように第１のアクチュエータ及び第２のアクチュエータの動作を導くために操作可能なプロセッサを含んでもよい。
【００４８】
様々に、プロセッサは以下のステップ：（ステップａ）検知信号が近接センサから受信されるステップと；（ステップｂ）作動信号が第１のアクチュエータに送信され、それによって、第１の通路に沿って一次インダクタを一つのインクリメント分前方に移動させるステップと；（ステップｃ）新規な検知信号が近接センサから受信されるステップと；（ステップｄ１）一次インダクタが前の信号より二次インダクタにより近いと新規な検知信号が示す場合、ステップｂ及びステップｃが繰り返されるステップと；（ステップｄ２）一次インダクタが前の信号より二次インダクタから遠いと新規な検知信号が示す場合、逆作動信号が第１のアクチュエータに送信され、それによって、第１の通路に沿って一次インダクタを一つのインクリメント分後方に移動させるステップと；（ステップｅ）作動信号が第２のアクチュエータに送信され、それによって、第２の通路に沿って一次インダクタを一つのインクリメント分前方に移動させるステップと；（ステップｆ）新規な検知信号が近接センサから受信されるステップと；（ステップｇ１）一次インダクタが前の信号より二次インダクタにより近いと新規な検知信号が示す場合、ステップｅ及びステップｆが繰り返されるステップと；（ステップｇ２）一次インダクタが前の信号より二次インダクタから遠いと新規な検知信号が示す場合、逆作動信号が第２のアクチュエータに送信され、それによって、第２の通路に沿って一次インダクタを一つのインクリメント分後方に移動させるステップと、によりアクチュエータに送信される作動信号を選ぶように構成されてもよい。
【００４９】
コントローラがより大きく増加して一次インダクタを移動するように構成された低解像度作動信号、及び、より小さく増加して一次インダクタを移動するように構成された高解像度作動信号を送信するように構成される場合、プロセッサは、以下の追加のステップ：（ステップｈ）高解像度作動信号が第１のアクチュエータに送信され、それによって、第１の通路に沿って一つの小さいインクリメント分一次インダクタを前方に移動させるステップと；（ステップｉ）新規な検知信号が近接センサから受信されるステップと；（ステップｊ１）一次インダクタが前の信号より二次インダクタにより近いと新規な検知信号が示す場合、ステップｈ及びステップｉが繰り返されるステップと；（ステップｊ２）一次インダクタが前の信号より二次インダクタから遠いと新規な検知信号が示す場合、逆高作動信号が第１のアクチュエータに送信され、それによって、第１の通路に沿って一次インダクタを一つの小さいインクリメント分後方に移動させるステップと；（ステップｋ）高解像度作動信号が第２のアクチュエータに送信され、それによって、第２の通路に沿って一つの小さいインクリメント分一次インダクタを前方に移動させるステップと；（ステップｌ）新規な検知信号が近接センサから受信されるステップと；（ステップｍ１）一次インダクタが前の信号より二次インダクタにより近いと新規な検知信号が示す場合、ステップｋ及びステップｌが繰り返されるステップと；（ステップｍ２）一次インダクタが前の信号より二次インダクタから遠いと新規な検知信号が示す場合、逆高解像度作動信号が第２のアクチュエータに送信され、それによって、第２の通路に沿って一次インダクタを一つの小さいインクリメント分後方に移動させるステップと、が続くようにさらに構成されてもよい。
【００５０】
このように、誘導送電システムの一次インダクタを目標領域内にある二次インダクタに整列配置するための方法が教示される。その方法は、第１の通路に沿って一次インダクタを移動するように構成された第１のアクチュエータを提供するステップと；第２の通路に沿って二次インダクタを移動するように構成された第２のアクチュエータを提供するステップと；二次インダクタへの一次インダクタの近接を示すように構成された近接センサを提供するステップと；近接センサから検知信号を受信し、第１のアクチュエータ及び第２のアクチュエータの動作を制御するように構成されたコントローラを提供するステップと；一次インダクタが二次インダクタと整列するように移動されるように第１のアクチュエータ及び第２のアクチュエータの少なくとも一つにコントローラが作動信号を送信するステップと、を含む。
【００５１】
任意に、コントローラが作動信号を送信するステップは、コントローラが近接センサから検知信号を受信するステップと；コントローラが第１のアクチュエータに作動信号を送信し、それによって、第１の通路に沿って一次インダクタを一つのインクリメント分前方に移動させるステップと；新規な検知信号を受信するコントローラが近接センサから受信されるステップと；一次インダクタが前の信号より二次インダクタにより近いと新規な検知信号が示す場合、コントローラが作動信号を送信し、新規な検知信号を受信するステップを繰り返すステップと；一次インダクタが前の信号より二次インダクタから遠いと新規な検知信号が示す場合、逆作動信号が第１のアクチュエータに送信され、それによって、第１の通路に沿って一次インダクタを一つのインクリメント分後方に移動させるステップと；コントローラが第２のアクチュエータに作動信号を送信し、それによって、第２の通路に沿って一次インダクタを一つのインクリメント分前方に移動させるステップと；コントローラが近接センサから新規な検知信号を受信するステップと；一次インダクタが前の信号より二次インダクタにより近いと新規な検知信号が示す場合、コントローラのステップが作動信号を送信し、新規な検知信号を受信するステップと；一次インダクタが前の信号より二次インダクタから遠いと新規な検知信号が示す場合、逆作動信号が第２のアクチュエータに送信され、それによって、第２の通路に沿って一次インダクタを一つのインクリメント分後方に移動させるステップと、を含む。
【００５２】
必要に応じて、方法は以下のステップ：コントローラが高解像度作動信号を第１のアクチュエータに送信し、それによって、第１の通路に沿って一次インダクタを一つのインクリメント分前方に移動させるステップと；新規な検知信号を受信するコントローラが近接センサから受信されるステップと；一次インダクタが前の信号より二次インダクタにより近いと新規な検知信号が示す場合、コントローラが高解像度作動信号を送信し、新規な検知信号を受信するステップを繰り返すステップと；一次インダクタが前の信号より二次インダクタから遠いと新規な検知信号が示す場合、逆高解像度作動信号が第１のアクチュエータに送信され、それによって、第１の通路に沿って一次インダクタを一つのインクリメント分後方に移動させるステップと；コントローラが第２のアクチュエータに高解像度作動信号を送信し、それによって、第２の通路に沿って一次インダクタを一つのインクリメント分前方に移動させるステップと；コントローラが近接センサから新規な検知信号を受信するステップと；一次インダクタが前の信号より二次インダクタにより近いと新規な検知信号が示す場合、コントローラが作動信号を送信し、新規な検知信号を受信するステップを繰り返すステップと；一次インダクタが前の信号より二次インダクタから遠いと新規な検知信号が示す場合、逆高解像度作動信号が第２のアクチュエータに送信され、それによって、第２の通路に沿って一次インダクタを一つのインクリメント分後方に移動させるステップと、をさらに含んでもよい。
【００５３】
誘導伝達システムを形成する誘導電力伝達器と誘導的に連結するように構成された受信回路を有する誘導電力受信器の実施態様が本明細書で示され、受信回路は、誘導電力伝達器と関連した一次インダクタと誘導的に連結するように構成された少なくとも一つの二次インダクタと、受信回路の出力電圧を調整するように構成された調整器とを含み、調整器は、少なくとも一つの共振変更要素と、共振変更要素を受信回路に選択的に接続するように構成された少なくとも一つの切替ユニットとを含む。
【００５４】
任意に、誘導伝達システムは第１の共振周波数を有し、誘導電力伝達器は、第１の共振周波数とは有意に異なる伝送周波数で、一次インダクタ全体で駆動電圧を生成する。概して、伝送周波数は第１の共振周波数より高い。あるいは、伝送周波数は第１の共振周波数より低い。
【００５５】
通常、共振変更要素が受信回路に接続される時、誘導伝達システムは第２の共振周波数を有する。概して、伝送周波数が第１の共振周波数よりも第２の共振周波数に近いように、共振変更要素は選ばれる。任意に、第２の共振周波数が第１の共振周波数より高いように、共振変更要素が選ばれてもよい。あるいは、第１の共振周波数が第２の共振周波数より高いように、共振変更要素が選ばれてもよい。
【００５６】
様々な実施態様によれば、共振変更要素はコンデンサを含む。他の実施態様によれば、共振変更要素はインダクタを含む。任意に、共振変更要素は、二次インダクタと平行して選択的に接続可能なコンデンサを含む。
【００５７】
任意に、切替ユニットは少なくとも一つの電力ＭＯＳＦＥＴを含む。概して、出力電圧が閾値より低い時、切替ユニットは共振変更要素と接続するように構成される。
【００５８】
誘導電力受信器のいくつかの実施態様は、少なくとも一つの参照値と出力電圧とを比較するように構成されたコンパレータを含む。したがって、出力電圧が第１の参照値より少ない時、切替ユニットは共振変更要素をレシーバ回路に接続するように構成されてもよい。概して、出力電圧が第１の参照値より上にある時、切替ユニットはレシーバ回路から共振変更要素を分離するように構成される。任意に、出力電圧が第２の参照値より高い時、調整器はレシーバ回路から二次インダクタを分離するようにさらに構成されてもよい。したがって、出力電圧が第２の参照値より低い時、調整器は二次インダクタをレシーバ回路に接続するようにさらに構成される。
【００５９】
誘導送電システムの受信回路から、出力電圧を調整する方法が教示され、方法は、ステップ（ａ）誘導送電システムの第１の共振周波数とは異なる伝送周波数で一次インダクタを駆動するステップと；ステップ（ｂ）受信回路と関連した二次インダクタ全体で二次電圧を誘導するステップと；ステップ（ｃ）受信回路から出力電圧をモニタするステップと；ステップ（ｄ）出力電圧を第１の参照値と比較するステップと；ステップ（ｅ）出力電圧が第１の参照値より小さい場合、誘導送電システムの共振周波数が伝送周波数近くに移動するように共振変更要素を受信回路に接続するステップと、を含む。
【００６０】
様々に、方法は、追加のステップ：ステップ（ｆ）出力電圧が第２の参照値より上である場合、受信回路から二次インダクタを分離するステップと、ステップ（ｇ）出力電圧が第１の参照値に等しい時、受信回路から共振変更要素を分離するステップと、ステップ（ｈ）出力電圧が第２の参照値に等しい時、受信回路から二次インダクタを再接続するステップと、の少なくとも一つをさらに含んでもよい。
【００６１】
他の実施態様によれば、誘導電力受信器を組み込んだ電気装置が示される。さまざまに、電気装置は、電話、メディアプレイヤ、ＰＤＡ、ウォークマン、携帯音楽プレイヤ、ディクタフォン、携帯ＤＶＤプレイヤ、移動通信装置、スタンド式ランプ、ビデオレコーダ、ＤＶＤプレイヤ、シュレッダ、ファン、複写機、コンピュータ、プリンタ、調理機器、冷蔵庫、フリーザ、洗濯機、衣服乾燥機、重機、デスクランプ、周囲照明装置、ファン、無線電話、スピーカ、スピーカーホン、電話会議ベースユニット、電気鉛筆削り、電気ホッチキス、ディスプレイ装置、電子ピクチャーフレーム、ＶＤＵ、プロジェクタ、テレビ、ビデオプレーヤ、ステレオ装置、計算機、スキャナ、ファックス装置、ホットプレート、電熱マグ、携帯電話、ヘアドライヤ、シェーバ、刈取り器、破砕機、ヒータ、ワックス溶かし器、髪カーラー、顎ひげトリッパ、体重計、照明及びラジオ、卵泡立て器、パンメーカー、ミキサー、オレンジジュース絞り器、野菜ジューサー、フードプロセッサ、電気ナイフ、トースター、サンドイッチトースター、ワッフルメーカー、電気式バーベキューグリル、スロークッカー、ホットプレート、ディープフライヤー、電気式フライパン、包丁研ぎ器、家庭用滅菌器、ヤカン、大型ポット、ラジオ、カセットプレーヤ、ＣＤプレイヤ及び電気式缶切り、ポップコーンメーカー、及び磁気撹拌器等を含む群から選択されてもよい。
