(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2022-07-21
(54)【発明の名称】無線電力レシーバのための保護回路
(51)【国際特許分類】
H02J 50/12 20160101AFI20220713BHJP
H02J 7/00 20060101ALI20220713BHJP
H02H 3/00 20060101ALI20220713BHJP
【ＦＩ】
H02J50/12
H02J7/00 301D
H02H3/00 P
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2021569399
(86)(22)【出願日】2020-05-22
(85)【翻訳文提出日】2021-12-14
(86)【国際出願番号】 US2020034344
(87)【国際公開番号】W WO2020242990
(87)【国際公開日】2020-12-03
(31)【優先権主張番号】62/852,666
(32)【優先日】2019-05-24
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】513307922
【氏名又は名称】ワイトリシティ コーポレーション
【氏名又は名称原語表記】ＷＩＴＲＩＣＩＴＹ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ
(74)【代理人】
【識別番号】100078282
【弁理士】
【氏名又は名称】山本 秀策
(74)【代理人】
【識別番号】100113413
【弁理士】
【氏名又は名称】森下 夏樹
(74)【代理人】
【識別番号】100181674
【弁理士】
【氏名又は名称】飯田 貴敏
(74)【代理人】
【識別番号】100181641
【弁理士】
【氏名又は名称】石川 大輔
(74)【代理人】
【識別番号】230113332
【弁護士】
【氏名又は名称】山本 健策
(72)【発明者】
【氏名】ダニロビッチ， ミリサフ
(72)【発明者】
【氏名】ケスラー， モリス ピー．
(72)【発明者】
【氏名】ロックフォード， コナー
【テーマコード（参考）】
5G142
5G503
【Ｆターム（参考）】
5G142AB03
5G142AC01
5G142BB12
5G142EE03
5G503AA01
5G503AA07
5G503BA01
5G503BB01
5G503FA14
5G503GB08
(57)【要約】
無線電力システムのための例示的な保護回路は、バッテリ切断回路、ロードダンプ保護回路、および／またはコイル切断回路を含むことができる。これらの保護回路のうちの１つ以上は、無線電力レシーバによって採用され得る。さらに、これらの保護回路のうちの１つ以上は、無線電力レシーバが無線電力トランスミッタから独立して自らを保護することができることを可能にし得、それによって、無線電力システムの安全性を増加させ得る。
【選択図】図９Ａ
【選択図】図９Ａ
【特許請求の範囲】
【請求項1】
無線電力レシーバを保護するための方法であって、前記無線電力レシーバが、インピーダンス回路に結合された共振器コイルと、少なくとも１つのトランジスタを備える整流器と、を備え、前記インピーダンス回路が、（ｉ）前記共振器コイルと直列に結合された第１のセットのコンデンサと、（ｉｉ）前記共振器コイルと並列に結合された第２のセットのコンデンサと、（ｉｉｉ）前記第２のセットのコンデンサと前記整流器の入力との間に結合された少なくとも１つのインダクタと、を備え、前記方法が、前記共振器コイル内のコイル電流がゼロアンペアまたはゼロアンペア付近に低減されるように、前記少なくとも１つのトランジスタをオンにすることと、
一定期間後に、前記コイル電流および前記整流器への入力電流がゼロアンペアまたはゼロアンペア付近に低減されるように、前記インピーダンス回路に結合された、または前記インピーダンス回路内の少なくとも１つのリレーを開くことと、を含む、方法。
【請求項2】
前記一定期間が、１ミリ秒～１秒である、請求項１に記載の方法。
【請求項3】
前記少なくとも１つのリレーが、前記共振器コイルの第１のノードと前記第１のセットのコンデンサとの間に結合されている、請求項１に記載の方法。
【請求項4】
前記少なくとも１つのリレーが、第２のリレーを備え、前記第２のリレーが、前記共振器コイルの第２のノードに結合され、前記第２のノードが、前記第１のノードとは反対側にある、請求項３に記載の方法。
【請求項5】
前記第１のセットのコンデンサが、前記共振器コイルの第１のノードに結合された第１のサブセットのコンデンサと、前記第１のサブセットと直列に結合された第２のサブセットのコンデンサと、を備え、前記少なくとも１つのリレーが、前記第１のサブセットと前記第２のサブセットとの間に結合されている、請求項１に記載の方法。
【請求項6】
前記第１のセットのコンデンサが、前記共振器コイルの第２のノードに結合された第３のサブセットのコンデンサと、前記第３のサブセットと直列に結合された第４のサブセットのコンデンサと、を備え、前記第２のノードが、前記第１のノードとは反対側にあり、前記少なくとも１つのリレーが、前記第３のサブセットと前記第４のサブセットとの間に結合された第２のリレーを備える、請求項５に記載の方法。
【請求項7】
前記少なくとも１つのリレーが、前記第１のセットのコンデンサと前記第２のセットのコンデンサとの間に結合されている、請求項１に記載の方法。
【請求項8】
前記少なくとも１つのリレーが、前記第２のセットのコンデンサの第１のノードに結合され、前記少なくとも１つのリレーが、前記第１のセットのコンデンサと前記コンデンサの第２のノードとの間に結合された第２のリレーを備え、前記第２のノードが、前記第１のノードとは反対側にある、請求項７に記載の方法。
【請求項9】
前記少なくとも１つのリレーが、前記第２のセットのコンデンサと前記少なくとも１つのインダクタとの間に結合されている、請求項１に記載の方法。
【請求項10】
前記少なくとも１つのリレーが、前記第２のセットのコンデンサの第１のノードに結合され、前記少なくとも１つのインダクタが、前記第２のセットのコンデンサの第２のノードと前記整流器の前記入力との間に結合された第２のインダクタを備え、前記第２のノードが、前記第１のノードとは反対側にあり、
前記少なくとも１つのリレーが、前記第２のノードと前記第２のインダクタとの間に結合された第２のリレーを備える、請求項９に記載の方法。
【請求項11】
（ｉ）前記第１のセットのコンデンサが、第１の容量リアクタンスを有し、（ｉｉ）前記第２のセットのコンデンサが、第２の容量リアクタンスを有し、かつ（ｉｉｉ）前記少なくとも１つのインダクタが、誘導リアクタンスを有し、前記第１の容量リアクタンスの絶対値が、（ａ）前記第２の容量リアクタンスの絶対値、および（ｂ）前記誘導リアクタンスの絶対値の各々に等しい、請求項１に記載の方法。
【請求項12】
前記少なくとも１つのトランジスタを前記オンすることが、前記整流器への入力電流を増加させる、請求項１に記載の方法。
【請求項13】
前記少なくとも１つのトランジスタが、前記整流器の出力に結合されたバッテリの負のノードに結合されたノードを有する低側トランジスタである、請求項１に記載の方法。
【請求項14】
前記少なくとも１つのトランジスタをオンすることが、２つのトランジスタをオンすることを含み、前記２つのトランジスタが、低側トランジスタであり、各々が、前記整流器の出力に結合されたバッテリの負のノードに結合されたノードを有する、請求項１に記載の方法。
【請求項15】
無線電力レシーバのための保護回路であって、前記レシーバが、インピーダンス回路に結合された共振器コイルを備え、前記インピーダンス回路が、整流器に結合され、前記インピーダンス回路が、（ｉ）前記共振器コイルと直列に結合された第１のセットのコンデンサと、（ｉｉ）前記共振器コイルと並列に結合された第２のセットのコンデンサと、（ｉｉｉ）前記第２のセットのコンデンサと前記整流器の入力との間に結合された少なくとも１つのインダクタと、を備え、前記保護回路が、前記レシーバが通電されたとき、前記共振器コイル内のコイル電流がゼロアンペアまたはゼロアンペア付近に低減されるようにオンするように構成された少なくとも１つのトランジスタと、
前記インピーダンス回路に結合された、または前記インピーダンス回路内の少なくとも１つのリレーであって、前記リレーが、前記コイル電流および入力電流がゼロアンペアまたはゼロアンペア付近に低減されるように構成されている、少なくとも１つのリレーと、を備える、保護回路。
【請求項16】
一定期間が、１ミリ秒～１秒である、請求項１５に記載の保護回路。
【請求項17】
前記少なくとも１つのリレーが、前記共振器コイルの第１のノードと前記第１のセットのコンデンサとの間に結合されている、請求項１５に記載の保護回路。
【請求項18】
前記少なくとも１つのリレーが、前記第１のセットのコンデンサと前記第２のセットのコンデンサとの間に結合されている、請求項１５に記載の保護回路。
【請求項19】
前記少なくとも１つのリレーが、前記第２のセットのコンデンサと前記少なくとも１つのインダクタとの間に結合されている、請求項１５に記載の保護回路。
【請求項20】
無線電力レシーバであって、電力を誘導的に受信するように構成された共振器コイルと、
インピーダンス回路に結合された整流器であって、前記整流器が、少なくとも１つの低側トランジスタを備える、整流器と、
前記共振器コイルと前記整流器との間に結合されたインピーダンス回路であって、前記インピーダンス回路が、（ｉ）前記共振器コイルと直列に結合された第１のセットのコンデンサと、（ｉｉ）前記共振器コイルと並列に結合された第２のセットのコンデンサと、（ｉｉｉ）前記第２のセットのコンデンサと前記整流器の入力との間に結合された少なくとも１つのインダクタと、を備える、インピーダンス回路と、
前記インピーダンス回路に結合された、または前記インピーダンス回路内の少なくとも１つのリレーであって、
前記レシーバが通電されたとき、前記少なくとも１つのトランジスタが、前記共振器コイル内のコイル電流がゼロアンペアまたはゼロアンペア付近に低減されるようにオンされるように構成され、
前記トランジスタがオンになった後の一定期間後に、前記少なくとも１つのリレーが、前記コイル電流および前記整流器への入力電流がゼロアンペアまたはゼロアンペア付近に低減されるように開くように構成されている、少なくとも１つのリレーと、を備える、無線電力レシーバ。
【請求項21】
バッテリを無線電力レシーバから切断するための方法であって、前記レシーバが、（ｉ）出力コンデンサに並列に結合された整流器であって、前記コンデンサが、前記整流器の出力で第１のノードと第２のノードとの間に結合されている、整流器と、（ｉｉ）前記整流器の入力に結合された第１のスイッチと、を備え、前記レシーバが、前記第２のノードと前記バッテリの負のノードとの間に結合されたトランジスタに結合され、前記トランジスタが、オフ時に電流レベルを低減するように構成され、前記レシーバが、前記第１のノードと前記バッテリの正のノードとの間に結合された第２のスイッチを備える切断回路に結合され、前記方法が、（ａ）前記出力コンデンサにおいて電圧が増加するように、前記レシーバが通電されている時間中に前記トランジスタをオフするステップと、
（ｂ）前記出力コンデンサにおける前記電圧が定電圧またはほぼ定電圧であるように、前記第１のスイッチを閉じるステップと、
（ｃ）前記バッテリが前記レシーバから切断されるように、前記第２のスイッチを開くステップと、を含む、方法。
【請求項22】
前記切断回路が、第３のスイッチに直列に結合された抵抗器を備えるサブ回路をさらに備え、前記サブ回路が、前記第２のスイッチに並列に結合されている、請求項２１に記載の方法。
【請求項23】
（ｄ）前記第３のスイッチを開くステップ、をさらに含み、ステップ（ｄ）が、ステップ（ｃ）の間または後である、請求項２２に記載の方法。
【請求項24】
前記切断回路が、前記トランジスタと前記バッテリの前記負のノードとの間に結合された第４のスイッチをさらに備える、請求項２１に記載の方法。
【請求項25】
（ｄ）前記第４のスイッチを開くステップ、をさらに含み、ステップ（ｄ）が、ステップ（ｃ）の間または後である、請求項２４に記載の方法。
【請求項26】
ステップ（ｂ）が、ステップ（ａ）の後に実行され、ステップ（ｃ）が、ステップ（ｂ）の後に実行される、請求項２１に記載の方法。
【請求項27】
ステップ（ａ）の前に、前記第２のスイッチが閉じられ、前記トランジスタがオンであり、前記第１のスイッチが開いている、請求項２１に記載の方法。
【請求項28】
前記出力コンデンサが、抵抗器に結合され、ステップ（ｂ）において、前記抵抗器が、前記出力コンデンサにおける前記電圧を減少させることを可能にする、請求項２１に記載の方法。
【請求項29】
前記トランジスタがコントローラに結合され、前記コントローラが、前記トランジスタをオフするように構成されている、請求項２１に記載の方法。
【請求項30】
前記第２のスイッチが、バッテリ管理システムによって制御されている、請求項２１に記載の方法。
【請求項31】
前記バッテリ管理システムが、前記レシーバと関連付けられたコントローラに通信可能に結合されている、請求項３０に記載の方法。
【請求項32】
前記トランジスタが、金属酸化物半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）であり、前記第１および第２のスイッチが、リレーである、請求項２１に記載の方法。
【請求項33】
無線電力レシーバのための保護回路であって、前記レシーバが、出力コンデンサに並列に結合された整流器を備え、前記コンデンサが、前記整流器の出力で第１のノードと第２のノードとの間に結合されており、前記保護回路が、前記第２のノードとバッテリの負のノードとの間に結合されたトランジスタであって、前記トランジスタが、オフ時に電流レベルを低減するように構成されている、トランジスタと、
前記整流器の前記入力の両端に結合された第１のスイッチと、
前記第１のノードと前記バッテリの正のノードとの間に結合された第２のスイッチを備える切断回路と、を備え、
（ａ）前記トランジスタが、前記出力コンデンサにおいて電圧が増加するように、前記レシーバが通電されている時間中にオフするように構成されており、
（ｂ）前記第１のスイッチが、前記出力コンデンサにおける前記電圧が定電圧またはほぼ定電圧であるように閉じるように構成されており、
（ｃ）前記第２のスイッチが、前記バッテリが前記レシーバから切断されるように開くように構成されている、保護回路。
【請求項34】
前記切断回路が、第３のスイッチに直列に結合された抵抗器を備えるサブ回路をさらに備え、前記サブ回路が、前記第２のスイッチに並列に結合されている、請求項３３に記載の保護回路。
【請求項35】
（ｄ）前記第３のスイッチが開くように構成されており、ステップ（ｄ）が、ステップ（ｃ）の間または後である、請求項３４に記載の保護回路。
【請求項36】
前記切断回路が、前記トランジスタと前記バッテリの前記負のノードとの間に結合された第４のスイッチをさらに備える、請求項３３に記載の保護回路。
【請求項37】
（ｄ）前記第４のスイッチが開くように構成されており、ステップ（ｄ）が、ステップ（ｃ）の間または後である、請求項３６に記載の保護回路。
【請求項38】
ステップ（ｂ）がステップ（ａ）の後に実行され、ステップ（ｃ）がステップ（ｂ）の後に実行される、請求項３３に記載の保護回路。
【請求項39】
ステップ（ａ）の前に、前記第２のスイッチが閉じられ、前記トランジスタがオンであり、前記第１のスイッチが開いている、請求項３３に記載の保護回路。
【請求項40】
前記出力コンデンサが、抵抗器に結合され、ステップ（ｂ）において、前記抵抗器が、前記出力コンデンサにおける前記電圧を減少させることを可能にする、請求項３３に記載の保護回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
関連出願の相互参照
本出願は、「Ｂａｔｔｅｒｙ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ Ｃｉｒｃｕｉｔｓ ｆｏｒ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｐｏｗｅｒ Ｓｙｓｔｅｍｓ」と題され、２０１９年５月２４日に出願された米国仮特許出願第６２／８５２，６６６号の優先権および利益を主張し、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
