Индуктивное энергоснабжение
Изобретение относится к беспроводной передачи энергии. Технический результат состоит в расширении функциональной возможности путем обеспечения возможности нахождения вторичного устройства передачи энергии в любом месте, в разных положениях относительно поверхности передачи энергии. Индукционная установка передачи энергии содержит первичный узел и вторичное устройство, отделенное от первичного узла. Первичный узел содержит поверхность передачи энергии и более двух генераторов поля, каждый работающий для создания электромагнитного поля. Генераторы поля расположены в разных положениях относительно поверхности передачи энергии. Вторичное устройство содержит приемник энергии, имеющий вторичную обмотку. Установка дополнительно содержит: средство определения, по меньшей мере, одного положения и ориентации приемника энергии относительно поверхности передачи энергии; и средство управления генераторов поля, так что, по меньшей мере, один первый генератор поля и, по меньшей мере, один второй генератор поля, выбранные в зависимости от такого определения, активированы, по существу, под противоположным друг другу знаком для направления магнитного потока через вторичную обмотку, подавая тем самым энергию к вторичному устройству, и дополнительно таким образом, что третий генератор не активирован, поэтому не все генераторы поля активированы одновременно. 5 н. и 8 з.п. ф-лы, 27 ил.
Мобильные телефоны и другие портативные электронные устройства обычно требуют частой подзарядки. Для осуществления более удобной подзарядки была предложена зарядная панель, имеющая поверхность, на которой могут быть размещены устройства для беспроводного приема энергии. Это устраняет потребность физического подключения силового кабеля к портативному устройству. Это также можно выполнить таким образом, что одно и то же зарядное устройство будет обслуживать ряд устройств разных моделей и типов. Дополнительно, оно может быть достаточно большим, чтобы обслуживать более одного устройства, так что одновременно можно подзаряжать множество устройств. Однако, особенно предпочтительно, если окажется возможным просто оставлять устройство на панели, безотносительно к его расположению и ориентации на ней.
Известно несколько решений по проблеме обеспечения подзаряжающей поверхности, чтобы устройства можно было положить на панель без выравнивания их положения и/или ориентации. Первым является выданный заявителю патент Великобритании GB 2388716. В данном устройстве панель создает на всей своей поверхности вращающееся горизонтальное поле. Портативное устройство имеет приемник, состоящий из магнитной обмотки с осью, параллельной поверхности панели, которая связана с горизонтальным полем панели. Другое решение проблемы представлено в WO 03/105308 A1, опубликованной 18,12,2003 г. В данном устройстве имеется комплект обмоток, создающих вертикальное поле. Устройство имеет приемник с обмоткой, ось которой перпендикулярна поверхности панели для связи с ее полем.
Однако оба представленных устройства достигают свободы расположения портативного устройства созданием равномерного поля по всей поверхности панели.
Это имеет два недостатка: во-первых, поскольку все устройство находится в магнитном поле, то поле будет связывать металл портативного устройства; это вызовет токи Фуко, что приведет к потерям и, следовательно, к диссипации энергии, вызывая нагрев устройства. Во-вторых, создание поля над полной поверхностью приведет к низкому коэффициенту связи между устройством подзарядки и обмотками устройства и высоким потерям. Опять, наличие любых потерь будет вызывать диссипацию энергии и выработку тепла.
В соответствии с первым вариантом изобретения обеспечена установка для передачи энергии электромагнитной индукцией от первичного узла к вторичному устройству, отделенному от первичного узла,
причем первичный узел, содержит:
поверхность передачи энергии;
множество генераторов поля, причем каждый способен создавать поле, по существу, перпендикулярное поверхности передачи энергии;
причем, по меньшей мере, одно вторичное устройство, содержит:
приемник энергии, содержащий вторичную обмотку, так что, когда вторичное устройство находится в своем рабочем положении, ось обмотки, по существу, параллельна поверхности передачи энергии;
в которой магнитный поток от, по меньшей мере, одного генератора поля течет через вторичную обмотку, подавая энергию к вторичному устройству.
Преимуществом данного варианта является то, что вторичное устройство может быть расположено в любом месте на, или проксимальным к поверхности передачи энергии приемнику энергии, но в то же самое время поле локализовано в непосредственной близости от приемника энергии внутри вторичного устройства, так что остальное подключение портативного устройства сведено к минимуму.
В соответствии со вторым вариантом изобретения обеспечена установка для передачи энергии электромагнитной индукцией от первичного узла к вторичному устройству, отделенному от первичного узла,
причем первичный узел содержит:
поверхность передачи энергии;
множество генераторов поля, причем каждый способен создавать поле, по существу, перпендикулярное поверхности передачи энергии;
средство измерения для определения положения приемника энергии во вторичном устройстве относительно поверхности передачи энергии;
средство переключения для активации одного, или более генераторов поля;
причем, по меньшей мере, одно вторичное устройство содержит:
приемник энергии, имеющий вторичную обмотку, так что, когда вторичное устройство находится в своем рабочем положении, ось обмотки, по существу, параллельна поверхности передачи энергии;
в которой средство измерения определяет положение приемника энергии и, в зависимости от этого, средств переключения, срабатывает для активации, по меньшей мере, одного генератора поля, так что магнитный поток течет через вторичную обмотку, подавая энергию к вторичному устройству.
Преимуществом данного варианта является то, что вторичное устройство может быть расположено в любом месте на, или проксимальным к поверхности передачи энергии приемнику энергии, но в то же самое время поле локализовано в непосредственной близости от приемника энергии внутри вторичного устройства, так что остальное подключение портативного устройства сведено к минимуму.
В соответствии с третьим вариантом изобретения обеспечена установка для передачи энергии электромагнитной индукцией от первичного узла к вторичному устройству, отделенному от первичного узла,
причем первичный узел содержит:
поверхность передачи энергии;
множество генераторов поля, причем каждый способен создавать поле, по существу, перпендикулярное поверхности передачи энергии;
средство измерения для определения положения приемника энергии во вторичном устройстве относительно поверхности передачи энергии;
средство переключения для активации генераторов поля;
причем, по меньшей мере, одно вторичное устройство содержит:
приемник энергии, содержащий вторичную обмотку, так что, когда вторичное устройство находится в рабочем положении, ось обмотки, по существу, параллельна поверхности передачи энергии;
в которой средство измерения определяет положение приемника;
в которой средство переключения срабатывает для активации первого генератора поля;
в которой средство переключения срабатывает для активации второго генератора поля, так что созданное поле, по знаку, противоположно полю первого генератора;
в которой магнитный поток от первого и второго генераторов поля течет через вторичную обмотку, подавая энергию к вторичному устройству.
Преимуществом данного варианта является то, что вторичное устройство может быть расположено в любом месте на, или проксимальным к поверхности передачи энергии приемнику энергии, но в то же самое время поле локализовано в непосредственной близости от приемника энергии внутри вторичного устройства, так что остальное подключение портативного устройства сведено к минимуму.
В соответствии с четвертым вариантом изобретения обеспечена установка передачи энергии электромагнитной индукцией от первичного узла к вторичному устройству, отделенному от первичного узла,
причем первичный узел содержит:
поверхность передачи энергии;
множество генераторов поля, причем каждый способен создавать поле, по существу, перпендикулярное поверхности передачи энергии;
средство определения положения приемника энергии внутри вторичного устройства относительно поверхности передачи энергии;
средство переключения для подачи тока от генератора тока к первичным обмоткам;
причем, по меньшей мере, одно вторичное устройство содержит:
приемник энергии, содержащий сердечник и намотанную вокруг сердечника вторичную обмотку;
в которой, когда вторичное устройство находится в своем рабочем положении, ось обмотки, по существу, параллельна поверхности передачи энергии;
в которой средство измерения определяет положение приемника,
в которой средство переключения срабатывает для активации первого генератора поля, проксимального к первому концевому участку приемника энергии;
в которой средство переключения срабатывает для активации второго генератора поля, проксимального к второму концевому участку приемника энергии, так что созданное поле противоположно по знаку полю первого генератора;
в которой магнитный поток от первого и второго генераторов поля течет через вторичную обмотку, подавая энергию к вторичному устройству.
Преимуществом данного варианта является то, что вторичное устройство может быть расположено в любом месте на, или проксимальным к поверхности передачи энергии приемнику энергии, но в то же самое время поле локализовано в непосредственной близости от приемника энергии, внутри вторичного устройства, так что остальное подключение портативного устройства сведено к минимуму.
В соответствии с пятым вариантом изобретения обеспечена установка передачи энергии электромагнитной индукцией от первичного узла к вторичному устройству, отделенному от первичного,
причем первичный узел содержит:
поверхность передачи энергии;
множество первичных обмоток, каждая с осью, по существу, перпендикулярной поверхности передачи энергии;
генератор тока для подачи переменного тока к первичным обмоткам;
причем, по меньшей мере, одно вторичное устройство содержит:
приемник энергии, имеющий вторичную обмотку, так что когда вторичное устройство находится в своем рабочем положении, ось обмотки, по существу, параллельна поверхности передачи энергии;
в которой генератор тока подает ток к, по меньшей мере, одной первичной обмотке, так что магнитный поток течет через вторичную обмотку, подавая энергию к вторичному устройству.
