(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線電力伝達用の装置であって、
負荷に充電または給電するのに十分な電力レベルで、無線電力受信機に無線電力を送信するように構成された電力伝達構成要素であって、複数の無線電力受信機があらかじめ定義されたグループのリストにグループ化され、前記あらかじめ定義されたグループのリストの中の各グループは、抵抗値の範囲に関連付けられ、前記あらかじめ定義されたグループのリストの中の各グループは、グループ識別子に関連付けられる、電力伝達構成要素と、
前記無線電力受信機からメッセージを受信するように構成された通信受信機であって、前記メッセージが前記グループ識別子を含む、通信受信機と、
前記電力伝達構成要素および前記通信受信機に動作可能に結合され、前記グループ識別子に基づいて電力損失値を特定するように構成されたコントローラ回路であって、前記電力損失値が、前記グループ識別子に関連付けられたグループのメンバである1つまたは複数の無線電力受信機によって与えられる誘導加熱に起因する電力損失を示す、コントローラ回路と
を備える、装置。
【請求項２】
前記電力損失値が、
前記無線電力受信機内の金属物によって引き起こされた、前記電力伝達構成要素の直列抵抗における増加量をさらに示すか、または
誘導加熱に起因する最大電力損失を示すとともに、前記電力伝達構成要素のコイルへの電流に少なくとも部分的に基づく、請求項1に記載の装置。
【請求項３】
誘導加熱に起因する前記電力損失が、前記誘導加熱に起因して前記無線電力受信機内で散逸された電力量を示す、請求項1に記載の装置。
【請求項４】
前記グループ識別子が、前記電力損失値を示す最大抵抗値に関連付けられ、前記最大抵抗値が、前記グループ識別子に関連付けられた抵抗値の範囲の最大値である、請求項1に記載の装置。
【請求項５】
前記グループ識別子が、誘導加熱に起因する最小電力損失を示す最小抵抗値にさらに関連付けられた、請求項4に記載の装置。
【請求項６】
前記最小電力損失がゼロである、請求項5に記載の装置。
【請求項７】
前記通信受信機が、複数の無線電力受信機からそれぞれのグループ識別子を含む複数のメッセージを受信するようにさらに構成され、前記コントローラ回路が、前記複数のメッセージに基づいて、前記複数の無線電力受信機によって引き起こされた誘導加熱に起因する電力損失の総量を特定するようにさらに構成された、請求項1に記載の装置。
【請求項８】
前記コントローラ回路が、
前記電力損失値に少なくとも部分的に基づいて、システム電力損失量を特定することと、
前記システム電力損失量がしきい値を超えたことに応答して、前記電力伝達構成要素の電力レベルを減少させるか、または前記電力伝達構成要素を使用不可にすることと
を行うようにさらに構成されるか、または
前記コントローラ回路が、前記電力損失値に少なくとも部分的に基づいて、システム電力損失量を特定するようにさらに構成されるとともに、システム電力損失は、前記装置の電力レベル測定値と受信機によって受信された電力レベルとの間の差に基づく、請求項1に記載の装置。
【請求項９】
前記コントローラ回路が、前記電力損失値に少なくとも部分的に基づいて、システム電力損失量を特定するようにさらに構成され、前記システム電力損失量が、前記電力伝達構成要素の第1の電力レベルの第1の電力測定値と、前記無線電力受信機によって受信された第2の電力レベルの第2の電力測定値との間の電力差にさらに基づき、システム電力損失が、前記装置の電力レベル測定値と受信機によって受信された電力レベルとの間の差に基づく、請求項1に記載の装置。
【請求項１０】
無線電力を受信するための装置であって、
前記装置の負荷に充電または給電するのに十分な電力レベルで、電力伝達構成要素から無線電力を受信するように構成された電力受信構成要素と、
通信受信機にメッセージを送るように構成された通信送信機であって、複数の無線電力を受信するための装置があらかじめ定義されたグループのリストにグループ化され、前記あらかじめ定義されたグループのリストの中の各グループは、抵抗値の範囲に関連付けられ、前記あらかじめ定義されたグループのリストの中の各グループは、グループ識別子に関連付けられ、前記装置が前記メッセージに含まれる前記グループ識別子に関連付けられたグループのメンバであり、前記グループ識別子が電力損失値を示し、前記電力損失値が、前記グループ識別子に関連付けられた前記グループのメンバである1つまたは複数の無線電力受信機によって与えられる誘導加熱に起因する電力損失を示す、通信送信機と
を備える、装置。
【請求項１１】
前記グループ識別子があらかじめ定義されたグループのリストに関連付けられ、各グループが抵抗値の範囲に関連付けられた、請求項1または10に記載の装置。
【請求項１２】
前記グループ識別子が、最初に前記装置のファームウェア内に記憶される、請求項10に記載の装置。
【請求項１３】
無線で電力を伝達するための方法であって、
負荷に充電または給電するのに十分な電力レベルで、電力伝達構成要素から無線電力受信機に無線で電力を送信するステップであって、複数の無線電力受信機があらかじめ定義されたグループのリストにグループ化され、前記あらかじめ定義されたグループのリストの中の各グループは、抵抗値の範囲に関連付けられ、前記あらかじめ定義されたグループのリストの中の各グループは、グループ識別子に関連付けられる、ステップと、
前記無線電力受信機からメッセージを受信するステップであって、前記メッセージがグループ識別子を含む、ステップと、
前記グループ識別子に基づいて電力損失値を特定するステップであって、前記電力損失値が、前記グループ識別子に関連付けられたグループのメンバである1つまたは複数の無線電力受信機によって与えられる誘導加熱に起因する電力損失を示す、ステップと
を含む、方法。
【請求項１４】
前記電力損失値が、前記無線電力受信機内の金属物によって引き起こされた、前記電力伝達構成要素の直列抵抗における増加量をさらに示すか、または、
誘導加熱に起因する前記電力損失が、前記誘導加熱に起因して前記無線電力受信機内で散逸された電力量を示すか、または、
前記電力損失値が、誘導加熱に起因する最大電力損失をさらに示すとともに、前記電力伝達構成要素のコイルへの電流に少なくとも部分的に基づく、請求項13に記載の方法。
【請求項１５】
デバイスにおいて無線電力を受信するための方法であって、
前記デバイスの負荷に充電または給電するのに十分な電力レベルで、電力伝達構成要素から無線電力を受信するステップと、
通信受信機にメッセージを送るステップであって、前記メッセージがグループ識別子を含み、前記デバイスが前記グループ識別子に関連付けられたグループのメンバであり、前記グループ識別子が、あらかじめ定義されたグループのリストに関連付けられ、各グループが抵抗値の範囲に関連付けられ、前記グループ識別子が電力損失値を示し、前記電力損失値が、前記グループ識別子に関連付けられた前記グループのメンバである1つまたは複数の無線電力受信機によって与えられる誘導加熱に起因する電力損失を示す、ステップと
を含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
記載される技法は、一般に、無線電力に関する。より詳細には、本開示は、無線電力受信機内の誘導加熱に起因する電力損失を定量化することに関係するデバイス、システム、および方法を対象とする。
【背景技術】
【０００２】
ますます多くの様々な電子デバイスが、充電式バッテリを介して電力供給されている。そのようなデバイスには、携帯電話、携帯型音楽プレーヤ、ラップトップコンピュータ、タブレットコンピュータ、コンピュータ周辺デバイス、通信デバイス(たとえば、Bluetooth（登録商標）デバイス)、デジタルカメラ、補聴器などが含まれる。バッテリ技術は向上してきたが、バッテリ電源式電子デバイスは、より多くの電力量をますます必要とし消費するため、頻繁に充電する必要がある。充電式デバイスは、多くの場合に、電源に物理的に接続されるケーブルまたは他の同様のコネクタを通して有線接続によって充電される。ケーブルおよび同様のコネクタは不便な場合があるか、または扱いにくい場合があり、他の欠点を有する場合もある。充電式電子デバイスを充電するか、または電子デバイスに電力を提供するのに用いられることになる電力を自由空間において伝達することができる無線充電システムは、有線式の充電解決策の欠点の一部を克服する可能性がある。したがって、電子デバイスに電力を効率的かつ安全に伝達する無線電力伝達システムおよび方法が望ましい。このコンテキストでは、無線電力受信機内の電力損失を定量化する必要性が残る。
【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システム、方法、およびデバイスの種々の実装形態は各々、いくつかの態様を有し、そのうちのどれをとっても、本明細書において記述される望ましい属性に対してそれだけで役割を担うものはない。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が本明細書において説明される。
【０００４】
本明細書において説明される主題の1つまたは複数の実装形態の詳細が、添付の図面および以下の説明において記載される。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。以下の図の相対的な寸法は、縮尺どおりに描かれていない場合があることに留意されたい。
【０００５】
本開示の一態様は、無線電力伝達用の装置を提供する。装置は、負荷に充電または給電するのに十分な電力レベルで、無線電力受信機に無線電力を送信するように構成された電力伝達構成要素を備える。装置は、無線電力受信機からメッセージを受信するように構成された通信受信機をさらに備え、メッセージはグループ識別子を含む。装置は、電力伝達構成要素および通信受信機に動作可能に結合され、グループ識別子に基づいて電力損失値を特定するように構成されたコントローラ回路をさらに備え、電力損失値は、グループ識別子に関連付けられたグループのメンバである1つまたは複数の無線電力受信機によって与えられる誘導加熱に起因する電力損失を示す。
【０００６】
本開示の別の態様は、無線電力を受信するための装置を提供する。装置は、装置の負荷に充電または給電するのに十分な電力レベルで、電力伝達構成要素から無線電力を受信するように構成された電力受信構成要素を備える。装置は、通信受信機にメッセージを送るように構成された通信送信機をさらに備え、メッセージはグループ識別子を含み、装置はグループ識別子に関連付けられたグループのメンバであり、グループ識別子は電力損失値を示し、電力損失値は、グループ識別子に関連付けられたグループのメンバである1つまたは複数の無線電力受信機によって与えられる誘導加熱に起因する電力損失を示す。
【０００７】
