▶ ジーイー・ハイブリッド・テクノロジーズ・エルエルシーの特許一覧
(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】2023-01-05
(54)【発明の名称】負荷共有受信機を用いた無線電力伝送
(51)【国際特許分類】
H02J 50/40 20160101AFI20221223BHJP
H02J 50/12 20160101ALI20221223BHJP
H02J 50/80 20160101ALI20221223BHJP
H02J 7/00 20060101ALI20221223BHJP
【ＦＩ】
H02J50/40
H02J50/12
H02J50/80
H02J7/00 301D
H02J7/00 301B
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2022527041
(86)(22)【出願日】2020-11-10
(85)【翻訳文提出日】2022-07-04
(86)【国際出願番号】 US2020059851
(87)【国際公開番号】W WO2021096866
(87)【国際公開日】2021-05-20
(31)【優先権主張番号】201911045900
(32)【優先日】2019-11-12
(33)【優先権主張国・地域又は機関】IN
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】315005451
【氏名又は名称】ジーイー・ハイブリッド・テクノロジーズ・エルエルシー
(74)【代理人】
【識別番号】100133503
【弁理士】
【氏名又は名称】関口 一哉
(72)【発明者】
【氏名】カナカサバイ， ヴィスワナサン
(72)【発明者】
【氏名】バト， スマ メマナ， ナラヤナ
(72)【発明者】
【氏名】ガネーシャ， ジャヤンティ
(72)【発明者】
【氏名】バサック， ルパム
【テーマコード（参考）】
5G503
【Ｆターム（参考）】
5G503AA01
5G503CC08
5G503FA03
5G503GB08
(57)【要約】
本開示は、無線電力伝送のための、記憶媒体上に符号化されたコンピュータプログラムを含む、システム、装置、装置、および方法を提供する。無線受電装置は、複数の無線電力信号から電力を合成するように構成されることができる。いくつかの実装形態では、無線受電装置は、複数の二次コイルから受信した無線電力を合成して、バッテリ充電器または電子装置などの負荷に合成無線電力信号を提供することができる。いくつかの実装形態では、各組の一次コイルおよび二次コイルは、無線充電規格にしたがって低電力無線電力信号（１５ワット以下など）を利用することができる。複数の低電力無線電力信号からの電力を合成することにより、無線受電装置は、電子装置のより高い電力要件をサポートすることができる。開示された設計は、電磁干渉（ＥＭＩ）を最小化し、無線電力伝送の効率を高めることができる。
【選択図】図１
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
無線受電装置であって、複数の無線受電（ＲＸ）回路であって、各ＲＸ回路が、少なくとも１つの二次コイルを含み、各二次コイルが、１つ以上の無線送電装置の異なる一次コイルから無線電力を受信し、電力合成回路に無線電力を提供することができる、複数の無線受電回路と、
前記複数のＲＸ回路に電気的に結合され、少なくとも２つのＲＸ回路からの前記無線電力を合成し、合成無線電力を少なくとも第１の負荷に提供するように構成される、電力合成回路と、
を備える、無線受電装置。
【請求項2】
前記複数のＲＸ回路に接続された１つ以上のＲＸコントローラであって、前記１つ以上のＲＸコントローラのそれぞれが、少なくとも１つのドループ構成にしたがって動作するように構成され、前記ドループ構成が、ＲＸ回路によって前記電力合成回路に提供される電圧レベルと電流量との間の関係を示す、ＲＸコントローラ、をさらに備える、請求項１に記載の無線受電装置。
【請求項3】
単一のＲＸコントローラが複数のＲＸ回路を制御し、前記単一のＲＸコントローラが、各ＲＸ回路の位置合わせメトリックに基づいて前記複数のＲＸ回路のそれぞれに対して異なるドループ特性に構成される、請求項２に記載の無線受電装置。
【請求項4】
前記１つ以上のＲＸコントローラが、前記複数のＲＸ回路のうちの第１のＲＸ回路を制御するための少なくとも第１のＲＸコントローラを含み、前記第１のＲＸコントローラが、第１のドループ構成によって構成される、請求項２に記載の無線受電装置。
【請求項5】
前記第１のＲＸコントローラが、前記第１のＲＸ回路によって前記電力合成回路に提供される前記無線電力の測定電圧および測定電流を決定することと、
測定電圧および前記第１のドループ構成に基づいて予想電流を決定することであって、前記第１のドループ構成が、異なる測定電圧に基づいて異なる予想電流レベルを示す、決定することと、
前記予想電流と前記測定電流との差に基づいて電流誤差値を決定することと、
前記第１のＲＸ回路に、前記電流誤差値に基づいてフィードバック通信を無線送電装置に通信させることであって、前記フィードバック通信が、前記無線送電装置に、前記無線送電装置の第１の一次コイルによって伝送された前記無線電力の動作点を前記第１のＲＸ回路の第１の二次コイルに更新させるように構成される、通信させることと、
を行うように構成される、請求項４に記載の無線受電装置。
【請求項6】
前記第１のＲＸコントローラが、前記無線送電装置から送信機通信を受信することと、
前記第１のＲＸ回路が前記無線送電装置の前記第１の一次コイルとどの程度良好に位置合わせされているかを示す位置合わせメトリックを決定することと、
前記位置合わせメトリックに基づいて前記第１のドループ構成と第２のドループ構成との間で選択することと、
を行うように構成される、請求項４に記載の無線受電装置。
【請求項7】
前記複数のＲＸ回路のそれぞれが、無線充電規格にしたがって低電力無線信号を受信することができ、前記電力合成回路が、前記合成無線電力を高電力信号として前記第１の負荷に提供するように構成される、請求項１に記載の無線受電装置。
【請求項8】
各低電力無線信号が１５ワットを超えず、前記高電力信号が１５ワットを超える、請求項７に記載の無線受電装置。
【請求項9】
前記複数のＲＸ回路のそれぞれが、同じ量の無線電力を前記電力合成回路に供給するように構成される、請求項１に記載の無線受電装置。
【請求項10】
前記複数のＲＸ回路が、第１のＲＸ回路および第２のＲＸ回路を含み、前記第１のＲＸ回路および前記第２のＲＸ回路が、前記電力合成回路に異なる量の無線電力を供給する、請求項１に記載の無線受電装置。
【請求項11】
前記異なる量の無線電力が、少なくとも部分的に、前記第１のＲＸ回路の第１の二次コイルと第１の一次コイルとの第１の位置合わせと、前記第２のＲＸ回路の第２の二次コイルと第２の一次コイルとの第２の位置合わせとの差に基づく、請求項１０に記載の無線受電装置。
【請求項12】
前記複数のＲＸ回路が、前記電力合成回路に互いに並列に接続される、請求項１に記載の無線受電装置。
【請求項13】
前記複数のＲＸ回路が、第１のＲＸ回路および最後のＲＸ回路が前記電力合成回路に接続されるように直列に接続される、請求項１に記載の無線受電装置。
【請求項14】
第１の組のＲＸ回路が互いに直列に接続され、第２の組のＲＸ回路が直列に接続され、前記第１の組のＲＸ回路および前記第２の組のＲＸ回路が前記電力合成回路に並列に接続される、請求項１に記載の無線受電装置。
【請求項15】
前記複数のＲＸ回路のうちの選択された１つを前記電力合成回路に接続する前に、前記複数のＲＸ回路のうちの選択された１つを並列または直列回路に追加または削除するように構成されたスイッチの組、をさらに備える、請求項１に記載の無線受電装置。
【請求項16】
前記合成無線電力を前記第１の負荷に提供するように構成された少なくとも１つの電力出力であって、前記第１の負荷が前記無線受電装置の外部にある、少なくとも１つの電力出力、をさらに備える、請求項１に記載の無線受電装置。
【請求項17】
少なくとも第１の電力出力ポートおよび第２の電力出力ポートを含む複数の電力出力、をさらに備える、請求項１に記載の無線受電装置。
【請求項18】
前記複数の電力出力のそれぞれが、異なる出力電力定格に関連付けられている、請求項１７に記載の無線受電装置。
【請求項19】
前記複数のＲＸ回路のためのハウジングであって、前記電子装置に取り付けられるように構成され、前記負荷が前記電子装置の充電器を含む、ハウジング、をさらに備える、請求項２に記載の無線受電装置。
【請求項20】
１つ以上のＲＸ回路を管理するように構成された少なくとも１つの監視コントローラであって、前記負荷の電力消費に基づいて前記ＲＸ回路のうちの１つ以上をいつイネーブルまたはディセーブルにするかを決定するように構成された少なくとも１つの監視コントローラ、をさらに備える、請求項１に記載の無線受電装置。
【請求項21】
前記監視コントローラが、各ＲＸ回路と対応するＴＸ回路との間の位置合わせの推定に基づいて、前記ＲＸ回路のうちの１つ以上をいつイネーブルまたはディセーブルにするかを決定するようにさらに構成される、請求項２０に記載の無線受電装置。
【請求項22】
外部ＲＸ回路から電力を受信し、前記電力合成回路に前記電力を提供するように構成された少なくとも１つの電力入力接続、をさらに備える、請求項１に記載の無線受電装置。
【請求項23】
前記電力合成回路が、第１の電力出力を介して前記第１の負荷に第１の電力信号を提供し、第２の電力出力を介して第２の負荷に第２の電力信号を提供するように構成される、請求項１に記載の無線受電装置。
【請求項24】
方法であって、無線受電（ＲＸ）回路用の複数の回路によって、１つ以上の無線送電装置から無線電力を受信することであって、各ＲＸ回路が、１つ以上の無線送電装置の異なる一次コイルから無線電力を受信し、電力合成回路に無線電力を提供するための少なくとも１つの二次コイルを含む、受信することと、
前記電力合成回路によって、前記複数のＲＸ回路によって受信された前記無線電力を合成して、合成電力信号を形成することと、
前記合成電力信号を少なくとも第１の負荷に提供することと、
を含む、方法。
【請求項25】
無線送電装置の第１の一次コイルとの第１のＲＸ回路内の第１の二次コイルとの位置ずれに少なくとも部分的に基づいて、前記第１のＲＸ回路を非活性化することを決定することをさらに含む、請求項２４に記載の方法。
【請求項26】
前記第１の負荷が前記合成電力信号よりも少ない電力を使用しているという判定に基づいて、前記複数のＲＸ回路のうちの１つ以上を非活性化することをさらに含む、請求項２４に記載の方法。
【請求項27】
前記複数のＲＸ回路のそれぞれによって提供される無線電力の量を低減するための決定に基づいて、前記複数のＲＸ回路のうちの１つ以上を活性化することをさらに含む、請求項２４に記載の方法。
【請求項28】
第１の電力出力を介して前記電力合成回路から前記第１の負荷に第１の電力信号を提供することと、前記電力合成回路から第２の電力出力を介して第２の負荷に第２の電力信号を提供することと、