Преимуществом данного варианта является то, что вторичное устройство может быть расположено в любом месте на, или проксимальным к поверхности передачи энергии приемнику энергии, но в то же самое время поле локализовано в непосредственной близости к приемнику энергии внутри вторичного устройства, так что остальное подключение портативного устройства сведено к минимуму.
В соответствии с шестым вариантом изобретения обеспечена установка передачи энергии электромагнитной индукцией от первичного узла к вторичному устройству, отделенному от первичного узла,
причем первичный узел содержит:
поверхность передачи энергии;
множество первичных обмоток, каждая с осью, по существу, перпендикулярной поверхности передачи энергии;
генератор переменного тока;
средство измерения для определения положения приемника энергии внутри вторичного устройства относительно поверхности передачи энергии;
средство переключения для подачи энергии от генератора тока к первичным обмоткам;
причем, по меньшей мере, одно вторичное устройство содержит:
приемник энергии, имеющий вторичную обмотку, так что когда вторичное устройство находится в своем рабочем положении, ось обмотки, по существу, параллельна поверхности передачи энергии;
в которой средство измерения определяет положение приемника, и в зависимости от этого средство переключения срабатывает для подачи тока к, по меньшей мере, одной первичной обмотке, так что магнитный поток течет через вторичную обмотку, подавая энергию к вторичному устройству.
Преимуществом данного варианта является то, что вторичное устройство может быть расположено в любом месте на, или проксимальным к поверхности передачи энергии, но в то же самое время поле локализовано в непосредственной близости к приемнику энергии внутри вторичного устройства, так что остальное подключение портативного устройства сведено к минимуму.
В соответствии с седьмым вариантом изобретения обеспечена установка передачи энергии электромагнитной индукцией от первичного узла к вторичному устройству, отделенному от первичного узла,
причем первичный узел содержит:
поверхность передачи энергии;
множество первичных обмоток, каждая с осью, по существу, перпендикулярной поверхности передачи энергии;
генератор переменного тока;
средство измерения для определения положения приемника энергии внутри вторичного устройства относительно поверхности передачи энергии;
средство переключения для подачи тока от генератора тока к первичным обмоткам;
причем вторичное устройство содержит:
приемник энергии, имеющий вторичную обмотку, так что когда вторичное устройство находится в своем рабочем положении, ось обмотки, по существу, параллельна поверхности передачи энергии;
в которой средство измерения определяет положение приемника и, в зависимости от этого, средство переключения срабатывает для подачи тока под одним знаком к, по меньшей мере, одной первичной обмотке и, под противоположным знаком к, по меньшей мере, одной первичной обмотке, так что магнитный поток течет через вторичную обмотку, подавая энергию к вторичному устройству.
Преимуществом данного варианта является то, что вторичное устройство может быть расположено в любом месте на, или проксимальным к поверхности передачи энергии приемнику энергии, но в тоже самое время поле локализовано в непосредственной близости к приемнику энергии внутри вторичного устройства, так что остальное подключение портативного устройства сведено к минимуму.
В соответствии с восьмым вариантом изобретения обеспечена установка передачи энергии электромагнитной индукцией от первичного узла к вторичному устройству, отделенному от первичного узла,
причем первичный узел содержит:
поверхность передачи энергии;
множество первичных обмоток, каждая с осью, по существу, перпендикулярной поверхности передачи энергии;
генератор переменного тока;
средство измерения для определения положения приемника энергии внутри вторичного устройства относительно поверхности передачи энергии;
средство переключения для подачи тока от генератора тока к вторичным обмоткам;
причем вторичное устройство содержит:
приемник энергии, имеющий сердечник и намотанную вокруг сердечника вторичную обмотку;
в которой, когда вторичное устройство находится в своем рабочем положении, ось обмотки, по существу, параллельна поверхности передачи энергии;
в которой средство измерения определяет положение приемника, в которой средство переключения срабатывает для подачи тока к, по меньшей мере, первой первичной обмотке, проксимальной к первому концевому участку сердечника;
в которой средство переключения срабатывает для подачи тока к, по меньшей мере, второй первичной обмотке, проксимальной к второму концевому участку сердечника, причем направление тока противоположно его направлению в первой первичной обмотке;
в которой магнитный поток течет через вторичную обмотку, подавая энергию к вторичному устройству.
Преимуществом данного варианта является то, что вторичное устройство может быть расположено в любом месте на, или проксимальным к поверхности передачи энергии, но в то же самое время поле локализовано в непосредственной близости к приемнику энергии внутри вторичного устройства, так что остальное подключение портативного устройства сведено к минимуму.
В соответствии с девятым вариантом изобретения обеспечен первичный узел для передачи энергии электромагнитной индукцией к вторичному устройству, отделенному от первичного узла,
причем первичный узел содержит:
поверхность передачи энергии;
множество генераторов поля, причем каждый работающий для создания поля, по существу, перпендикулярного поверхности передачи энергии;
средство измерения для определения положения приемника энергии внутри вторичного устройства относительно поверхности передачи энергии;
средство переключения для активации генераторов поля;
в котором средство измерения определяет положение приемника энергии и, в зависимости от этого, средство переключения активирует генератор поля, так что магнитный поток течет через вторичную обмотку в направлении, по существу, параллельном поверхности передачи энергии, подавая тем самым энергию к вторичному устройству.
Преимуществом данного варианта является то, что вторичное устройство может быть расположено в любом месте на, или проксимальным к поверхности передачи энергии, но с то же самое время поле локализовано в непосредственной близости к приемнику энергии внутри вторичного устройства, так что остальное подключение портативного устройства сведено к минимуму.
В соответствии с десятым вариантом изобретения обеспечен способ передачи энергии электромагнитной индукцией от первичного узла к вторичному устройству, отделенному от первичного узла,
причем способ состоит из этапов:
обеспечение поверхности передачи энергии;
обеспечение множества генераторов поля, причем каждый способен создавать поле, по существу, перпендикулярное поверхности передачи энергии;
обеспечение, по меньшей мере, одного вторичного устройства, содержащего приемник энергии;
определение положения приемника относительно поверхности передачи энергии;
активация, по меньшей мере, одного генератора поля, так что магнитный поток течет через вторичную обмотку в направлении, по существу, параллельном поверхности передачи энергии, подавая тем самым энергию к вторичному устройству.
Преимуществом данного варианта является то, что вторичное устройство может быть расположено на, или проксимальным к поверхности передачи энергии приемнику энергии, но в то же самое время поле локализовано в непосредственной близости к приемнику энергии внутри вторичного устройства, так что остальное подключение портативного устройства сведено к минимуму,
С целью пояснения примера обратимся к прилагаемым фигурам, на которых показаны:
Фиг.1. Установка передачи энергии от зарядного устройства к портативному устройству в соответствии с данным изобретением.
Фиг.2. Установка передачи энергии от зарядного устройства к портативному устройству в соответствии с данным изобретением.
Фиг.3. Зарядное устройство для передачи энергии в соответствии с данным изобретением.
Фиг.4. Конструкция для передачи энергии к приемнику энергии.
Фиг.5. Конструкции для передачи энергии к приемнику энергии.
Фиг.6. Конструкции для передачи энергии к приемнику энергии.
Фиг.7. Конструкции для передачи энергии к приемнику энергии.
Фиг.8. Портативные устройства, заряжаемые по данному изобретению.
Фиг.9. Электрическая схема зарядного устройства.
Фиг.10. Блок-схема работы зарядного устройства.
Фиг.11. Блок-схема калибровки зарядного устройства.
Фиг.12. Блок-схема работы зарядного устройства.
Фиг.13. Часть электрической схемы зарядного устройства.
Фиг.14. Блок-схема электроники внутри портативного устройства.
Фиг.15. Альтернативная конструкция зарядного устройства.
Фиг.16. Альтернативная конструкция зарядного устройства.
Фиг.17. Альтернативная конструкция зарядного устройства.
Фиг.18 Альтернативная конструкция зарядного устройства.
Фиг.19. Разные типы приемника энергии.
Фиг.20. Приемник энергии и обмотки внутри зарядного устройства.
Фиг.21. Магнитные сердечники разных форм.
Фиг.22. Разные типы приемника энергии на зарядном устройстве.
Фиг.23. Альтернативная конструкция зарядного устройства.
Фиг.24. Альтернативная электрическая схема зарядного устройства.
Фиг.25. Альтернативная электрическая схема зарядного устройства.
Фиг.26. Альтернативная электрическая схема зарядного устройства.
Фиг.27. Альтернативная конструкция зарядного устройства.
На фиг.1 показана установка беспроводного портативного зарядного устройства. На фиг.1(a) показан пригодный для размещения в портативном устройстве приемник энергии. Он имеет ферритовый сердечник с намотанной вокруг него обмоткой. На фиг.1(b) показана часть зарядной панели для передачи энергии к приемнику. Панель состоит из комплекта обмоток, намотанных каждая на ферритовый сердечник. Эти обмотки установлены на ферритовой опорной плите. Зарядная поверхность выполнена на концах сердечников, так что оси обмоток перпендикулярны зарядной поверхности. Обычно она покрыта пластиковым корпусом (не показано). К обмоткам подают ток для создания магнитного поля в направлении, перпендикулярном зарядной поверхности. В зависимости от полярности тока это направление будет либо наружу, либо вовнутрь зарядной поверхности. Как для первичных, так и для вторичных обмоток предпочтительно используют многожильный обмоточный провод. Многожильный провод имеет много изолированных друг от друга медных жил. Это позволяет уменьшить потери в меди, так как скин-эффект при высоких частотах подразумевает течение тока только по наружной поверхности проводников.
