專利名稱：多相感應(yīng)供電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電磁耦合，并且更具體而言，涉及用于以無(wú)線方式向遠(yuǎn)程設(shè)備提供功 率的感應(yīng)耦合。
背景技術(shù)：
越來(lái)越需要對(duì)諸如蜂窩電話、數(shù)字音樂播放器、個(gè)人數(shù)字助理及其它類似電子設(shè) 備之類的遠(yuǎn)程設(shè)備的無(wú)線供電。隨著手持式電子裝置的使用越來(lái)越多，對(duì)無(wú)線供電的相關(guān) 需求也越來(lái)越多。典型的手持式電子裝置利用可移動(dòng)供電線，其允許設(shè)備被選擇性地耦合 到電源。供電線并不方便且存在多種其它問(wèn)題。例如，要求用戶在每次需要對(duì)設(shè)備充電時(shí)設(shè) 置并連接供電線。除非用戶愿意購(gòu)買多根供電線或隨身攜帶單個(gè)供電線，否則用戶必須返 回單個(gè)位置以便對(duì)設(shè)備充電。作為另一示例，供電線占用大量空間，并且存儲(chǔ)起來(lái)很麻煩。 輸電線和任何相關(guān)供電電路可能給用戶帶來(lái)顯著的額外費(fèi)用。雖然甚至單個(gè)輸電線也帶來(lái) 顯著的問(wèn)題，但對(duì)于需要控制用于許多遠(yuǎn)程電子設(shè)備的功率的那些個(gè)人或組織而言，問(wèn)題 的復(fù)雜程度呈指數(shù)方式。為解決此問(wèn)題，已經(jīng)開發(fā)了多種技術(shù)以便以無(wú)線方式向遠(yuǎn)程設(shè)備供電。這些技術(shù) 通常包括使用提供供電裝置與遠(yuǎn)程設(shè)備之間的無(wú)線橋接的電磁耦合(或感應(yīng)耦合)。例 如，題為“Inductively Coupled BallastCircuit” 的美國(guó)專利 6，825，620、題為“Adaptive Inductive Power Supply” 的美國(guó)專利 7，212，414、以及題為"Adaptive Inductive Power Supply withCommunication”的美國(guó)專利申請(qǐng)序號(hào)10/689，148針對(duì)特別高效的感應(yīng)耦合技 術(shù)，其中，供電裝置基于通過(guò)感應(yīng)耦合來(lái)自遠(yuǎn)程設(shè)備的反饋來(lái)調(diào)整遠(yuǎn)程設(shè)備的供電需求。這 些專利整體地通過(guò)弓I用結(jié)合到本文中。雖然感應(yīng)耦合技術(shù)在過(guò)去的十年中已取得顯著進(jìn)展，但始終期望有更高的效率、 改善的性能和更小的組件。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種用于以無(wú)線方式向遠(yuǎn)程設(shè)備傳送功率的多相感應(yīng)耦合。在一個(gè)實(shí) 施例中，所述感應(yīng)耦合包括具有多個(gè)離散儲(chǔ)能電路的初級(jí)電路和用于激勵(lì)處于異相關(guān)系的 儲(chǔ)能電路的控制器。每個(gè)儲(chǔ)能電路包括初級(jí)感應(yīng)耦合器，通常為線圈。所述感應(yīng)耦合還包 括具有多個(gè)次級(jí)感應(yīng)耦合器(通常也為線圈)的次級(jí)電路。每個(gè)次級(jí)線圈唯一地與初級(jí)線 圈配對(duì)，以形成多個(gè)成對(duì)線圈。所述次級(jí)線圈還包括用于會(huì)聚多相功率并將其轉(zhuǎn)換成DC功 率的整流器。在一個(gè)實(shí)施例中，所述初級(jí)電路包括三個(gè)離散儲(chǔ)能電路和用于驅(qū)動(dòng)相互異相的三 個(gè)儲(chǔ)能電路的控制器。在本實(shí)施例中，所述次級(jí)電路包括被布置為非常接近于成對(duì)初級(jí)電 路線圈的三個(gè)次級(jí)線圈。