使用磁機械系統的無線功率轉移的制作方法
【專利摘要】本申請涉及使用磁機械系統的無線功率轉移。一種設備，其經配置以經由無線場接收功率并且將功率傳遞給負載，所述設備包含：以徑向對稱形狀布置的磁機械振蕩器陣列，每一振蕩器經配置以響應于外部交變磁場的所述力而振蕩，且經配置以產生振蕩感應磁場；以及電磁線圈，其耦合到所述磁機械振蕩器，且經配置以從所述振蕩感應場提取功率，所述線圈經配置以將所提取的功率的至少一部分提供給所述負載。
【專利說明】使用磁機械系統的無線功率轉移
[0001]本案是一件分案申請。本案的母案是國際申請號為PCT / US2008 / 079681、申請日為2008年10月13日、PCT申請進入中國國家階段后申請號為200880114332.5、發明名稱為“使用磁機械系統的無線功率轉移”的發明專利申請案。
【背景技術】
[0002]本申請案主張2007年10月11日申請的第60 / 979，381號臨時申請案的優先權，所述臨時申請案的全部揭示內容以引用的方式并入本文中。
[0003]我們的先前申請案已描述了磁機械系統。奈杰爾功率有限責任公司(Nigel PowerLLC)的先前申請案已描述了一種無線供電和/或充電系統，其使用以大致未調制載波發送磁信號的發射器。接收器從發射器的輻射場提取能量。所提取的能量可經整流并用以對負載供電或對電池充電。
[0004]我們的先前申請案描述了使用耦合磁諧振的非輻射性電能量轉移。非輻射性意味著接收天線和發射天線兩者均與波長相比為“小”的，且因此相對于赫茲波具有低輻射效率。可在發射天線與位于發射天線的近場內的接收天線之間獲得高效率。
【發明內容】
[0005]本申請案描述用于基于磁發射俘獲無線功率的技術。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0006]在附圖中:
[0007]圖1展示發射與接收回路之間的感應的框圖；
[0008]圖2展示基本扭擺
[0009]圖3展示發電機接收器；
[0010]圖4A和4B展示球體內的通量和場強度；
[0011]圖5展示集成實施例；
[0012]圖6展示圓盤形陣列；
[0013]圖7說明線圈可如何纏繞在圓盤形陣列周圍。
【具體實施方式】
[0014]非輻射性能量轉移的經典原理是基于法拉第感應定律。發射器形成初級線圈，且接收器形成次級線圈，其分離一發射距離。初級線圈代表產生交變磁場的發射天線。次級線圈代表使用法拉第感應定律從交變磁場提取電功率的接收天線。
[0015]
【權利要求】
1.一種設備，其經配置以經由無線場接收功率并且將功率傳遞給負載，所述設備包含: 以徑向對稱形狀布置的磁機械振蕩器陣列，每一振蕩器經配置以響應于外部交變磁場的所述力而振蕩，且經配置以產生振蕩感應磁場；以及 電磁線圈，其耦合到所述磁機械振蕩器，且經配置以從所述振蕩感應場提取功率，所述線圈經配置以將所提取的功率的至少一部分提供給所述負載。
2.根據權利要求1所述的設備，其中所述陣列的每個磁機械振蕩器包含定位在襯底的狹槽中的磁元件，且其中所述線圈形成在所述磁機械振蕩器陣列的周圍，且電磁耦合到所述陣列以從由所述陣列中的所述磁機械振蕩器建立的所述振蕩感應磁場提取功率。
3.根據權利要求1所述的設備，其中所述徑向對稱形狀包含圓盤形狀。
4.根據權利要求2所述的設備，其中所述磁機械振蕩器陣列包含三維陣列。
5.根據權利要求1所述的設備，其中所述磁機械振蕩器陣列的每個磁機械振蕩器定向為與球狀體形狀的軸一致。
6.根據權利要求1所述的設備，其中所述陣列的每個磁機械振蕩器嚙合到懸掛物，且經配置以響應于由電磁場感應出的扭矩而相對于且逆著所述懸掛物的力而移動。