На фиг.2 показана магнитная цепь, сформированная, когда приемник энергии расположен на зарядной поверхности. Проксимальная к одному концу приемника обмотка возбуждена током с положительным знаком, а обмотка, Проксимальная к другому концу, возбуждена током с отрицательным знаком. Поле сконцентрировано в феррите и создает магнитную цепь от первой обмотки, через сердечник приемника, вторичную обмотку и ферритовую опорную плиту, для замыкания цепи. Из-за пластиковых корпусов, как на зарядном блоке, так и на портативном устройстве, в цепи между зарядной поверхностью и приемником энергии имеются небольшие разрывы. Для возможности уменьшения данного зазора и разрывов до 2 мм и менее, необходимо минимизировать толщину пластика.
В предпочтительном варианте установки применяют обмотки высотой 12,7 мм, диаметром 12,7 мм и отделенными друг от друга с шагом 15 мм. Длина приемника 25 мм.
На фиг.3 показан вид верхней поверхности зарядной панели. Комплект обмоток и сердечников выполнен с гексагональной симметрией, поскольку это обеспечивает наилучшее размещение соответствующих обмоток для активации, когда приемник расположен на зарядной поверхности в произвольном положении и ориентации.
На фиг.4 представлено размерное соотношение между приемником энергии и зарядными обмотками. Для ясности, положения обмоток представлены '+', при направлении течения тока против часовой стрелки и '-', при направлении течения тока по часовой стрелке. Сами обмотки физически могут быть разного исполнения, что будет видно далее. Размеры, которые обеспечивают хорошую эффективность при мощностях 2-5 Вт, следующие: длина приемника энергии 30 мм с поперечным размером 2×6 мм, а зарядная поверхность с диаметром элемента 15 мм.
На фиг.5 показано, как приемник энергии может быть заряжен в разных положениях активацией на панели только двух обмоток. В случае активации только 1 пары обмоток (одна положительная и одна отрицательная) имеются две конкретные геометрии, представленные на фиг.5(a) и 5(b). Диапазон перестановок минусовых обмоток для активации с любой заданной положительной обмоткой ограничен максимально двенадцатью 'вторыми ближайшими соседними' элементами.
На фиг.6 показано, как приемник энергии может быть заряжен с использованием двух пар обмоток. При использовании двух пар имеется 10 конкретных геометрий, хотя целесообразными являются только 5 или 6. Три из них показаны на фиг.6(a), б(b) и 6(c).
На фиг.7 показано, как приемник энергии может быть заряжен с использованием трех пар обмоток. При трех парах имеется 4 конкретных геометрии, показанные на фиг.7(a), 7(b), 7(c) и 7(d). На практике хорошее подключение обеспечивают только геометрии фиг.7(a) и фиг.7(b).
Для данного положения приемника энергии на зарядной поверхности имеется несколько возможных устройств возбуждения, которые можно использовать. При использовании большего количества пар обмоток, максимальный фактор связи падает, но вариация соединения становится ниже. Можно поддерживать фиксированное количество пар, или можно использовать разное количество пар, в зависимости от точного положения и ориентации энергии. Например, используя всегда две пары, можно поддерживать минимальный фактор связи выше 0,2 и поддерживать вариацию соединения до 70%.
На фиг.8 показаны портативные устройства с встроенными приемниками энергии, принимающими энергию от зарядной панели. Панель достаточно большая для одновременной зарядки множества устройств. Например, одно устройство заряжают 1 парой обмоток, а другое устройство заряжают 2 парами. Оба устройства имеют также приемники разного размера и могут иметь разную потребность в энергии. Важно, что поле локализовано в районе активируемых обмоток, так что батарейка не находится, по существу, внутри магнитного поля.
На фиг.9 показано устройство определения положения обмотки устройства и переключения соответствующих обмоток на зарядной панели. Комплект обмоток на зарядной панели представлен электрически (обмотка 1, обмотка 2 и т.д.). К каждой обмотке подключены 3 переключателя (SWx-A, SWx-В, SWx-С), управляемые микропроцессором (µР). Два первых переключателя (SWx-А и SWx-В) используют для возбуждения обмотки. Переключатель SWx-А используют для подключения обмотки к 'положительному источнику переменного тока (+Vac). Переключатель SWx-В используют для подключения обмотки к 'минусовому' источнику переменного тока (-Vac). Третий переключатель (SWx-С) используют для определения обмоток, которые должны быть активированы. Когда SWx-С закрыт, в датчике источника напряжения (Vsense), индукторе датчика и обмотке возникает индуктивный мост. Для определения величины напряжения в средней точке моста используют пиковый детектор. Ее, в свою очередь, преобразуют в цифровой сигнал для микропроцессора, по аналогии с цифровым преобразователем (аналого-цифровым). Когда приемник энергии расположен на панели, самоиндукция обмоток панелив непосредственной близости от приемника будет расти. Это обусловлено тем, что наличие феррита в приемнике снижает, по сравнению с воздухом, магнитное сопротивление магнитной цепи. Такой рост индуктивности обмотки приводит к более высокому напряжению переменного тока от индуктивного моста и более высокому сигналу в микропроцессоре.
Напряжение переменного тока, используемое для измерения (датчик Vac), имеет предпочтительно другую, от передачи энергии, частоту. Предпочтительно она дольная от частоты передачи энергии, так что ее гармоники слишком отличны от гармоник передачи энергии. Вероятно, здесь может быть некоторый 'прорыв' энергии в частоте передачи энергии в цепи датчика. Он возникает из за паразитной связи между отдельными обмотками в установке. Он может быть предотвращен введением фильтра в пути измерения после пикового детектора.
Переключатели передачи энергии (SWx-A, SWx-В) необходимы для способности переноса больших энергий. Однако, нет необходимости очень быстрого переключения, так как их переключают только, когда устройство перемещают, поворачивают на панели или удаляют. Применяемые для измерения переключатели (SWx-С) могут обладать значительно меньшей пропускной мощностью, поскольку они нужны только для пропуска измерительного сигнала низкого уровня. Для SWx-С желательно иметь более быстрые переключатели, так что они могут быть достаточно быстро отсканированы. Это снижает латентность реагирования зарядного устройства, когда устройство расположено на панели. Поэтому желательно применение разных технологий для переключателей энергии и переключателей датчиков. Например, для энергии можно применить реле или переключатели (по технологии MEMS), (когда они сильноточные, но тихоходные), и для датчика, полупроводниковые MOSFET переключатели (на канальных полевых униполярных МОП-транзисторах), (когда необходимы слаботочные, но более быстрые переключатели).
Для определения обмоток, которые должны быть активированы, в микропроцессоре используют алгоритм для измерения индуктивности и активации соответствующих обмоток. Во-первых, необходимо провести калибровку установки измерением индуктивности каждой обмотки, при отсутствии проксимальных к ней устройств. Обычно это производит завод, однако желательно произвести повторную калибровку в более поздние сроки. На фиг.10 показан примерный алгоритм верхнего уровня для активации соответствующих обмоток. Установку включают, а все обмотки отключают. Измеряют индуктивность каждой обмотки. Для определения изменения индуктивности вычитают калибровочное значение. По полученной для панели схеме изменения индуктивностей микропроцессор определяет положение вторичных обмоток внутри каждого устройства. Он использует данную информацию для определения пар обмоток, которые необходимо активировать. Каждой обмотке в каждой паре установлена разная полярность. Микропроцессор может установить, что размер и/или положение отдельного устройства требует активации более одной пары. Для уверенности в обоснованности предлагаемой схемы проводят проверку. После подтверждения конфигурации, каждую пару обмоток (которая еще не включена) включают на мгновение, чтобы увидеть потребление энергии. Пары обмоток, потребление энергии которых выше некоторого порогового значения, включают. Пары обмоток, потребление энергии которых ниже данного порогового значения, отключают. Это означает, что устройства, которые находятся на панели, но им не требуется энергия (например, ввиду их полной зарядки), отключают.
