(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワイヤレス電力送信機をテストする方法であって、
送信アンテナを介して磁場を生成するステップと、
前記ワイヤレス電力送信機の充電面の複数のロケーションにおいて、前記磁場の大きさを示す複数の値を測定するステップと、
前記磁場の前記大きさを示す前記複数の値が、前記複数のロケーションにおけるあらかじめ決定された値の範囲内であると決定するステップと
を含む方法。
【請求項２】
前記複数の値が、前記複数のロケーションにおいて選択的に配置されるように構成されたテスト回路の複数の開回路電圧を含む、請求項1に記載の方法。
【請求項３】
前記磁場に結合するように構成された外部デバイスを用いて、抵抗性負荷を前記送信アンテナの範囲内のエリアに引き起こすステップであって、前記抵抗性負荷がワイヤレス電力受信機の消費する電力量に相当する、ステップと、
前記エリアの外側の前記複数のロケーションのうちのロケーションにおいて、前記磁場の前記大きさを示す別の複数の値を測定するステップと、
前記別の複数の値が前記あらかじめ決定された値の範囲内であると決定するステップと
をさらに含む、請求項1に記載の方法。
【請求項４】
前記抵抗性負荷が引き起こされた後の前記別の複数の値のうちの値が、前記抵抗性負荷が引き起こされるより前の前記複数の値のうちの対応する値のしきい値範囲内である、請求項3に記載の方法。
【請求項５】
前記磁場に結合するように構成された外部デバイスを用いて前記送信アンテナの範囲に引き起こされた抵抗性負荷をあらかじめ決められた範囲にわたって調整するステップであって、前記抵抗性負荷がワイヤレス電力受信機の消費する電力量に相当する、ステップと、
前記抵抗性負荷が前記あらかじめ決められた範囲にわたって調整されるとき、前記外部デバイスが前記送信アンテナの範囲に引き起こした前記抵抗性負荷のない別の複数のロケーションにおいて、前記磁場の前記大きさを示す別の複数の値を測定するステップと、
前記別の複数の値が前記あらかじめ決定された値の範囲内であると決定するステップと
をさらに含む、請求項1に記載の方法。
【請求項６】
前記磁場に結合するように構成された複数の外部デバイスを用いて前記送信アンテナの範囲に引き起こされた抵抗性負荷をあらかじめ決められた範囲にわたって調整するステップであって、前記抵抗性負荷がワイヤレス電力受信機の消費する電力量に相当する、ステップと、
前記抵抗性負荷が前記あらかじめ決められた範囲にわたって調整されるとき、前記複数の外部デバイスが前記送信アンテナの範囲に引き起こした前記抵抗性負荷のない別の複数のロケーションにおいて、前記磁場の前記大きさを示す別の複数の値を測定するステップと、
前記別の複数の値が前記あらかじめ決定された値の範囲内であると決定するステップと
をさらに含む、請求項1に記載の方法。
【請求項７】
あらかじめ決定されたリアクタンスの変動の範囲にわたって、前記磁場に結合するように構成された外部デバイスを用いて前記送信アンテナに引き起こされたリアクタンスを調整するステップと、
前記リアクタンスが前記あらかじめ決定されたリアクタンスの変動の範囲にわたって調整されるとき、前記外部デバイスが前記送信アンテナに引き起こした前記リアクタンスの変動ための負荷がかけられない別の複数のロケーションにおいて、前記磁場の前記大きさを示す別の複数の値を測定するステップと、
前記別の複数の値が前記あらかじめ決定された値の範囲内であると決定するステップと
をさらに含む、請求項1に記載の方法。
【請求項８】
あらかじめ決定されたリアクタンスの変動の範囲にわたって、前記磁場に結合するように構成された複数の外部デバイスを用いて前記送信アンテナに引き起こされたリアクタンスを調整するステップと、
前記リアクタンスが前記あらかじめ決定されたリアクタンスの変動の範囲にわたって調整されるとき、前記複数の外部デバイスが前記送信アンテナに引き起こした前記リアクタンスの変動ための負荷がかけられない別の複数のロケーションにおいて、前記磁場の前記大きさを示す別の複数の値を測定するステップと、
前記別の複数の値が前記あらかじめ決定された値の範囲内であると決定するステップと
をさらに含む、請求項1に記載の方法。
【請求項９】
前記リアクタンスを調整するステップが、前記外部デバイスに用いる材料を変更することにより、より容量性を大きくするまたはより誘導性を大きくすることのうちの少なくとも1つにより前記リアクタンスを調整するステップを含む、請求項7に記載の方法。
【請求項１０】
ワイヤレス電力送信機をテストするためのシステムであって、
前記ワイヤレス電力送信機の充電面の複数のロケーションにおいて、前記ワイヤレス電力送信機の送信アンテナによって生成された磁場の大きさを示す複数の値を測定するための手段と、
前記磁場の前記大きさを示す前記複数の値が、前記複数のロケーションにおけるあらかじめ決定された値の範囲内であると決定するための手段と
を備えるシステム。
【請求項１１】
前記システムが、前記送信アンテナの範囲内のエリアに抵抗性負荷を引き起こすように構成された、前記磁場に結合するための手段をさらに備え、前記抵抗性負荷がワイヤレス電力受信機の消費する電力量に相当し、前記測定するための手段が、前記エリアの外側の前記複数のロケーションのうちのロケーションにおいて、前記磁場の前記大きさを示す別の複数の値を測定するようにさらに構成され、前記決定するための手段が、前記別の複数の値が前記あらかじめ決定された値の範囲内であると決定するようにさらに構成される、請求項10に記載のシステム。
【請求項１２】
前記決定するための手段が、前記抵抗性負荷が前記ワイヤレス電力送信機の範囲に引き起こされた後、前記ワイヤレス電力送信機が、しきい値におけるかまたはしきい値を上回る範囲内に前記磁場を維持することが可能であるか否かを決定するようにさらに構成される、請求項11に記載のシステム。
【請求項１３】
前記抵抗性負荷が、外部デバイスを用いて引き起こされ、前記外部デバイスが、前記抵抗性負荷をワイヤレス電力受電機をサポートし得る最小値から最大値まで変動させるように構成される、請求項12に記載のシステム。
【請求項１４】
前記システムが、
あらかじめ決定されたリアクタンスの変動の範囲にわたって、前記送信アンテナにリアクタンスを引き起こさせるように構成された、前記磁場に結合するための手段
をさらに備え、
前記測定するための手段が、前記リアクタンスが前記あらかじめ決定されたリアクタンスの変動の範囲にわたって調整されるとき、前記送信アンテナに引き起こした前記リアクタンスの変動のための負荷がかけられない別の複数のロケーションにおいて、前記磁場の前記大きさを示す別の複数の値を測定するようにさらに構成され、前記決定するための手段が、前記別の複数の値が前記あらかじめ決定された値の範囲内であると決定するようにさらに構成される、請求項10に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、一般にワイヤレス電力伝達に関し、より詳細には、ワイヤレス電力送信機およびシステムをテストするための方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ワイヤレス電力用途において、ワイヤレス電力充電システムは、物理的な電気接続なしに電子デバイスを充電し、かつ/または電子デバイスに電力供給するための能力を提供し得、したがって、電子デバイスの動作にとって必要な構成要素の数を低減し電子デバイスの使用を簡略化する。そのようなワイヤレス電力充電システムは、ワイヤレス電力受信機に電力をワイヤレス伝達するために使用され得る磁場を生成するように構成された、ワイヤレス電力送信機および他の送信回路を備え得る。ワイヤレス電力送信機およびシステムと、ワイヤレス電力受信機に電力をワイヤレス伝達するためのそれらの能力とをテストするための、改善された方法および装置が必要である。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
添付の特許請求の範囲内の方法およびデバイスの様々な実装形態は、各々がいくつかの態様を有し、そのうちの単一の実装形態が、本明細書で説明する望ましい属性を単独で担うものではない。本明細書においては、添付の特許請求の範囲を限定することなく、いくつかの顕著な特徴について説明する。
【０００４】
本明細書で説明する主題の1つまたは複数の実装形態の詳細は、添付の図面および以下の説明に記載される。他の特徴、態様、および利点は、説明、図面および特許請求の範囲から明らかになるであろう。以下の図の相対寸法は、一定の縮尺で描かれていない場合があることに留意されたい。
【０００５】
本発明の一態様は、ワイヤレス電力送信機をテストするための方法を含む。方法は、送信アンテナを介して磁場を生成するステップを含む。方法は、ワイヤレス電力送信機の充電面上の複数のロケーションにおける磁場の複数の測定値の比較に基づいて、磁場の第1の均一性レベルを特定するステップをさらに含む。方法はまた、磁場の複数の測定値を、ワイヤレス電力送信機の充電面上の複数のロケーションのためのあらかじめ決定された値の範囲と比較するステップであって、磁場の複数の測定値が、充電面上の複数のロケーションの大多数のためのあらかじめ決定された値の範囲内である場合、磁場は均一であると決定される、ステップを含む。
【０００６】
本発明の別の態様は、ワイヤレス電力送信機をテストする別の方法を含む。別の方法は、送信アンテナを介して磁場を生成するステップを含む。別の方法はまた、ワイヤレス電力送信機の充電面の複数のロケーションにおいて、磁場の大きさを示す複数の値を測定するステップを含む。別の方法は、磁場の大きさを示す複数の値が、複数のロケーションにおけるあらかじめ決定された値の範囲内であると決定するステップをさらに含む。
【０００７】
本発明の別の態様は、ワイヤレス電力送信機をテストするためのシステムを含む。システムは、ワイヤレス電力送信機の充電面の複数のロケーションにおいて、ワイヤレス電力送信機の送信アンテナによって生成された磁場の大きさを示す複数の値を測定するように構成された、測定デバイスを備える。システムは、磁場の大きさを示す複数の値が、複数のロケーションにおけるあらかじめ決定された値の範囲内であると決定するように構成された、プロセッサをさらに備える。
【０００８】
本発明の別の態様は、ワイヤレス電力送信機をテストするための別のシステムを含む。別のシステムは、ワイヤレス電力送信機の充電面の複数のロケーションにおいて、ワイヤレス電力送信機の送信アンテナによって生成された磁場の大きさを示す複数の値を測定するための手段を備える。別のシステムは、磁場の大きさを示す複数の値が、複数のロケーションにおけるあらかじめ決定された値の範囲内であると決定するための手段をさらに備える。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】例示的な一実装形態によるワイヤレス電力伝達システムの機能ブロック図である。
