特許 6193882 無線電力レシーバシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6193882

(24)【登録日】2017年8月18日

(45)【発行日】2017年9月6日

(54)【発明の名称】無線電力レシーバシステム

(51)【国際特許分類】

   H02J 50/12 20160101AFI20170828BHJP

   H02J 50/40 20160101ALI20170828BHJP

【ＦＩ】

   H02J50/12

   H02J50/40

【請求項の数】32

【全頁数】18

(21)【出願番号】特願2014-551326(P2014-551326)

(86)(22)【出願日】2013年1月4日

(65)【公表番号】特表2015-506660(P2015-506660A)

(43)【公表日】2015年3月2日

(86)【国際出願番号】US2013020203

(87)【国際公開番号】WO2013103756

(87)【国際公開日】20130711

【審査請求日】2015年12月15日

(31)【優先権主張番号】61/583,740

(32)【優先日】2012年1月6日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】302070822

【氏名又は名称】アクセス ビジネス グループ インターナショナル リミテッド ライアビリティ カンパニー

(74)【代理人】

【識別番号】100099759

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 篤

(74)【代理人】

【識別番号】100092624

【弁理士】

【氏名又は名称】鶴田 準一

(74)【代理人】

【識別番号】100114018

【弁理士】

【氏名又は名称】南山 知広

(74)【代理人】

【識別番号】100141254

【弁理士】

【氏名又は名称】榎原 正巳

(72)【発明者】

【氏名】マシュー ジェイ．ノーコンク

(72)【発明者】

【氏名】コリン ジェイ．ムーア

(72)【発明者】

【氏名】ジョシュア ビー．テイラー

【審査官】 小池 堂夫

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−０２９７９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１０／１１６４４１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１１−１０９８１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−３２６７３６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０６Ｋ １７／００−１９／１８

Ｈ０２Ｊ ７／００−７／１２

Ｈ０２Ｊ ７／３４−７／３６

Ｈ０２Ｊ ５０／００−５０／９０

Ｈ０４Ｂ ５／００−５／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

無線電力レシーバであって、
電力出力に結合されたタンク回路と、前記タンク回路の両端に跨って接続されたスイッチと、を有する主レシーバ回路と、
前記電力出力に結合された補助レシーバ回路インダクタを有する補助レシーバ回路と、
前記タンク回路内に誘発された電力が前記電力出力に供給される開路モードと、前記スイッチが前記タンク回路内に閉じた共振ループを生成することにより、前記主レシーバ回路が共振器として機能する閉路モードと、において前記スイッチを選択的に動作させるように構成されたコントローラと、
を有するレシーバ。

【請求項2】

前記タンク回路は、インダクタと、コンデンサと、を含み、前記インダクタ及び前記コンデンサは、前記スイッチが前記開路モードにある際に、密結合無線電源と効率的に結合するように選択される、請求項１に記載の無線電力レシーバ。

【請求項3】

前記インダクタ及び前記コンデンサは、前記スイッチが前記閉路モードにある際に、中距離無線電源と効率的に結合するように選択される、請求項２に記載の無線電力レシーバ。

【請求項4】

前記補助レシーバ回路は、前記スイッチが前記閉路モードにある際に、前記閉じた共振ループに効率的に結合するように選択される補助レシーバ回路コンデンサを含む、請求項１に記載の無線電力レシーバ。

【請求項5】

前記スイッチは、基準の両側において直列に配列された電界効果トランジスタのペアを含む、請求項１に記載の無線電力レシーバ。

【請求項6】

前記主レシーバ回路は、整流器を含む、請求項１に記載の無線電力レシーバ。

【請求項7】

前記補助レシーバ回路は、整流器を含む、請求項１に記載の無線電力レシーバ。

【請求項8】

前記補助レシーバ回路は、コンデンサを含み、前記補助レシーバ回路インダクタ及び前記補助レシーバ回路コンデンサは、タンク回路を形成し、前記補助レシーバ回路は、前記タンク回路の両端に跨って接続されるスイッチを含む、請求項１に記載の無線電力レシーバ。

【請求項9】

前記コントローラは、前記補助レシーバ回路タンク回路内に誘発された電力が前記電力出力に供給される開路モードと、前記スイッチが前記補助レシーバ回路タンク回路内に閉じた共振ループを生成することにより、前記補助レシーバ回路が共振器として機能する閉路モードと、において前記補助レシーバ回路スイッチを選択的に動作させるように構成されている、請求項８に記載の無線電力レシーバ。

【請求項10】

前記主レシーバ回路及び前記補助レシーバ回路の少なくとも一つは、任意選択のコンデンサを含む、請求項１に記載の無線電力レシーバ。

【請求項11】

前記主レシーバ回路及び前記補助レシーバ回路のうちの少なくとも一つは、任意選択のインダクタを含む、請求項１に記載の無線電力レシーバ。

【請求項12】

前記主レシーバ回路は、複数の整流スイッチを有する能動型整流器を含み、前記主レシーバ回路のスイッチは、前記整流スイッチのうちの少なくとも二つを含み、且つ、
前記コントローラは、前記整流スイッチのうちの少なくとも二つを選択的に動作させて前記タンク回路内に閉じた共振ループを生成するように構成されている、
請求項１に記載の無線電力レシーバ。

【請求項13】

密結合無線電源及び中距離無線電源と共に使用されるように適合可能である無線電力レシーバであって、
タンク回路を有する第１レシーバ回路であって、前記タンク回路が電力出力に結合される密結合構成と、前記タンク回路が前記電力出力から電気的に接続解除／絶縁されると共に閉じた共振ループを形成する共振器構成と、を有する第１レシーバ回路と、
前記電力出力に結合されたインダクタを有する第２レシーバ回路であって、前記閉じた共振器ループと結合するように構成された第２レシーバ回路と、
を有するレシーバ。

【請求項14】

前記第１レシーバ回路は、前記タンク回路の両端に跨って接続されたスイッチを含み、前記スイッチは、前記タンク回路に前記閉じた共振ループを形成させるように選択的に閉路可能である、請求項１３に記載のレシーバ。

【請求項15】

前記スイッチを選択的に動作させるように構成されたコントローラを更に含む、請求項１４に記載のレシーバ。

【請求項16】

前記スイッチは、基準の両側において直列に配列された一対の電界効果トランジスタを含む、請求項１５に記載のレシーバ。

【請求項17】

前記第１レシーバ回路は、整流器を含む、請求項１３に記載のレシーバ。

【請求項18】

前記第２レシーバ回路は、整流器を含む、請求項１３に記載のレシーバ。

【請求項19】

前記第２レシーバ回路は、コンデンサを更に含み、前記第２レシーバ回路インダクタ及び前記第２レシーバ回路コンデンサは、タンク回路を形成し、前記第１レシーバ回路は、前記第２レシーバ回路タンク回路が前記電力出力に結合される密結合構成と、前記第２レシーバ回路タンク回路が前記電力出力から電気的に接続解除／絶縁されると共に閉じた共振ループを形成する共振器構成と、を有する、請求項１３に記載のレシーバ。