をさらに含む、請求項２４に記載の方法。
【請求項29】
第１のＲＸ回路によって前記電力合成回路に提供される無線電力の測定電圧および測定電流を決定することと、測定電圧および第１のドループ構成に基づいて予想電流を決定することであって、前記第１のドループ構成が、異なる測定電圧に基づいて異なる予想電流レベルを示す、決定することと、
前記予想電流と前記測定電流との差に基づいて電流誤差値を決定することと、
前記第１のＲＸ回路に、前記電流誤差値に基づいてフィードバック通信を無線送電装置に通信させることであって、前記フィードバック通信が、前記無線送電装置に、前記無線送電装置の第１の一次コイルによって伝送された前記無線電力の動作点を前記第１のＲＸ回路の第１の二次コイルに更新させるように構成される、通信させることと、
をさらに含む、請求項２４に記載の方法。
【請求項30】
無線送電装置から送信機通信を受信することと、前記第１のＲＸ回路が前記無線送電装置の前記第１の一次コイルとどの程度良好に位置合わせされているかを示す位置合わせメトリックを決定することと、
前記位置合わせメトリックに基づいて前記第１のドループ構成と第２のドループ構成との間で選択することと、
をさらに含む、請求項２９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、一般に、無線電力に関し、より具体的には、負荷共有受信機を用いた無線電力伝送に関する。
【背景技術】
【0002】
従来の無線電力システムは、モバイル装置、小型電子装置、ガジェットなどの無線受電装置内のバッテリを充電することを主目的として開発されてきた。従来の無線電力システムでは、無線送電装置は、電磁場を生成する一次コイルを含むことができる。電磁場は、二次コイルが一次コイルに近接して配置されたときに、無線受電装置の二次コイルに電圧を誘起することができる。この構成では、電磁場は、無線で二次コイルに電力を伝送することができる。電力は、一次コイルと二次コイルとの間の共振または非共振誘導結合を使用して伝送されてもよい。無線受電装置は、受信した電力を使用して動作してもよく、または受信したエネルギーをその後の使用のためにバッテリに貯蔵してもよい。無線電力伝送のための従来の技術は、より新たな電子装置に十分な電力を提供しない可能性がある。無線で伝送可能な電力の信頼性および量を高めることが望ましい。
【発明の概要】
【0003】
本開示のシステム、方法、および装置は、それぞれ、いくつかの革新的な態様を有し、そのうちの１つだけが本明細書に開示された望ましい属性を単独で担当することはない。
【0004】
本開示に記載された主題の１つの革新的な態様は、無線受電装置に実装されることができる。いくつかの実装形態では、無線受電装置は、複数の無線受電（ＲＸ）回路を含むことができる。各ＲＸ回路は、１つ以上の無線送電装置の異なる一次コイルから無線電力を受信し、無線電力を電力合成回路に提供することができる少なくとも１つの二次コイルを含むことができる。無線受電装置は、複数のＲＸ回路に電気的に結合され、少なくとも２つのＲＸ回路からの無線電力を合成し、合成無線電力を少なくとも第１の負荷に提供するように構成された電力合成回路を含むことができる。
【0005】
いくつかの実装形態では、無線受電装置は、複数のＲＸ回路に接続された１つ以上のＲＸコントローラを含むことができる。１つ以上のＲＸコントローラのそれぞれは、少なくとも１つのドループ構成にしたがって動作するように構成されることができる。ドループ構成は、電圧レベルとＲＸ回路によって電力合成回路に提供される電流量との間の関係を表すことができる。
【0006】
いくつかの実装形態では、単一のＲＸコントローラが複数のＲＸ回路を制御する。単一のＲＸコントローラは、各ＲＸ回路の位置合わせメトリックに基づいて、複数のＲＸ回路のそれぞれについて異なるドループ特性を有するように構成されることができる。
【0007】
いくつかの実装形態では、１つ以上のＲＸコントローラは、複数のＲＸ回路のうちの第１のＲＸ回路を制御するための少なくとも第１のＲＸコントローラを含み、第１のＲＸコントローラは、第１のドループ構成によって構成される。
【0008】
いくつかの実装形態では、第１のＲＸコントローラは、第１のＲＸ回路によって電力合成回路に提供される無線電力の測定電圧および測定電流を決定するように構成される。第１のＲＸコントローラは、測定電圧および第１のドループ構成に基づいて予想電流を決定するように構成されることができる。第１のドループ構成は、異なる測定電圧に基づいて異なる予想電流レベルを示すことができる。第１のＲＸコントローラは、予想電流と測定電流との差に基づいて電流誤差値を決定することができる。第１のＲＸコントローラは、第１のＲＸ回路に、現在の誤差値に基づいてフィードバック通信を無線送電装置に通信させてもよい。フィードバック通信は、無線送電装置に、無線送電装置の第１の一次コイルによって伝送された無線電力の動作点を第１のＲＸ回路の第１の二次コイルに更新させるように構成されることができる。
【0009】
いくつかの実装形態では、第１のＲＸコントローラは、無線送電装置から送信機通信を受信するように構成される。第１のＲＸコントローラは、第１のＲＸ回路が無線送電装置の第１の一次コイルとどの程度良好に位置合わせされているかを示す位置合わせメトリックを決定することができる。第１のＲＸコントローラは、位置合わせメトリックに基づいて第１のドループ構成と第２のドループ構成との間で選択することができる。
【0010】
いくつかの実装形態では、複数のＲＸ回路のそれぞれは、無線充電規格にしたがって低電力無線信号を受信することができる。電力合成回路は、合成無線電力を高電力信号として第１の負荷に提供するように構成されてもよい。
【0011】
いくつかの実装形態では、各低電力無線信号は、１５ワットを超えず、高電力信号は、１５ワットを超える。
【0012】
いくつかの実装形態では、複数のＲＸ回路のそれぞれは、電力合成回路に同じ量の無線電力を供給するように構成される。
【0013】
いくつかの実装形態では、複数のＲＸ回路は、第１のＲＸ回路および第２のＲＸ回路を含む。第１のＲＸ回路および第２のＲＸ回路は、電力合成回路に異なる量の無線電力を供給することができる。
【0014】
いくつかの実装形態では、異なる量の無線電力は、第１のＲＸ回路の第１の二次コイルと第１の一次コイルとの第１の位置合わせと、第２のＲＸ回路の第２の二次コイルと第２の一次コイルとの第２の位置合わせとの間の差に少なくとも部分的に基づく。
【0015】
いくつかの実装形態では、複数のＲＸ回路は、電力合成回路に互いに並列に接続される。
【0016】
いくつかの実装形態では、複数のＲＸ回路は、第１のＲＸ回路および最後のＲＸ回路が電力合成回路に接続されるように直列に接続される。
【0017】
いくつかの実装形態では、第１の組のＲＸ回路が互いに直列に接続され、第２の組のＲＸ回路が直列に接続され、第１の組のＲＸ回路および第２の組のＲＸ回路が電力合成回路に並列に接続される。
【0018】
いくつかの実装形態では、無線受電装置は、複数のＲＸ回路のうちの選択された１つを電力合成回路に接続する前に、複数のＲＸ回路のうちの選択された１つを並列または直列回路に追加または削除するように構成されたスイッチの組を含むことができる。
【0019】
いくつかの実装形態では、無線受電装置は、合成無線電力を第１の負荷に提供するように構成された少なくとも１つの電力出力を含むことができ、第１の負荷は、無線受電装置の外部にある。
【0020】
いくつかの実装形態では、無線受電装置は、少なくとも第１の電力出力ポートおよび第２の電力出力ポートを含む複数の電力出力を含むことができる。
【0021】
いくつかの実装形態では、複数の電力出力のそれぞれは、異なる出力電力定格に関連付けられている。
【0022】
いくつかの実装形態では、無線受電装置は、複数のＲＸ回路のためのハウジングを含むことができる。ハウジングは、電子装置に取り付けられるように構成されてもよい。
【0023】
いくつかの実装形態では、負荷は、電子装置のバッテリ充電器を含む。
【0024】
いくつかの実装形態では、無線受電装置は、１つ以上のＲＸ回路を管理するように構成された少なくとも１つの監視コントローラを含むことができる。監視コントローラは、負荷の電力消費に基づいて、ＲＸ回路のうちの１つ以上をいつイネーブルまたはディセーブルにするかを決定するように構成されることができる。
【0025】
いくつかの実装形態では、監視コントローラは、各ＲＸ回路と対応するＴＸ回路との間の位置合わせの推定に基づいて、ＲＸ回路のうちの１つ以上をいつイネーブルまたはディセーブルにするかを決定するようにさらに構成される。
【0026】
いくつかの実装形態では、無線受電装置は、外部ＲＸ回路から電力を受信し、電力合成回路に電力を提供するように構成された少なくとも１つの電力入力接続を含むことができる。
【0027】
いくつかの実装形態では、電力合成回路は、第１の電力出力を介して第１の負荷に第１の電力信号を提供し、第２の電力出力を介して第２の負荷に第２の電力信号を提供するように構成される。
【0028】
本開示に記載された主題の別の革新的な態様は、無線受電装置によって実行される方法で実装されることができる。いくつかの実装形態では、本方法は、複数のＲＸ回路によって、１つ以上の無線送電装置から無線電力を受信することを含むことができる。各ＲＸ回路は、１つ以上の無線送電装置の異なる一次コイルから無線電力を受信し、電力合成回路に無線電力を提供するための少なくとも１つの二次コイルを含むことができる。本方法は、電力合成回路によって、複数のＲＸ回路によって受信された無線電力を合成して合成電力信号を形成することを含むことができる。本方法は、合成電力信号を少なくとも第１の負荷に提供することを含むことができる。
【0029】
いくつかの実装形態では、本方法は、第１のＲＸ回路内の第１の二次コイルと無線送電装置の第１の一次コイルとの位置ずれに少なくとも部分的に基づいて、第１のＲＸ回路を非活性化することを決定することを含むことができる。
【0030】
いくつかの実装形態では、本方法は、第１の負荷が合成電力信号よりも少ない電力を使用しているという判定に基づいて、複数のＲＸ回路のうちの１つ以上を非活性化することを含むことができる。
【0031】
いくつかの実装形態では、本方法は、複数のＲＸ回路のそれぞれによって提供される無線電力の量を低減するための決定に基づいて、複数のＲＸ回路のうちの１つ以上を活性化することを含むことができる。
【0032】
いくつかの実装形態では、本方法は、第１の電力出力を介して電力合成回路から第１の負荷に第１の電力信号を提供することを含むことができる。いくつかの実装形態では、本方法は、電力合成回路から第２の電力出力を介して第２の負荷に第２の電力信号を提供することを含むことができる。
【0033】