本出願は、「Ｂａｔｔｅｒｙ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ Ｃｉｒｃｕｉｔｓ ｆｏｒ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｐｏｗｅｒ Ｓｙｓｔｅｍｓ」と題され、２０１９年５月２４日に出願された米国仮特許出願第６２／８５２，６６６号の優先権および利益を主張し、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【0002】
以下の開示は、無線電力システムのための保護回路、より具体的には、バッテリ切断回路、ロードダンプ保護回路、および／またはコイル切断回路を含む、無線電力レシーバのための保護回路を対象とする。
【背景技術】
【0003】
無線電力システムは、トランスミッタとレシーバとの間の機械的接点を伴わずに、負荷（例えば、電気デバイスのバッテリ）に電力を伝送するように構成される。いくつかの状況では、無線電力システムは、１つ以上の故障モードの影響を受けやすい場合がある。例えば、負荷の挙動は、無線電力システムの制御の範囲外である場合があり、したがって、無線電力システムの構成要素において望ましくない状態を引き起こし得る。他の状況では、無線電力レシーバは、機能不全の無線電力トランスミッタまたは機械的損傷からその構成要素を保護する必要がある。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【0004】
一態様では、本開示は、無線電力レシーバを保護するための方法を特徴とする。無線電力レシーバは、インピーダンス回路に結合された共振器コイルと、少なくとも１つのトランジスタを含む整流器とを含むことができる。インピーダンス回路は、（ｉ）共振器コイルと直列に結合された第１のセットのコンデンサと、（ｉｉ）共振器コイルと並列に結合された第２のセットのコンデンサと、（ｉｉｉ）第２のセットのコンデンサと整流器の入力との間に結合された少なくとも１つのインダクタと、を含むことができる。例示的な保護方法は、共振器コイル内のコイル電流がゼロアンペアまたはゼロアンペア付近に低減されるように、少なくとも１つのトランジスタをオンすることと、一定期間後に、コイル電流および整流器への入力電流がゼロアンペアまたはゼロアンペア付近に低減されるように、インピーダンス回路に結合された、またはインピーダンス回路内の少なくとも１つのリレーを開くことと、を含むことができる。
【0005】
例示的な保護方法の様々な実施形態は、以下の特徴のうちの１つ以上を含み得る。
【0006】
一定期間は、１ミリ秒～１秒であり得る。少なくとも１つのリレーは、共振器コイルの第１のノードと第１のセットのコンデンサとの間に結合され得る。少なくとも１つのリレーは、第２のリレーが共振器コイルの第２のノードに結合され、第２のノードが第１のノードとは反対側にある、第２のリレーを含むことができる。第１のセットのコンデンサは、共振器コイルの第１のノードに結合された第１のサブセットのコンデンサと、第１のサブセットと直列に結合された第２のサブセットのコンデンサとを含み得、少なくとも１つのリレーは、第１のサブセットと第２のサブセットとの間に結合され得る。第１のセットのコンデンサは、共振器コイルの第２のノードに結合された第３のサブセットのコンデンサと、第３のサブセットと直列に結合された第４のサブセットのコンデンサとを含み得、第２のノードは第１のノードとは反対側にあり、少なくとも１つのリレーは、第３のサブセットと第４のサブセットとの間に結合された第２のリレーを含み得る。
【0007】
少なくとも１つのリレーは、第１のセットのコンデンサと第２のセットのコンデンサとの間に結合され得る。少なくとも１つのリレーは、第２のセットのコンデンサの第１のノードに結合され得、少なくとも１つのリレーは、第１のセットのコンデンサとコンデンサの第２のノードとの間に結合された第２のリレーを含み得、第２のノードは、第１のノードとは反対側にある。少なくとも１つのリレーは、第２のセットのコンデンサと少なくとも１つのインダクタとの間に結合され得る。少なくとも１つのリレーは、第２のセットのコンデンサの第１のノードに結合され得る。少なくとも１つのインダクタは、第２のセットのコンデンサの第２のノードと整流器の入力との間に結合された第２のインダクタを含み得、第２のノードは、第１のノードとは反対側にあり、少なくとも１つのリレーは、第２のノードと第２のインダクタとの間に結合された第２のリレーを備える。第１のセットのコンデンサは、第１の容量リアクタンスを有し得、第２のセットのコンデンサは、第２の容量リアクタンスを有し得、少なくとも１つのインダクタは、誘導リアクタンスを有し得る。第１の容量リアクタンスの絶対値は、（ｉ）第２の容量リアクタンスの絶対値および（ｉｉ）誘導リアクタンスの絶対値の各々に等しくてもよい。少なくとも１つのトランジスタをオンにすることは、整流器への入力電流を増加させ得る。少なくとも１つのトランジスタは、整流器の出力に結合されたバッテリの負のノードに結合されたノードを有する低側トランジスタであり得る。少なくとも１つのトランジスタをオンにすることは、２つのトランジスタをオンにすることを含み得る。２つのトランジスタは、各々が、整流器の出力に結合されたバッテリの負のノードに結合されたノードを有する低側トランジスタであり得る。
【0008】
別の態様では、本開示は、無線電力レシーバのための保護回路を特徴とする。レシーバは、インピーダンス回路に結合された共振器コイルを含むことができる。インピーダンス回路は、整流器に結合することができ、インピーダンス回路は、（ｉ）共振器コイルと直列に結合された第１のセットのコンデンサと、（ｉｉ）共振器コイルと並列に結合された第２のセットのコンデンサと、（ｉｉｉ）第２のセットのコンデンサと整流器の入力との間に結合された少なくとも１つのインダクタと、を含むことができる。保護回路は、レシーバが通電されたとき、共振器コイル内のコイル電流がゼロアンペアまたはゼロアンペア付近に低減されるようにオンするように構成された少なくとも１つのトランジスタと、コイル電流および入力電流がゼロアンペアまたはゼロアンペア付近に低減されるようにリレーが構成された、インピーダンス回路に結合された、またはインピーダンス回路内の少なくとも１つのリレーと、を含むことができる。
【0009】
例示的な保護回路の様々な実施形態は、以下の特徴のうちの１つ以上を含むことができる。一定期間は、１ミリ秒～１秒であり得る。少なくとも１つのリレーは、共振器コイルの第１のノードと第１のセットのコンデンサとの間に結合され得る。少なくとも１つのリレーは、第１のセットのコンデンサと第２のセットのコンデンサとの間に結合され得る。少なくとも１つのリレーは、第２のセットのコンデンサと少なくとも１つのインダクタとの間に結合され得る。少なくとも１つのリレーは、第２のセットのコンデンサの第１のノードに結合され得る。少なくとも１つのインダクタは、第２のセットのコンデンサの第２のノードと整流器の入力との間に結合された第２のインダクタを含み得、第２のノードは、第１のノードとは反対側にあり、少なくとも１つのリレーは、第２のノードと第２のインダクタとの間に結合された第２のリレーを備える。第１のセットのコンデンサは、第１の容量リアクタンスを有し得、第２のセットのコンデンサは、第２の容量リアクタンスを有し得、少なくとも１つのインダクタは、誘導リアクタンスを有し得る。第１の容量リアクタンスの絶対値は、（ｉ）第２の容量リアクタンスの絶対値および（ｉｉ）誘導リアクタンスの絶対値の各々に等しくてもよい。少なくとも１つのトランジスタをオンにすることは、整流器への入力電流を増加させ得る。少なくとも１つのトランジスタは、整流器の出力に結合されたバッテリの負のノードに結合されたノードを有する低側トランジスタであり得る。少なくとも１つのトランジスタをオンにすることは、２つのトランジスタをオンにすることを含み得る。２つのトランジスタは、各々が、整流器の出力に結合されたバッテリの負のノードに結合されたノードを有する低側トランジスタであり得る。
【0010】
別の態様では、本開示は、電力を誘導的に受信するように構成された共振器コイルと、インピーダンス回路に結合された整流器とを含む無線電力レシーバを特徴とし、整流器は、少なくとも１つの低側トランジスタを含む。レシーバは、共振器コイルと整流器との間に結合されたインピーダンス回路を含むことができる。インピーダンス回路は、（ｉ）共振器コイルと直列に結合された第１のセットのコンデンサと、（ｉｉ）共振器コイルと並列に結合された第２のセットのコンデンサと、（ｉｉｉ）第２のセットのコンデンサと整流器の入力との間に結合された少なくとも１つのインダクタと、を含むことができる。レシーバは、インピーダンス回路に結合された、またはインピーダンス回路内の少なくとも１つのリレーを含むことができる。レシーバが通電されたとき、少なくとも１つのトランジスタは、共振器コイル内のコイル電流がゼロアンペアまたはゼロアンペア付近に低減されるようにオンされるように構成され、トランジスタがオンになった後の一定期間後に、少なくとも１つのリレーが、コイル電流および整流器への入力電流がゼロアンペアまたはゼロアンペア付近に低減されるように開くように構成されている。
【0011】
無線電力レシーバの様々な実施形態は、以下の特徴のうちの１つ以上を含むことができる。一定期間は、１ミリ秒～１秒であり得る。少なくとも１つのリレーは、共振器コイルの第１のノードと第１のセットのコンデンサとの間に結合され得る。少なくとも１つのリレーは、第１のセットのコンデンサと第２のセットのコンデンサとの間に結合され得る。少なくとも１つのリレーは、第２のセットのコンデンサと少なくとも１つのインダクタとの間に結合され得る。少なくとも１つのリレーは、第２のセットのコンデンサの第１のノードに結合され得る。少なくとも１つのインダクタは、第２のセットのコンデンサの第２のノードと整流器の入力との間に結合された第２のインダクタを含み得、第２のノードは、第１のノードとは反対側にあり、少なくとも１つのリレーは、第２のノードと第２のインダクタとの間に結合された第２のリレーを備える。第１のセットのコンデンサは、第１の容量リアクタンスを有し得、第２のセットのコンデンサは、第２の容量リアクタンスを有し得、少なくとも１つのインダクタは、誘導リアクタンスを有し得る。第１の容量リアクタンスの絶対値は、（ｉ）第２の容量リアクタンスの絶対値および（ｉｉ）誘導リアクタンスの絶対値の各々に等しくてもよい。少なくとも１つのトランジスタをオンにすることは、整流器への入力電流を増加させ得る。少なくとも１つのトランジスタは、整流器の出力に結合されたバッテリの負のノードに結合されたノードを有する低側トランジスタであり得る。少なくとも１つのトランジスタをオンにすることは、２つのトランジスタをオンにすることを含み得る。２つのトランジスタは、各々が、整流器の出力に結合されたバッテリの負のノードに結合されたノードを有する低側トランジスタであり得る。
【0012】
別の態様では、本開示は、バッテリを無線電力レシーバから切断するための方法を特徴とする。レシーバは、（ｉ）出力コンデンサに並列に結合され、コンデンサが整流器の出力で第１のノードと第２のノードとの間に結合されている整流器と、（ｉｉ）整流器の入力に結合された第１のスイッチとを含むことができる。レシーバは、第２のノードとバッテリの負のノードとの間に結合されたトランジスタに結合され得、トランジスタは、オフ時に電流レベルを低減するように構成されている。レシーバは、第１のノードとバッテリの正のノードとの間に結合された第２のスイッチを含む切断回路に結合され得る。本方法は、（ａ）出力コンデンサにおいて電圧が増加するように、レシーバが通電されている時間中にトランジスタをオフにするステップと、（ｂ）出力コンデンサにおける電圧が定電圧またはほぼ定電圧であるように、第１のスイッチを閉じるステップと、（ｃ）バッテリがレシーバから切断されるように、第２のスイッチを開くステップと、を含むことができる。
【0013】
例示的な方法の様々な実施形態は、以下の特徴のうちの１つ以上を含むことができる。切断回路は、第３のスイッチに直列に結合された抵抗器を備えるサブ回路を含み得、サブ回路は第２のスイッチに並列に結合されている。本方法は、（ｄ）第３のスイッチを開くステップを含み得、ステップ（ｄ）は、ステップ（ｃ）の間または後である。切断回路は、トランジスタとバッテリの負ノードとの間に結合された第４のスイッチを含み得る。本方法は、（ｄ）第４のスイッチを開くステップを含み得、ステップ（ｄ）は、ステップ（ｃ）の間または後である。ステップ（ｂ）は、ステップ（ａ）の後に実行され得、ステップ（ｃ）は、ステップ（ｂ）の後に実行され得る。ステップ（ａ）の前に、第２のスイッチが閉じられ得、トランジスタがオンであり得、第１のスイッチが開き得る。出力コンデンサは、抵抗器に結合され得、ステップ（ｂ）において、抵抗器は、出力コンデンサにおける電圧を減少させることを可能にし得る。トランジスタは、トランジスタをオフにするように構成されたコントローラに結合され得る。第２のスイッチは、バッテリ管理システムによって制御され得る。バッテリ管理システムは、レシーバに関連付けられたコントローラに通信可能に結合され得る。トランジスタは、金属酸化物半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）であってよく、第１および第２のスイッチは、リレーであり得る。
【0014】
別の態様では、本開示は、無線電力レシーバのための保護回路を特徴とする。レシーバは、出力コンデンサに並列に結合された整流器を含むことができ、コンデンサは、整流器の出力で第１のノードと第２のノードとの間に結合されている。保護回路は、第２のノードとバッテリの負のノードとの間に結合されたトランジスタを含むことができる。トランジスタは、オフ時に電流レベルを低減するように構成することができる。保護回路は、整流器の入力の両端に結合された第１のスイッチと、第１のノードとバッテリの正のノードとの間に結合された第２のスイッチを備える切断回路とを含むことができる。ステップ（ａ）において、トランジスタは、出力コンデンサにおいて電圧が増加するように、レシーバが通電されている時間中にオフにすることができる。ステップ（ｂ）において、第１のスイッチは、出力コンデンサにおける電圧が定電圧またはほぼ定電圧であるように閉じることができる。ステップ（ｃ）において、第２のスイッチは、バッテリがレシーバから切断されるように開くことができる。
【0015】
例示的な保護回路の様々な実施形態は、以下の特徴のうちの１つ以上を含むことができる。切断回路は、第３のスイッチに直列に結合された抵抗器を含むサブ回路を含み得、サブ回路は、第２のスイッチに並列に結合されている。ステップ（ｄ）において、第３のスイッチが開き得、ステップ（ｄ）は、ステップ（ｃ）の間または後である。切断回路は、トランジスタとバッテリの負ノードとの間に結合された第４のスイッチを含み得る。ステップ（ｄ）において、第４のスイッチが開き得、ステップ（ｄ）は、ステップ（ｃ）の間または後である。ステップ（ｂ）は、ステップ（ａ）の後に実行され得、ステップ（ｃ）は、ステップ（ｂ）の後に実行され得る。ステップ（ａ）の前に、第２のスイッチが閉じられ得、トランジスタがオンであり得、第１のスイッチが開き得る。出力コンデンサは、抵抗器に結合され得、ステップ（ｂ）において、抵抗器は、出力コンデンサにおける電圧を減少させることを可能にする。トランジスタは、トランジスタをオフにするように構成されたコントローラに結合され得る。第２のスイッチは、バッテリ管理システムによって制御され得る。バッテリ管理システムは、レシーバに関連付けられたコントローラに通信可能に結合され得る。トランジスタは、金属酸化物半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）であってよく、第１および第２のスイッチは、リレーであり得る。
【0016】