【請求項20】

前記第２レシーバ回路は、前記第２レシーバ回路タンク回路の両端に跨って接続されたスイッチを含む、請求項１９に記載のレシーバ。

【請求項21】

前記スイッチを選択的に動作させるように構成されたコントローラを更に含み、前記コントローラは、前記第２レシーバ回路スイッチを選択的に動作させるように構成されている、請求項２０に記載のレシーバ。

【請求項22】

前記第１レシーバ回路は、任意選択のコンデンサを含む、請求項１３に記載のレシーバ。

【請求項23】

前記第１レシーバ回路は、任意選択のインダクタを含む、請求項１３に記載のレシーバ。

【請求項24】

前記第１レシーバ回路は、複数の整流スイッチを有する能動型整流器を含み、前記第１レシーバ回路スイッチは、前記整流スイッチのうちの少なくとも２つを含み、且つ、
前記コントローラは、前記整流スイッチのうちの少なくとも２つを選択的に動作させて前記第１レシーバ回路タンク回路内に閉じた共振ループを生成するように構成されている、
請求項１５に記載のレシーバ。

【請求項25】

無線電力レシーバを動作させる方法であって、
密結合モードにおいて電源回路として、且つ、中距離モードにおいて共振器として、動作するように構成される能力を有する第１レシーバ回路を提供するステップと、
中距離モードにおいて電源回路として動作する能力を有する第２レシーバ回路を提供するステップであって、前記第２レシーバ回路は、前記第１レシーバ回路が前記共振器として動作するように構成された際に、前記第１レシーバ回路と効率的に結合するようにチューニングされる、ステップと、
無線電源が密結合無線電源であるのか又は中距離無線電源であるのかを判定するステップと、
前記無線電源が密結合無線電源であるという判定の際に、電源回路として動作するように前記第１レシーバ回路を構成するステップと、
前記無線電源が中距離無線電源であるという判定の際に、共振器として動作するように前記第１レシーバ回路を構成するステップと、
を有する方法。

【請求項26】

第１レシーバ回路を提供する前記ステップは、前記第１レシーバ回路に、タンク回路と、前記タンク回路を閉じた共振ループとして選択的に短絡させるように適合されたスイッチと、を提供するステップ、を含み、且つ、
電源回路として動作するように前記第１レシーバ回路を構成する前記ステップは、前記スイッチを開路するステップ、を含む、
請求項２５に記載の方法。

【請求項27】

第１レシーバ回路を提供する前記ステップは、前記第１レシーバ回路に、タンク回路と、前記タンク回路を閉じた共振ループとして選択的に短絡させるように適合されたスイッチと、を提供するステップ、を含み、且つ、
共振器として動作するように前記第１レシーバ回路を構成する前記ステップは、前記スイッチを閉路するステップ、を含む、
請求項２５に記載の方法。

【請求項28】

前記スイッチは、一対の電界効果トランジスタを含む、請求項２７に記載の方法。

【請求項29】

前記第１レシーバ回路は、任意選択のコンデンサを含み、且つ、
前記方法は、前記任意選択のコンデンサを前記第１レシーバ回路内に選択的に切り替えるステップ、を更に含む、
請求項２７に記載の方法。

【請求項30】

前記判定するステップは、
前記無線電源が密結合無線電源であるのか又は中距離無線電源であるのかを示す無線通知を無線電源から取得するステップと、
前記通知に基づいて、前記無線電源が密結合無線電源であるのか又は中距離無線電源であるのかを判定するステップと、
を含む、請求項２７に記載の方法。

【請求項31】

前記判定するステップは、
前記第１レシーバ回路及び前記第２レシーバ回路のうちの少なくとも１つの回路内において電力の特性を計測するステップと、
前記計測された特性に基づいて、前記無線電源が密結合無線電源であるのか又は中距離無線電源であるのかを判定するステップと、
を含む、請求項２７に記載の方法。

【請求項32】

前記判定するステップは、
前記第１レシーバ回路内において電力の特性を計測するステップと、
前記第２レシーバ回路内において電力の特性を計測するステップと、
前記計測された特性に基づいて、前記無線電源が密結合無線電源であるのか又は中距離無線電源であるのかを判定するステップと、
を含む、請求項２７に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、無線電力伝送に関し、且つ、更に詳しくは、無線電源から電力を無線で受け取るシステムに関する。

【背景技術】

【0002】

無線電源システムの使用が成長を続けている。最も一般的な無線電源システムは、電磁界を使用し、無線電源から、セルフォン、スマートフォン、メディアプレーヤ、又はその他の電子装置などの遠隔装置と関連付けられた無線電力レシーバに、無線で電力を伝送している。いくつかの異なるタイプの無線電源システムが存在している。例えば、多くの従来のシステムは、無線電源内の一次コイルと、遠隔装置の無線電力レシーバ内の二次コイルと、を使用している。一次コイルは、無線電源から放出される電磁界を生成する。無線電力レシーバは、一次コイルによって生成される電磁界内に配置可能な二次コイルを含む。遠隔装置が無線電源の十分近傍に配置されている際に、電磁界は、二次コイル内に、例えば、遠隔装置に対する電力供給及び／又は遠隔装置の充電のために遠隔装置が使用可能な電力を誘発する。これらのタイプのシステムは、通常、一次コイルと二次コイルとが相対的に相互に近接している際に、最適な性能を提供する。この理由から、これらタイプのシステムは、しばしば、「密結合」システムと呼ばれる。

【0003】

いくつかの従来の無線電源システムは、一次コイルと二次コイルとが、密結合システムの効率的な使用のために通常は受け入れ可能である距離よりも更に離れている際に、電力を効率的に供給するように構成されている。密結合システムよりも大きな距離において電力を効率的に伝送することができることから、これらのタイプの無線電力伝送システムは、しばしば、「中距離（mid-range）」システムと呼ばれている。代表的な中距離無線電力伝送システムは、１００年以上も前に Nicola Telsa によって発見された技術に基づいている（例えば、１９０１年１０月２２日付けて発行された特許文献１を参照されたい）。代表的な中距離システムの場合には、電力伝送システムは、一次コイルと二次コイルとの間に、或いは、さもなければ、これらの近傍に、配置された一対の共振器を含む。それぞれの共振器は、インダクタと、コンデンサと、を含むように構成され、且つ、なんらの更なる有意な負荷を含んではいない。この結果、共振周波数におけるインピーダンスが、コンデンサとインダクタとの間の共振電流を極小化する最小値に維持される。その結果、インダクタ内の電流が、共振器内に誘発される無線電力信号を増幅する。信号を増幅するこの能力により、共振器は、無線電源システムの有効距離を拡張するためのブリッジとして機能することができる。使用の際に、一次コイルは、第１共振器内に電力を誘発する電磁界を生成し、第１共振器は、第２共振器内に電力を誘発する増幅された電磁界を生成し、且つ、第２共振器は、二次コイル内に電力を誘発する増幅された電磁界を生成する。