通過(guò)使用多個(gè)相以無(wú)線方式傳輸功率，減小了每相中需要的電流。因此，與單相無(wú) 線功率傳輸相比，可以減小無(wú)線傳輸中的總功率損耗。此外，可以使用較小的組件來(lái)實(shí)現(xiàn)多相感應(yīng)式供電系統(tǒng)。較小的組件和較少的電流損耗通常引起減少的熱量產(chǎn)生，在大部分電 路中期望如此。通過(guò)參考當(dāng)前實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明和附圖，將容易地理解并認(rèn)識(shí)到本發(fā)明的這些及 其它目的、優(yōu)點(diǎn)、以及特征。


圖1是多相感應(yīng)初級(jí)電路的一個(gè)實(shí)施例的電路圖。圖2是多相感應(yīng)次級(jí)電路的一個(gè)實(shí)施例的電路圖。圖3是多相感應(yīng)供電系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的方框圖。圖4A是示出線圈的布置的圖示。圖4B是示出線圈的另一布置的圖示。圖4C是示出線圈的另一布置的圖示。圖5是多相感應(yīng)供電系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的方框圖。圖6是多相感應(yīng)次級(jí)的一個(gè)實(shí)施例的方框圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明針對(duì)能夠在許多應(yīng)用中向多種電動(dòng)組件提供功率的多相感應(yīng)供電系統(tǒng)。出 于公開的目的，將結(jié)合普通單相負(fù)載來(lái)描述多相感應(yīng)供電系統(tǒng)的實(shí)施例，雖然可以與多相 負(fù)載的供電相結(jié)合地使用該多相電路。雖然結(jié)合普通負(fù)載加以描述，但本發(fā)明非常適合于 用于向舉例為蜂窩電話、數(shù)字音樂播放器、個(gè)人數(shù)字助理及其它電子設(shè)備提供功率。參照?qǐng)D3，如所示實(shí)施例中所顯示的，本發(fā)明公開了多相感應(yīng)供電系統(tǒng)300。多相 感應(yīng)初級(jí)電路的各種實(shí)施例在圖1的電路圖及圖3和5的方框圖中示出，且一般被標(biāo)為 100。多相感應(yīng)次級(jí)電路200的各種實(shí)施例在圖2的電路圖和圖6的方框圖中示出。通常， 多相感應(yīng)供電系統(tǒng)300將多相感應(yīng)初級(jí)電路100中的功率分成多個(gè)相，并經(jīng)由感應(yīng)耦合以 無(wú)線方式將功率傳輸?shù)蕉嘞喔袘?yīng)次級(jí)電路200。在所示實(shí)施例中，多相感應(yīng)次級(jí)電路200將 所傳輸?shù)墓β手匦陆M合成單相，并將其施加于負(fù)載304。在替換實(shí)施例中，可以將多相感應(yīng) 初級(jí)電路100集成到供電裝置中，或者可以將其實(shí)現(xiàn)為接受外部電源的獨(dú)立設(shè)備。可以將 多項(xiàng)感應(yīng)次級(jí)電路200直接集成到幾乎任何負(fù)載304，或替換地嵌入到用于負(fù)載304的適配 器中。在圖3中所示的實(shí)施例中，多相感應(yīng)初級(jí)電路100包括微處理器102、三個(gè)振蕩器 310、312、314、三個(gè)驅(qū)動(dòng)器320、322、324、三個(gè)開關(guān)電路330、332、334和每個(gè)都具有初級(jí)感 應(yīng)耦合器110、112、114的三個(gè)儲(chǔ)能電路340、342、344。通常，在工作期間，微處理器向處于 異相關(guān)系的振蕩器310、312、314中的每一個(gè)發(fā)信號(hào)，以便將功率分成三相。例如，當(dāng)振蕩器 310接收到來(lái)自微處理器102的信號(hào)時(shí)，振蕩器310向與之電連接的驅(qū)動(dòng)器320提供振蕩信 號(hào)。