(57)【要約】【課題】非接触電力伝送のためのシステム及び方法を提供すること。【解決手段】１次コイルアセンブリを含むシステムが提供される。１次コイルアセンブリは、第１の帯域幅を有する第１の共振周波数で動作するように構成され、第１の共振周波数とシステム周波数との差は第１の帯域幅の少なくとも２倍であり、第１の共振周波数は、システム周波数で１次コイルアセンブリに通電すると、システム電流より少なくとも１０倍小さい１次電流が１次コイルアセンブリ内に誘起されるように選択される。【選択図】図１
2016082870.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
システム（１０）であって、
第１の帯域幅を有する第１の共振周波数で動作するように構成される１次コイルアセンブリ（２０）を備え、前記第１の共振周波数とシステム周波数との差は前記第１の帯域幅の少なくとも２倍であり、
前記第１の共振周波数は、前記システム周波数で前記１次コイルアセンブリ（２０）に通電すると、システム電流より少なくとも１０倍小さい１次電流が前記１次コイルアセンブリ（２０）内に誘起されるように選択される、システム（１０）。
【請求項２】
負荷コイルを更に備え、前記システム電流は、前記負荷コイルを前記１次コイルアセンブリ（２０）に磁気結合させると、前記１次コイルアセンブリ（２０）によって引出される（ｄｒａｗ）電流を含む、請求項１記載のシステム（１０）。
【請求項３】
前記１次コイルアセンブリ（２０）は１つ又は複数の共振器コイルを備え、負荷コイルは１つ又は複数の負荷コイルを備える、請求項１記載のシステム（１０）。
【請求項４】
前記１次コイルアセンブリ（２０）は、前記共振器コイルの１つ又は複数の層を備える、請求項３記載のシステム（１０）。
【請求項５】
前記１つ又は複数の負荷コイルは、前記１つ又は複数の共振器コイルに磁気結合して、前記１つ又は複数の共振器コイルと前記１つ又は複数の負荷コイルとの間の電力の交換を可能にする、請求項３記載のシステム（１０）。
【請求項６】
前記１次コイルアセンブリ（２０）内の前記１つ又は複数の負荷コイルの所定の距離内の前記１つ又は複数の共振器コイルは、前記システム電流で動作して、前記１つ又は複数の共振器コイルと前記１つ又は複数の負荷コイルとの間の電力の交換を可能にする、請求項５記載のシステム（１０）。
【請求項７】
前記１つ又は複数の共振器コイルは、前記１つ又は複数の共振器コイルと前記１つ又は複数の負荷コイルとの間の電力及びデータの同時の交換を可能にする、請求項３記載のシステム（１０）。
【請求項８】
前記１つ又は複数の共振器コイルは、前記１つ又は複数の共振器コイルと前記１つ又は複数の負荷コイルとの間の電力及びデータの双方向の交換を可能にする、請求項７記載のシステム（１０）。
【請求項９】
前記１次コイルアセンブリ（２０）は電力源によって通電され、前記システム周波数は前記電力源の周波数を含む、請求項１記載のシステム（１０）。
【請求項１０】
前記１次コイルアセンブリ（２０）は無線充電デバイスを備える、請求項１記載のシステム（１０）。
【請求項１１】
無線充電システム（６００）であって、
システム周波数で動作するように構成される電力源と、
前記電力源に動作可能に結合された無線充電デバイスとを備え、前記無線充電デバイスは、第１の帯域幅を有する第１の共振周波数で動作するように構成される１つ又は複数の共振器コイルを備え、前記第１の共振周波数とシステム周波数との差は前記第１の帯域幅の少なくとも２倍であり、
前記第１の共振周波数は、前記電力源が前記１つ又は複数の共振器コイルを前記システム周波数で通電すると、システム電流より少なくとも１０倍小さい１次電流が前記１つ又は複数の共振器コイル内に誘起されるように選択され、
１つ又は複数の電気デバイスを備え、前記１つ又は複数の電気デバイスは、
それぞれの電気デバイス内で負荷に動作可能に結合された１つ又は複数の負荷コイルを備え、
前記１つ又は複数の負荷コイルを前記１つ又は複数の共振器コイルに磁気結合すると、前記システム電流が前記１つ又は複数の共振器コイル内に誘起されて、
前記１つ又は複数の負荷コイルと前記１つ又は複数の共振器コイルとの間の電力の交換を可能にする、システム。
【請求項１２】