いくつかの実装形態では、本方法は、第１のＲＸ回路によって電力合成回路に提供される無線電力の測定電圧および測定電流を決定することを含むことができる。本方法は、測定電圧および第１のドループ構成に基づいて予想電流を決定することを含むことができ、第１のドループ構成は、異なる測定電圧に基づいて異なる予想電流レベルを示す。本方法は、予想電流と測定電流との差に基づいて電流誤差値を決定することを含むことができる。いくつかの実装形態では、本方法は、第１のＲＸ回路に、現在の誤差値に基づいてフィードバック通信を無線送電装置に通信させることを含むことができる。フィードバック通信は、無線送電装置に、無線送電装置の第１の一次コイルによって伝送された無線電力の動作点を第１のＲＸ回路の第１の二次コイルに更新させるように構成されることができる。
【0034】
いくつかの実装形態では、本方法は、無線送電装置から送信機通信を受信することを含むことができる。本方法は、第１のＲＸ回路が無線送電装置の第１の一次コイルとどの程度良好に位置合わせされているかを示す位置合わせメトリックを決定することを含むことができる。いくつかの実装形態では、本方法は、位置合わせメトリックに基づいて第１のドループ構成と第２のドループ構成との間で選択することを含むことができる。
【図面の簡単な説明】
【0035】
本開示に記載された主題の１つ以上の実装形態の詳細は、添付の図面および以下の明細書に記載されている。他の特徴、態様、および利点は、明細書、図面、および特許請求の範囲から明らかになるであろう。以下の図の相対寸法は、縮尺通りに描かれていない場合があることに留意されたい。
【0036】
【図1】いくつかの実装形態にかかる例示的な無線電力システムに関連する構成要素の概要を示している。
【図2】いくつかの実装形態にかかる、無線送電装置の複数の一次コイルから電力を受信することができる無線受電装置を含む例示的な無線電力システムを示している。
【図3】いくつかの実装形態にかかる、無線送電装置が重なり合うパターンで配置された複数層の一次コイルを含む例示的な無線電力システムを示している。
【図4】いくつかの実装形態にかかる、無線受電装置が電子装置に電力を提供するように構成された例示的な無線電力システムを示している。
【図5】いくつかの実装形態にかかる、複数の二次コイルからの電力を合成する例示的な無線電力システムのブロック図を示している。
【図6】いくつかの実装形態にかかる例示的なドループ構成のグラフを示している。
【図7】いくつかの実装形態にかかる例示的な動的ドループ構成のグラフを示している。
【図8】いくつかの実装形態にかかる、位置合わせメトリックに基づく別の例示的な動的ドループ構成のグラフを示している。
【図9】いくつかの実装形態にかかる、並列に接続された複数の無線受電器を有する例示的な無線受電装置を示している。
【図10】いくつかの実装形態にかかる監視コントローラを有する例示的な無線受電装置を示している。
【図11】いくつかの実装形態にかかる、直列に接続された複数の無線受電器を有する例示的な無線受電装置を示している。
【図12】いくつかの実装形態にかかる、直列および並列に接続された複数の無線受電器を有する例示的な無線受電装置を示している。
【図13】いくつかの実装形態にかかる、異なる電力定格で電力出力を生成することができる例示的な無線受電装置を示している。
【図14】いくつかの実装形態にかかる、複数の電力出力を生成することができる例示的な無線受電装置を示している。
【図15】いくつかの実装形態にかかる、外部無線受電器を利用する例示的な無線受電装置を示している。
【図16】いくつかの実装形態にかかる、内部および外部無線受電器を利用することができる例示的な無線受電装置を示している。
【図17】いくつかの実装形態にかかる無線電力伝送のための例示的なプロセスを示すフローチャートを示している。
【図18】いくつかの実装形態にかかる例示的な無線受電装置のブロック図を示している。
【図19】いくつかの実装形態にかかる無線電力システムで使用するための例示的な装置のブロック図を示している。
【0037】
様々な図面における同様の参照番号および符号は、同様の要素を示す。
【発明を実施するための形態】
【0038】
以下の説明は、本開示の革新的な態様を説明する目的のための特定の実装形態に関する。しかしながら、当業者は、本明細書の教示が多数の異なる方法で適用されることができることを容易に認識するであろう。記載された実装形態は、無線電力を送信または受信するための任意の手段、装置、システム、または方法で実装されることができる。
【0039】
従来の無線電力システムは、無線送電装置および無線受電装置を含むことができる。無線送電装置は、無線エネルギーを（無線電力信号として）無線受電装置内の対応する二次コイルに伝送する一次コイルを含むことができる。一次コイルは、無線送電装置における無線エネルギー（誘導または磁気共鳴エネルギーなど）の供給源を指す。二次コイルは、無線受電装置内に配置され、無線エネルギーを受信する。いくつかの従来の無線電力システムでは、一次コイルは、無線規格によって予め決められた量まで無線エネルギーを二次コイルに伝送することができる。例えば、低電力無線電力信号は、５ワット（Ｗ）、９Ｗ、１２Ｗ、または１５Ｗを伝送することができる。したがって、低電力無線電力システムは、多くの電子装置に適した最大１５ワットのエネルギーを供給することができる。
【0040】
より多くの電力（１５Ｗよりも大きい）を必要とする電子装置への無線電力伝送をサポートするために、より高電力の無線システムが開発されている。例えば、ラップトップコンピュータ、モニタ、機器、または他の電子装置は、６５Ｗ、９０Ｗ、または１２０Ｗを使用することができる。高電力無線システムに関する懸念は、高電力無線システムが引き起こすことがある電磁干渉（ＥＭＩ）の量である。望ましくないＥＭＩは、二次コイルに連結されない過剰な磁束によって引き起こされる可能性がある。さらにまた、より大きな一次コイルおよびより大きな二次コイルを使用すると、より高い電力伝送をサポートすることができるが、故障または位置ずれに対する感度が高くなる。
【0041】
電力伝送能力は、一次コイルおよび二次コイルが互いにどの程度密接に配置または位置合わせされるかに関連することができる。無線電力伝送は、一次コイルおよび二次コイルが近接して配置されている場合により効率的である。逆に、一次コイルおよび二次コイルが位置ずれしている場合、効率が低下する（または電力伝送が停止する）可能性がある。本開示では、位置合わせは、無線受電装置の二次コイルと無線送電装置の一次コイルとの間の空間的関係を指すことができる。位置ずれは、無線電力伝送の効率を低下させる可能性があり、または位置ずれを調整するための一次コイルからの無線電力信号の増加を引き起こす可能性がある。例えば、一次コイルは、位置ずれした二次コイルに関連する負荷の要求を満たすために、より多くの量の磁束を出力することができる。
【0042】
様々な実装形態は、一般に、異なる一次コイルから無線電力を同時に受信するための複数の二次コイルの使用に関する。無線受電装置は、無線電力を合成して合成無線電力を生成することができる。電力出力は、合成無線電力を負荷（電子装置のバッテリまたは他の電力入力など）に供給することができる。いくつかの実装形態は、より具体的には、異なる二次コイルを制御する独立受信（ＲＸ）コントローラを利用する無線受電装置に関する。ＲＸコントローラは、二次コイルが合成無線電力に寄与する電力量を管理することができる。いくつかの実装形態では、ＲＸコントローラは、各二次コイルが供給する電流または電圧の量を決定するドループ構成を含むことができる。ドループ構成は、ドループコントローラを使用して実装されてもよいし、ＲＸコントローラ内のソフトウェアとして実装されてもよい。ドループ構成は、電流負荷に基づいて各二次コイルから電力合成回路に供給される電圧の量を制御することができる。いくつかの実装形態では、ドループ構成は、一次コイルと二次コイルとの間の位置合わせおよび電力伝送効率を考慮することができる。各ＲＸコントローラのドループ構成は、各二次コイルの電力定格に基づくことができる。
【0043】
本開示によれば、無線電力システムは、無線送電装置から無線受電装置に無線電力を伝送するために、複数の一次コイルおよび二次コイルを利用することができる。例えば、各一次コイルは、対応する二次コイルに低電力信号（１５Ｗ以下）を送信することができる。無線受電装置は、複数の二次コイルからの無線電力を合成して、高電力無線電力を負荷に提供することができる。例えば、無線受電装置は、６つの二次コイルのそれぞれからの１５Ｗを合成して、９０Ｗの電力信号を電子装置に提供することができる。電力伝送に関与する一次コイルの活性化および二次コイルの数は、一次コイルと二次コイルとの位置合わせまたは負荷需要、またはその双方に基づいてもよい。
【0044】
いくつかの実装形態では、無線送電装置および無線受電装置は、ワイヤレス・パワー・コンソーシアムによって提供されるＱｉ（登録商標）仕様などの標準化された無線電力仕様にしたがって製造されることができる。例えば、無線送電装置は、複数の一次コイルを含むことができ、各一次コイルは、Ｑｉ仕様に準拠することができる。無線受電装置は、複数の二次コイルを含むことができ、各二次コイルは、Ｑｉ仕様に準拠することができる。Ｑｉ仕様は、複数の二次コイルを有する無線受電装置を記載していないが、本開示のいくつかの実装形態は、複数の二次コイルを利用して、複数のＱｉ互換性一次コイルから受信した無線電力を合成する。
【0045】
いくつかの実装形態では、無線送電装置の充電面は、重なり合う配置の一次コイルのアレイを有することができる。いくつかの実装形態では、一次コイルは、重なり合わない配置で構成されてもよい。一次コイルの配置（重複または非重複）は、デッドゾーンを最小化、低減、または排除することができる。設計は、充電面上の無線受電装置に電力を伝送するために利用可能な磁束の領域を分散させることができる。いくつかの実装形態では、無線送電装置は、ゾーンレス充電パッドと呼ばれることがある。充電面上の無線受電装置の向きおよび位置に応じて、異なる一次コイルが活性化されて、無線受電装置の対応する二次コイルに電力を提供することができる。
【0046】
いくつかの実装形態では、無線受電装置は、二次コイルのアレイを有することができる。いくつかの実装形態では、無線受電装置の２つ以上の二次コイルは、１つ以上の無線送電装置の対応する一次コイルによって活性化されてもよい。位置合わせ（または無線電力伝送効率）または負荷要件に応じて、二次コイルの異なるものが活性化または非活性化されることができ、その結果、活性化されたままの二次コイルは、高効率および良好な位置合わせを有する。いくつかの実装形態では、無線受電装置は、各活性化された二次コイルによって引き出される無線電力の量を低減することができるように、負荷共有を使用することができる。
【0047】
いくつかの実装形態では、無線受電装置は、２つ以上の電力出力を有することができる。例えば、無線受電装置は、スリーブ、パッド、装置、または複数の負荷を充電するための複数の電力出力ポートを有することができる他の構造であってもよい。無線受電装置は、複数の二次コイルによって受信された無線電力を合成し、異なる負荷に電力を提供することができる。いくつかの実装形態では、無線受電装置は、外部負荷（他の電子装置など）に接続するための電力出力ポートを提供することができる。