別の態様では、本開示は、無線電力レシーバからバッテリを切断するためのシステムおよび方法を特徴とする。レシーバは、（ｉ）出力コンデンサに並列に結合され、コンデンサが整流器の出力で第１のノードと第２のノードとの間に結合されている整流器と、（ｉｉ）整流器の入力に結合された第１のスイッチとを含むことができる。レシーバは、第１のノードとバッテリの正のノードとの間に結合されたトランジスタと直列の第２のスイッチを含む切断回路に結合することができる。トランジスタは、オフ時に電流をゼロアンペアにカットするように構成することができる。本方法は、以下のステップを含むことができる。（ａ）レシーバが通電されたとき、出力コンデンサにおいて電圧が増加するようにトランジスタをオフするステップ、（ｂ）出力コンデンサにおける電圧が定電圧またはほぼ定電圧であるように第１のスイッチを閉じるステップ、および（ｃ）バッテリがレシーバから切断されるように第２のスイッチを開くステップ。
【0017】
システムおよび方法の様々な実施形態は、以下の特徴のうちの１つ以上を含むことができる。ステップ（ｂ）は、ステップ（ａ）の後に実行することができ、ステップ（ｃ）は、ステップ（ｂ）の後に実行することができる。トランジスタは、最大４０Ｖの定格の低電圧ＭＯＳＦＥＴであることができる。レシーバは、第２のノードとバッテリの負のノードとの間に結合された第３のスイッチを含むことができる。本方法は、バッテリがレシーバから切断されるように、第３のスイッチを開くことをさらに含むことができる。
【0018】
切断回路は、トランジスタと直列の第２のスイッチに並列に結合された分岐をさらに含むことができる。分岐は、第２のトランジスタと直列に結合されたダイオードを含むことができる。本方法は、（ｄ）整流器からの電流が、トランジスタから第２のトランジスタに迂回されるように、第２のトランジスタをオンにするステップ、をさらに含むことができる。ステップ（ｄ）は、ステップ（ａ）の後、かつステップ（ｂ）の前に実行することができる。本方法は、（ｅ）第２のトランジスタをオフするステップ、をさらに含むことができる。ステップ（ｅ）は、ステップ（ｃ）の後に実行することができる。
【0019】
別の態様では、本開示は、無線電力レシーバからバッテリを切断するためのシステムおよび方法を特徴とする。レシーバは、（ｉ）整流器の出力において、第１のノードと第２のノードとの間の第１のトランジスタに並列に結合された整流器と、（ｉｉ）第１のノードと第２のノードとの間に結合された出力コンデンサと直列の第２のトランジスタと、を含むことができる。レシーバは、（ａ）第１のノードとバッテリの正のノードとの間に結合された第３のトランジスタと直列の第１のスイッチと、（ｂ）第３のトランジスタに並列に結合されたダイオードおよび第４のトランジスタと、を含む、切断回路に結合することができる。第１、第２、第３、および第４のトランジスタは、オフ時に電流をゼロアンペアにカットするように構成することができる。本方法は、以下のステップを含むことができる。（ａ）レシーバが通電されたとき、整流器からの電流が第４のトランジスタを通して流れるように第４のトランジスタをオンするステップ、（ｂ）第３のトランジスタをオフするステップ、（ｃ）バッテリが切断されるように、第１のスイッチを開き、第４のトランジスタおよび第２のトランジスタをオフするステップ、（ｄ）出力コンデンサでの過電圧状態を防止するために、第１のトランジスタをオンするステップであって、過電圧状態は、出力コンデンサの電圧がコンデンサの最大定格電圧よりも大きい、オンするステップ。
【0020】
システムおよび方法の様々な実施形態は、以下の特徴のうちの１つ以上を含むことができる。ステップ（ｂ）は、ステップ（ａ）の後に実行することができ、ステップ（ｃ）は、ステップ（ｂ）の後に実行することができる。切断回路は、第２のノードとバッテリの負のノードとの間に結合された第２のスイッチをさらに含むことができる。本方法は、バッテリが切断されるように、（ｅ）第２のスイッチを開くステップをさらに含むことができる。ステップ（ｅ）は、ステップ（ｄ）の後に実行することができる。
【0021】
別の態様では、本開示は、無線電力レシーバからバッテリを切断するためのシステムおよび方法を特徴とする。レシーバは、（ｉ）出力コンデンサに並列に結合された整流器、を含むことができる。コンデンサは、整流器の出力で第１のノードと第２のノードとの間に結合することができ、（ｉｉ）第１のスイッチが整流器の入力に結合される。レシーバは、第２のノードとバッテリの負のノードとの間に結合されたトランジスタに結合することができる。トランジスタは、オフ時に電流をゼロアンペアにカットするように構成することができる。レシーバは、第１のノードとバッテリの正のノードとの間に結合された第２のスイッチと、第３のスイッチに直列に結合された抵抗器を含むサブ回路と、を含む、切断回路に結合することができる。サブ回路は、第２のスイッチに並列に結合することができる。本方法は、以下のステップを含むことができる。（ａ）レシーバが通電されたとき、出力コンデンサにおいて電圧が増加するようにトランジスタをオフするステップ、（ｂ）出力コンデンサにおける電圧が定電圧またはほぼ定電圧であるように第１のスイッチを閉じるステップ、および（ｃ）バッテリがレシーバから切断されるように第２のスイッチを開くステップ。
【図面の簡単な説明】
【0022】
【図1】例示的な無線電力システムのブロック図である。
【図2A】バッテリに接続された無線電力レシーバのための例示的保護スキームを説明する図である。
【図2B】バッテリに接続された無線電力レシーバのための例示的保護スキームを説明する図である。
【図3A】伝送電力を停止するための例示的なシャットダウンプロセスのフローチャートである。
【図3B】伝送電力を停止するための例示的なシャットダウンプロセスのフローチャートである。
【図4】無線電力レシーバとバッテリとの間のインターフェースの概略図である。
【図5A】バッテリ切断回路およびロードダンプ保護回路を含む、バッテリインターフェース回路を含む例示的なシステムの概略図である。
【図5B】バッテリ切断回路およびロードダンプ保護回路を含む、バッテリインターフェース回路を含む例示的なシステムの概略図である。
【図5C】バッテリ切断回路およびロードダンプ保護回路を含む、バッテリインターフェース回路を含む例示的なシステムの概略図である。
【図6A】バッテリ切断回路およびロードダンプ保護回路を含む、例示的なバッテリインターフェース回路の概略図である。
【図7A】ロードダンプ保護回路が整流器の出力に結合されている、無線電力レシーバとバッテリとの間の例示的なインターフェースの概略図である。
【図8】ロードダンプ保護回路が整流器の出力に結合されている、無線電力レシーバとバッテリとの間の例示的なインターフェースの概略図である。
【図9A】例示的なコイル切断回路を備えたレシーバを含む例示的な無線電力システムの概略図である。
【図9B】無線電力レシーバのための例示的な整流器の概略図である。
【図11】コイル切断回路を介して無線電力レシーバを保護するための例示的な方法のフローチャートである。
【図12】様々な例示的なコイル切断回路を含む無線電力レシーバの概略図である。
【図13】様々な例示的なコイル切断回路を含む無線電力レシーバの概略図である。
【図14】様々な例示的なコイル切断回路を含む無線電力レシーバの概略図である。
【図15】アクティブ整流を利用する例示的な無線電力システムの概略図である。
【図16】本明細書に記載された方法およびシステムを実装するために使用され得る様々なハードウェアおよびソフトウェア構成要素を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【0023】
無線電力レシーバの様々な実施形態は、過電圧、過電流、過熱、電力の急激な変化、誤った電力伝送、および／またはシステムに傷害を引き起こし得る機械的損傷などの様々な状態からの保護を提供するように構成された回路を有し得る。例証する実施形態の詳細が、以下で考察される。
【0024】
無線電力システム
図１は、例示的な無線電力システム１００のブロック図である。システム１００は、無線電力トランスミッタ１０２および無線電力レシーバ１０４を含む。トランスミッタ１０４では、電源（例えば、ＡＣ主電源、バッテリなど）が、インバータ１０８に電力を提供する。追加の構成要素は、インバータ段１０８の前に力率補正（ＰＦＣ）回路１０６を含むことができる。インバータ１０８は、（固定式および／または調整可能なネットワーク構成要素を有する）インピーダンス整合ネットワーク１１０を介して、トランスミッタ共振器コイルおよび容量性構成要素１１２（「共振器」）を駆動する。トランスミッタ共振器１１２は、レシーバ共振器１１４内に電圧および／または電流を誘導する振動磁場を生成する。受信されたエネルギーは、（固定式および／または調整可能なネットワーク構成要素を有する）インピーダンス整合ネットワーク１１６を介して整流器１１８に提供される。最終的に、整流された電力は、負荷１２０（例えば、電気自動車またはハイブリッド自動車の１つ以上のバッテリ）に提供される。いくつかの実施形態では、バッテリ電圧レベルは、無線電力システム１００の様々なパラメータ（例えば、インピーダンス）に影響を与えることができる。したがって、バッテリ電圧レベルは、無線電力システム１００の他の部分への入力として提供されるように受信、決定、または測定され得る。例えば、電気自動車の典型的なバッテリ電圧範囲は、２００～２８０Ｖ、２００～３５０Ｖ、２００～４２０Ｖなどを含む。
図１は、例示的な無線電力システム１００のブロック図である。システム１００は、無線電力トランスミッタ１０２および無線電力レシーバ１０４を含む。トランスミッタ１０４では、電源（例えば、ＡＣ主電源、バッテリなど）が、インバータ１０８に電力を提供する。追加の構成要素は、インバータ段１０８の前に力率補正（ＰＦＣ）回路１０６を含むことができる。インバータ１０８は、（固定式および／または調整可能なネットワーク構成要素を有する）インピーダンス整合ネットワーク１１０を介して、トランスミッタ共振器コイルおよび容量性構成要素１１２（「共振器」）を駆動する。トランスミッタ共振器１１２は、レシーバ共振器１１４内に電圧および／または電流を誘導する振動磁場を生成する。受信されたエネルギーは、（固定式および／または調整可能なネットワーク構成要素を有する）インピーダンス整合ネットワーク１１６を介して整流器１１８に提供される。最終的に、整流された電力は、負荷１２０（例えば、電気自動車またはハイブリッド自動車の１つ以上のバッテリ）に提供される。いくつかの実施形態では、バッテリ電圧レベルは、無線電力システム１００の様々なパラメータ（例えば、インピーダンス）に影響を与えることができる。したがって、バッテリ電圧レベルは、無線電力システム１００の他の部分への入力として提供されるように受信、決定、または測定され得る。例えば、電気自動車の典型的なバッテリ電圧範囲は、２００～２８０Ｖ、２００～３５０Ｖ、２００～４２０Ｖなどを含む。
【0025】
いくつかの実施形態では、トランスミッタ１０２の１つ以上の構成要素は、レシーバ１０４の通信モジュールと通信するように構成された通信モジュール（例えば、Ｗｉ－Ｆｉ、無線、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、インバンドシグナリング機構など）を含み得るコントローラ１２２に結合され得る。いくつかの実施形態では、トランスミッタ１０２の１つ以上の構成要素は、１つ以上のセンサ１２４（例えば、電流センサ、電圧センサ、電力センサ、温度センサ、故障センサなど）に結合され得る。コントローラ１２２およびセンサ１２４は、センサ１２４および／またはセンサ１２８からのフィードバック信号に基づいて、トランスミッタ１０２の制御部分に動作可能に結合され得る。
【0026】
いくつかの実施形態では、レシーバ１０４の１つ以上の構成要素は、トランスミッタ１０２の通信モジュールと通信するように構成された通信モジュール（例えば、ＷｉＦｉ、無線、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、インバンドシグナリング機構など）を含み得るコントローラ１２６に結合され得る。いくつかの実施形態では、トランスミッタ１０４の１つ以上の構成要素は、１つ以上のセンサ１２８（例えば、電流センサ、電圧センサ、電力センサ、温度センサ、故障センサなど）に結合され得る。コントローラ１２６およびセンサ１２８は、センサ１２８および／またはセンサ１２４からのフィードバック信号に基づいて、トランスミッタ１０２の制御部分に動作可能に結合され得る。
【0027】
無線電力システムの例は、２０１０年６月１０日に公開され、「Ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｅｎｅｒｇｙ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｓｙｓｔｅｍｓ」と題された米国特許出願公開第２０１０／０１４１０４２号、および２０１２年５月１０日に公開され、「Ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｅｎｅｒｇｙ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｆｏｒ ｖｅｈｉｃｌｅｓ」と題された米国特許出願公開第２０１２／０１１２５３５号に見出すことができ、これらの両方は、参照によりそれらの全体が本明細書に組み込まれる。
【0028】
本明細書に開示される例示的なシステムおよび方法は、車両用途に関して説明され得るが、電気によって動力供給される任意のシステムまたは装置、例えば、ロボット、産業機械、家庭用機器、民生用電子機器などにも適用され得る。大電力無線電力トランスミッタは、大電力に依存する車両、産業機械、ロボット、または電子デバイスのバッテリの給電および／または充電などの用途で無線電力を伝送するように構成され得る。例証の目的のため、以下の開示は、車両の無線電力伝送に焦点を当てている。しかしながら、本明細書に記載される実施形態のうちの任意の１つ以上は、無線電力を利用することができる他の用途に適用することができることが理解される。
【0029】
本明細書で使用される場合、「コンデンサ」という用語、またはその記号は、静電容量（例えば、ファラッド）および／または容量リアクタンス（例えば、オーム）を有する１つ以上の電気的構成要素を指すことができる。例えば、コンデンサは、数十、数百などのオーダのディスクリートコンデンサであり得る１つ以上のコンデンサ（例えば、コンデンサの「バンク」内の）を指す場合がある。２つ以上のコンデンサを直列または並列に結合して、所望の静電容量および／または所望の容量リアクタンスを達成し得る。容量リアクタンスは、ここでは負の値として表され得ることに留意されたい。しかしながら、当業者は、いくつかの慣例では、容量リアクタンスはまた、正の値として表される場合があることを認識するであろう。
【0030】
本明細書で使用される場合、「インダクタ」という用語、またはその記号は、インダクタンス（例えば、ヘンリー）および／または誘導リアクタンス（例えば、オーム）を有する１つ以上の電気的構成要素を指すことができる。例えば、インダクタは、１つ以上のディスクリートインダクタまたはコイルを指す場合がある。２つ以上のインダクタを直列または並列に結合して、所望のインダクタンスおよび／または所望の誘導リアクタンスを達成し得る。誘導リアクタンスは、ここでは正の値として表され得ることに留意されたい。
【0031】
図を含む本開示は、様々な電気的構成要素について例示的な値を提供する場合あるが、構成要素の値は、特定の用途のためにカスタマイズすることができることが理解される。例えば、様々な電子構成要素の値は、無線電力トランスミッタを使用して、車両バッテリ（数千ワットのオーダ）または携帯電話バッテリ（典型的には５ワット未満）を充電するための電力を伝送するかどうかに依存し得る。
【0032】
無線電力レシーバのための例示的な保護回路
いくつかの実施形態では、無線電力システムのための保護回路は、バッテリ切断回路、ロードダンプ保護回路、および／またはコイル切断回路を含む。これらの保護回路のうちの１つ以上は、本明細書でさらに詳細に考察されるように、無線電力レシーバ１０４によって採用され得る。さらに、これらの保護回路のうちの１つ以上は、無線電力レシーバ１０４が無線電力トランスミッタ１０２から独立して自らを保護することができること可能にすることができる。