本開示の別の態様は、無線で電力を伝達するための方法を提供する。方法は、負荷に充電または給電するのに十分な電力レベルで、電力伝達構成要素から無線電力受信機に無線で電力を送信することを含む。方法は、無線電力受信機からメッセージを受信することをさらに含み、メッセージはグループ識別子を含む。方法は、グループ識別子に基づいて電力損失値を特定することをさらに含み、電力損失値は、グループ識別子に関連付けられたグループのメンバである1つまたは複数の無線電力受信機によって与えられる誘導加熱に起因する電力損失を示す。
【０００８】
本開示の別の態様は、無線電力を受信するための方法を提供する。方法は、デバイスの負荷に充電または給電するのに十分な電力レベルで、電力伝達構成要素から無線電力を受信することを含む。方法は、通信受信機にメッセージを送ることをさらに含み、メッセージはグループ識別子を含み、デバイスはグループ識別子に関連付けられたグループのメンバであり、グループ識別子は電力損失値を示し、電力損失値は、グループ識別子に関連付けられたグループのメンバである1つまたは複数の無線電力受信機によって与えられる誘導加熱に起因する電力損失を示す。
【０００９】
本開示の別の態様は、無線で電力を伝達するための装置を提供する。装置は、負荷に充電または給電するのに十分な電力レベルで、電力伝達構成要素から無線電力受信機に無線で電力を送信するための手段を備える。装置は、無線電力受信機からメッセージを受信するための手段をさらに備え、メッセージはグループ識別子を含む。装置は、グループ識別子に基づいて電力損失値を特定するための手段をさらに備え、電力損失値は、グループ識別子に関連付けられたグループのメンバである1つまたは複数の無線電力受信機によって与えられる誘導加熱に起因する電力損失を示す。
【００１０】
本開示の別の態様は、無線電力を受信するための装置を提供する。装置は、デバイスの負荷に充電または給電するのに十分な電力レベルで、電力伝達構成要素から無線電力を受信するための手段を備える。装置は、通信受信機にメッセージを送るための手段をさらに備え、メッセージはグループ識別子を含み、デバイスはグループ識別子に関連付けられたグループのメンバであり、グループ識別子は電力損失値を示し、電力損失値は、グループ識別子に関連付けられたグループのメンバである1つまたは複数の無線電力受信機によって与えられる誘導加熱に起因する電力損失を示す。
【００１１】
本開示の別の態様は、非一時的コンピュータ可読媒体を提供する。媒体は、実行されたとき、負荷に充電または給電するのに十分な電力レベルで、無線電力受信機に無線電力を送信することを装置に行わせるコードを備える。媒体は、実行されたとき、無線電力受信機からメッセージを受信することを装置に行わせるコードをさらに備え、メッセージはグループ識別子を含む。媒体は、実行されたとき、グループ識別子に基づいて電力損失値を特定することを装置に行わせるコードをさらに備え、電力損失値は、グループ識別子に関連付けられたグループのメンバである1つまたは複数の無線電力受信機によって与えられる誘導加熱に起因する電力損失を示す。
【００１２】
本開示の別の態様は、非一時的コンピュータ可読媒体を提供する。媒体は、実行されたとき、装置の負荷に充電または給電するのに十分な電力レベルで、電力伝達構成要素から無線電力を受信することを装置に行わせるコードを備える。媒体は、実行されたとき、通信受信機にメッセージを送ることを装置に行わせるコードをさらに備え、メッセージはグループ識別子を含み、装置はグループ識別子に関連付けられたグループのメンバであり、グループ識別子は電力損失値を示し、電力損失値は、グループ識別子に関連付けられたグループのメンバである1つまたは複数の無線電力受信機によって与えられる誘導加熱に起因する電力損失を示す。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の例示的な実施形態による、例示的な無線電力伝達システムの機能ブロック図である。
【図２】本発明の種々の例示的な実施形態による、図1の無線電力伝達システムで使用される場合がある、例示的な構成要素の機能ブロック図である。
【図３】本発明の例示的な実施形態による、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の概略図である。
【図４】本発明の例示的な実施形態による、図1の無線電力伝達システムで使用される場合がある、送信機の機能ブロック図である。
【図５】本発明の例示的な実施形態による、図1の無線電力伝達システムで使用される場合がある、受信機の機能ブロック図である。
【図６】例示的な実施形態による、図4の送信回路において使用され得る送信回路の一部の概略図である。
【図７】本発明の例示的な実施形態による、無線電力伝達用の第1の装置および無線電力を受信するための第2の装置の機能ブロック図である。
【図８】様々な無線電力送信機について、電力損失抵抗グループがどのように定義され得るかを示す図である。
【図９】第2の送信機について図8を参照して上述された既存の受信機について、電力損失抵抗グループ範囲がどのように特徴付けられるかを示す図である。
【図１０】図9に関して記載されたように、第2の送信機に新しい電力損失抵抗グループの定義がどのように提供されるかを示す図である。
【図１１】各々の既存の送信機に与えられた電力損失抵抗に基づいて、新しい受信機が送信機に報告する電力損失抵抗グループを特定する新しい受信機を示す図である。
【図１２】本発明の例示的な実施形態による、無線電力伝達用の例示的な方法のフローチャートである。
【図１３】本発明の例示的な実施形態による、無線電力伝達用の装置の機能ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図面に示された様々な特徴は、縮尺どおりに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。さらに、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描写していない場合がある。最後に、本明細書および図の全体を通して、同様の特徴を示すために同様の参照番号が使用される場合がある。
【００１５】
添付の図面に関する下記の発明を実施するための形態は、本発明の例示的な実施形態を説明することを意図しており、本発明を実践することができる唯一の実施形態を表すことは意図していない。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、実例、または例示としての役割を果たす」ことを意味しており、必ずしも、他の例示的な実施形態よりも好ましいか、または有利なものと解釈されるべきではない。発明を実施するための形態は、本発明の例示的な実施形態の完全な理解をもたらす目的で、具体的な詳細を含んでいる。場合によっては、いくつかのデバイスはブロック図の形式で示されている。
【００１６】
電力を無線で伝達することは、物理的な電気導体を使用することなく、電場、磁場、電磁場などに関連付けられる任意の形のエネルギーを、場合によっては送信機から受信機に伝達することを指す場合がある(たとえば、電力は、自由空間を通して伝達される場合がある)。電力伝達を達成するために、無線フィールド(たとえば、磁場)内に出力された電力は、「受信アンテナ」によって受信されるか、取り込まれるか、または結合される場合がある。
【００１７】
図1は、本発明の例示的な実施形態による、例示的な無線電力伝達システム100の機能ブロック図である。エネルギー伝達を提供するフィールド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を提供することができる。受信機108はフィールド105に結合し、出力電力110に結合されたデバイス(図示せず)によって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の両方は互いに距離112だけ離間される。1つの例示的な実施形態では、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かまたは極めて近いとき、送信機104と受信機108との間の伝送損失は最小となる。そのため、コイルが極めて近い(たとえば、数mm)ことが必要な大型のコイルを必要とする場合があ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って無線電力伝達を提供することができる。したがって、共振誘導性結合技法によれば、効率を改善できるようになり、種々の距離にわたって、かつ種々の誘導コイル構成を用いて電力を伝達できるようになる場合がある。
【００１８】
受信機108は、送信機104によって生成されたエネルギーフィールド105内に位置するときに、電力を受信することができる。フィールド105は、送信機104によって出力されたエネルギーを受信機108によって取り込むことができる領域に対応する。場合によっては、フィールド105は、以下にさらに説明されるように、送信機104の「近接フィールド」に対応する場合がある。送信機104は、エネルギー伝送を出力するための送信アンテナ114を含む場合がある。さらに、受信機108は、エネルギー伝送からエネルギーを受信するか、または取り込むための受信アンテナ118も含む。近接フィールドは、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反応フィールド(reactive field)が存在する領域に相当する場合がある。場合によっては、近接フィールドは、送信アンテナ114の約1波長(または1波長の数分の一)内にある領域に相当する場合がある。送信アンテナ114および受信アンテナ118は、それらに関連付けられるアプリケーションおよびデバイスに応じてサイズを決定される。上記のように、効率的なエネルギー伝達は、電磁波のエネルギーの大部分を遠距離フィールドに伝搬するのではなく、送信アンテナ114のフィールド105のエネルギーの大部分を受信アンテナ118に結合することによって行うことができる。フィールド105内に位置決めされるとき、送信アンテナ114と受信アンテナ118との間に、「結合モード」を発生させることができる。この結合が生じる場合がある、送信アンテナ114および受信アンテナ118の周りのエリアは、本明細書において結合モード領域と呼ばれる。
【００１９】