【0048】
本開示に記載された主題の特定の実装は、以下の潜在的な利点のうちの１つ以上を実現するために実装されることができる。いくつかの実装形態では、記載された技術が使用されて、複数の二次コイルから受信した無線電力を合成して負荷への高電力出力を生成することができる。無線電力システムは、ただ１つの無線電力信号を使用する従来の無線電力システムと比較して、ＥＭＩを低減し、無線電力伝送の効率を向上させることができる。無線送電装置および無線受電装置の双方の電子装置は、より小さい電力定格を有する構成要素を有するモジュール設計を利用することができる。複数の一次コイルまたは二次コイル（またはその双方）の使用は、二次コイルと部分的にのみ位置合わせされている一次コイルによって伝送される無線電力の量を低減することができる。有利には、本開示の実装形態は、より大量の電力を必要とする機器および電子装置のためのより高い電力をサポートすることができる。より大きな無線電力伝送に対応するために複数の低電力無線電力信号を使用することによって、無線電力システムのコストおよび複雑さが低減されることができる。
【0049】
図１は、いくつかの実装形態にかかる例示的な無線電力システムに関連する構成要素の概要を示している。無線電力システム１００は、複数の一次コイル１２０を有する無線送電装置１１０を含む。一次コイル１２０のそれぞれは、電力信号発生器に関連付けられてもよい。例えば、第１の一次コイル１２１は、電力信号発生器１４１に関連付けられてもよい。各一次コイルは、無線電力信号（無線エネルギーとも呼ばれる）を送信するワイヤコイルであってもよい。一次コイルは、誘導または磁気共鳴場を使用して無線エネルギーを伝送することができる。電力信号発生器は、無線電力信号を準備するための構成要素（図示せず）を含むことができる。例えば、電力信号発生器は、１つ以上のスイッチ、ドライバ、直列コンデンサ、または他の構成要素を含むことができる。無線送電装置１１０は、無線送電装置１１０内の各送信回路に電力を提供するように構成された電源１４０を含むことができる。電源１４０は、交流（ＡＣ）を直流（ＤＣ）に変換することができる。いくつかの実装形態では、一次コイル１２０は、各一次コイルが独立して励磁されることができるように、各一次コイルに対して別個のＴＸ回路を有することができる。
【0050】
一次コイル１２０は、一次コイルが無線電力を伝送しているかどうかを制御する１つ以上のコントローラ（通信および電流／電力コントローラなど）によって管理されることができる。一次コイル１２０は、単一のコントローラ（マスタコントローラなど）によって制御されてもよい。いくつかの実装形態では、各一次コイルは、異なるローカルコントローラ、ドライバ、電圧レギュレータなどに関連付けられてもよい。いくつかの実装形態では、各一次コイルは、コンデンサ（一次コイルと直列）、電流検出抵抗器、または他の要素などの別個の回路構成要素と結合されてもよい。各ローカルコントローラは、その関連する一次コイルに無線電力を送信させるかどうかを決定することができる。例えば、ローカルコントローラは、一次コイル（および直列コンデンサ）に関連する１つ以上のスイッチを周期的に活性化して、一次コイルを励磁（または短時間励磁）することができる。ローカルコントローラは、無線受電装置が一次コイルの近くに配置されているかどうかを判定するためにコイル電流検知プロセスを実行することができる。無線受電装置が検出された場合、ローカルコントローラは、一次コイルに無線電力を伝送させるために、一次コイルに関連付けられた１つ以上のスイッチを作動させることができる。いくつかの実装形態では、ローカルコントローラは、２つ以上の一次コイルを独立して管理することができる。ｐｉｎｇ動作に応答して無線受電装置から通信を受信するローカルコントローラは、無線受電装置がその一次コイルにラッチされていると判定することができる。ローカルコントローラは、その一次コイルに、無線エネルギーを無線受電装置の二次コイルに提供させることができる。近くの一次コイルに関連付けられたローカルコントローラは、第２の無線受電装置の存在を求めてｐｉｎｇを続けることができる。いくつかの実装形態では、監視コントローラ１４５は、複数のローカルコントローラと連携することができる。
【0051】
コントローラ（マスタコントローラまたは各ローカルコントローラなど）は、無線受電装置の存在または近接を検出するように構成されてもよい。例えば、コントローラ（マスタコントローラまたは各ローカルコントローラ）は、それらの関連する一次コイルに検出信号を周期的に送信させ、一次コイルの近くの物体を示すコイル電流または負荷の変化を測定させることができる。いくつかの実装形態では、ローカルコントローラは、無線受電装置の二次コイルが一次コイルの近くにあると判定するために、ｐｉｎｇ、無線通信、負荷変調などを検出することができる。
【0052】
図１はまた、無線受電装置１５０を示している。無線受電装置は、携帯電話、コンピュータ、ラップトップ、周辺機器、ガジェット、ロボット、車両などを含む、無線電力を受信することができる任意のタイプの装置とすることができる。無線受電装置１５０は、第１の二次コイル１６１、第２の二次コイル１６２、および第３の二次コイル１６３を含む二次コイル１６０のアレイを有することができる。二次コイル１６０は、それぞれ、異なる一次コイルから無線電力を受信することができる。例えば、第１の二次コイル１６１が第１の一次コイル１２１の近くに位置するとき、第１のローカルコントローラ１３１は、その存在を検出してもよい。例えば、検出段階中、第１の一次コイル１２１は、検出信号（ｐｉｎｇとも呼ばれる）を送信してもよい。第１の一次コイル１２１におけるコイル電流は、コイル電流が第１の一次コイル１２１の電磁場内の物体を示す閾値を超えたかどうかを判定するために測定されてもよい。物体が検出された場合、第１のローカルコントローラ１３１は、無線受電装置１５０からのハンドシェイク信号（識別信号やセットアップ信号など）を待機し、物体が無線受電装置であるか異物であるかを判定してもよい。ハンドシェイク信号は、一連の負荷変化（負荷変調など）を使用して無線受電装置１５０によって通信されることができる。負荷変化は、検知回路によって検出可能であり、第１の一次コイル１２１によって解釈されることができる。第１の一次コイル１２１は、負荷の変動を解釈して、無線受電装置１５０からの通信を復旧してもよい。通信は、充電レベル、要求電圧、受信電力、受信機電力能力、無線充電規格のサポートなどの情報を含むことができる。
【0053】
無線受電装置１５０では、二次コイル１６０のそれぞれは、別個の受信（ＲＸ）回路の一部であってもよい。例えば、各ＲＸ回路は、１つ以上の二次コイルと、整流器１７０と、受信（ＲＸ）コントローラ１８０とを含むことができる。適切に位置合わせされた各二次コイル１６０は、一次コイル１２０のうちの一方から受信した無線電力信号に基づいて誘起電圧を生成することができる。コンデンサ（図示せず）は、二次コイルと整流器との間に直列にあってもよい。整流器は、誘導電圧を整流し、誘導電圧を、複数の二次コイルからの電力を合成する電力合成回路１８５に提供することができる。電力合成回路１８５は、バッテリモジュール（図示せず）などの負荷１９０に合成無線電力を提供することができる。負荷１９０は、無線受電装置１５０内にあってもよいし、無線受電装置１５０の電力出力１８７などの電気的インターフェースによって結合された外部装置であってもよい。負荷１９０は、充電器ステージと、温度検出回路などの保護回路と、過電圧および過電流保護回路とを含んでもよい。
【0054】
一次コイル１２０に対する無線受電装置１５０の位置に応じて、いくつかの二次コイルは、一次コイルと位置合わせされてもよいが、いくつかの他の二次コイルは、一次コイルと位置合わせされなくてもよい。例えば、図１では、第１の二次コイル１６１は、第１の一次コイル１２１と位置合わせされてもよく、第３の二次コイル１６３は、第３の一次コイル１２３と位置合わせされてもよい。しかしながら、第２の二次コイル１６２は、一次コイルと位置合わせされなくてもよく、または（第２の一次コイル１２２などの）位置合わせが不十分であってもよい。各ＲＸコントローラ（または図示されていない無線受電装置１５０の監視コントローラ）は、特定の二次コイルから電力を受信するかどうかを決定することができる。例えば、二次コイルが十分に位置合わせされているという判定は、効率メトリックまたは対応する一次コイルとの通信に基づくことができる。図１の例では、第２の二次コイル１６２は、第２の一次コイル１２２との良好な磁気結合を有していないため、非活性化されてもよい。同様に、１１０は、どの一次コイルが無線電力を伝送するかを決定することができる。無線送電装置１１０のコントローラ（マスタコントローラまたは各ローカルコントローラなど）は、第１の一次コイル１２１および第３の一次コイル１２３を活性化させて、無線電力を無線送電装置１１０に提供してもよい。コントローラは、無線電力伝送の位置合わせが不十分であるかまたは効率が低いために、第２の一次コイル１２２を非活性化させることができる。
【0055】
図２は、いくつかの実装形態にかかる、無線送電装置１１０の複数の一次コイルから電力を受信することができる無線受電装置１５０を含む例示的な無線電力システム２００を示している。例示的な無線送電装置１１０は、１２個の一次コイル（部分１５３に示す）を含む。しかしながら、一次コイルの数および配置は、例として提供される。他の数の一次コイル、層の数、または配置が可能であってもよい。充電面１５５は、一次コイルを収容することができる。無線受電装置１５０は、充電面１５５上に配置されてもよい。ラップトップとして示されているが、無線受電装置１５０は、任意のタイプの電子装置であってもよい。さらにまた、無線受電装置１５０は、電子装置に一体化された部品であってもよいし、電子装置に結合する外部部品またはアタッチメントであってもよい。図２では、無線受電装置１５０は、第１の組の一次コイル２２１が活性化されて無線電力を伝送し、他の一次コイル（一次コイル２２３など）が非活性化されるように、充電面１５５上に配置される。非活性化された一次コイルは、二次コイル（無線受電装置１５０の移動に起因して、または図示されていない別の無線受電装置からの移動に起因して）の存在を検出するためにｐｉｎｇまたは検出のために周期的に活性化することができる。無線受電装置１５０の内部（ラップトップの底面部の内部など）には、活性化された一次コイル２２１にラッチされる複数の二次コイル（図示せず）が存在する。
【0056】