【図２】別の例示的な実装形態によるワイヤレス電力伝達システムの機能ブロック図である。
【図３】例示的な実装形態による、送信アンテナまたは受信アンテナを含む、図2の送信回路または受信回路の一部分の回路図である。
【図４】本発明の例示的な実装形態による、誘導性電力伝達システムにおいて使用され得る送信機の簡略機能ブロック図である。
【図５】本発明の例示的な実装形態による、誘導性電力伝達システムにおいて使用され得る受信機の簡略機能ブロック図である。
【図６】本発明の様々な例示的な実装形態による、ワイヤレス電力受信機の配置のために構成された筐体を有するワイヤレス電力送信機の斜視図である。
【図７Ａ】例示的な一実装形態による、ワイヤレス電力送信機の磁場テストのためのフィールドテストツール(FTT)の下面図を示す図である。
【図７Ｂ】例示的な別の実装形態による、ワイヤレス電力送信機の磁場テストのためのリアクタンステストツール(RTT)の一実装形態の上面図を示す図である。
【図８】例示的な一実装形態による、ワイヤレス電力送信機の上に配設されたフィールドテストツールの側面図を示す図である。
【図９Ａ】例示的な一実装形態による、ワイヤレス電力送信機によって生成されるような無負荷磁場の図である。
【図９Ｂ】例示的な一実装形態による、ワイヤレス電力送信機によって生成されるような、図9Aの無負荷磁場と実質的に同様である有負荷磁場の図である。
【図９Ｃ】例示的な一実装形態による、ワイヤレス電力送信機によって生成されるような無負荷磁場の図である。
【図９Ｄ】例示的な一実装形態による、ワイヤレス電力送信機によって生成されるような、図9Cの無負荷磁場と実質的に似ていない有負荷磁場の図である。
【図１０】例示的な一実装形態による、ワイヤレス電力送信機のテストのための例示的な方法のフローチャートである。
【図１１】例示的な一実装態様による、ワイヤレス電力送信機をテストするための装置の機能ブロック図である。
【図１２】例示的な一実装形態による、ワイヤレス電力送信機の動作テストを実施する例示的な方法のフローチャートである。
【図１３】例示的な一実装形態による、ワイヤレス電力送信機の設計テストを実施する例示的な方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図面に示す様々な特徴は、一定の縮尺で描かれていない場合がある。したがって、明確にするために、様々な特徴の寸法は任意に拡大または縮小されている場合がある。加えて、図面のいくつかは、所与のシステム、方法、またはデバイスの構成要素のすべてを図示していないことがある。最後に、同様の参照番号が、明細書および図面全体を通じて同様の特徴を示すために使用される場合がある。
【００１１】
添付の図面に関連して以下に記載される詳細な説明は、例示的な実装形態の説明であることが意図されており、本発明が実践され得る唯一の実装形態を表すことは意図されていない。本説明全体にわたって使用される「例示的」という用語は、「例、事例、または例示としての役割を果たすこと」を意味し、必ずしも他の例示的な実装形態よりも好ましい、または有利なものとして解釈されるべきではない。詳細な説明は、例示的な実装形態の完全な理解を与えるための特定の詳細を含む。いくつかの事例では、いくつかのデバイスはブロック図の形態で示される。
【００１２】
電力をワイヤレス伝達することは、物理的な電気導体を使用せずに、電場、磁場、電磁場などと関連付けられる任意の形態のエネルギーを送信機から受信機に伝達する(たとえば、電力は、自由空間を通じて伝達され得る)ことを指し得る。電力伝達を達成するために、ワイヤレス場(たとえば、磁場)へと出力された電力は、「受信コイル」によって受信され、取り込まれ、または結合され得る。
【００１３】
図1は、例示的な一実装形態によるワイヤレス電力伝達システム100の機能ブロック図である。エネルギー伝達を実行するためのワイヤレス場(たとえば、磁場または電磁場)105を生成するために、電源(図示せず)から送信機104に入力電力102が供給され得る。受信機108は、ワイヤレス場105に結合し、出力電力110に結合されたデバイス(図示せず)が蓄積または消費するための出力電力110を生成することができる。送信機104と受信機108の両方は、距離112だけ分離されている。
【００１４】
例示的な一実装形態では、送信機104および受信機108は、相互共振関係に従って構成される。受信機108の共振周波数および送信機104の共振周波数が実質的に同じであるか、または極めて近いとき、送信機104と受信機108との間の送信損失が低減される。したがって、互いに極めて近い(たとえば、場合によっては数ミリメートル以内の)大型アンテナコイルが必要になり得る純粋に誘導性の解決策とは対照的に、より長い距離にわたる、ワイヤレス電力伝達が提供され得る。したがって、共振誘導結合技法は、効率の改善と、様々な距離にわたる、種々の誘導コイル構成による電力伝達とを可能にする場合がある。
【００１５】
受信機108は、受信機108が送信機104によって生成されたワイヤレス場105内に位置するとき、電力を受信することができる。ワイヤレス場105は、送信機104によって出力されたエネルギーが受信機108によって取り込まれ得る領域に対応する。ワイヤレス場105は、以下でさらに説明するように、送信機104の「近接場」に対応し得る。送信機104は、エネルギーを受信機108に送信するための送信アンテナ114(たとえば、コイル)を含み得る。受信機108は、送信機104から送信されたエネルギーを受信しまたは取り込むための受信アンテナまたはコイル118を含み得る。近接場は、送信アンテナ114から電力を最小限に放出する、送信アンテナ114内の電流および電荷から生じる強いリアクタンス場が存在する領域に対応し得る。近接場は、送信アンテナ114の約1波長(または、波長の数分の1)内にある領域に対応し得る。
【００１６】
図2は、別の例示的な実装形態による、ワイヤレス電力伝達システム200の機能ブロック図である。システム200は、送信機204と受信機208とを含む。送信機204は、発振器222と、ドライバ回路224と、フィルタおよび整合回路226とを含み得る、送信回路206を含み得る。発振器222は、周波数制御信号223に応答して調整され得る所望の周波数で信号を生成するように構成され得る。発振器222は、発振器信号をドライバ回路224に供給することができる。ドライバ回路224は、入力電圧信号(VD)225に基づいて、送信アンテナ214を、たとえば、送信アンテナ214の共振周波数で駆動するように構成され得る。ドライバ回路224は、発振器222から方形波を受信し、正弦波を出力するように構成されたスイッチング増幅器であり得る。たとえば、ドライバ回路224は、E級増幅器であり得る。
【００１７】
フィルタおよび整合回路226は、高調波または他の不要な周波数をフィルタ除去し、送信機204のインピーダンスを送信アンテナ214のインピーダンスに整合させることができる。送信アンテナ214を駆動する結果として、送信アンテナ214は、ワイヤレス場205を生成して、バッテリー236を充電するために十分なレベルで電力をワイヤレス出力することができる。
【００１８】
受信機208は、整合回路232と整流器回路234とを含み得る、受信回路210を含み得る。整合回路232は、受信回路210のインピーダンスを受信アンテナ218に整合させることができる。整流器回路234は、図2に示すように、交流(AC)電力入力から直流(DC)電力出力を生成して、バッテリー236を充電することができる。受信機208および送信機204は、追加として、別個の通信チャネル219(たとえば、Bluetooth（登録商標）、Zigbee、セルラーなど)上で通信することができる。受信機208および送信機204は、代替的に、ワイヤレス場205の特性を使用するバンド内シグナリングを介して通信することができる。
【００１９】
受信機208は、送信機204によって送信され受信機208によって受信される電力の量が、バッテリー236を充電するために適切であるか否かを決定するように構成され得る。
【００２０】
図3は、例示的な実装形態による、送信アンテナまたは受信アンテナを含む、図2の送信回路206または受信回路210の一部分の回路図である。図3に示すように、送信または受信回路350は、アンテナ352を含み得る。アンテナ352は、「ループ」アンテナ352と呼ばれ、または「ループ」アンテナ352として構成される場合もある。アンテナ352は、本明細書では、「磁気」アンテナもしくは誘導コイルと呼ばれ、または「磁気」アンテナもしくは誘導コイルとして構成される場合もある。「アンテナ」という用語は、一般に、別の「アンテナ」への結合のためにエネルギーをワイヤレスに出力または受信することができる構成要素を指す。アンテナは、電力をワイヤレスに出力または受信するように構成されるタイプのコイルと呼ばれる場合もある。本明細書で使用するアンテナ352は、電力をワイヤレスに出力かつ/または受信するように構成されるタイプの「電力伝達構成要素」の一例である。
【００２１】
アンテナ352は、空芯、またはフェライトコア(図示せず)などの物理的コアを含んでもよい。
【００２２】
送信または受信回路350は、共振回路を形成し/含み得る。ループアンテナまたは磁気アンテナの共振周波数は、インダクタンスおよびキャパシタンスに基づく。インダクタンスは単にアンテナ352によって生成されたインダクタンスとすることができるのに対して、キャパシタンスは、所望の共振周波数で共振構造を作り出すために、アンテナのインダクタンスに加えられる場合がある。非限定的な例として、共振回路を作成するために、キャパシタ354およびキャパシタ356が、送信または受信回路350に追加され得る。送信回路では、信号358は、アンテナ352にワイヤレス場105/205を生成させるための、共振周波数における入力であり得る。受信回路では、信号358は、負荷(図示せず)に電力を供給するか、または負荷を充電するための出力であり得る。たとえば、負荷は、ワイヤレス場から受信された電力によって充電されるように構成されたワイヤレスデバイスを含み得る。
【００２３】
他の構成要素を使用して形成された他の共振回路も可能である。別の非限定的な例として、キャパシタは、回路350の2つの端子間に並列に配置され得る。
【００２４】
図1および図2を参照すると、送信機104/204は、送信アンテナ114/214の共振周波数に対応する周波数を有する、時間変動する磁場(または電磁場)を出力することができる。受信機108/208がワイヤレス場105/205内にあるとき、時間変動する磁場(または電磁場)は、受信アンテナ118/218内に電流を誘導することができる。上記で説明したように、受信アンテナ118/218が送信アンテナ114/214の周波数で共振するように構成される場合、エネルギーが効率的に伝達され得る。受信アンテナ118/218内に誘導されたAC信号は、負荷を充電するかまたは負荷に電力を供給するために供給され得るDC信号を生成するために、上記で説明したように整流され得る。