【００６２】
誘導伝達システムを形成するために誘導電力伝達器と誘導的に連結するように構成され、誘導電力伝達器と関連した一次インダクタと誘導的に連結するように構成された少なくとも一つの二次インダクタを含む受信回路と；受信回路の出力電圧を調整するように構成された調整器と；一次インダクタを通じた電流が滑らかな半正弦波プロファイルを有するように、二次インダクタのターミナル全体で接続された容量素子と、を有する他の誘導電力受信器が示される。任意に、調整器は少なくとも一つのステップダウンＤＣ−ＤＣコンバータを含んでもよい。加えて又は代わりに、調整器は少なくとも一つのＯリングダイオードを含んでもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
実施態様のより良好な理解のため、及び、その実施方法を示すため、ここで単に一例として、図面への参照が示される。詳細な図面への特定の参照において、示される詳細は、一例として選択された実施態様の解説用の議論の目的のみのためであり、最も役立ち、原理及び概念の態様の記述を容易に理解するために提供するのに示されるものであることが強調される。この点に関して、基本的理解のために必要であるもの；いくつかの選択された実施態様が実行されてもよい当業者に明白な図面による記述よりもさらに詳細には構造細部は示されていない。図面の説明は次の通りである：
【図１】図１は、拡張領域上で誘導電力伝達器から誘導電力受信器に誘導的に電力を提供することができる誘導送電システムの主な要素を示しているブロック線図である；
【図２】図２は、少なくとも一つの電気負荷へ電力を誘導的に伝達する方法が表されたフローチャートである；
【図３】図３は、密結合モード及び疎結合モードで電気装置に誘導的に電力を提供することができるプラットホームの解説用の例示的な概略図である；
【図４】図４は、二次インダクタに接続された共振チューナの起こりうる例を概略的に表している回路図である；
【図５】図５は、フィードバック信号通路を有する誘導送電システムの主な要素を示しているブロック線図である；
【図６】図６は、どのように動作電圧の振幅が伝送周波数で変化するかを示している誘導送電システムの振動プロファイルのグラフである；
【図７】図７は、誘導電源出力からのラップトップコンピュータの消費電力を表している概略図である；
【図８】図８は、共振ピーク及び二つの調波ピークを示す誘導送電システムの拡張された振動プロファイルを表しているグラフである；
【図９】図９は、誘導送電システムの実施態様の動作周波数を決定する起こりうる方法のステップを示しているフローチャートである；
【図１０】図１０は、複数の一次インダクタを含む伝達器が二つの受信器に電力を提供するさらなる誘導送電システムの概略図である；
【図１１】図１１は、自動的な整列システムを組み込む誘導電源出力の主な構成要素を表している概略図である；
【図１２】図１２は、一次インダクタがＸ−Ｙテーブルに連結された自動整列システムに用いられる起こりうる位置決めシステムの概略図である；
【図１３】図１３は、自動整列システムに用いられる代わりの位置決めシステムの概略図である；
【図１４】図１４は、位置決めシステムによって実行された調整手順の一般的なステップを示しているフローチャートである；
【図１５Ａ】図１５Ａは、一次インダクタのコース位置決めの起こりうる方法のフローチャートを示す；
【図１５Ｂ】図１５Ｂは、一次インダクタの高精度位置決めの起こりうる方法のフローチャートを示す；
【図１６Ａ】図１６Ａは、誘導送電システムに用いられる起こりうる補助コイル配置の一つの考えられる形状を示す；
【図１６Ｂ】図１６Ｂは、導体モードにおいて構成された起こりうる補助コイル回路を示す；
【図１６Ｃ】図１６Ｃは、リピータモードにおいて構成された起こりうる補助コイル回路を示す；
【図１６Ｄ】図１６Ｄは、伝達モードにおいて構成された起こりうる補助コイル回路を示す；
【図１６Ｅ】図１６Ｅは、一次インダクタ及び一つの補助コイルと関連した二次コイルの起こりうる位置を概略的に示す；
【図１６Ｆ】図１６Ｆは、複数のモード間で補助コイル８２０を切替えるように構成された起こりうる補助コイル回路の主な要素を示す；
【図１７Ａ】図１７Ａは、受信器側の調整器を含む誘導送電システムの二つの実施態様の主な構成要素を示しているブロック線図である；
【図１７Ｂ】図１７Ｂは、受信器側の調整器を含む誘導送電システムの二つの実施態様の主な構成要素を示しているブロック線図である；
【図１８】図１８は、電力受信回路に導入されてもよい共振変更要素を含む誘導送電システムの主な電気構成要素の概略ブロック線図である；
【図１９】図１９は、共振変更要素が接続された及び接続されない場合の例示的な実施態様の二次インダクタの出力電圧がどのように伝送周波数によって変化するかを示しているグラフである；
【図２０】図２０は、他の実施態様による誘導送電システムの送受信回路を表している回路図である；
【図２１】図２１は、さらに別の実施態様による受信器ベースの調整器を用いて誘導電力伝達を調整する方法のフローチャートである；
【図２２】図２２は、受信器側の調整器を含む一定の周波数の誘導送電システムの主な電気構成要素を示しているブロック線図である；
【図２３Ａ】図２３Ａは、受信器側の調整器を含む誘導送電システムのさらなる例を表しているモデル回路図を表す。
【図２３Ｂ】図２３Ｂは、受信器側の調整器を含む誘導送電システムのさらなる例を表しているモデル回路図を表す。
【発明を実施するための形態】
【００６４】
拡張領域上で誘導電力伝達器２００から誘導電力受信器に誘導的に電力を提供することができる誘導送電システム１００の様々な要素を示しているブロック線図を示す図１をここで参照する。
【００６５】
誘導電力伝達器２００は、一次インダクタ２４０、ドライバ２３０及び任意に位置決めメカニズム２１０を含む。誘導電力伝達器２００は、電源ソケット、変圧器、パワーパック、ソーラーパネル等の電源２４０に接続されてもよい。ドライバ２３０は、選択された駆動周波数で一次インダクタ２２０全体において可変電位を提供することができ、それによって、一次インダクタ２２０の近くで振動磁界を作成する。そのような振動磁界が、近くの誘導受信器３００の二次インダクタ３２０の電位を誘導するために用いられてもよいことに留意のこと。
【００６６】
誘導電力受信器３００は、受信回路３１０を経て電気負荷３４０に配線されてもよい二次インダクタ３２０を含む。二次インダクタ３２０が一次インダクタ２２０によって作成された振動磁界内部で配置される時、発振誘導電圧は生成される。
【００６７】
誘導電力受信器３００が誘導電力伝達器２００から電力を受信してもよい電力受信範囲は、振動磁界の強度及び拡張部、一次インダクタのサイズ及び位置、電力伝達の周波数、受信回路３１０の共振周波数、電力伝達の効率等を含む多くの因子次第である。
【００６８】
本明細書で記載される誘導送電システム１００の機能によって、電力受信範囲は拡張されてもよく、より大きな領域での効率的な誘導電力伝達を可能にする。特に、システム１００は、一次インダクタ２２０が二次インダクタ３２０に整列配置されてもよい狭い範囲での効率的な誘導電力伝達を可能にするための密結合モード、及び、広い範囲での効率的な誘導電力伝達を可能にするための疎結合モードのような複数の操作モードを有するように構成されてもよい。
【００６９】
システム１００の伝達器側の機能は、とりわけ、誘導受信器３００への電力の誘導伝達により適している位置に一次インダクタ２２０を移動するために提供されてもよい位置決めメカニズム２１０を含んでもよい。例えば、誘導送電システム１００が密結合モードにおいて作動している時、二次インダクタ３２０に一次インダクタ２２０を整列配置するために、位置決めメカニズム２１０が少なくとも整列メカニズム５００の一部として使われてもよい。したがって、アクチュエータは目標領域内で一次インダクタ２２０を移動するために提供されてもよい。様々な位置決めシステムが、例えば図１１−１５に関して以下に記載される誘導送電システムと結合して使われてもよい。誘導送電システム１００が疎結合モードにおいて作動している時、位置決めメカニズム２１０はまた、例えば、一次インダクタ２２０と二次インダクタ３２０との間で見通し線を提供するため、都合よく電力を伝達するように一次インダクタ２２０を配置するために用いられてもよく、これが効率等を改良する。
【００７０】
システム１００の受信器側の機能は、とりわけ、電気負荷３４０に適している形状に出力電圧を調整するために提供される調整器３３０を含む受信回路３１０を含んでもよい。様々なシステムによると、調整器３３０は、整流回路、電圧制御回路、電流制御回路等を含んでもよい。任意に、誘導電力受信器３００は、条件を合わせるために受信回路３１０の共振周波数を調整するために用いられる共振チューナ３２２をさらに含んでもよい。そのようなシステムの例は、図４に関して後述する。
【００７１】
誘導送電システム１００は、通信チャネル７００及び整列メカニズム５００をさらに含んでもよいことに留意のこと。通信チャネル７００は、誘導電力受信器３００と誘導電力伝達器２００との間の通信を可能にするために提供される。データは、それらの相対位置、識別、例えば必要な動作電圧、電流、温度、電気負荷３４０の温度又は電力、測定された電圧、電流、動作の間電気負荷３４０に供給された温度又は電力、測定された電圧、電流、動作の間電気負荷３４０に受信された温度又は電力等の作動パラメータに関連して誘導電力受信器３００と誘導電力伝達器２００との間で通過してもよい。さらに、通信チャネル７００は、ドライバ２３０に駆動電圧、電流又は周波数のような作動パラメータを調整するように指示する受信器３００から伝達器２００までのフィードバック信号を通信するために用いられてもよい。
【００７２】
エンコードされた光学信号を近距離で例えばフォトトランジスタに送信する発光ダイオードのような様々な通信チャネル７００がシステムで使われてもよい。図示の必要上、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）のような光学伝達器が二次ユニット３００内に組み込まれ、二次ユニット３００及び電源出力２００両方のケーシングを透過することが可能なタイプ及び強度の電磁放射を伝達するように構成されてもよい。例えばフォトダイオード、フォトトランジスタ、光依存性のレジスタ等の光学受信器が、電磁気放射を受信するために電源出力２００内で組み込まれてもよい。
【００７３】
伝達器と受信器との間の整列の達成が困難であるシステムにおいて、光学信号は不適当であり、例えば圧電素子、又は、ブルートゥース、ＷｉＦｉ等の無線信号によって伝達された超音波信号のような代わりの通信チャネルが好ましい。あるいは、一次及び二次インダクタ２２０、３２０は、電流及び／又は電圧調節、周波数変調等を用いてそれ自身が通信信号を伝達してもよい。
【００７４】