図３は、いくつかの実装形態にかかる、無線送電装置１１０が重なり合うパターンで配置された複数層の一次コイルを含む例示的な無線電力システム３００を示している。例示的な無線送電装置１１０は、（部分１５４に示す）重なり合う層に配置された１８個の一次コイルを含む。一次コイルの数および配置は、例として提供される。他の数の一次コイル、層の数、または配置が可能であってもよい。無線受電装置１５０は、無線送電装置１１０の充電面１５５に配置されてもよい。第１の組の一次コイル３２１は、無線受電装置１５０内の対応する二次コイル（図示せず）に無線電力を伝送するために活性化されてもよい。他の一次コイル３２３は、非活性化されてもよい。図３は、活性化されたコイルのいくつかが重なり合っていることを示しているが、いくつかの実装形態では、無線送電装置１１０は、重なり合っているコイルを活性化することを控えてもよい。
【0057】
無線送電装置１１０または無線受電装置１５０（またはその双方）が重複コイルを実装する実装形態では、重複コイルのパターンは、無線電力信号が露出する（または二次コイルと位置合わせされない）面積の量を低減することができる。これは、ＥＭＩを低減する結果を有することができる。さらにまた、複数の一次コイル３２１を活性化することによって、活性化された各一次コイル３２１が供給する電力量が低減されることができる。各一次コイルのより低い電力伝送は、ＥＭＩ、および無線受電装置１５０の他の構成要素（またはそれが給電する電子装置）に対する他の干渉の量を低減することができる。
【0058】
図４は、いくつかの実装形態にかかる、無線受電装置１５０が電子装置４５０に電力を提供するように構成された例示的な無線電力システム４００を示している。図４では、無線受電装置１５０は、複数の二次コイル４６０を有する無線電力パッドであってもよい。図４の例では、二次コイルは、重なり合うパターンで配置されている。無線受電装置１５０は、無線受電装置１５０から電子装置４５０に電力を提供する電気インターフェース４５５または他の接続を有することができる。いくつかの実装形態では、締結具４５７（クリップ、磁石、ボタン、ケーシングなど）が使用されて、無線受電装置１５０を電子装置４５０に物理的に結合することができる。締結具４５７は、無線受電装置１５０、電子装置４５０、またはその双方の一部であってもよい。例えば、無線受電装置１５０は、二次コイルを収容するハウジングを含み、ハウジングは、ラップトップまたはタブレットに取り付けることができる。
【0059】
図５は、いくつかの実装形態にかかる、複数の二次コイルからの電力を合成する例示的な無線電力システム４００のブロック図を示している。無線受電装置１５０は、複数の無線受電（ＲＸ）回路（ＲＸ回路５２１、５２２、５２３んど）を含んでもよい。図５には３つのＲＸ回路のみが示されているが、他の実装形態は、より多くのＴＸ回路またはより少ないＲＸ回路を含んでもよい。各ＲＸ回路は、図１を参照して説明した第１の二次コイル１６１、整流器１７０、およびＲＸコントローラ１８０と同様に、二次コイル、整流器、およびＲＸコントローラを有することができる。簡潔にするために、二次コイル、整流器、およびＲＸコントローラは、図５には示されていない。ＲＸ回路５２１、５２２、５２３のそれぞれは、異なる無線電力伝送（ＴＸ）回路（ＴＸ回路５０１、５０２、５０３など）から無線電力を受信することができてもよい。各ＴＸ回路は、図１を参照して説明した第１の一次コイル１２１、電力信号発生器１４１、および第１のローカルコントローラ１３１と同様に、一次コイル、電力信号発生器、およびローカルコントローラを有することができる。簡潔にするために、一次コイル、電力信号発生器、およびローカルコントローラは、図５には示されていない。ＲＸ回路５２１、５２２および５２３のＲＸコントローラは、各ＲＸ回路によって受信される無線電力の量を独立して制御することができる通信および制御ユニットを含む。この実装形態では、監視コントローラは必要とされないことに留意されたい。本開示でさらに説明されるように、ＲＸ回路５２１、５２２、および５２３の各ＲＸコントローラは、各ＲＸ回路５２１、５２２、および５２３によって供給される電流量を管理するドループ構成を有してもよい。ＲＸ回路５２１、５２２、および５２３のそれぞれは、対応するダイオード５３１、５３２、および５３３（または他の保護回路）によって保護されてもよい。
【0060】
ＲＸ回路５２１、５２２および５２３は、それらのそれぞれによって受信された無線電力を集約するために並列に接続されてもよい。いくつかの実装形態では、集約された無線電力の使用は、より高い電力定格をサポートしながら、より大量の無線電力を供給するために単一の二次コイルを使用することに関連することができる欠点を軽減することができる。
【0061】
無線受電装置１５０は、負荷スイッチ５４０およびＤＣ－ＤＣコンバータ５５０を有してもよい。負荷スイッチ５４０は、ＤＣ－ＤＣコンバータ５５０をＲＸ回路５２１、５２２、５２３から切断するために開かれてもよく、またはＤＣ－ＤＣコンバータ５５０をＲＸ回路５２１、５２２、５２３に接続するために閉じられてもよい。負荷スイッチ５４０は、ＲＸ回路のうちの１つ以上からの出力電圧が確立されるまで、最初は開いていてもよい。負荷スイッチ５４０が閉じられると、電流は、負荷１９０への出力電圧を生成するＤＣ－ＤＣコンバータ５５０に流れることができる。
【0062】
図５で説明した一般的なアーキテクチャを使用して、例示的なシナリオは、無線受電装置１５０の動作を説明することができる。例示的なシナリオでは、負荷１９０は、３アンペアの電力定格を有する５ボルトの電力出力を利用することができる。ＲＸ回路５２１、５２２、および５２３のそれぞれは、合成された電力出力および電力定格に対応するドループ構成でプログラムされることができる。例えば、ＲＸ回路５２１、５２２、および５２３のそれぞれは、負荷が０から０．６７アンペアの間であるときに（ＤＣ－ＤＣコンバータ５５０に）８ボルトから９ボルトの間で線形的に出力するように各ＲＸ回路の電圧出力を変化させるドループ構成を有することができる。例えば、出力電圧が８ボルトである場合、出力電流は、０．６７アンペアである。出力電圧が９ボルトのとき、出力電流は、０アンペアである。このドループ構成は、図６を参照してさらに説明される。
【0063】
図５を続けると、各ＲＸ回路は、８ボルトで０．６７アンペアの最大電流を出力することができ、これは、５．３６ワット（８ボルト×０．６７アンペア）に相当する。したがって、ＲＸ回路５２１、５２２、５２３の３つ全てからの電力を合成する場合、無線受電装置１５０は、合計１５ワット（３×５．３６ワット＝１６．０８ワット）を超える電力を出力することができる。上述したように、このシナリオにおける例示的な負荷１９０は、１５ワット（５ボルト×３アンペア＝１５ワット）を必要とする。
【0064】
ＲＸ回路５２１、５２２および５２３のＲＸコントローラにプログラムされたドループ構成は、各ＲＸ回路によって提供される電流の量を制御することができる。ＲＸ回路５２１、５２２、および５２３が最初にＴＸ回路５０１、５０２、および５０３に配置されると、ＲＸ回路５２１、５２２、および５２３の全ては、無線電力伝送を最大化しようと試みることができる。それらは、９ボルトの出力電圧を生成することができる。しかしながら、ドループ構成は、負荷なし（０アンペア）を示す。したがって、ＲＸ回路は、ＲＸ出力電圧を制御するために適切な制御動作を行うために、電圧誤差をそのそれぞれのＴＸ回路に通信することができる。
【0065】
（３つのＲＸ回路５２１、５２２、５２３のうちから）最も高い出力電圧を有するＲＸ回路（ＲＸ回路５２１など）は、負荷電流を供給し始めることができる。より多くの負荷電流を生成する結果として、そのＲＸ回路の出力電圧は、他のＲＸ回路の出力電圧を下回る。そして、他のＲＸ回路は、より高い電圧を有し、負荷電流供給を開始する。ＲＸコントローラの各制御サイクルについて、そのそれぞれのＲＸ回路によって生成される電圧に応じて、基準電流は、線形ドループ構成から計算される。ＲＸコントローラは、測定された出力電流が計算された基準電流を上回るか下回るかを判定することができる。電流誤差（Ｉｅｒｒｏｒ＝Ｉｍｅａｓｕｒｅｄ－Ｉｃａｌｃｕｌａｔｅｄ）は、ＴＸ回路に伝達されて、各ＲＸ回路によってＤＣ－ＤＣコンバータ５５０に生成される電力量を補正するための適切な制御動作を行う。最終的に、ＲＸ回路５２１、５２２、および５２３は、それらの間に同様の動作点を確立することができる。
【0066】
ＲＸ回路５２１、５２２、および５２３のそれぞれが、それらのそれぞれのＲＸ回路５０１、５０２、および５０３と同じ程度の位置合わせを有し、ＲＸ回路５２１、５２２、および５２３のそれぞれが同じドループ構成で構成される場合、それらは、並列接続されたＲＸ回路５２１、５２２、および５２３の間でほぼ等しい負荷共有を達成する。いくつかの実装形態では、ドループ構成は、各ＲＸ回路の電力定格（異なる電力定格の場合）に基づいて、またはＲＸ回路のそれぞれのＴＸ回路への位置合わせに基づいて変更されることができることに留意されたい。
【0067】
いくつかの実装形態では、電圧制御は、ゼロ電流でのＡＤＣオフセット誤差に起因するＲＸコントローラの誤動作を回避するために、負荷がないときに行われてもよい。負荷スイッチ５４０は、ＤＣ－ＤＣコンバータ５５０を保護するとともに、ＲＸ回路５２１、５２２および５２３を保護することができる。例えば、特定のＲＸ回路５２１、５２２、または５２３の負荷電流が設計値を超える場合。このシナリオは、例えば、ＲＸ回路５２１、５２２または５２３のうちの一方がスナップオフまたはアンラッチするが、負荷１９０は、同じままである場合に発生することができる。第１のＲＸ回路のアンラッチを補償するために、他のＲＸ回路の出力電圧は、より多くの出力電流を提供するために低下することができる。しかしながら、負荷スイッチ５４０が開かれて負荷を切断し、それらのＲＸ回路の過負荷を回避することができる。
【0068】
図６は、いくつかの実装形態にかかる例示的なドループ構成６００のグラフを示している。図６に示す例示的なドループ構成６００は、図５に記載された例示的なシナリオに基づいている。図６に記載されているように、各ＲＸコントローラは、線形ドループ構成に基づいてそれらのそれぞれのＲＸ回路の出力を制御することができる。ドループ構成は、いくつかの他の実装形態では非線形とすることができることに留意されたい。
【0069】
図６に示す例示的なドループ構成６００は、９ボルト６１０（０アンペア６３０を出力するか、または無負荷であるべきである）から８ボルト６２０（全負荷で０．６７アンペア６４０を出力するべきである）の範囲を示す。ＲＸコントローラは、ＲＸ回路の出力電圧を測定することにより、ドループ構成から基準電流値を算出することができる。測定された出力電流が計算された基準電流値と異なる場合、ＲＸコントローラは、ＴＸ回路とＲＸ回路との間の無線電力量を調整するために、ＴＸ回路にメッセージを通信することができる。電圧が閾値６７０を超えて低下した（または電流が増加した）場合、ＲＸコントローラは、ＲＸ回路への損傷を防ぐために、ＲＸ回路をディセーブルにするまたは切断することができる。図６に示すように、閾値６７０は、不足電圧もしくは過電流、またはその双方に基づいてもよい。
【0070】