【００２５】
図4は、本発明の例示的な実装形態による、誘導性電力伝達システムにおいて使用され得る送信機の簡略機能ブロック図である。図4に示すように、送信機400は、送信回路402と、送信回路402に動作可能に結合された送信アンテナ404とを含む。送信アンテナ404は、図2を参照して上記で説明した送信アンテナ214として構成され得る。いくつかの実装形態では、送信アンテナ404は、コイル(たとえば、誘導コイル)であり得る。いくつかの実装形態では、送信アンテナ404は、テーブル、マット、ランプ、または他の静止構成などのより大きい構造に関連付けられ得る。送信アンテナ404は、電磁場または磁場を生成するように構成され得る。例示的な一実装形態では、送信アンテナ404は、受信機デバイスを充電するか、または受信機デバイスに電力を供給するために十分な電力レベルで、充電領域内の受信機デバイスに電力を送信するように構成され得る。
【００２６】
送信回路402は、いくつかの電源(図示せず)を通じて電力を受信することができる。送信回路402は、送信アンテナ404を駆動するように構成された様々な構成要素を含み得る。いくつかの例示的な実装形態では、送信回路402は、本明細書で説明するような受信機デバイスの存在および構成に基づいて、ワイヤレス電力の送信を調整するように構成され得る。したがって、送信機400は、ワイヤレス電力を効率的かつ安全に供給することができる。
【００２７】
送信回路402は、コントローラ415をさらに含み得る。いくつかの実装形態では、コントローラ415は、マイクロコントローラであり得る。他の実装形態では、コントローラ415は、特定用途向け集積回路(ASIC)として実装され得る。コントローラ415は、直接的または間接的に、送信回路402の各構成要素に動作可能に接続され得る。コントローラ415は、送信回路402の構成要素の各々から情報を受信し、受信した情報に基づいて計算を実行するようにさらに構成され得る。コントローラ415は、その構成要素の動作を調整し得る、構成要素の各々のための制御信号を生成するように構成され得る。したがって、コントローラ415は、コントローラ415によって実行された計算の結果に基づいて、電力伝達を調整するように構成され得る。
【００２８】
送信回路402は、コントローラ415に動作可能に接続されたメモリ420をさらに含み得る。メモリ420は、ランダムアクセスメモリ(RAM)、電気消去可能プログラマブル読取り専用メモリ(EEPROM)、フラッシュメモリ、または不揮発性RAMを備え得る。メモリ420は、コントローラ415によって実行される読取り動作および書込み動作で使用するためのデータを、一時的または永続的に記憶するように構成され得る。たとえば、メモリ420は、コントローラ415の計算の結果として生成されたデータを記憶するように構成され得る。したがって、メモリ420は、コントローラ415が経時的なデータの変化に基づいて送信回路402を調整することを可能にする。
【００２９】
送信回路402は、コントローラ415に動作可能に接続された発振器412をさらに含み得る。発振器412は、図2を参照して上記で説明した発振器222として構成され得る。発振器412は、ワイヤレス電力伝達の動作周波数において発振信号(たとえば、無線周波数(RF)信号)を生成するように構成され得る。いくつかの例示的な実装形態では、発振器412は、6.78MHzのISM周波数帯域において動作するように構成され得る。コントローラ415は、送信段階(または、デューティサイクル)中に発振器412を選択的に使用可能にするように構成され得る。コントローラ415は、発振器412の周波数または位相を調整するようにさらに構成され得、そのことは、特にある周波数から別の周波数に遷移するとき、帯域外放射を低減し得る。上記で説明したように、送信回路402は、ある量の電力を送信アンテナ404に供給するように構成され得、そのことは、送信アンテナ404の周りにエネルギー(たとえば、磁束)を生成し得る。
【００３０】
送信回路402は、コントローラ415および発振器412に動作可能に接続されたドライバ回路414をさらに含み得る。ドライバ回路414は、図2を参照しながら上記で説明したようなドライバ回路224として構成され得る。ドライバ回路414は、上記で説明したように、発振器412から受信された信号を駆動するように構成され得る。
【００３１】
送信回路402は、送信アンテナ404に動作可能に接続された低域フィルタ(LPF)416をさらに含み得る。低域フィルタ416は、図2を参照しながら上記で説明したようなフィルタおよび整合回路226のフィルタ部分として構成され得る。いくつかの例示的な実装形態では、低域フィルタ416は、ドライバ回路414によって生成された、電流のアナログ信号および電圧のアナログ信号を受信し、フィルタ処理するように構成され得る。電流のアナログ信号は、時間変動する電流信号を含み得るが、電圧のアナログ信号は、時間変動する電圧信号を含み得る。いくつかの実装形態では、低域フィルタ416はアナログ信号の位相を変え得る。低域フィルタ416は、電流と電圧の両方について同量の位相変化を引き起こし、変化を打ち消し得る。いくつかの実装形態では、コントローラ415は、低域フィルタ416によって引き起こされた位相変化を補償するように構成され得る。低域フィルタ416は、自己ジャミングを防止し得るレベルまで高調波放射を低減するように構成され得る。例示的な他の実装形態は、他の周波数を通しながら特定の周波数を減衰させるノッチフィルタなどの異なるフィルタトポロジーを含んでよい。
【００３２】
送信回路402は、低域フィルタ416および送信アンテナ404に動作可能に接続された固定インピーダンス整合回路418をさらに含み得る。整合回路418は、図2を参照しながら上記で説明したようなフィルタおよび整合回路226の整合部分として構成され得る。整合回路418は、送信回路402のインピーダンス(たとえば、50オーム)を送信アンテナ404に整合させるように構成され得る。例示的な他の実装形態は、送信アンテナ404への測定された出力電力、またはドライバ回路414のDC電流など、測定可能な送信メトリックに基づいて変動され得る適応インピーダンス整合を含み得る。送信回路402は、個別デバイス、個別回路、および/または構成要素の一体型アセンブリをさらに備え得る。送信アンテナ404は、抵抗損を低く保つために選択された厚さ、幅、および金属タイプを有するアンテナストリップとして実装され得る。
【００３３】
図5は、本発明の一実装形態による受信機のブロック図である。図5に示すように、受信機500は、受信回路502と、受信アンテナ504と、負荷550とを含む。受信機500は、受信された電力をそれに供給するための負荷550にさらに結合する。受信機500は、負荷550として働いているデバイスの外部にあるように示されるが、負荷550内に統合され得る。受信アンテナ504は、受信回路502に動作可能に接続され得る。受信アンテナ504は、図2を参照して上記で説明した受信アンテナ218として構成され得る。いくつかの実装形態では、受信アンテナ504は、上記で説明したように、送信アンテナ404の共振周波数と同様の周波数において、または特定の周波数の範囲内で共振するように同調され得る。受信アンテナ504は、送信アンテナ404と同様の寸法であってよく、または負荷550の寸法に基づいて異なるサイズであってもよい。受信アンテナ504は、上記で説明したように、送信アンテナ404によって生成された磁場に結合し、ある量の受信エネルギーを受信回路502に供給して、負荷550に電力を供給するか、または負荷550を充電するように構成され得る。
【００３４】
受信回路502は、受信アンテナ504および負荷550に動作可能に結合され得る。受信回路は、図2を参照して上記で説明した受信回路210として構成され得る。受信回路502は、受信アンテナ504のインピーダンスと整合するように構成され得、それによってワイヤレス電力の効率的な受信が実現され得る。受信回路502は、受信アンテナ504から受信したエネルギーに基づいて電力を生成するように構成され得る。受信回路502は、生成した電力を負荷550に供給するように構成され得る。いくつかの実装形態では、受信機500は、送信機400から受信された電力の量を示す信号を、送信機400に送信するように構成され得る。受信回路502は、以下で説明する受信機500のプロセスを調整するように構成されたプロセッサシグナリングコントローラ516を含み得る。
【００３５】
受信回路502は、受信アンテナ504に対するインピーダンス整合をもたらす。受信回路502は、負荷550による使用のために、受信したエネルギーを充電電力に変換するための電力変換回路506を含む。電力変換回路506は、DC-DC変換器510に結合されたRFAC-DC変換器508を含む。AC-DC変換器508は、受信アンテナ504において受信されたエネルギー信号を非交流電力に整流し、一方、DC-DC変換器510は、整流されたエネルギー信号を負荷550に適合するエネルギーポテンシャル(たとえば、電圧)に変換する。部分的および完全な整流器、調整器、ブリッジ、ダブラー、ならびにリニア変換器およびスイッチング変換器を含む、様々なAC-DC変換器が企図される。
【００３６】
受信回路502は、受信アンテナ504を電力変換回路506に接続するように構成されるか、または代替的に受信アンテナ504から電力変換回路506を切断するための、スイッチング回路512をさらに含み得る。受信アンテナ504を電力変換回路506から切断することは、負荷550の充電を中断するだけでなく、以下でより十分に説明するように、送信機400(図4)によって「見られる」ような「負荷」も変化させる。
【００３７】
負荷550は、受信回路502に動作可能に接続され得る。負荷550は、図2を参照して上記で説明したバッテリー236として構成され得る。いくつかの実装形態では、負荷550は、受信回路502の外部であり得る。他の実装形態では、負荷550は、受信回路502内に統合され得る。
【００３８】