整列メカニズム５００は、一次インダクタ２２０と二次インダクタ３２０との間の整列を可能にするために提供される。密結合モードで誘導送電システム１００が作動している時、このように特に使用されてもよい。一次インダクタ２２０と二次インダクタ３２０との間の良好な整列は、エネルギー伝達の効率を改良し、環境への電磁放射を減少する。
【００７５】
整列メカニズム５００は、二次インダクタ３２０を一次インダクタ２２０に固定するように構成された整列磁石、視覚指示、音声指示、触知性指示等の図１１から１５に関して以下に記載されるような位置決めメカニズム２１０を含んでもよい。整列メカニズムの例は、本明細書に引用したものとする、出願人の同時係属出願である米国特許出願番号第１２／５２４，９８７号に記載される。
【００７６】
整列メカニズム５００は、磁束ガイド６００をさらに含んでもよい。磁束ガイド６００は、一次インダクタ２２０から二次インダクタ３２０まで磁束を導き、特に密結合モードで作動している時に環境への漏れ磁束を減少するために提供される。磁束ガイド６００は、強磁性コア及び磁気シールドを含んでもよい。強磁性体コアは、作動中の一次インダクタから二次インダクタまで磁束を導くために提供されてもよい。
【００７７】
図示する目的のみにおいて、そのような強磁性コアは例えば、およそ２０ミクロンほどの厚さのシートからウエハーへと切られた非晶質強磁性体から構成されてもよい。強磁性コアは、二つの非晶質強磁性のウエハーから構成されていてもよい。第１のウエハーは一次インダクタ２２０に付着され、第２のウエハーは第１のウエハーに付着してもよい。二つのウエハーはそれから、一次インダクタから二次インダクタ３２０へ磁束を導く強磁性コアとして用いられてもよい。任意に、強磁性のウエハーは、一次インダクタ２２０によって作成された振動磁界によるウエハー内での渦電流の蓄積を防ぐ放射状のスリットを有してもよい。ウエハーが円形の断面を有する場合、スリットは外周から内側へ直径に沿って拡張してもよい。
【００７８】
磁気シールドは、環境への漏れ磁束を防ぐために提供されてもよい。磁気シールドは、薄い非晶質強磁性体のシートから製造され、プリント回路基板に接着剤絶縁層によって付着されてもよい。
【００７９】
誘導受信器３００が伝導性表面又は伝導性の構成要素を含む装置に取り付けられる時、磁気シールドが特に重要なことはいうまでもない。そして例えば、そのような誘導電力受信器３００がコンピュータ、携帯電話等の電気装置に取り付けられる時、磁気シールドは、電気装置の金属構成要素に磁束が漏れるのを防ぎ、それらがヒートアップを起こすのを防ぐ。
【００８０】
非晶質強磁性のシートは、約２０ミクロンの厚さを有してもよい。両側にポリマーラミネートによって積層される場合、シートの全体的な厚さは、約６０ミクロンである。それで、誘導システムで磁束を導く他のフェライト要素とは対照的に、極めて薄い磁気ガイドを製造するために非晶質強磁性体が用いられてもよい。薄い磁気ガイドによって、誘導電力受信器を柔軟性がありかつ目立ちすぎないようにすることができる。いうまでもなく、これらの考察は、装置据え付け型の誘導受信器の設計及び製造において非常に重要である。非晶質強磁性体から磁気ガイド要素を製造する様々な方法はとりわけ、印刷、打抜き加工、切断、非晶質強磁性のマイクロワイヤの布等を含む。
【００８１】
必要に応じて、他の磁束ガイド６００が誘導送電システムと結合して使われてもよい。
【００８２】
したがって、誘導電力受信器３００が誘導電力伝達器２００に整列配置されて密結合モードで誘導送電システム１００が作動している時、磁場ラインは一般に閉じていて、動作の間の環境へ生じうる磁気放射を減少させる。
【００８３】
上記のように、密結合モード、疎結合モード等、必要に応じて複数のモードで作動するように構成されてもよいことが本明細書で記載した誘導送電システム１００の特定の機能である。したがって、伝達器側のモードセレクタ２３４及び／又は受信器側のモードセレクタ３２４は、様々な操作モード間で誘導送電システムを切替えるために提供されてもよい。
【００８４】
様々な複数のモードの誘導送電システム１００によれば、モードセレクタ２３４、３２４は手動であっても又は自動であってもよい。任意に、自動モードトリガー機構３０５０は、誘導電力伝達器２００及び誘導電力受信器３００の相対位置をモニタし、必要に応じて連結モードを選択するために提供されてもよい。そのようなモードトリガー３０５０は例えば位置センサ３０５２、近接センサ３０５４等のセンサを含んでもよい。
【００８５】
ここで図２のフローチャートを参照すると、少なくとも一つの電気負荷へ誘導的に電力を伝達する方法が示される。方法は、ドライバ及び一次インダクタを含む誘導電力伝達器を得るステップ（ｉ）と；電気負荷に接続された二次インダクタを含み、密結合モード及び疎結合モードを含む少なくとも二つのモードで操作可能である誘導電力受信器を得るステップ（ｉｉ）と；可能であれば駆動ユニットを経て一次インダクタ全体の発振電位差を提供するステップ（ｉｉｉ）と；誘導受信器の作動モードを選ぶステップ（ｉｖ）とを含む。
【００８６】
ここで図３を参照すると、解説用の例の誘導的なプラットホーム１０の略図が示される。テーブルトップ、誘導マット等であってもよいプラットホーム１０は、複数の埋め込み式誘導電力伝達器２０ａ−ｃを含む。誘導電力伝達器２０ａ−ｃは、様々な電気器具に組み込まれた誘導電力受信器３２ａ−ｃへ誘導的に電力を伝達するように構成される。コンピュータ３０ａは、一体型の誘導電力受信器３２ａが第１の誘導電力伝達器２０ａと整列配置されるように配置され、したがって、第１の誘導電力伝達器２０ａは、密結合モードにおいて作動してもよい。デスクランプ３０ｂは、その一体型の誘導電力受信器３２ｂが第２の誘導電力伝達器２０ｂと整列されるように配置され、したがって、第２の電力伝達器もまた、密結合モードにおいて作動してもよい。それで、電力は、効率的な方法で、そこから電磁放射をほとんど漏らさずコンピュータ３０ａ及びデスクランプ３０ｂへ伝達される。
【００８７】
第３の誘導電力伝達器２０ｃが利用可能でありかつ一体型の誘導電力受信器３２ｃを有する電話３０ｃがプラットホームに配置されていても、電話の誘導電力受信器３２ｃは、第３の誘導電力伝達器２０ｃに整列配置されないことに留意のこと。本明細書で記載される誘導送電システムの機能は、電話３０ｃが遠隔で充電されてもよいように、誘導電力伝達器２０ｃが整列配置されていない誘導電力受信器３２ｃとの疎結合が可能であることである。
【００８８】
したがって、また図１を参照すると、誘導電力システム１００は、誘導電力伝達器２００の駆動周波数を受信回路３１０の共振周波数に適合させることができる少なくとも一つの共振チューナ３２２を備えてもよい。
【００８９】
誘導結合の二次インダクタの誘導電圧の強度は、一次インダクタに提供された電位の発振周波数により変化する。発振周波数がシステムの共振周波数と等しい時、誘導電圧は最も強い。システムの共振周波数ｆＲは、方程式
【００９０】
【数２】
2013529451.tif 000004
【００９１】
によりシステムのインダクタンスＬ及び容量Ｃによって決まる。システムのインダクタンスＬ及び容量Ｃの値はそれ自身、例えば一次インダクタのインダクタンス、二次インダクタのインダクタンス、その間の距離、システムの形状、相互インダクタンス、受信及び伝達回路の容量等の多くのパラメータに依存している。これらのパラメータは誘導伝達システムにおいて可変であるので、固有共振周波数ｆＲの決定及び調整が望ましい。
【００９２】
受信器側の共振チューナ３２２は、共振周波数ｆＲを変化させるように受信回路３１０に選択的に接続可能な可変コンデンサ又はコンデンサのバンクを含んでもよい。代わりに又は加えて、受信器側の共振チューナ３２２は、誘導電力伝達器の駆動周波数に適合させるため、共振周波数ｆＲを変化させるように受信回路３１０に選択的に接続可能な可変インダクタ又はインダクタのバンクを含んでもよい。
【００９３】
受信器側の共振チューナ
ここで、二次インダクタ３２０に接続された共振チューナ３２２の起こりうる例の回路図を概略的に表す図４を参照する。共振チューナ３２２は、コントローラ３２３、複数のコンデンサＣ１−ｎ、及び、複数のスイッチＳ１−ｎを含む。
【００９４】
コントローラ３２３は、二次インダクタ３２０へコンデンサＣ１−ｎを接続するために選択的にスイッチＳ１−ｎを作動させるように構成されかつ操作可能であり、それによって、受信回路の固有共振周波数を調整する。
【００９５】
コントローラ３２３は、所望の効率の電力伝達を達成するために受信回路の調整へ導くアルゴリズムを実行するプロセッサを含んでもよい。特に、疎結合モードにおいて、共振周波数が一次インダクタ２２０の駆動周波数に適合するようにコントローラは受信回路を調整してもよい。あるいは、例えば密結合モードのように非共振伝達が必要とされる場合、コントローラは、一次インダクタの駆動周波数範囲より高い又は低い周波数に、受信回路を調整してもよい。
【００９６】
所望の調整を達成するため、様々な負荷サイクルにより受信回路に並列又は直列に様々な容量値のコンデンサＣ１−ｎが接続されてもよいことに留意のこと。あるいは、必要に応じて回路に選択的に切替えられて、類似した容量値を有する複数のコンデンサが提供されてもよい。さらに、そのようなコンデンサバンクは、必要に応じて、共振からより近く及びより遠くに回路を調整することによって一定の駆動周波数で誘導電力伝達を調整するために用いられてもよい。あるいは、周波数変調は、そのような受信器側の電力調整と結合して使われてもよい。
【００９７】
さらに他のシステムにおいて、伝達器側の共振チューナが提供されてもよい。例えば、誘導電力伝達器２００のドライバ２３０は、誘導電力受信器３００の受信回路３１０と共振する駆動周波数を選ぶように適合する周波数選択装置２３２を含んでもよい。必要に応じて、通信チャネルが所望の周波数を示す信号を送信するために用いられてもよい。
【００９８】
共振電力伝達の機能は、電力が本質的に共振受信回路に供給されることである。それゆえにいうまでもなく、電力が誘導電源出力から特定の誘導電力受信器又は一組の受信器に提供されるように駆動周波数が選ばれてもよい。そして疎結合モードにおいて、必要に応じて共振電力伝達が提供されてもよい。
【００９９】
しかしながら、システムが密結合モードで作動している時には非共振電力伝達が好ましいことに留意のこと。二次電力受信ユニットの横方向の移動が二次インダクタ３２０と一次誘導コイル２２０との間の整列を変えることが、密結合モードの非共振送電の一つの利点である。整列の変化の結果として、コイルの対の結合されたインダクタンスが変わり、それが次にシステムの共振周波数を変える。誘導電源出力２００がシステムの共振周波数で電力を伝達する場合、小さな横方向の動作でさえも、誘導電圧の振幅を有意に減少する。誘導電源出力２００が非共振周波数で電力を伝達して、共振グラフの傾斜が非常に浅い場合、システムは、横方向の動作のような非常に大きな許容差の変動を有する。非共振伝達の他の利点は、伝送周波数が電力伝達を調整するために使用されてもよいということである。様々な非共振誘導送電システムが、その内容を本明細書に引用したものとする、出願人の同時係属出願である特許出願公開第１２／８８３，４５７号に記載のシステムによって使われてもよい。
【０１００】
周波数選択
誘導送電システムは、誘導結合の共振周波数で電力を伝達する、あるいは、非共振周波数で伝達するように構成されてもよい。いずれにせよ、システムの固有共振周波数を知ることが役に立つ。所望の周波数での伝達を維持するため、調整メカニズムが使用されてもよい。
【０１０１】