図７は、いくつかの実装形態にかかる例示的な動的ドループ構成７００のグラフを示している。ＲＸ回路がＴＸ回路の近くに配置されている場合、ＲＸコントローラは、信号強度パケットをＴＸ回路のローカルコントローラへ通信するために、負荷変調を使用することができる。信号強度パケットは、ＴＸ回路とＲＸ回路との間の位置合わせの尺度として使用されることができる。ＴＸ回路のローカルコントローラは、位置ずれを補正するために送信電力を調節することができる。しかしながら、いくつかの位置ずれシナリオでは、ＴＸ回路は、受信された電圧または電流誤差を補正するのに十分に送信電力を調整することができない場合がある。例えば、ＴＸ回路は、無線送信電力量の限界に到達することができる。そのような位置ずれシナリオでは、ＲＸコントローラは、そのＲＸ回路に対して異なるドループ構成を利用して、負荷電圧に基づいてそのＲＸ回路によって提供される負荷供給を低減することができる。したがって、ＲＸコントローラは、ＲＸ回路がＴＸ回路と良好に位置合わせされているとＲＸコントローラが判定した場合、第１のドループ構成７１０を使用することができる。ＲＸコントローラは、ＲＸ回路がＴＸ回路と良好に位置合わせされていないとＲＸコントローラが判定した場合、第２のドループ構成７２０を使用することができる。第１のドループ構成７１０は、Ｉ１＿ｍａｘからＩ１の範囲のより高い出力電流をサポートすることができ、第２のドループ構成７２０は、Ｉ２＿ｍａｘからＩ２の範囲のより低い出力電流をサポートすることができる。いくつかの実装形態では、信号強度パケットに示された信号強度は、閾値と比較されて、どのドループ構成を使用するかを決定することができる。
【0071】
同じ出力電圧の場合、良好に位置合わせされたＴＸ－ＲＸ対（ＴＸ回路から無線電力を引き出すＲＸ回路）は、それほど良好に位置合わせされていないＴＸ－ＲＸ対よりも多くの電力を負荷に供給する。この手法は、そのように良好に位置合わせされていないＲＸ回路に電力を提供している一次コイルの電流を低減することができる。したがって、無線受電装置の全体的な動作効率が改善されることができる。
【0072】
図８は、いくつかの実装形態にかかる、位置合わせメトリックに基づく別の例示的な動的ドループ構成のグラフを示している。グラフは、位置合わせメトリックが使用されて複数のドループ構成から選択する方法を視覚的表現を提供する。位置合わせメトリックの例は、他の例の中でも、信号強度測定、品質係数測定、または磁場測定を含むことができる。いくつかの実装形態では、位置合わせメトリックは、無線送電装置からの通信において示された送信電力と、無線受電装置によって測定された受信電力との間の差に基づいて決定されてもよい。位置合わせメトリックは、ＴＸ－ＲＸ対が十分に位置合わせされていないことを示す低い値から、ＴＸ－ＲＸ対が十分に位置合わせされていることを示す高い値までのスケールを示すことができる。
【0073】
ＲＸコントローラは、位置合わせメトリックを１つ以上の閾値と比較して、ＲＸ回路にどのドループ構成を使用するかを決定することができる。例えば、位置合わせメトリックが第１の閾値（ＴＨＩＧＨ）を上回る場合、ＲＸコントローラは、第１のドループ構成（ＤＨＩＧＨ）８１０を選択することができる。位置合わせメトリックが第１の閾値を下回るが、第２の閾値（ＴＭＩＤ）を上回る場合、ＲＸコントローラは、第２のドループ構成（ＤＭＩＤ）８２０を選択することができる。位置合わせメトリックが第２の閾値を下回るが、第３の閾値（ＴＬＯＷ）を上回る場合、ＲＸコントローラは、第３のドループ構成（ＤＬＯＷ）８３０を選択することができる。位置合わせメトリックが第３の閾値を下回る場合、ＲＸコントローラは、ディセーブルにされたドループ構成（ＤＯＦＦ）８４０を選択することができる。ディセーブルにされたドループ構成は、ＲＸ回路に、不十分な位置合わせに起因して無線電力の受信を中断させることがある。
【0074】
図８に記載された閾値およびドループ構成は、例示的な例である。他の実装形態では、異なる数の閾値および関連するドループ構成が使用されることができる。
【0075】
図９は、いくつかの実装形態にかかる、並列に接続された複数の無線受電器を有する例示的な無線受電装置９００を示している。図９の例は、並列回路に配置された無線電力ＲＸ回路９５１、９５２、９５３、９５４および９５５の集合を示している。ＲＸ回路の数は例であり、他の数または構成が様々な実装形態で使用されることができる。さらにまた、図９は、並列回路を示しているが、ＲＸ回路を直列または組み合わせた直列－並列配置に配置することが可能であり、これらの双方は後の図で説明される。ＲＸ回路９５１、９５２、９５３、９５４および９５５は、合成電力信号を負荷１９０に提供する電力合成回路１８５に結合される。負荷１９０は、充電器であってもよいし、電気機器の他の構成要素であってもよい。
【0076】
第１のＲＸ回路９５１は、例示目的のために追加の詳細とともに示されている。他のＲＸ回路９５２、９５３、９５４、９５５も同様の構成要素（図示せず）を有してもよい。無線電力ＲＸ回路９５１において、ＲＸ回路９５１の二次コイル１６１は、ＴＸ回路（図示せず）の一次コイル（図示せず）から無線電力を受信するように構成される。ＲＸコントローラ１８０は、通信および制御回路９１５を利用して、一次コイルからのｐｉｎｇを検出することができる。ＲＸコントローラ１８０はまた、通信および制御回路９１５のスイッチにパルスまたは変調を引き起こすことによってＴＸ回路と通信することができる。ＲＸコントローラ１８０はまた、電流検知測定値９２５、または電圧検知測定値９３５、またはその双方を受信することができる。無線電力信号が検出されると、ＲＸコントローラ１８０は、（イネーブル線９４５を介して）スイッチ９４７をイネーブルにして、電力が電力合成回路１８５に流れることを可能にすることができる。いくつかの実装形態では、スイッチ９４７は、ＲＸ回路９５１の代わりに電力合成回路１８５に配置されてもよい。ＲＸコントローラ１８０は、電圧検知測定値９３５または電流検知測定値９２５を使用して、第１の二次コイル１６１が対応する一次コイルと位置合わせされているかどうかを決定することができる。いくつかの実装形態では、ＲＸコントローラ１８０はまた、負荷１９０によって引き出される電力量を決定することができ、第１の二次コイル１６１によって受信される電力量の調整を引き起こすことができる。上述したように、ＲＸコントローラ１８０は、ドループ構成を使用して調整値を決定することができる。ＲＸコントローラ１８０は、（通信制御回路９１５を介して）一次コイルと通信を行い、ＴＸ回路に調整値を通知してもよい。例えば、無線電力ＲＸ回路９５１が全てのＲＸ回路間の電力共有に基づくべきよりも多くの電流を生成している場合、通信は、一次コイルに無線電力量を減少させることができる。例えば、各ＲＸコントローラ１８０は、図５～図８に記載されているようなドループ構成を使用することができる。
【0077】
ＲＸ回路９５１、９５２、９５３、９５４および９５５（独立して、または監視コントローラ（図示せず）によって）のそれぞれは、ＲＸコントローラ１８０によって引き出された総電力に基づいて、それらのそれぞれの二次コイルによって伝送される電力量を調整することができる。いくつかの実装形態では、活性化されたＲＸ回路のそれぞれは、それらのそれぞれの二次コイルにおける無線電力伝送のために同じ電力を使用することができる。いくつかの実装形態では、ＲＸ回路は、各二次コイルに対する無線電力伝送の効率に基づいて、（異なるドループ構成に基づいて）異なる電力レベルを提供することができる。
【0078】
図１０は、いくつかの実装形態にかかる監視コントローラを有する例示的な無線受電装置１０００を示している。無線受電装置１０００は、図９で説明した無線受電装置９００と同様である。例えば、無線受電装置１０００は、並列回路に配置された無線電力ＲＸ回路９５１、９５２、９５３、９５６、９５５の集合を含む。図９の無線受電装置９００とは異なり、無線受電装置１０００は、監視コントローラ１０５０（マスタコントローラとも呼ばれる）を含む。
【0079】
監視コントローラ１０５０は、ＲＸ回路９５１、９５２、９５３、９５６、および９５５のそれぞれのＲＸコントローラと通信することができる。例えば、監視コントローラ１０５０は、無線電力ＲＸ回路９５１のＲＸコントローラ１８０への通信リンク１０３７とともに示されている。監視コントローラ１０５０は、他のＲＸ回路９５２、９５３、９５６、および９５５のＲＸコントローラ（図示せず）への通信リンクを有することができる。監視コントローラ１０５０は、ＲＸコントローラからいくつかの情報を収集することができる。例えば、各ＲＸ回路の制御および通信の大部分は、ＲＸコントローラによって管理されるが、監視コントローラ１０５０は、どのＲＸ回路が対応するＴＸ回路（図示せず）に結合されているかに関するいくつかの情報を収集することができる。監視コントローラ１０５０は、ＲＸ回路がその対応するＴＸ回路とどの程度良好に位置合わせされているかに関するインジケータまたは値を各ＲＸコントローラから受信することができる。監視コントローラ１０５０は、固定値または可変値に基づいて全体的な負荷電圧を調整することができる。例えば、監視コントローラ１０５０は、負荷１９０によって必要とされる電圧出力１０２９を決定することができる。監視コントローラ１０５０は、ＲＸ回路９５１、９５２、９５３、９５６、および９５５のそれぞれが負荷１９０をサポートするために電力合成回路１８５にどのくらいの電力（電圧または電流など）を供給すべきかを決定することができる。監視コントローラ１０５０は、超過数のＲＸ回路が結合されたときに、１つ以上のＲＸ回路からの電力をディセーブルにすることができる。例えば、負荷１９０によって必要とされる電力がより少ない場合、監視コントローラ１０５０は、イネーブルにされたままのＲＸ回路の全体的な負荷動作効率を改善するために、その対応するＲＸ回路からの電力伝送をディセーブルにするようにＲＸコントローラのうちの１つ以上に通知することができる。監視コントローラ１０５０は、各ＲＸコントローラから取得された位置合わせメトリックまたは電力伝送効率メトリックに基づいて、どのＲＸ回路をディセーブルにするかを選択することができる。いくつかの実装形態では、監視コントローラ１０５０は、ＲＸ回路内の過負荷または過温度誤動作を防止するための保護機能を提供することができる。
【0080】
いくつかの実装形態では、監視コントローラ１０５０は、ＲＸ回路のそれぞれの電圧またはアンペア測定ユニットに直接接続されてもよい。例えば、図１０は、ＲＸコントローラ１８０が電流検知測定値９２５、または電圧検知測定値９３５、またはその双方を受信することを示しているが、いくつかの実装形態では、監視コントローラ１０５０は、電流検知測定値９２５、または電圧検知測定値９３５、またはその双方を受信することができる。いくつかの実装形態では、ＲＸコントローラのそれぞれは、上述したようなドループ構成を実装する。代替的または追加的に、監視コントローラ１０５０は、ドループ構成を実装し、電流誤差（または電圧誤差）値をＲＸコントローラに送信することができる。
【0081】