ワイヤレス電力システムを設計するとき、いくつかの重要なタスクは、設計およびテスト中に実行されることがあり、それらのタスクには、総磁場密度(H)および/または磁束密度(B)の測定、開いたコイルケース内の場の一様性の測定、ワイヤレス電力受信機とのワイヤレス電力送信機の相互運用性のテスト、充電可能デバイスが配置された後の磁束密度の監視、ならびに、所与のセットの電力受信機からの負荷の下にあるとき、磁場を維持するためのワイヤレス電力送信機の能力の監視が含まれる。新しいワイヤレス電力送信機の相互運用性のテストは、新しいワイヤレス電力送信機をあらゆる既存の受信機とともにテストすることを伴い得るが、磁場密度または磁束密度のテストは、ループ(すなわち、受信機)をワイヤレス電力送信機の周囲で移動させることによって実行され得る。しかしながら、新しいワイヤレス電力送信機をすべての既存の受信機とともにテストすることは困難であり、実際的ではなく、その理由は、ワイヤレス電力送信機および受信機の数が継続的に増加するからである。同様に、パッド上の数十または数百ものロケーションの上に正確にループを移動させ、配置し、ロケーションにおいて磁場密度と磁束密度とを測定することは、困難であり、実際的ではない。したがって、ワイヤレス電力送信機およびシステムをテストするための改善された方法および装置の必要がある。
【００３９】
図6は、本発明の様々な例示的な実装形態による、ワイヤレス電力受信機、たとえば、図5の受信機500をその上に配置するために構成された筐体602を有するワイヤレス電力送信機600の斜視図を示す。いくつかの実装形態では、送信機600は、図4の送信機400に対応し得る。いくつかの実装形態では、ワイヤレス電力受信機は、ワイヤレス電力受信機を充電するためにワイヤレス電力送信機600から電力をワイヤレス受信するように構成され得る。いくつかの実装形態では、ワイヤレス電力受信機600は、その中に送信アンテナ604と、図1〜図4に関して前に説明したような関連付けられた送信機回路および構成要素とを収容する、筐体602を含み得る。送信アンテナ604は、関連付けられた送信機回路によって生成された信号から電力をワイヤレス伝達するためのワイヤレス場を生成するように構成され得る。関連付けられた送信機回路は、図4の送信機400の構成要素のうちの1つまたは複数、たとえば、発振器412と、ドライバ414と、フィルタ416と、整合回路418とを備え得る。
【００４０】
筐体602は、充電面として動作することが可能な1つまたは複数の表面606を有するように構成され得る。ワイヤレス電力受信機は、充電面606上に配置され、送信アンテナ604によって生成されたワイヤレス場にさらされ得る。送信アンテナ604は、筐体602内に位置することができ、送信アンテナ604によって生成されたワイヤレス場が、筐体602の1つまたは複数の充電面606上に配置された任意のワイヤレス電力受信機へのワイヤレス電力伝達を可能にするようになる。
【００４１】
電力をワイヤレス送信するために、送信アンテナ604によって生成されたワイヤレス場は、磁場であり得る。磁場は、特定の周波数において、または特定の周波数の範囲内で生成され得る。いくつかの実装形態では、ワイヤレス電力送信機600は、アレイ内に配列された複数の送信アンテナを備え得る。複数の送信アンテナのうちの送信アンテナの各々は、電力をワイヤレス伝達するために磁場を生成するように構成され得る。上記で説明したように、複数の送信アンテナの各々によって生成された磁場は、特定の周波数(すなわち、磁場の各々のための同じ特定の周波数)において、または特定の周波数の範囲において(すなわち、磁場の各々が、特定の周波数の範囲のうちの1つにおいて生成され得る)生成され得る。
【００４２】
動作時、送信アンテナ604を有するワイヤレス電力送信機600は、特定の周波数、または特定の周波数の範囲において、磁場(H場)を生成し、維持することができる。生成された磁場の強度は、特定の周波数と組み合わせて、磁場にさらされたワイヤレス電力受信機が磁場を介して受信することになる電圧を決定し得る。磁場は、ワイヤレス電力送信機600とワイヤレス電力受信機との間のインターフェースとして働き得る。
【００４３】
有効なワイヤレス電力伝達のために、ワイヤレス電力送信機600は、磁場と特定の周波数との関係を、それらの2つの生成物(すなわち、ワイヤレス電力受信機にとって利用可能な電圧)が充電面606にわたるあらかじめ決定されたかまたは特定の範囲内に入るように、維持することが可能であり得る。たとえば、ワイヤレス電力送信機600の充電面606上およびその内側の位置が特定の範囲内の電圧を生じる場合、それが望ましい。いくつかの実装形態では、ワイヤレス電力送信機600の磁場/周波数の生成物は、送信アンテナ604を通る電流および/または周波数を変動させることによって、特定の範囲内に維持される。いくつかの実装形態では、送信アンテナ604の形状は、ワイヤレス電力送信機600の磁場/周波数の生成物を特定の範囲内に維持するように選択される。
【００４４】
磁場が特定の範囲内であるか否かを決定するために、磁場は、負荷から離れたロケーションにおいて測定される。負荷は、磁場から電力を受信する目的で送信アンテナに提示されるデバイスまたは物体、たとえば、充電可能デバイス(たとえば、モバイルフォン、ラップトップコンピュータなど)、または磁場からワイヤレス電力を受信するテストデバイスに対応し得る。いくつかの実装形態では、負荷が送信アンテナに提示されるとき、負荷は、ワイヤレス電力送信機600の充電面606のエリア上に配置される。たとえば、「有負荷」磁場は、充電可能デバイスに電力を伝達中である磁場に対応し得るが、「無負荷」磁場は、充電可能デバイスに電力を伝達していない磁場に対応し得る。測定された磁場が、均一性の仕様内で均一である場合、ワイヤレス電力送信機600は、負荷に電力を供給しながらも、磁場を維持することが可能である。したがって、磁場の均一性が、特に負荷を受けていない点で維持される場合、送信機600の磁場は特定の範囲内である。したがって、一実装形態によれば、明示的に負荷を受けていない磁場内の点またはロケーションにおける磁場の均一性をテストする方法が提供される。いくつかの実装形態では、磁場が、負荷から離れたロケーションにおいて測定されるとき、磁場は、負荷から離れたすべてのロケーションにおいて測定され得る。他の実装形態では、磁場は、負荷から離れたロケーションの大多数において測定され得る。いくつかの他の実装形態は、アルゴリズムに基づいて、磁場を、負荷から離れたロケーションのサブセットにおいて測定することができる。
【００４５】
新しいワイヤレス電力送信機600が設計され、開発されるとき、ワイヤレス電力送信機600は、所与のセットのワイヤレス電力受信機とともに設計かつ/または指定されるように動作するか否かを決定するために、テストされる。上記で説明したように、テストの1つの方法は、新しいワイヤレス電力送信機600をすべての既存のワイヤレス電力受信機とともにテストすることを含み得る。代替的に、一実装形態では、新しいワイヤレス電力送信機600は、ワイヤレス電力送信機600によって生成された磁場を検査することによって、テストされ得る。無負荷磁場が均一性要件を満たすことを保証するために、無負荷のワイヤレス電力送信機の均一性が、均一性の規格に対して比較され得る。次いで、無負荷磁場の均一性が、均一性要件と比較され得る。この均一性要件は、無負荷場のための要件と同じであってよく、またはより厳しいかもしくはそれほど厳しくなくてもよい。1つまたは複数の負荷は、考えられるワイヤレス電力受信機の最小および最大範囲を表し得る。たとえば、無負荷時のワイヤレス電力送信機600によって生成された磁場が、磁場内の1つまたは複数の点においてサンプリングまたは測定され得る。次いで、負荷(または、ワイヤレス電力送信機600が、一度に複数のワイヤレス電力受信機に電力を供給するように構成される場合、複数の負荷)が、磁場内に配置され、磁場が再度、残りの無負荷点においてサンプリングまたは測定される。次いで、無負荷磁場の測定値が、均一性の規格と比較される。無負荷点において測定された磁場が、均一性の規格から逸脱する場合、テストは不合格になり得る。無負荷点において測定された磁場が、均一性の規格内である場合、テストは合格になり得る。いくつかの実装形態では、ワイヤレス電力送信機600によって生成された磁場は、ワイヤレス電力受信機内の任意の金属もしくは磁性材料によって、および/または、ワイヤレス電力受信機の共振によって、ひずむようにされ得る。代替的に、実質的な負荷(たとえば、実質的な電流ドロー)を伴うワイヤレス電力受信機は、磁場を途絶させることがある。
【００４６】
上記で説明したように、ワイヤレス電力送信機600をテストすることは、ワイヤレス電力送信機600によって生成された磁場を、磁場内の1つまたは複数の点において測定またはサンプリングすることを伴い得る。そのような測定およびサンプリングは、フィールドテストツール(FTT)の使用を伴い得る。一例として、フィールドテストツールは、それが表すことが意図されるワイヤレス電力受信機とほぼ同じサイズであるワイヤのループを備え得る。したがって、ワイヤレス電力を様々なサイズのワイヤレス電力受信機に供給することが可能であるワイヤレス電力送信機600をテストすることは、ワイヤレス電力送信機600からワイヤレス電力を受信することが可能な特定のワイヤレス電力受信機のサイズに各々が対応する、複数のフィールドテストツールを使用することを伴い得る。いくつかの実装形態では、フィールドテストツールは、ワイヤレス電力送信機600上に負荷を配置するため、あるいは、ワイヤレス電力送信機600の任意のパラメータもしくは仕様、またはワイヤレス電力送信機600が生成する磁場を測定するために使用され得る、(ワイヤレス電力送信機600自体の外部の)任意の外部デバイスを備え得る。いくつかの実装形態では、フィールドテストツールは、磁場に提示されるべき負荷またはインピーダンスをシミュレートするように構成され得る。
【００４７】
図7Aは、例示的な一実装形態による、ワイヤレス電力送信機、たとえば、図6のワイヤレス電力送信機600の磁場テストのためのフィールドテストツール700の下面図を示す図である。図7Aによって示すように、フィールドテストツール700は、筐体702(たとえば、プラスチック筐体)を備え得、センスループ704を含むように構成され得、テスト回路706に結合され得る。センスループ704は、ワイヤのループであり得る。いくつかの実装形態では、装置700は、重複センスループ704、センスループ704のアレイ、または1つもしくは複数の平面センスループ704を備え得る。いくつかの実装形態では、センスループ704は、筐体702内に埋め込まれるか、または筐体702内に封入され得る。いくつかの実装形態では、センスループ704は、ワイヤレス電力送信機600をテストするとき、ワイヤレス電力送信機600に最も近い側の筐体702の外側に動作可能に結合され得る。いくつかの実装形態では、フィールドテストツール700は、金属バッキングまたはフェライトバッキング(図示せず)を含み得る。テスト回路706は、センスループ704がさらされる磁場に基づいて磁場測定値を特定する、1つまたは複数の構成要素または回路(たとえば、検出回路)を備え得る。
【００４８】
