[发明专利]用于无线电容性电力的层压表面

说明书

本申请要求2011年8月16日提交的美国临时申请No.61/523,967和2012年7月12日提交的美国临时申请No.61/670,661的利益。

本发明总体涉及用于无线电力传送的电容性供电系统，并且更加具体地涉及用于允许从层压表面进行的高效电力传送的结构。

无线电力传送指的是在没有任何导线或接触的情况下的电力供应，借此通过无线媒介执行电子设备的供电。电容性耦合是一种用于无线传送电力的技术。这种技术主要用在数据传送和感测应用中。电容性耦合的一个示例是粘在窗口上具有在汽车内部的拾取元件的汽车收音机天线。电容性耦合也用于电子设备的非接触充电。

在本说明书的结尾处的权利要求中具体指出并且清楚地要求保护被认为是本发明的主题。本发明的前述和其它特征及优点根据下面结合附图进行的详细描述而将是清楚明白的。

图1是在平坦结构上用于无线电力传送的电容性电力系统的典型布置。

图2是根据本发明的一个实施例的能够实现电容性电力的层压地板的图示。

图3是根据本发明的另一个实施例的能够实现电容性电力的层压地板的图示。

图4示出了根据本发明的一个实施例如何使用电容性连接供应驱动器电力。

图5示出了根据本发明的一个实施例的使用两个不同的层压地板镶板的电容性电力传送的方案。

重要的是，应该注意所公开的实施例仅仅是对本文中创新性教导的许多有利使用的示例。一般地，在本申请的说明书中做出的陈述不一定限制各个要求保护的发明中任何一个。而且，一些陈述可以适用于一些创造性特征但是不适用于其它特征。一般地，除非另外指明，单数元件可以是复数的并且反之亦然，并且不丧失一般性。在附图中，贯穿若干视图相似的数字指示相似的部分。

电容性电力传送系统也可以用于在诸如窗户、墙壁、地板等等之类的具有平坦结构的大区域上传送电力。这样的电容性电力传送系统的一个示例是图1中描绘的系统100。如图1所示，这种系统的典型布置包括连接到负载150和电感器160的一对接收器电极141、142。该系统100还包括连接到电力驱动器110和绝缘层130的一对发射器电极121、122。

发射器电极121、122被设置在绝缘层130的一侧上并且接收器电极141、142被设置在绝缘层130的另一侧上。通过将接收器电极141、142放置在接近于该绝缘层130的任一侧上的发射器电极121和122的地方来为负载150供电，而无需在这二者之间具有直接的接触。这种布置在发射器电极121、122和接收器电极141、142的配对之间形成电容性阻抗。因此，由电力驱动器产生的电力信号从发射器电极121、122无线传送到接收器电极141、142来为负载150供电。因此，为了为负载150供电不需要机械连接器或任何电接触。

在一个实施例中，发射器电极121、122到驱动器110之间的连接是借助于流电（galvanic）接触的。在另一个实施例中，可以在驱动器110和电极121、122之间应用电容性内耦合，借此不需要有线连接。这个实施例在模块化的基础设施中对于该基础设施的简单扩展是有利的。

图1中示出的系统包括两个可选电感器112、160，其将电力信号的频率与该系统的串联谐振频率匹配，从而改善电力传送的效率。

驱动器110输出具有由电容器和电感器112、160组成的电路的串联谐振频率的AC电压信号。电容器（C1和C2）是发射器电极121、122和接收器电极141、142的电容性阻抗（在图1中以虚线示出）。在谐振频率处电容性阻抗和电感器160相互抵消，从而导致低欧姆电路。驱动器控制器110产生可以控制其幅度、频率和波形的AC信号。该输出信号典型地具有几十伏的幅度和高达几兆赫兹（MHz）的频率。在一个示例性的实施例中，该输出信号典型地为50V/400kHz。因此，该系统100能够以非常低的电力损失将电力传递到负载150。

负载可以是例如LED、LED串、灯、显示器、计算机、电力充电器、扬声器等等。例如，该系统100可以被用于为安装在墙壁上的照明灯具供电。