誘導送電システムは、共振周波数が前もって決定されるような厳密な規格によって製造されてもよい。しかしながら、そのような厳密な規格により、製造プロセスの許容差に制限が課されることに留意のこと。結果として、製造プロセスの多くのそれ以外の運用製品は、品質管理の間、拒絶されてもよい。そのような制限により有意な追加諸経費が生じ、それによってシステム製造の費用を非常に増加させることはいうまでもない。それゆえに、所定の共振周波数を有するシステムは経済的に現実的な方法で大量生産するのが非常に困難である。
【０１０２】
後述する実施態様は、動作の間、それ自身の共振周波数を感知することができる誘導送電システムを提供する。
【０１０３】
非共振動作
非共振周波数で電力を伝達するために適合する誘導送電システム１０１の主な要素のブロック線図を示す図５をここで参照する。誘導送電システム１０１は、遠隔の二次ユニット３００に電力を提供するように構成された誘導電源出力２００で構成される。誘導電源出力２００は、ドライバ２３０を経て電源２４０に配線された一次誘導コイル２２０を含む。ドライバ２３０は、一次誘導コイル２２０に発振駆動電圧を提供するように構成される。
【０１０４】
二次ユニット３００は、誘導的に一次誘導コイル２２０に連結された電気負荷３４０に配線された二次誘導コイル３２０を含む。電気負荷３４０は、電源２４０から電力を引き出す。通信チャネル１０２０は、二次ユニット３００と関連した伝達器１０２２と誘導電源出力２００と関連した受信器１０２４との間で提供されてもよい。通信チャネル１２０は、ドライバ２３０にフィードバック信号Ｓ等を提供してもよい。
【０１０５】
実施態様によっては、電圧ピーク検出器１０４０が送電電圧の大幅な増加を検出するために提供される。ピーク検出器１０４０は、二次ユニット２００の除去、電力排出の導入、短絡等の不規則性を検出するために用いられてもよい。
【０１０６】
図６は、誘導送電システムの動作電圧の振幅が伝送周波数によってどのように変化するか示すグラフである。伝送周波数がシステムの共振周波数ｆＲと等しい時、電圧はその最高値であり、この最大振幅は共振ピーク２として公知であることに留意のこと。グラフの傾斜は共振ピーク２のいずれの側においても領域４ａ、４ｂにおいて最も急であることにもさらに留意のこと。そして、共振して作動する又はその周辺で作動する誘導伝達システムにおいて、周波数の小さな変化は、誘導電圧の大きな変化につながる。同様に、システムの共振周波数の小さな変化は、誘導電圧の大きな変化につながる。このため、従来技術の共振誘導伝達システムは概して、環境条件の小さな変動又は誘導コイル間の整列の変更に非常に感度が高い。
【０１０７】
ドライバ２３０（図５）が、誘導結合の共振周波数とは本質的に異なる伝送周波数で振動する駆動電圧を伝達するため構成されかつ操作可能であることが特定の機能である。好ましくは、伝送周波数は、周波数振幅グラフの傾斜がより急でない、線形に近い領域６、８の一つに位置するように選ばれる。
【０１０８】
横方向の動作に対する感度
この非共振周波数での動作の実施態様の一つの利点は、ここで図７を参照して示される。二次電力受信ユニット３００を経由して誘導電源出力２００から電力を引き出すラップトップコンピュータ３４０を表す概略図が示される。電力受信ユニット３００は、誘導電源出力２００において一次誘導コイル２２０に整列配置された二次誘導コイル３２０を含む。二次電力受信ユニット３００の横方向の移動により、二次誘導コイル３２０間の一次誘導コイル２２０への整列が変えられる。整列の変更の結果として、コイルの対の結合されたインダクタンスが変化して、次にシステムの共振周波数を変える。
【０１０９】
誘導電源出力２００がシステムの共振周波数で電力を伝達する場合、小さな横方向の動作でさえも誘導電圧の振幅を有意に減少させる可能性がある。共振システムとは対照的に、非共振誘導電源出力２００は、領域６、８の一つにおける周波数で、共振グラフの傾斜が非常に浅い共振ピーク２（図６）のいずれの側にも電力を伝達する。その結果として、システムは、横方向の動作のような非常に大きな許容差の変動を有する。
【０１１０】
伝達ガード
システムの固有共振周波数より上の周波数で伝達する誘導電源出力の実施態様のさらなる機能は、システムの共振周波数がある理由のために増加する場合、送電電圧が急激に増加することである。好ましい実施態様において、ピーク検出器１０４０（図５）は電源出力２００の送電電圧をモニタするために提供され、共振周波数の増加を示している送電電圧の大幅な増加を検出するように構成される。
【０１１１】
また誘導システムの共振の式
【０１１２】
【数３】
2013529451.tif 000005
【０１１３】
を参照すると、システムのインダクタンスＬ又は容量Ｃの減少により共振周波数が増加し、それらの減少はピーク検出器１４０によって検出されてもよいことに留意のこと。
【０１１４】
ピーク検出器１０４０の使用の例として、また図７が参照される。いうまでもなく、デスクトップ環境において、例えば紙用クリップ、金属定規、金属ケース、ホッチキス、穴あけ器又は他の金属の物体のような導電体が、誘導電源出力２００と二次電力受信ユニット３００との間に導入されてもよい。一次コイル２２０によって作成された振動磁界はそれから、それを加熱している導電体で渦電流を生じ、それによって、一次コイル２２０から電力を引き出す。そのような電力排出は、無駄であり及び／又は危険でもある。上記した電力排出によりシステムのインダクタンスＬは一般に減少し、それによってその共振周波数を増加させる。
【０１１５】
システムのインダクタンスＬはまた、二次コイル２２０の除去、短絡の作成等によって減少してもよい。誘導電源出力に配線されたピーク検出器１０４０は、送電電圧の大幅な増加としてこれらのシナリオのいずれかを検出してもよい。必要に応じて、電力伝達システムは、ピーク検出器１０４０が送電電圧のそのような増加を検出する場合に、シャットダウンする、警告を出す、又は、それ以外にユーザー及びシステムを保護するようにさらに構成されてもよい。
【０１１６】
非共振動作周波数を用いた電力調整
非共振伝達の他の利点は、伝送周波数が電力伝達を調整するために用いられてもよいということである。従来技術の誘導送電システムは概して、送電電圧の負荷サイクルを変えることによって電力伝達を調整するものである。従来技術のシステムと異なり、本発明の実施態様はシステムの共振周波数と等しくない周波数で伝達するので、ドライバ２３０は、伝送周波数を調整することによって電力伝達を調整するように構成されてもよい。
【０１１７】
調整は、図６に関して示される。本発明の実施態様において、伝送周波数は、低周波数値ｆＬと高周波数値ｆＵとの間の曲線のおよそ線形の領域８にあるように選ばれてもよい。システムの共振周波数ｆＲより高い伝送周波数ｆｔは、Ｖｔの誘導電圧を生じる。誘導電圧は、共振周波数ｆＲに近いように伝送周波数を減少することにより、増加され得る。逆に、誘導電圧は、共振周波数ｆＲから遠いように伝送周波数を増やすことにより、減少してもよい。例えば、δｆによる伝送周波数の調整は、δＶの誘導電圧の変化を生じる。
【０１１８】
上記で概説した理由のため、システムの動作周波数は、振幅グラフの線形に近い領域６、８（図６）内に位置する比較的狭い周波数範囲から好ましくは選ばれる。それゆえに、動作周波数の選択は、共振システムの固有周波数ｆＲの従来の知識によって決定されてもよいことはいうまでもない。例えば共振周波数ｆＲがシステムの公知の特性である場合、目標周波数範囲は、換算係数によって固有周波数ｆＲを逓倍することによって決定されてもよい。したがって、特定の実施態様において、最適の動作周波数は、固有周波数ｆＲの約５０−９０％の間、又はあるいは、システムの固有周波数ｆＲの１１０−１６０％の間、又は、他のそのように定められた範囲から選ばれてもよい。
【０１１９】
固有周波数の決定
それゆえに、いくつかの実施態様によれば、システムの固有周波数ｆＲが予め定められるように、システムパラメータが製造の間、厳しく制限されることは都合がよいことはいうまでもない。しかしながらそのような制限は、製造工程の許容差を限定する。これは、必ずしも経済的に実行可能であるわけではない。
【０１２０】
一般に誘導電源出力モジュール及び誘導電力受信モジュールを伴うことが無線誘導送電システムの特徴である。システムの共振は、これらの両方のモジュールの組合せによって決定される。単一の誘導電力出力モジュールは、異なる特性を有し、各々が異なる固有周波数での誘導結合を生じる多くの個々の誘導電力受信モジュールに連結されてもよい。したがって、誘導電源出力の製造の間の、連結の固有共振周波数の予測は非実用的である又は過度に制限される。
【０１２１】
さらに、誘導結合の固有共振周波数は安定していなくてもよく、誘導送電システム、おそらく誘導電力受信器、誘導電源出力又はその両方のシステム特性は、時間とともに変動してもよい。したがって、システムの寿命にわたって、システムの予め定められた固有周波数は、有意に変化してもよい。
【０１２２】
少なくともこれらの理由のため、誘導送電システムの他の実施態様は、動作前に誘導送電システムの固有周波数を決定するように構成された共振探索配置を含んでもよい。システムの固有周波数が決定されると、動作周波数は、固有周波数への関係に関して定められた範囲から選ばれてもよい。例えば、疎結合モードにおいて作動しているシステムは、固有共振周波数に近い狭帯域から動作周波数を選んでもよい。あるいは、特に密結合モードにおいて作動しているシステムでは、非共振周波数は、固有共振周波数の上下の周波数帯域から選ばれてもよい。
【０１２３】
ここで、誘導送電システムの拡張された振動プロファイルを示す図８を参照する。プロファイルは、誘導送電システムの動作電圧の振幅が伝送周波数によってどのように変化するかを示す。振幅ピーク２は、システムの共振周波数ｆＲで形成されることに留意のこと。加えて、追加のより小さな調波ピーク１２、２２は、共振周波数ｆＲの二倍２ｆＲ及び三倍３ｆＲの伝送周波数で作成される。
【０１２４】
誘導送電システムの共振周波数を決定するため、動作電圧の振幅は、プロファイルの形状を決定するように様々な周波数でサンプリングされてもよい。共振周波数は、振幅がピークに達する周波数を選ぶことによって決定されてもよい。
【０１２５】
サンプリングは、予測されたピーク周辺で範囲３から一組の不連続な周波数値を選び、各々の周波数値で動作電圧の振幅を測定することによって達成されてもよい。
【０１２６】
不連続なサンプル周波数が予測された共振周波数ｆＲ周辺で範囲３から選ばれて、主な共振ピーク２を決定するのに用いられてもよいのに対して、予測された共振周波数の倍数の周辺で範囲１３、２３から選ばれた周波数で動作電圧の振幅をサンプリングすることによって共振の決定の精度が高められることに留意のこと。
【０１２７】
例えば、サンプリング周波数は、一次の調波ピーク１２が形成される実際の周波数を決定するため、二倍の予測された共振周波数２ｆＲの周辺の周波数の範囲１３内で選ばれてもよい。あるいは、サンプリング周波数は、二次の調波ピーク２２が形成される実際の周波数を決定するため、三倍の予測された共振周波数３ｆＲの周辺の周波数の範囲２３内で選ばれてもよい。実際サンプリング周波数は、いかなる高次の調波共振ピーク周辺の範囲内で選ばれてもよい。
【０１２８】
例えば３ｆＲの値がそれで決定された場合、共振周波数ｆＲは、モニタされた値を３で除することによって決定されてもよい。同様に、ｎｆＲの値がそれで決定された場合、共振周波数ｆＲは、モニタされた値をｎで除することによって決定されてもよい。
【０１２９】
限られた数のサンプル周波数の選択された一組のサンプル値は、他の周波数の値を推論するために用いられてもよいことにさらに留意のこと。あるいは、共振周波数を見つけるため、補間、ランダムサンプリング又は他の技術が用いられてもよい。