図7Aに示すように、センスループ704は、実質的に円形であり得る。いくつかの実装形態では、センスループ704は、導電性ワイヤの多巻きループまたはコイルであり得る。センスループ704は、リード線708によってテスト回路706に電気的に結合され得る。センスループ704は、実質的に円形断面を有し得るので、フィールドテストツール700は、磁場測定に影響を与えることなしに、センスループ704の断面に垂直な任意の方向に回転され得る。いくつかの実装形態では、フィールドテストツール700は、磁場測定中に、フィールドテストツール700の相対的ロケーションにおける変化を検知かつ/または測定するように構成され得る、ロケーションセンサーを備え得る。いくつかの実装形態では、ロケーションセンサーは、テスト回路706の構成要素であり得る。
【００４９】
いくつかの実装形態では、ロケーションセンサーは、光学的に追跡されるコンピュータマウスの光センサーと同様に動作する光センサーを備え得る。いくつかの他の実装形態では、ロケーションセンサーは、機械的なロケーションセンサー(たとえば、コンピュータマウス内で利用されるようなローラーボール)を備え得る。ただし、フィールドテストツール700の相対的移動を画成することが可能な任意のセンサータイプが、代替的に利用され得る。
【００５０】
フィールドテストツール700は、ワイヤレス電力送信機600の表面の周囲を移動され得るハンドヘルド装置であり得、(ロケーションセンサーによって検知されるような)ワイヤレス電力送信機600にわたる複数のロケーションの各々において、(センスループ704によって検知されるような)磁場をマッピングするように構成され得る。フィールドテストツール700は、フィールドテストツール700がワイヤレス電力送信機600の表面にわたって移動されるとき、フィールドプロットが書き込まれることを可能にするために、AC電圧計およびディスプレイに接続され得る。いくつかの実装形態では、フィールドテストツール700は、ワイヤレス電力送信機600の表面をスキャンするとき、ユーザをガイドするために、ディスプレイに接続され得る。いくつかの他の実装形態では、フィールドテストツール700のユーザは、フィールドテストツール700の正確な配置および動きを可能にする、プリントされた柔軟なガイドを追加として利用することができる。さらにいくつかの他の実装形態では、フィールドテストツール700のユーザは、フィールドテストツール700を配置する際にユーザをガイドするために、ワイヤレス電力送信機600の表面にマークするための何らかの他の手段を追加として利用することができる。
【００５１】
いくつかの実装形態では、フィールドテストツール700は、ワイヤレス電力送信機600に、抵抗性負荷(抵抗範囲内)とリアクタンスシフト(リアクタンス範囲内)とを提示するように構成され得る。いくつかの他の実装形態では、フィールドテストツール700は、ワイヤレス電力送信機600に抵抗的または反応的にシフト負荷をかけるために使用されるアイテムではないようになる。そのような実装形態では、抵抗性または反応性シフト負荷は、外部デバイスによって提示され得る。一実装形態では、抵抗性負荷は、センススープ704に接続された電気抵抗を変動させることによって達成され得る。リアクタンスシフトは、センスループ704の背後の材料を変更すること、たとえば、フィールドテストツール700のインサートまたは物理的バッキングを変更することによって、変動され得る。フィールドテストツール700の構成は、フィールドテストツール700が使用されているテストに少なくとも部分的に依存し得る。
【００５２】
フィールドテストツール700は、フィールドテストツール700のロケーションにおいて磁場を測定するように機能することができる。フィールドテストツール700は、センスループ704内に誘導された信号の電圧および周波数、ならびにセンスループ704の面積に基づいて、フィールドテストツール700を通過する磁場を測定または計算することができる。フィールドテストツール700は、センスループ704の面積にわたる磁場を平均することができる。得られた測定値は、電圧として表現され得る。
【００５３】
図7Bは、例示的な一実装形態による、ワイヤレス電力送信機、たとえば、図6のワイヤレス電力送信機600の磁場テストのためのリアクタンステストツール(RTT)750の上面図を示す図である。図7Bによって示すように、リアクタンステストツール750は、1つまたは複数の「孔」754の配列を備える金属またはフェライト752から実質的に形成され得、その場合、金属またはフェライトの制御される量は、微細パターン内で除去され得る。リアクタンステストツール750は、リアクタンステストツールRTT750がワイヤレス電力送信機600の充電面全体をカバーするために十分大きい限り、リアクタンステストツール750の位置と無関係である「平均」リアクタンスシフトを供給することができる。
【００５４】
フィールドテストツール700またはリアクタンステストツール750は、ワイヤレス電力送信機600の様々なテストにおいて使用され得る。ワイヤレス電力送信機600をテストするために使用され得る2つの例示的なタイプのテストは、テストされているワイヤレス電力送信機600の態様に関する2つのタイプのテスト(すなわち、動作テストおよび設計テスト)に分割され得る。動作テストは、ワイヤレス電力送信機600の動作を達成する性能の要素をテストすることができる。設計テストは、ワイヤレス電力送信機600が現実世界のハードウェアを使用して容易に実装され得るが、ワイヤレス電力送信機600の動作に実質的な影響を与えない場合があることを保証することができる(すなわち、設計テストは、ワイヤレス電力送信機600を設計することにとって重要であり得る)。これらのタイプのテストでは、フィールドテストツール700およびリアクタンステストツール750は、テストに応じて異なるパラメータを表すことができる。当然、2つ以上の動作テストおよび/または2つ以上の設計テストが、ワイヤレス電力送信機600上で実行され得る。
【００５５】
いくつかの実装形態では、フィールドテストツール700/リアクタンステストツール750は、コントローラと通信モジュールとを備え得るか、または、外部のコントローラおよび/もしくは通信モジュールに結合するように構成され得る。コントローラは、フィールドテストツール700によって実行される測定中に、開回路電圧の測定を実行し、磁場の均一性を決定するように構成され得る。いくつかの実装形態では、コントローラは、負荷が適用される前の磁場の強度の測定値を、負荷が適用された後の磁場の強度の測定値と比較することによって、ワイヤレス電力送信機600が以下で説明するテストに合格するか、不合格になるかを決定するように構成され得る。いくつかの実装形態では、1つまたは複数のフィールドテストツール700/リアクタンステストツール750は、生成された磁場上の負荷として使用され得るが、1つまたは複数の他のフィールドテストツール700が、無負荷点またはロケーションにおいて、生成された磁場を測定するために使用され得る。いくつかの実装形態では、フィールドテストツール700/リアクタンステストツール750は、ワイヤレス電力送信機600によって生成された磁場上の負荷として使用され得るが、他のプローブ、デバイス、または測定ツールが、有負荷点またはロケーションの外側の磁場の均一性を測定するために使用される。いくつかの実装形態では、通信モジュールは、それぞれ、別のデバイスとの間で任意の測定値を通信するか、または任意の設定もしくはコマンドを受信するために使用され得る。いくつかの実装形態では、フィールドテストツール700は、負荷をシミュレートするように構成された別のデバイスとともに使用され得、その場合、フィールドテストツール700は、別のデバイスを用いて負荷がかけられる間に、磁場を測定するために使用され得る。
【００５６】
第1の動作テストは、開回路テストを含み得る。このテストでは、フィールドテストツール700は、開回路を表すことができ、ワイヤレス電力送信機600の充電面606上のロケーションにおいて開回路電圧を測定するように構成され得る。開回路テストに合格するために、磁場は、ロケーションのための特定の範囲内でフィールドテストツール700によって測定された開回路電圧を生じることが可能でなければならない。ロケーションのためにフィールドテストツール700によって測定された開回路電圧のロケーションが、特定の範囲内ではない場合、ワイヤレス電力送信機600は、開回路テストに不合格になる。ロケーションは、実質的に充電面606(図6)全体をカバーすることができる。
【００５７】
第2の動作テストは、抵抗範囲テストを含み得る。抵抗範囲テストでは、フィールドテストツール700または別のワイヤレス電力受信機は、ワイヤレス電力送信機600上に配置される抵抗性負荷(すなわち、ワイヤレス電力受信機が消費し得る電力の量)を表すことができる。抵抗範囲テストは、フィールドテストツール700または別のワイヤレス電力受信機が、その抵抗を極めて高い値(最小電力伝達を表す)から極めて低い値(最大電力伝達を表す)まで変動させるように構成されることを伴い得る。抵抗が減少するにつれて、伝達される電力が増大し得、また、抵抗範囲テストに合格するために、ワイヤレス電力送信機600は、磁場レベルを最小負荷および最大負荷(ならびにその間の任意の負荷)中の値の範囲内になるように維持することが可能であり得る。磁場が、電流ドローの各々の間に無負荷ロケーションにおいて維持される場合、テストは、送信機が、フィールドテストツール700または別のワイヤレス電力受信機の最大抵抗値および最小抵抗値をもつワイヤレス電力受信機をサポートすることが可能であることを示す。
【００５８】
ワイヤレス電力送信機600が、同時に2つ以上のワイヤレス電力受信機をサポートすることが可能である場合、いくつかのフィールドテストツール700またはいくつかの他のワイヤレス電力受信機が使用され得、フィールドテストツール700またはいくつかの他のワイヤレス電力受信機の各々は、それらのそれぞれの最小電流ドローおよび最大電流ドローをそれらの上に配置している。ワイヤレス電力送信機600が、無負荷ロケーションにおいて磁場を維持することが可能である場合、ワイヤレス電力送信機600は、テストに合格する。抵抗範囲テストでは、ワイヤレス電力送信機600がその送信機アンテナ604電流を維持するための能力は、磁場を維持することが可能であることを示し得るが、送信機アンテナ604電流が維持されるが、磁場が維持されない事例があり得る。したがって、ワイヤレス電力送信機600によって生成された磁場を維持することは、ワイヤレス電力送信機600が、1つまたは複数のワイヤレス電力受信機による最大負荷を受けながら、その送信機ループ電流を維持することが可能であることに対応し得る。これは、抵抗性シフトテストと反応性シフトテストの両方に適用され得る。送信機ループ電流を維持することは、送信機ループ電流を、定義されたしきい値よりも上に(たとえば、無負荷送信機ループ電流の50%よりも上に、または最小距離に電力をワイヤレス伝達するために十分な電流などにおいて)維持することに対応し得る。