驅(qū)動(dòng)器320激勵(lì)與之電連接的開關(guān)電路330，該開關(guān)電路330又向儲(chǔ)能電路340提供交 流電，儲(chǔ)能電路340最終經(jīng)由感應(yīng)耦合器110向多相感應(yīng)次級(jí)電路200提供功率的一個(gè)相。 同樣地，從微處理器到第二振蕩器332的從第一信號(hào)延時(shí)的第二信號(hào)生成用于驅(qū)動(dòng)器322 的振蕩信號(hào)，該驅(qū)動(dòng)器322激勵(lì)開關(guān)電路332并在第二儲(chǔ)能電路342中產(chǎn)生被經(jīng)由感應(yīng)耦 合器112發(fā)送到多相感應(yīng)次級(jí)電路200的功率的第二相。同樣地，從微處理器102到第三振蕩器314的從第二信號(hào)進(jìn)一步延時(shí)的第三信號(hào)生成用于驅(qū)動(dòng)器324的振蕩信號(hào)，驅(qū)動(dòng)器 324激勵(lì)開關(guān)電路334并在第三儲(chǔ)能電路344中產(chǎn)生被經(jīng)由感應(yīng)耦合器114發(fā)送到多相感 應(yīng)次級(jí)電路200的功率的第三相。多相感應(yīng)初級(jí)電路100的一個(gè)實(shí)施例在圖1的電路圖中示出。多相感應(yīng)初級(jí)電 路100包括微處理器102、三個(gè)振蕩器310、312、314、三個(gè)驅(qū)動(dòng)器320、322、324、每個(gè)均由一 對(duì)MOSFET 104 109構(gòu)成的三個(gè)半橋開關(guān)電路、DC電源101、公共地122和三個(gè)儲(chǔ)能電路 340、342、344。替換實(shí)施例可以包括附加或不同的組件。例如，多相感應(yīng)初級(jí)電路100可以 包括附加的微處理器、電源、驅(qū)動(dòng)器和儲(chǔ)能電路。在圖1的所示實(shí)施例中，微處理器或控制單元102控制多相感應(yīng)初級(jí)電路100。微 處理器102與振蕩器310、312、314中的每一個(gè)電連接?？商鎿Q地，如果微處理器102包括 或充當(dāng)振蕩器，如圖5中所示，則微處理器102與驅(qū)動(dòng)器320、322、324中的每一個(gè)電連接， 并從電路中去除振蕩器。微處理器被編程為使用適當(dāng)?shù)臅r(shí)序生成信號(hào)，以便在多相感應(yīng)初 級(jí)電路100中產(chǎn)生三相功率。在工作期間，微處理器102能夠生成針對(duì)驅(qū)動(dòng)器320、322、324 中的每一個(gè)的單獨(dú)預(yù)定電信號(hào)，其最終激勵(lì)負(fù)載304。振蕩器310、312、314和驅(qū)動(dòng)器320、322、324是本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到的一般 傳統(tǒng)組件，同樣地，將不會(huì)對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)討論。在圖1中所示的實(shí)施例中，可以用運(yùn)算放大 器、FET和電阻器的傳統(tǒng)分類來(lái)實(shí)現(xiàn)振蕩器。在圖1中所示的實(shí)施例中，其可以是傳統(tǒng)的多 繞組變壓器。在替換實(shí)施例中，可以以不同方式來(lái)配置驅(qū)動(dòng)器和振蕩器，或者驅(qū)動(dòng)器和振蕩 器包括不同的組件。在圖5中所示的實(shí)施例中，作為用于每相的振蕩器的替代，如上所述， 在微處理器102上存在單個(gè)振蕩器。在圖5的實(shí)施例中，微處理器被電耦合到每個(gè)驅(qū)動(dòng)器 320、322、324，并且必要時(shí)在將機(jī)載振蕩器信號(hào)發(fā)送到每個(gè)驅(qū)動(dòng)器之前，在微處理器內(nèi)部對(duì) 其進(jìn)行時(shí)移。