図１１は、いくつかの実装形態にかかる、直列に接続された複数の無線受電器を有する例示的な無線受電装置１１００を示している。無線受電装置１１００は、直列に接続されたＲＸ回路１１５１、１１５２、１１５３、１１５４、および１１５５の集合を含むことができる。例えば、電力合成回路１８５は、第１のＲＸ回路１１５１および最後のＲＸ回路１１５５に接続され、他のＲＸ回路１１５２、１１５３、および１１５４のそれぞれは、第１のＲＸ回路１１５１と最後のＲＸ回路１１５５との間に直列に接続されてもよい。
【0082】
図１２は、いくつかの実装形態にかかる、直列および並列に接続された複数の無線受電器を有する例示的な無線受電装置１２００を示している。無線受電装置１２００は、ＲＸ回路１２５１、１２５２、１２５３、および１２５４の集合を含むことができる。電力合成回路１８５内の直列回路および並列回路の様々な組み合わせは、ＲＸ回路１２５１、１２５２、１２５３、および１２５４の様々な組み合わせをサポートすることができる。例えば、第１の組のＲＸ回路１２５１および１２５２は、互いに直列に接続されてもよい。第２の組のＲＸ回路１２５３および１２５４は、互いに直列に接続されてもよい。第１の組の１２５１および１２５２ならびに第２の組のＲＸ回路１２５３および１２５４ ＲＳは、並列に接続されてもよい。いくつかの実装形態では、電力合成回路１８５内のスイッチ（図示せず）は、どのＲＸ回路が負荷１９０に直列または並列に結合されるかを制御することができる。
【0083】
図１３は、いくつかの実装形態にかかる、異なる電力定格で電力出力を生成することができる例示的な無線受電装置１３５０を示している。例えば、無線受電装置１３５０は、（ＲＸ１からＲＸＮとラベル付けされた）複数のＲＸ回路１３５１、１３５２、１３５５を含むことができる。ＲＸ回路１３５１、１３５２、１３５５は、（ＴＸ１からＴＸＮとラベル付けされた）ＴＸ回路１３１１、１３１２、および１３１５のような異なるＴＸ回路から無線電力を受信することができてもよい。図１３は、同じ無線送電装置１３１０内のＴＸ回路１３１１、１３１２、および１３１５を示しているが、これらは異なる無線送電装置内にあってもよい。電力合成回路１８５は、ＲＸ回路１３５１、１３５２、１３５５からの電力を合成することができてもよい。いくつかの実装形態では、ＲＸ回路１３５１、１３５２、１３５５のそれぞれは、上述したようなドループ構成によって構成されてもよい。
【0084】
電力合成回路１８５は、負荷（図示せず）に接続するための電力出力１８７を提供することができる。電力出力１８７は、異なる電力定格をサポートすることができる。例えば、電力出力１８７は、どのタイプの装置が電力出力１８７に接続されているかに応じて、第１の出力レベル１３９１（２０ボルトで９０ワットなど）、第２の出力レベル１３９１（１２ボルトで１５ワットなど）、または第３の出力レベル１３９３（５ボルトで５ワットなど）をサポートしてもよい。いくつかの実装形態では、ＲＸ回路１３５１、１３５２、１３５５のそれぞれによって使用されるドループ構成は、電力合成回路１８５または監視コントローラ（図示せず）によって選択され、ＲＸ回路１３５１、１３５２、１３５５のそれぞれのＲＸコントローラに通信されることができる。ドループ構成は、電力出力１８７に必要な出力レベルに基づくことができる。
【0085】
いくつかの実装形態では、無線受電装置１３５０は、他の例の中でも、ラップトップ、タブレット、携帯電話、またはウェアラブル装置などの、１つ以上の異なる種類の装置をサポートする装置であってもよい。いくつかの実装形態では、電力出力１８７は、無線充電をサポートしないが有線電力入力ポートを有するレガシー装置への接続をサポートする。例えば、無線受電装置１３５０は、レガシー装置に無線充電能力を追加することができるスリーブ、パッド、カバー、またはケースであってもよい。無線受電装置１３５０は、ＲＸ回路１３５１、１３５２、１３５５において無線電力を収集し、電力出力１８７を介して接続された装置に出力電力を供給することによって無線電力伝送を実装することができる。いくつかの実装形態では、無線受電装置１３５０は、接続された装置が無線充電をサポートする場合でも有利であり得る。例えば、接続された装置の無線充電機能がディセーブルにされることができ、電力出力１８７への有線接続が使用されて接続された装置に電力を供給することができる。（接続された装置の代わりに）無線受電装置１３５０がＴＸ回路１３１１、１３１２、および１３１５から無線電力を収集するために使用されることから、無線受電装置１３５０は、接続された装置を熱問題から保護することができ、または接続された装置への電力供給を増加させることができる。いくつかの実装形態では、無線受電装置１３５０は、接続された装置が有線接続を介して無線受電装置１３５０からより高い電力を引き出すことができ、無線受電装置１３５０が複数のＴＸ回路から受信した無線電力を集約することができるため、充電速度を増加させることができる。
【0086】
いくつかの実装形態では、無線受電装置１３５０は、マルチポート装置であってもよい。例えば、図１３にはただ１つの電力出力１８７が示されているが、電力合成回路１８５は、複数の接続された装置を同時に充電するために複数の電力出力（図示せず）を提供することができてもよい。いくつかの実装形態では、各電力出力は、出力レベル１３９１、１３９２、および１３９３などの異なる電力定格をサポートすることができる。
【0087】
図１４は、いくつかの実装形態にかかる、複数の電力出力を生成することができる例示的な無線受電装置１４５０を示している。無線受電装置１４５０は、（ＲＸ１からＲＸ７とラベル付けされた）７つのＲＸ回路を備えることができる。ＲＸ回路１４５１、１４５２、１４５６、１４５７は、（ＴＸ１からＴＸ７とラベル付けされた）ＴＸ回路１４１１、１４１２、１４１６、および１３１７のような異なるＴＸ回路から無線電力を受信することができてもよい。図１４は、同じ無線送電装置１４１０内のＴＸ回路を示しているが、それらは異なる無線送電装置内にあってもよい。無線受電装置１４５０は、第１の電力合成回路１８５Ａおよび第２の電力合成回路１８５Ｂを含んでもよい。第１の電力合成回路１８５Ａは、第１の電力出力１８７Ａを提供することができ、第２の電力合成回路１８５Ｂは、第２の電力出力１８７Ｂを提供することができる。
【0088】
簡潔にするために４つのＲＸ回路１４５１、１４５２、１４５６、および１４５７のみが示されているが、本開示は、７つのＲＸ回路が使用されることができるという説明を含む。この例では、ＲＸ回路のそれぞれは、１５ワット受信機とすることができる。６つのＲＸ回路１４５１から１４５６（ＲＸ１からＲＸ６）は、第１の電力合成回路１８５Ａに並列に接続された１５ワット受信機とすることができる。第１の電力合成回路１８５Ａは、ラップトップなどの高出力電子装置に９０ワット出力を提供することができる。第７のＲＸ回路１４５７（ＲＸ７）は、第２の電力合成回路１８５Ｂに接続されて、モバイル装置などの低電力電子装置に１５ワット出力を提供することができる。
【0089】
いくつかの実装形態では、無線受電装置１４５０は、電力合成回路１８５Ａおよび１８５Ｂのそれぞれに並列に動的に接続するＲＸ回路の数を選択するように構成された監視コントローラ（図示せず）を有することができる。例えば、電力出力１８７Ａおよび１８７Ｂのそれぞれの充電状態に応じて、監視コントローラは、ＲＸ回路と電力合成回路との間の接続をイネーブルまたはディセーブルにするスイッチを制御することができる。
【0090】
図１５は、いくつかの実装形態にかかる、外部無線受電器を利用する例示的な無線受電装置１５５０を示している。例えば、無線受電装置１５５０は、異なる出力レベル１５９１、１５９２、および１５９３を有する１つ以上の電力出力１８７Ａ、１８７Ｂ、および１８７Ｃを生成することができる電力合成回路１８５を含むことができる。しかしながら、図１３～図１４とは異なり、無線受電装置１５５０は、それぞれ、外部ＲＸ回路１５５１、１５５２、および１５５３からの入力接続１５６１、１５６２、および１５６３をサポートすることができる。入力接続１５６１、１５６２、および１５６３は、無線受電装置１５５０の電力合成回路１８５が外部受電器から電力を受信し、ＲＸ回路のそれぞれによって個別に可能となるものとは異なる（またはより高い）電力出力をサポートするために電力を集約することを可能にすることができる。
【0091】
ＲＸ回路１５５１、１５５２、および１５５３は、異なる受信機ユニット１５４１、１５４２、および１５４３内にあってもよい。ＲＸ回路１５５１、１５５２、および１５５３は、異なるＴＸ回路１５１１、１５１２、および１５１３から無線電力を受信するように構成されることができる。ＴＸ回路１５１１、１５１２、および１５１３は、異なる無線送電装置１５０１、１５０２、および１５０３内にあってもよい。本開示における他の例と同様に、ＴＸ回路およびＲＸ回路の数および位置は、異なる設計において異なってもよい。
【0092】
図１６は、いくつかの実装形態にかかる、内部および外部無線受電器を利用することができる例示的な無線受電装置１６５０を示している。無線受電装置１６５０は、異なる出力レベル１５９１、１５９２、および１５９３を有する１つ以上の電力出力１８７Ａ、１８７Ｂ、および１８７Ｃを生成することができる電力合成回路１８５を含むことができる。無線受電装置１６５０は、図１５を参照して説明したように、外部無線電力ＲＸ回路１５５１および１５５２、ならびに内部無線電力ＲＸ回路１６７１および１６７２の双方をサポートすることができる。
【0093】
図１７は、いくつかの実装形態にかかる無線電力伝送のための例示的なプロセスを示すフローチャートを示している。フローチャート１７００は、ブロック１７１０で始まる。ブロック１７１０において、プロセスは、無線受電装置の複数の二次コイルによって、無線送電装置から無線電力を受信することを含む。例えば、無線受電装置は、複数の二次コイルのそれぞれにおける無線電力を整流することができる。無線受電装置は、整流された無線電力を合成して合成無線電力を準備してもよい。ブロック１７２０において、プロセスは、複数の二次コイルからの合成無線電力を使用して無線受電装置に関連する負荷に電力を供給することを含む。
【0094】
いくつかの実装形態では、無線受電装置は、無線送電装置の対応する一次コイルへの二次コイルの近接度に少なくとも部分的に基づいて、無線電力を受信するために複数の二次コイルの中からどの二次コイルを使用するかを決定することができる。例えば、二次コイルの選択は、対応する一次コイルとの通信に基づいてもよい。いくつかの実装形態では、二次コイルが使用されて電力伝送効率（品質メトリックなど）を決定することができる。（品質メトリックなどの）電力伝送効率は、無線送電装置に伝達されることができる。電力伝送効率が閾値を下回る場合、無線送電装置は、二次コイルが良好に位置合わせされていないと判定し、対応する一次コイルを非活性化させることができる。
【0095】
