[发明专利]电容性非接触供电系统

权利要求书

1. 一种电容性供电系统，包括：

一对接收器电极，其通过第一电感器连接到负载，其中所述第一电感器被耦合到所述负载以便使所述系统谐振；

连接到驱动器的一对发送器电极；以及

具有彼此相反的第一面和第二面的绝缘层，其中所述一对发送器电极被耦合到所述绝缘层的第一面并且所述一对接收器电极被从所述绝缘层的第二面解耦，使得电容性阻抗被形成在所述一对发送器电极与所述一对接收器电极之间，其中由所述驱动器所生成的电力信号从所述一对发送器电极被无线地传输到所述一对接收器电极，以便当所述电力信号的频率和所述第一电感器与所述电容性阻抗的串联谐振频率匹配时给所述负载供电。

2. 权利要求1所述的系统，其中所述系统通过以下各项中的至少一个而被调谐成在所述串联谐振频率下谐振：改变所述第一电感器的电感、改变所述接收器电极相对于所述发送器电极的位置、以及改变所述电力信号的频率。

3. 权利要求1所述的系统，进一步包括多个负载，每个都被连接到不同的一对接收器电极并且在不同的串联谐振频率下谐振，其中所述多个负载中的每个负载都通过由所述驱动器生成并且通过所述一对发送器电极被无线传输的电力信号被供电。

4. 权利要求3所述的系统，其中所述多个负载中的每个负载都在所述相同的串联谐振频率下谐振。

5. 权利要求3所述的系统，其中所述多个负载中的至少一个负载被限制器保护，其中所述限制器是并联连接到所述至少一个负载的电压限制器和串联连接到所述至少一个负载的电流限制器中的一个。

6. 权利要求5所述的系统，其中当在所述至少一个负载上的振幅电压电平高于参考电压值时，所述电压限制器关断所述电力信号。

7. 权利要求5所述的系统，其中当流过所述至少一个负载的电流高于参考电流值时，所述电流限制器关断所述电力信号。

8. 权利要求1所述的系统，进一步包括连接到所述一对接收器电极的匹配电路，其中所述匹配电路将所述负载的电阻变换为至少等于所述系统的损耗电阻的固定电阻。

9. 权利要求8所述的系统，其中所述匹配电路至少是包括被所述第一电感器取代的变压器的无源匹配电路，并且其中所述变压器的初级线圈与次级线圈之间的匝数的比被选择成将所述负载电阻增加到所述损耗电阻的值以上。

10. 权利要求8所述的系统，其中所述匹配电路至少是包括电压整流器、DC至DC转换器以及控制器的有源匹配电路，其中所述控制器被配置成测量在所述整流器处的电压电平，并且基于所测量的电压电平来改变在所述DC至DC转换器处的充电电压的占空比，其中改变所述充电电压导致所述DC至DC转换器的输出阻抗和所述负载的阻抗匹配。

11. 权利要求3所述的系统，其中所述多个负载中的每个负载都至少是以下各项中的任何一个：灯、发光二极管(LED)串以及LED灯。

12. 权利要求11所述的系统，其中所述绝缘层是所述接收器电极的一部分，并且其中所述绝缘层至少是以下各项中的任何一个：纸、木材、织物、玻璃以及漆层。

13. 权利要求12所述的系统，其中所述系统被配置成无线地给安装在大面积结构上的灯、LED串以及LED灯中的任何一种的多个供电。

14. 一种电容性非接触电力传输的方法，包括：

通过第一电感器将一对接收器电极连接到负载；

将一对发送器电极连接到驱动器；

通过以下各项在所述一对发送器电极与所述一对接收器电极之间形成电容性阻抗：

　　将所述一对发送器电极耦合到绝缘层的第一面；

　　使所述一对接收器电极从所述绝缘层的第二面解耦；

对由所述驱动器所生成的电力信号的频率进行调谐以便和所述第一电感器与所述电容性阻抗的串联谐振频率匹配；以及

无线地将所述电力信号从所述一对发送器电极传输到所述一对接收器电极，以便当所述电力信号的频率和所述第一电感器与所述电容性阻抗的串联谐振频率匹配时给所述负载供电。

15. 权利要求14所述的方法，进一步包括从所述串联谐振频率解谐以便控制所述负载的功能性。