【００５９】
フィールドテストツール700またはリアクタンステストツール750のいずれかは、追加として、設計テストにおいて使用され得、その一例は、リアクタンス範囲テストであり得る。リアクタンス範囲テストは、リアクタンステストツール750が、ワイヤレス電力送信機600および送信機アンテナ604上でワイヤレス電力受信機によって引き起こされたリアクタンスを表すことを伴い得る。リアクタンステストに合格するために、ワイヤレス電力送信機600は、リアクタンステストツール750によって引き起こされた最大リアクタンスシフトを経験しながら、生成された磁場を維持する(たとえば、磁場の均一性、磁場強度、および/またはワイヤレス電力伝達性質などを維持する)ことが可能であり得る。リアクタンスシフトは、リアクタンステストツール750の材料に応じて、容量性または誘導性のいずれかの方向であり得る。フィールドテストツール700がメタルバッキングを有するか、またはリアクタンステストツール750が金属である場合、リアクタンスシフトは容量性であり得る。フィールドテストツール700がフェライトバッキングを有するか、またはリアクタンステストツール750がフェライトである場合、リアクタンスシフトは誘導性であり得る。一般に、ローディングがそれぞれ容量性または誘導性になることを引き起こすために、大きい金属またはフェライトが送信機上に配置され得る。したがって、リアクタンステストツール750は、送信機上に置くことができる金属(たとえば、送信機の半分をカバーする金属のシート、もしくは、送信機全体をカバーするが、金属に穿孔する孔を有する金属のシート)、または送信機(もしくは、デバイス)上に置くことができるフェライトの最大量を表し得る。複数のデバイスのワイヤレス電力送信機600では、同じテストが、複数のフィールドテストツール700/リアクタンステストツール750を用いて実行され、ワイヤレス電力送信機600は、最大数のワイヤレス電力受信機のリアクタンスシフトに相当するものによって引き起こされた最大リアクタンスシフト中に、生成された磁場を維持することが可能であり得る。
【００６０】
図8は、例示的な一実装形態による、図6において参照されたような、ワイヤレス電力送信機600の上に配設されたワイヤレス電力フィールドテストのための装置800の側面図を示す図である。上記で説明したように、ワイヤレス電力送信機600は、図1〜図4に関して前に説明したように、送信アンテナ604(図6)と関連付けられた回路とを含み得る。装置800は、筐体702(たとえば、図7のプラスチック筐体)をさらに含み得、センスループ704を保持するように構成され得る。いくつかの実装形態では、重複ループが利用される場合、装置800は、追加として、(センスループ704に重複する)センスループ806を含み得る。この図は、追加として、ワイヤレス電力送信機600のテスト中に存在してもしなくてもよい、受信機コイル808を示す。装置800は、図7Aおよび図7Bのフィールドテストツール700/リアクタンステストツール750、または別のワイヤレス電力受信機が、本明細書で説明するテスト中に、ワイヤレス電力送信機に対してどのように位置し得るか、または配置され得るかを示している。
【００６１】
図9Aは、例示的な一実装形態による、図6において参照されたような、ワイヤレス電力送信機600によって生成されるような無負荷磁場900の図である。磁場900は、ループ902によって生成され、ループ902は、図6において参照されたような送信アンテナ604に対応し得る。ループ902内の磁場900は、すべてのロケーションにおいてかなり均一であるように示されている。たとえば、図9Aに示すように、磁場900は、ループ902内のすべてのエリアにおいて実質的に一定の場表現を有する。この実質的に一定の場表現は、磁場900を表すエリア全体にわたって示された勾配の欠如によって示される。磁場900のまさしく中心は、磁場900が不均一である(たとえば、磁場900によってカバーされたエリアの残りよりも強いかまたは弱い)エリアを示す。この中心エリアは、ループ902の異なるセクションから生成された重複する場の部分の結果であり得、ただし、各異なるセクションは、磁場900の異なるエッジ(図9Aの周辺に近い、より暗い線)に接して示される。
【００６２】
図9Bは、例示的な一実装形態による、図6において参照されたような、ワイヤレス電力送信機600によって生成されるような有負荷磁場950(すなわち、送信アンテナに提示されている負荷を有する磁場)の図である。磁場950は、ループ952によって生成され、ループ952は、図6において参照されたような送信アンテナ604に対応し得る。磁場950の中心における負荷954は、上記で説明した第2の1次テストのフィールドテストツール700に対応する抵抗性負荷を表し得る。ループ952内であり、負荷954にはない磁場950は、無負荷磁場900と実質的に同様であり、負荷954によって負荷をかけられていないすべてのロケーションにおいて概して均一であるように示されている。図9Bの磁場950を図9Aの磁場900と比較するとわかるように、勾配(磁場を表す)は、負荷954の外側の領域内で同様であり、有負荷磁場950が無負荷磁場900と同様であることを示唆している。
【００６３】
磁場900および950の比較は、磁場900および950を生成するワイヤレス電力送信機が動作テストに合格するという決定を生じることができ、その理由は、無負荷磁場900および有負荷磁場950が、それぞれ、実質的に同様であるからである。たとえば、いくつかの実装形態では、実質的に同様とは、ローディング後の測定された磁場950が、無負荷磁場900の数パーセント以内であることを意味し得る。たとえば、磁場950の測定された強度または均一性が、磁場900の測定された強度または均一性の10パーセント以内である場合、これらの2つの磁場は、実質的に同様であると見なされ得る。いくつかの実装形態では、10パーセントの範囲が、25パーセント以内になるように拡大され得る。いくつかの実装形態では、磁場900および950の異なるパラメータが比較され得、したがって、それ以内で磁場900および950が実質的に同様であると決定される異なる範囲を有し得る。たとえば、場の均一性は、10パーセントの類似度以内であること(2つの磁場900および950のカバレージエリアが、わずか10パーセント異なることを意味する)が望まれ得るが、2つの磁場900および950の場の強度または電力伝達能力は、25パーセント以内であること(磁場900内の各エリアにおける電力伝達または場の強度が、磁場950の各対応するエリアにおける電力伝達または場の強度の25%以内であることを意味する)が望まれる。
【００６４】
図9Cは、例示的な一実装形態による、図6において参照されたような、ワイヤレス電力送信機600によって生成されるような無負荷磁場960の図である。磁場960は、ループ962によって生成され、ループ962は、図6において参照されたような送信アンテナ604に対応し得る。ループ962内の磁場960は、(図9Cにおいて様々なレベルの陰影によって示されるように)すべてのロケーションにおいて完全に均一ではないことがある。図9Cおよび図9Dにそれぞれ示す磁場960および970は、上記で説明した図9Aおよび図9Bとは異なる磁場レベルを示す。
【００６５】
図9Dは、例示的な一実装形態による、図6において参照されたような、ワイヤレス電力送信機600によって生成されるような有負荷磁場970の図である。磁場970は、ループ972によって生成され、ループ972は、図6において参照されたような送信アンテナ604に対応し得る。磁場970の中心における負荷974は、上記で説明した第2の動作テストの抵抗性負荷を表し得る。ループ972内であり、負荷974にはない磁場970は、無負荷磁場960とは実質的に異なるが、負荷974によって負荷をかけられていないすべてのロケーションにおいて概して均一であるように示されている。磁場960によってカバーされたエリア全体にわたって異なる勾配を示す、図9Cの磁場960と比較すると、磁場960および970は実質的に異なると決定することができ、その理由は、対応するロケーションにおける勾配が互いに実質的に異なる(すなわち、異なる色またはレベルを表す)からである。
【００６６】
磁場960および970の比較は、磁場960および970を生成するワイヤレス電力送信機が1次テストに不合格になるという決定を生じることができ、その理由は、無負荷磁場960および有負荷磁場970が、それぞれ、実質的に似ていないからである。したがって、フィールドテストツール700が負荷974として働き得るとき、フィールドテストツールは、磁場960および970に影響を及ぼすことがあり、それによって、2つの磁場960および970が実質的に同様ではないという決定が生じ得る。たとえば、いくつかの実装形態では、実質的に同様とは、ローディング後の測定された磁場970が、無負荷磁場960の数パーセント以内(たとえば、0〜5%)、もしくは特定の範囲内であるか、または上記で説明した均一性の規格に基づき得ることを示し得る。たとえば、磁場960の測定された強度または均一性が、磁場970の測定された強度または均一性の10パーセント以内(0〜10%)である場合、これらの2つの磁場は、実質的に同様であると見なされ得る。いくつかの実装形態では、10パーセントの範囲が、25パーセント以内(0〜25%)になるように拡大され得る。いくつかの実装形態では、磁場960および970の異なるパラメータが比較され得、したがって、それ以内で磁場960および970が実質的に同様であると決定される異なる範囲を有し得る。たとえば、場の均一性は、10パーセントの類似度以内であること(2つの磁場960および970のカバレージエリアが、わずか10パーセント異なることを意味する)が望まれ得るが、2つの磁場960および970の場の強度または電力伝達能力は、25パーセント以内であること(磁場960内の各エリアにおける電力伝達または場の強度が、磁場970の各対応するエリアにおける電力伝達または場の強度の25%以内であることを意味する)が望まれる。
【００６７】