前記１つ又は複数の負荷コイルの所定の距離内の前記１つ又は複数の共振器コイルは、前記システム電流で動作して、前記１つ又は複数の共振器コイルと前記１つ又は複数の負荷コイルとの間の電力の交換を可能にする、請求項１１記載のシステム。
【請求項１３】
前記１つ又は複数の共振器コイルは、前記１つ又は複数の共振器コイルと前記１つ又は複数の負荷コイルとの間の電力及びデータの同時の交換を可能にする、請求項１１記載のシステム。
【請求項１４】
前記１つ又は複数の共振器コイルは、前記１つ又は複数の共振器コイルと前記１つ又は複数の負荷コイルとの間の電力及びデータの双方向の交換を可能にする、請求項１１記載のシステム。
【請求項１５】
前記１つ又は複数の共振器コイルは、共振器コイルの１つ又は複数の層で配列される、請求項１１記載のシステム。
【請求項１６】
１つの共振器コイルは第１の層を形成し、１次コイルとして動作し、複数の共振器コイルは前記１次コイルの上部に配設された第２の層を形成する、請求項１５記載のシステム。
【請求項１７】
前記１次コイルは前記電力源に動作可能に結合され、前記複数の共振器コイルは前記１次コイルに磁気結合される、請求項１６記載のシステム。
【請求項１８】
共振器コイルの第１のセットは第１の層を形成し、共振器コイルの第２のセットは第２の層を形成し、前記第２の層は前記第１の層の上部に配設される、請求項１５記載のシステム。
【請求項１９】
前記第１のセット内の前記共振器コイルのそれぞれは、前記第２のセット内の対応する共振器コイルに磁気結合される、請求項１８記載のシステム。
【請求項２０】
前記第１のセット内の前記共振器コイルのそれぞれは、並列構成で前記電力源に動作可能に結合され、前記第２のセット内で前記１つ又は複数の負荷コイルを前記１つ又は複数の共振器コイルに磁気結合すると、前記第１のセット内の対応する共振器コイルと前記１つ又は複数の負荷コイルとの間の電力の交換を前記システム電流で可能にする、請求項１８記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、一般に、電力伝送システムに関し、より詳細には、非接触電力伝送システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
電力伝送システムは、１つの対象物から別の対象物に電力を伝送するために使用される。電力を伝送する方法に基づいて、電力伝送システムは、電力を伝送するために送信機と受信機との間で物理的接続を使用する電力伝送システム、及び、送信機と受信機との間に物理的接続が全く存在しない非接触電力伝送システムに分類することができる。非接触電力伝送システムは、電力を無線で伝送するために種々の方法を使用する。１つのこうしたアプローチは、共振器ベース非接触電力伝送システムを含む。
【０００３】
共振器ベース非接触電力伝送システムは、電気自動車充電及び無線モバイル充電等の種々のアプリケーションで使用される。しかし、共振器ベース非接触電力伝送システムの構成及び動作は、共振器ベース非接触電力伝送システムが使用されるアプリケーションに基づいて異なる場合がある。１つのこうしたアプリケーションは、モバイルフォン、タブレット、及びラップトップ等の家庭用電気デバイスに電力を提供するための共振器ベース非接触電力伝送システムを含むことができる。
【０００４】
こうした構成において、共振器ベース非接触電力伝送システムは、電力源から電力を受信し、家庭用電気デバイス内に設けられる負荷コイルに電力を送信するソースコイルを含む。共振器ベース非接触電力伝送システムのこうした構成は、２つの方法で動作することができる。第１の事例において、ソースコイルは、家庭用電気デバイスの充電を開始する前はいつでも動作状態に手動で切換えられる場合がある、或は、第２の事例において、ソースコイルは、家庭用電気デバイスの充電の必要があっても無くても、連続して動作状態に維持される場合がある。しかし、第１の事例でソースコイルを動作させることは、更なる手動労力を必要とし、第２の事例でソースコイルを動作させることは、近傍のエリアにおける望ましくない電磁干渉をもたらし、それが、安全及び健康問題をもたらす場合がある。
【０００５】