【0004】

共振器の使用は、通常、中距離環境において改善された効率を提供するが、共振器は、無線電源と遠隔装置が過剰に近接している際に、効率を低減する可能性がある。この結果、共振器を内蔵する中距離システムの使用に対して実際的な制限が課されることになる。更には、共振器を有する無線電源は、通常、共振器を有していない遠隔装置と共に効率的に動作しない（且つ、逆も又同様である）。この結果、通常、無線電源は、整合した遠隔装置と対をなす必要がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】米国特許第６８５，０１２号明細書

【発明の概要】

【0006】

本発明は、異なるタイプの無線電源から無線電力を受け取るために自身を最適化する能力を有する無線電力レシーバを提供する。この無線電力レシーバは、異なる動作パラメータ用に構成された２つのレシーバ回路を含む。一実施形態においては、無線電力レシーバは、主レシーバ回路と、補助レシーバ回路と、を含む。主レシーバ回路は、密結合モード又は共振器モードにおいて動作するように調節可能である。密結合モードにおいては、主レシーバ回路は、遠隔装置の主電源として機能してもよい。共振器モードにおいては、主電力回路は、遠隔装置から電気的に接続解除／絶縁されてもよく、且つ、受け取った無線電力信号を増幅するための共振器として機能してもよい。補助レシーバ回路は、主レシーバ回路が共振器モードにある際には、遠隔装置用の電源として機能するように構成されてもよい。又、補助レシーバ回路は、主レシーバ回路が密結合モードにある際に、遠隔装置に電力を供給する能力を有してもよい。

【0007】

一実施形態においては、主レシーバ回路は、タンク回路を形成すると共に遠隔装置の電力入力に結合されたレシーバコイル（又は、その他のインダクタ）及びレシーバコンデンサを含む。レシーバコイル及びレシーバコンデンサは、共振タンク回路を形成してもよい。共振タンク回路は、整流回路並びに適切なフィルタリング及びコンディショニング回路を通じて電力入力に結合されてもよい。主レシーバ回路は、共振タンク回路が遠隔装置の電力入力から事実上電気的に接続解除／絶縁されると共に共振器として機能する閉じた共振ループとして構成されるように、共振タンク回路を選択的に短絡できるように構成されたスイッチを含む。一実施形態においては、スイッチは、コントローラに結合された２つのＦＥＴの構成を含む。コントローラは、主レシーバ回路が共振器モードで機能することが望ましい際に、ＦＥＴを閉路すると共に共振タンク回路を短絡させるように、構成されてもよい。

【0008】

一実施形態においては、補助レシーバ回路は、遠隔装置の電力入力に結合されたレシーバコイルを含む。補助レシーバコイルは、整流回路並びに適切なフィルタリング及びコンディショニング回路を通じて電力入力に対して電気的に接続されてもよい。補助レシーバコイルの特性は、主レシーバ回路が共振器モードにある際に、補助レシーバコイルが、主レシーバ回路から無線電力を効率的に受け取るべくチューニングされるように、選択されてもよい。

【0009】

又、一実施形態においては、補助レシーバ回路も、密結合モード又は共振器モードにおいて動作するように調節可能であってもよい。この実施形態においては、補助レシーバは、レシーバインダクタとの組合せにおいてタンク回路を形成するレシーバコンデンサを含んでもよい。又、補助レシーバも、閉じた共振ループを形成するように、タンク回路を選択的に短絡させるスイッチを含んでもよい。共振器モードにおいては、補助レシーバ回路は、受け取った無線電力信号を増幅するための共振器として機能してもよい。主レシーバ回路及び補助レシーバ回路は、それぞれが異なる中距離無線電源と共に相対的に効率的に動作するように、異なる方式でチューニングされてもよい。

【0010】

一実施形態においては、主レシーバ回路には、その回路が、異なる無線電力伝送パラメータに対してチューニングされてもよいように、選択的に変化可能な静電容量及び／又は選択的に変化可能なインダクタンスが提供されてもよい。例えば、主レシーバ回路は、コンデンサのバンク及び／又はインダクタのバンクと、望ましい静電容量及び／又は望ましいインダクタンスをレシーバ回路に対して選択的に接続する能力を有するコントローラと、を含んでもよい。

【0011】

一実施形態においては、補助レシーバ回路には、補助レシーバ回路が異なる無線電力伝送パラメータに対してチューニングされてもよいように、選択的に変化可能な静電容量及び／又は選択的に変化可能なインダクタンスが提供されてもよい。例えば、補助レシーバ回路は、コンデンサのバンク及び／又はインダクタのバンクと、望ましい静電容量及び／又は望ましいインダクタンスをレシーバ回路に対して選択的に接続する能力を有するコントローラと、を含んでもよい。いくつかの実施形態においては、主レシーバ回路と補助レシーバ回路は、いずれも、選択的に変化可能な静電容量及びインダクタンスを有してもよい。このような実施形態においては、システムは、両方のレシーバ回路の静電容量及びインダクタンスを制御する能力を有する単一のコントローラを含んでもよい。

【0012】

一実施形態においては、無線電力レシーバは、無線電源から通知を受け取る能力を有する通信システムを含む。この実施形態においては、無線電力レシーバは、密結合モードにおいて動作するのか又は中距離モードにおいて動作するのかを示す通知を受け取ってもよい。中距離モードにおいては、無線電力レシーバは、ＦＥＴ又はその他のスイッチを閉路して主電力レシーバに共振器として機能させるコントローラを含んでもよい。又、主レシーバ回路及び／又は補助レシーバ回路が変化可能な静電容量及び／又は変化可能なインダクタンスを含んでいるシステムにおいては、通信システムを使用し、望ましい静電容量及び／又はインダクタンスを通知してもよく、或いは、適切な静電容量及び／又はインダクタンスを示す情報を伝達してもよい。

【0013】

一実施形態においては、無線電力レシーバは、無線電源からの通知を必要とすることなしに適切な動作モードを判定するように、構成されてもよい。一実施形態においては、無線電力レシーバは、主レシーバ回路及び／又は補助レシーバ回路内に誘発された電流及び／又は電圧を計測する能力を有するセンサを含んでもよい。無線電力レシーバは、センサによって計測された電流及び／又は電圧に基づいて適切な動作モードを判定する能力を有するコントローラを含んでもよい。コントローラは、電流及び／又は電圧のピーク又はＲＭＳ値、或いは、電流及び／又は電圧が変化する周波数などの誘発された電力の異なる特性に関する判定に基づいたものであってもよい。別の例として、判定は、電流及び／又は電圧の変化のレートに基づいて実施されてもよい。無線電力レシーバは、主レシーバ回路内において計測された電流及び／又は電圧を補助レシーバ回路内において計測された電流及び／又は電圧と比較すると共にこのような比較から適切な動作モードを判定する能力を有するコントローラを含んでもよい。