7.根據權利要求6所述的設備，其中所述懸掛物包括機械彈簧。
8.根據權利要求6所述的設備，其中所述懸掛物包括靜態磁場。
9.根據權利要求2所述的設備，其中所述陣列的每個磁機械振蕩器被可旋轉地安裝。
10.一種向負載無線地提供功率的方法，所述方法包含: 經由以徑向對稱形狀布置的且受到交變磁場的磁機械振蕩器陣列產生振蕩感應場；經由電磁耦合到所述陣列的線圈從所述振蕩感應場提取功率；及將所提取的功率的至少一部分提供給所述負載。
11.根據權利要求10所述的方法，其中所述徑向對稱形狀包含圓盤形狀。
12.根據權利要求10所述的方法，其中所述陣列的每個磁機械振蕩器包含定位在襯底的狹槽中的磁元件。
13.根據權利要求10所述的方法，其中所述磁機械振蕩器陣列包含三維陣列。
14.根據權利要求13所述的方法，其中所述陣列的每個磁機械振蕩器定向為與球狀體形狀的軸一致。
15.根據權利要求10所述的方法，其中所述陣列的每個磁機械振蕩器嚙合到懸掛物，且經配置以響應于由電磁場感應出的扭矩而相對于且逆著所述懸掛物的力而移動。
16.根據權利要求15所述的方法,其中所述懸掛物包括機械彈簧。
17.根據權利要求15所述的方法，其中所述懸掛物包括靜態磁場。
18.根據權利要求10所述的方法，其中所述陣列的每個磁機械振蕩器被可旋轉地安裝。
19.一種設備其經配置以經由無線場接收功率并且將功率傳遞給負載，所述設備包含: 用于產生振蕩感應場的裝置，所述用于產生的裝置以徑向對稱形狀布置且受到交變磁場； 用于從所述振蕩感應場提取功率的裝置，所述用于提取功率的裝置定位在所述陣列周圍，且耦合到所述陣列；及 用于將所提取的功率的至少一部分提供給所述負載的裝置。
20.根據權利要求19所述的設備，其中所述徑向對稱形狀包含圓盤形狀。
21.根據權利要求19所述的設備，其中所述用于產生的裝置包含多個磁機械振蕩器，每個磁機械振蕩器包括嚙合到定位在襯底的狹槽中的懸掛物的磁元件，且其中每個磁機械振蕩器經配置以相對于且響應于由所述交變磁場感應出的扭矩而逆著所述懸掛物的力而移動。
22.根據權利要求19所述的設備，其中所述陣列包含三維陣列。
23.根據權利要求22所述的設備，其中每個磁機械振蕩器定向為與球狀體形狀的軸一致。
24.根據權利要求21所述的設備，其中所述懸掛物包括機械彈簧。
25.根據權利要求21所述的設備，其中所述懸掛物包括靜態磁場。
26.根據權利要求21所述的設備，其中所述陣列的每個磁機械振蕩器被可旋轉地安裝。
27.一種設備，其經配置以經由無線場接收功率并且將功率傳遞給負載，所述設備包含: 三維磁機械振蕩器陣列，每一磁機械振蕩器經配置以響應于外部交變磁場而振蕩，且產生振蕩感應磁場；以及 線圈，其電磁耦合到所述陣列且經配置以從所述振蕩感應場提取功率，所述線圈經配置以將從所述振蕩感應場提取的功率的至少一部分提供給所述負載。
28.根據權利要求27所述的設備，其中所述三維陣列具有徑向對稱形狀。
29.根據權利要求27所述的設備，其中所述磁機械振蕩器陣列的每個磁機械振蕩器定向為與球狀體形狀的軸一致。
30.根據權利要求27所述的設備，其中所述陣列的每個磁機械振蕩器嚙合到懸掛物，且經配置以相對于且逆著所述懸掛物的力而移動。
31.根據權利要求27所述的設備，其中所述陣列的每個磁機械振蕩器被可旋轉地安裝。
【文檔編號】H02J17/00GK103904787SQ201410161890
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2008年10月13日 優先權日:2007年10月11日
【發明者】漢斯彼得·威德默, 斯蒂芬·多米尼亞克, 奈杰爾·P·庫克 申請人:高通股份有限公司