ここで、上述した問題に対処する改良型システムについての必要性が存在する。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
簡潔に言えば、一実施形態によれば、１次コイルアセンブリを含むシステムが提供される。１次コイルアセンブリは、第１の帯域幅を有する第１の共振周波数で動作するように構成され、第１の共振周波数とシステム周波数との差は第１の帯域幅の少なくとも２倍であり、第１の共振周波数は、システム周波数で１次コイルアセンブリに通電すると、システム電流より少なくとも１０倍小さい１次電流が１次コイルアセンブリ内に誘起されるように選択される。
【０００７】
別の実施形態によれば、無線充電システムが提供される。無線充電システムは、システム周波数で動作するように構成される電力源を含む。無線充電システムはまた、電力源に動作可能に結合された無線充電デバイスを含み、無線充電デバイスは、第１の帯域幅を有する第１の共振周波数で動作するように構成される１つ又は複数の共振器コイルを含み、第１の共振周波数とシステム周波数との差は第１の帯域幅の少なくとも２倍である。更に、第１の共振周波数は、電力源が１つ又は複数の共振器コイルをシステム周波数で通電すると、システム電流より少なくとも１０倍小さい１次電流が１つ又は複数の共振器コイル内に誘起されように選択される。無線充電システムは、１つ又は複数の電気デバイスを更に含み、１つ又は複数の電気デバイスは、それぞれの電気デバイス内で負荷に動作可能に結合された１つ又は複数の負荷コイルを含み、１つ又は複数の負荷コイルを１つ又は複数の共振器コイルに磁気結合すると、システム電流が１つ又は複数の共振器コイル内に誘起されて、１つ又は複数の負荷コイルと１つ又は複数の共振器コイルとの間の電力の交換を可能にする。
【０００８】
本発明の上記及び他の特徴、態様、及び利点は、以下の詳細な説明を添付の図面を参照して読むとき、より良く理解されるであろう。図面全体を通して同様の符号が同様の部品を表す。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態による無線充電モジュールの略図である。
【図２】本発明の一実施形態による、図１の無線充電モジュール及び１つ又は複数の電気デバイスに動作可能に結合された１つ又は複数の負荷コイルを含む非接触電力伝送システムの略図である。
【図３】本発明の一実施形態による図２の無線充電モジュールの別の構成の略図である。
【図４】本発明の一実施形態による、無線充電モジュール上に負荷コイルを配置することによる、図３の無線充電モジュールの共振器コイルＲ１〜Ｒ１９における例示的な電流パターンの略図である。
【図５】本発明の一実施形態による非接触電力伝送システムの別の実施形態の略図である。
【図６】本発明の一実施形態による、無線充電モジュールに近接して負荷コイルを配置することによる、図５の無線充電モジュールの共振器コイルＲ１〜Ｒ１９における例示的な電流パターンの略図である。
【図７】本発明の一実施形態による、図３の無線充電システムの２層直交アレイ構成の略図である。
【図８】本発明の一実施形態による、図３の無線充電システムの３層直交アレイ構成の略図である。
【図９】本発明の一実施形態によるアレイを形成することができる共振器の種々の構成を示す図である。
【図１０】本発明の一実施形態による無線充電モジュールを含む例示的な家具モジュールの略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の実施形態は非接触電力伝送用のシステムを含む。システムは、第１の帯域幅を有する第１の共振周波数で動作するように構成される１次コイルアセンブリを含み、第１の共振周波数とシステム周波数との差は第１の帯域幅の少なくとも２倍であり、第１の共振周波数は、システム周波数で１次コイルアセンブリに通電すると、システム電流より少なくとも１０倍小さい１次電流が１次コイルアセンブリ内に誘起されるように選択される。一実施形態において、システムは無線充電システムを含む。無線充電システムは、電力源、無線充電デバイス、及び１つ又は複数の電気デバイスを含む。
【００１１】