圖1中所示的實(shí)施例的每個(gè)開關(guān)電路是用一對(duì)η溝道MOSFEF實(shí)現(xiàn)的半橋開關(guān)電 路。具體而言，MOSFET 104的漏極被連接到DC電源101，MOSFET 104的源極被連接到儲(chǔ) 能電路340且MOSFET 104的柵極被連接到驅(qū)動(dòng)器320。MOSFET 105的漏極被連接到儲(chǔ)能 電路340，MOSFET 105的源極被連接到公共地122，且MOSFET 105的柵極被連接到驅(qū)動(dòng)器 320。MOSFET 106的漏極被連接到DC電源101，MOSFET 106的源極被連接到儲(chǔ)能電路342 且MOSFET 106的柵極被連接到驅(qū)動(dòng)器322。MOSFET 107的漏極被連接到儲(chǔ)能電路340， MOSFET 107的源極被連接到公共地122，且MOSFET 107的柵極被連接到驅(qū)動(dòng)器322。M0SFET 108的漏極被連接到DC電源101 ,MOSFET 108的源極被連接到儲(chǔ)能電路342且MOSFET 108 的柵極被連接到驅(qū)動(dòng)器324。MOSFET 109的漏極被連接到儲(chǔ)能電路340，MOSFET 109的源 極被連接到公共地122，且MOSFET 109的柵極被連接到驅(qū)動(dòng)器324。這僅僅是使用一種特 定配置的一類開關(guān)電路?？梢詫?shí)現(xiàn)其它開關(guān)電路或半橋開關(guān)電路的不同配置。例如，在一 個(gè)替換實(shí)施例中，所述半橋開關(guān)電路是三路開關(guān)或一對(duì)開關(guān)。在另一替換實(shí)施例中，尤其用 BJT、真空管、繼電器、其它類型的晶體管、或二極管電路來(lái)實(shí)現(xiàn)半橋開關(guān)電路。電子學(xué)領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)識(shí)到，DC電源101在本領(lǐng)域中眾所周知且在本發(fā)明的 范圍之外。出于本發(fā)明的目的，重要的是應(yīng)注意此類電路存在且能夠被設(shè)計(jì)為由給定的AC 或DC電源產(chǎn)生各種DC電壓值。在所示實(shí)施例中，使用+19V信號(hào)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將 認(rèn)識(shí)到，可以將電路設(shè)計(jì)為在不同的DC電壓電平工作，且不應(yīng)將這些值視為對(duì)本發(fā)明的限制。在一個(gè)實(shí)施例中，DC電源101是電容器。在另一實(shí)施例中，DC電源101是電池。在再一實(shí)施例中，DC電源101是諸如從壁裝插座轉(zhuǎn)換的AC電源。在本實(shí)施例中，每個(gè)儲(chǔ)能電路340、342、344是串聯(lián)諧振儲(chǔ)能電路。每個(gè)串聯(lián)諧振 儲(chǔ)能電路340、342、344包括初級(jí)感應(yīng)耦合器110、112、114和儲(chǔ)能電容器116、118、120。每 個(gè)初級(jí)感應(yīng)耦合器110、112、114串聯(lián)地連接到其相應(yīng)的開關(guān)電路和儲(chǔ)能電容器116、118、 120。每個(gè)儲(chǔ)能電容器116、118、120還與公共地122相連。儲(chǔ)能電路可以包括附加的電路組 件，或可以以不同的配置來(lái)布置。例如，在本實(shí)施例中，每個(gè)儲(chǔ)能電容器的位置可與其相應(yīng) 的感應(yīng)耦合器互換。雖然所示實(shí)施例示出三個(gè)儲(chǔ)能電路，但可以使用附加的或更少的儲(chǔ)能 電路。例如，在替換實(shí)施例中，可以通過(guò)去除儲(chǔ)能電路之一及其相關(guān)組件并相應(yīng)地配置微處 理器來(lái)實(shí)現(xiàn)二相功率。