【0014】

本発明は、異なるタイプの無線電源から電力を受け取ることができる単純且つ効果的な無線電力レシーバを提供する。一実施形態においては、単一の電力レシーバを、近距離レシーバとして、又は中距離レシーバ用の共振器として、機能するように選択的に再構成することができる。一実施形態おいては、主レシーバ回路及び補助レシーバ回路は、いずれも、共振器として機能する能力を有し、これにより、異なる中距離無線電源に対して適合する能力を無線電力レシーバに対して提供する。一実施形態においては、主レシーバ回路及び／又は補助レシーバ回路内の可変インダクタンス及び／又は可変静電容量を使用し、改善された効率のために無線電源の動作特性の広い範囲にわたってシステムをチューニングできるようにすることができる。又、本発明は、適切な動作モードを判定する様々な代替システム及び方法をも提供する。この結果、本発明を様々な異なる無線電源システムに容易に内蔵することができる。

【0015】

本発明のこれらの及びその他の目的、利点、及び特徴については、現時点における実施形態及び図面の説明を参照することにより、更に十分に理解され、且つ、認識されることになろう。

【0016】

本発明の実施形態の詳細な説明の前に、本発明は、以下の説明に記述されている又は添付図面に図示されているコンポーネントの動作の詳細に又は構造及び構成の詳細に限定されるものではないことを理解されたい。本発明は、様々なその他の実施形態において実装されてもよく、且つ、本明細書に明示的に開示されてはいない代替方法によって実施又は実行されてもよい。又、本明細書において使用されている語法及び用語は、説明を目的としたものであり、且つ、限定を意味するものと見なすべきではないことをも理解されたい。「含む」及び「有する」並びにこれらの変形の使用は、その後に列挙されている項目及びそれらの均等物並びに更なる項目及びそれらの均等物の包含を意味している。更には、様々な実施形態の説明において、列挙が使用される場合がある。特記されていない限り、列挙の使用は、本発明をコンポーネントの任意の特定の順序又は数に限定するものと解釈されるべきではない。又、列挙の使用は、列挙されたステップ又はコンポーネントと組み合わせられるか又はこれらに組み込まれうる任意の更なるステップ又はコンポーネントを本発明の範囲から排除するものと解釈されるべきではない。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明の一実施形態による密結合無線電源及び無線電力レシーバを有する無線電源システムの概略図である。

【図2】本発明の一実施形態による中距離無線電源及び無線電力レシーバを有する無線電源システムの概略図である。

【図3】本発明の第１代替実施形態による中距離無線電源及び無線電力レシーバを有する無線電源システムの概略図である。

【図4】本発明の第２代替実施形態による密結合無線電源及び無線電力レシーバを有する無線電源システムの概略図である。

【図5】本発明の第３代替実施形態による中距離無線電源及び無線電力レシーバを有する無縁電源システムの概略図である。

【図6】本発明の第４代替実施形態による中距離無線電源及び無線電力レシーバを有する無線電源システムの概略図である。

【図7】本発明の第５代替実施形態による中距離無線電源及び無線電力レシーバを有する無線電源システムの概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

図１及び図２には、本発明の一実施形態による無線電力レシーバが示されている。この実施形態の無線電力レシーバ１０は、密結合無線電源１００（図１を参照されたい）から又は中距離無線電源１００’（図２を参照されたい）から電力を無線で受け取るように構成されている。無線電力レシーバ１０は、無線で受け取った電力を遠隔装置Ｄに対して供給することができるように、遠隔装置Ｄに結合されている。無線電力レシーバ１０は、異なるタイプの無線電源１００、１００’から電力を効率的に受け取ることができるように、密結合モード又は中距離モードにおいて動作するべく選択的に再構成される能力を有する。この実施形態の無線電力レシーバ１０は、一般に、主レシーバ回路１２と、補助レシーバ回路１４と、無線電力レシーバ１０の動作を制御するコントローラ１８と、を含む。この実施形態においては、主レシーバ回路１２及び補助レシーバ回路１４は、これらの両方が電力を遠隔装置Ｄに供給する能力を有するように、遠隔装置Ｄの電力入力に対して並列に接続されている。この実施形態の主レシーバ回路１２は、共振タンク回路を含み、且つ、密結合レシーバとして、或いは、中距離電力伝送システム用の共振器として、動作するように選択的に構成される能力を有する。主レシーバ回路１２は、密結合無線電源１００に伴うレシーバとしての効率的な動作のために、且つ、中距離無線電源１００’に伴う共振器としての効率的な動作のために、チューニングされてもよい。この実施形態の補助レシーバ回路１４は、インダクタを含み、且つ、主レシーバ回路１２が共振器として機能するように構成された際に、主レシーバ回路１２から無線電力を効率的に受け取るように構成されている。使用の際に、コントローラ１８は、適切な動作モードを判定すると共に密結合レシーバ又は共振器として適宜機能するように主レシーバ回路１２を構成する能力を有する。本発明は、適切な動作モードを判定する様々なシステム及び方法を開示する。

【0019】

図１及び図２は、本発明の一実施形態による無線電力レシーバ１０の概略図である。この実施形態の無線電力レシーバ１０は、遠隔装置Ｄの電力入力に結合されてもよい。遠隔装置Ｄは、基本的に、電力を利用する任意のコンポーネントであってもよい。例えば、遠隔装置Ｄは、セルフォン、スマートフォン、メディアプレーヤ、パーソナルデジタルアシスタント、ラップトップコンピュータ、ノートブック、又はタブレットコンピュータであってもよい。無線電力レシーバ１０によって供給される電力は、電力を遠隔装置Ｄに対する直接的な電力供給及び／又は遠隔装置Ｄ用の電池の充電などのように、基本的に任意の方法によって使用されてもよい。無線電力レシーバ１０は、製造者により、遠隔装置Ｄ内に直接的に一体化されてもよい。このような実施形態においては、遠隔装置Ｄは、遠隔装置Ｄのハウジング内に無線電力レシーバ１０を収容するように構成されてもよく、且つ、電力入力は、無線電力レシーバ１０から遠隔装置Ｄの電力管理ユニット（図示されてはいない）に電力を供給する内部電気接続であってもよい。電力管理ユニット（図示されてはいない）は、必要に応じて、例えば、従来の電力制御アルゴリズムを使用して電力を遠隔装置Ｄに供給するか又は遠隔装置Ｄの電池を充電することにより、電力の使用を制御してもよい。或いは、この代わりに、無線電力レシーバ１０は、無線で電力を受け取るように意図されてはいない遠隔装置Ｄに装着されることにより、その遠隔装置Ｄが電力を無線で受け取ることができるようするべく構成されてもよい。