いくつかの実施形態では、無線電力システムのための保護回路は、バッテリ切断回路、ロードダンプ保護回路、および／またはコイル切断回路を含む。これらの保護回路のうちの１つ以上は、本明細書でさらに詳細に考察されるように、無線電力レシーバ１０４によって採用され得る。さらに、これらの保護回路のうちの１つ以上は、無線電力レシーバ１０４が無線電力トランスミッタ１０２から独立して自らを保護することができること可能にすることができる。
【0033】
例示的なバッテリ切断回路は、バッテリ１２０（例えば、車両のバッテリ）を無線電力レシーバ１０４から切断するように構成することができる。いくつかの実施形態では、バッテリ切断回路は、バッテリ１２０をレシーバ１０４から切断するためのリレー、スイッチ、接触器、または他の機構を含むことができる。例示的な実施形態では、リレーは、バッテリを通る電流を迅速にシャットダウンするように構成することができる。例えば、リレーは５０ミリ秒以内でゼロ（０）電流にオフ（開）にすることができる。
【0034】
例示的なロードダンプ保護回路は、レシーバ１０４から負荷を切断することのいくつかまたはすべての有害な影響から無線電力レシーバ１０２を保護するように構成することができる。いくつかの実施形態では、ロードダンプ保護回路は、無線電力レシーバ１０４を保護するためのリレー、スイッチ、または他の機構を含むことができる。例えば、整流器がダイオード整流器であると仮定すると、ロードダンプ保護回路は、レシーバ１０４の整流器１１８を短絡させることができる。整流器１１８がスイッチング整流器（例えば、アクティブ整流器）である場合、整流器１１８の低側スイッチを短絡して、ロードダンプ保護回路として作用させることができる。いくつかの実施形態では、バッテリ切断回路は、保護を提供するためにロードダンプ保護回路と相互作用する。他の実施形態では、バッテリ切断回路およびロードダンプ保護回路は、保護を提供するために独立して動作することができる。以下のいくつかの実施例で説明するように、バッテリ切断回路とロードダンプ保護回路との間の相互作用は、重要な考慮事項である。具体的には、バッテリ切断回路およびロードダンプ保護回路の構成要素の動作のタイミングおよび順序は、レシーバのいずれかの部分における過電圧および／または過電流状態（例えば、低電圧構成要素の損傷）を防止する上で重要である。
【0035】
例示的なコイル切断回路は、１つ以上の状況において無線電力レシーバ１０４を保護するように構成することができる。例えば、上述したように、例示的レシーバ１０４は、整流器に加えてか、スイッチングまたはアクティブ整流器の低側スイッチとして統合されるかのいずれかでロードダンプ保護回路を含み得る。この場合、コイル切断回路を利用して、ロードダンプ保護回路のスイッチ（例えば、トランジスタ）を保護することができる。
【0036】
例えば、コイル切断回路を使用して、トランスミッタ１０２によって誘導される強い電流および／または不正な電流からレシーバ１０４を保護することができる。このような電流は、ロードダンプ保護回路のスイッチに傷害を及ぼす可能性がある。場合によっては、コイル切断回路を使用して、トランスミッタ１０２がレシーバ１０４に電力を伝送しているかどうかに関係なく、レシーバ１０４を安全にオフにし得る。この状況は、トランスミッタ１０２およびレシーバ１０４が２つの別個のエンティティによって製造されている場合に発生する可能性があり、それにより、１つのエンティティによって作製されたレシーバ１０４は、正常かつ安全に電力を受信するために、別のエンティティによって作製されたトランスミッタ１０２と相互運用する必要がある。例えば、Ａ社は、Ｂ社によって作製されたレシーバ１０４と相互運用するようにトランスミッタ１０２を構成し得るが、最善の努力にもかかわらず、トランスミッタ１０２は、レシーバ１０４とのすべての使用事例または動作に対して完全に相互運用可能ではない場合がある。これの例は、トランスミッタ１０２とレシーバ１０４との間の通信におけるエラーまたは故障である。したがって、コイル切断回路は、トランスミッタ１０２との協調なしにレシーバ１０４の安全モードを必要とする特定の状況で使用されて得る。
【0037】
場合によっては、コイル切断回路は、トランスミッタ１０２がレシーバ１０４と協調することなく電力を伝送している状況で人間の安全性を増加させるために使用され得る。例えば、レシーバ１０４が電力受信を停止するように構成され、トランスミッタ１０２が電力を伝送し続ける場合、トランスミッタ１０２によって生成されたエネルギーは、車両からの絶縁を含めてレシーバの一部を損傷し得、車両に触れる人間に潜在的に危険をもたらし得る。したがって、コイル切断回路を使用して、レシーバコイル内の任意の電位エネルギーと車両との間に絶縁を生じさせ得る。場合によっては、コイル切断回路を使用して、安全性を増加させ、車両事故または他の災難中の潜在的な損傷を低減し得る。例えば、レシーバ１０４コイルは、便利な充電目的のために（例えば、トランスミッタ１０２コイルの上にレシーバ１０４コイルを位置付けるために）車両の下側に取り付けることができる。レシーバコイルは、トランスミッタ１０４からエネルギーを受け取らない場合でも、蓄えられた電位エネルギーを有する場合がある。車両事故において、レシーバコイルが他の導電性または金属材料に露出された場合（例えば、パンクによって、壊れた包装を介してなど）、電気アークが生成され、危険または有害な結果をもたらし得る。
【0038】
場合によっては、コイル切断回路は、レシーバ１０４が２つ以上のトランスミッタ１０２の近くに位置付けられる状況に対して、レシーバ１０４（およびその関連車両またはデバイス）を保護するために使用され得る。例えば、トランスミッタＡおよびＢは、電気自動車のための隣接する駐車スペースに位置付けられる。レシーバＡを有する電気自動車は、トランスミッタＡの上に駐車し得る。レシーバＢを有する電気自動車は、隣接する駐車スペースに駐車し、トランスミッタＡと誤って通信して、特定の電力レベルで電力伝送をオンにする可能性がある。トランスミッタＡは、誤ってレシーバＡに電力の伝送を開始し、それによってレシーバＡ（および／またはその関連車両）に潜在的な傷害を引き起こす可能性がある。
【0039】
本明細書で使用される場合、「コイル切断回路」は、レシーバ１０４の第１の部分をレシーバ１０４の第２の部分から切断するための回路を指し得、第１の部分はレシーバ共振器コイルを含む。いくつかの実施形態では、コイル切断回路は、レシーバ共振器（少なくとも共振器コイルおよび１つ以上のコンデンサを含む）をレシーバ１０４の残りの部分から切断するように構成され得る。
【0040】
例示的な保護スキーム
図２Ａ～図２Ｂは、バッテリ１２０に接続された無線電力レシーバ１０４のための例示的な保護スキーム２００、２０２を説明する図である。図２Ａの例示的な保護スキーム２００では、ロードダンプ保護回路２０４ａが、整流器１１８の入力に結合されている。バッテリ切断回路２０６が、整流器１１８の出力とバッテリ１２０との間に結合されている。いくつかの実施形態では、整流器１１８の入力に、かつバッテリ１２０から離れてロードダンプ保護回路２０４ａを実装することによって、バッテリ１２０と無線電力レシーバ１０４との間のインターフェースは、より信頼性が高くなる。具体的には、ロードダンプ保護回路２０４ａの動作をバッテリ切断回路２０６から独立させることにより、回路２０４ａおよび／または２０６を係合するタイミングが不十分に実行される（以下の実施例で説明するステップのタイミングを参照）ことに起因する様々な構成要素（例えば、出力コンデンサ）への傷害の可能性が低減される。
図２Ａ～図２Ｂは、バッテリ１２０に接続された無線電力レシーバ１０４のための例示的な保護スキーム２００、２０２を説明する図である。図２Ａの例示的な保護スキーム２００では、ロードダンプ保護回路２０４ａが、整流器１１８の入力に結合されている。バッテリ切断回路２０６が、整流器１１８の出力とバッテリ１２０との間に結合されている。いくつかの実施形態では、整流器１１８の入力に、かつバッテリ１２０から離れてロードダンプ保護回路２０４ａを実装することによって、バッテリ１２０と無線電力レシーバ１０４との間のインターフェースは、より信頼性が高くなる。具体的には、ロードダンプ保護回路２０４ａの動作をバッテリ切断回路２０６から独立させることにより、回路２０４ａおよび／または２０６を係合するタイミングが不十分に実行される（以下の実施例で説明するステップのタイミングを参照）ことに起因する様々な構成要素（例えば、出力コンデンサ）への傷害の可能性が低減される。
【0041】
図２Ｂの例示的な保護スキーム２０２では、ロードダンプ保護回路２０４ｂが、整流器１１８の出力に結合され、バッテリ切断回路２０６が、ロードダンプ保護回路２０４ｂとバッテリ１２０との間に結合されている。整流器１１８の出力にロードダンプ保護回路２０４ｂを実装することの１つの利点は、潜在的に低コストの構成要素が使用され得ることである。具体的には、回路２０４ａ（整流器１１８の前）でのＡＣまたは振動電圧用に構成された構成要素と比較して、ＤＣまたは定電圧用に構成された構成要素を、回路２０４ｂ（整流器１１８の後）において使用することができる。
【0042】
いくつかの実施形態では、スキーム２００および２０２において、電気自動車電力コントローラ（ＥＶＰＣ）２０８は、整流器１１８およびバッテリ切断回路２０６に結合することができる。ＥＶＰＣ２０８は、例えば、アクティブ整流の動作を制御するために、保護スイッチ、および／または整流器１１８の器具電流、電圧、もしくは／または温度を制御するために、整流器１１８に結合され得る。ＥＶＰＣ２０８は、バッテリ切断回路２０６のリレーをオン（閉）および／またはオフ（開）にするように構成され得る。ＥＶＰＣ２０８は、無線電力レシーバ２０４のエンクロージャ内に含まれ得、および／または無線電力レシーバ２０４に直接結合され得る。いくつかの実施形態では、バッテリ管理システム（ＢＭＳ）２１０を、バッテリ切断回路２０６に結合することができ、バッテリ切断回路２０６のリレーをオン（閉）および／またはオフ（開）にするように構成することができる。ＢＭＳ２１０は、バッテリ１２０に関連付けられたバッテリコンパートメント内に含まれ得る。典型的には、バッテリコンパートメントは、車両内（例えば、乗客コンパートメントと車両の外部との間）に位置付けられる。
【0043】
好ましい実施形態では、ＥＶＰＣ２０８およびＢＭＳ２１０の両方が、バッテリ切断回路２０６のリレーをオフ（開）することが可能であるが、ＢＭＳ２１０のみがリレーをオン（閉）することができる。これは、緊急シャットダウンの場合、ＥＶＰＣ２０８またはＢＭＳ２１０のいずれかが、バッテリ１２０を通る電流を停止することができるため、有益であり得る。ＢＭＳ２１０のみがリレーをオン（閉）することを可能にする利点もある。例えば、ＥＶＰＣ２０８およびＢＭＳ２１０という２つのコントローラによってリレーに送信される制御信号の競合が低減される。具体的には、バッテリ２１０への電流の不注意なオンがある場合、無線電力レシーバ２０４、バッテリ１２０、および／または車両にとってより有害であり得る。さらに、ＢＭＳ２１０は、バッテリ１２０への様々な制御および電力入力（例えば、車両から、別のバッテリから、コンダクティブ充電器からなど）を適切に管理するために、バッテリ１２０への電力の単独制御を必要とする場合がある。
【0044】
例示的なシャットダウンプロセス
図３Ａは、ＢＭＳ２１０がバッテリ１２０への電力を停止する要求を開始する（ステップ３０２）例示的なシャットダウンプロセス３００を図示する。ステップ３０４において、無線電力レシーバ（または車両アセンブリ（ＶＡ））１０４は、例えば、Ｗｉ－Ｆｉ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、無線、またはインバンドシグナリングを介して、無線電力トランスミッタ（または地上アセンブリ（ＧＡ））１０２にシャットダウン要求を送信する。ステップ３０６において、システムは、これが電力を停止するための正規の要求であるかどうかを判定する。正規の要求であると判定された場合、システムは、バッテリ１２０内の電流がゼロ（０）Ａよりも大きいかどうかを判定する。いくつかの実施形態では、ＢＭＳ２１０および／またはＥＶＰＣ２０８は、電流を測定して、電流がゼロ（０）Ａよりも大きいかどうかを判定することができる。ステップ３０６において、要求が緊急要求である場合、制御はステップ３１０に進む（上述のように）。ステップ３０８において、電流がゼロ（０）Ａより大きい場合、制御はステップ３１０に進む。バッテリ１２０に電流がない場合、制御はステップ３１４に進む。
図３Ａは、ＢＭＳ２１０がバッテリ１２０への電力を停止する要求を開始する（ステップ３０２）例示的なシャットダウンプロセス３００を図示する。ステップ３０４において、無線電力レシーバ（または車両アセンブリ（ＶＡ））１０４は、例えば、Ｗｉ－Ｆｉ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、無線、またはインバンドシグナリングを介して、無線電力トランスミッタ（または地上アセンブリ（ＧＡ））１０２にシャットダウン要求を送信する。ステップ３０６において、システムは、これが電力を停止するための正規の要求であるかどうかを判定する。正規の要求であると判定された場合、システムは、バッテリ１２０内の電流がゼロ（０）Ａよりも大きいかどうかを判定する。いくつかの実施形態では、ＢＭＳ２１０および／またはＥＶＰＣ２０８は、電流を測定して、電流がゼロ（０）Ａよりも大きいかどうかを判定することができる。ステップ３０６において、要求が緊急要求である場合、制御はステップ３１０に進む（上述のように）。ステップ３０８において、電流がゼロ（０）Ａより大きい場合、制御はステップ３１０に進む。バッテリ１２０に電流がない場合、制御はステップ３１４に進む。
【0045】
ステップ３１０において、システム（例えば、ＥＶＰＣ２０８）は、整流器１１８の入力または出力にロードダンプ保護回路があるかどうかを判定する。整流器１０４の入力にロードダンプ保護回路（例えば、回路２０４ａ）がある場合、ステップ３１２において、レシーバ（ＶＡ）１０４は、回路２０４ａのスイッチを閉じ、これは、トランスミッタ１０２上に有意な電力ステップまたは大きな過渡信号を誘導する。トランスミッタ１０２は、電力または過渡信号のこの変化を迅速に感知し、続いてレシーバ１０４への電力をオフにし得る。ステップ３１４において、ＥＶＰＣ２０８および／またはＢＭＳ２１０は、バッテリ切断回路２０６のリレーを開く信号を送信することができ、これは、バッテリ１２０内の電流をゼロにならせる。ステップ３１０において、システムが、整流器１０４の出力にロードダンプ保護回路（例えば、回路２０４ｂ）があると判定した場合、次いで、ステップ３１６において、ＥＶＰＣ２０８および／またはＢＭＳ２１０は、バッテリ切断回路２０６のリレーを開く信号を送信することができ、これは、バッテリ１２０内の電流をゼロにならせる。次いで、ステップ３１８において、レシーバ（ＶＡ）１０４は、回路２０４ａのスイッチを閉じ、これは、トランスミッタ１０２上に有意な電力ステップまたは大きな過渡信号を誘導する。トランスミッタ１０２は、電力または過渡信号のこの変化を迅速に感知し、続いてレシーバ１０４への電力をオフにし得る。
【0046】
図３Ｂは、トランスミッタ（ＧＡ）１０２が正規モードで動作し（ステップ３２２）、大きな過渡信号を検出する（ステップ３２４）例示的なシャットダウンプロセス３２０を図示する。トランスミッタ（ＧＡ）１０２は、この過渡信号を検出するために電流および／または電圧センサ１２４を含み得る。次いで、センサ１２４は、トランスミッタ１０２に結合されたコントローラ１２２に信号を送って、電力をシャットダウンすることができる。ステップ３２６において、トランスミッタ１０２は遮断される。ステップ３２４において検出された過渡信号がない場合、トランスミッタ１０２のコントローラ１２２は、シャットダウン信号（例えば、ＷｉＦｉを介して）が受信されたかどうかを判定する。そうであれば、トランスミッタ１０２はシャットダウンされる。そうでない場合、制御はステップ３２４に戻る。
【0047】