Более подробные алгоритмы для определения и включения требуемых обмоток представлены на фиг.11 и 12. На фиг.11 показан алгоритм калибровки. Алгоритм отключает все переключатели. Он начинает с первой обмотки. SWx-С включена. Напряжение измеряют в пиковом детекторе. Данную информацию сохраняют в блоке (Cal []). Затем он переходит к следующей обмотке. Он заканчивает работу после измерения всех обмоток. На фиг.12 приведен подробный рабочий алгоритм (предполагается, что алгоритм калибровки уже выполнен). Сначала отключают все обмотки, Это выполняют с каждой обмоткой, одна за другой. Это первые испытания, чтобы было видно, если обмотка уже включена. Если так, он определяет потребляемую энергию и отключает ее, если она ниже некоторого порогового значения. Если обмотка не включена, он замеряет индуктивность по датчику пикового напряжения и вычитает калибровочное значение. Данную информацию сохраняют в блоке (Meas []). После того, как все обмотки испытаны/замерены, он определяет, где на панели расположены приемники. Затем он определяет требуемые пары обмоток, которые должны быть активированы и устанавливает их полярность. Если установка действенна, он проводит проверку по определению пар, которым необходима энергия. Он идентифицирует в блоке Meas [], что данной обмотке необходима энергия, приданием ей, по результатам испытания, отличительного символа. Затем он проводит испытание по определению наличия металла, который берет энергию от установки и представляет опасность. Если металл присутствует, то условие перегрузки, при котором обмотка будет брать энергию больше допустимого порогового значения, или если конфигурация обмоток недейственная, то тогда отключают все обмотки, пользователя оповещают об опасности и после периода ожидания установку вернут в исходное положение.
Устройство по фиг.9 требует сигналы напряжения переменного тока высокой мощности и противоположной полярности. На фиг.13 показано средство генерации этих сигналов. Здесь имеется источник энергии постоянного тока, который подключен к инвертору для выработки сигнала переменного тока с частотой, соответствующей частоте осциллятора. Тот, в свою очередь, подключен к индуктору и конденсатору, резонирующему с частотой осциллятора. Тот, в свою очередь, через конденсатор переменной емкости подключен к трансформатору. Вывод трансформатора имеет центральный заземляющий отвод. Два выходных конца мощности трансформатора питают положительный и отрицательный полюсные вводы в схему фиг.9. Конденсатор переменной емкости необходим из-за того, что индуктивность нагрузки на трансформатор будет меняться при включении и отключении разных обмоток. Она может также меняться при разных нагрузках устройств, или разных положениях устройств на панели. Поэтому для уверенности в том, что установка резонирует с частотой осциллятора, регулируют конденсатор переменной емкости. В данной установке конденсатор переменной емкости выполнен с применением переключающей схемы, хотя имеется много способов достижения этого.
На фиг.14 показана эквивалентная электрическая схема портативного устройства для применения в зарядной панели. Здесь есть вторичная обмотка (представленная индуктором), конденсатор, так что комбинация резонирует с частотой осциллятора. Этот сигнал преобразуют с помощью выпрямителя (который может быть мостовым выпрямителем) в напряжение постоянного тока. Затем напряжение конвертируют с помощью преобразователя постоянного тока до напряжения требуемого уровня. Он соединен с зарядным контроллером, который в свою очередь подключен к батарее. Иногда возможно объединение преобразователя постоянного тока и зарядного регулятора в одном элементе.
Пока было показано только одно исполнение установки. На практике имеется множество разных магнитных устройств, которые можно применить; множество способов определения и множество способов переключения. В некоторой степени они могут быть выбраны независимо друг от друга, хотя предпочтительно оптимизировать установку, как единое целое.
На фиг.15 показана альтернативная магнитная установка. В данной установке зарядное устройство по-прежнему имеет блок создающих вертикальное поле элементов. Однако, фактически возбуждающие их обмотки выполнены так, что их оси параллельны заряжающей поверхности. Поток переходит из возбуждаемой горизонтальной обмотки в вертикальные опоры из магнитного материала. Когда вторичное устройство расположено на зарядной поверхности, оно замыкает магнитную цепь, так что магнитный материал образует почти замкнутую петлю (за исключением разрыва между устройством и пластиковыми зарядными корпусами). Намотанная вокруг магнитного материала обмотка внутри вторичного устройства, с осью, горизонтальной относительно зарядной поверхности, замыкает созданное поле, допуская передачу энергии.
На фиг.16 показано зарядное устройство, выполненное с помощью осуществления РСВ (печатных плат). В таком устройстве имеется комплект планарных спиральных обмоток, используемых для создания вертикальных полей. Обычно применяют несколько слоев РСВ, причем каждый имеет комплект обмоток. Для повышения величины создаваемого поля эти комплекты обмоток следует выровнить друг с другом. Для завершения магнитной цепи обычно необходима ферритовая опорная плита. В центре спирали предпочтительно иметь отверстия, в которых можно размещать цилиндры из магнитного материала.
На фиг.17 показано другое осуществление печатных плат. Однако данная установка имеет комплект плотно упакованных гексагональных обмоток.
На фиг.18 показана гибридная зарядная установка. Данная установка позволяет использовать внутри портативного устройства два разных типа приемника. Устройство 1 имеет намотанную вокруг магнитного материала обмотку с горизонтальной осью. Однако в устройстве 2 в качестве приемника применена плоская спиральная обмотка. Два разных типа обмоток заряжают разными путями. Устройство 1 заряжают, как ранее, энергией пар обмоток с положительной и отрицательной полярностью. Устройство 2 заряжают энергией группы обмоток с одинаковой полярностью. Поэтому устройство 2 принимает непосредственно вертикальное поле. Устройство 2 вместо плоской спиральной обмотки может иметь просто витую обмотку, но с осью, перпендикулярной зарядной поверхности. Может быть необходимым изменение количества обмоток, питающих устройство 2. Используя одну и ту же зарядную платформу, можно заряжать разные типы приемника либо отдельно, либо одновременно. Для размещения портативных устройств разной формы могут быть использованы два разных типа устройства. Альтернативно может быть применена установка для зарядки устройств от разных изготовителей, которые работают по разным стандартам. Для портативного устройства может быть необходимым сообщение о типе приемника, который должен быть заряжен, чтобы зарядное устройство могло правильно определить, какие обмотки следует активировать и с каким расположением полярности.
На фиг.19 показан диапазон разных типов приемника, выполненных с осью обмотки, параллельной зарядной поверхности, когда портативное устройство находится на зарядке. На фиг.19(a) это цилиндрическая стержневая конструкция; на фиг.19(b) прямоугольная стержневая конструкция; на фиг.19(c) это тонкий лист из аморфного металла, с намотанной вокруг него обмоткой. На практике используют несколько листов из аморфного металла, предпочтительно отделенных изолирующим материалом.
На фиг.20 показан вид в плане приемника, который может относиться к любой из конструкций на фиг.19. Предпочтительно, что навивка обмотки не проходит весь путь до концов магнитного материала. Когда устройство расположено на зарядном устройстве, желательно, чтобы заряжающие элементы перекрывали концевые участки (без обмотки). Это гарантирует, что на концах обмотки не возникнет напряжение, которое противодействует принимаемому основному напряжению.
Фиг.21 показывает, что можно использовать либо простой, в виде прямоугольного параллелепипеда, сердечник (a), либо несколько предпочтительный U-образный сердечник (b). U-образный сердечник позволяет магнитному материалу устройства располагаться ближе к магнитному материалу зарядного устройства, снижая тем самым снижая магнитное сопротивление магнитной цепи. U-образный сердечник осуществляет это обеспечением отделения для катушечной обмотки.
Применение горизонтальной вторичной обмотки предпочтительно по нескольким причинам. Во-первых, формфактор удобен для интегрирования либо на основании, или на задней стороне мобильного устройства. Во-вторых, вытянутая форма способствует концентрации магнитного поля. Это относится к высокоэффективной проницаемости, из-за высокого формфактора/низкого саморазмагничивания. Это позволяет, при данной потере мощности применять меньшую вторичную обмотку.
Хотя применение для комплекта обмоток в зарядном устройстве магнитных сердечников предпочтительно, но несущественно. Можно данные сердечники опустить, для облегчения и удешевления установки, но ценой сниженной магнитной эффективности.
Хотя лучше всего возбуждать пары обмоток в зарядном устройстве в 'двухтактном виде', чтобы заряжать приемник с горизонтальной обмоткой (параллельной зарядной поверхности), можно также применять в зарядном устройстве только обмотки одной полярности. Это можно рассматривать как именно ту же самую установку, но с отключенным одним из 'драйверов'. В целом, магнитная цепь будет та же самая. Однако эффективность будет значительно снижена. Однако, для менее энергоемких устройств это может быть не слишком проблемным. Одна конструкция показана на фиг.22. Большинство устройств возможно имеет спиральные обмотки (или плоские намотанные обмотки). Однако, такие обмотки могут быть слишком большими, чтобы их устанавливать в наушниках. Вместо наушников можно иметь тонкую длинную обмотку. Такая обмотка может быть заряжена двухполярной установкой. Альтернативно ее можно зарядить простой зарядкой одной из обмоток (при той же самой полярности, как другие устройства). Хотя эффективность ниже, потребность наушников в энергии значительно меньше, так что сниженная эффективность не вызывает проблем. Однако потребность обеспечения только одной полярности приведет к значительному снижению сложности и стоимости установки.
На фиг.23 показан более простой и дешевый альтернативный вариант плоскому панельному зарядному устройству. Этому устройству необходим только один ряд обмоток. Зарядное устройство выполнено в виде полки, так что устройство стоит вертикально на подставке. Для предотвращения устройств от падения подставка может иметь небольшой наклон. Приемник в портативном устройстве расположен на заданном расстоянии от нижнего края. Поэтому здесь всегда выдержан один размер. В зависимости от участка полки, на котором расположено устройство, соответственно активируют разные обмотки. Полка позволяет располагать устройства в любом месте по длине. Дополнительно она позволяет одновременно заряжать несколько устройств.