【0020】

上述のように、図１の無線電力レシーバ１０は、一般に、主レシーバ回路１２と、補助レシーバ回路１４と、無線電力レシーバ１０の動作を制御するコントローラ１８と、を含む。主レシーバ回路１２及び補助レシーバ回路１４は、これらの両方が電力を遠隔装置Ｄに対して供給する能力を有するように、遠隔装置Ｄの電力入力に結合されてもよい。この実施形態においては、主レシーバ回路１２及び補助レシーバ回路１４は、遠隔装置Ｄの電力入力に対して電気的に並列に接続されている。図示されてはいないが、２つのレシーバ回路１２及び１４は、電力管理ユニットを通じて交互に又は同時に電力を遠隔装置Ｄに対して供給してもよいように、電力管理ユニット（図示されてはいない）の電力入力に対して並列に接続されてもよい。この実施形態においては、主レシーバ回路１２は、適切な電磁界の存在下にある際に電力が誘発されるタンク回路２０を含む。この実施形態のタンク回路２０は、インダクタ２２と、コンデンサ２４と、を含む。インダクタ２２は、Ｌｉｔｚワイヤなどのワイヤのコイルであってもよく、或いは、電力の供給に応答して電磁界を生成する能力を有するその他のコンポーネントであってもよい。コンデンサ２４は、従来のコンデンサであってもよく、或いは、タンク回路２０用の適切な静電容量を有するその他のコンポーネントであってもよい。タンク回路のインダクタ２２及びタンク回路のコンデンサ２４は、密結合無線電源の予想動作特性において効率的に動作するように主レシーバ回路１２をチューニングするべく意図された特性を有するように選択される。例えば、インダクタ２２及びコンデンサ２４は、無線電源１００からの予想電力レベル及び動作周波数において最適な性能を提供するように選択されてもよい。これには、インダクタンス値、コイルの形状、コイルの直径、ワイヤの巻回数、ワイヤのタイプ、ワイヤのゲージなどのインダクタの、且つ／又は、静電容量値及びコンデンサのタイプなどのコンデンサの、基本的に任意の関連する特性を変化させるステップが伴ってもよい。

【0021】

いくつかの用途においては、遠隔装置Ｄ又は無線電力レシーバ内のコントローラ（又は、マイクロプロセッサ）が可能な限り迅速に電源投入されることが望ましいであろう。例えば、いくつかの無線電源システムにおいては、無線電力レシーバ又は遠隔装置Ｄが無線電源１００、１００’と通信することが予想されている。これらの通信は、無線電源１００、１００’と無線電力レシーバ１０の間の互換性の保証又は無線電源１００、１００’、無線電力レシーバ１０、又は遠隔装置の動作パラメータの設定の際の有用情報の伝達などの様々な目的のために使用されてもよい。無線電力レシーバ１０又は遠隔装置Ｄが十分迅速に通信できない場合には、無線電源１００、１００’が電力供給を停止する場合があり、或いは、そうでない場合にも、動作に悪影響が及ぶことになろう。コントローラの可能な限り迅速な電源投入の保証が（例えば、無線電源との間で通知を交換するために）重要である用途においては、主レシーバ回路１２が密結合構成にある際にも、コントローラを電源投入させるための十分な電力を中距離無線電源１００’から誘発するように、主レシーバ回路１２のタンク回路２０をチューニングすることが望ましいであろう。これには、密結合無線電源１００と共に動作している際の効率におけるトレードオフが伴う場合がある。

【0022】

この実施形態においては、主レシーバ回路１２は、整流された電力を遠隔装置Ｄに供給するように構成されている。相応して、タンク回路２０は、整流器を通じて遠隔装置Ｄの電力入力に対して結合されている。整流器は、用途ごとに変化してもよいが、この実施形態の主レシーバ回路１２は、２つのダイオードペアとして構成された４つのダイオード２８ａ〜２８ｄを有する全波整流器２６を含む。整流器のタイプ（例えば、全波又は半波）及び具体的な整流器回路（例えば、ブリッジ整流器、中間タップ、ダイオードブリッジ）は、必要に応じて、用途ごとに変化してもよい。遠隔装置ＤがＡＣ電力によって動作するか又はその独自の整流器を有している用途においては、主レシーバ回路１２は、整流器を含まなくてもよい。遠隔装置ＤがＡＣ電力によって動作する用途においては、タンク回路２０を遠隔装置Ｄから電気的に接続解除／絶縁するべく、更なるスイッチを回路内に含むことが望ましいであろう。必要に応じて、整流器２６の出力を、整流された電力のリップルを低減するように構成されたスムージング回路（図示されてはいない）などのフィルタリング及び／又はコンディショニング回路に通してもよい。例えば、リザーバコンデンサ又はスムージングコンデンサを整流器２６の出力に結合してもよい。

【0023】

上述のように、無線電力レシーバ１０は、密結合モード又は中距離モードにおいて選択的に動作するように構成されている。この実施形態においては、望ましい動作モードは、主レシーバ回路１１２の構成を変化させることによって実現される。図１の実施形態においては、主レシーバ回路１２は、密結合レシーバとして、或いは、共振器として、動作するように選択的に構成される能力を有する。この再構成を許容するために、主レシーバ回路１２は、タンク回路２０を選択的に短絡させてタンク回路２０に閉じた共振ループを形成させるために閉路させることができるように構成されたスイッチ１６を含む。スイッチ１６の構成は、変化してもよいが、図示の実施形態のスイッチ１６は、接地などの基準３４の両側に配置された２つのＦＥＴ３０ａ、３０ｂを含む。それぞれのＦＥＴ３０ａ、３０ｂは、ＦＥＴ３０ａ、３０ｂがコントローラ１８によって開閉されてもよいように、コントローラ１８によって電気的に駆動されるゲート３２ａ、３２ｂを含む。代替スイッチタイプは、リレー、トランジスタ、又はトライアックの構成、或いは、ＡＣ回路内において切替機能を提供する能力を有する任意のその他の電気コンポーネントを含んでもよい。スイッチ１６が開路状態にある際には、タンク回路２０は、整流器２６を通じて遠隔装置Ｄの電力入力に結合された状態に留まる。この構成においては、主レシーバ回路１２は、密結合レシーバとして効率的に動作する。スイッチ１６が閉路された際に、タンク回路２０は、短絡され、且つ、事実上、遠隔装置Ｄの電力入力から電気的に接続解除／絶縁された状態となる。この構成においては、タンク回路２０は、閉じた共振ループとなり、且つ、中距離無線電源からの電力を効率的に受け取り、増幅し、且つ、再伝送する能力を有する共振器として機能する。共振器は、増幅された電磁界を生成することにより、電力を再伝送する。無線電力レシーバ１０は、共振器によって提供される増幅された電磁界が補助レシーバ回路１４内に電力を効率的に誘発するように、チューニングされる。