他の実施形態では、車両は、無線電力レシーバ１０４のコントローラ（例えば、ＥＶＰＣ２０８）に信号を送信して、バッテリへの電流をシャットダウンし得る。次いで、無線電力レシーバ１０４は、例えば、回路２０４ａまたは２０４ｂ内のスイッチを閉じることによって、ロードダンプ保護回路２０４ａまたは２０４ｂを作動させることによって反応することができる。
【0048】
例示的なバッテリインターフェース回路
図４は、無線電力レシーバ１０４とバッテリ１２０との間の例示的なインターフェースの概略図である。いくつかの実施形態では、無線電力レシーバ１０４の構成要素（例えば、１１４、１１６、および／もしくは１１８）は、負荷１２０と共に、または負荷１２０とは別個に収容され得る。この例では、無線電力レシーバエンクロージャ４０２は、バッテリコンパートメント４０４とは別個であり得る。例えば、これは、レシーバ１０４が車両の外側下面に配設される一方で、バッテリ１２０が別の場所、例えば、車両の前部または後部への内部エリアに位置付けされるいくつかの車両において有利であり得る。いくつかの実施形態では、バッテリインターフェース回路４０６は、バッテリコンパートメント４０４内またはエンクロージャ４０２内に含まれ得る。いずれの実装でも、ＢＭＳ２１０は、回路４０６のスイッチを制御する。いくつかの実施形態では、バッテリインターフェース回路４０６は、バッテリ切断回路２０６を含む。いくつかの実施形態では、バッテリ切断回路２０６に加えて、バッテリインターフェース回路４０６は、抵抗器Ｒ１およびリレーＳ３を含む。いくつかの実施形態では、レシーバ１０４およびバッテリ１２０は、ある距離を離れて（例えば、１メートルから数十メートルのオーダで）位置付けられ得、したがって、バッテリインターフェース回路４０６は、距離を収容するためのケーブルおよび端子を含み得る。
図４は、無線電力レシーバ１０４とバッテリ１２０との間の例示的なインターフェースの概略図である。いくつかの実施形態では、無線電力レシーバ１０４の構成要素（例えば、１１４、１１６、および／もしくは１１８）は、負荷１２０と共に、または負荷１２０とは別個に収容され得る。この例では、無線電力レシーバエンクロージャ４０２は、バッテリコンパートメント４０４とは別個であり得る。例えば、これは、レシーバ１０４が車両の外側下面に配設される一方で、バッテリ１２０が別の場所、例えば、車両の前部または後部への内部エリアに位置付けされるいくつかの車両において有利であり得る。いくつかの実施形態では、バッテリインターフェース回路４０６は、バッテリコンパートメント４０４内またはエンクロージャ４０２内に含まれ得る。いずれの実装でも、ＢＭＳ２１０は、回路４０６のスイッチを制御する。いくつかの実施形態では、バッテリインターフェース回路４０６は、バッテリ切断回路２０６を含む。いくつかの実施形態では、バッテリ切断回路２０６に加えて、バッテリインターフェース回路４０６は、抵抗器Ｒ１およびリレーＳ３を含む。いくつかの実施形態では、レシーバ１０４およびバッテリ１２０は、ある距離を離れて（例えば、１メートルから数十メートルのオーダで）位置付けられ得、したがって、バッテリインターフェース回路４０６は、距離を収容するためのケーブルおよび端子を含み得る。
【0049】
バッテリインターフェース回路４０６は、ノード４０８ａとバッテリ１２０の正ノードとの間に結合された第１のスイッチＳ１を含み得る。回路４０６は、ノード４０８ｂとバッテリ１２０の負ノードとの間に結合された第２のスイッチＳ２を含み得る。いくつかの実施形態では、スイッチＳ１およびＳ２は、高電流負荷デバイス（例えば、バッテリ１２０）に接続されるように構成された電気的制御スイッチである接触器であり得る。回路４０６は、ノード４０８ａとバッテリ１２０の正ノードとの間に結合され、Ｓ１と並列の第３のスイッチＳ３（例えば、リレー、トランジスタ、接触器など）を含み得る。第３のスイッチＳ３は、抵抗器Ｒ１と直列に結合され得る。抵抗器Ｒ１は、数ｋΩ（例えば、２ｋΩ～１０ｋΩ）～数十ｋΩ（例えば、２０ｋΩ～１００ｋΩ）のオーダであり得る。スイッチＳ１、Ｓ２、および／またはＳ３は、バッテリ管理システム２１０に結合することができる。一部の実施形態では、スイッチＳ１、Ｓ２、および／またはＳ３は、ＥＶＰＣ２０８に結合することができる。例示的な実施形態では、スイッチＳ２は、バッテリインターフェース回路４０６に実装されない場合がある。
【0050】
いくつかの実施形態では、トランスミッタ１０２が電力を伝送していないとき、スイッチＳ１、Ｓ２、およびＳ３は、バッテリ１２０が無線電力レシーバ１０４から切断されるように開放されている。開放状態の例示的なスイッチＳ１、Ｓ２、およびＳ３は、バッテリ１２０とレシーバ１０４との間に数十ＭΩのオーダのインピーダンスを提供することができる。プリ充電段階（バッテリ１２０の充電が開始する前）において、スイッチＳ２およびＳ３は、抵抗器Ｒ１を介して、バッテリ１２０を充電出力コンデンサＣＤＣに接続する。コンデンサＣＤＣが充電された後、スイッチＳ１が閉じ、スイッチＳ３が開き、バッテリ１２０を充電することができる。充電段階中、スイッチＳ１およびＳ２は、無線電力レシーバ１０４とバッテリ１２０との間に低損失接続を提供する。充電が完了すると、次いでＳ１およびＳ２を切り替え、バッテリ１２０をレシーバ１０４から切断する。
【0051】
整流器入力での負荷切断保護－実施例１
図５Ａは、バッテリ切断回路およびロードダンプ保護回路を含む例示的なバッテリインターフェース回路５０２を図示する。回路４１０は、Ｎチャネルエンハンスメント型金属酸化物半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）Ｑ１と直列に結合された第１のスイッチＳ１を含む。トランジスタＱ１は、オフ時にゼロアンペアに電流を遮断するように構成されている。構成要素Ｓ１およびＱ１は、ノード４０８ａ（コンデンサＣ１のハイサイドの）とバッテリ１２０の正のノードとの間に結合されている。回路５０２は、ノード４０８ｂ（コンデンサＣ１のローサイドの）とバッテリ１２０の負のノードとの間に結合された第２のスイッチをさらに含む。
図５Ａは、バッテリ切断回路およびロードダンプ保護回路を含む例示的なバッテリインターフェース回路５０２を図示する。回路４１０は、Ｎチャネルエンハンスメント型金属酸化物半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）Ｑ１と直列に結合された第１のスイッチＳ１を含む。トランジスタＱ１は、オフ時にゼロアンペアに電流を遮断するように構成されている。構成要素Ｓ１およびＱ１は、ノード４０８ａ（コンデンサＣ１のハイサイドの）とバッテリ１２０の正のノードとの間に結合されている。回路５０２は、ノード４０８ｂ（コンデンサＣ１のローサイドの）とバッテリ１２０の負のノードとの間に結合された第２のスイッチをさらに含む。
【0052】
いくつかの実施形態では、スイッチＳ１およびＳ２はリレーである。レシーバ１０４は高電流レベルで動作しているため、リレーは、バッテリ１２０をレシーバから切断しようとするときに電流をゼロにカットすることができない場合がある。例えば、１１ｋＷをバッテリに伝送するように構成された無線電力システムでは、高電流レベルは、２５Ａ超、３０Ａ超、または３５Ａ超となり得る。したがって、バッテリインターフェース回路５０２は、非常に小さな損失（例えば、無効力）を無線電力システム１００に挿入しながら、電流を適切にカットすることができるＭＯＳＦＥＴ Ｑ１を含み得る。一実施例では、安価な、最大４０Ｖ定格の低電圧ＭＯＳＦＥＴをＱ１に使用することができる。
【0053】
図５Ｂの例示的なシステムでは、トランジスタＱ１は、充電器エンクロージャ４０２内でノード４０８ｂとバッテリ１２０の負のノードとの間に結合されている。この実施形態において、トランジスタＱ１は、ＥＶＰＣ２０８によって制御される。トランジスタＱ１を使用して、バッテリ１２０への電流レベルをゼロ（０）アンペアに低減することができる。いくつかの実施形態では、トランジスタＱ１は、整流器出力短絡保護として使用することができる。
【0054】
図５Ｃの例示的なシステムでは、トランジスタＱ１は、充電器エンクロージャ４０２内でノード４０８ａとバッテリ１２０の正のノードとの間に結合されている。この実施形態において、トランジスタＱ１は、ＥＶＰＣ２０８によって制御される。トランジスタＱ１を使用して、バッテリ１２０への電流をゼロ（０）アンペアにカットすることができる。いくつかの実施形態では、トランジスタＱ１は、整流器出力短絡保護として使用することができる。
【0055】
場合によっては、トランジスタＱ１が整流器の負のレールを基準とするように、かつ／または既存の電源を使用してトランジスタＱ１を駆動することができるように、トランジスタＱ１は、好ましくは、上部分岐（ノード４０８ａとバッテリ１２０の正のノードとの間）と比較して、下部分岐（ノード４０８ｂとバッテリ１２０の負のノードとの間）に結合されることに留意されたい。これにより、システム内のコストを低減する効果を有することができる。
【0056】
【0057】
充電状態：スイッチＳ１がオン（閉）、
オプションのスイッチＳ２がオン（閉）、
ＭＯＳＦＥＴ Ｑ１がオン（短絡）、かつ
入力ロードダンプ保護（ＬＤＰ）２０４ａがオフ（開）である。
オプションのスイッチＳ２がオン（閉）、
ＭＯＳＦＥＴ Ｑ１がオン（短絡）、かつ
入力ロードダンプ保護（ＬＤＰ）２０４ａがオフ（開）である。
【0058】
ステップ５０６－バッテリへの電流をカット
ＭＯＳＦＥＴ Ｑ１をオフ（開）する。
コンデンサＣ１の電圧が増加する。
ＭＯＳＦＥＴ Ｑ１をオフ（開）する。
コンデンサＣ１の電圧が増加する。
【0059】
ステップ５０８－ロードダンプ保護回路を係合することによって、ＭＯＳＦＥＴ Ｑ１の過電圧状態を防止する
入力ロードダンプ保護回路２０４ａのリレーをオン（閉）する。
コンデンサＣ１の電圧は、一定またはほぼ一定であるか、またはブリーディング抵抗を通してゆっくりと垂下する。
入力ロードダンプ保護回路２０４ａのリレーをオン（閉）する。
コンデンサＣ１の電圧は、一定またはほぼ一定であるか、またはブリーディング抵抗を通してゆっくりと垂下する。
【0060】
ステップ５１０－バッテリ切断
スイッチＳ１をオフ（開）し、
オプションのスイッチＳ２をオフ（開）する。
スイッチＳ１をオフ（開）し、
オプションのスイッチＳ２をオフ（開）する。
【0061】
出力短絡保護－実施例１
いくつかの実施形態では、何らかの理由で出力が短縮された場合、Ｑ１スイッチが開くことができ、ＬＤＰ２０４ａが閉じることができ、出力での短絡を通る電流がゼロにカットされる。
いくつかの実施形態では、何らかの理由で出力が短縮された場合、Ｑ１スイッチが開くことができ、ＬＤＰ２０４ａが閉じることができ、出力での短絡を通る電流がゼロにカットされる。
【0062】
整流器入力での負荷切断保護－実施例２
図６Ａは、バッテリ切断回路を含む例示的なバッテリインターフェース回路６０２を図示する。回路６０２は、ノード４０８ａとバッテリ１２０の正のノードとの間に結合された第１の分岐６０４ａを含む。分岐６０４ａは、スイッチＳ１と、Ｎチャネルエンハンスメント型金属酸化物半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）Ｑ１とを含む。回路６０２は、第１の分岐６０４ａに並列に結合され、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）Ｑ２と直列のダイオードＤ１を含む第２の分岐６０４ｂをさらに含む。いくつかの実施形態では、回路６０２は、分岐６０４ａ、６０４ｂと並列に結合され、抵抗器Ｒ１およびスイッチＳ３を含む第３の分岐６０４ｃ（例えば、プリ充電回路として）をさらに含む。スイッチＳ２が、ノード４０８ｂとバッテリ１２０の負のノードとの間に結合されている。構成要素Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｑ１、およびＱ２は、コントローラ（例えば、バッテリ管理システム２１０）に結合され得る。トランジスタＱ１、Ｑ２は、オフ時に電流をゼロアンペアに遮断するように構成されている。
図６Ａは、バッテリ切断回路を含む例示的なバッテリインターフェース回路６０２を図示する。回路６０２は、ノード４０８ａとバッテリ１２０の正のノードとの間に結合された第１の分岐６０４ａを含む。分岐６０４ａは、スイッチＳ１と、Ｎチャネルエンハンスメント型金属酸化物半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）Ｑ１とを含む。回路６０２は、第１の分岐６０４ａに並列に結合され、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）Ｑ２と直列のダイオードＤ１を含む第２の分岐６０４ｂをさらに含む。いくつかの実施形態では、回路６０２は、分岐６０４ａ、６０４ｂと並列に結合され、抵抗器Ｒ１およびスイッチＳ３を含む第３の分岐６０４ｃ（例えば、プリ充電回路として）をさらに含む。スイッチＳ２が、ノード４０８ｂとバッテリ１２０の負のノードとの間に結合されている。構成要素Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｑ１、およびＱ２は、コントローラ（例えば、バッテリ管理システム２１０）に結合され得る。トランジスタＱ１、Ｑ２は、オフ時に電流をゼロアンペアに遮断するように構成されている。
【0063】
図６Ｂは、インターフェース回路６０２によってバッテリ１２０を切断するための例示的な方法６０６を説明する。以下のプロセスは、第３の分岐６０４ｃが回路６０２に含まれていないか、またはスイッチ３がオフ（開）であることを前提としていることに留意されたい。
【0064】
充電状態：スイッチＳ１がオン（閉）、
オプションのスイッチＳ２がオン（閉）、
ＭＯＳＦＥＴ Ｑ１がオン（短絡）、
ＭＯＳＦＥＴ Ｑ２がオフ（開）であり、
入力ロードダンプ保護（ＬＤＰ）２０４ａがオフ（開）である。
オプションのスイッチＳ２がオン（閉）、
ＭＯＳＦＥＴ Ｑ１がオン（短絡）、
ＭＯＳＦＥＴ Ｑ２がオフ（開）であり、
入力ロードダンプ保護（ＬＤＰ）２０４ａがオフ（開）である。
【0065】
ステップ６０８－切断することを準備
ＭＯＳＦＥＴ Ｑ２をオン（短絡）する。
ＭＯＳＦＥＴ Ｑ２をオン（短絡）する。
【0066】
ステップ６１０－ダイオードＤ１およびＭＯＳＦＥＴ Ｑ２に電流を迂回させる
ＭＯＳＦＥＴ Ｑ１をオフ（開）する。
ダイオードＤ１およびＭＯＳＦＥＴ Ｑ２を通して電流が流れる
ＭＯＳＦＥＴ Ｑ１をオフ（開）する。
ダイオードＤ１およびＭＯＳＦＥＴ Ｑ２を通して電流が流れる
【0067】
ステップ６１２－バッテリ切断
スイッチＳ１をオフ（開）し、
スイッチＳ１が確実にオフになるために最大数十ミリ秒待つ
ＭＯＳＦＥＴ Ｑ２をオフ（開）にし、
オプションのスイッチＳ２をオフ（開）する。
コンデンサＣ１で電圧が増加する。
スイッチＳ１をオフ（開）し、
スイッチＳ１が確実にオフになるために最大数十ミリ秒待つ
ＭＯＳＦＥＴ Ｑ２をオフ（開）にし、
オプションのスイッチＳ２をオフ（開）する。
コンデンサＣ１で電圧が増加する。
【0068】
ステップ６１４－ロードダンプ保護係合
入力ロードダンプ保護回路２０４ａのリレーをオン（閉）する。
入力回路２０４ａをオンにすることは、コンデンサＣ１の過電圧状態（およびその結果としての損傷）を防止する。
入力ロードダンプ保護回路２０４ａのリレーをオン（閉）する。
入力回路２０４ａをオンにすることは、コンデンサＣ１の過電圧状態（およびその結果としての損傷）を防止する。
【0069】
図６Ｃは、図６Ａの回路６０２の鏡像バージョン６１６を図示する。回路６１６において、第１の分岐６０４ａは、ノード４０８ｂとバッテリ１２０の負のノードとの間に結合されている。上記で考察されたように、第２の分岐６０４ｂは、分岐６０４ａに並列に結合される。いくつかの実施形態では、回路５０６は、分岐６０４ａおよび６０４ｂに並列に結合された第３の分岐６０４ｃを含むことができる。鏡像回路６１６の１つの利点は、それがコンデンサＣ１の負の側（ノード４０８ｂにある）を基準としていることである。これは、ＭＯＳＦＥＴ Ｑ１での絶縁ゲートドライバの必要性を回避する。
【0070】
整流器出力でのロードダンプ保護－実施例１