別途規定されない限り、本明細書で使用される技術的用語及び科学的用語は本開示が属する技術分野の専門家によって一般に理解されるのと同じ意味を有する。本明細書で使用される用語「第１の（ｆｉｒｓｔ）」、「第２の（ｓｅｃｏｎｄ）」、及び同様なものは、任意の順序、量、又は重要性を示すのではなく、むしろ、１つの要素を別の要素から区別するために使用される。同様に、用語「ある（ａ）」及び「ある（ａｎ）」は、量の制限を示すのではなく、むしろ、参照されるアイテムのうちの少なくとも１つのアイテムの存在を示す。用語「又は（ｏｒ）」は、包含的であることを意味され、挙げられるアイテムの１つ、幾つか、又は全てを意味する。本明細書における「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、又は「有する（ｈａｖｉｎｇ）」、及びその変形の使用は、それ以降で挙げられるアイテム及びその等価物並びに更なるアイテムを包含することを意味される。特に、別途指示されない限り、用語「結合された（ｃｏｕｐｌｅｄ）」は、共振結合（ｒｅｓｏｎａｎｃｅ  ｃｏｕｐｌｉｎｇ）を含み、共振結合は、特定の周波数で２つ以上の共振器が励起されると電力を交換できるような２つ以上の共振器間の結合として規定される。用語「交換する（ｅｘｃｈａｎｇｅ）」及び「伝送する（ｔｒａｎｓｆｅｒ）」は、本仕様書において交換可能に使用され、同じ意味を伝達することができる。
【００１２】
図１は、本発明の一実施形態による非接触電力伝送のためのシステム１０の略図である。システム１０は、第１の帯域幅を有する第１の共振周波数で動作するように構成される１次コイルアセンブリ２０を含む。１次コイルアセンブリ２０は、第１の共振周波数とシステム周波数との差が第１の帯域幅の少なくとも２倍であるように設計される。一実施形態において、システム周波数は、１次コイルアセンブリ２０に動作可能に結合された電力源３０の周波数を含む。更に、電力源３０が使用されて、システム周波数で１次コイルアセンブリ２０に通電し、１次コイルアセンブリ２０に通電すると、１次電流が１次コイルアセンブリ２０内に誘起される。
【００１３】
システム１００は、１次コイルアセンブリ２０に磁気結合することができる負荷コイル４０を更に含む。負荷コイル４０は、１次コイルアセンブリ２０から所定の距離５０内に配置されて、１次コイルアセンブリ２０を負荷コイル４０に磁気結合させる。１次コイルアセンブリ２０と負荷コイル４０との磁気結合により、システム電流が、１次コイルアセンブリ２０と負荷コイル４０との間に誘起される。本明細書で使用されるとき、用語「システム電流（ｓｙｓｔｅｍ  ｃｕｒｒｅｎｔ）」は、電力源３０によって提供される電流として規定することができる。１次コイルアセンブリ２０は、システム周波数で電力源３０からシステム電流を引出し、システム電流を、磁界６０を介して負荷コイル４０に伝送する。
【００１４】
更に、１次コイルアセンブリ２０から所定の距離５０内に負荷コイル４０が配置されず、１次コイルアセンブリ２０が電力源によって通電される状況において、１次コイルアセンブリ２０内の１次電流は、システム電流より少なくとも１０倍小さく、より低い電磁干渉をもたらす。１次コイルアセンブリ２０の第１の共振周波数を選択することの更なる詳細は、図２に関して論じられる。
【００１５】
図２は、本発明の一実施形態による、図１の１次コイルアセンブリにおいて誘起される電流に対して第１の共振周波数及びシステム周波数を示す例示的なグラフィカル表示７０である。Ｘ軸８０は周波数を示す。Ｙ軸９０は電流を表す。ポイント１００は第１の共振周波数を表す。ポイント１１０はシステム周波数を表す。矢印１２０は第１の帯域幅を表す。矢印１３０は第１の共振周波数とシステム周波数との差を表す。曲線１４０は、負荷コイルが１次コイルアセンブリから所定の距離の外に配置されるときの１次コイルアセンブリによって引出される電流を表す。曲線１５０は、負荷コイルが１次コイルアセンブリから所定の距離内に配置されるときの１次コイルアセンブリによって引出される電流を表す。ライン１６０は１次電流を表し、ライン１７０はシステム電流を表す。図示するように、第１の共振周波数１００とシステム周波数１１０との差１３０は、第１の帯域幅１２０の少なくとも２倍である。更に、システム周波数１１０における１次コイルアセンブリ内の１次電流１６０は、負荷コイルが所定の距離内に配置されないとき、システム電流１７０より１０倍小さい。同様に、図示するように、システム周波数１１０におけるシステム電流１７０は、負荷コイルが所定の距離内に配置される状況において、システム周波数１１０における１次電流１６０より１０倍大きい。したがって、第１の共振周波数１００は、負荷コイル無しでシステム周波数１１０で１次コイルアセンブリに通電すると、所定の距離内に負荷コイルが配置されるときにシステム周波数１１０で誘起されるシステム電流１７０より少なくとも１０倍小さい１次電流１６０を誘起するように選択される。