図2は、本発明の種々の例示的な実施形態による、図1の無線電力伝達システム100において用いられる場合がある例示的な構成要素200の機能ブロック図である。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とを含む場合がある送信回路206を含むことができる。発振器222は、468.75KHz、6.78MHz、または13.56MHzなどの所望の周波数において信号を生成するように構成することができ、発振器222は、周波数制御信号223に応答して調整することができる。発振器信号は、たとえば送信アンテナ214の共振周波数において送信アンテナ214を駆動するように構成されたドライバ回路224に与えることができる。ドライバ回路224は、発振器222から矩形波を受信し、正弦波を出力するように構成されるスイッチング増幅器とすることができる。たとえば、ドライバ回路224は、クラスＥ増幅器とすることができる。また、フィルタおよび整合回路226は、高調波(harmonics)または他の不要な周波数をフィルタリングして除去し、送信機204のインピーダンスを送信アンテナ214に整合させるために含まれる場合がある。送信アンテナ214を駆動した結果として、送信機204は、電子デバイスを充電または給電するのに十分なレベルで、無線で電力を出力することができる。一例として、供給される電力は、様々な電力要件を有する様々なデバイスに給電または充電するために、たとえば、300ミリワットから5ワット程度であり得る。より高いまたは低い電力レベルが供給される場合もある。
【００２０】
受信機208は、整合回路232と、図2に示されるバッテリ236を充電するため、または受信機208に結合されたデバイス(図示せず)に電力供給するためにAC電力入力からDC電力出力を生成する整流器およびスイッチング回路234とを含む場合がある受信回路210を含むことができる。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に整合させるために含まれる場合がある。受信機208および送信機204は、追加的に別の通信チャネル219(たとえば、Bluetooth（登録商標）、zigbee、Wi-Fi、セルラーなど)上で通信することができる。代替的には、受信機208および送信機204は、無線フィールド206の特性を用いて帯域内シグナリングを介して通信することができる。
【００２１】
以下でより十分に記載されるように、選択的に無効にできる関連する負荷(たとえば、バッテリ236)を最初に有する場合がある受信機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量が、バッテリ236を充電するために適切であるかどうかを判定するように構成される場合がある。さらに、受信機208は、電力の量が適切であると判定すると、負荷(たとえば、バッテリ236)を有効にするように構成することができる。いくつかの実施形態では、受信機208は、バッテリ236を充電せずに、無線電力伝達フィールドから受信された電力を直接利用するように構成することができる。たとえば、近接フィールド通信(NFC)または無線周波数識別デバイス(RFID)などの通信デバイスは、無線電力伝達フィールドと相互作用することによって無線電力伝達フィールドから電力を受信し、かつ/または、受信電力を利用して送信機204もしくは他のデバイスと通信するように構成することができる。
【００２２】
図3は、本発明の例示的な実施形態による、送信アンテナまたは受信アンテナ352を含む、図2の送信回路206または受信回路210の一部の概略図である。図3に示されたように、以下に記載されるものを含む例示的な実施形態において使用される送信回路または受信回路350は、アンテナ352を含む場合がある。アンテナ352は、「ループ」アンテナ352と呼ばれるか、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「磁気」アンテナもしくは誘導コイルと呼ばれるか、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」に結合するためのエネルギーを無線で出力するか、または受け取ることができる構成要素を指す。アンテナは、電力を無線で出力または受信するように構成された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、無線で電力を出力および/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。アンテナ352は、空芯(air core)、またはフェライトコア(図示せず)などの物理的コアを含むように構成することができる。空芯ループアンテナは、コアの近くに配置された外部の物理デバイスに対してより耐性があり得る。さらに、空芯ループアンテナ352により、コアエリア内に他の構成要素を配置することが可能になる。さらに、空芯ループにより、送信アンテナ214(図2)の結合モード領域がより強力な場合がある送信アンテナ214(図2)の平面内に、受信アンテナ218(図2)をより容易に配置することが可能になる場合がある。
【００２３】
上記のように、送信機104と受信機108との間のエネルギーの効率的な伝達は、送信機104と受信機108との間の整合した共振またはほぼ整合した共振中に行われる場合がある。しかしながら、送信機104と受信機108との間の共振が整合しないときであっても、効率が悪影響を及ぼされる場合があるものの、エネルギーを伝達することができる。エネルギーの伝達は、送信アンテナ214のフィールド105からのエネルギーを受信アンテナ218に結合することによって行われ、受信アンテナ218は、送信アンテナ214からのエネルギーを自由空間に伝搬させることなく、このフィールド105が確立された近傍内に常駐する。
【００２４】
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、所望の共振周波数の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、共振周波数において信号356を選択する共振回路を作り出すために、送信回路または受信回路350にキャパシタ352およびキャパシタ354を加えることができる。したがって、より大きい直径のアンテナの場合、共振を持続させるのに必要とされるキャパシタンスの大きさは、ループの直径またはインダクタンスが大きくなるにつれて減少する場合がある。さらに、アンテナの直径が大きくなるにつれて、近接フィールドの効率的なエネルギー伝達面積が増加する場合がある。他の構成要素を用いて形成される他の共振回路も可能である。別の非限定的な例として、アンテナ352の2つの端子間に並列にキャパシタを配置することができる。送信アンテナの場合、アンテナ352の共振周波数に実質的に対応する周波数を有する信号358を、アンテナ352への入力とすることができる。
【００２５】
一実施形態では、送信機104は、送信アンテナ114の共振周波数に対応する周波数を有する、時変磁場(time varying magnetic field)を出力するように構成することができる。受信機がフィールド105内にあるとき、時変磁場は、受信アンテナ118内に電流を誘導することができる。上記のように、受信アンテナ118が送信アンテナ118の周波数において共振するように構成される場合には、エネルギーを効率的に伝達することができる。受信アンテナ118内に誘導されたAC信号を上記のように整流して、負荷を充電するか、または負荷に電力を供給するために与えることができるDC信号を生成することができる。
【００２６】
図4は、本発明の例示的な実施形態による、図1の無線電力伝達システムにおいて用いられる場合がある送信機404の機能ブロック図である。送信機404は、送信回路406および送信アンテナ414を含むことができる。送信アンテナ414は、図3に示すアンテナ352とすることができる。送信回路406は、発振信号を与えることにより、送信アンテナ414にRF電力を与えることができ、その信号の結果として、送信アンテナ414の周りにエネルギー(たとえば、磁束)が生成される。送信機404は、任意の適切な周波数において動作することができる。例として、送信機404は、6.78MHzのISM帯域において動作することができる。
【００２７】
送信回路406は、送信回路406のインピーダンス(たとえば、50オーム)を送信アンテナ414に整合させるための固定インピーダンス整合回路409と、高調波放射を、受信機108(図1)に結合されたデバイスの自己ジャミングを防ぐレベルまで低減するように構成されるローパスフィルタ(LPF)408とを含むことができる。他の例示的な実施形態は、限定はしないが、他の周波数を通過させながら特定の周波数を減衰させるノッチフィルタを含む異なるフィルタトポロジを含むことができ、アンテナ414への出力電力またはドライバ回路424によって引き出されたDC電流などの測定可能な送信指標に基づいて変化することができる適応インピーダンス整合を含むことができる。送信回路406は、発振器423によって決定されるようなRF信号を駆動するように構成されるドライバ回路424をさらに含む。送信回路406は、個別のデバイスまたは回路から構成することができるか、または代替的には、一体型アセンブリから構成することができる。送信アンテナ414から出力される例示的なRF電力は、2.5ワット程度とすることができる。
【００２８】
送信回路406は、発振器423の周波数または位相を調整し、取り付けられた受信機を通して隣接するデバイスとやりとりするための通信プロトコルを実施するための出力電力レベルを調整するために、特定の受信機に対する送信位相(またはデューティサイクル)中に発振器423を選択的に使用可能にするためのコントローラ415をさらに含むことができる。コントローラ415は、本明細書においてプロセッサ415と呼ばれる場合があることに留意されたい。発振器位相および送信経路内の関連する回路の調整によって、特に、ある周波数から別の周波数に移行する際の帯域外放射を低減できるようになる場合がある。
【００２９】
送信回路406は、送信アンテナ414によって生成された近接フィールドの近傍において作動中の受信機の存否を検出するための負荷検知回路416をさらに含むことができる。例として、負荷検知回路416はドライバ回路424に流れる電流を監視し、以下でさらに説明されるように、その電流は、送信アンテナ414によって生成されたフィールドの近傍における作動中の受信機の存否によって影響を及ぼされる場合がある。ドライバ回路424にかかる負荷の変化の検出は、エネルギーを伝送するために発振器423を使用可能にすべきか否か、および作動中の受信機と通信すべきか否かを判断する際に用いるために、コントローラ415によって監視される。以下でさらに十分に説明されるように、ドライバ回路424において測定される電流は、送信機404の無線電力伝達領域内に無効なデバイスが位置決めされた否かを判断するために用いることができる。
【００３０】
送信アンテナ414は、リッツ線(Litz wire)を用いて、または抵抗損失を低く保つために選択された厚さ、幅、および金属のタイプを有するアンテナストリップとして実装することができる。一実装形態では、送信アンテナ414は一般に、テーブル、マット、ランプ、または他の可搬性の低い構成などの、より大きい構造と関連付けて構成することができる。したがって、送信アンテナ414は一般に、実用的な寸法を有するために「巻く」必要がない場合がある。送信アンテナ414の例示的な実装形態は、「電気的に小型」(すなわち、波長の数分の一)とすることができ、共振周波数を規定するためにキャパシタを使用することにより、より低い使用可能な周波数において共振するように同調することができる。
