[发明专利]无线功率近场中继器系统

说明书

这里描述的实施例可以涉及一种包括发送谐振器的系统，该发送谐振器被配置为通过以振荡频率谐振的发送谐振器将来自源的功率耦合到利用参考相位产生的振荡场中；一个或多个中继器，每个中继器位于相应的位置，每个中继器包括：重复谐振器，被配置为以所述振荡频率谐振，其中，所述一个或多个中继器中的每一个被配置为用相对于所述相应位置处的相位的相移重新产生所述振荡场，以及至少一个接收器，包括：接收谐振器，被配置为响应于耦合到振荡场而以振荡频率谐振；其中所述至少一个接收器被配置为将所述振荡场的功率传输到与所述至少一个接收器相关联的负载。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2015年11月13日提交的题为“Wireless Power Near-FieldRepeater System That Includes Metamaterial Arrays to Suppress Far-FieldRadiation and Power Loss”的美国专利申请No.14/940,747的优先权，其通过引用全文合并于此。

背景技术

除非本文另外指出，否则本部分中描述的材料不是本申请中的权利要求的现有技术，并且并不因包含在本部分中而被承认为现有技术。

诸如移动电话、膝上型电脑和平板电脑的电子设备已经成为日常生活的组成部分。传统上使用非电源的其他机器，诸如汽车，越来越依靠电力作为电源。由于电子设备通常是移动的，因此设备经由导线保持与电源连接可能是不可行的。因此，当设备未耦合到固定电源时，电子设备可以使用电池来供应电力。

然而，目前的电池技术通常不能满足电子设备的充电容量和/或放电率要求，这可能限制可移动设备的范围。即使在电池满足给定设备的功率需求的情况下，这样的设备通常也必须经由导线连接到固定的充电源以便对其电池进行充电。这种有线充电机制可能限制设备在充电时的移动以及可用性。另外，随着连接到充电源的设备数量的增加，电插座附近的导线数量可能增加，导致“线路混乱”。

发明内容

由于有线输送功率的限制，用于无线功率输送的解决方案是期望的。本文公开的一些示例系统使用谐振元件(诸如电感器和电容器)来产生谐振磁场和/或电场并与其耦合。这种系统可以包括发送器中的谐振元件以及一个或多个接收器中的谐振元件。此外，这样的系统可以使用发送器中的谐振元件来产生谐振场，并且可以使用接收器中的谐振元件来与谐振场耦合。这样，一些示例系统可以允许经由谐振场从发送器到接收器的无线功率输送。另外，一些示例系统可以包括一个或多个相移元件。

在一个方面，一种系统可以包括：发送谐振器，被配置为通过以振荡频率谐振的发送谐振器将来自电源的功率耦合到由参考相位产生的振荡场中，所述振荡场是振荡电场或振荡磁场中的至少一个；一个或多个中继器，每个中继器位于相应的位置，并且每个中继器包括：重复谐振器，被配置为响应于在相应位置处耦合到振荡场而以振荡频率谐振；其中，所述一个或多个中继器中的每一个被配置为响应于以所述振荡频率谐振的所述耦合谐振器，以相对于所述相应位置处的相位的相移重新产生所述振荡场，并且其中，在相应位置处的振荡场是以下中的至少一个：由发送谐振器产生的振荡场或由所述一个或多个中继器中的不同中继器重新产生的振荡场；以及至少一个接收器，所述至少一个接收器包括：接收谐振器，被配置为响应于耦合到振荡场而以振荡频率谐振；其中所述至少一个接收器被配置为响应于所述接收谐振器以所述振荡频率谐振，将所述振荡场的功率的至少一部分传输到与所述至少一个接收器相关联的负载。