【０１３０】
したがって、ここで図９のブロック線図を参照すると、適切な非共振動作周波数を選ぶために上記のような誘導送電システムを調整する方法がここで開示される。方法は、誘導送電システムを提供するステップ１５１０と；システムの共振周波数を決定するステップ１５２０と；電力の誘導伝達のための動作周波数を選ぶステップ１５３０と；の主なステップを含む。
【０１３１】
上記のように、必要に応じて、共振周波数を決定するステップ１５２０は、サンプリング周波数で駆動電位を供給するサブステップ１５２１と；サンプリング周波数の出力電圧レスポンスを記録するサブステップ１５２２と；サンプリング周波数を増加させるサブステップ１５２３と；誘導電力システムの特徴的な応答プロファイルを得るためにこれらのステップを繰り返すサブステップ１５２４と；を含む一組のサブステップによって実行されてもよい。
【０１３２】
図８に関して上記したように、特徴的な応答プロファイルは概して共振ピーク及び複数の調波ピークを含み、共振周波数は、共振ピークの駆動周波数を識別すること１５２５によって見つけ出されてもよい。あるいは、共振周波数は、第ｎ番目の調波ピークで駆動周波数を識別して１５２６、この値をｎ＋１で除すること１５２７によって見つけ出されてもよい。
【０１３３】
共振周波数ｆＲが決定されると、動作周波数が選ばれてもよい。概して、非共振動作周波数は、換算係数によって決定された共振周波数を逓倍することによって選ばれる。換算係数は直ちに、予め定められてもよい。特定の実施態様によると、換算係数は例えば５０％から９０％の範囲内であり、他の実施態様では、１１０％から１５０％の範囲が好ましいが、適合する条件として他の範囲が生じる可能性がある。
【０１３４】
任意に、電力の誘導伝達の動作周波数を選ぶステップは、固有共振周波数の上下で非共振周波数を選ぶステップを伴ってもよい。あるいは、電力の誘導伝達の動作周波数を選ぶステップは、決定された共振周波数に近い範囲から動作周波数を選ぶステップを伴ってもよい。
【０１３５】
さらなる誘導送電システム１７００の略図を示す図１０をここで参照する。誘導電力伝達器１８００は、アレイで配置される複数の一次インダクタ１８２０を含む。疎結合又は密結合モードで一次インダクタ１８２０から誘導的に電力を受信するように構成された二次インダクタ１９２０を有して誘導電力受信器１３００は、提供される。概して、そのような誘導電力受信器１９００は、電気負荷（図示せず）に接続されることはいうまでもない。
【０１３６】
第１の誘導受信器１９００Ａが一つの一次インダクタ１８２０ｂに整列配置され、整列磁石１６２０、１６３０によってそれへ固定された二次インダクタ１９２０Ａを有して示されることに留意のこと。したがって、第１の誘導受信器は、密結合モードにおいて作動しても、必要に応じて非共振周波数で作動してもよい。
【０１３７】
第２の誘導受信器１９００Ｂは、特定の一次インダクタ１８２０に整列配置されない二次インダクタ１９２０Ｂを有するが、アレイの二つの一次インダクタ１８２０ｌ、１８２０ｋの間で配置される。デュアルモード誘導送電システムの特徴は、その共振周波数が、アレイのインダクタの少なくとも一つの駆動周波数に調整されるよう、第２の誘導電力受信器１９００Ｂが疎結合モードに切替えられてもよいことである。したがって、誘導受信器が表面上で動く一方でも、送電は続けられる。
【０１３８】
調節可能なコイル
整列及び効率
誘導接続での高伝動効率を達成するために、二次インダクタが一次インダクタに正確に整列配置されることが有効である。整列の視覚標識、オーディオ信号及び触知性指示を用いてこの整列を達成するのにユーザーを援助する様々な方法が提案されてきた。例えば、整列が達成されると、二次インダクタを一次インダクタに固定するのを補助するのと同様に、ユーザーに触覚フィードバックを提供するために、磁石のスナッグ及び固定装置が提案されてきた。それにもかかわらず、誘導接続が確立される前に、ユーザーが誘導電力受信器を誘導電源出力へと慎重に整列配置することが一般に必要である。
【０１３９】
拡張表面でいかなる位置にもユーザーが誘導電力受信器を置くことができ、自動的に整列が遂行されることは、ずっと都合がいい。したがって、自動的に二次インダクタに一次インダクタを整列配置する位置決めメカニズムが、本明細書で開示される。
【０１４０】
一般的な整列システム
そのような自動整列システム１００を組み込んでいる誘導電源出力２００の主な構成要素を示す図１１の概略図をここで参照する。誘導電源出力２００は、誘導電力受信器３００に、誘導的に電力を提供するように構成される。
【０１４１】
誘導電力受信器３００は、概して電気負荷３４０に接続されて、それへ電力を提供するように構成されたリッツ線のコイル等のような二次インダクタ３２０を含む。単純性のために様々な電気的要素は図から省かれているが、いうまでもなく、誘導伝達受信器は整流回路、フィードバックメカニズム等の追加の要素を含んでもよい。
【０１４２】
誘導電源出力２００は、一次インダクタ２２０、ドライバ２３０及び整列システム１００を含む。一次インダクタ２２０は、電源２４０から電力を引き出し、一次インダクタに発振駆動電圧を提供することができる駆動ユニット２３０に伝導的に接続される。駆動電子機器は、高周波発振電圧出力が生成されるように選ばれた例えばインバータ等のＡＣ−ＡＣコンバータ又はＤＣ−ＡＣコンバータのような切替ユニットを含んでもよい。
【０１４３】
誘導電力伝達が生じてもよいように拡張目標領域２１０内で配置された誘導受信器３００の適切な二次インダクタ３２０に誘導的に連結するために、一次インダクタ２２０は選ばれる。したがって、一次インダクタ２２０は、可能であれば二次インダクタ３２０と類似した寸法のリッツ線等のコイルであってもよい。誘導結合及びエネルギー伝達の効率は、その間で良好な整列を達成するように一次インダクタ２２０及び二次インダクタ３２０の寸法に適合させることによって改良されてもよい。
【０１４４】
効率の追求
効率を追求することができ、したがって、目標領域２１０のどこにでも配置される二次インダクタ３２０に一次インダクタ２２０を整列配置することができることが、整列システム１００の特定の機能である。整列システム１００は、近接センサ１２０及び位置決めメカニズム１５０を含む。
【０１４５】
近接センサ１３０は、誘導電力受信器３００の存在を検出し、最高効率の位置に一次インダクタ２２０が近接したことを示すセンサ信号をプロセッサ１３０へ通信するように構成されてもよい。近接センサ１３０の例として、電圧モニタ、電力モニタ、電流モニタ等を含んでもよい。下記のように、誘導通信チャネルが提供されるところで、二次インダクタ３２０から一次インダクタ２２０まで伝達されるフィードバック信号の電力を決定することで電力伝達の効率はモニタされてもよい。
【０１４６】
誘導通信チャネルは、一次誘導コイル２２０から二次誘導コイル３２０までの中断されない誘導電力伝達と並行して二次誘導コイル３２０から一次誘導コイル２２０へ信号を伝達するために提供されてもよい。通信チャネルは、ドライバ２３０にフィードバック信号を提供してもよい。誘導通信チャネルは、二次コイル３２０に配線される伝達回路と一次コイル２２０に配線される受信回路とを含んでもよい。
【０１４７】
信号伝達回路は、それが二次コイル３２０に接続される時にシステムの共振周波数が増加するように選択された少なくとも一つの電気的要素を含んでもよい。伝達回路は、二次コイル３２０に選択的に電気的要素と接続するように構成される。したがって、信号受信回路は、送電電圧の大幅な増加を検出するように構成された電圧ピーク検出器を含んでもよい。電圧伝達周波数がシステムの共振周波数より高いシステムにおいて、送電電圧のそのような大幅な増加は共振周波数の増加によって生じ、それによって、電気的要素が二次コイル３２０に接続されたことを示す。したがって伝達回路は、受信回路に信号にパルスを送信するために用いられ、符号化信号はそのようなパルスから構成されてもよい。
【０１４８】
いくつかの実施態様によれば、伝達回路はまた、入力信号を有するビットレート信号を調整する変調器を含んでもよい。電気的要素はそれから、調整された信号により二次誘導コイル３２０に接続されてもよい。受信回路は、調整された信号を復調する復調器を含んでもよい。例えば電圧ピーク検出器は、ビットレート信号を一次電圧の振幅と相互に相関させて、それによって出力信号を作成するために相関器に接続されてもよい。
【０１４９】
他の誘導通信チャネルが、代わりに使用されてもよいことに留意のこと。例えば伝達回路は、フィードバック信号をコード化する振幅調整送電電圧を選択的に提供するため、補助的な負荷を二次インダクタに接続するように構成されてもよい。
【０１５０】
そのような誘導通信チャネルが提供されるところでは、フィードバック信号は、システムの共振周波数に非常に依存している。システムの共振周波数が一次インダクタ２２０と二次インダクタ３２０との間の整列の程度にそれ自身が依存しているので、一次インダクタ２２０に配線された受信回路は、それ自身が近接スイッチ１２０として用いられてもよい。
【０１５１】
整列メカニズムの作動
位置決めメカニズム１５０は、コントローラ１３０と、少なくとも一つの作動メカニズム１４０、１６０と、一次インダクタ２２０が取り付けられるモバイルプラットホーム１８０とを含んでもよい。コントローラ１３０は、近接センサ１２０から検知信号を受信し、モバイルプラットホーム１８０及びそれによる一次インダクタ２２０の動作を制御する作動信号を送信するように構成される。
【０１５２】
概して、二つの作動メカニズム１４０、１６０が提供される。第１の作動メカニズム１４０は、第１の通路に沿って一次インダクタ２２０を移動するように構成され、第２の作動メカニズム１６０は、第２の通路に沿った一次インダクタ２２０の動作を制御するように構成される。したがって、一次インダクタ２２０は、二つの通路の相互作用によって定められた領域のいかなる位置に移動してもよい。おそらく三次元でのより大きな範囲の動作を可能にするために追加の作動メカニズムが、さらに提供されてもよい。
【０１５３】
コントローラ１３０は、モバイルプラットホーム１８０を移動するようにセンサ信号に選択的に応答して各々の作動メカニズム１４０、１６０に作動信号を送信することで二次インダクタ３２０と整列するように一次インダクタ２２０を導くように構成されてもよい。
【０１５４】
Ｘ−Ｙテーブル
一例として、一次インダクタ１２２０がＸ−Ｙテーブル１１８０に連結される起こりうる位置決めシステム１１５０の略図を示す図１２がここで参照される。Ｘ−Ｙテーブル１１８０は、第１のトラックの対１１４６ａ、１１４６ｂ及び第２のトラックの対１１６６ａ、１１６６ｂによりそれぞれ定められた直角通路に沿って二次インダクタ１２２０を駆動するように構成された第１の作動メカニズム１１４０及び第２の作動メカニズム１１６０を含む。一次インダクタ１２２０は、それ自身が第２のトラックの対１１６６ａ、１１６６ｂに連結された支持プラットホーム１１６８に取り付けられる第１のトラックの対１１４６ａ、１１４６ｂに連結される。
【０１５５】
例示的な第１の作動メカニズム１１４０は、第１のアクチュエータ１１４２と、ピニオン駆動軸１１４４と、二次インダクタ１２２０が取り付けられるラック１１４８とを含む。例示的な第２の作動メカニズム１１６０は、第２のアクチュエータ１１６２と、主ネジ軸１１６４と、支持プラットホーム１１６８に連結されたリードナットとを含む。
【０１５６】