Основным решением, обеспечивающим низкие потери, являются намотанные из многожильного обмоточного провода первичные обмотки. Могут быть применены обмотки с ферритовыми сердечниками, или без них. Ферритовые сердечники могут быть добавлены для достижения выгоды от небольшого формфактора (при приемлемой стоимости) и получения благоприятного выровненного фактора связи. Однако, общая стоимость и технологичность менее привлекательны. Для снижения стоимости могут быть применены другие технологии плоских обмоток, например, обмотки РСВ или обмотки типа часовой пружины, но обычно показывают более высокие потери (доброкачественность Q обмоток ниже).
Для снижения стоимости и веса вертикальные сердечники могут быть полыми, поскольку общая плотность потока недостаточно высокая, не требующая монолитной детали. За вертикальными сердечниками может быть применена опорная ферритовая плита, для работы в качестве обратного пути потока, и она улучшает фактор связи. Однако, установка может работать без этой опорной плиты, что снижает стоимость и вес. Проницаемым материалом, из которого изготавливают сердечники и/или опорную плиту, предпочтительно является Mn-Zn (марганцево-цинковый) феррит, однако, могут применяться другие магнитные материалы, например, сердечники из железного порошка, карбонильное железо, аморфный металл, нанокристаллический металл или магнитные композиты.
Ключевым признаком данного изобретения является то, что оно применяет высоколокализованное поле для снижения нежелательного индукционного нагрева поблизости к металлическим деталям и интерференции с другими электронными устройствами. Оно также обеспечивает расширяемую установку, которая может продолжаться почти до любого размера панели составлением мозаики из выбранных обмоток возбуждения.
Установка может быть выполнена для работы с дисковыми вторичными обмотками, без изменения основных магнитов и аппаратуры переключения. Данная установка позволяет так называемым производителям выбирать второй тип, который согласуется с имеющимся пространством и потребностью в энергии их продукта.
Определение расположения и ориентации одной, или более приемных обмоток внутри портативного устройства может быть осуществлено, например, одним из следующих способов:
1. Измерение изменения собственной индуктивности первичной обмотки из-за наличия в устройстве вторичной обмотки.
2. Измерение изменения совместной индуктивности между ближайшими первичными обмотками в зарядном устройстве. Это в свою очередь влечет за собой выбор каждой обмотки и измерение совместной индуктивности между данной обмоткой и другими ближайшими обмотками (внутри диапазона, в котором мог бы взаимодействовать приемник).
3. Портативное устройство эмитирует тестовый сигнал, улавливаемый зарядным устройством во множестве точек. Зарядное устройство триангуляцией определяет положение приемника.
4. Портативное устройство улавливает тестовый сигнал зарядного устройства и сообщает обратно по отдельному каналу связи, например, Bluetooth (технология "Голубой зуб") сигнал с интенсивностью, по которой устанавливают его местоположение.
5. Индукционная связь, использующая первичную и вторичную обмотки. Например, вторичная обмотка имеет двойное назначение, как RFID (радиочастотная индентификационная) антенна, а положение определяют с использованием RFID канала.
6. Резонансная структура вторичной цепи (например, регулируемый жидкокристаллический резонатор) выдает на импульс первичной цепи ответ обнаружения (например, вызывными колебаниями).
7. Обнаруживают нелинейность сигнала, например, из-за насыщения вторичного сердечника большим полем постоянного тока, или из-за вторичных цепей выпрямления.
8. Вторичная обмотка приемника выдает случайную узлацию нагрузки, которая может быть обнаружена первичной цепью.
9. Цепь короткого замыкания вторичной обмотки приемника при низком напряжении, для выдачи высокого Q-сигнала резонатора.
10. Измерение отставания по фазе сигнала ответа, которое изменяется, когда пропадает частота.
11. Отдельные обмотки индуктивного считывания, например, тонкая печатная схема. Они могут быть низкого напряжения и, тем не менее, дешевле для переключения.
12. Специальный способ считывания, например, использующий технологию магнитного этикетирования, оптические маркеры, технологию считывания положения с помощью сенсорного экрана, емкостное измерение и т.д.
Определяют положение вторичной цепи и затем энергию передают переключением на соответствующие первичные цепи. Определение, в свою очередь, может быть осуществлено переключением на каждую из первичных цепей и наблюдением за характеристическим ответом из вторичной цепи, или может быть выполнено некоторым отдельным средством.
Для генерации прямоугольного сигнала заданной частоты обычно первичные обмотки возбуждают от полумостовой схемы возбуждения. Она может быть 'перекинута' к соответствующим обмоткам матрицей из MOSFET переключателей. Это означает, что один возбудитель с высокочастотным прямоугольным сигналом может быть распределен между всеми обмотками. Маршрутные переключатели будут на очень низкой частоте и статичны, пока устройство стационарно расположено на поверхности. Минусовая фаза может быть достигнута переводом ее в противоположное направление, или применением второго возбудителя прямоугольного сигнала с мощностью, комплиментарной к мощности первого возбудителя.
Альтернативно, каждая обмотка может иметь свой собственный высокочастотный источник MOSFEM, который возбуждают непосредственно. Это означает, что для уменьшения колебания напряжения, наблюдаемого на вторичной стороне, разные узлы можно возбуждать сигналами разной амплитуды.
Каждое устройство может получать энергию возбуждением только двух первичных обмоток, причем ближайших к каждому концу узла. Однако, предпочтительно возбуждать более двух обмоток, в частности, когда один конец не точно выровнен с одной обмоткой. Для улучшения связи желательно дополнительно иметь сигналы разной амплитуды для разных первичных обмоток, связанных с одним узлом. Еще возможно дополнительное улучшение, если можно независимо регулировать фазу между обмотками.
Для обеспечения энергией обмоток и подключения ее к заданным обмоткам существует ряд альтернативных устройств.
На фиг.24 показано альтернативное устройство для обеспечения двух сигналов противоположной полярности. Вместо применения трансформатора применены два отдельных инвертора. Оба подключены к обычному осциллятору, кроме того один вход осциллятора инвертирован (или сдвинут на 180 градусов по фазе).
На фиг.25 показано устройство возбуждения сериесных обмоток постоянным током. Четыре переключателя обеспечивают возможность подсоединения любой обмотки в цепь с любой полярностью. Например, для подачи положительного тока к обмотке 1, включают переключатели SW 1-1, SW 1-4, a SW 1-2 и SW 1-3 оставляют открытыми. Для подключения обратного пути к заземлению, также включают SW 2-1 и SW 2-2, а другие сериесные обмотки аналогичным образом обходят. Для подачи минусового тока к обмотке 1 включают SW 1-3 SW 1-2 (a SW 1-1 и SW 1-4 оставляют открытыми), так что теперь ток течет через обмотку 1 в противоположном направлении. Опять другие имеющиеся обмотки должны быть обойдены. Аналогично, положительный ток подают к обмотке 2 включением SW 2-1 и SW 2-4 (с открытыми SW 2-2 и SW 2-3); отрицательный ток подают к обмотке 2 включением SW 2-2 и SW 2-3 (с открытыми SW 2-1 и SW 2-4).
Если имеется большое количество обмоток, то желательно сгруппировать их по зонам. Любая зона, в которой нет требующих ток обмоток, может быть закорочена включением переключателя 'обход зоны' (SW-обход). Преимуществом данного устройства является то, что ряд закрытых переключателей сокращает путь тока. Так как каждый переключатель имеет конечное 'on-resistance', то общее сопротивление пути снижено.
На фиг.26 показано устройство возбуждения множества устройств, которое особенно хорошее для устройств с разной потребляемой мощностью. Оно имеет матрицу переключения, которая может соединить любой ввод с любым выводом. На вводах (в парах) установлен ряд возбудителей постоянного тока. Каждая обмотка подключена к паре выводов. Резонансный конденсатор может быть установлен либо со стороны возбудителя, или со стороны обмотки переключателя. Каждый возбудитель используют для возбуждения пары обмоток: одну обмотку с положительной полярностью, а другую, с минусовой полярностью. Для возбуждения положительной обмотки положительную клемму возбудителя переменного тока подключают к положительной клемме обмотки (и также, минусовую клемму источника подключают к минусовой клемме обмотки). Для возбуждения отрицательной обмотки положительную клемму возбудителя подключают к отрицательной клемме обмотки (и также, отрицательную клемму возбудителя подключают к положительной клемме обмотки). В данном случае количество возбудителей намного меньше количества обмоток. Нет также необходимости подключать все возбудители. В представленном на фиг.26 примере возбудитель 1 обеспечивает положительным током обмотку 1 и отрицательным током обмотку 4, в то время как возбудитель 2 обеспечивает положительным током обмотку 2 и отрицательным током обмотку 6. Каждый возбудитель может быть отрегулирован независимо от других, в соответствии с показанной нагрузкой. В зависимости от того, как устройство расположено на зарядной поверхности, или потребляемой мощности устройства, желательно предоставить возбудителям дополнительную возможность отдельного подключения к более одной пары обмоток. Вместо применения одного и того же возбудителя, возможно также применение 2 отдельных источников или двойного источника (например, как на фиг.13 или 24). Это может позволить снизить сложность устройства переключения.