【００３１】
送信機404は、送信機404に関連付けられる場合がある受信機デバイスの所在および状態についての情報を収集および追跡することができる。したがって、送信回路406は、(本明細書ではプロセッサとも呼ばれる)コントローラ415に接続される、存在検出器480、閉鎖検出器460、またはこれらの組合せを含むことができる。コントローラ415は、存在検出器480および閉鎖検出器460からの存在信号に応答してドライバ回路424によって送達される電力量を調整することができる。送信機404は、たとえば、建物内にある従来のAC電力を変換するためのAC-DCコンバータ(図示せず)、または従来のDC電源を送信機404に適した電圧に変換するためのDC-DCコンバータ(図示せず)などのいくつかの電源を通して、または直接従来のDC電源(図示せず)から電力を受け取ることができる。
【００３２】
非限定的な例として、存在検出器480は、送信機404のカバレッジエリア内に挿入される、充電されるデバイスの初期存在を検知するために利用される運動検出器とすることができる。検出後に、送信機404をオンにすることができ、デバイスによって受信されたRF電力を用いて、所定の方法でRxデバイス上のスイッチを切り替えることができ、それにより、結果として送信機404の駆動点インピーダンスが変化する。
【００３３】
別の非限定的な例として、存在検出器480は、たとえば、赤外線検出手段、運動検出手段、または他の適切な手段によって人間を検出することできる検出器とすることができる。いくつかの例示的な実施形態では、送信アンテナ414が特定の周波数で送信することができる電力量を制限する規制が存在する場合がある。時として、これらの規制は、人間を電磁放射から保護することを意図している。しかしながら、送信アンテナ414が、たとえば、ガレージ、工場の作業場、店舗などの、人間によって占有されないか、または人間によって占有される頻度が低いエリアに配置される環境が存在する場合もある。これらの環境に人間がいない場合、通常の電力制限規制よりも高く、送信アンテナ414の電力出力を増加させることが許容可能な場合もある。言い換えると、コントローラ415は、人間の存在に応答して、送信アンテナ414の電力出力を規制レベル以下に調整し、人間が送信アンテナ414の電磁場から規制距離の外側にいるとき、送信アンテナ414の電力出力を、規制レベルを超えるレベルに調整することができる。
【００３４】
非限定的な例として、閉鎖検出器460(本明細書では、閉鎖コンパートメント検出器または閉鎖空間検出器と呼ばれる場合もある)は、筐体が閉じた状態にあるか、開いた状態にあるかを判断するための検知スイッチなどのデバイスとすることができる。送信機が閉じた状態の筐体内にあるとき、送信機の電力レベルを増加させることができる。
【００３５】
例示的な実施形態では、送信機404が無制限にオンのままでない方法を用いることができる。この場合、送信機404は、ユーザが決定した時間後に停止するようにプログラミングすることができる。この特徴は、送信機404、特にドライバ回路424が、送信機404の周囲の無線デバイスが十分に充電された後に長く動作することを防ぐ。このイベントは、リピータまたは受信アンテナ218から送信された、デバイスが十分に充電されたという信号を検出するための回路の故障に起因する場合もある。別のデバイスが送信機404の周囲に置かれた場合に送信機404が自動的に停止するのを防ぐために、送信機404の自動停止機能は、送信機404の周囲で運動が検出されなくなってからある設定時間後にのみ起動することができる。ユーザは、非活動時間間隔を決定し、その時間間隔を所望により変更できる場合がある。非限定的な例として、この時間間隔は、デバイスが最初に十分に放電されているという仮定の下で、特定のタイプの無線デバイスを十分に充電するのに必要とされる時間間隔よりも長くすることができる。
【００３６】
図5は、本発明の例示的な実施形態による、図1の無線電力伝達システムにおいて用いられる場合がある受信機508の機能ブロック図である。受信機508は、受信アンテナ518を含む場合がある受信回路510を含む。受信機508は、それに受信電力を提供するためのデバイス550にさらに結合する。受信機508は、デバイス550の外部にあるものとして示されているが、デバイス550に組み込まれる場合があることに留意されたい。エネルギーは、受信アンテナ518に無線で伝搬され、その後、受信回路510の残りの部分を通してデバイス550に結合される場合がある。例として、充電デバイスは、携帯電話、携帯型音楽プレーヤ、ラップトップコンピュータ、タブレットコンピュータ、コンピュータ周辺デバイス、通信デバイス(たとえば、Bluetooth（登録商標）デバイス)、デジタルカメラ、補聴器(および他の医療用デバイス)などのデバイスを含む場合がある。
【００３７】
受信アンテナ518は、送信アンテナ414(図4)と同じ周波数において、または規定された周波数範囲内で共振するように同調させることができる。受信アンテナ518は、送信アンテナ414と同じような寸法にすることができるか、または関連するデバイス550の寸法に基づいて異なるサイズにすることができる。例として、デバイス550は、送信アンテナ414の直径または長さよりも小さい直径寸法または長さ寸法を有するポータブル電子デバイスとすることができる。そのような例では、受信アンテナ518は、同調キャパシタ(図示せず)のキャパシタンス値を下げ、受信コイルのインピーダンスを上げるために多巻(multi-turn)コイルとして実装することができる。例として、受信アンテナ518は、アンテナ径を最大化し、受信アンテナ518のループ巻き(すなわち、巻線)数を少なくし、巻線間キャパシタンスを下げるために、デバイス550の実質的な外周の回りに配置することができる。
【００３８】
受信回路510は、受信アンテナ518に対するインピーダンス整合をもたらすことができる。受信回路510は、受信されたRFエネルギー源をデバイス550によって使用するための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、RF-DC変換器520を含み、DC-DC変換器522を含むこともできる。RF-DC変換器520は、受信アンテナ518において受信されたRFエネルギー信号を、Vrectによって表される出力電圧を有する非交流電力に整流する。DC-DC変換器522(または他の電力レギュレータ)は、整流されたRFエネルギー信号を、VoutおよびIoutによって表される出力電圧および出力電流を有する、デバイス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、レギュレータ、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、種々のRF-DC変換器が企図される。
【００３９】
受信回路510は、受信アンテナ518を出力変換回路506に接続するか、または代替的には出力変換回路506から切断するためのスイッチング回路512をさらに含むことができる。電力変換回路506から受信アンテナ518を切断することにより、デバイス550の充電を中断するだけでなく、送信機404(図2)から「見える」ような「負荷」も変更する。
【００４０】
上記で開示されたように、送信機404は、送信機ドライバ回路424に与えられるバイアス電流の変動を検出することができる負荷検知回路416を含む。したがって、送信機404は、受信機が送信機の近接フィールド内に存在する時点を判断するための機構を有する。
【００４１】
複数の受信機508が送信機の近接フィールド内に存在するとき、他の受信機がより効率的に送信機に結合できるようにするために、1つまたは複数の受信機のローディングおよびアンローディングを時分割多重化することが望ましい場合がある。また、受信機508はまた、他の近くの受信機への結合を解消するか、または近くの送信機へのローディングを弱めるためにクローキングすることができる。受信機のこの「アンローディング」は、本明細書において「クローキング」としても知られる。さらに、受信機508によって制御され、送信機404によって検出される、アンローディングとローディングとの間のこの切替は、以下でさらに十分に説明されるように、受信機508から送信機404への通信機構を提供することができる。さらに、その切替に、受信機508から送信機404にメッセージを送信できるようにするプロトコルを関連付けることができる。例として、切替速度は、100μ秒程度とすることができる。
【００４２】
例示的な実施形態では、送信機404と受信機508との間の通信は、従来の双方向通信(すなわち、結合フィールドを用いる帯域内シグナリング)ではなく、デバイス検知/充電制御機構を指している。言い換えると、送信機404は、エネルギーが近接フィールドで利用可能であるか否かを調整するために送信信号のオン/オフキーイングを用いることができる。受信機は、これらのエネルギー変化を、送信機404からのメッセージとして解釈することができる。受信機側から、受信機508は、フィールドから受け入れている電力量を調整するために受信アンテナ518の同調および離調を用いることができる。場合によっては、同調および離調は、スイッチング回路512を介して達成することができる。送信機404は、フィールドから使用されるこの電力差を検出し、これらの変化を受信機508からのメッセージとして解釈することができる。送信電力および負荷挙動の他の形態の変調も利用できることに留意されたい。
【００４３】
受信回路510は、送信機から受信機への情報シグナリングに対応することができる、受信エネルギーの変動を識別するために用いられるシグナリング検出器/ビーコン回路514をさらに含むことができる。さらに、シグナリングおよびビーコン回路514を用いて、低減されたRF信号エネルギー(すなわち、ビーコン信号)の送信を検出することもでき、無線充電用の受信回路510を構成するために、その低減されたRF信号エネルギーを整流して、受信回路510内の電力を供給されていない回路または電力を使い果たした回路のいずれかを呼び起こすための公称電力を生成することもできる。
【００４４】
受信回路510は、本明細書で説明するスイッチング回路512の制御を含む、本明細書において説明される受信機508のプロセスを協調させるためのプロセッサ516をさらに含む。また、充電電力をデバイス550に与える外部の有線充電源(たとえば、壁/USB電力)の検出を含む他のイベントが発生すると、受信機508のクローキングを行うこともできる。プロセッサ516は、受信機のクローキングを制御することに加えて、ビーコン状態を判断し、送信機404から送信されたメッセージを抽出するためにビーコン回路514を監視することもできる。プロセッサ516は、性能を改善するためにDC-DC変換器522を調整することもできる。