図１８は、いくつかの実装形態にかかる例示的な無線受電装置１８００のブロック図を示している。無線受電装置１８００は、０、１つ、または複数のＲＸ回路１８１０を含むことができる。各ＲＸ回路１８１０は、１つ以上の二次コイル１６１およびＲＸコントローラ１８０を有することができる。いくつかの実装形態では、各ＲＸ回路１８１０は、各ＲＸ回路１８１０が電力合成回路１８５に供給すべき電力量を決定するために、１つ以上のドループ構成１８８０によって構成される。
【0096】
無線受電装置１８００は、外部接続されたＲＸ回路から電力を受信するための０、１つ、または複数の電力入力接続１８２０を有することができる。電力合成回路１８５は、ＲＸ回路から（内部ＲＸ回路１８１０、または外部ＲＸ回路のいずれか、または双方から）受信した電力を合成してもよい。いくつかの実装形態では、電力合成回路１８５は、内部負荷１９０（バッテリなど）に電力を提供することができる。いくつかの実装形態では、電力合成回路１８５は、１つ以上の電力出力１８７に電力を提供することができる。いくつかの実装形態では、無線受電装置１８００は、内部負荷１９０と１つ以上の電力出力１８７の双方を含むことができる。
【0097】
いくつかの実装形態では、監視コントローラ１８３０は、どの程度の電力が必要であるかを決定することができる。例えば、監視コントローラ１８３０は、負荷１９０、電力出力１８７、またはその双方から電力要件を決定することができる。いくつかの実装形態では、監視コントローラ１８３０は、電力合成回路１８５と通信することができる。監視コントローラ１８３０は、電力要件に基づいてＲＸ回路の異なるもの（ＲＸ回路１８１０など）をイネーブルまたはディセーブルにすることができる。いくつかの実装形態では、監視コントローラ１８３０は、ＲＸ回路のうちの１つ以上によってどのドループ構成１８８０が使用されるべきかを選択することができる。いくつかの他の実装形態では、ドループ構成１８８０は、監視コントローラ１８３０に記憶されてもよく、監視コントローラ１８３０は、電力共有値を各ＲＸ回路に通信してもよい。
【0098】
図１９は、いくつかの実装形態にかかる無線電力システムで使用するための例示的な装置のブロック図を示している。いくつかの実装形態では、装置１９００は、無線送電装置（無線送電装置１１０など）または無線受電装置（無線受電装置１５０など）とすることができる。装置１９００は、プロセッサ１９０２（場合によっては、複数のプロセッサ、複数のコア、複数のノード、またはマルチスレッディングなどを含む）を含むことができる。装置１９００はまた、メモリ１９０６を含むことができる。メモリ１９０６は、システムメモリ、または本明細書に記載のコンピュータ可読媒体の可能な実現のいずれか１つ以上であってもよい。装置１９００はまた、バス１９１０（例えば、ＰＣＩ、ＩＳＡ、ＰＣＩ－Ｅｘｐｒｅｓｓ、ＨｙｐｅｒＴｒａｎｓｐｏｒｔ（登録商標）、ＩｎｆｉｎｉＢａｎｄ（登録商標）、ＮｕＢｕｓ（登録商標） ＡＨＢ、ＡＸＩなど）を含むことができる。
【0099】
装置１９００は、複数の二次コイル（受信コイルアレイなど）を管理するように構成された１つ以上のコントローラ１９６２を含むことができる。いくつかの実装形態では、コントローラ１９６２は、プロセッサ１９０２、メモリ１９０６、およびバス１９１０内に分散させることができる。コントローラ１９６２は、本明細書に記載の動作の一部または全部を実行することができる。例えば、コントローラ１９６２は、二次コイル１９６４のそれぞれからの電力量を決定するためのドループ構成１９６６によってプログラムされることができる。いくつかの実装形態では、ドループ構成１９６６は、メモリ１９０６に記憶されることができる。
【0100】
メモリ１９０６は、図１～図１８に記載された実装形態の機能を実装するためにプロセッサ１９０２によって実行可能なコンピュータ命令を含むことができる。これらの機能のいずれかは、ハードウェアまたはプロセッサ１９０２に部分的に（または全体的に）実装されてもよい。例えば、機能は、特定用途向け集積回路、プロセッサ１９０２に実装されたロジック、周辺機器またはカード上のコプロセッサなどで実装されてもよい。さらに、実現は、図１９に示されていないより少ないまたは追加の構成要素を含むことができる。プロセッサ１９０２、メモリ１９０６、およびコントローラ１９６２は、バス１９１０に結合されることができる。バス１９１０に結合されているものとして示されているが、メモリ１９０６は、プロセッサ１９０２に結合されてもよい。
【0101】
図１～図１９および本明細書に記載の動作は、例示的な実装形態の理解を助けることを意図した例であり、潜在的な実装形態を限定したり、特許請求の範囲を限定したりするために使用されるべきではない。いくつかの実装形態は、追加の動作、より少ない動作、並列または異なる順序での動作、およびいくつかの異なる動作を実行することができる。
【0102】
本明細書で使用される場合、項目のリスト 「のうちの少なくとも１つ」 または 「のうちの１つ以上」 を指す語句は、単一の部材を含む、それらの項目の任意の組み合わせを指す。例えば、「ａ、ｂ、またはｃのうちの少なくとも１つ」は、ａのみ、ｂのみ、ｃのみ、ａとｂとの組み合わせ、ａとｃとの組み合わせ、ｂとｃとの組み合わせ、およびａとｂとｃとの組み合わせの可能性を網羅することを意図している。
【0103】
本明細書に開示された実装形態に関連して説明された様々な例示的な構成要素、論理、論理ブロック、モジュール、回路、動作およびアルゴリズムプロセスは、本明細書に開示された構造およびその構造的均等物を含む、電子ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、またはハードウェア、ファームウェアもしくはソフトウェアの組み合わせとして実装されることができる。ハードウェア、ファームウェア、およびソフトウェアの互換性は、機能に関して一般的に説明されており、上述した様々な例示的な構成要素、ブロック、モジュール、回路、およびプロセスに示されている。そのような機能がハードウェア、ファームウェア、またはソフトウェアのいずれで実装されるかは、特定のアプリケーションおよびシステム全体に課される設計制約に依存する。
【0104】
本明細書に開示された態様に関連して記載された様々な例示的な構成要素、論理、論理ブロック、モジュール、および回路を実装するために使用されるハードウェアおよびデータ処理装置は、汎用シングルチップまたはマルチチッププロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）またはその他のプログラマブル論理装置（ＰＬＤ）、ディスクリートゲートまたはトランジスタロジック、ディスクリートハードウェア構成要素、または本明細書に記載された機能を実行するように設計されたこれら任意の組み合わせを用いて実装または実行されることができる。汎用プロセッサは、マイクロプロセッサ、または任意の従来のプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、またはステートマシンであってもよい。プロセッサはまた、コンピューティング装置の組み合わせ、例えば、ＤＳＰとマイクロプロセッサとの組み合わせ、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアと組み合わせた１つ以上のマイクロプロセッサ、または任意の他のそのような構成として実装されてもよい。いくつかの実装形態では、特定のプロセス、動作、および方法は、所与の機能に固有の回路によって実行されてもよい。
【0105】
上述したように、いくつかの態様では、本明細書に記載の主題の実装形態は、ソフトウェアとして実装されることができる。例えば、本明細書に開示された構成要素の様々な機能、または本明細書に開示された方法、動作、プロセスまたはアルゴリズムの様々なブロックまたはステップは、１つ以上のコンピュータプログラムの１つ以上のモジュールとして実装されることができる。そのようなコンピュータプログラムは、本明細書に記載の装置の構成要素を含むデータ処理装置によって実行するために、またはその動作を制御するために、１つ以上の有形のプロセッサまたはコンピュータ可読記憶媒体上に符号化された非一時的なプロセッサまたはコンピュータ実行可能命令を含むことができる。限定ではなく例として、そのような記憶媒体は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＣＤ－ＲＯＭもしくは他の光ディスク記憶装置、磁気ディスク記憶装置もしくは他の磁気記憶装置、または命令もしくはデータ構造の形態でプログラムコードを記憶するために使用されることができる任意の他の媒体を含むことができる。上記の組み合わせも記憶媒体の範囲内に含まれるべきである。
【0106】
本開示に記載された実装形態に対する様々な変更は、当業者にとって容易に明らかとすることができ、本明細書で定義された一般的な原理は、本開示の範囲から逸脱することなく他の実装形態に適用されることができる。したがって、特許請求の範囲は、本明細書に示される実装形態に限定されることを意図するものではなく、本明細書に開示される本開示、原理、および新規な特徴と一致する最も広い範囲を与えられるべきである。
【0107】
さらに、別個の実装形態の文脈で本明細書に記載されている様々な特徴は、単一の実装形態において組み合わせて実装されることもできる。逆に、単一の実装形態の文脈で説明されている様々な特徴は、複数の実装形態において別々に、または任意の適切なサブコンビネーションで実装されることもできる。このように、特徴は、特定の組み合わせで作用するものとして上述され、最初はそのように特許請求されていてもよいが、特許請求された組み合わせからの１つ以上の特徴は、場合によっては、その組み合わせから削除されることができ、特許請求された組み合わせは、部分的な組み合わせまたは部分的な組み合わせの変形を対象とすることができる。
【0108】
同様に、動作は特定の順序で図面に示されているが、これは、望ましい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実行されること、または示された全ての動作が実行されることを必要とすると理解されるべきではない。さらに、図面は、１つ以上の例示的なプロセスをフローチャートまたは流れ図の形式で概略的に示すことができる。しかしながら、図示されていない他の動作は、概略的に示されている例示的なプロセスに組み込まれることができる。例えば、１つ以上の追加の動作は、図示の動作のいずれかの前、後、同時に、またはその間に実行されることができる。状況によっては、マルチタスク処理および並列処理が有利な場合がある。さらに、上述した実装形態における様々なシステム構成要素の分離は、全ての実装形態においてそのような分離を必要とすると理解されるべきではなく、記載された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一緒に統合されるか、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たい。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【国際調査報告】