例示的な第１のアクチュエータ１１４２及び第２のアクチュエータ１１６２は、それぞれ逐次第１の作動メカニズム及び第２の作動メカニズムを駆動することができるステッパーモータである。下記に詳述されるように、位置決めメカニズム１１５０の特徴は、複数のサイズを有しているインクリメントに沿って一次インダクタ１２２０を進ませることによって、ステッパーモータ１１４２、１１６２が各々複数の起動信号に応答できることであってもよい。
【０１５７】
湾曲通路
ここで図１３を参照すると、代わりの位置決めシステム２１５０を用いた第２の例の概略図が示される。代わりの位置決めシステム２１５０は、それぞれ第１の湾曲トラック２１４６及び第２の湾曲トラック２１６６によって定められた湾曲通路に沿って二次インダクタ２２２０を駆動するように構成された第１の作動メカニズム２１４０及び第２の作動メカニズム２１６０を含む。
【０１５８】
一次インダクタ２２２０は、第１の湾曲トラック２１４６を第２の湾曲トラック２１６６に連結する連結ピン２１８０に取り付けられる。第１の作動メカニズム２１４０は、第１ギア伝達２１４４を経て第１の湾曲トラック２１４６に連結され、第１の軸Ａｘの周りで第１の湾曲トラックを回転させることができる第１のステッパーモータアクチュエータ２１４２を含む。第２の作動メカニズム２１６０は、第２ギア伝達２１６４を経て第２の湾曲トラック２１６６に連結され、第２の軸ＡＹの周りで第２の湾曲トラックを回転させることができる第２のステッパーモータアクチュエータ２１６２を含む。いうまでもなく、第１のアクチュエータ２１４２及び第２のアクチュエータ２１６２に作動信号を提供することによって、コントローラ（図示せず）は、湾曲トラック２１４６、２１６６の動作によって定められた範囲内のどこにでも一次インダクタ１１２０を配置してもよい。
【０１５９】
上記の位置決めメカニズム１１５０、２１５０の機械配置は、ステッパーモータアクチュエータ１１４２、１１６２、２１４２、２１６２が装置の共通の側に互いに近接して配置されるように構成される。そのような配置は、特にアクチュエータをコントロールユニットに接続するその便利さが特徴である。ステッパーモータのみが上記の例に記載されるが、適する条件により、例えば他のモーター、圧電素子、ソレノイドアクチュエータ等のような他のアクチュエータが選ばれてもよいことはいうまでもない。
【０１６０】
整列方法
そのような位置決めシステムを用いている誘導送電システムの調整手順の一般的なステップを示す図１４のフローチャートをここで参照する。誘導電源出力は整列システムを備え４０２、誘導電力受信器は目標領域内の誘導電源出力の伝達面に配置され４０４、位置決めシステムの近接センサは二次インダクタを検出し４０６、コントローラは二次インダクタの一般的な現場に一次インダクタを配置するコース位置決め手順を開始し４０８、コントローラはそれから、二次インダクタを一次インダクタに整列させる高精度位置決め手順を開始してもよく４１０、一次インダクタが二次インダクタに整列配置されたならば、一次インダクタは誘導送電を開始する４１２。
【０１６１】
一次インダクタのコース位置決め及び高精度位置決めを可能にするため、位置決めシステムは、低解像度及び高解像度で操作可能であってもよい。コース位置決めの間、コントローラは、アクチュエータに大きなインクリメントで一次インダクタを移動するように指示する低解像度起動信号を作動メカニズムに送信する。同様に、高精度位置決めでは、コントローラは、アクチュエータに小さなインクリメントで一次インダクタを移動するように指示する高解像度起動信号を作動メカニズムに送信する。コントローラのプロセッサは、近接センサから受信されたセンサ信号によってどの活性体に起動信号を送信するかを選択するように構成される。
【０１６２】
一次インダクタのコース位置決め５０１及び高精度位置決め５５０をそれぞれ制御する起こりうる方法を表す図１５Ａ及び１５Ｂのフローチャートをここで参照する。特に図１５Ａに関して、二次インダクタが目標領域に配置される時、コース位置決め位相は、以下のステップが続く：
●近接センサが、最初の検知信号Ｓ０を感知し、コントローラにこれを通信する５０２；
●低解像度作動信号Ｌｘが第１のアクチュエータに送信される５０４；
●第１のアクチュエータが、第１の通路に沿って一つの大きなインクリメントで一次インダクタを前方に移動する５０６；
●近接センサが新規な検知信号Ｓ１を感知し、コントローラにこれを通信する５０８；
●プロセッサが、Ｓ１とＳ２を比較する５１０；
●Ｓ１＞Ｓ０である場合、一次インダクタが最初よりも二次インダクタとの整列により近いことを示し、ステップ５０４から５１０が繰り返される；
●Ｓｎ＜Ｓｎ−１である時は、一次インダクタが前よりも二次インダクタとの整列から遠いことを示し、逆低解像度作動信号−Ｌｘが第１のアクチュエータに送信される５１２；
●第１のアクチュエータが、第１の通路に沿って一つの大きなインクリメントで一次インダクタを後方に移動する５１４；
●低解像度作動信号Ｌｙが第２のアクチュエータに送信される５１６；
●第２のアクチュエータが、第２の通路に沿って一つの大きなインクリメントで一次インダクタを前方に移動する５１８；
●近接センサが新規な検知信号Ｓｎを感知し、コントローラ５２０にこれを通信する５２０;
●プロセッサが、ＳｎとＳｎ−１を比較する５２２；
●一次インダクタが以前よりも二次インダクタとの整列から遠いことを新規な検知信号が示すまで、ステップ５１６から５２２が繰り返される；
●Ｓｎ＜Ｓｎ−１である時は、逆低解像度作動信号−Ｌｙが第２のアクチュエータに送信される５２４；
●第２のアクチュエータが、第２の通路に沿って一つの大きなインクリメントで一次インダクタを後方に移動する５２６；
●任意に、わずかな整列の改良が各々の反復で達成されるまで、コース位置決め位相は、複数回、繰り返されてもよい；
●コース位置決めが完了したならば、高解像度位置決めが開始されてもよい５３０。
【０１６３】
ここで、コース位置決め位相５００に続く高解像度位置決め位相５５０のステップを示す図１５Ｂを特に参照する：
●高解像度作動信号ＨＸが第１のアクチュエータに送信される５５２；
●第１のアクチュエータが、第１の通路に沿って一つの小さなインクリメントで一次インダクタを前方に移動する５５４；
●近接センサが新規な検知信号Ｓｎを感知し、コントローラにこれを通信する５５６；
●プロセッサが、ＳｎをＳｎ−１と比較する５５８；
●一次インダクタが前よりも二次インダクタとの整列から遠いことを新規な検知信号が示すまで、ステップ５５２から５５８が繰り返される；
●Ｓｎ＜Ｓｎ−１である時は、逆高解像度作動信号−ＨＸが第２のアクチュエータに送信される５６０；
●第１のアクチュエータが、第１の通路に沿って一つの小さなインクリメントで一次インダクタを後方に移動する５６２；
●高解像度作動信号ＨＹが第２のアクチュエータに送信される５６４；
●第２のアクチュエータが、第２の通路に沿って一つの小さなインクリメントで一次インダクタを前方に移動する５６６；
●近接センサが新規な検知信号Ｓｎを感知し、コントローラにこれを通信する５６８；
●プロセッサが、ＳｎをＳｎ−１と比較する５７０；
●一次インダクタが前よりも二次インダクタとの整列から遠いことを新規な検知信号が示すまで、ステップ５６４から５７０が繰り返される；
●Ｓｎ＜Ｓｎ−１である時には、逆高解像度作動信号−ＨＹが第２のアクチュエータに送信される５７２；
●第２のアクチュエータが、第２の通路に沿って一つの小さなインクリメントで一次インダクタを後方に移動する５７４；
●任意に、整列におけるわずかな改良が各々反復して達成されるまで、高精度位置決め位相は、複数回、繰り返されてもよい５７６。
【０１６４】
当業者により見出される代わりの位置決めアルゴリズムが、システムの条件に合わせるために代替的に用いられてもよい。例えば、検知信号が上昇している限り、最大限のインクリメントで一次インダクタを通路に沿って進ませるアクチュエータによって、正確な位置決めは与えられた通路に沿って達成されてもよい；検知信号が低下する場合、アクチュエータは、半分のインクリメントで通路に沿って一次インダクタを後方に進ませてもよい；新規な検知信号により、アクチュエータは、一次インダクタを後方又は前方へ４分の１のインクリメントで進ませてもよい；プロセスはそれから、必要に応じて８分の１のインクリメント、１６分の１のインクリメント等を用いて、繰り返されてもよい。
【０１６５】
補助コイル
さらに他の誘導送電システムは、補助コイル配置８００の含有によって、範囲を拡張してもよい。図１をまた参照すると、誘導電力伝達器２００のドライバ２３０は、一次インダクタ２２０、概して一次コイル全体で可変電位を提供することができ、それによって、一次インダクタ２２０の近くで振動磁界を作成する。誘導電力受信器３００の二次インダクタ３２０、概して二次コイルが一次インダクタ２２０によって作成された振動磁界内で配置される時、発振誘導電圧が生成される。
【０１６６】
誘導電力受信器３００が誘導電力伝達器２００から電力を受信してもよい電力受信範囲は、振動磁界の強度及び拡張部によって決められてもよい。意外にも、一次インダクタ２２０と二次インダクタ３２０との間に一以上の補助コイルを導入することによって、整列配置されない二次インダクタへの一次インダクタからの電力伝達の効率は増加することがわかった。したがって、誘導電力伝達器２００の電力受信範囲は、拡張されてもよい。
【０１６７】
補助コイルモード
起こりうる補助コイル配置８００を表す図１６Ａを参照する。補助コイル配置８００は、一次コイル２２０周辺に配置される六つの補助コイル８２０Ａ−Ｆのアレイを含む。各々の補助コイル８２０Ａ−Ｆの軸が一次コイル２２０の軸から及び半径の長さで互いから移動された、六角形のアレイが記載される。他のシステムにおいて、他の幾何学的な配置が条件に合わせるために選ばれてもよいことはいうまでもない。補助コイル８２０は、一以上の下記の複数のモードにおいて作動するように構成されてもよい。起こりうる補助コイルモードは、（ｉ）導体モード、（ｉｉ）リピータモード、（ｉｉｉ）伝達モード、又は、（ｉｖ）スタンドバイモードを含む。
【０１６８】
図１６Ｂの回路図は、導体モードにおいて構成される起こりうる補助コイル回路８４２を示す。図１６Ｃの回路図は、リピータモードにおいて構成される起こりうる補助コイル回路８４４を示す。図１６Ｄの回路図は、伝達モードにおいて構成される起こりうる補助コイル回路８４６を示す。
【０１６９】
導体モード
ここで特に図１６Ｂを参照すると、導体モードにおいて、補助コイル８２０のターミナル８２２、８２４は、できる限りレジスタ（図示せず）を経て伝導的に接続される。この構成において、補助コイルは、導入されたシート導体として機能する。意外にも、二次インダクタ３２０が一次インダクタ２２０から横に移動される時に、シート導体が一次インダクタの「露出」領域をカバーするために導入される場合、それへのエネルギー伝達の効率が増加することがわかった。この予想外の現象は、導体がある場合に、又は、二次インダクタ３２０へより効率的に導かれている磁束ラインの結果におけるシステムによる固有の共振周波数の変化に関連するものであることが暗示される。
【０１７０】
上記に記載された現象の結果、一次インダクタ２２０と整列していない二次インダクタ３２０との間の誘導電力伝達は、一次インダクタ２２０の露出区間をカバーしている補助コイル８２０の少なくとも一部を導体モードで作動することによって、改良されてもよい。図１６Ａに戻ると、例えば、二次インダクタ３２０がＱ点を中心に置く場合、エネルギー転送の効率は、補助コイル８２０Ａ−Ｃを導体モードで作動することによって高められてもよい。