【００１６】
図３は、本発明の一実施形態による無線充電システム２００の略図である。無線充電システム２００は、ハウジング２２０上に配設された１次コイルアセンブリ２１０を含む。一実施形態において、１次コイルアセンブリ２１０は無線充電デバイスを含む。１次コイルアセンブリ２１０は１つ又は複数の共振器コイルの第１の層及び１つ又は複数の共振器コイルの第２の層を含む。第１の層は、電力源２４０に動作可能に結合された１次コイル２３０を含む。第２の層は、１次コイル２３０に磁気結合され、１次コイル２３０の上部に配設された複数の共振器コイル２５０を含む。１次コイル２３０及び複数の共振器コイル２５０は、電力源２４０を使用してシステム周波数で通電され、１次電流が、１次コイル２３０及び複数の共振器コイル２５０内に誘起される。一実施形態において、１次電流はほぼゼロの電流である。特定の実施形態において、ほぼゼロの電流は１アンペア未満の電流を含むことができる。
【００１７】
その後、１つ又は複数の電気デバイス２６０、２７０は、１つ又は複数の電気デバイス２６０、２７０に動作可能に結合された１つ又は複数の負荷コイル２８０、２９０が、共振器コイルの１つ又は複数のセット２６５、２７５の所定の距離内に入るように複数の共振器コイル２５０に近接して配置される。一実施形態において、各セット２６５、２７５は１つ又は複数の共振器コイルを含むことができる。本実施形態は、第１の負荷コイル２８０を更に含む第１の電気デバイス２６０及び第２の負荷コイル２９０を更に含む第２の電気デバイス２７０を含む。第１の電気デバイス２６０は共振器コイルの第１のセット２６５に近接して配置され、第２の電気デバイス２７０は共振器コイルの第２のセット２７５に近接して配置される。一実施形態において、第１の負荷コイル２８０及び第２の負荷コイル２９０のそれぞれは、共振器コイルの第１のセット２６５及び共振器コイルの第２のセット２７５の第１の共振周波数の変化をそれぞれ誘起する磁性材料コーティングを含む。第１の共振周波数のこうした変化は、１次電流をほぼゼロから負荷電流（図１のシステム電流）まで増加させる。共振器コイルの第１のセット２６５及び共振器コイルの第２のセット２７５を１次コイル２３０と磁気結合させることは、第１の負荷コイル２８０及び第２の負荷コイル２９０が、それぞれ共振器コイルの第１のセット２６５及び共振器コイルの第２のセット２７５によって、同時にかつ独立して１次コイル２３０と電力を交換することを可能にする。一実施形態において、共振器コイルの第１のセット２６５及び共振器コイルの第２のセット２７５は、共振器コイルの第１のセット２６５と第１の負荷コイル２８０との間でまた共振器コイルの第２のセット２７５と第２の負荷コイル２９０との間で電力及びデータの双方向交換を可能にすることができる。
【００１８】
図４は、本発明の一実施形態による、図３の無線充電システム２００の別の構成３００の略図である。無線充電システムのこの構成３００は、１次コイル３１０を含む共振器コイルの第１の層、及び、１次コイル３１０の上に配設された複数の共振器コイル３２０を含む共振器コイルの第２の層を含むことができる。この実施形態において、共振器コイルの第２の層は、１次コイル３１０に磁気結合された１９の共振器コイル（Ｒ１〜Ｒ１９）のアレイ３３０を含む。複数の共振器コイル３２０のそれぞれを、同じ１次コイル３１０によって励起することができる。この実施形態の詳細な動作は図５に関して後で論じられる。
【００１９】