此夕卜，可以與在由Paul Duckworth>ffarren Guthrie^Dave Baarman> Joshua Schwannecke 在 2007 年 9 月 28 日提交的題為 “PRINTED CIRCUIT BOARD COIL” 的 美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)中描述的印刷電路板線圈相結(jié)合地使用本發(fā)明。例如，可以將初級(jí)和次級(jí)上 的每個(gè)感應(yīng)耦合器實(shí)現(xiàn)為印刷電路板利茲線。在工作期間，微處理器102控制振蕩器310、312、314的時(shí)序，使得以交錯(cuò)相位來(lái)激 勵(lì)儲(chǔ)能電路340、342、344。在三相系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例中，三個(gè)儲(chǔ)能電路中的每個(gè)承載相同 頻率的交流電，其在不同時(shí)間達(dá)到其瞬時(shí)峰值電流。使用一個(gè)儲(chǔ)能電路中的電流作為參考， 其它兩個(gè)儲(chǔ)能電路中的其它兩個(gè)電流被延時(shí)電流的一個(gè)周期的三分之一和三分之二。“相” 之間的此延遲具有這樣的效果，即一旦在多相感應(yīng)次級(jí)電路200中被重新組合，供給電流 的每個(gè)周期上的恒定功率傳輸。在微處理器102中編程以在多相感應(yīng)初級(jí)電路100中產(chǎn)生多相功率的時(shí)序可以基 于許多因素而改變，這些因素包括但不限于功率的期望相數(shù)、組件的尺寸、熱量產(chǎn)生、負(fù)載、 效率容差、輸出功率的期望特性及其它因素。在一個(gè)實(shí)施例中，在任何給定的時(shí)間段僅激勵(lì) 儲(chǔ)能電路之一。在另一實(shí)施例中，激勵(lì)儲(chǔ)能電路，從而使得儲(chǔ)能電路中的功率的每相處于偏 移相等、異相的關(guān)系。參照?qǐng)D1，可以認(rèn)識(shí)到所示實(shí)施例的工作期間的電流流動(dòng)。箭頭150顯示當(dāng)開關(guān) 104閉合時(shí)，允許電流從DC電源101朝著儲(chǔ)能電路電容器116流動(dòng)。箭頭152顯示當(dāng)開關(guān) 105閉合時(shí)，允許電流從儲(chǔ)能電路電容器116向公共地122流動(dòng)。由于所示實(shí)施例的電路配 置，每當(dāng)開關(guān)104閉合時(shí)，開關(guān)105打開，并且反之亦然。因此，當(dāng)開關(guān)104閉合時(shí)，電流流 向儲(chǔ)能電路電容器116并對(duì)其充電，并且當(dāng)開關(guān)105閉合時(shí)，儲(chǔ)能電路電容器116放電且電 流沿著相反方向朝著公共地122流動(dòng)。通常，在儲(chǔ)能電容器116充電和放電時(shí)，用交流電來(lái) 激勵(lì)感應(yīng)線圈110。由開關(guān)104、105的時(shí)序來(lái)確定交流電的頻率。在所示的實(shí)施例中，對(duì)于 另外兩對(duì)開關(guān)106 109，存在相同的關(guān)系。在工作期間。在本實(shí)施例中，微處理器102控制MOSFET 104 109的時(shí)序，以便 將來(lái)自直流電源101的電流分成三相。具體而言，微處理器102通過(guò)操作MOSFET 104,105 以便跨越儲(chǔ)能電路340產(chǎn)生某一頻率下的AC功率來(lái)開始功率的傳輸。在本實(shí)施例中，微 處理器102在已經(jīng)過(guò)頻率的三分之一之后開始操作MOSFET 106,107,以便產(chǎn)生功率的第二 相。微處理器102在已經(jīng)過(guò)頻率的三分之二之后開始操作MOSFET 108、109，以便產(chǎn)生功率 的第三相。實(shí)質(zhì)上，功率的每一相被偏移120度。