На фиг.27 показано устройство, которое может быть применено для снижения сложности устройства переключения. Устройство не воспринимает, какой конец приемника является положительным, а какой, отрицательным (полярность является лишь удобным ссылочным изображением). Следовательно, можно заранее назначать некоторым обмоткам фиксированную полярность. Если одна из фиксированных обмоток находится проксимальной к одному концу приемника, то тогда устройство должно гарантировать, что другой конец приемника возбуждает обмотка другой полярности. На фиг.27 показано, что четверть обмоток имеет фиксированную полярность, без какого-либо функционального ущерба. С целью индексации обмотки с фиксированной полярностью помечены знаками плюс и минус. Когда некоторые обмотки имеют фиксированную полярность, это означает, что для данных обмоток необходимо меньше переключателей, поскольку им никогда не потребуется противоположная полярность. Альтернативно, обмотки могут быть обозначены фиксированной полярностью относительно ближайших обмоток. Для снижения количества переключателей между обмотками дополнительно могут быть применены местные соединения.
Переключатели могут быть выполнены из FETs (полевых транзисторных), IGBTs, симисторных, релейных, MEMS (микроэлектромеханических) переключателей или других электронных переключателей, известных специалистам в данной области техники.
Представленные выше описания являются текущими вариантами осуществления изобретения. Возможны различные изменения и замены, не выходящие за пределы существа и более широких задач изобретения, определенных в формуле изобретения, которые следует интерпретировать в соответствии с патентным законодательством, включая теорию эквивалентов.
Считаем следующие заявления полезными для определения вариантов осуществления данного изобретения. Изложенные в описании признаки могут быть объединены с признаками следующих пунктов с образованием дополнительных вариантов осуществления.
1. Индукционная установка передачи энергии, содержащая первичный узел и вторичное устройство, отделенное от первичного узла, причем первичный узел содержит поверхность передачи энергии и более двух генераторов поля, каждый работающий для создания электромагнитного поля, при этом генераторы поля расположены в разных положениях относительно поверхности передачи энергии, вторичное устройство содержит приемник энергии, имеющий вторичную обмотку, причем установка дополнительно содержит:
средство определения, по меньшей мере, одного положения и ориентации приемника энергии относительно поверхности передачи энергии; и
средство управления генераторов поля, так что, по меньшей мере, один первый генератор поля и, по меньшей мере, один второй генератор поля, выбранные в зависимости от такого определения, активированы, по существу, под противоположным друг другу знаком, для направления магнитного потока через вторичную обмотку, подавая тем самым энергию к вторичному устройству, и дополнительно таким образом, что третий генератор из генераторов поля не активирован, поэтому не все генераторы поля активированы одновременно.
2. Установка по п.1, дополнительно содержащая:
множество вторичных устройств; и
пару из первого и второго генераторов поля для каждого из вторичных устройств.
3. Установка по п.1,в которой:
вторичная обмотка включает в себя первый и второй участки; и первый генератор является проксимальным первому участку, а второй генератор является проксимальным второму участку.
4. Установка по п.3, дополнительно содержащая множество из, по меньшей мере, одних первых и вторых генераторов поля.
5. Установка по п.1, к которой каждый генератор поля имеет обмотку.
6. Установка по п.1, в которой один из первых и вторых генераторов поля имеет фиксированный знак.
7. Установка по п.1, в которой средство определения включает в себя устройство измерения индуктивности генераторов поля.
8. Установка по п.1, в которой средство переключения включает в себя устройство измерения потребляемой генераторами поля энергии.
9. Установка по п.1, дополнительно содержащая множество третьих генераторов поля.
10. Установка по п.1, дополнительно содержащая множество первых генераторов поля и множество вторых генераторов поля.
11. Установка по п.1, в которой вторичная обмотка включает в себя магнитный сердечник, причем установка дополнительно содержит магнитный материал, проксимальный генераторам поля, противоположный магнитному сердечнику.
11а. Установка по п.11, в которой путем магнитного потока является первичный магнитный материал.
12. Установка по п.1, в которой генераторы поля выполнены в виде комплекта.
13. Установка по 1, дополнительно содержащая средство обеспечения связи между вторичной обмоткой и первичным узлом.
14. Индукционная установка передачи энергии, содержащая первичный узел и вторичное устройство, отделенное от первичного узла, причем первичный узел включает в себя поверхность передачи энергии и множество генераторов поля, каждый работающий для создания электромагнитного поля, при этом генераторы поля расположены в разных положениях относительно поверхности передачи энергии, вторичное устройство включает в себя приемник энергии, имеющий, в общем вытянутый сердечник и намотанную вокруг сердечника вторичную обмотку, причем установка дополнительно содержит:
средство определения, по меньшей мере, одного положения и ориентации сердечника относительно поверхности передачи энергии; и
средство управления генераторов поля, так что первый и второй генераторы из генераторов поля, выбранные в зависимости от такого определения, активированы под противоположным друг другу знаком, для направления магнитного потока через вторичную обмотку, подавая тем самым энергию к вторичному устройству.
15. Установка по п.14, дополнительно содержащая множество вторичных устройств.
16. Установка по п.14, в которой каждый генератор поля имеет обмотку.
17. Установка по п.14, в которой один из первых и вторых генераторов поля имеет фиксированный знак.
18. Установка по п.14, в которой средство определения включает в себя устройство измерения индуктивности генераторов поля.
19. Установка по п.14, в которой средство переключения включает в себя устройство измерения потребляемой генераторами поля энергии.
20. Установка по п.14, в которой средство переключения дополнительно служит для деактивации третьего генератора поля, поэтому не все генераторы поля активированы одновременно.
21. Установка по п.20, дополнительно содержащая множество третьих генераторов поля.
22. Установка по п.14, дополнительно содержащая множество из, по меньшей мере, одних первых генераторов поля и вторых генераторов поля.
23. Установка по п.14, дополнительно содержащая магнитный материал, проксимальный генераторам поля, противоположный магнитному сердечнику.
24. Установка по п.14, в которой первые генераторы выполнены в виде комплекта.
25. Установка по п.14, дополнительно содержащая средство обеспечения связи между вторичным устройством и первичным узлом.
26. Установка передачи энергии электромагнитной индукцией от первичного узла к вторичному устройству, отделенному от первичного узла, содержащая:
первичный узел, включающий в себя поверхность передачи энергии и более двух первичных обмоток;
вторичное устройство, включающее в себя приемник энергии, имеющий вторичную обмотку;
генератор переменного тока;
средство определения положения приемника энергии относительно поверхности передачи энергии; и
средство переключения, реагирующее на средство определения, для подачи тока от генератора тока к первой первичной обмотке под одним знаком и, к второй первичной обмотке, под противоположным знаком, так что магнитный поток течет через вторичную обмотку, подавая энергию к вторичному устройству, причем средство переключения дополнительно служит для деактивации третьей первичной обмотки, поэтому не все обмотки активированы одновременно.
27. Установка по п.26, дополнительно содержащая множество вторичных устройств.
28. Установка по п.26, в которой:
вторичная обмотка включает в себя первый и второй участки; и
первый генератор является проксимальным первому участку, а второй генератор является проксимальным второму участку.
29. Установка по п.26, в которой одна из первых и вторых первичных обмоток имеет фиксированный знак.
30. Установка по п.26, в которой средство определения включает в себя устройство измерения индуктивности первичных обмоток.
31. Установка по п.26, в которой средство переключения включает в себя устройство измерения потребляемой первичными обмотками энергии.
32. Установка по п.26, дополнительно содержащая множество третьих первичных обмоток.
33. Установка по п.26, дополнительно содержащая множество из, по меньшей мере, одних первых первичных и вторых первичных обмоток.
34. Установка по п.26, в которой вторичная обмотка включает в себя магнитный сердечник, причем установка дополнительно содержит магнитный материал, проксимальный первичным обмоткам, противоположный магнитному сердечнику.
35. Установка по п.26, в которой первичные обмотки выполнены в виде комплекта.
36. Установка по п.26, дополнительно содержащая средство обеспечения связи между вторичным устройством и первичным узлом.
37. Установка для передачи энергии электромагнитной индукцией от первичного узла к вторичному устройству, отделенному от первичного узла, содержащая:
первичный узел, включающий в себя поверхность передачи энергии и более двух первичных обмоток;
вторичное устройство, включающее в себя приемник энергии, имеющий магнитный сердечник и намотанную вокруг сердечника вторичную обмотку;
генератор переменного тока;
средство определения положения приемника энергии относительно поверхности передачи энергии; и
средство переключения для подачи тока от генератора тока, по меньшей мере, к первой первичной обмотке, проксимальной к первому участку магнитного сердечника и, по меньшей мере, к второй первичной обмотке, проксимальной к второму участку магнитного сердечника, при этом направление тока, подаваемого к второй обмотке, противоположно направлению тока, подаваемого к первой первичной обмотке, причем магнитный поток течет через вторичную обмотку, подавая энергию к вторичному устройству.
38. Установка по п.37, дополнительно содержащая множество вторичных устройств.
39. Установка по п.37, в которой одна из первых и вторых первичных обмоток имеет фиксированный знак.