図７Ａは、ロードダンプ保護回路２０４ｂが整流器１１８の出力に結合されている、無線電力レシーバ１０４とバッテリ１２０との間の例示的なインターフェース７００を図示する。この例では、ロードダンプ保護回路２０４ｂは、整流器１１８の出力に並列に接続された金属酸化物半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）Ｑ３を含む。Ｑ３に並列に接続されているのは、ＩＧＢＴ Ｑ４と直列の出力コンデンサＣ１である。ノード７０２ａとバッテリ１２０の正のノードとの間に結合されているのは、バッテリ１２０をレシーバ１０４から切断するように構成された回路７０４である。回路７０４は、ＩＧＢＴ Ｑ２に並列に結合されたＭＯＳＦＥＴ Ｑ１を含む。ＩＧＢＴ Ｑ２は、ダイオードＤ１と直列に結合されている。ダイオードＤ１は、バッテリ１２０がＩＧＢＴ Ｑ２の本体ダイオードを通して電流を伝導することを防止し得る。いくつかの実施形態では、回路７０４は、Ｄ１およびＱ２と並列にサブ回路を含む。サブ回路は、抵抗器Ｒ１およびスイッチＳ３を含み得る。インターフェース７００は、ノード７０２ａと回路７０４との間に結合されたスイッチＳ１をさらに含む。いくつかの実施形態では、インターフェース６００は、ノード７０２ｂとバッテリ１２０の負のノードとの間に結合されたスイッチＳ２をさらに含む。トランジスタＱ１、Ｑ２、Ｑ３、およびＱ４は、オフ時に電流をゼロ（０）アンペアに遮断するように構成されている。
図７Ａは、ロードダンプ保護回路２０４ｂが整流器１１８の出力に結合されている、無線電力レシーバ１０４とバッテリ１２０との間の例示的なインターフェース７００を図示する。この例では、ロードダンプ保護回路２０４ｂは、整流器１１８の出力に並列に接続された金属酸化物半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）Ｑ３を含む。Ｑ３に並列に接続されているのは、ＩＧＢＴ Ｑ４と直列の出力コンデンサＣ１である。ノード７０２ａとバッテリ１２０の正のノードとの間に結合されているのは、バッテリ１２０をレシーバ１０４から切断するように構成された回路７０４である。回路７０４は、ＩＧＢＴ Ｑ２に並列に結合されたＭＯＳＦＥＴ Ｑ１を含む。ＩＧＢＴ Ｑ２は、ダイオードＤ１と直列に結合されている。ダイオードＤ１は、バッテリ１２０がＩＧＢＴ Ｑ２の本体ダイオードを通して電流を伝導することを防止し得る。いくつかの実施形態では、回路７０４は、Ｄ１およびＱ２と並列にサブ回路を含む。サブ回路は、抵抗器Ｒ１およびスイッチＳ３を含み得る。インターフェース７００は、ノード７０２ａと回路７０４との間に結合されたスイッチＳ１をさらに含む。いくつかの実施形態では、インターフェース６００は、ノード７０２ｂとバッテリ１２０の負のノードとの間に結合されたスイッチＳ２をさらに含む。トランジスタＱ１、Ｑ２、Ｑ３、およびＱ４は、オフ時に電流をゼロ（０）アンペアに遮断するように構成されている。
【0071】
図７Ｂは、インターフェース回路７００によってバッテリ１２０を切断するための例示的な方法７０６を説明する。
【0072】
初期状態：ＭＯＳＦＥＴ Ｑ１がオン（短絡）、
ＩＧＢＴ Ｑ２がオフ（開）、
ＭＯＳＦＥＴ Ｑ３がオフ（開）、
ＩＧＢＴ Ｑ４がオン（短絡）、
スイッチＳ１がオン（閉）、そして
オプションのスイッチＳ２がオン（閉）である。
ＩＧＢＴ Ｑ２がオフ（開）、
ＭＯＳＦＥＴ Ｑ３がオフ（開）、
ＩＧＢＴ Ｑ４がオン（短絡）、
スイッチＳ１がオン（閉）、そして
オプションのスイッチＳ２がオン（閉）である。
【0073】
ステップ７０８および７１０－電流がダイオードＤ１を通って流れる
ＩＧＢＴ Ｑ２をオン（短絡）する。
その後すぐに、ＭＯＳＦＥＴ Ｑ１をオフ（開）する。
整流された電流は、ダイオードＤ１およびＩＧＢＴ Ｑ２を通過する。
ＩＧＢＴ Ｑ２をオン（短絡）する。
その後すぐに、ＭＯＳＦＥＴ Ｑ１をオフ（開）する。
整流された電流は、ダイオードＤ１およびＩＧＢＴ Ｑ２を通過する。
【0074】
ステップ７１２および７１４－バッテリ切断
スイッチＳ１をオフ（開）し、
スイッチＳ１が確実にオフになるために数十ミリ秒待つ
ＩＧＢＴ Ｑ２およびＱ４をオフ（開）し、
オプションのスイッチＳ２をオフ（開）する。
コンデンサＣ１の電圧が増加する。
スイッチＳ１をオフ（開）し、
スイッチＳ１が確実にオフになるために数十ミリ秒待つ
ＩＧＢＴ Ｑ２およびＱ４をオフ（開）し、
オプションのスイッチＳ２をオフ（開）する。
コンデンサＣ１の電圧が増加する。
【0075】
ステップ７１６－ロードダンプ保護係合
ＭＯＳＦＥＴ Ｑ３をオン（短絡）する。
Ｃ１の電圧はブリーディング抵抗器によってブリーディングされる
ＭＯＳＦＥＴ Ｑ３をオン（短絡）する。
Ｃ１の電圧はブリーディング抵抗器によってブリーディングされる
【0076】
いくつかの実施形態では、上記のステップ７１６において、ＩＧＢＴ Ｑ４は、いくらかの循環電流を有し得る。したがって、ロードダンプ保護回路２０４ｂは、回路６０４がバッテリ１２０を切断した（すなわち、Ｑ１およびＱ２が開いている）後に係合する（すなわち、Ｑ３がオンする）。
【0077】
整流器出力でのロードダンプ保護－例２
図８は、ロードダンプ保護回路２０４ｂが整流器１１８の出力に結合されている、無線電力レシーバ１０４とバッテリ１２０との間の例示的なインターフェース６００を図示する。この例では、ロードダンプ保護回路２０４ｂは、整流器１１８の出力に並列に接続されたＭＯＳＦＥＴ Ｑ３を含む。Ｑ３に並列に接続されているのは、ＩＧＢＴ Ｑ４と直列の出力コンデンサＣ１である。ノード７０２ａとバッテリ１２０の正のノードとの間に結合されているのは、トランジスタ（例えば、ＭＯＳＦＥＴまたは絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ））Ｑ１である。バッテリ１２０の正のノードとノード７０２ｃとの間に連結されているのは、回路７０４である。回路７０４は、ダイオードＤ１と直列に結合されたＩＧＢＴ Ｑ２を含む上部分岐を含む。上部分岐と並列に、抵抗器Ｒ１と直列のスイッチＳ３（例えば、低電圧スイッチ）を含む下部分岐がある。インターフェース７００は、ノード７０２ａとＭＯＳＦＥＴ Ｑ１との間に結合されたスイッチＳ１をさらに含む。いくつかの実施形態では、インターフェース７００は、ノード７０２ｂとバッテリ１２０の負のノードとの間に結合されたスイッチＳ２をさらに含む。トランジスタＱ１、Ｑ２、Ｑ３、およびＱ４は、オフ時に電流をゼロアンペアに遮断するように構成されている。
図８は、ロードダンプ保護回路２０４ｂが整流器１１８の出力に結合されている、無線電力レシーバ１０４とバッテリ１２０との間の例示的なインターフェース６００を図示する。この例では、ロードダンプ保護回路２０４ｂは、整流器１１８の出力に並列に接続されたＭＯＳＦＥＴ Ｑ３を含む。Ｑ３に並列に接続されているのは、ＩＧＢＴ Ｑ４と直列の出力コンデンサＣ１である。ノード７０２ａとバッテリ１２０の正のノードとの間に結合されているのは、トランジスタ（例えば、ＭＯＳＦＥＴまたは絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ））Ｑ１である。バッテリ１２０の正のノードとノード７０２ｃとの間に連結されているのは、回路７０４である。回路７０４は、ダイオードＤ１と直列に結合されたＩＧＢＴ Ｑ２を含む上部分岐を含む。上部分岐と並列に、抵抗器Ｒ１と直列のスイッチＳ３（例えば、低電圧スイッチ）を含む下部分岐がある。インターフェース７００は、ノード７０２ａとＭＯＳＦＥＴ Ｑ１との間に結合されたスイッチＳ１をさらに含む。いくつかの実施形態では、インターフェース７００は、ノード７０２ｂとバッテリ１２０の負のノードとの間に結合されたスイッチＳ２をさらに含む。トランジスタＱ１、Ｑ２、Ｑ３、およびＱ４は、オフ時に電流をゼロアンペアに遮断するように構成されている。
【0078】
以下の例示的な方法は、レシーバ１０４からバッテリ１２０を接続および切断する際に使用することができる。
【0079】
電源投入前の動作。この段階の間、１つの目標は、どの構成要素にも損傷を与えることなく、バッテリ１２０を整流器１１８および平滑化コンデンサＣ１に接続することである。バッテリ１２０を整流器１１８に接続する前に、バッテリ１２０の正のノードが高ノード（例えば、ノード７０２ａ）に接続されて、突入電流を防止し、無線電力システム１００における過渡現象を防止することを保証することが重要である。突入電流および過渡現象を防止するために、回路７０４が、バッテリ１２０の正のノードとノード７０２ｃとの間に結合される。この段階の間、スイッチＳ３およびＳ２が閉じられ、コンデンサＣ１をバッテリ１２０から充電するのを可能にする。残りのスイッチＳ１およびトランジスタＱ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４は開いたままであることに留意されたい。
【0080】
充電動作。コンデンサＣ１が充電されると、整流器１１８は、突入電流（スイッチＳ１での）が最小化または防止され得るので、バッテリ１２０に給電することができる。充電中、スイッチＳ３およびトランジスタＱ２、Ｑ４は開かれ、一方、スイッチＳ１およびトランジスタＱ１、Ｑ４は閉じられる。いくつかの実施形態では、トランジスタＱ１およびＱ４は、スイッチＳ１の前に閉じられる。これにより、バッテリ１２０が充電されることが可能になる。いくつかの実施形態では、スイッチＳ３およびトランジスタＱ２、Ｑ４は、充電段階中に損失を誘発するが、閉じたままであることができる。いくつかの実施形態では、コントローラは、コンデンサＣ１の両端の電圧および／または通過する電流を監視することによって、コンデンサＣ１上の電荷を監視することができる。充電中、コンデンサＣ１は、整流器出力をフィルタリングするように構成された平滑コンデンサとして作用する。
【0081】
負荷を切断するコマンド。バッテリ１２０が充電を終了したため、または無線電力トランスミッタ１０２またはレシーバ１０４の故障のために、バッテリ１２０を切断するコマンドがレシーバコントローラ（例えば、ＥＶＰＣ２０８）に送信され得る。スイッチＳ１は、高電圧が横切っている間は開かないことが重要である。コントローラがバッテリを切断するコマンドを発行した後、スイッチＳ３およびトランジスタＱ３が開かれる。次いで、トランジスタＱ２を閉じて、Ｑ２を通して充電を迂回させる。代替的または追加的に、トランジスタＱ２を通る電流は、短絡したトランジスタＱ４および／またはＱ４と並列のイオードを通過する。次に、低電圧トランジスタＱ１を開くことができる。次いで、スイッチＳ１の両端に低電圧（例えば、５Ｖ未満、２Ｖ未満など）があるときに、スイッチＳ１を開くことができる。続いて、または同時に、トランジスタＱ４およびＱ２を開いて、バッテリ１２０の充電を停止することができる。無線電力トランスミッタ１０２が電力を遮断しておらず、トランスミッタ１０２とレシーバ１０４との間に結合がある場合、コンデンサＣ１は充電される。Ｃ１コンデンサが充電されると、トランジスタＱ３を短絡することによって、保護のために整流器１１８を短絡することができる。
【0082】
例示的なレシーバコイル切断回路
図９Ａは、例示的なコイル切断回路９０２を有する無線電力レシーバ１０４を含む無線電力システム１００を図示する。例示的なコイル切断回路９０２は、少なくとも１つのスイッチまたはリレー（例えば、ＲＥＬ１および／またはＲＥＬ２）を含む。高電力無線電力レシーバ用のコイル切断回路９０２のための例示的なリレー（例えば、バッテリ１２に数十ｋＷを送達するように構成された）は、１，０００ボルト以上の定格のリレーを含む。例示的なリレーは、オン（閉）時にフルコイル電流を伝導するように構成することができ、かつ／またはリレーがオフ（開）時にその電源端子にわたって数百ボルトのオーダの高電圧をサポートするように構成することができる。いくつかの実施形態では、１つのリレー（例えば、ＲＥＬ１またはＲＥＬ２）をコイル切断回路９０２で使用して、レシーバ１０４内の電流を低減し得る（例えば、ゼロまたはゼロ付近まで）。いくつかの実施形態では、２つのリレー（例えば、ＲＥＬ１およびＲＥＬ２）を使用して、レシーバ１０４を車両からガルバニックに絶縁するように、レシーバ１０４内の電位を低減し得る（例えば、ゼロまたはゼロ付近まで）。リレーＲＥＬ１またはＲＥＬ２は、レシーバ１０４の上部分岐または下部分岐に結合され得る。いくつかの実施形態では、コイル切断回路９０２は、上部分岐におけるリレーＲＥＬ１および下部分岐におけるリレーＲＥＬ２の両方を含む。
図９Ａは、例示的なコイル切断回路９０２を有する無線電力レシーバ１０４を含む無線電力システム１００を図示する。例示的なコイル切断回路９０２は、少なくとも１つのスイッチまたはリレー（例えば、ＲＥＬ１および／またはＲＥＬ２）を含む。高電力無線電力レシーバ用のコイル切断回路９０２のための例示的なリレー（例えば、バッテリ１２に数十ｋＷを送達するように構成された）は、１，０００ボルト以上の定格のリレーを含む。例示的なリレーは、オン（閉）時にフルコイル電流を伝導するように構成することができ、かつ／またはリレーがオフ（開）時にその電源端子にわたって数百ボルトのオーダの高電圧をサポートするように構成することができる。いくつかの実施形態では、１つのリレー（例えば、ＲＥＬ１またはＲＥＬ２）をコイル切断回路９０２で使用して、レシーバ１０４内の電流を低減し得る（例えば、ゼロまたはゼロ付近まで）。いくつかの実施形態では、２つのリレー（例えば、ＲＥＬ１およびＲＥＬ２）を使用して、レシーバ１０４を車両からガルバニックに絶縁するように、レシーバ１０４内の電位を低減し得る（例えば、ゼロまたはゼロ付近まで）。リレーＲＥＬ１またはＲＥＬ２は、レシーバ１０４の上部分岐または下部分岐に結合され得る。いくつかの実施形態では、コイル切断回路９０２は、上部分岐におけるリレーＲＥＬ１および下部分岐におけるリレーＲＥＬ２の両方を含む。
【0083】
様々な実施形態において、リレーＲＥＬ１、ＲＥＬ２は、スイッチＲＥＬ１、ＲＥＬ２に結合されたコントローラ（例えば、コントローラ１２６および／またはＥＶＰＣ２０８）によって提供され得るコイル切断信号ＣＤによって制御される。図９Ｂは、単一のトランジスタ９０４を含む例示的な整流器９０３の概略図である。この単一のトランジスタ９０４は、本明細書に記載の保護システムおよび方法を可能にするように構成することができる。この整流器９０３は、図９Ａの整流器１１８の代わりに用いられ得ることに留意されたい。特に、整流器９０３は、電圧ＶＡＣ＋、ＶＡＣ－を有するノードで結合され得る。図１０Ａ～図１０Ｆは、コイル切断回路を介したレシーバ１０４の保護に関連する、レシーバ１０４内の様々な例示的な信号を図示するプロットのセットである。図１１は、コイル切断回路を介してレシーバ１０４を保護するための例示的な方法のフローチャートである。
【0084】
【0085】
方法１１００のステップ１１０２では、トランジスタＱ７、Ｑ８（または９０４）がオン（短絡）される。これは、コイル電流Ｉ１ｒをゼロアンペアまたはその近くまで低減させ得る。いくつかの実施形態では、トランジスタＱ７、Ｑ８（または９０４）をオンにすることは、整流器への入力電流Ｉ３ｒを増加させ得る。この挙動は、共振器コイルＬ１ｒと整流器１１８との間に結合されたインピーダンス回路の構成に少なくとも部分的に起因する。特に、インピーダンス回路は、（ａ）共振器コイルＬ１ｒと直列の第１のセットのコンデンサＣ１ｒＡおよび／またはＣ１ｒＢ、（ｂ）共振器コイルＬ１ｒと並列の第２のセットのコンデンサＣ２ｒ、ならびに（ｃ）コンデンサＣ２ｒと整流器１１８との間に結合された１つ以上のインダクタＬ３ｒＡおよび／またはＬ３ｒＢを含むことができる。第１のセットのコンデンサＣ１ｒＡおよび／またはＣ１ｒＢは、第１のリアクタンスＸ１ｒを有し、第２のセットのコンデンサＣ２ｒは、第２のリアクタンスＸ２ｒを有し、インダクタＬ３ｒＡおよび／またはＬ３ｒＢは、第３のリアクタンスＸ３ｒを有する。いくつかの実施形態では、インピーダンス回路はまた、インダクタＬ３ｒＡおよび／またはＬ３ｒＢと直列に１つ以上のコンデンサを含み得る。これらのコンデンサは、（ｉ）Ｃ２ｒとインダクタＬ３ｒＡ、Ｌ３ｒＢとの間に直列に結合され得、かつ／または（ｉｉ）インダクタＬ３ｒＡ、Ｌ３ｒＢと整流器１１８の入力との間に結合され得る。いくつかの実施形態では、インピーダンス回路の他の構成要素と組み合わせたときに、インピーダンス回路の総リアクタンスが（これらの直列コンデンサがない場合と同様に）同じままであるように、コンデンサおよび／またはインダクタＬ３ｒＡ、Ｌ３ｒＢの値を選択することができる。いくつかの実施形態では、トランジスタＱ７、Ｑ８（または９０４）が短絡したときに、コイル電流Ｉ１ｒがゼロまたはゼロ付近に低減される他のインピーダンス整合構成が存在し得ることに留意されたい。