在多相感應(yīng)次級(jí)電路中識(shí)別相同的偏移 相位關(guān)系。也就是說(shuō)，每個(gè)儲(chǔ)能電路340 344向各感應(yīng)線圈202、204、206之一傳輸功率，并且通過(guò)感應(yīng)來(lái)保持多相功率。在替換實(shí)施例中，相可以被偏移不同的量。例如，相可以被 偏移30度而不是120。此外，可以通過(guò)添加附加的儲(chǔ)能電路以及伴隨電路來(lái)實(shí)現(xiàn)功率的附 加相。例如，可以通過(guò)包括五個(gè)儲(chǔ)能電路、五個(gè)驅(qū)動(dòng)器、五個(gè)開關(guān)電路而不是三個(gè)來(lái)實(shí)現(xiàn)五 相功率。在五相功率實(shí)施例中，每個(gè)儲(chǔ)能電路被時(shí)移頻率的1/5。在五相實(shí)施例中，為了使 高效功率傳輸最大化，次級(jí)電路將可能但不必然包括五個(gè)感應(yīng)耦合器而不是三個(gè)。參照?qǐng)D6，多相感應(yīng)次級(jí)電路200包括三個(gè)次級(jí)感應(yīng)耦合器202、204、206，其中的 每一個(gè)都電耦合到相組合電路600。相組合電路600將功率的相重新組合并向負(fù)載304提 供單相功率。在替換實(shí)施例中，去除了相組合電路并由多相功率對(duì)負(fù)載304供電。一般來(lái) 說(shuō)，次級(jí)感應(yīng)耦合器的數(shù)目和布置與初級(jí)感應(yīng)耦合器的數(shù)目和布置匹配，雖然情況不一定 如此。在圖2的所示實(shí)施例中，示出了實(shí)現(xiàn)半橋整流電路以重新組合多相功率的多相感 應(yīng)次級(jí)電路200。所示實(shí)施例的多相感應(yīng)次級(jí)電路200包括三個(gè)感應(yīng)線圈202、204、206、三 個(gè)可選電容器208、210、212和六個(gè)二極管214 224。雖然使用半橋整流組合多相功率來(lái) 實(shí)現(xiàn)本實(shí)施例，但可以使用其它整流或組合技術(shù)。例如，在一個(gè)替換實(shí)施例中，可以使用中 心抽頭整流，而不是半橋整流。在圖2中所示的半橋整流實(shí)施例中，每個(gè)感應(yīng)線圈202、204、206被連接到來(lái)自第 一組的二極管214、218、222的陽(yáng)極和來(lái)自第二組的二極管216、220、224的陰極。第一組二 極管214、218、222中的每一個(gè)的陰極被連接在一起以形成用于單相負(fù)載304的正端子，且 第二組二極管216、220、224中的每一個(gè)的陽(yáng)極被連接在一起以形成用于單相負(fù)載304的負(fù)端子。如上文所討論的，多相感應(yīng)初級(jí)電路100中的初級(jí)感應(yīng)線圈110、112、114中的每 一個(gè)以感應(yīng)方式耦合到多相感應(yīng)次級(jí)電路200中的感應(yīng)線圈202、204、206。在上述實(shí)施例中，假設(shè)初級(jí)110、112、114中的感應(yīng)耦合器和次級(jí)202、204、206 中的感應(yīng)耦合器基本對(duì)準(zhǔn)。初級(jí)和次級(jí)可選地包括對(duì)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)，諸如磁體或凹入和突起 (indentations and protrusions)。在替換實(shí)施例中，自然地通過(guò)將初級(jí)和次級(jí)設(shè)置在充 分接近的位置來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)準(zhǔn)。然而，多相感應(yīng)供電系統(tǒng)300的工作并不必需精確對(duì)準(zhǔn)。此外，許多實(shí)施例中的初級(jí)和次級(jí)感應(yīng)耦合器的布置有利于多相功率傳輸。