40. Установка по п.37, в которой средство определения включает в себя устройство измерения индуктивности первичных обмоток.
41. Установка по п.37, в которой средство переключения включает в себя устройство измерения потребляемой первичными обмотками энергии.
42. Установка по п.37, в которой средство переключения дополнительно служит для деактивации третьей первичной обмотки, поэтому не все первичные обмотки активированы одновременно
43. Установка по п.42, дополнительно содержащая множество третьих первичных обмоток.
44. Установка по п.37, дополнительно содержащая множество из, по меньшей мере, одних первых первичных и вторых первичных обмоток.
45. Установка по п.37, дополнительно содержащая магнитный материал, проксимальный первичным обмоткам, противоположный магнитному сердечнику.
46. Установка по п.37, в которой первичные обмотки выполнены в виде комплекта.
47. Установка по п.37, дополнительно содержащая средство обеспечения связи между вторичным устройством и первичным узлом.
48. Первичный узел для передачи энергии электромагнитной индукцией к вторичному устройству, отделенному от первичного узла, при этом вторичное устройство включает в себя вторичную обмотку, причем первичный узел содержит:
поверхность передачи энергии и более двух генераторов поля, при этом каждый способен создавать поле;
средство определения положения вторичной обмотки относительно поверхности передачи энергии; и
средство переключения, реагирующее на средство определения, для активации первого и второго генераторов из генераторов поля, так что поле, создаваемое вторым генератором поля, имеет знак, противоположный знаку поля, создаваемого первым генератором поля, тем самым магнитный поток от первого и второго генераторов поля течет через вторичную обмотку, подавая энергию к вторичному устройству, причем средство переключения дополнительно служит для деактивации третьего генератора из генераторов поля, поэтому не все генераторы поля активированы одновременно.
49. Первичный узел по п.48, в котором:
вторичная обмотка включает в себя первый и второй участки; и
первый генератор поля является проксимальным первому участку, а второй генератор поля является проксимальным второму участку.
50. Первичный узел по п.49, дополнительно содержащий множество из, по меньшей мере, одних первых и вторых генераторов поля.
51. Первичный узел по п.48, в котором каждый генератор поля имеет обмотку.
52. Первичный узел по п.48, в котором один из первых и вторых генераторов поля имеет фиксированный знак.
53. Первичный узел по п.48, в котором средство определения включает в себя устройство измерения индуктивности генераторов поля.
54. Первичный узел по п.48, в котором средство переключения включает в себя устройство измерения потребляемой генераторами поля энергии.
55. Первичный узел по п.48, в котором генераторы поля выполнены в виде комплекта.
56. Первичный узел по п.48, дополнительно содержащий средство обеспечения связи между вторичным устройством и первичным узлом.
57. Первичный узел для передачи энергии электромагнитной индукцией к вторичному устройству, отделенному от первичного узла, вторичное устройство включает в себя вторичную обмотку, имеющую магнитный сердечник, причем первичный узел содержит:
поверхность передачи энергии и более двух генераторов поля, причем каждый способен создавать поле;
средство определения положения вторичного сердечника относительно поверхности передачи энергии; и
средство переключения, реагирующее на средство определения, для активации первого и второго генераторов из генераторов поля, так что поле, создаваемое вторым генератором поля, имеет знак, противоположный знаку поля, создаваемого первым генератором поля, тем самым магнитный поток от первого и второго генераторов поля течет через вторичный сердечник, подавая энергию к вторичному устройству.
58. Первичный узел по п.57, дополнительно содержащий множество вторичных устройств.
59. Первичный узел по п.57, в котором каждый генератор поля имеет обмотку.
60. Первичный узел по п.57, в котором один из первых и вторых генераторов поля имеет фиксированный знак.
61. Первичный узел по п.57, в котором средство определения включает в себя устройство измерения индуктивности генераторов поля.
62. Первичный узел по п.57, в котором средство переключения включает в себя устройство измерения потребляемой генераторами поля энергии.
63. Первичный узел по п.57, в котором средство переключения дополнительно служит для деактивации третьего генератора поля, поэтому не все генераторы поля активированы одновременно.
64. Первичный узел по п.63, дополнительно содержащий множество третьих генераторов поля.
65. Первичный узел по п.57, дополнительно содержащий множество из, по меньшей мере, одних первых генераторов поля и вторых генераторов поля.
66. Первичный узел по п.57, дополнительно содержащий магнитный материал, проксимальный генераторам поля, противоположный магнитному сердечнику.
67. Первичный узел по п.57, в котором генераторы поля выполнены в виде комплекта.
68. Первичный узел по п.57, дополнительно содержащий средство обеспечения связи между вторичным устройством и первичным узлом.
69. Способ передачи энергии электромагнитной индукцией от первичного узла к вторичному устройству, отделенному от первичного узла, содержащий этапы:
обеспечение поверхности передачи энергии;
обеспечение более двух генераторов поля, причем каждый способен создавать поле;
обеспечение вторичного устройства, включающего в себя приемник энергии;
позиционирование вторичного устройства относительно поверхности передачи энергии;
определение положения приемника энергии относительно поверхности передачи энергии; и
активация первого и второго генераторов из генераторов поля, так что поле, создаваемое вторым генератором поля, имеет знак, противоположный знаку поля, создаваемого первым генератором поля, тем самым магнитный поток от первого и второго генераторов поля течет через приемник энергии, подавая энергию к вторичному устройству, причем этап активации дополнительно включает в себя деактивацию третьего генератора из генераторов поля, поэтому не все генераторы поля активированы одновременно.
70. Способ по п.69, дополнительно включающий в себя множество вторичных устройств.
71. Способ по п.69, в котором:
вторичный приемник энергии включает в себя первый м второй участки; и
первый генератор является проксимальным первому участку, а второй генератор является проксимальным второму участку.
72. Способ по п.69, в котором каждый генератор поля имеет обмотку.
73. Способ по п.69, в котором один из первых и вторых генераторов поля имеет фиксированный знак.
74. Способ по п.69, в котором этап определения включает в себя измерение индуктивности генераторов поля.
75. Способ по п.69, в котором этап активации включает в себя измерение потребляемой генераторами поля энергии.
76. Способ по п.69, дополнительно содержащий множество третьих генераторов поля.
77. Способ по п.69, дополнительно содержащий множество из, по меньшей мере, одних первых генераторов поля и вторых генераторов поля.
78. Способ по п.69, в котором вторичная обмотка включает в себя магнитный сердечник, причем способ дополнительно содержит магнитный материал, проксимальный генераторам поля, противоположный сердечнику.
79. Способ по п.69, в котором генераторы поля выполнены в виде комплекта.
80. Способ по п.69, дополнительно содержащий средство обеспечения связи между вторичным устройством и первичным узлом.
81.Способ передачи энергии электромагнитной индукцией от первичного узла к вторичному устройству, отделенному от первичного узла, содержащий этапы:
обеспечение поверхности передачи энергии;
обеспечение множества генераторов поля, причем каждый способен создавать поле;
обеспечение вторичного устройства, включающего в себя приемник энергии, имеющий магнитный сердечник и намотанную вокруг сердечника обмотку;
позиционирование вторичного устройства относительно поверхности передачи энергии;
определение положения сердечника относительно поверхности передачи энергии; и
активация первого генератора поля, проксимального к первому участку сердечника, при этом средство переключения активирует второй генератор поля, проксимальный к второму участку сердечника, причем поле, создаваемое вторым генератором поля, противоположно по знаку полю, создаваемому первым генератором поля, тем самым магнитный поток от первого и второго генераторов поля течет через вторичный сердечник, подавая энергию к вторичному устройству.
82. Способ по п.81, дополнительно включающий в себя обеспечение множества вторичных устройств.
83. Способ по п.81, в котором:
вторичный приемник энергии включает в себя первый и второй участки; и
первый генератор является проксимальным первому участку, а второй генератор является проксимальным второму участку.
84. Способ по п.81, в котором каждый генератор поля имеет обмотку.
85. Способ по п.81, в котором один из первых и вторых генераторов поля имеет фиксированный знак.
86. Способ по п.81, в котором этап определения включает в себя измерение индуктивности генераторов поля.
87. Способ по п.81, в котором этап активации включает в себя измерение потребляемой генераторами поля энергии.
88. Способ по п.81, в котором этап активации включает в себя деактивацию третьего генератора поля, поэтому не все генераторы поля активированы одновременно.
89. Способ по п.88, дополнительно содержащий множество третьих генераторов поля.
90. Способ по п.81, дополнительно содержащий множество из, по меньшей мере, одних первых генераторов поля и вторых генераторов поля.
91. Способ по п.81, дополнительно содержащий обеспечение магнитного материала, проксимального генераторам поля, противоположного магнитному сердечнику.
92. Способ по п.81, в котором генераторы поля выполнены в виде комплекта.
93. Установка по п.81, дополнительно содержащая средство обеспечения связи между вторичным устройством и первичным узлом.