【０１７１】
リピータモード
ここで特に図１６Ｃを参照すると、リピータモードにおいて、補助コイル８２０のターミナル８２２、８２４は、コンデンサ８６２を経て接続される。リピータモードにおいて、一次インダクタと同じ周波数を有するそれ自体の振動磁界を次に作成する補助コイルに二次電圧が誘導されてもよいことに留意のこと。二次インダクタ３２０と一次インダクタ２２０との間にリピータモードにおいて少なくとも一つの補助コイルを導入することによって、エネルギー伝達の効率は、より大きな範囲で増加してもよい。図８Ａに戻ると、例えば、二次インダクタ３２０がＱ点を中心に置く場合、エネルギー転送の効率は、補助コイル８２０Ｅをリピータモードで作動することによって改良されてもよい。
【０１７２】
さらに、リピータモードにおいて一以上の補助コイルを用いて、電力受信範囲は、一次インダクタより上に垂直に拡張されてもよい。確かに、一連のリピータが、またさらに一次インダクタ２２０の範囲を拡張する到達手段として使われてもよい。
【０１７３】
導体モード及びリピータモードにおいて、補助コイルはいかなる電源にも接続される必要はなく、電力は一次インダクタのみから二次インダクタ３２０によって引き出されることに留意のこと。
【０１７４】
伝達モード
ここで特に図１６Ｄを参照すると、伝達モードにおいて、補助コイル８２０のターミナル８２２、８２４は、電源２４０に配線された駆動回路８６４に接続され、補助コイル全体で発振電圧を作成することができる。したがって、伝達モードにおいて、補助コイル８２０は、二次インダクタ３２０に電力を伝達している追加の一次コイルとして用いられてもよい。
【０１７５】
駆動回路８６４は、一次インダクタ２２０から独立して補助コイル８２０を駆動するように操作可能であってもよい。したがって、補助コイル８２０に供給される駆動電圧は、一次インダクタ２２０に供給される駆動電圧から位相移動されてもよい。補助コイル８２０と一次インダクタ２２０との間の位相差は、二次コイル３２０の配置によって選ばれてもよい。
【０１７６】
一次インダクタ２２０と一つの補助コイル８２０との間の協働はここで、一次インダクタ２２０及び一つの補助コイル８２０に関して二次コイル３２０の可能な位置Ａ、Ｂを概略的に示す図１６Ｅを参照して示される。補助コイル８２０は、一次インダクタ２２０から一半径分離れて間隔を置かれる。
【０１７７】
二次インダクタ３２０が一次インダクタ２２０と整列配置する時、駆動回路８６４は作動せず、補助コイル８２０はスタンドバイモードのままである。同様に二次インダクタ３２０が補助コイル８２０と整列配置する時、一次インダクタ２２０は分離されてもよく、駆動回路８６４は補助コイル８２０が一次コイルを伝達するのみに用いられるように作動する。
【０１７８】
二次インダクタ３２０が一次インダクタ２２０と補助コイル８２０との間の中間の位置Ａに位置する時、意外にも二次インダクタへのエネルギー移動は、一次インダクタ２２０と同期して補助コイル８２０を作動することによって改良されることがわかった。一次インダクタ２２０及び補助コイル８２０の各々の重なり合う部分８８０で反対方向に流れている電流が寄生的なコイルを形成し、それによって磁束のラインを閉じることが暗示される。その結果として、二次インダクタ３２０の誘導電圧は、増加する。
【０１７９】
補助コイル８２０のみと重なるように二次インダクタ３２０が位置Ｂに位置する時、意外にも、一次インダクタ２２０及び補助コイル８２０の駆動電圧が逆相にあるように１８０°の位相移動で補助コイル８２０を駆動することによって、二次インダクタ２２０へのエネルギー移動が大幅に改良されることがわかった。一次インダクタ２２０及び補助コイル８２０の重なり合う部分８８０において流れている付加的な電流がより強い振動磁界を生成し、したがって二次インダクタ３２０のより大きな誘導電圧を生成することが暗示される。
【０１８０】
説明の容易さのため、二つの協働したコイル２２０、８２０のみが図１６Ｅに関して記載されるが、そのようなシステムは、例えば三角形、四角形、六角形等の複数のコイル配置に直ちに拡張されてもよいことはいうまでもない。
【０１８１】
複数のモード
補助コイルは、上記のモードの少なくとも一つで作動するように構成されてもよい。必要に応じて、補助コイルは一以上のモードにおいて選択的に作動するように構成されてもよい。図１６Ｆのブロック線図は、複数のモード間で補助コイル８２０を切替えるように構成された起こりうる補助コイル回路８４８の主な要素を示す。
【０１８２】
補助コイル回路８４８は、少なくとも一つの補助コイル８２０と、少なくとも一つのコントローラ８５２と、導体モードブロック８５４と、リピータモードブロック８５６と、伝達モードブロック８５８と、少なくとも一つの切替ユニット８５１とを含む。コントローラは、切替ユニット８５１に選択的に補助コイルを導体モードブロック８５４、リピータモードブロック８５６又は伝達モードブロック８５８と接続するように指示することができる。
【０１８３】
導体モードブロック８５４は例えば、追加の抵抗性素子をおそらく含む図１６Ｂに示される回路を含んでもよい。リピータモードブロック８５６は、例えば図１６Ｃに示される回路を含んでもよい。伝達モードブロック８５８は、例えば図１６Ｄに示される回路を含んでもよい。
【０１８４】
二次コイル３２０の位置が知られている場合、コントローラ８５２は、二次インダクタの位置により少なくとも一つの補助コイル８２０の操作モードを選んでもよい。任意に、補助コイル回路８４８は、例えば容積センサ、磁気センサ等二次インダクタロケータ８５３をさらに含んでもよい。ロケータ８５３は、コントローラに二次インダクタ３２０の位置を通信するために提供される。
【０１８５】
複数の補助コイルを有している補助コイル配置の考えられる使用法を示すため、また図１６Ａを参照する。それらの操作モードが協働するように、補助コイル８２０Ａ−Ｆは一般的なコントローラに接続されてもよい。したがって、二次インダクタ３２０がＱ点を中心に置く場合、例えば補助コイル８２０Ａ−Ｃは導体モードで作動され、補助コイル８２０Ｄ−Ｆはリピータモードにおいて作動されてもよい。あるいは、補助コイル８２０Ｅは、一次インダクタ２２０の駆動電圧と逆相の駆動電圧を有する伝達モードにおいて作動されてもよい。他のモードの組合せが必要に応じて使われてもよく、二次インダクタ３２０の位置によって選ばれてもよい。
【０１８６】
そのような補助コイル配置は、一定の動作周波数を有している一次インダクタ２２０を用いて二次インダクタ３２０へのエネルギー伝達の効率を改良してもよいことに留意のこと。
【０１８７】
それゆえに、補助コイルの適当な操作モードを選ぶ方法がここで教示される。方法は、一次インダクタを得ることと；補助コイル配置を得ることと；一次インダクタに関して二次インダクタの位置を検出することと；導体モード、リピータモード、伝達モード等から少なくとも一つの補助コイルの操作モードを選ぶことと；選択された操作モードで少なくとも一つの補助コイルを作動することと；を含んでもよい。伝達モードが選ばれる場合、方法は、一次インダクタ及び補助コイルの伝送周波数間の位相移動を選ぶことをさらに含んでもよい。
【０１８８】
一定動作周波数
ここで図１７Ａを参照すると、誘導送電システム１０２の主な構成要素を表すブロック線図が示される。誘導電力受信器３００の調整器３５０により、電力伝達の調整が少なくとも部分的に制御されることが、特定の機能である。
【０１８９】
誘導電源出力２００は、ドライバ２３０を経て電源２４０に配線された一次インダクタ２２０を含む。ドライバ２３０は概して、一次インダクタ２２０に発振電位を提供する切替ユニット、インバータ等の電子部品を含む。一次インダクタ２２０全体の発振電位は、その周辺に振動磁界を作成する。
【０１９０】
誘導電力受信器３００は、概して整流器３３１を経て電気負荷３４０に配線された二次インダクタ３２０を含む。作動中の一次インダクタ２２０の振動磁界に配置される時、二次電圧が二次インダクタ３２０全体に誘導されるように、二次インダクタ３２０は構成される。電気負荷３４０に電力を供給するため、二次電圧が使われてもよい。二次インダクタ３２０全体で誘導された二次電圧は交流（ＡＣ）を生成することに留意のこと。例えば電気化学電池の充電のように電気負荷３４０が直流（ＤＣ）を必要とする場合、ＡＣをＤＣに変換するために整流器３３１が提供される。主なタイプの出力を提供するために使用される誘導電力アダプタ１３００ｃのようにＡＣ出力が必要とされる場合、インバータ、ＡＣ−ＡＣコンバータ等（図示せず）がさらに提供されてもよい。
【０１９１】
受信器側の調整器３５０は、二次インダクタ３２０によって作成される出力電圧を直接モニタし、モニタされた出力値と電気負荷３４０により必要とされる動作電圧とを比較するように構成される。調整器３５０は、誘導伝達システム１０２の共振周波数を調整することによって、モニタされた出力電圧を電気負荷３４０の必要な動作電圧に近づかせるようにさらに構成される。任意に、調整器３５０は、温度、電流等の追加の作動パラメータをモニタするようにさらに構成されてもよい。
【０１９２】
ここで図１７Ｂを参照すると、誘導送電システム１０２’の選択された実施態様において、信号伝達システム４００は、誘導電力受信器３００’と誘導電源出力２００’との間に信号を通過させるために提供される。信号伝達システム４００は、誘導電力受信器３００’と関連した信号エミッタ４２０と、誘導電源出力２００’と関連した信号検出器４４０とを含む。本明細書に引用したものとする、出願人の同時係属出願である米国特許出願第１２／４９７，０８８号及び１２／５６３，５４４号に記載されたようなコイルからコイルへの信号伝達システムと同様に、光学、誘導、超音波信号エミッタ等とそれらの関連した検出器の組合せのような様々な信号伝達システムが使われてもよい。
【０１９３】
受信器側の調整器３５０は、誘導電力伝達器２００’に作動パラメータを通信するために信号伝達システム４００を利用してもよい。伝達器側の調整器２５０は、信号検出器４４０からフィードバック信号を受信し、それに応じて一次インダクタ２２０への駆動電圧を調整するために提供されてもよい。概して受信器側の調整器３５０は、達器側の調整器２５０にいかなる信号も全く通信せずに、伝達器側の調整器２５０が主としてコース調整のために使用されて、進行中の高精度調整を実行してもよい。
【０１９４】
さらに、信号伝達システムはその上、例えばとりわけ、電力受信器３００’の存在を確かめる、識別信号を通信する又は必要な電力伝達パラメータを通信するような様々な機能のために他の信号と通信するように用いられてもよい。後者は、特に複数の電力レベルでの作業に適合するシステムにおいて役立つ。
【０１９５】
誘導送電システム１０２の電力受信回路の主な電気構成要素の概略ブロック線図を示す図１８をここで参照する。誘導送電システム１０２は、誘導電力伝達器２００及び誘導電力受信器３００を含む。電力は、誘導電力伝達器２００と関連した一次インダクタ２２０から、誘導電力受信器３００と関連した二次インダクタ３２０に誘導的に伝達される。二次インダクタ３２０において誘導された電圧は、電気負荷３４０に提供される出力電圧Ｖｏｕｔを生成する整流器３３１によって整流化される。
【０１９６】
受信器側の調整器３５０は誘導送電を制御するために提供されることに特に留意のこと。受信器側の調整器３５０は、コンパレータ３５２、切替ユニット３５４及び共振変更要素３５６を含む。コンパレータ３５２は、電気負荷の必要な動作電圧を示す値を有する基準電圧Ｖｒｅｆとモニタされた出力電圧Ｖｏｕｔとを比較するように構成される。切替ユニット３５４は概して、モニタされた出力電圧Ｖｏｕｔと基準電圧Ｖｒｅｆとの間の差が閾値を上回る時、共振変更要素３５６を電力受信回路に接続するように構成される。