例如， 在圖4A中所示的實(shí)施例中，以緊密交疊的三角形關(guān)系來(lái)布置初級(jí)感應(yīng)線圈110、112、114。 該交疊布置促使來(lái)自相鄰初級(jí)線圈的電壓抵消。這得到基本為零的互感，并允許每個(gè)線圈 獨(dú)立地工作，同時(shí)還允許線圈占據(jù)較少的物理空間。通常，但不一定，以與初級(jí)110、112、114 的感應(yīng)耦合器的圖案匹配的圖案來(lái)布置次級(jí)202、204、206的感應(yīng)耦合器。在其它實(shí)施例 中，故意將線圈隔離。例如，在圖4B中所示的實(shí)施例中，將初級(jí)線圈110、112、114布置為松 散、不交疊的三角形圖案，彼此等距離。在圖4C中所示的實(shí)施例中，以松散的線性方式來(lái)布 置初級(jí)線圈110、112、114。隔離線圈布置的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是減少未對(duì)準(zhǔn)的影響。無(wú)論線圈布置 如何，初級(jí)和次級(jí)線圈不需要基本對(duì)準(zhǔn)以便以感應(yīng)方式來(lái)傳輸功率。在多相感應(yīng)初級(jí)電路 100和多相感應(yīng)次級(jí)電路200略微未對(duì)準(zhǔn)的情況下，通常保持相關(guān)系，雖然每個(gè)相中的功率 可能減小。通過(guò)跨越多個(gè)儲(chǔ)能電路將功率分成單獨(dú)的相，與在相同電壓下的單相感應(yīng)系統(tǒng)中相比，可以以較少的損耗向次級(jí)傳輸相似量的功率，且在某些情況下為更多的功率。此外，在許多實(shí)施例中，與在單相感應(yīng)系統(tǒng)中相比，可以使用較小的組件。
以上描述是本發(fā)明的當(dāng)前實(shí)施例的描述。在不背離如隨附權(quán)利要求中所限定的本 發(fā)明的精神和廣泛方面的情況下，可以進(jìn)行各種變更和修改，應(yīng)依照包括等同論的專利法的原理來(lái)解釋本發(fā)明的精神和廣泛方面。以單數(shù)方式、例如使用冠詞“一個(gè)”、“一種”、“該” 或“所述”對(duì)權(quán)利要求要素進(jìn)行的任何提及不應(yīng)被理解為將該元素局限于單數(shù)。
權(quán)利要求
一種多相感應(yīng)供電系統(tǒng)，包括DC電源；地；微處理器；多個(gè)儲(chǔ)能電路，其中，每個(gè)儲(chǔ)能電路包括初級(jí)感應(yīng)耦合器和電容器；多個(gè)振蕩器，其中，所述多個(gè)振蕩器中的每一個(gè)被電耦合到所述微處理器，其中，所述微處理器向所述多個(gè)振蕩器中的每一個(gè)發(fā)信號(hào)，以產(chǎn)生所述多個(gè)振蕩器的相互處于異相關(guān)系的振蕩信號(hào)；多個(gè)驅(qū)動(dòng)器，其中，所述多個(gè)驅(qū)動(dòng)器中的每一個(gè)被電耦合到所述多個(gè)振蕩器中的至少一個(gè)；多個(gè)開關(guān)電路，其中，所述多個(gè)開關(guān)電路中的每一個(gè)被電耦合到所述多個(gè)驅(qū)動(dòng)器中的至少一個(gè)，并且其中，所述多個(gè)開關(guān)電路中的每一個(gè)選擇性地將所述DC電源或所述地電耦合到所述儲(chǔ)能電路之一，以生成交流電，其中，每個(gè)交流電處于所述異相關(guān)系；具有多個(gè)次級(jí)感應(yīng)耦合器的多相感應(yīng)次級(jí)電路，其中，所述多個(gè)次級(jí)感應(yīng)耦合器中的每一個(gè)以感應(yīng)方式耦合到所述多個(gè)儲(chǔ)能電路中的每一個(gè)中的所述初級(jí)感應(yīng)耦合器中的至少一個(gè)，其中，所述多個(gè)次級(jí)感應(yīng)耦合器中的每一個(gè)生成處于所述異相關(guān)系的電流；相組合電路，其被電耦合到所述多個(gè)次級(jí)感應(yīng)耦合器，以用于組合所述生成的異相電流。