図５は、本発明の一実施形態による、無線充電システム上に負荷コイル（図３）を配置することによる、図３の無線充電システム３００の共振器コイルＲ１〜Ｒ４、Ｒ８、Ｒ１４、及びＲ１９における例示的な電流パターン３５０の略図である。この実施形態において、負荷コイル（図３）は、共振器コイルＲ１〜Ｒ４、Ｒ８、Ｒ１４、及びＲ１９が所定の距離内に入るように無線充電システム上に配置され、システム電流（図１）は共振器コイルＲ１〜Ｒ４、Ｒ８、Ｒ１４、及びＲ１９内に誘起される。共振器コイルＲ１〜Ｒ４、Ｒ８、Ｒ１４、及びＲ１９と１次コイル３１０と負荷コイルとの間の磁気結合は、共振器コイルＲ１〜Ｒ４、Ｒ８、Ｒ１４、及びＲ１９を介した１次コイルと負荷コイルとの間の電力の交換を可能にする。しかし、各共振器コイルを介して流れるシステム電流の強度は、各共振器コイル上に配置される負荷コイルの部分に基づいて異なる場合がある。この実施形態において、共振器コイルＲ１、Ｒ４、及びＲ８は、１次コイル（図３）から負荷コイルへ流れる電流の最大強度（セクション３６０で示す）を表すことができる。同様に、共振器コイルＲ１４、Ｒ２、及びＲ１９は、１次コイルから負荷コイルへ流れる電流の中程度の強度（セクション３７０で示す）を示し、共振器コイルＲ３は、電流の最小強度（セクション３８０で示す）を表す。更に、アレイ３３０（図４）内の残りの共振器コイルは、システム電流の少なくとも１０倍小さい１次電流を含む。
【００２０】
図６は、本発明の一実施形態による図３の無線充電システム２００の別の構成４００の略図である。無線充電システム２００のこの構成４００は、六角形アレイで配列され、電力源に動作可能に結合された共振器コイル４１０の１つの層だけを含むことができる。一実施形態において、共振器コイル４１０のそれぞれは、電力源に並列に動作可能に結合される。共振器コイルのそれぞれは、システム周波数の１次電流を含み、１つ又は複数の負荷コイルを１つ又は複数の共振器コイルに磁気結合すると、１つ又は複数の負荷コイルから所定の距離内の共振器コイルは、システム電流を誘起し、図３〜５で論じたように電力の交換を可能にする。一実施形態において、構成４００を、同様に直交アレイで配列することができる。
【００２１】
図７は、本発明の一実施形態による図３の無線充電システム２００の２層直交アレイ構成４２０の略図である。この構成４２０は、直交アレイで配列された共振器コイル４５０の２つの層４３０、４４０を含む。第１の層４３０は、共振器コイル４５０を直交アレイで配列することによって形成される。更に、共振器コイル４５０の第２の層４４０は、第１の層４３０の上部に変位して配設され、それにより、第１の層４３０と第２の層４４０との間にボイドが存在しない。
【００２２】
図８は、本発明の一実施形態による図３の無線充電システム２００の３層直交アレイ構成４６０の略図である。この構成において、第３の層４６０は、図７の第２の層４４０の上部に配設されて、直交アレイを形成する。第３の層４６０は、第２の層４４０の上部に変位して配設され、それにより、第１の層４３０と第２の層４４０と第３の層４６０との間にボイドが存在しない。
【００２３】
図９は、本発明の一実施形態による１次コイルアセンブリを形成することができる共振器コイルの種々の構造５００を示す。一実施形態において、複数の共振器コイルは単一ループコイル５１０を含むことができる。別の実施形態において、複数の共振器コイルは、スプリットリング構造５２０、スパイラル構造５３０、スイスロール構造５４０、又はヘリカルコイル５５０等において複数のターンを含むことができる。特定のアプリケーションについての構造の選択は、複数の共振器コイルのアレイのサイズ及び自己共振周波数によって決定される。
【００２４】
図１０は、本発明の一実施形態による図３の無線充電システムの別の実施形態６００の略図である。この実施形態において、無線充電システム６００は、無線充電デバイス６１０及び１つ又は複数の負荷コイル６２０を含む。無線充電デバイス６１０は、共振器コイルの第１のセット６４０を含む第１の層６３０、及び、共振器コイルの第２のセット６６０を含む第２の層６５０を更に含む。共振器コイルの第２のセット６６０は、第１のセット６４０内の各共振器コイルが第２のセット６６０内の共振器コイルに対応するように共振器コイルの第１のセット６４０の上に配設される。例えば、無線充電システム６００は、第１のセット６４０を形成する参照数字６４２、６４４、６４６、６４８で参照される４つの共振器コイルを含む。