【０１９７】
共振変更要素３５６は、それが電力受信回路に導入される時に誘導送電システム１０２の固有の共振周波数を変えるように選ばれる。そのような共振変更要素３５６の一つの例は、誘導送電システム１０２の固有の共振周波数を増やすために二次インダクタ２２０と並列に受信回路に選択的に接続されてもよいコンデンサである。他の共振変更要素３５６（図示せず）は、固有の共振周波数を減少するために二次インダクタ２２０と直列に選択的に接続されるコンデンサ、固有の共振周波数を増やす二次インダクタ２２０に接続される補助的なインダクタ等を含んでもよい。特定の実施態様において、複数の共振変更要素３５６が共に使われてもよい。
【０１９８】
図１９は、例示的な実施態様の二次インダクタの出力電圧がどのように動作周波数で変化するかを示しているグラフである。動作周波数がシステムの共振周波数ｆＲ、ｆＲ’と等しい時、出力電圧はピークに達する。最大の線Ａは、接続される共振変更要素のない受信回路の電圧プロファイルを表す。破線Ｂは、システムの共振周波数がｆＲからｆＲ’まで増加するように共振変更要素が接続された受信回路の電圧プロファイルを表す。そのような増加は、例えば図１８に示すように、二次インダクタ３２０と並列にコンデンサと接続することによって達成されてもよい。
【０１９９】
能動的に共振を追求する共振変更要素を用いる従来技術のシステムとは対照的に、伝送周波数ｆｔはシステムの共振周波数ｆＲとは異なることがこれらの実施態様の特定の機能である。システムの共振周波数ｆＲより上の伝送周波数ｆｔでは、システムの共振周波数を増やすことによって出力電圧Ｖｔが増加してもよいことに留意のこと。したがって、並列コンデンサ３５６（図１８）のような共振増加要素が受信回路に導入される場合、特定の値Ｖｔの出力電圧が、より高い値Ｖｔ’まで上昇してもよい。受信器側の調整器はそれゆえに、モニタされた出力電圧Ｖｏｕｔが必要な動作電圧Ｖｒｅｑより下に低下する時はいつでも、共振増加要素と接続するように構成されてもよい。
【０２００】
さらに実施態様は、必要な動作電圧Ｖｒｅｑより上昇した場合に出力電圧Ｖｏｕｔを減少させる要素を含んでもよい。そのような電圧減少要素は、共振減少要素、又は代わりに、出力電圧から全体に負荷を断続的に分離する切替ユニットを含んでもよい。
【０２０１】
上記の実施態様は、システムの共振周波数ｆｔより高い伝送周波数ｆＲで作動する誘導送電システムに関するものである。他の実施態様がシステムの共振周波数ｆｔより低い伝送周波数で作動してもよいことはいうまでもない。動作周波数が共振周波数ｆＲより低い場合、調整器は、出力電圧を増やすため受信回路に共振減少要素を導入し、出力電圧を減少するために受信回路に共振増加要素を導入するように構成されてもよい。
【０２０２】
本発明の基本的な実施態様による誘導送電システム５１００の起こりうる回路図を示す図２０をここで参照する。誘導送電システム５１００は、誘導伝達器５２００及び誘導受信器５３００を含む。誘導伝達器５２００は、一次インダクタ５２２０及び駆動ユニット５２３０を含む。誘導受信器５３００は、二次インダクタ５３２０、整流器５３３０及び受信器側の調整器５３５０を含む。
【０２０３】
受信器側の調整器５３５０は、コンパレータ５３５２、切替ユニット５３５４及びコンデンサ５３５６を含む。コンパレータ５３５２は、参照値と整流器５３３０からの出力信号Ｖｏｕｔとを比較するように構成される。切替ユニット５３５４は、ＡＣスイッチとして役立つように供給源から供給源へ接続された一対の電力ＭＯＳＦＥＴ Ｍ５、Ｍ６から構成される。コンパレータ５３５２の出力は、切替ユニット５３５４を制御するため、電力ＭＯＳＦＥＴのゲート信号に通信されるデジタル信号に変換される。コンデンサ５３５６は、上記の通り、出力電圧を上昇させるためにシステムの固有の共振周波数を上げるように二次インダクタ５３２０と並列に選択的に接続される。
【０２０４】
電力調整は、図２１に示されるフローチャートによって表される方法によって制御されてもよい。方法は、以下のステップ：ステップ（ａ）誘導送電システムの第１の共振周波数とは有意に異なる伝送周波数で一次インダクタを駆動するステップと；ステップ（ｂ）受信回路と関連している二次インダクタ全体で二次電圧を誘導するステップと；ステップ（ｃ）受信回路から出力電圧をモニタするステップと；ステップ（ｄ）出力電圧を第１の参照値と比較するステップと；ステップ（ｅ）出力電圧が第１の参照値以下に降下する場合、誘導送電システムの共振周波数が伝送周波数近くに移動するように、共振変更要素を受信回路に接続するステップと；ステップ（ｆ）出力電圧が第２の参照値より上に上昇する場合、受信回路から二次インダクタを分離するステップと；ステップ（ｇ）出力電圧が第１の参照値に到達する時、受信回路から共振変更要素を分離するステップと；ステップ（ｈ）出力電圧が第２の参照値に到達する時、受信回路から二次インダクタを再接続するステップと、を含む。
【０２０５】
ここで図２２のブロック線図を参照すると、受信器側の調整器７３５０を含む一定周波数誘導送電システム７１００の主な電気構成要素が示される。誘導電力伝達器７２００及び誘導電力受信器７３００を含む誘導送電システム７１００は、一定周波数で作動するように構成される。動作周波数は、受信器ユニット７３００の固有周波数であるように選ばれてもよい。
【０２０６】
誘導電力受信器７３００は、二次インダクタ７３２０、ステップダウンＤＣ−ＤＣコンバータ７５３２及びＯリングダイオード７３５４を含む。二次インダクタ７３２０は、Ｏリングダイオード７３５４によってさらに安定する一定電圧出力を維持するように構成されたステップダウンＤＣ−ＤＣコンバータ７３５２に接続される。
【０２０７】
誘導電力伝達器７２００は、一次インダクタ７２２０、ドライバユニット７２３０、及び、起動ユニット７２５０を含む。起動ユニット７２５０は、ホールスイッチ７２５２、パック（受信器）識別ユニット７２５４、及び、充電終了コントローラ７２５６を含む。ホールスイッチ７２５２は、受信ユニット７３００と関連した磁気要素の存在を検出し、ドライバユニット７２３０に起動信号を送信するパック識別ユニット７２５４に信号を送信するように構成される。充電終了コントローラ７２５６は、それ以上受信ユニットで電力が必要とされない場合、駆動ユニット７２３０の駆動を停止させるように構成される。各々のこれらの要素のために別個のユニットが示されるが、必要に応じて、単一のマイクロコントローラが複数の機能性を有して提供されてもよい。例えば単一のマイクロコントローラは、パルス信号と同様、動作周波数のドライバにパック識別及び充電終了制御の機能性を提供してもよい。
【０２０８】
ドライバユニット７２３０は、ＥＭＣフィルタ７２３２、突入電流ユニット７２３４及びコンバータ７２３６を含む。パック識別ユニット７２５４からの起動信号により、入力電圧に到達するまでできる限り線形に一次インダクタ７２２０への電圧をゼロから徐々に増やす突入電流ユニット７２３４のソフトスタートが始動することがドライバユニットの特定の機能である。
【０２０９】
さらなる基本的な誘導送電システムの起こりうる回路図を示す図２３Ａ及び２３Ｂをここで参照する。誘導送電システム８１００は、誘導伝達器８２００及び誘導受信器８３００を含む。誘導伝達器８２００は、一次インダクタ８２２０、突入電流ユニット８２３４及び駆動ユニット８２３０を含む。誘導受信器８３００は、二次インダクタ８３２０、容量素子８３１０、整流器８３３０、及び、受信器側の調整器８３５０を含む。受信器側の調整器８３５０は、ステップダウンＤＣ−ＤＣコンバータ８５３２ユニット、及び、Ｏリングダイオードユニット８３５４を含む。
【０２１０】
容量素子８３１０は二次インダクタ８３２０と平行して接続され、一次インダクタ８２２０を流れている一次電流に半正弦波形状を作成するように構成される。一次インダクタ８２２０の半正弦波の形状は、突然のスイッチングなしで滑らかなプロファイルを有することに特に留意のこと。それゆえに、段のある信号プロファイルに概して関連しているより少ない電磁干渉（ＥＭＩ）が生成される。その結果として、誘導伝達システム８１００は、段のあるプロファイルを有するシステムより全体として効率的である。さらに、一次インダクタ８２２０及び二次インダクタ８３２０の巻きの巻数がそれにより減少してもよいことに留意のこと。
【０２１１】
上記の様々な実施態様は、様々な性能改良要素を用いて広範囲のコイル間隔で効率的に電力を伝達することができる誘導送電システムを開示する。開示された主題の範囲は添付の請求の範囲によって定められ、上述の記述を読み込んで当業者に見出されるその変形及び修正として、上記の様々な特徴の組合せ及び副次的な組合せを含む。
【０２１２】
請求項において、「comprise：含む」という単語及び「comprises」「comprising」 等のその変形は、記載される構成要素が含まれるが一般に他の構成要素を除外しないものであることを示す。
【図３】
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【図７】
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【図１０】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１６Ｃ】
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【図１６Ｅ】
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【図２０】
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【図２３Ａ】
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【図２３Ｂ】
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【図１】
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【図２】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図８】
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【図９】
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【図１１】
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【図１４】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１６Ｄ】
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【図１６Ｆ】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２１】
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【図２２】
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【国際調査報告】
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