【0024】

上述のように、この実施形態の無線電力レシーバ１０は、密結合モードと中距離モードの間において無線電力レシーバ１０の動作モードを選択的に切り替えるように構成されたコントローラ１８を含む。コントローラ１８は、ＦＥＴ３０ａ、３０ｂのゲート３２ａ、３２ｂに印加される駆動信号を制御する能力を有する。例えば、コントローラ１８は、両方のゲート３２ａ、３２ｂを駆動する単一の出力を有してもよく、或いは、それぞれのゲート３２ａ、３２ｂごとに別個の出力を有してもよい。或いは、この代わりに、コントローラ１８は、駆動信号をゲート３２ａ、３２ｂに印加する中間コンポーネントを制御してもよい。この代替肢は、コントローラ１８の出力が、ゲート３２ａ、３２ｂを直接的に制御するのに十分なものではない際に、使用されてもよい。いくつかの用途においては、無線電力レシーバ１０は、その独自のコントローラを有することになり、且つ、その他の用途においては、無線電力レシーバ１０は、コントローラを遠隔装置Ｄと共有してもよい。例えば、いくつかの用途においては、コントローラ１８は、遠隔装置Ｄの一部分であるコントローラ内において実装されてもよい。使用の際に、この実施形態のコントローラ１８は、密結合モードにおいて動作するように主レシーバ回路１２を構成するべくスイッチ１６を開路するか又は中距離モード用の共振器として動作するように主レシーバ回路１２を構成するべくスイッチを閉路する能力を有する。無線電力レシーバ１０は、様々な異なる方法を使用して適切な動作モードを判定するように構成されてもよい。一実施形態においては、無線電力レシーバ１０は、無線電源１００、１００’との間の通信を使用して動作モードを判定してもよい。例えば、無線電源１００、１００’及び無線電力レシーバ１０は、いずれも、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、ＷｉＦｉ、又はＮＦＣ通信トランシーバなどの無線通信トランシーバを含んでもよい。無線電力レシーバ１０は、遠隔装置Ｄ内に組み込まれた通信システムを使用してもよく、或いは、その独自の専用の通信システムを有してもよい。使用の際には、無線電力レシーバ１０は、通信能力を使用し、適切な動作モードについて無線電源１００、１００’に問い合わせてもよく、且つ、コントローラ１８は、相応して主レシーバ回路１２を構成してもよい。別の例として、無線電源１００、１００’及び無線電力レシーバ１０は、電力伝送コイルを通じて通信するように構成されてもよい。この例の一実施形態においては、無線電力レシーバ１０は、後方散乱変調又は電力伝送コイルを通じて伝達される能力を有する基本的に任意のその他のタイプの通知を使用することにより、無線電源１００、１００’から通知を受け取る能力を有してもよい。

【0025】

或いは、この代わりに、コントローラ１８は、試行錯誤によって適切な動作モードを判定する能力を有してもよい。例えば、コントローラ１８は、第１の期間にわたって密結合モードにおいて、且つ、第２の期間にわたって中距離モードにおいて、動作してもよく、且つ、遠隔装置Ｄに最大量の電力を供給するモードなどの好ましいと証明されたいずれかのモードにおいて動作することを選択してもよい。

【0026】

別の代替方式として、コントローラ１８は、主レシーバ回路１２及び／又は補助レシーバ回路１４内において受け取られた電力の１つ又は複数の特性を検知することにより、適切な動作モードを判定する能力を有してもよい。一実施形態においては、主レシーバ回路１２は、主レシーバ回路１２内に誘発された電流の大きさを判定する能力を有する電流センサ（図示されてはいない）を含む。電流センサは、電圧センサによって置換されてもよい。いくつかの実施形態においては、主レシーバ回路１２は、電流センサ及び電圧センサの両方を含んでもよい。コントローラ１８は、電流及び／又は電圧のピーク又はＲＭＳ値、電流及び／又は電圧が変化する周波数、又は電流及び／又は電圧の変化のレートなどの計測された信号の異なる特性を評価してもよい。当業者には、様々な電流及び電圧センサが知られている。コントローラ１８は、１つ又は複数の検知された値に基づいて正しい動作モードを判定するようにプログラムされてもよい。例えば、主レシーバ回路１２が電流センサを含んでいる一実施形態においては、コントローラ１８は、検知された電流を既定の値と比較し、無線電力レシーバ１０が密結合モードにおいて動作するべきか又は中距離モードにおいて動作するべきかを判定してもよい。別の例において、主レシーバ回路１２及び補助レシーバ回路１４が、それぞれ、電流センサ、電圧センサ、又はこれらの両方を含んでいる一実施形態においては、コントローラ１８は、２つのセンサによって取得された計測値を比較して適切な動作モードを判定してもよい。

【0027】

上述のように、補助レシーバ回路１４も、遠隔装置Ｄの電力入力に結合されている。補助レシーバ回路１４は、共振器として動作するように構成されている際に、主レシーバ回路１２によって生成される電磁界の存在下において効率的に電力を誘発するように、チューニングされる。この実施形態においては、補助レシーバ回路１４は、適切な電磁界の存在下にある際に電力が誘発されるインダクタ４０を含む。インダクタ４０は、Ｌｉｔｚワイヤなどのワイヤのコイルであってもよく、或いは、電力の供給に応答して電磁界を生成する能力を有するその他のコンポーネントであってもよい。インダクタ４０は、共振器１０２’を含む中距離無線電源１００’の予想動作特性において効率的に動作するように補助レシーバ回路１４をチューニングするべく意図された特性を有するように、選択されている。例えば、インダクタ４０は、共振器モードにおいて動作する主レシーバ回路１２によって生成される増幅された電磁界の存在下にある際に最大電力を効率的に誘発するように選択されてもよい。インダクタ２４と同様に、これには、インダクタンス値、コイルの形状、コイルの直径、ワイヤの巻回数、ワイヤのタイプ、ワイヤのゲージなどのインダクタの、且つ／又は、静電容量値及びコンデンサのタイプなどのコンデンサの、基本的に任意の関係する特性を変化させるステップが伴ってもよい。

【0028】

図示の実施形態においては、補助レシーバ回路１４は、共振コンデンサを含んでいないが、必要に応じて、コンデンサを追加し、補助レシーバ回路１４にタンク回路を提供してもよい。この実施形態においては、補助レシーバ回路１４が周波数の相対的に広い範囲にわたって向上した効率で動作できるようにするために、コンデンサが排除されている。一般に、共振コンデンサの追加は、相対的に小さな動作周波数の範囲において向上した効率を提供することになるが、その範囲の外においては、効率を低減する場合がある。従って、多くの場合に、無線電源がコンデンサの効率性の範囲内において電力を供給すると合理的に予想可能である際には、共振コンデンサを補助レシーバ回路１４に追加することが望ましいであろう。