【００４５】
図6は、図4の送信回路406において用いられる場合がある送信回路600の一部分の回路図である。送信回路600は、図4において先に説明されたような、ドライバ回路624を含むことができる。ドライバ回路624は、図4に示されたドライバ回路424と同様であり得る。上記のように、ドライバ回路624は、矩形波を受信し、送信回路650に提供される正弦波を出力するように構成することができるスイッチング増幅器とすることができる。場合によっては、ドライバ回路624は、増幅器回路と呼ばれる場合もある。ドライバ回路624はクラスＥ増幅器として示されるが、本発明の実施形態によれば、任意の適切なドライバ回路624を用いることができる。ドライバ回路624は、図4に示されるように、発振器423からの入力信号602によって駆動することができる。また、ドライバ回路624は、送信回路650を通して送達される場合がある最大電力を制御するように構成される駆動電圧VDを与えられる場合もある。高調波を解消または低減するために、送信回路600は、フィルタ回路626を含むことができる。フィルタ回路626は、3極(キャパシタ634、インダクタ632、およびキャパシタ636)ローパスフィルタ回路626とすることができる。
【００４６】
フィルタ回路626によって出力された信号は、アンテナ614を備える送信回路650に与えることができる。送信回路650は、ドライバ回路624によって与えられたフィルタ処理済み信号の周波数において共振することができるキャパシタンス620およびインダクタンス(たとえば、アンテナのインダクタンスもしくはキャパシタンスによるか、または追加のキャパシタ構成要素による場合がある)を有する直列共振回路を含むことができる。送信回路650の負荷は、可変抵抗器622によって表すことができる。この負荷は、送信回路650から電力を受け取るように置かれた無線電力受信機508の関数とすることができる。
【００４７】
上述されたように、緩く結合された無線電力システムは、送信機404および受信機508を含む。送信機404は、受信機508に結合し、磁気エネルギーを電気エネルギーに変換する磁場を生成する。受信機508は、電気エネルギーを利用する、充電されるべきデバイスに接続される。上記で示されたように、充電されるデバイスは、携帯電話、コンピュータ、Bluetooth（登録商標）ヘッドセットなどの任意の電子ハードウェアであり得る。送信機404は、通信リンク(たとえば、Bluetooth（登録商標）、zigbee、Wi-Fi、セルラーなど)を介して、任意の所与の受信機508と通信することができる。通信リンクにより、受信機508が送信機404にフィードバックデータを送ることが可能になり、その結果、送信機404は、その磁場の強度を変更して、伝達される電気エネルギーを調整することができる。受信機508は、送信機404と通信し、送信機404のシステム制御パラメータに従って機能することができる場合、「準拠」していると考えることができる。
【００４８】
送信機404が磁場を生成するので、電気エネルギーは、送信機404によって生成された磁場に結合する何にでも伝達することができる。これには、「準拠」受信機および任意の他の「非準拠」物体が含まれる。一態様では、「非準拠」物体は、システム制御パラメータまたは他のあらかじめ定義されたシステム要件もしくは特徴に違反する、任意の物体またはデバイスであると考えることができる。いくつかの例には、システム設計または動作要件を満足することができない受信機、損傷した受信機、種々の物体などが含まれ得る。たとえば、金属であるか、または磁場に結合することが可能な任意の物体は、電気エネルギーを吸収することができ、「非準拠」デバイスであると考えることができる。このエネルギーは、物体を損傷するか、ユーザを害するか、送信機404を損傷するか、または他の安全問題を引き起こす可能性がある熱の形態で散逸される。磁場に結合する「非準拠」物体の他の例には、宝飾品、キーホルダ、眼鏡、他の金属物などがある。送信機404は、これらの物体と通信することができないので、非準拠物体によって消費される電気エネルギーを調整または検出する方法をもたない。非準拠物体検出システムがなければ、送信機404は、いつまでも非準拠デバイスに電力を伝達することを続ける可能性がある。これにより、送信機404に対する火災、潜在的な損傷、および/または加熱された物体に接触するユーザに対する火傷がもたらされる可能性がある。
【００４９】
一態様では、一例によれば、送信機404の負荷のリアクタンスを測定すること、および連続する測定値を使用して変化を探すことによって、物体を検出することができる。新しい通信リンクが確立されずに十分に大きいリアクタンスシフトが発生した場合、送信機404は、金属物が磁場の中に配置され、リアクタンスシフトを引き起こしたと判断することができる。通信リンクが確立されなかったので、送信機404は、物体が非準拠物体であると検出することができる。いくつかの態様では、いくつかの非準拠物体がいかなるリアクタンスシフトも生成せずに大量の電気エネルギーを吸収することができるので、この手法は信頼性が低い場合がある。加えて、動的なエネルギー需要を有する準拠受信機508は、送信機404に非準拠物体を誤って検出させる可能性がある動的なリアクタンスシフトを引き起こす。
【００５０】
本明細書に記載されるいくつかの態様は、「非準拠物体」を検出するための方法および装置を対象とする。いくつかの実施形態によれば、送信機404は、送信機404と受信機508の両方で取られたシステム測定値を使用して、非準拠物体が送信機404によって生成された磁場の中に存在するかどうかを高い確率で判定することができ、非準拠物体は指定されたしきい値よりも大きい電力を消費している。一態様では、送信機404は、送信機コイル414への測定された電力、受信機からの(たとえば、RF-DCコンバータ520からの)測定された電力、およびシステム内の電力損失を比較することができる。たとえば、送信機404は、あらかじめ定義されたアルゴリズム(たとえば、以下でさらに記載される損失電力アルゴリズム)を使用して、電力比較に基づいて様々な結果を計算することができる。損失の主原因である送信機404の測定値と受信機508の測定値との間の差分により、非準拠物体が存在し電力を消費しているかどうかの判定が可能になる。このようにして、送信機404は、「損失電力」または「システム電力損失」の量を特定することができる。一例では、システム電力損失の量はさらに、送信機404の電力レベル測定値と受信機508によって受信された電力レベルとの間の差分に基づく場合がある。たとえば、送信機コイル414への測定された電力と各受信機508によって消費された電力の合計との間の差分が正である(たとえば、損失電力がある)場合、何らかの非準拠物体が電力を消費している可能性がある。たとえば、送信機404は、非準拠物体が存在すると判断する前に、損失電力の他の潜在源、たとえば、受信機508によって消費される電力、受信機508の負荷に送達される電力、受信機508内で散逸される電力などを考慮または要因に入れることができる。
【００５１】
例示的な方法によれば、送信機コイル414への電流および電力が測定される。加えて、受信機整流器520からの電圧および電流が測定される。ユニット間の許容差および測定誤差が説明される。送信機404の電力測定値と受信機整流器の出力との間の電力損失が特定される。これらの測定値に基づき、測定誤差ならびにユニット間の許容差および損失を考慮に入れると、非準拠物体が存在し、電力を消費しているものとして検出される場合がある。
【００５２】
一態様によれば、受信機508は、受信機508によって散逸された電力量を示すメッセージを送信機404に送信することができる。一態様では、散逸された電力量は、RF-DCコンバータ520に対して(たとえば、整流器のダイオードの出力に対して)受信整流器によって散逸された受信機の電力の割合を表すことができる。
【００５３】
一実施形態の別の態様によれば、電力損失特定に関係する受信機の測定値は、指定された時間遅延内に更新されるか、または有効のままであり得る。たとえば、整流器の出力における電圧(Vrect)または整流器の出力における電流(Irect)などの値は、何らかの報告間隔に先行する時間期間中に更新されるか、または有効であると知られる場合がある。VrectおよびIrectの測定は、互いのある時間期間内に行われる(たとえば、互いの1ms内に取られる)場合がある。これにより、(たとえば、充電されるべきデバイスがその電力消費を迅速に変更するにつれて)迅速な動的負荷変更に応答することが可能になり得る。
【００５４】
上述されたように、送信された電力を受信された電力と比較するとき、送信機404は様々なシステム電力損失を考慮に入れる。たとえば、金属(たとえば、開回路受信機508内の金属物)が送信機404によって生成された磁場に投入されると、所与の受信機508に金属内で(たとえば、以下誘導加熱と呼ばれる)熱の形態で電力を散逸させる可能性がある渦電流が生成される場合がある。金属物の中で散逸される電力量は、いくつかの要因、すなわち物体のサイズ/形状、磁場の強度、および送信機共振器の設計によって決まる場合がある。これらの変数の各々は、任意の所与の受信機508に充電する任意の所与の送信機404について異なる場合がある。散逸される電力も、送信機に対する受信機の位置に応じて変化する。したがって、本明細書に記載される実施形態によれば、どれだけの電力が損失されているかを定量化するために、システムは、これらの変数の各々にかかわらず誘導加熱に対してどれだけの電力が損失されたかを特定または定量化することができる。たとえば、送信機404は、損失電力計算への準拠受信機ごとの誘導加熱損失を考慮に入れることができる。
【００５５】
一態様では、誘導加熱に対する電力損失は抵抗器としてモデル化される場合があり、抵抗器は、一手法では、送信機404のコイル抵抗と直列である(たとえば、その関数である)と考えることができる。たとえば、大きいモデル抵抗器の値を有する受信機508は、より小さいモデル抵抗器の値を有する受信機508よりも多くの電力を散逸する可能性がある。抵抗器の値は、本明細書では、抵抗器の値、抵抗器、電力損失抵抗、電力損失抵抗値、変数(たとえば、deltaR1)などと呼ばれる場合がある。抵抗器の値は、受信機508内の誘導加熱からの電力損失の量を示す/導出するために使用される場合がある。一態様では、電力損失抵抗は、コントローラ415によって計算される場合がある。抵抗器の値は、抵抗器の値の範囲が最小および最大の抵抗器の値を表すために確立され得るように、「変数」であり得る。たとえば、抵抗器の値は、送信機404に対する受信機508の位置、ならびに受信機508と別の受信機の間で異なる設計に基づいて変わる場合がある。さらに、抵抗器の値は、送信機404と別の送信機の間で変わる場合がある。たとえば、第1の送信機に関連付けられると、受信機508は、約0.4Ωから約0.7Ωまでの範囲の抵抗器の値を示す場合がある。一方、第2の送信機に関連付けられると、受信機508は、約0.05Ωから約0.1Ωまでの範囲の抵抗器の値を示す場合がある。すべての数値例は例示のためにすぎないことを理解されたい。