図10は、例示的な一実装形態による、ワイヤレス電力送信機のテストのための例示的な方法1000のフローチャートである。図10において説明するステップまたはアクションは、図4〜図8のいずれかに示す回路および/またはデバイスのいずれかにおいて実施または利用され得る。ブロック1002は、送信アンテナを介して磁場を生成することを含み得る。図6〜図8のうちの1つまたは複数とともに上記で説明したように、磁場は、ワイヤレス電力送信機600(送信アンテナ604を有する)によって生成されて、ワイヤレス電力送信機600から、生成された磁場内に配置されたワイヤレス電力受信機へのワイヤレス電力伝達が可能にされ得る。ブロック1004は、ワイヤレス電力送信機の充電面上の複数のロケーションにおける磁場の複数の測定値の比較に基づいて、磁場の第1の均一性レベルを特定することを含み得る。たとえば、開回路電圧が、フィールドテストツール700(図7A参照)によって測定(特定)され得る。たとえば、フィールドテストツール700の特定のセンスループ704によって包含されたエリアを通過する磁場に比例したAC電圧が、その特定の導電性ループの端子にわたって誘導され得る。代替的に、フィールドテストツール700は、それぞれ、ワイヤレス電力送信機600の抵抗範囲、またはワイヤレス電力送信機600のリアクタンスシフト範囲を測定するために使用され得る。ブロック1006は、磁場の複数の測定値を、ワイヤレス電力送信機の充電面上の複数のロケーションのためのあらかじめ決定された値の範囲と比較することであって、磁場の複数の測定値が、充電面上の複数のロケーションの大多数のためのあらかじめ決定された値の範囲内である場合、磁場は均一であると決定される、ことを含み得る。
これは、ブロック1004で測定された開回路電圧が、磁場内の充電面のロケーションにおいて特定の値の範囲内であると決定(比較)することを含み得る。一実装形態では、たとえば、方法1000は、図8の装置800によって実行され得る。
【００６８】
図11は、例示的な一実装態様による、ワイヤレス電力送信機600をテストするための装置の機能ブロック図である。ワイヤレス電力送信機をテストするための装置は、図11に示す簡略化された装置1100よりも多いかまたは少ない構成要素を有し得ることを、当業者は諒解されよう。図示の装置1100は、特許請求の範囲内の実装形態のいくつかの顕著な特徴について説明するために有用な構成要素のみを含む。
【００６９】
装置1100は、磁場生成回路1102を含む。一実装形態では、磁場生成回路1102は、図10のブロック1002に関して上記で説明した機能のうちの1つまたは複数を実行するように構成され得る。様々な実装形態では、磁場生成回路1102は、図1〜図4、および図6のうちのいずれかに示す回路のうちの1つまたは複数によって実装され得る。様々な実装形態では、磁場を生成するための手段は、磁場生成回路1102を備え得る。
【００７０】
装置1100は、磁場測定回路1104をさらに含む。一実装形態では、磁場測定回路1104は、ブロック1004に関して上記で説明した機能のうちの1つまたは複数を実行するように構成され得る。様々な実装形態では、磁場測定回路1104は、図7Aおよび図7Bに示すデバイスのうちの1つまたは複数によって実装され得る。いくつかの実装形態では、磁場内のロケーションにおける磁場の第1の均一性を測定するための手段は、磁場測定回路1104を備え得る。
【００７１】
装置1100は、決定回路1106をさらに含む。一実装形態では、決定回路1106は、ブロック1006に関して上記で説明した機能のうちの1つまたは複数を実行するように構成され得る。様々な実装形態では、決定回路1106は、図7Aおよび図7Bに示すデバイスのうちの1つまたは複数によって実装され得る。いくつかの実装形態では、磁場の測定された第1の均一性が、磁場内のロケーションにおいて特定の値の範囲内であると決定するための手段は、決定回路1106を備え得る。
【００７２】
図12は、例示的な一実装形態による、ワイヤレス電力送信機の動作テストを実施する例示的な方法1200のフローチャートである。図12において説明するステップまたはアクションは、図4〜図8のいずれかに示す回路および/またはデバイスのいずれかにおいて実施または利用され得る。
【００７３】
ブロック1202は、送信アンテナを介して磁場を生成することを含み得る。図6〜図8のうちの1つまたは複数とともに上記で説明したように、磁場は、ワイヤレス電力送信機600(送信アンテナ604を有する)によって生成されて、ワイヤレス電力送信機600から、生成された磁場内に配置されたワイヤレス電力受信機へのワイヤレス電力伝達が可能にされ得る。
【００７４】
ブロック1204は、ワイヤレス電力送信機の充電面上の複数のロケーションにおける磁場の複数の測定値の比較に基づいて、磁場の第1の均一性レベルを特定することを含み得る。たとえば、開回路電圧が、フィールドテストツール700(図7A参照)によって測定(特定)され得る。フィールドテストツール700の特定のセンスループ704によって包含されたエリアを通過する磁場に比例したAC電圧が、その特定の導電性ループの端子にわたって誘導され得る。いくつかの実装形態では、磁場は、たとえば、ワイヤレス電力送信機の充電面にわたって均等に離間した20個のロケーション、または充電面全体の良いカバレージエリアを達成する何らかの他の数の点において測定され得る。いくつかの実装形態では、20個の点は、30個の点または10個の点で置き換えられ得る。いくつかの実装形態では、測定ロケーションの数は、測定値が磁場の正確な測度を与えるように、充電面のサイズと送信機アンテナサイズとに依存し得る。いくつかの実装形態では、測定ロケーションの数は、充電面のサイズと、測定ロケーション間の最小距離とに依存し得る(たとえば、4インチ四方の充電面のための測定ロケーション間のわずか1インチは、5個の測定ロケーションを利用し得る)。代替的に、フィールドテストツール700は、それぞれ、ワイヤレス電力送信機600の抵抗範囲、またはワイヤレス電力送信機600のリアクタンスシフト範囲を測定するために使用され得る。
【００７５】
ブロック1206は、磁場の複数の測定値を、ワイヤレス電力送信機の充電面上の複数のロケーションのためのあらかじめ決定された値の範囲と比較することであって、磁場の複数の測定値が、充電面上の複数のロケーションの大多数のためのあらかじめ決定された値の範囲内である場合、磁場は均一であると決定される、ことを含み得る。これは、ブロック1204で測定された開回路電圧を、ロケーションにおける特定の値の範囲と比較すること、および、開回路電圧が特定の範囲内であると決定することを含み得る。一実装形態では、たとえば、方法1200は、図8の装置800によって実行され得る。
【００７６】
ブロック1208は、調整可能な抵抗性負荷を、エリア内で送信アンテナに提示することを含み得る。いくつかの実装形態では、負荷は、調整可能な抵抗性負荷であり得る。それらの実装形態のうちのいくつかでは、負荷は、あらかじめ決定された抵抗値(たとえば、受信機によって提示され得る、何らかの最大または最小抵抗値)に調整され得る。上記で説明したように、調整可能な抵抗性負荷は、磁場内の無負荷ロケーションにおいて磁場を維持するためのワイヤレス電力送信機の能力をテストするために、最大値および最小値内で変動され得る。ワイヤレス電力送信機が、複数のワイヤレス電力受信機に電力を供給するように構成される実装形態では、方法1200によって実施されるテストは、磁場に提示された複数の負荷を含み得る。いくつかの実装形態では、負荷のうちの1つまたは複数は、一度に磁場に提示されている調整可能な抵抗性負荷であり得る。
【００７７】
ブロック1210は、エリアの外側の複数のロケーションのうちのロケーションにおける磁場の別の複数の測定値の別の比較に基づいて、負荷が送信アンテナに提示される間に、磁場の第2の均一性レベルを特定することを含み得る。これは、ブロック1204と同じプロセスを含み得るが、ただ、負荷が磁場に提示された後、および負荷によって負荷をかけられないロケーションにおいて実行される。
【００７８】
ブロック1212は、抵抗性負荷が磁場内でワイヤレス電力送信機に適用された後、ワイヤレス電力送信機が、しきい値におけるかまたはしきい値を上回る範囲内に磁場を維持することが可能であるか否かを決定するために、対応するロケーションにおける第1の均一性レベルおよび第2の均一性レベルが、互いのしきい値範囲内であるか否かを決定するために、磁場の複数の測定値を、負荷が送信アンテナに提示された後の磁場の別の複数の測定値と比較することを含む。いくつかの実装形態では、第2の(有負荷)均一性が、第1の(無負荷)均一性と実質的に同様である場合、方法1200は、テストされているワイヤレス電力送信機が磁場を維持することが可能であり、したがって、動作テストに合格すると決定することができる。第2の均一性が第1の均一性とは実質的に異なる場合、方法1200は、テストされているワイヤレス電力送信機が磁場を維持することが可能ではなく、したがって、動作テストに不合格になると決定することができる。
【００７９】
図13は、例示的な一実装形態による、ワイヤレス電力送信機の設計テストを実施する例示的な方法1300のフローチャートである。図13において説明するステップまたはアクションは、図4〜図8のいずれかに示す回路および/またはデバイスのいずれかにおいて実施または利用され得る。
【００８０】
ブロック1302は、送信アンテナを介して磁場を生成することを含み得る。図6〜図8のうちの1つまたは複数とともに上記で説明したように、磁場は、ワイヤレス電力送信機600(送信アンテナ604を有する)によって生成されて、ワイヤレス電力送信機600から、生成された磁場内に配置されたワイヤレス電力受信機へのワイヤレス電力伝達が可能にされ得る。
【００８１】
ブロック1304は、ワイヤレス電力送信機の充電面上の複数のロケーションにおける磁場の複数の測定値の比較に基づいて、磁場の第1の均一性レベルを特定することを含み得る。いくつかの実装形態では、第1の均一性は、ワイヤレス電力送信機の充電面上の磁場内のロケーションにおいて測定され得る。たとえば、開回路電圧が、フィールドテストツール700(図7A参照)によって測定され得る。フィールドテストツール700の特定のセンスループ704によって包含されたエリアを通過する磁場に比例したAC電圧が、その特定の導電性ループの端子にわたって誘導され得る。代替的に、フィールドテストツール700は、それぞれ、ワイヤレス電力送信機600の抵抗範囲、またはワイヤレス電力送信機600のリアクタンスシフト範囲を測定するために使用され得る。
【００８２】
ブロック1306は、磁場の複数の測定値を、ワイヤレス電力送信機の充電面上の複数のロケーションのためのあらかじめ決定された値の範囲と比較することであって、磁場の複数の測定値が、充電面上の複数のロケーションの大多数のためのあらかじめ決定された値の範囲内である場合、磁場は均一であると決定される、ことを含み得る。これは、ブロック1304で測定された開回路電圧が、磁場内の充電面のロケーションにおいて特定の値の範囲内であると決定することを含み得る。一実装形態では、たとえば、方法1200は、図8の装置800によって実行され得る。
【００８３】