【0086】
この実施形態では、レシーバ１０４のリアクタンスは、以下のように、第１のリアクタンスの絶対値、第２のリアクタンスの絶対値、および第３のリアクタンスの絶対値に等しい。
Ｘレシーバ＝｜Ｘ１ｒ｜＝｜Ｘ２ｒ｜＝｜Ｘ３ｒ｜
Ｘレシーバ＝ωＬ３ｒ
Ｘレシーバ＝｜Ｘ１ｒ｜＝｜Ｘ２ｒ｜＝｜Ｘ３ｒ｜
【数1】
【0087】
無線電力システムのインピーダンスは、以下のように、トランジスタＱ７、Ｑ８（または９０４）を短絡する（オンする）効果を説明するために使用することができる。レシーバインピーダンス回路（上記で考察されたような）と、トランスミッタ１０２のコイルＬ１ｔとレシーバ１０４のコイルＬ１ｒとの間の相互インピーダンスＸＭとの間の関係は、以下のように定義することができる。
ここで、Ｒａｃはアクティブ整流器１１８の等価抵抗である。トランジスタＱ７およびＱ８（または９０４）が短絡している場合、Ｒａｃはゼロになる。したがって、｜Ｘ２ｒ｜＝｜Ｘ３ｒ｜のため、この項
は非常に高くなる。したがって、ＸＭＩ１ｔが有限値であるため、電流Ｉ１ｒはゼロになる。Ｒａｃ＝０で、以下の式は、トランスミッタコイル電流Ｉ１ｔと入力電流Ｉ３ｒとの間の関係を表す。
Ｉ３ｒが高くなり、トランジスタＱ７、Ｑ８（または９０４）および／またはインダクタＬ３ｒＡ、Ｌ３ｒＢの過熱につながる可能性があることを示す。いくつかの実施形態では、レシーバ１０４にインピーダンス不整合が存在する場合、電流Ｉ１ｒは完全にゼロに低減しない場合があり、代わりに、無線電力レシーバのパラメータ（例えば、インピーダンス回路の構成要素値、電流、電圧、および／または電力レベルなど）に応じて、およそ１アンペア以下の電流値に低減する場合があることに留意されたい。
【数2】
【数3】
【数4】
【0088】
図１０Ａにおいて、電圧信号１００２（例えば、ＰＷＭ７、ＰＷＭ８）は、時間ｔ１でトランジスタＱ７、Ｑ８（または９０４）を短絡するために使用される。図１０Ｂにおいて、およそ時間ｔ１に、整流器１１８の入力の両端の電圧１００４は、ゼロまたはゼロ付近に向かう。図１０Ｃにおいて、整流器１１８への入力電流Ｉ３ｒ１００６は、時間ｔ１の後に増加する。図１０Ｄは、コイル電流Ｉ１ｒ１００８がゼロになるか、またはゼロに近づくことを示す。
【0089】
ステップ１１０４において、一定期間後（例えば、時間ｔ１と時間ｔ２との間）、コイルＬ１ｒが切断され、コイル電流Ｉ１ｒおよび入力電流Ｉ３ｒがゼロまたはゼロ付近に低減されるように、リレーＲＥＬ１および／またはＲＥＬ２が開かれる。この期間中、コイル電流は、リレーＲＥＬ１および／またはＲＥＬ２を安全に開くことができるように、小さな値、例えば、１ＡＲＭＳまで低下し得る。図１０Ｅは、信号ＣＤ１０１２が時間ｔ２でリレーＲＥＬ１および／またはＲＥＬ２を開くことを示している。時間ｔ２において、コイル電流Ｉ１ｒ１００８は、リレーＲＥＬ１、ＲＥＬ２が安全かつ／または確実にオフ（開）することを可能にするのに十分に低くなければならないことに留意されたい。いくつかの実施形態では、時間ｔ１と時間ｔ２との間の期間は、１ミリ秒～１秒であり得る。例示的な実施形態では、一定期間は、およそ１ミリ秒、２ミリ秒、３ミリ秒、４ミリ秒、５ミリ秒、１０ミリ秒、２０ミリ秒、５０ミリ秒などである。リレーＲＥＬ１および／またはＲＥＬ２を開く前に一定期間が経過することは、レシーバ１０４にとって有益である。図１０Ｆに図示されるように、レシーバコイルＬ１ｒ電圧（信号１０１０）は、低減した電流の結果として、時間ｔ１において低減する。言い換えると、この期間は、レシーバコイルＬ１ｒ内で電流が減少することを可能にし、それによって、リレーを開くことをより安全にする。図１０Ｃは、入力電流Ｉ３ｒ（信号１００６）がゼロになるか、またはゼロに近づくことを示す。コイル電流Ｉ１ｒおよび入力電流Ｉ３ｒの両方がゼロまたはゼロ付近に低減されると、無線電力レシーバ１０４は、比較的安全な状態になり、過熱が防止される。特に、レシーバコイルＬ１ｒは、レシーバ１０４の残りの部分、バッテリ１２０、および／または車両から隔離され、それによって、上記で考察されたように車両の安全性を増加させる。
【0090】
図９Ａに図示された例示的な実施形態では、スイッチＲＥＬ１および／またはＲＥＬ２は、第１のセットのコンデンサ（例えば、Ｃ１ｒＡまたはＣ１ｒＢ）と第２のセットのコンデンサ（例えば、Ｃ２ｒ）との間に結合されている。図１２は、リレーＲＥＬ１および／またはＲＥＬ２が、レシーバコイルＬ１ｒと第１のセットのコンデンサＣ１ｒＡ、Ｃ１ｒＢとの間に結合されている、コイル切断回路９０２の例示的な実施形態を図示する。１つ以上のリレーがレシーバコイルＬ１ｒに隣接して構成されている場合、リレーは、Ｃ２ｒにより近い第１のセットのコンデンサＣ１ｒＡ、Ｃ１ｒＢ（またはサブセットＣ１ｒＡ１、Ｃ１ｒＢ１）に隣接して位置付けされている場合と比較して、より高い電圧定格を必要とし得ることに留意されたい。図１３は、リレーＲＥＬ１および／またはＲＥＬ２が、コンデンサＣ１ｒＡ１、Ｃ１ｒＢ１の第１のサブセットとコンデンサＣ１ｒＡ２、Ｃ１ｒＢ２の第２のサブセットとの間に結合されている、コイル切断回路９０２の例示的な実施形態を図示する。図１４は、リレーＲＥＬ１および／またはＲＥＬ２が、第２のセットのコンデンサＣ２ｒとインダクタＬ３ｒＡとの間に結合されている、コイル切断回路９０２の例示的な実施形態を図示する。図９および図１２～図１４のインピーダンス回路の各々において、上部分岐および下部分岐のリアクタンス成分は必ずしもバランスが取れていないことに留意されたい。換言すると、いくつかの実施例では、上部分岐のみがコンデンサＣ１ｒＡを有し得（対応する下部分岐コンデンサＣ１ｒＢなしで）、下部分岐のみがインダクタＬ３ｒＢを含み得る（対応する上部分岐コンデンサＬ３ｒＡなしで）など。いくつかの実施形態では、リレーＲＥＬ１およびリレーＲＥＬ２は、非対称の様態で位置付けられ得る。例えば、リレーＲＥＬ１は、レシーバコイルＬ１ｒとコンデンサＣ１ｒＡとの間に結合され得、リレーＲＥＬ２は、コンデンサＣ１ｒＢとコンデンサＣ２ｒとの間に結合され得る。
【0091】
ワイヤレス電力レシーバのアクティブ整流
例示的な無線電力レシーバでは、アクティブ整流を使用して、負荷に給電するため、またはバッテリ１２０を充電するために所望のＤＣ信号を生成することができる。アクティブ整流は、整流器を形成するように結合された能動制御スイッチを採用する。スイッチは、トランジスタ（例えば、ＦＥＴ、ＭＯＳＦＥＴ、ＢＪＴ、ＩＧＢＴなど）を含むことができる。例示的な無線電力システムでは、アクティブ整流器を使用して、無線電力レシーバで受信された振動電流（ＡＣ）を直流電流（ＤＣ）に変換することができ、これは、以下でさらに説明されるように、エネルギーを負荷に最終的に伝達するために使用することができる。
例示的な無線電力レシーバでは、アクティブ整流を使用して、負荷に給電するため、またはバッテリ１２０を充電するために所望のＤＣ信号を生成することができる。アクティブ整流は、整流器を形成するように結合された能動制御スイッチを採用する。スイッチは、トランジスタ（例えば、ＦＥＴ、ＭＯＳＦＥＴ、ＢＪＴ、ＩＧＢＴなど）を含むことができる。例示的な無線電力システムでは、アクティブ整流器を使用して、無線電力レシーバで受信された振動電流（ＡＣ）を直流電流（ＤＣ）に変換することができ、これは、以下でさらに説明されるように、エネルギーを負荷に最終的に伝達するために使用することができる。
【0092】
図１５は、アクティブ整流を利用する例示的な無線電力システム１５００の概略図である。例示的なシステム１５００は、無線電力トランスミッタ１５０２およびレシーバ１５０４を含む。例示的なトランスミッタ１５０２は、フィルタ回路１５０８（例えば、１つ以上の誘導性構成要素Ｌ３ｔＡ、Ｌ３ｔＢ、１つ以上の容量性構成要素などを含むことができる）に結合されたインバータ１５０６（例えば、ハーフブリッジインバータ、フルブリッジインバータなど）を含む。インバータ１５０６は、２つ以上のスイッチ（例えば、トランジスタＱ１、Ｑ２、Ｑ３、およびＱ４）を含むことができる。スイッチＱ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４は、それぞれの制御信号ＰＷＭ１、ＰＷＭ２、ＰＷＭ３、ＰＷＭ４を介して制御され得る。フィルタ１５０８は、上述したように、伝送共振器および／または整合回路１５１０（コンデンサＣ２ｔ、Ｃ１ｔＡ、Ｃ１ｔＢ、および共振器コイルＬ１ｔを含む）にさらに結合され得る。
【0093】
この例示的なシステム１５００では、トランスミッタ１５０２からレシーバ１５０４に無線で電力を伝送するように、回路２０８の共振器コイルＬ１ｔは、受信共振器および／または整合回路１５１２（コンデンサＣ１ｒＡ、Ｃ１ｒＢ、Ｃ２ｒ、およびインダクタＬ１ｒを含む）の共振器コイルＬ１ｒに誘導結合され得る。トランスミッタコイルＬ１ｔは、レシーバコイルＬ１ｒに振動電流を誘導することができる振動磁場を生成することに留意されたい。この電流は、例えば８５ｋＨｚの周波数を有することができる。多くの場合、電流Ｉ３ｒは、インバータ１５０６起因する高調波を含み得る。いくつかの実施形態では、電流Ｉ３ｒの特性（例えば、位相、振幅、形状、高調波成分など）は、レシーバ１５０４の１つ以上の構成要素によってさらに影響を受ける可能性がある（例えば、成形、歪みなど）。例えば、回路１５１２および１５１４は、電流Ｉ３ｒの位相または形状を変えることができる誘導性および／または容量性の構成要素を含むことができる。場合によっては、以下でさらに説明するように、電流Ｉ３ｒの歪みは、整流器スイッチの動作に課題を生じ得る。
【0094】
例示的なレシーバ１５０４は、受信共振器および／または整合回路１５１２に結合されたフィルタ回路１５１４（例えば、１つ以上の誘導性構成要素Ｌ３ｒＡ、Ｌ３ｒＢ、１つ以上の容量性構成要素などを含む）を含むことができる。フィルタ回路１５１４は、電流Ｉ３ｒの特性を変更する（例えば、歪みを低減する）ことができる。
【0095】
フィルタ回路１５１４は、２つ以上のスイッチ（例えば、トランジスタＱ５、Ｑ６、Ｑ７、およびＱ８）を含むことができる整流器１５１６（例えば、ハーフブリッジインバータ、フルブリッジインバータなど）に結合することができる。例示的な整流器１５１６は、負荷１５１８（例えば、バッテリ）に直接的または間接的に結合することができる。いくつかの実施形態では、電流センサ１５２０は、電流Ｉ３ｒの特性を判定する（例えば、測定する、感知するなど）ことができる。電流センサ１５２０は、フィルタ１５１４の出力および／または整流器１５１６の入力に結合することができる。例えば、電流センサ１５２０は、整流器１５１６の入力における電流Ｉ３ｒの位相を判定し得る。センサ信号は、処理のためにプロセッサおよび／またはコントローラ（例えば、コントローラ１２６）に提供され得る。いくつかの実施形態では、プロセッサおよび／またはコントローラは、電流センサ１５２０信号に基づいて整流器１５１６の１つ以上のスイッチを制御するための制御信号（例えば、ＰＷＭ信号）を生成し得る。プロセッサおよび／またはコントローラは、制御信号（例えば、ＰＷＭ５、ＰＷＭ６、ＰＷＭ７、ＰＷＭ８）を、整流器１５１６の１つ以上のスイッチ（例えば、それぞれ、Ｑ５、Ｑ６、Ｑ７、Ｑ８）に提供することができる。いくつかの実施形態では、電流センサ１５２０は、電流Ｉ３ｒによるゼロ交差を検出するように構成されたゼロ交差検出器を含むことができる。検出器信号は、スイッチの制御信号を決定するためにコントローラ（例えば、コントローラ１２６）に提供され得る。
【0096】
いくつかの実施形態では、制御信号は、整流器スイッチを様々なモードで動作させ得る。モードは、ハードスイッチングおよびソフトスイッチング（例えば、ゼロ電圧スイッチング）を含むことができる。いくつかの実施形態では、整流器スイッチは、第１の期間中に１つのモードで動作し、第２の期間中に別のモードで動作することができる。場合によっては、スイッチは、所与の期間中に２つのモード間で交互に行われ得る。
【0097】
いくつかの実施形態では、無線電力レシーバにおいてアクティブ整流を採用することによって、レシーバおよび／またはトランスミッタにおける調整可能なインピーダンス整合構成要素を無線電力システムから排除することができる。これは、無線電力システムに関連付けられたサイズ、重量、および／またはコストを低減するという利点を有することができる。
【0098】
ハードウェアおよびソフトウェアの実装
いくつかの実施例では、上述の処理の一部またはすべては、１つ以上の集中型コンピューティングデバイスで実行することができる。いくつかの実施例では、いくつかのタイプの処理が１つのデバイス上で発生し、他のタイプの処理が別のデバイス上で発生する。いくつかの実施例では、上述のデータの一部またはすべては、１つ以上の集中型コンピューティングデバイスでホストされているデータストレージに、またはクラウドベースストレージを介して記憶することができる。いくつかの実施例では、一部のデータは、１つの場所に記憶され、他のデータは、別の場所に記憶される。いくつかの実施例では、量子コンピューティングを使用することができる。いくつかの実施例では、関数型プログラミング言語を使用することができる。いくつかの実施例では、フラッシュベースのメモリなどの電気メモリを使用することができる。
いくつかの実施例では、上述の処理の一部またはすべては、１つ以上の集中型コンピューティングデバイスで実行することができる。いくつかの実施例では、いくつかのタイプの処理が１つのデバイス上で発生し、他のタイプの処理が別のデバイス上で発生する。いくつかの実施例では、上述のデータの一部またはすべては、１つ以上の集中型コンピューティングデバイスでホストされているデータストレージに、またはクラウドベースストレージを介して記憶することができる。いくつかの実施例では、一部のデータは、１つの場所に記憶され、他のデータは、別の場所に記憶される。いくつかの実施例では、量子コンピューティングを使用することができる。いくつかの実施例では、関数型プログラミング言語を使用することができる。いくつかの実施例では、フラッシュベースのメモリなどの電気メモリを使用することができる。
【0099】
図１６は、本文書に記載の技術を実装するために使用され得る例示的なコンピュータシステム１６００のブロック図である。汎用コンピュータ、ネットワーク機器、モバイルデバイス、または他の電子システムが、システム１６００の少なくとも一部分を含み得る。システム１６００は、プロセッサ１６１０、メモリ１６２０、ストレージデバイス１６３０、および入力／出力デバイス１６４０を含む。構成要素１６１０、１６２０、１６３０、および１６４０の各々は、例えば、システムバス１６５０を使用して相互接続され得る。プロセッサ１６１０は、システム１６００内で実行するための命令を処理することができる。いくつかの実装形態では、プロセッサ１６１０は、シングルスレッドプロセッサである。いくつかの実装形態では、プロセッサ１６１０は、マルチスレッドプロセッサである。プロセッサ１６１０は、メモリ１６２０内またはストレージデバイス１６３０上に記憶された命令を処理することができる。
【0100】
メモリ１６２０は、システム１６００内の情報を記憶する。いくつかの実装形態では、メモリ１６２０は、非一時的コンピュータ可読媒体である。いくつかの実装形態では、メモリ１６２０は、揮発性メモリユニットである。いくつかの実装形態では、メモリ１６２０は、不揮発性メモリユニットである。
【0101】