【００５６】
そのため、一実施形態によれば、受信機508は、誘導加熱損失に対する受信機508の影響を示すメッセージを送信機404に送信するように構成される。メッセージは、受信機が開回路共振器を用いて送信機から電力を受信するように配置されたときの、送信機共振器の測定された抵抗における変化に対応する場合がある、電力損失抵抗を示す情報を含む場合がある。一実施形態によれば、受信機508は、送信機404に、受信機508が受信機のグループに属することを示すグループ識別子を送ることができる。受信機のグループは、たとえば、オームで計測された、(上述されたように)定義された範囲内にある電力損失抵抗(たとえば、受信機によって与えられる最大電力損失抵抗)を有する受信機に対応する場合がある。たとえば、第1のグループは、約0Ωと約0.25Ωとの間の電力損失抵抗を有する受信機を定義する場合があり、第2のグループは、約0Ωと約1.75Ωとの間の電力損失抵抗を有する受信機を定義する場合がある。定義された範囲は、限定はしないが、約0Ωと約10Ωとの間の任意の範囲などの任意の範囲であり得る。誘導抵抗量が未知である場合、受信機508は、未知の値を示すメッセージを送ることができる。この場合、送信機404は、いかなる損失電力の検出も無効にするように決定することができる。
【００５７】
(たとえば、受信機ごとの固有値ではなく)受信機のグループのグループ識別子を送信すると、いくつかの恩恵が与えられる場合がある。一態様では、様々な設計を有する様々な送信機に対して受信機508が再配置および/または配置されるとき、受信機508が送信機に対するその電力損失抵抗を動的に特定し、絶えずこの値を送信することは困難であり得る。一態様では、電力損失抵抗は、受信機508と送信機404の両方に基づいて著しく変化する場合がある。受信機508は、それ自体の影響を正確に報告することが可能であり得るが、いくつかの態様では、送信機404によって引き起こされる変化を説明することが可能ではない場合がある。グループ識別子を送信すると、様々な構成を有するいくつかの様々な送信機が、各タイプの受信機508にどのように応答するかを知ることが可能になり得る。たとえば、第1のグループに属する受信機508は、第1のクラスの送信機404に対する約0Ωと約2Ωとの間の範囲の電力損失抵抗、第2のクラスの送信機404に対する約0Ωと約1Ωとの間の範囲の電力損失抵抗を引き起こす場合がある。グループ識別子を使用することによって、様々なタイプの送信機は、各送信機に受信機が引き起こす様々な電力損失抵抗を特定する情報を導出することが可能であり得る。各グループは、あらかじめ定義された送信機404の設計に対して所与の受信機508をテストすることによって定義される場合がある。これは以下でより詳細に記載される。
【００５８】
一実施形態の一態様によれば、送信機404は、受信機508が送信機404の位置に対して(たとえば、送信機404の表面の周りを)移動したときの、あらゆる可能な電力損失抵抗値を説明しない場合がある。代わりに、上述されたように、送信機404は、受信機508によって報告または提示された最大電力損失抵抗値を使用して、システム動作点を前提とする(たとえば、受信機508の金属に対する)最大可能電力損失を定量化することができる。
【００５９】
一実施形態によれば、各受信機508は、電力損失抵抗値の範囲に対応するあるグループ(たとえば、電力損失抵抗グループ)の指示を送るか、または報告する。一例では、各受信機508は、あるグループの指示(たとえば、グループ識別子)を報告するために送信パケットフィールドなどを使用することができる。一態様では、各受信機508は、以下でさらに記載されるように、グループ仕様の順守を維持しながら、最も低い最大電力損失抵抗値をグループに報告することができる。各電力損失抵抗グループは、送信機ごとの可能な電力損失抵抗値の範囲を制限することができる。たとえば、すべての「グループ1」の受信機によって与えられる電力損失抵抗は、第1の送信機404についてのある範囲(たとえば、約0Ωから約1.5Ωまで)の間にあるように、第2の送信機についての異なる範囲(たとえば、約0Ωから約0.7Ωまで)の間にあるように、定義される場合がある。一態様では、グループごとの最小電力損失抵抗は、すべての送信機について約0Ωであるように定義される場合があり、その結果、受信機508は、その誘導加熱を増加させるように強制されることを防止される場合がある。
【００６０】
既存の送信機共振器の場合、電力損失抵抗グループは、所定の既存の共振器設計に基づいて定義される場合がある。一態様では、既存の受信機は、各々複数のあらかじめ定義されたグループのうちの1つに入る場合があり、各グループは抵抗値の範囲を備える。たとえば、複数のグループ内の各グループは、ゼロの最小電力損失抵抗値を備える場合がある。各グループは、一例では、たとえば、約0.05Ωから約10Ωまでの範囲の異なる最大電力損失抵抗値を備える場合もある。別の態様では、各送信機404は、たとえば、テーブル内で、複数のグループの各々についての最大許容電力損失抵抗値を定義することができる。
【００６１】
図7を参照すると、本開示の態様による、無線電力伝達用の第1の装置704(たとえば、図4の送信機404などの送信機)、および、無線電力を受信するための第2の装置708(たとえば、図5の受信機508などの無線電力受信機)の機能ブロック図700が提供されている。第1の装置704は、電力伝達構成要素714、第1の通信トランシーバ710、ならびに、電力伝達構成要素714および通信トランシーバ710に動作可能に結合されたコントローラ回路715(たとえば、図4のコントローラ415)を含む場合がある。別々の通信受信機および通信送信機が通信トランシーバ710の代わりに使用される場合があることに留意されたい。一実施形態では、電力伝達構成要素714は、アンテナ、たとえば、図4のアンテナ414などを備える場合がある。電力伝達構成要素714は、無線電力受信機708の負荷に充電または給電するのに十分な電力レベルで、無線電力受信機708に無線電力705を送信することができる。一例として、電力伝達構成要素714は、無線電力受信機708に電力を伝達するための交番磁場を生成するように構成されたコイルであり得る。
【００６２】
無線電力受信機708は、電力受信構成要素718を含む場合がある。一実施形態では、電力受信構成要素718は、アンテナ、たとえば、図5のアンテナ518などを備える場合がある。一態様では、電力受信構成要素718は、無線電力受信機708の負荷に充電または給電するのに十分な電力レベルで、電力伝達構成要素714から無線電力705を受信することができる。
【００６３】
無線電力受信機708はさらに、通信トランシーバ711を含む場合がある。別々の通信受信機および通信送信機が通信トランシーバ711の代わりに使用される場合があることに留意されたい。通信トランシーバ711は、第1の通信トランシーバ710にメッセージ706を送るように構成される場合がある。一実施形態では、メッセージ706はグループ識別子を含む場合がある。一態様では、無線電力受信機708は、グループ識別子に関連付けられる場合がある。一態様では、グループ識別子は、あらかじめ定義されたグループのリストに関連付けられる場合があり、各グループは抵抗値の範囲を備える。一態様では、グループ識別子は、無線電力受信機708のファームウェアおよび/またはソフトウェアに記憶される場合がある。別の態様では、複数の無線電力受信機708が存在する場合があり、無線電力受信機708の各々は、無線電力受信機708に関連付けられたグループ識別子を含むメッセージを送ることができる。さらに別の態様では、コントローラ回路715は、次いで、その中のグループ識別子に基づいて、複数のメッセージの各々の(たとえば、以下でさらに記載される)電力損失値を集めることができる。たとえば、コントローラ回路715は、複数のメッセージに基づいて、複数の無線電力受信機708によって引き起こされた誘導加熱に起因する電力損失の総量を特定することができる。別の例では、グループ識別子に加えて、メッセージ706は、最大抵抗値を含む場合もある。
【００６４】
上記および下記でさらに記載されたように、コントローラ回路715は、グループ識別子に基づいて電力損失値を特定するように構成される場合がある。一例では、電力損失値は、グループ識別子に関連付けられたグループのメンバである1つまたは複数の無線電力受信機(たとえば、無線電力受信機708)によって与えられる誘導加熱に起因する電力損失を示す場合がある。別の例では、電力損失値はさらに、無線電力受信機708内の金属物によって引き起こされた、電力伝達構成要素714の直列抵抗における増加量を示す場合がある。別の態様では、誘導加熱に起因する電力損失は、誘導加熱に起因して無線電力受信機708内で散逸された電力量を示す場合がある。一例では、コントローラ回路715は、電力損失値がしきい値を超えたかどうかを判定することができる。電力損失値がしきい値を超えた場合、コントローラ回路715は、装置704の電力レベルを減少させるか、または装置704を使用不可にすることができる。
【００６５】
たとえば、図6〜図11に関して記載される方法を使用して、コントローラ回路715は、受信されたグループ識別子に少なくとも部分的に基づいて、無線電力受信機708が特定の電力損失抵抗グループに属すると判断することができる。一例では、コントローラ715は、無線電力受信機708の正確な電力損失抵抗値を特定しない場合がある。しかしながら、特定の電力損失抵抗グループに基づいて、コントローラ回路715は、無線電力受信機708の電力損失抵抗値が特定のグループによって定義された最大電力損失抵抗限界を超えないと判断することができる。一例として、コントローラ回路715は、所与の無線電力受信機708についての最大誘導加熱散逸が、以下で提供される式1によって計算される特定の値を超えないと判断することができる。
【００６６】
1つの例示的な手法では、
【００６７】
【数１】
0006356804.tif 000002
【００６８】
(式1)、ここで、ITXは第1の装置704のコイルへの電流を表し、
【００６９】
【数２】
0006356804.tif 000003
【００７０】
は、グループ識別子に関連付けられた最大抵抗値(たとえば、抵抗値の範囲の最大値)を表し、DissMaxは所与の無線電力受信機708についての最大誘導加熱散逸値を表す。
【００７１】