【0029】

この実施形態においては、補助レシーバ回路１４は、整流された電力を遠隔装置Ｄに対して供給するように構成されている。従って、インダクタ４０は、整流器を通じて遠隔装置Ｄの電力入力に結合されている。整流器は、用途ごとに変化してもよいが、この実施形態の補助レシーバ回路１４は、２つのダイオードペアとして構成された４つのダイオード４４ａ〜４４ｄを有する全波整流器４２を含む。整流器のタイプ（例えば、全波又は半波）及び具体的な整流器回路（例えば、ブリッジ整流器、中間タップ、又はダイオードブリッジ）は、必要に応じて、用途ごとに変化してもよい。遠隔装置ＤがＡＣ電力によって動作するか又はその独自の整流器を有している用途においては、補助レシーバ回路１４は、整流器を含まなくてもよい。必要に応じて、整流器４２の出力を、整流された電力のリップルを低減するように構成されたスムージング回路（図示された）などのフィルタリング及び／又はコンディショニング回路に通してもよい。例えば、リザーバコンデンサ又はスムージングコンデンサを整流器４２の出力に結合してもよい。

【0030】

いくつかの用途においては、無線電源が遠隔装置の互換性を識別及び／又は検証できるようにするために使用可能な統合された識別コンデンサをシステムが含むことが望ましいであろう。図３には、無線電力レシーバの一代替実施形態２１０が示されている。特記されていない限り、無線電力レシーバ２１０は、全般的に、無線電力レシーバ１０と同一であり、且つ、無線電力レシーバ２１０の特定のコンポーネントは、「２」によって先行されていることを除いて、無線電力レシーバ１０と共に使用された同一の参照符号によって識別されている。この代替実施形態においては、主レシーバ回路２１２は、タンク回路２２０と並列に配列された識別コンデンサ２３８を含む。識別コンデンサ２３８の値は、Ｑｉ（登録商標）相互運用可能無線電力規格に準拠することが意図された遠隔装置の場合における１ＭＨｚなどの望ましい周波数において共振応答を提供するように、選択されてもよい。

【0031】

図３の無線電力レシーバ２１０は、主レシーバ回路２１２内に識別コンデンサ２３８を含むが、識別コンデンサ２３８は、別の場所に配置されてもよい。図４は、識別コンデンサ３３８が補助レシーバ回路３１４内に統合されている代替無線電力レシーバ３１０を示している。例えば、図示の実施形態においては、識別コンデンサ３３８は、インダクタ３４０と並列に配列されている。この実施形態においては、直列共振コンデンサ３２４（即ち、主レシーバ回路３１２内のタンク回路のコンデンサ）は、並列の識別コンデンサ３３８から分離されている。これらの異なるコンデンサを異なるコイルに対して接続することにより、いくつかの用途においては、回路のチューニングの際に、いくつかの利点を提供してもよい。特記されていない限り、無線電力レシーバ３１０は、全般的に、無線電力レシーバ１０と同一であり、且つ、無線電力レシーバ３１０の特定のコンポーネントは、「３」によって先行されていることを除いて、無線電力レシーバ１０と共に使用された同一の参照符号によって識別されている。

【0032】

図１の無線電力レシーバ１０は、密結合電源用のものと中距離電源用のものという２つの異なる動作モードを許容している。いくつかの用途においては、無線電力レシーバの適合可能性を更に改善することが望ましいであろう。図５は、更なる適合可能性を提供するように構成された無線電力レシーバの一代替実施形態４１０を示している。特記されていない限り、無線電力レシーバ４１０は、全般的に、無線電力レシーバ１０と同一であり、且つ、無線電力レシーバ４１０の特定のコンポーネントは、「４」によって先行されていることを除いて、無線電力レシーバ１０と共に使用された同一の参照符号によって識別されている。図５の無線電源４１０は、主レシーバ回路４１２及び補助レシーバ回路４１４の両方内にスイッチ４１６、４５４を含んでいる。スイッチ４５４に加えて、直列の共振コンデンサ４５６も、補助レシーバ回路１４に追加されている。補助レシーバ回路４１４内の追加のスイッチ４５４及びコンデンサ４５６は、主レシーバ回路４１２と同様に補助レシーバ回路４１４が共振器として機能できるようにすることにより、更なる動作モードを可能にしている。例えば、この実施形態においては、両方のスイッチは、主レシーバ回路４１２及び／又は補助レシーバ回路４１４が密結合の無線電源から電力を受け取ることができるようにするために、開路状態において留まってもよく、或いは、スイッチ４１６、４５４のうちの１つは、無線電力レシーバ４１０が中距離無線電源から電力を効率的に受け取ることができるようにするために、閉路されてもよい。使用の際に、スイッチ４１６は、主レシーバ回路４１２が補助レシーバ回路４１４用の共振器として動作できるようにするために、閉路されてもよく、或いは、スイッチ４５４は、補助レシーバ回路４１４が主レシーバ回路４１４用の共振器として動作できるようにするために、閉路されてもよい。主レシーバ回路４１２及び補助レシーバ回路４１４のコンポーネントの適切なチューニングにより、異なる動作特性を有する中距離無線電源から電力を効率的に受け取るように、無線電力レシーバ４１０を再構成することができる。例えば、主レシーバ回路４１２は、第１電力レベル及び第１動作周波数を有する中距離無線電源用の効率的な共振器として動作するように構成されてもよく、且つ、補助レシーバ回路４１４は、異なる電力レベル及び／又は異なる動作周波数を有する中距離無線電源用の効率的な共振器として動作するように構成されてもよい。

【0033】

２つのスイッチ４１６、４５４は、コントローラ４１８によって制御されてもよい。例えば、コントローラ４１８は、スイッチ４１６、４５４を選択的に開閉して望ましい動作モードを実装する駆動信号を生成する能力を有してもよい。図１の実施形態と同様に、コントローラ４１８は、基本的に任意のシステム及び方法に基づいて適切な動作モードを判定する能力を有してもよい。例えば、無線電力レシーバ４１０は、無線電源との通信、異なる動作モードの連続的な試験、又は主レシーバ回路４１２及び／又は補助レシーバ回路４１４内における電力の特性の計測に基づいて適切な動作モードを判定してもよい。