2.權(quán)利要求1的多相感應(yīng)供電系統(tǒng)，其中，所述多個(gè)初級(jí)感應(yīng)耦合器被布置成緊密交 疊的三角形關(guān)系，以便來(lái)自相鄰初級(jí)感應(yīng)耦合器的電壓抵消。
3.權(quán)利要求1的多相感應(yīng)供電系統(tǒng)，其中，所述多個(gè)次級(jí)感應(yīng)耦合器被布置成緊密交 疊的三角形關(guān)系。
4.權(quán)利要求1的多相感應(yīng)供電系統(tǒng)，其中，以松散的線性方式布置所述多個(gè)初級(jí)感應(yīng)華禹合器。
5.權(quán)利要求1的多相感應(yīng)供電系統(tǒng)，其中，以松散的、不交疊的三角形方式布置所述多 個(gè)初級(jí)感應(yīng)耦合器。
6.權(quán)利要求1的多相感應(yīng)供電系統(tǒng)，其中，每個(gè)振蕩信號(hào)的相位從每個(gè)其它振蕩信號(hào) 的所述相位偏移120度。
7.權(quán)利要求1的多相感應(yīng)供電系統(tǒng)，其中，每個(gè)振蕩信號(hào)的相位從至少一個(gè)其它振蕩 信號(hào)偏移30度。
8.一種多相感應(yīng)供電裝置，包括 多個(gè)儲(chǔ)能電路；多相感應(yīng)初級(jí)電路，其以不同的頻率激勵(lì)所述多個(gè)儲(chǔ)能電路中的每一個(gè)，從而使得以 交錯(cuò)相來(lái)激勵(lì)所述多個(gè)儲(chǔ)能電路。
9.權(quán)利要求8的多相感應(yīng)供電裝置，其中，所述多個(gè)儲(chǔ)能電路被布置成緊密交疊的三 角形關(guān)系，以便來(lái)自相鄰儲(chǔ)能電路的能量抵消。
10.權(quán)利要求8的多相感應(yīng)供電裝置，其中，以松散的線性方式布置所述多個(gè)儲(chǔ)能電路。
11.權(quán)利要求8的多相感應(yīng)供電裝置，其中，以松散的、不交疊的三角形方式布置所述多個(gè)儲(chǔ)能電路。
12.權(quán)利要求8的多相感應(yīng)供電裝置，其中，每個(gè)相被交錯(cuò)開至少120度。
13.權(quán)利要求8的多相感應(yīng)供電裝置，其中，每個(gè)相被交錯(cuò)開至少30度。
14.一種用于從多相感應(yīng)供電裝置接收功率的多相感應(yīng)次級(jí)，所述多相感應(yīng)次級(jí)包括多個(gè)次級(jí)線圈，其用于從所述多相感應(yīng)供電裝置接收功率；相組合電路，其被電耦合到所述多個(gè)次級(jí)線圈，以用于將從所述多相感應(yīng)供電裝置接 收到的能量重新組合；負(fù)載，其被電耦合到所述相組合電路。
15.權(quán)利要求14的多相感應(yīng)次級(jí)，其中，所述多個(gè)次級(jí)線圈被布置成緊密交疊的三角 形關(guān)系，以便來(lái)自相鄰儲(chǔ)能電路的能量抵消。
16.權(quán)利要求14的多相感應(yīng)次級(jí)，其中，以松散的線性方式布置所述多個(gè)次級(jí)線圈。
17.權(quán)利要求14的多相感應(yīng)次級(jí)，其中，以松散的、不交疊的三角形方式布置所述多個(gè) 次級(jí)線圈。
全文摘要
一種多相感應(yīng)供電裝置在多個(gè)相中以無(wú)線方式發(fā)送功率。初級(jí)電路激勵(lì)處于異相關(guān)系的多個(gè)儲(chǔ)能電路。次級(jí)電路接收功率并將功率重新組合。與使用單相感應(yīng)供電裝置來(lái)傳輸相同量的功率相比，每相中的能量的量減少。
文檔編號(hào)H02J5/00GK101809687SQ200880108970
公開日2010年8月18日 申請(qǐng)日期2008年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月28日
發(fā)明者D·W·巴曼, P·杜克沃思, W·E·格思里 申請(qǐng)人:捷通國(guó)際有限公司