無線電力受信機708についての実際の誘導加熱散逸は、DissMaxのレベルに達しない場合があり、コントローラ回路715は、様々な損失電力のアルゴリズムまたは計算においてDissMaxを使用することができ、その結果、電力損失の最悪のシナリオを説明することができる。一例では、これは、DissMaxと実際の誘導加熱散逸との間の差分を表す理論上の「余剰電力」を生成することができ、その結果、外来物は余剰電力を消費することができる。言い換えれば、余剰電力は、許容できる外来物の電力消費の合計を増加させる他の潜在的なシステムの不確実性に加えて、誘導加熱散逸におけるシステムの不確実性の結果として、許容できる外来物の電力消費を表すことができる。一態様では、コントローラ回路715が差分ベースの損失電力アルゴリズムとは対照的な絶対損失電力アルゴリズムを使用するとき、外来物は余剰電力を消費することができる。
【００７２】
余剰電力の1つの説明のための例では、無線電力受信機708は、1オームの
【００７３】
【数３】
0006356804.tif 000004
【００７４】
を有する特定のグループに属する場合がある。特定の送信機(たとえば、図4の送信機404)と関連付けられると、この特定の無線電力受信機708の実際の電力損失抵抗値は、約0.1Ωと約0.7Ωとの間で変化する場合がある。この実際の抵抗の変化は、無線電力受信機708が送信機404に関連付けられた位置によって決まる場合がある。簡単のために、無線電力受信機708が送信機404に関連付けられ得る3つの位置が存在する場合があり、各々は異なる実際の電力損失抵抗値を引き起こす。さらに、上述されたように、送信機404は、変化するITX値を有する場合がある。このシナリオはTable 1(表1)に以下で示され、ここでは簡単のために、2つのITX値が考慮され、各々の両方について3つの無線電力受信機708の位置が考慮される。表はさらに、(例示のための)実際の誘導加熱、(式1によって計算された)DissMax、および、DissMaxと実際の誘導加熱値との間の差分を表す潜在的な「余剰電力」の量を示す。
【００７５】
【表１】
0006356804.tif 000005
【００７６】
図8は、上述されたように、(「グループ」と呼ばれる場合もある)電力損失抵抗グループが様々な無線電力送信機(たとえば、図4の送信機404)についてどのように定義され得るかを示す図である。一例では、第1の送信機704の各グループは、各々が異なる最大電力損失抵抗値を含む電力損失抵抗値の異なる範囲を定義する。既存の受信機Rx1およびRx2は、それぞれグループ1およびグループ2に入る。そのため、第1の送信機704は、グループごとの電力損失抵抗限界(たとえば、最大電力損失抵抗値)を有する。「グループ1」の受信機としての資格を得るために、受信機508は、いかなる送信機404(たとえば、第1の送信機704および/または任意の他の送信機構成)に対しても、そのグループの電力損失抵抗限界を超えてはならない。単一の送信機(たとえば、第1の送信機704)に対する各グループの限界(たとえば、最大電力損失抵抗値)の例示的な概要は次の通りであり得る。
【００７７】
【表２】
0006356804.tif 000006
【００７８】
システムに新しい送信機共振器を導入すると、電力損失抵抗範囲は、図9に関してさらに記載されるように、既存の受信機について特徴付けられる場合がある。
【００７９】
図9は、第2の送信機804(たとえば、「送信機2」)について図8を参照して上述された、既存の受信機(たとえば、Rx1およびRx2)について、電力損失抵抗グループ範囲がどのように特徴付けられるかを示す図である。上述されたように、最大電力損失抵抗値の限界は、既存の電力損失抵抗グループ(たとえば、図8のグループ1〜3)ごとに、受信機(たとえば、Rx1およびRx2)ごとに定義される場合がある。第2の送信機804についてのグループ限界は、既存の受信機Rx1およびRx2が異なる送信機(たとえば、送信機1 704)に関連付けられたそれらのそれぞれのグループの資格を得るように、定義される場合がある。言い換えれば、図8に関して記載されたように、受信機(たとえば、Rx1およびRx2)は、最初に、第1の送信機(たとえば、送信機1 704)に関していくつかのグループ(たとえば、グループ1〜3)として報告するように構成される場合がある。その後、以下で図10に関してさらに記載されるように、新しい送信機(たとえば、送信機2 804)に対するグループ限界は、受信機(たとえば、Rx1およびRx2)が送信するようにすでに構成されたグループに適応するように、調整される場合がある。たとえば、図示されたように、第2の送信機804にRx1によって与えられる電力損失抵抗は、第1の送信機704にRx1によって与えられる電力損失抵抗と実質的に同様である。そのため、第1の送信機704と第2の送信機804の両方についてのグループ1の範囲は、実質的に同様に定義される場合が潜在的にある。しかしながら、第2の送信機804にRx2によって与えられる電力損失抵抗は、第1の送信機704にRx2によって与えられる電力損失抵抗とは異なる。この例では、グループ2用の抵抗範囲は、第1の送信機704によって定義されたグループ2用の抵抗範囲と比較して、第2の送信機804について異なるように定義される。結果として、Rx2は各送信機704および804に「グループ2」を報告し続けることができるが、各送信機704および804は、図6に関して上述された電力損失計算全体を特定するために、異なる電力損失抵抗値を使用することができる。
【００８０】
図10は、図9に関して記載されたように、第2の送信機804について新しい電力損失抵抗グループ定義がどのように提供されるかを示す図である。「グループ1」の受信機(たとえば、図5の受信機508)としての資格を得るために、受信機508は、第1の送信機704または第2の送信機804のいずれかに対してグループ1の最大電力損失抵抗値の限界を超えない場合がある。上述されたように、電力損失抵抗グループ範囲の定義は、第2の送信機804について調整される場合がある。一例では、これにより、第1の送信機704と比較して第2の送信機804に受信機が報告することができる電力損失抵抗値における差分に適応しながら、既存の受信機508がそれらの以前定義されたグループを報告することが可能になり得る。送信機(たとえば、第1の送信機704および第2の送信機804)の各々に対する各グループの限界(たとえば、最大電力損失抵抗値)の例示的な比較は、
【００８１】
【表３】
0006356804.tif 000007
【００８２】
を含む場合がある。
【００８３】
新しい受信機共振器の設計が導入されると、受信機508は、宣言および報告する受信機グループを特定することができる。この場合、受信機508は、その電力損失抵抗が任意の既存の送信機共振器に対して関連するグループ用の限界を超えないように、報告するグループを特定することができる。これは図11に関して以下でさら記載される。
【００８４】
図11は、(たとえば、図6〜図10に関して記載されたように、)各々の既存の送信機に与えられた電力損失抵抗に基づいて、送信機(たとえば、送信機1 704および/または送信機2 804)に報告する電力損失抵抗グループを特定する、新しい受信機(たとえば、受信機508)、Rx3を示す図である。この例では、図示されたように、第1の送信機704と関連付けられると、Rx3についての最大電力損失抵抗値は、グループ2用の最大電力損失抵抗限界を超えない。こうして、この例では、Rx3は、第1の送信機704に関してグループ2の受信機としての資格を得ることができる。しかしながら、第2の送信機804と関連付けられると、Rx3についての最大電力損失抵抗値は、第2の送信機804によって定義されたグループ2用のあらかじめ定義された限界を超える。いくつかの例では、受信機(たとえば、Rx3)は、すべての送信機(たとえば、第1の送信機704および/または第2の送信機804)に同じ電力損失抵抗グループを報告することができる。一例では、同じ電力損失抵抗グループは、受信機が資格を得た最も高い最大電力損失抵抗値を含むグループを含む場合がある。したがって、この例では、Rx3は、Rx3がグループ3に属することをすべての送信機に報告することができる。
【００８５】
電力損失抵抗を考慮に入れることについての別の実施形態によれば、送信機404は、低電力ビーコンモード(たとえば、受信機の検出用に低レベルで電力を周期的に送信する低電力モード)にある間電力測定を行い、測定された実際の電力をそのメモリに記憶することができる。受信機508が出力を可能にする前に送信機404との接続を確立すると、受信機508は、別の電力測定を行い、それを記憶された値と比較することができる。差分は、受信機508についての電力損失抵抗値を見出すために使用される場合がある。こうして、これにより、受信機508が送信機404と接触するとき(たとえば、受信機508が送信機404の上に載せられたとき)、送信機404が受信機508の電力損失抵抗値を計算することが可能になり得る。
【００８６】
さらに別の実施形態によれば、すべての送信機404および受信機508(たとえば、各プラットフォーム)は、一意のシリアル番号を割り当てられる場合がある。一例では、一意のシリアル番号は4つの数字を含む場合がある。その例では、9,999個までの送信機404のプラットフォームおよび9,999個の受信機508のプラットフォームを一意に識別することができる。一意のシリアル番号により、すべての送信機404および受信機508が、関連する受信機508の最大電力損失抵抗値を関連する送信機404に通信することが可能になり得る。
【００８７】
一例では、新しい送信機404がシステムに導入されたときにシリアル番号を割り当てられる場合がある。次いで、任意の既存の受信機508の最大電力損失抵抗値が新しい送信機404上で測定され、テーブルに記憶される。このプロセスから生成される例示的なテーブルが以下のTable 4(表4)に示される。一態様では、テーブルは送信機404のメモリに記憶される場合がある。
【００８８】
【表４】
0006356804.tif 000008
【００８９】
別の例では、新しい受信機508が送信機404に結合し、送信機404がそのシリアル番号を受信機508に報告する。受信機508は、報告された送信機のシリアル番号を(たとえば、そのNVRAMに記憶された)そのテーブル内のシリアル番号と照合するように試みることができる。そのようなテーブルの例がTable 5(表5)に示される。受信機508が一致を見出した場合、受信機508はシリアル番号に関連付けられた最大電力損失抵抗値を報告することができる。一致が見出されなかった場合、受信機508はそのシリアル番号を送信機404に報告することができる。次いで、送信機404は、受信機のシリアル番号をそのテーブル内のシリアル番号と照合し、それに応じて関連する最大電力損失抵抗値を使用することができる。
【００９０】
【表５】
0006356804.tif 000009
【００９１】
さらに別の実施形態によれば、複数の受信機508の合計が2つのデバイスの測定された実際の抵抗値と一致しない場合、システムは、