【0034】

いくつかの用途においては、更なるチューニングの選択肢を無線電力レシーバに提供することが望ましいであろう。図６は、代替無線電力レシーバ５１０を示しており、この場合に、主レシーバ回路５１２は、任意選択のコンデンサ５５０、５５２を含んでおり、これらのコンデンサ５５０、５５２は、単独で又は相互の組合せにおいて回路内に選択的に切り替えることができる。更なるコンデンサ５５０、５５２により、例えば、主レシーバ回路５１２を異なる動作パラメータについてチューニングできるようにしてもよい。例えば、任意選択のコンデンサ５５０、５５２の使用は、固定周波数において動作する無線電源から電力を効率的に受け取るように主レシーバ回路５１２をチューニングする際に、特に有用であろう。別の例として、無線電力レシーバ５１０内において受け取られる電力の量を制限することが望ましい際に、任意選択のコンデンサ５５０、５５２を使用して回路をデチューニングしてもよい。任意選択のコンデンサ５５０、５５２は、タンク回路のコンデンサ５２４と並列に接続されてもよく、且つ、別個のスイッチ５６２、５６４を含んでもよい。異なるタイプのスイッチを使用してもよいが、スイッチ５６２及び５６４のそれぞれは、バックツーバックのＦＥＴのペア５５８ａ、５５８ｂ及び５６０ａ、５６０ｂと、必要な制御回路と、を含んでもよい。この実施形態においては、コントローラ５１８は、必要に応じて、ＦＥＴ５５８ａ、５５８ｂ及び５５６０ａ、５５６０ｂのゲートに対する駆動信号を制御してスイッチ５６２、５６４を開閉し、任意選択のコンデンサ５５０、５５２を回路内に又は回路から外に切り替えるように、構成されてもよい。コントローラ５１８は、適切な静電容量を判定する能力を有してもよい。例えば、コントローラ５１８は、無線電源１００、１００’との通信、異なる静電容量値を有するシステムの連続的な試験、又は主レシーバ回路５１２及び／又は補助レシーバ回路５１４内における電力の特性の計測に基づいて適切な静電容量を判定してもよい。特記されていない限り、無線電力レシーバ５１０は、全般的に、無線電力レシーバ１０と同一であり、且つ、無線電力レシーバ５１０の特定のコンポーネントは、「５」によって先行されていることを除いて、無線電力レシーバ１０と共に使用された同一の参照符号によって識別されている。

【0035】

図示の実施形態は、２つの任意選択のコンデンサを含んでいるが、主レシーバ回路５１２は、任意の望ましい数の任意選択のコンデンサを含んでもよい。更には、図示の実施形態は、主レシーバ回路５１２内の任意選択のコンデンサをも示している。更には、又はこの代わりに、任意選択のコンデンサを補助レシーバ回路５１４に追加し、補助レシーバ回路５１４のチューニングを許容することもできる。又、図６の実施形態は、調節可能な静電容量を有するシステムをも示している。いくつかの用途においては、主レシーバ回路５１２又は補助レシーバ回路５１４に調節可能なインダクタンスを提供することが望ましいであろう。このような用途においては、回路は、必要に応じて回路内に且つ回路の外に切り替えることができる任意選択のコイル又はコイルセグメントを含んでもよい。いくつかの実施形態においては、回路は、単一のマルチタップコイルを含んでもよく、且つ、異なるタップを使用し、回路のインダクタンスを変化させてもよい。調節可能なインダクタンスは、単独で、或いは、調節可能な静電容量との組合せにおいて、使用されてもよい。

【0036】

図１〜図６の実施形態は、それぞれ、共振器として機能するように主レシーバ回路を再構成するべくタンク回路を選択的に短絡させるスイッチを含んでいる。いくつかの用途においては、主レシーバ回路は、スイッチの機能を提供できるコンポーネントを既に含んでいてもよい。このような用途においては、別個のスイッチは不要であろう。例えば、図７は、主レシーバ回路６１２及び補助レシーバ回路６１４が、それぞれ、能動型整流器６７０ａ、６７０ｂを含む無線電源の一実施形態６１０を示している。特記されていない限り、無線電力レシーバ６１０は、全般的に、無線電力レシーバ１０と同一であり、且つ、無線電力レシーバ６１０の特定のコンポーネントは、「６」によって先行されていることを除いて、無線電力レシーバ１０と共に使用された同一の参照符号によって識別されている。この実施形態においては、能動型整流器６７０ａ、６７０ｂは、回路内に誘発されたＡＣ電力を整流するために通常は適切な順序において駆動されるＦＥＴなどの一連のスイッチ６７２ａ〜６７２ｄ及び６７４ａ〜６７４ｄを含む準同期式整流器である。この実施形態においては、タンク回路６２０を短絡させると共に共振器として動作するべく主レシーバ回路６１２を再構成するように、主レシーバ回路６１２内の整流器スイッチ６７２ａ〜６７２ｄを動作させることができる。更に詳しくは、コントローラ６１８は、補助レシーバ回路６１４用の共振器として動作するように主レシーバ回路６１２を再構成することが望ましい際に、スイッチ６７２ａ及び６７２ｂを閉路させるように、構成されてもよい。閉路されたら、これらのスイッチ６７２ａ及び６７２ｂは、タンク回路６２０内に閉じた共振ループを生成し、且つ、電力がスイッチ６７２ｃ及び６７２ｄを通じて遠隔装置Ｄに流れることを基本的に防止する。主レシーバ回路６１２との関連において示されているが、この代替方式を補助レシーバ回路６１４に内蔵してもよい。例えば、補助レシーバ回路６１４が共振器として選択的に機能することができるように、補助レシーバ回路６１４の能動型整流器６７０ｂ内のスイッチをコントローラ６１８によって動作させてもよい。

【0037】

以上の説明は、本発明の現時点における実施形態に関するものである。均等論を含む特許法の原理に従って解釈することを要する添付の請求項に規定された本発明の精神及び広範な態様を逸脱することなしに、様々な変更及び変形を実施することができる。本開示は、例示を目的として提示されたものであり、且つ、本発明のすべての実施形態のすべてを網羅した説明として、又は請求項の範囲をこれらの実施形態との関連において図示又は説明されている特定の要素に限定するものとして、解釈するべきではない。例えば、且つ、限定を伴うことなしに、説明されている本発明の１つ又は複数の任意の個々の要素は、実質的に類似した機能を提供する又はさもなければ十分な動作を提供する代替要素によって置換されてもよい。これは、例えば、当業者に現時点において既知でありうるものなどの現時点において既知の代替要素と、開発された際に当業者が代替肢として認識しうるものなどの将来開発されることになる代替要素と、を含む。更には、開示された実施形態は、一緒に記述されていると共に協働して利益の集合体を提供しうる複数の特徴を含む。本発明は、添付の請求項に特記されていない限り、これらの特徴のすべてを含む又は主張されている利益のすべてを提供する実施形態にのみ限定されるものではない。例えば、「１つの（a）」、「１つの（an）」、「該（その）（the）」、又は「前記（said）」という冠詞を使用することによる単数形の請求項要素に対する任意の参照は、その要素を単数形に限定するものとして解釈してはならない。

【0038】

排他的な権利又は権限が請求されている本発明の実施形態は、添付の請求項に規定されているとおりである。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】