ブロック1308は、調整可能なリアクタンスシフト負荷を、エリア内で送信アンテナに提示することを含み得る。いくつかの実装形態では、負荷は、調整可能なリアクタンスシフト負荷であり得る。これは、上記の方法1200内で追加された抵抗性負荷とは異なる。リアクタンスシフト負荷は、受信機が送信アンテナ上に引き起こすことになるリアクタンスの量を表すか、またはそれに対応する(受信機として働いている負荷)。リアクタンスシフトは、負荷の材料によって引き起こされ得、その場合、大きい金属材料内容は容量性シフトを引き起こし得るが、大きい透磁性材料内容は、誘導性シフトを引き起こし得る。いくつかの実施形態では、上記で説明したように、磁場に提示された負荷は、容量性(すなわち、大きい金属内容をもつ受信機をシミュレートする)、または誘導性(たとえば、大きいフェライトもしくは透磁性材料内容をもつ受信機をシミュレートする)のリアクタンス値に調整され得る。上記で説明したように、負荷は、磁場内の無負荷ロケーションにおいて磁場を維持するためのワイヤレス電力送信機の能力をテストするために、最大値および最小値内で変動され得る。ワイヤレス電力送信機が、複数のワイヤレス電力受信機に電力を供給するように構成される実装形態では、方法1300によって実施されるテストは、磁場に提示されている複数の負荷を含み得る。いくつかの実装形態では、負荷のうちの1つまたは複数は、調整可能なリアクタンスシフト負荷を含み得、その場合、1つまたは複数の負荷が一度に磁場に適用される。
【００８４】
ブロック1310は、エリアの外側の複数のロケーションのうちのロケーションにおける磁場の別の複数の測定値の別の比較に基づいて、負荷が送信アンテナに提示される間に、磁場の第2の均一性レベルを特定することを含み得る。これは、調整可能なリアクタンスシフト負荷が磁場に提示された後、および、調整可能なリアクタンスシフト負荷によって負荷をかけられないロケーションにおいて実行される、ブロック1304と同じプロセスを含み得る。
【００８５】
ブロック1312は、リアクタンスシフトが調整された後、ワイヤレス電力送信機が、値の範囲内に磁場を維持することが可能であるか否かを決定するために、対応するロケーションにおける第1の均一性レベルおよび第2の均一性レベルが、互いのしきい値範囲内であるか否かを決定するために、磁場の複数の測定値を、負荷が送信アンテナに提示された後の磁場の別の複数の測定値と比較することを含む。第2の(有負荷)均一性が、第1の(無負荷)均一性と実質的に同様である場合、方法1300は、テストされているワイヤレス電力送信機が磁場を維持することが可能であり、したがって、設計テストに合格すると決定することができる。第2の均一性が第1の均一性とは実質的に異なる場合、方法1300は、テストされているワイヤレス電力送信機が磁場を維持することが可能ではなく、したがって、設計テストに不合格になると決定することができる。
【００８６】
上記で説明したように、ワイヤレス電力送信機(たとえば、送信アンテナ)によって生成された磁場を維持することは、ワイヤレス電力送信機が、1つまたは複数のワイヤレス電力受信機による最大負荷を受けながら、その送信機ループ電流を維持することが可能であることに対応し得る。これは、抵抗性シフトテストと反応性シフトテストの両方に適用され得る。送信機ループ電流を維持することは、送信機ループ電流を、定義されたしきい値よりも上に(たとえば、無負荷送信機ループ電流の25%もしくは50%よりも上に、または最小距離に最小量の電力をワイヤレス伝達するために十分な電流などにおいて)維持することに対応し得る。
【００８７】
上記で説明した方法の様々な動作は、様々なハードウェアおよび/またはソフトウェア構成要素、回路、および/またはモジュールなど、動作を実行することができる任意の適切な手段によって実行され得る。概して、図に示す任意の動作は、動作を実行することができる対応する機能的手段によって実行され得る。
【００８８】
様々な異なる技術および技法のいずれかを使用して、情報および信号が表され得る。たとえば、上記の説明全体にわたって参照され得るデータ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、シンボル、およびチップは、電圧、電流、電磁波、磁場もしくは磁性粒子、光場もしくは光学粒子、またはそれらの任意の組合せによって表され得る。
【００８９】
本明細書で開示する実装形態に関して説明する様々な例示的な論理ブロック、モジュール、回路、および方法ステップは、電子ハードウェア、コンピュータソフトウェア、または両方の組合せとして実装され得る。ハードウェアおよびソフトウェアのこの互換性を明確に示すために、様々な例示的な構成要素、ブロック、モジュール、回路、およびステップについて、上記では概してそれらの機能に関して説明した。そのような機能がハードウェアとして実装されるのか、それともソフトウェアとして実装されるのかは、特定の適用例および全体的なシステムに課された設計制約によって決まる。説明した機能は、特定の適用例ごとに様々な方法で実装され得るが、そのような実装決定は、実装形態の範囲からの逸脱を生じさせると解釈されるべきではない。
【００９０】
本明細書で開示する実装形態に関して説明した様々な例示的なブロック、モジュール、および回路は、汎用ハードウェアプロセッサ、デジタル信号プロセッサ(DSP)、特定用途向け集積回路(ASIC)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)もしくは他のプログラマブル論理デバイス、個別ゲートもしくはトランジスタ論理、個別ハードウェア構成要素、または本明細書で説明した機能を実行するように設計されるそれらの任意の組合せを用いて、実装または実行され得る。汎用ハードウェアプロセッサはマイクロプロセッサであり得るが、代替形態では、ハードウェアプロセッサは、任意の従来のプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、または状態機械であり得る。ハードウェアプロセッサはまた、コンピューティングデバイスの組合せ、たとえば、DSPとマイクロプロセッサとの組合せ、複数のマイクロプロセッサ、DSPコアと連結した1つもしくは複数のマイクロプロセッサ、または任意の他のそのような構成として実装され得る。
【００９１】
本明細書で開示する実装形態に関して説明する方法および機能のステップは、直接ハードウェアで具現化されても、ハードウェアプロセッサによって実行されるソフトウェアモジュールで具現化されても、またはその2つの組合せで具現化されてもよい。ソフトウェアで実装される場合、機能は、1つまたは複数の命令またはコードとして有形の非一時的コンピュータ可読媒体上に記憶されるか、または送信され得る。ソフトウェアモジュールは、ランダムアクセスメモリ(RAM)、フラッシュメモリ、読取り専用メモリ(ROM)、電気的プログラマブルROM(EPROM)、電気的消去可能プログラマブルROM(EEPROM)、レジスタ、ハードディスク、リムーバブルディスク、CD ROM、または当技術分野で知られている任意の他の形態の記憶媒体内に存在し得る。記憶媒体は、ハードウェアプロセッサが記憶媒体から情報を読み取り、かつ記憶媒体に情報を書き込むことができるように、ハードウェアプロセッサに結合される。代替形態では、記憶媒体はハードウェアプロセッサと一体であり得る。ディスク(disk)およびディスク(disc)は、本明細書で使用するとき、コンパクトディスク(disc)(CD)、レーザーディスク（登録商標）(disc)、光ディスク(disc)、デジタル多用途ディスク(disc)(DVD)、フロッピーディスク(disk)、およびブルーレイディスク(disc)を含み、ディスク(disk)は通常、データを磁気的に再生し、ディスク(disc)は、レーザーを用いてデータを光学的に再生する。上記のものの組合せも、コンピュータ可読媒体の範囲内に含まれるべきである。ハードウェアプロセッサおよび記憶媒体は、ASIC中に存在し得る。
【００９２】
本開示の概要を述べるために、いくつかの態様、利点、および新規の特徴について本明細書で説明してきた。任意の特定の実装形態に従って、そのような利点の必ずしもすべてが実現され得るとは限らないことを理解されたい。したがって、本発明は、本明細書において教示または示唆され得る他の利点を必ずしも達成することなく、本明細書において教示された1つの利点または利点のグループを達成し、または最適化する方法で具現化または実施することができる。
【００９３】
上記で説明した実装形態の様々な修正が容易に明らかになり、本明細書で定義する一般原理は、本出願の趣旨または範囲を逸脱することなく他の実装形態に適用され得る。したがって、本出願は、本明細書で示す実装形態に限定されることは意図されず、本明細書で開示する原理および新規の特徴に一致する最も広い範囲を与えられるべきである。
【符号の説明】
【００９４】
100  ワイヤレス電力伝達システム
102  入力電力
104、204、400  送信機
105、205  ワイヤレス場
108、208、500  受信機
110  出力電力
112  距離
114、214、404  送信アンテナ
118  受信アンテナまたはコイル
200  ワイヤレス電力伝達システム、システム
206、402  送信回路
210、502  受信回路
218、504  受信アンテナ
219  通信チャネル
222、412  発振器
223  周波数制御信号
224  ドライバ回路
226  フィルタおよび整合回路
232  整合回路
234  整流器回路
236  バッテリー
350  送信または受信回路
352  アンテナ、ループアンテナ
354、356  キャパシタ
358  信号
414  ドライバ回路、ドライバ
415  コントローラ
416  低域フィルタ(LPF)、フィルタ
418  固定インピーダンス整合回路、整合回路
420  メモリ
506  電力変換回路
508  RFAC-DC変換器、AC-DC変換器
510  DC-DC変換器
512  スイッチング回路
516  プロセッサシグナリングコントローラ
550  負荷
600  ワイヤレス電力送信機、送信機
602、702  筐体
604  送信アンテナ、送信機アンテナ
606  表面、充電面
700  フィールドテストツール、装置
704  センスループ、重複センスループ、平面センスループ
706  テスト回路
708  リード線
750  リアクタンステストツール(RTT)
752  金属またはフェライト
754  孔
800、1100  装置
806  センスループ
808  受信機コイル
900、960  無負荷磁場、磁場
902、952、962、972  ループ
950、970  有負荷磁場、磁場
954、974  負荷
1102  磁場生成回路
1104  磁場測定回路
1106  決定回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図９Ｄ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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