【００９２】
図12は、本発明の例示的な実施形態による、無線電力伝達用の例示的な方法1200のフローチャートである。ブロック1202において、負荷に充電または給電するのに十分な電力レベルで、電力伝達構成要素から無線電力受信機に電力が無線で送信される。ブロック1204において、無線電力受信機からメッセージが受信され、メッセージはグループ識別子を含む。ブロック1206において、グループ識別子に基づいて電力損失値が特定され、電力損失値は、グループ識別子に関連付けられたグループのメンバである1つまたは複数の無線電力受信機によって与えられる誘導加熱に起因する電力損失を示す。
【００９３】
図13は、本発明の例示的な実施形態による、無線電力伝達用の装置1300の機能ブロック図である。装置は、図1〜図12に関して説明された様々なアクションのための手段1302、1304、および1306を備える。
【００９４】
上記の方法の種々の動作は、種々のハードウェアおよび/またはソフトウェアコンポーネント、回路および/またはモジュールなどの、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することができる。一般に、図に示される任意の動作は、それらの動作を実行することが可能な対応する機能手段によって実行することができる。たとえば、負荷に充電または給電するのに十分な電力レベルで、電力伝達構成要素から無線電力受信機に無線で電力を送信するための手段は、電力伝達構成要素および/または電力伝達構成要素のコイルを備える。加えて、無線電力受信機からメッセージを受信するための手段は、通信受信機を備える場合があり、メッセージはグループ識別子を含む。加えて、グループ識別子に基づいて電力損失値を特定するための手段は、電力伝達構成要素および通信受信機に動作可能に結合されたプロセッサおよび/またはコントローラ回路を備える場合があり、電力損失値は、グループ識別子に関連付けられたグループのメンバである1つまたは複数の無線電力受信機によって与えられる誘導加熱に起因する電力損失を示す。
【００９５】
別の例として、デバイスの負荷に充電または給電するのに十分な電力レベルで、電力伝達構成要素から無線電力を受信するための手段は、電力受信構成要素を備える場合がある。加えて、通信受信機にメッセージを送るための手段は、通信送信機を備える場合があり、メッセージはグループ識別子を含み、デバイスはグループ識別子に関連付けられたグループのメンバであり、グループ識別子はあらかじめ定義されたグループのリストに関連付けられ、各グループは抵抗値の範囲に関連付けられる。
【００９６】
多種多様な技術および技法のうちのいずれかを使用して情報および信号を表すことができる。たとえば、上記の説明全体にわたって参照される場合があるデータ、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、磁界または磁性粒子、光場または光学粒子、あるいはそれらの任意の組合せによって表すことができる。
【００９７】
本明細書において開示される実施形態に関して説明された種々の例示的な論理ブロック、モジュール、回路、およびアルゴリズムステップは、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することができる。ハードウェアとソフトウェアのこの互換性を明確に示すために、種々の例示的な構成要素、ブロック、モジュール、回路、およびステップが、これまで概してそれらの機能に関して説明されてきた。そのような機能をハードウェアとして実装するか、ソフトウェアとして実装するかは、特定のアプリケーションおよび全体的なシステムに課される設計上の制約による。説明された機能は特定のアプリケーションごとに様々な方法で実装される場合があるが、そのような実装形態の決定は、本発明の実施形態の範囲からの逸脱を生じるものと解釈されるべきではない。
【００９８】
本明細書において開示される実施形態に関して説明された種々の例示的なブロック、モジュール、および回路は、汎用プロセッサ、デジタルシグナルプロセッサ(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ロジック、個別ハードウェア構成要素、または、本明細書において説明される機能を実行するように設計されたそれらの任意の組合せを用いて、実装または実行することができる。汎用プロセッサはマイクロプロセッサとすることができるが、代替形態では、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、またはステートマシンとすることができる。また、プロセッサは、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コアと連携する1つまたは複数のマイクロプロセッサ、あるいは任意の他のそのような構成として実装することができる。
【００９９】
本明細書において開示される実施形態に関連して説明された方法またはアルゴリズムのステップおよび機能は、そのままハードウェアにおいて、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において、またはその2つの組合せにおいて具現化することができる。ソフトウェアにおいて実装される場合、それらの機能は、1つもしく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、あるいは非一時的コンピュータ可読媒体を介して送信される場合がある。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、リードオンリーメモリ(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、当技術分野で既知の任意の他の形態の記憶媒体の中に常駐することができる。記憶媒体は、プロセッサが記憶媒体から情報を読み取り、記憶媒体に情報を書き込むことができるように、プロセッサに結合される。代替形態では、記憶媒体はプロセッサと一体にすることができる。本明細書において使用されるとき、ディスク(disk)およびディスク(disc)は、コンパクトディスク(CD)、レーザーディスク（登録商標）、光ディスク、デジタル多用途ディスク(DVD)、フロッピー（登録商標）ディスク、およびブルーレイディスクを含み、ディスク(disk)は通常、磁気的にデータを再生し、ディスク(disc)は、レーザで光学的にデータを再生する。上記の組合せも、コンピュータ可読媒体の範囲の中に含まれるべきである。プロセッサおよび記憶媒体はASIC中に常駐することができる。ASICはユーザ端末内に常駐することができる。代替形態では、プロセッサおよび記憶媒体は、ユーザ端末内に個別構成要素として存在することができる。
【０１００】
本開示を要約するために、本明細書において、本発明のいくつかの態様、利点、および新規の特徴が説明されてきた。そのような利点の必ずしもすべてが、本発明の任意の特定の実施形態に従って達成されるとは限らない場合がある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る場合があるような、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る1つの利点または一群の利点を達成または最適化するようにして具現化または実行される場合がある。
【０１０１】
上記の実施形態の種々の変更形態が容易に明らかになり、本明細書において規定される一般原理は、本発明の趣旨または範囲を逸脱することなく他の実施形態に適用することができる。したがって、本発明は、本明細書において示される実施形態に限定されることを意図するものではなく、本明細書において開示された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】
【０１０２】
100  無線電力伝達システム
102  入力電力
104  送信機
105  フィールド
108  受信機
110  出力電力
114  送信アンテナ
118  受信アンテナ
200  構成要素
204  送信機
206  送信回路
208  受信機
210  受信回路
214  送信アンテナ
218  受信アンテナ
219  通信チャネル
222  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  整流器およびスイッチング回路
236  バッテリ
350  送信回路または受信回路
352  送信アンテナまたは受信アンテナ、アンテナ
354  キャパシタ
356  信号
358  信号
404  送信機
406  送信回路
408  ローパスフィルタ
409  インピーダンス整合回路
414  送信アンテナ、送信機コイル
415  コントローラ、プロセッサ
416  負荷検知回路
423  発振器
424  ドライバ回路
460  閉鎖検出器
480  存在検出器
506  電力変換回路
508  受信機
510  受信回路
512  スイッチング回路
514  ビーコン回路
516  プロセッサ
518  受信アンテナ、アンテナ
520  RF-DC変換器
522  DC-DC変換器
550  デバイス
600  送信回路
602  入力信号
614  アンテナ
620  キャパシタンス
624  ドライバ回路
626  フィルタ回路
632  インダクタ
634  キャパシタ
636  キャパシタ
650  送信回路
700  機能ブロック図
704  第1の装置(第1の送信機)
705  無線電力
706  メッセージ
708  第2の装置(無線電力受信機)
710  第1の通信トランシーバ
711  通信トランシーバ
714  電力伝達構成要素
715  コントローラ回路
718  電力受信構成要素
804  第2の送信機
1200  無線電力伝達用の例示的な方法
1202  ブロック
1204  ブロック
1206  ブロック
1300  無線電力伝達用の装置
1302  手段
1304  手段
1306  手段
【図１】
0006356804.tif 000010
【図２】
0006356804.tif 000011
【図３】
0006356804.tif 000012
【図４】
0006356804.tif 000013
【図５】
0006356804.tif 000014
【図６】
0006356804.tif 000015
【図７】
0006356804.tif 000016
【図８】
0006356804.tif 000017
【図９】
0006356804.tif 000018
【図１０】
0006356804.tif 000019
【図１１】
0006356804.tif 000020
【図１２】
0006356804.tif 000021
【図１３】
0006356804.tif 000022