４つの共振器コイル６４２、６４４、６４６、６４８のそれぞれは、第２のセット６６０を形成する参照数字６６２、６６４、６６６、６６８で参照される対応する４つの共振器コイルに個々に結合することができる。４つの共振器コイル６４２、６４４、６４６、６４８のそれぞれは、電力源６７０に動作可能に結合される。例証のため、１つの負荷コイル６２０だけが示される。しかし、複数の負荷コイルが、同様に使用されて、図３に開示されたように、１つ又は複数の共振器コイルと電力を同時に交換する。一実施形態において、第２のセット６６０内の１つ又は複数の共振器コイルは、共振器コイルの１つ又は複数のセットを形成することができ、第２の層６５０内の共振器コイルの各セットは、第１のセット６４０内の対応する共振器コイルに磁気結合することができる。
【００２５】
動作中、共振器コイル６６４、６６６等の共振器コイルの第２のセット６６０に近接して負荷コイル６２０を配置すると、システム電流が、共振器コイル６６４、６６６及び第１のセット６４０内の対応する共振器コイル６４４、６４６内に誘起される。一実施形態において、負荷コイル６２０の所定の距離６８０内に配置されるこれらの対応する共振器コイル６６４、６６６の電流の変化が観測される。対応する共振器コイル６６４、６６６の電流のこうした変化は、第１のセット６４０の対応する共振器コイル６４４、６４６の電流の変化を誘起する。共振器コイル６４４、６４６、６６４、６６６の電流は、１次電流（図１〜２）から、１次電流より少なくとも１０倍大きいシステム電流まで増加する。共振器コイル６４４、６４６、６６４、６６６の電流のこうした変化は、無線充電デバイス内の１つ又は複数の共振器コイル６４４、６４６、６６４、６６６と負荷コイル６２０との間の電力の交換を可能にする。
【００２６】
当業者が、異なる実施形態からの種々の特徴の交換可能性を認識することになること、及び、述べる種々の特徴並びに各特徴についての知られている他の等価物が、本開示の原理に従って当業者によって混合され整合させられて、更なるシステム及び技法を構築することができることが理解される。したがって、添付特許請求の範囲が、本発明の真の精神内に入る全てのこうした修正及び変更をカバーすることを意図されることが理解される。
【００２７】
本発明の或る特徴だけが本明細書で示され述べられたが、多くの修正及び変更を当業者が思い付くであろう。したがって、添付特許請求の範囲が、本発明の真の精神内に入る全てのこうした修正及び変更をカバーすることを意図されることが理解される。
【符号の説明】
【００２８】
１０  システム
２０  １次コイルアセンブリ
３０  電力源
４０  負荷コイル
５０  距離
６０  磁界
２００、３００、４００  無線充電システム
２１０  １次コイルアセンブリ
２２０  ハウジング
２３０  １次コイル
２４０  電力源
２５０  共振器コイル
２６０  第１の電気デバイス
２６５  共振器コイルの第１のセット
２７０  第２の電気デバイス
２７５  共振器コイルの第２のセット
２８０  第１の負荷コイル
２９０  第２の負荷コイル
３１０  １次コイル
３２０、４１０、４５０  共振コイル
３３０  共振器コイル（Ｒ１〜Ｒ１９）のアレイ
４２０  ２層直交アレイ構成
４３０  第１の層
４４０  第２の層
４６０  ３層直交アレイ構成
４６０  第３の層
５１０  単一ループコイル
５２０  スプリットリング構造
５３０  スパイラル構造
５４０  スイスロール構造
５５０  ヘリカルコイル
６００  無線充電システム
６１０  無線充電デバイス
６２０  負荷コイル
６３０  第１の層
６４０  第１のセット
６５０  第２の層
６６０  第２のセット
６４２、６４４、６４６、６４８、６６２、６６４、６６６、６６８  共振器コイル
【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７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【外国語明細書】
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