ストレージデバイス１６３０は、システム１６００のために大容量記憶を提供することができる。いくつかの実装形態では、ストレージデバイス１６３０は、非一時的コンピュータ可読媒体である。様々な異なる実装形態において、ストレージデバイス１６３０は、例えば、ハードディスクデバイス、光ディスクデバイス、ソリッドデイトドライブ、フラッシュドライブ、またはいくつかの他の大容量ストレージデバイスを含み得る。例えば、ストレージデバイスは、長期データ（例えば、データベースデータ、ファイルシステムデータなど）を記憶し得る。入力／出力デバイス１６４０は、システム１６００のための入力／出力動作を提供する。いくつかの実装形態では、入力／出力デバイス１６４０は、１つ以上のネットワークインターフェースデバイス、例えば、イーサネット（登録商標）カード、シリアル通信デバイス、例えば、ＲＳ－２３２ポート、および／もしくは無線インターフェースデバイス、例えば、８０２．１１カード、３Ｇ無線モデム、または４Ｇ無線モデムを含み得る。いくつかの実装形態では、入力／出力デバイスは、入力データを受信し、出力データを他の入力／出力デバイス、例えば、キーボード、プリンタ、およびディスプレイデバイス１６６０に送信するように構成されたドライバデバイスを含み得る。いくつかの実施例では、モバイルコンピューティングデバイス、モバイル通信デバイス、および他のデバイスが使用され得る。
【0102】
いくつかの実装形態では、上述のアプローチの少なくとも一部は、実行時に１つ以上の処理デバイスに上述のプロセスおよび機能を実行させる命令によって実現され得る。そのような命令は、例えば、スクリプト命令、または実行可能コードなどのインタプリタ命令、または非一時的なコンピュータ可読媒体に記憶された他の命令を含み得る。ストレージデバイス１６３０は、サーバファームまたは広範囲に分散されたサーバのセットなどのネットワークを介して分散方式で実装され得、または単一のコンピューティングデバイスに実装され得る。
【0103】
例示的な処理システムが図１６に記載されているが、本明細書に記載の主題、機能的動作およびプロセスの実施形態は、他のタイプのデジタル電子回路、有形に具体化されたコンピュータソフトウェアまたはファームウェア、本明細書に開示されている構造およびそれらの構造的等価物を含むコンピュータハードウェア、またはそれらの１つ以上の組み合わせで実装することができる。本明細書に記載の主題の実施形態は、１つ以上のコンピュータプログラム、すなわち、データ処理装置による実行のために、またはデータ処理装置の動作を制御するために、有形の不揮発性プログラムキャリア上に符号化されたコンピュータプログラム命令の１つ以上のモジュールとして実装することができる。代替的または追加的に、プログラム命令は、人工的に生成された伝播信号、例えば、データ処理装置による実行のために好適な受信装置に送信するための情報を符号化するために生成される機械で生成された電気信号、光信号、または電磁信号上で符号化することができる。コンピュータ記憶媒体は、機械可読ストレージデバイス、機械可読ストレージ基板、ランダムまたはシリアルアクセスメモリデバイス、またはそれらのうちの１つ以上の組み合わせであることができる。
【0104】
「システム」という用語は、例として、プログラマブルプロセッサ、コンピュータ、またはマルチプロセッサもしくはコンピュータを含む、データを処理するためのあらゆる種類の装置、デバイス、および機械を包含し得る。処理システムは、例えば、ＦＰＧＡ（フィールドプログラマブルゲートアレイ）またはＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）といった特殊目的論理回路を含み得る。ハードウェアに加えて、処理システムは、問題のコンピュータプログラムの実行環境を作成するコード、例えば、プロセッサファームウェア、プロトコルスタック、データベース管理システム、オペレーティングシステム、またはそれらのうちの１つ以上の組み合わせを構成するコードを含み得る。
【0105】
コンピュータプログラム（プログラム、ソフトウェア、ソフトウェアアプリケーション、モジュール、ソフトウェアモジュール、スクリプト、またはコードとも称されるか、または記載され得る）は、コンパイルまたはインタプリタ言語、または宣言型または手続き型言語を含む任意の形態のプログラミング言語で書かれ得、それは、スタンドアロンプログラムとして、またはモジュール、コンポーネント、サブルーチン、もしくはコンピューティング環境での使用に好適な他のユニットとして含む任意の形態で展開され得る。コンピュータプログラムは、ファイルシステム内のファイルに対応し得るが、対応しなくてもよい。プログラムは、他のプログラムまたはデータ（例えば、マークアップ言語文書に記憶された１つ以上のスクリプト）を保持するファイルの一部、問題のプログラム専用の単一のファイル、または複数のコーディネートされたファイル（例えば、１つ以上のモジュール、サブプログラム、またはコードの一部を記憶するファイル）に記憶することができる。コンピュータプログラムは、１つのコンピュータで、もしくは１つのサイトに位置する、または複数のサイトにわたって分散されており、通信ネットワークによって相互に接続されている複数のコンピュータで、実行されるように展開され得る。
【0106】
本明細書に記載のプロセスおよび論理フローは、入力データを操作して出力を生成することによって機能を行うように、１つ以上のコンピュータプログラムを実行する１つ以上のプログラム可能なコンピュータによって行うことができる。プロセスおよび論理フローはまた、特殊目的論理回路、例えば、ＦＰＧＡ（フィールドプログラマブルゲートアレイ）またはＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）によって行うことができ、装置もまた、特殊目的論理回路として実装することができる。
【0107】
コンピュータプログラムの実行に好適なコンピュータは、例として、汎用もしくは特殊目的のマイクロプロセッサもしくはその両方、または任意の他の種類の中央処理ユニットを含むことができる。一般に、中央処理ユニットは、読み取り専用メモリもしくはランダムアクセスメモリ、またはその両方から命令およびデータを受信する。コンピュータは、概して、命令を果たすまたは実行するための中央処理ユニットと、命令およびデータを記憶するための１つ以上のメモリデバイスとを含む。一般に、コンピュータはまた、データを記憶するための１つ以上のマスストレージデバイス、例えば、磁気ディスク、光磁気ディスク、または光ディスクを含み、それらからデータを受信するか、データを転送するか、または両方のために動作可能に結合される。しかしながら、コンピュータはそのようなデバイスを有さなくてもよい。
【0108】
コンピュータプログラム命令およびデータを記憶するために好適なコンピュータ可読媒体には、例として、半導体メモリデバイス、例えば、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、およびフラッシュメモリデバイス、磁気ディスク、例えば、内部ハードディスクまたはリムーバブルディスク、光磁気ディスク、ならびにＣＤ－ＲＯＭおよびＤＶＤ－ＲＯＭディスクを含む、あらゆる形態の不揮発性メモリ、媒体、およびメモリデバイスが含まれる。プロセッサおよびメモリは、特殊目的論理回路によって補完されるか、または組み込まれ得る。
【0109】
本明細書に記載の主題の実施形態は、例えばデータサーバのようなバックエンド構成要素を含む、または、例えばアプリケーションサーバなどのミドルウェア構成要素を含む、または、例えばユーザが本明細書に記載の主題の実装形態と対話することができるグラフィカルユーザインターフェースもしくはウェブブラウザを有するクライアントコンピュータなどのフロントエンド構成要素を含む、または１つ以上のそのようなバックエンド、ミドルウェア、もしくはフロントエンド構成要素の任意の組み合わせのコンピューティングシステムに実装することができる。システムの構成要素は、例えば通信ネットワークなどの任意の形態または媒体のデジタルデータ通信によって相互接続することができる。通信ネットワークの例としては、ローカルエリアネットワーク（「ＬＡＮ」）およびワイドエリアネットワーク（「ＷＡＮ」）、例えばインターネットが挙げられる。
【0110】
コンピューティングシステムは、クライアントおよびサーバを含むことができる。クライアントおよびサーバは、一般に互いに離れており、典型的には、通信ネットワークを通して対話する。クライアントとサーバとの関係は、それぞれのコンピュータ上で実行され、かつ互いにクライアント／サーバ関係を有する、コンピュータプログラムによって生じる。
【0111】
本明細書は多くの特定の実施態様の詳細を含むが、これらは特許請求の範囲の制限として解釈されるべきではなく、むしろ特定の実施形態に特有であり得る特徴の説明として解釈されるべきである。別個の実施形態の文脈において本明細書に説明されている特定の特徴はまた、単一の実施形態において組み合わせて実装することもできる。逆に、単一の実施形態の文脈において説明されている様々な特徴はまた、複数の実施形態で別個に、または任意の好適なサブ組み合わせで実装することもできる。さらに、特徴が、特定の組み合わせで作用するものとして上述され、そのように最初に特許請求されていても、特許請求された組み合わせから１つ以上の特徴は、場合によっては、組み合わせから削除され得、特許請求された組み合わせは、サブ組み合わせまたはサブ組み合わせの変形を対象とし得る。
【0112】
同様に、動作が特定の順序で図面に描かれているが、これは、所望の結果を達成するために、そのような動作が示された特定の順序で、または連続した順序で行われること、またはすべての図示された動作が行われることを要求するものとして理解されるべきではない。特定の状況では、マルチタスクおよび並列処理が有利である場合がある。さらに、上述の実施形態における様々なシステム構成要素の分離は、すべての実施形態においてそのような分離を必要とするものとして理解されるべきではなく、記載されるプログラム構成要素およびシステムは、一般に、単一のソフトウェア製品に共に統合されるか、または複数のソフトウェア製品にパッケージ化されることができることを理解されるべきである。
【0113】
主題の特定の実施形態が説明されてきた。他の実施形態は、以下の特許請求の範囲内にある。例えば、特許請求の範囲に列挙されたアクションは、異なる順序で行うことができ、依然として所望の結果を達成することができる。一例として、添付の図に描かれているプロセスは、所望の結果を達成するために、示された特定の順序、または連続した順序を必ずしも必要としない。特定の実装形態では、マルチタスクおよび並列処理が有利である場合がある。記載されたプロセスから、他のステップまたは段階が提供される場合があり、またはステップまたは段階が削除される場合がある。したがって、他の実装形態は、以下の特許請求の範囲内にある。
【0114】
用語
本明細書で使用される語法および用語は、説明を目的としたものであり、限定的なものと見なされるべきではない。
本明細書で使用される語法および用語は、説明を目的としたものであり、限定的なものと見なされるべきではない。
【0115】
「およそ」という用語、「およそ等しい」という句、および本明細書および特許請求の範囲で使用される他の同様の句（例えば、「Ｘは、およそＹの値を有する」または「Ｘは、およそＹに等しい」）は、１つの値（Ｘ）が別の値（Ｙ）の所定の範囲内にあることを意味すると理解されるべきである。所定の範囲は、別段の指示がない限り、プラスまたはマイナス２０％、１０％、５％、３％、１％、０．１％、または０．１％未満であり得る。
【0116】
本明細書および特許請求の範囲で使用される場合、明示的に反対が示されない限り、「ａ」および「ａｎ」という不定冠詞は、「少なくとも１つ」を意味すると理解されるべきである。本明細書および特許請求の範囲で使用される場合、「および／または」という句は、このように結合された要素、すなわち、いくつかの場合において結合的に存在し、他の場合において分離的に存在する要素のうちの「いずれかまたは両方」を意味すると理解されるべきである。「および／または」で列挙された複数の要素は、同じ方法、すなわち、このように結合された要素の「１つ以上」で解釈されるべきである。他の要素が、具体的に識別されたそれらの要素に関連するかどうかにかかわらず、「および／または」条項によって具体的に識別された要素以外に、任意選択的に存在し得る。したがって、非限定的な例として、「Ａおよび／またはＢ」への言及は、「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」などの拡張可能な言語と併せて使用される場合、一実施形態では、Ａのみ（任意選択的に、Ｂ以外の要素を含む）、別の実施形態では、Ｂのみ（任意選択的に、Ａ以外の要素を含む）、さらに別の実施形態では、ＡおよびＢの両方（任意選択的に、他の要素を含む）などを指すことができる。
【0117】
本明細書および特許請求の範囲で使用される場合、「または」は、上記で定義された「および／または」と同じ意味を有すると理解されるべきである。例えば、リスト内のアイテムを分離する場合、「または」もしくは「および／または」は、包括的であると解釈されなければならず、すなわち、要素の数またはリストのうちの少なくとも１つであるが、１つを超えるものを含み、任意選択的に、追加のリストされていないアイテムを含む。「のうちの１つのみ」または「のうちの正確に１つ」など、または特許請求の範囲で使用される場合、「からなる」などの、相いれないものを明確に示した用語のみが、数または要素のリストの正確に１つの要素の包含を指すであろう。一般に、使用される「または」という用語は、「いずれか」、「のいずれか」、「のうちの１つ」、「のうちの１つのみ」、または「のうちの正確な１つ」などの排他性の用語が先行する場合、排他的代替案（すなわち、「一方または他方であるが、両方ではない」）を示すものとしてのみ解釈されるものとする。「本質的にからなる」は、特許請求の範囲で使用されるとき、特許法の分野で使用されるその通常の意味を有するものとする。
【0118】
本明細書および特許請求の範囲で使用されるとき、１つ以上の要素のリストに関して「少なくとも１つ」という句は、要素のリスト内の要素のいずれか１つ以上から選択される少なくとも１つの要素を意味すると理解されるべきであるが、必ずしも要素のリスト内に具体的に列挙された各々およびすべての要素のうちの少なくとも１つを含むものではなく、要素のリスト内の要素の任意の組み合わせを除外しない。この定義はまた、「少なくとも１つ」という句が参照する要素のリスト内で具体的に識別された要素以外の要素が、具体的に識別されたそれらの要素に関連するかどうかにかかわらず、任意選択的に存在し得ることを可能にする。したがって、非限定的な例として、「ＡおよびＢのうちの少なくとも１つ」（または等価的に、「ＡまたはＢのうちの少なくとも１つ」、または等価的に、「Ａおよび／またはＢのうちの少なくとも１つ」）は、一実施形態では、少なくとも１つ、任意選択的に２つ以上のＡを含み、Ｂが存在しない（および任意選択的にＢ以外の要素を含む）を指すことができ、別の実施形態では、少なくとも１つ、任意選択的に２つ以上のＢを含み、Ａが存在しない（および任意選択的にＡ以外の要素を含む）を指すことができ、さらに別の実施形態では、少なくとも１つ、任意選択的に２つ以上のＡを含み、少なくとも１つ、任意選択的に２つ以上のＢを含む（および任意選択的に他の要素を含む）指すことができるなど。
【0119】
「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「有する（ｈａｖｉｎｇ）」、「含有する（ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ）」、「関与する（ｉｎｖｏｌｖｉｎｇ）」、およびそれらの変形形態の使用は、その後に列挙される項目および追加の項目を包含することを意味する。
【0120】
請求項要素を修飾するための特許請求の範囲における「第１の」、「第２の」、「第３の」などの順序用語の使用は、それ自体が、ある請求項要素が別の請求項要素よりもいずれの優先権、優先順位、もしくは順序を有すること、または方法の行為が行われる時間的順序を意味しない。順序用語は、請求項要素を区別するために、特定の名前を有する１つの請求項要素を同じ名前を有する別の要素（ただし、順序用語を使用する）と区別するために、単にラベルとして使用される。
【図1】
【図2A】
【図2B】
【図3A】
【図3B】
【図4】
【図5A】
【図5B】
【図5C】
【図5D】
【図6A】
【図6B】
【図6C】
【図7A】
【図7B】
【図8】
【図9A】
【図9B】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【国際調査報告】