94. Индукционная установка передачи энергии, содержащая первичный узел и вторичное устройство, отделенное от первичного узла, причем первичный узел включает в себя поверхность передачи энергии и множество генераторов поля, каждый работающий для создания электромагнитного поля, при этом генераторы поля расположены в соответствующих разных положениях относительно поверхности передачи энергии, вторичное устройство содержит приемник энергии, имеющий, в общем вытянутый сердечник и намотанную вокруг сердечника вторичную обмотку, причем установка дополнительно содержит:
средство управления генераторов поля, так что первый и второй генераторы из генераторов поля активированы под противоположным друг другу знаком, для направления магнитного потока через вторичную обмотку, подавая тем самым энергию к вторичному устройству.
95. Индукционная установка передачи энергии, содержащая:
первичный узел, включающий в себя поверхность передачи энергии и множество генераторов поля, каждый работающий для создания электромагнитного поля, при этом генераторы поля расположены в разных положениях относительно поверхности передачи энергии;
первое и второе вторичные устройства, отделенные от первичного узла, причем первое вторичное устройство включает в себя приемник энергии, имеющий обмотку, ось которой, в общем, параллельна поверхности передачи энергии, когда первое вторичное устройство находится в рабочем положении относительно поверхности передачи энергии, при этом второе вторичное устройство включает в себя приемник энергии, имеющий обмотку, ось которой, в общем перпендикулярна поверхности передачи энергии, когда второе вторичное устройство находится в рабочем положении относительно поверхности передачи энергии;
средство определения наличия и типа, по меньшей мере, одного вторичного устройства в рабочем положении относительно поверхности передачи энергии; и
средство, по меньшей мере, одного (a) управления генераторов поля, так что первые и вторые генераторы из генераторов поля, выбранные в зависимости от определения, активированы под противоположным друг другу знаком, когда одно из, по меньшей мере, одних вторичных устройств, является первым вторичным устройством, для направления магнитного потока через обмотку первого вторичного устройства, подавая тем самым энергию к первому вторичному устройству, и (b) управления генераторов поля, так что множество третьих обмоток, выбранных в зависимости от определения, активированы под одним и тем же друг другу знаком, когда другое из, по меньшей мере, одних вторичных устройств, является вторым вторичным устройством, для направления магнитного потока через обмотку второго вторичного устройства, подавая тем самым энергию к второму вторичному устройству.
96. Установка по п.95, в которой третьи генераторы поля активированы одновременно с первыми и вторыми генераторами поля.
97. Установка по п.95, в которой обмотка второго вторичного устройства является спиральной обмоткой.
98. Установка по п.95, в которой средство определения дополнительно служит для определения, по меньшей мере, одного положения и ориентации вторичного устройства относительно поверхности передачи энергии.
99. Первичный узел для передачи энергии независимо к первому и второму вторичным устройствам, отделенным от первичного узла, причем первое вторичное устройство включает в себя приемник энергии, имеющий ось, которая, в общем параллельна поверхности передачи энергии, когда первое вторичное устройство находится в рабочем положении относительно поверхности передачи энергии, при этом второе вторичное устройство включает в себя приемник энергии, имеющий обмотку с осью, в общем перпендикулярной поверхности передачи энергии, когда второе вторичное устройство находится в рабочем положении относительно поверхности передачи энергии, причем первичный узел содержит:
поверхность передачи энергии;
множество генераторов поля, каждый работающий для создания электромагнитного поля, при этом генераторы поля расположены в разных положениях относительно поверхности передачи энергии;
средство определения наличия и типа, по меньшей мере, одного вторичного устройства в рабочем положении относительно поверхности передачи энергии; и
средство, по меньшей мере, одного (a) управления генераторов поля, так что первые и вторые генераторы из генераторов поля, выбранные в зависимости от определения, активированы под противоположным друг другу знаком, когда одно из, по меньшей мере, одних вторичных устройств, является первым вторичным устройством, для направления магнитного потока через обмотку первого вторичного устройства, подавая тем самым энергию к первому вторичному устройству, и (b) управления генераторов поля, так что множество третьих обмоток, выбранных в зависимости от определения, активированы под одним и тем же знаком друг к другу, когда другое из, по меньшей мере, одних вторичных устройств, является вторым вторичным устройством, для направления магнитного потока через обмотку второго вторичного устройства, подавая тем самым энергию к второму вторичному устройству.
100. Индукционная установка передачи энергии, содержащая первичный узел и вторичное устройство, отделенное от первичного узла, причем первичный узел включает в себя поверхность передачи энергии и более двух генераторов поля, каждый работающий для создания электромагнитного поля, при этом генераторы поля расположены в разных положениях относительно поверхности передачи энергии, вторичное устройство содержит приемник энергии, имеющий вторичную обмотку, причем установка дополнительно содержит:
средство определения, по меньшей мере, одного положения и ориентации приемника энергии относительно поверхности передачи; и
средство управления поля, так что, по меньшей мере, один первый генератор из генераторов поля и, по меньшей мере, один второй генератор из генераторов поля, активированы, по существу, под противоположным друг другу знаком, для направления магнитного потока через вторичную обмотку, подавая тем самым энергию к вторичному устройству, причем количество первых генераторов поля и количество вторых генераторов поля выбрано в зависимости от такого определения.
В любом из раскрытых здесь объектов могут быть реализованы различные признаки, в аппаратуре, или в качестве программных моделей на одном, или более процессоров. Признаки одного объекта могут быть применены в любом из других решений.
Изобретение обеспечивает также компьютерную программу или компьютерный программный продукт и читаемый компьютером носитель с программой для осуществления любого из описанных здесь способов. Компьютерная программа осуществления изобретения может храниться на читаемом компьютеров носителе, или может быть в виде сигнала, например, такого как сигнал загрузки данных с веб-сайта Интернета, или в любой другой форме.
Данное изобретение распространяется на объекты установки и соответствующего первичного узла, способов и компьютерных программ.
Настоящее изобретение заявляет приоритет на основе патентной заявки UK №0716679.6, зарегистрированной 28.08.2007, включенной сюда посредством ссылки.
Варианты осуществления изобретения, на которое заявлено исключительное право или привилегия собственности, определены далее.
1. Способ применения в индукционной установке передачи энергии, при этом установка содержит первичный узел и вторичное устройство, отделяемое от первичного узла, причем первичный узел включает в себя поверхность передачи энергии и множество генераторов поля, каждый из которых может работать для создания электромагнитного поля, при этом генераторы поля расположены в разных положениях относительно поверхности передачи энергии, при этом вторичное устройство содержит приемник энергии, имеющий вторичную обмотку, причем способ содержит стадии:
определения, по меньшей мере, одного положения и ориентации приемника энергии относительно поверхности передачи энергии; и
управления количеством генераторов поля, которые активированы на основании такого определения, так что при разных положениях и/или ориентациях приемника энергии одновременно активируют разные количества упомянутых генераторов поля, и при этом, по меньшей мере, один первый генератор из генераторов поля и, по меньшей мере, один второй генератор из генераторов поля активируют, по существу, под противоположным друг другу знаком, для направления магнитного потока через вторичную обмотку, подавая тем самым энергию к вторичному устройству, причем количество первых генераторов поля и количество вторых генераторов поля выбрано в зависимости от такого определения.
2. Способ по п.1, в котором установка включает множество вторичных устройств из каждого первого и второго типов, причем первый тип вторичного устройства включает в себя приемник энергии, имеющий обмотку, ось которой, в общем, параллельна поверхности передачи энергии, когда это вторичное устройство находится в рабочем положении относительно поверхности передачи энергии, а второй тип вторичного устройства включает в себя приемник энергии, имеющий обмотку, ось которой, в общем, перпендикулярна поверхности передачи энергии, когда это вторичное устройство находится в рабочем положении относительно поверхности передачи энергии,
при этом способ дополнительно предусматривает прием сообщения от одного или более упомянутых вторичных устройств, причем сообщение устанавливает тип связанного с ним вторичного устройства, и указывает на наличие данного вторичного устройства в его рабочем положении относительно поверхности передачи энергии; и
стадию управления для всех или каждого присутствующих вторичных устройств, которая включает управление генераторами, так что их соответствующие фазы выполнены по заданной модели, выбранной в зависимости от сообщенного типа связанного с ним вторичного устройства.
3. Индукционная установка передачи энергии, содержащая первичный узел и вторичное устройство, отделяемое от первичного узла, причем первичный узел содержит поверхность передачи энергии и более двух генераторов поля, каждый из которых может работать для создания электромагнитного поля, при этом генераторы поля расположены в разных положениях относительно поверхности передачи энергии, вторичное устройство содержит приемник энергии, имеющий вторичную обмотку, причем установка дополнительно содержит:
средство определения, по меньшей мере, одного положения и ориентации приемника энергии относительно поверхности передачи энергии; и
средство управления генераторами поля, так что, по меньшей мере, один первый генератор поля и, по меньшей мере, один второй генератор поля, выбранные в зависимости от такого определения, активированы, по существу, под противоположным друг другу знаком, для направления магнитного потока через вторичную обмотку, подавая тем самым энергию к вторичному устройству, и таким образом, что третий генератор из генераторов поля не активирован, поэтому не все генераторы поля активированы одновременно.
4. Установка по п.3, дополнительно содержащая средство обеспечения связи между всеми или каждым вторичным устройством и первичным узлом.
5. Установка по п.3, дополнительно содержащая
генератор переменного тока; и
средство управления, включающее средство переключения, реагирующее на средство определения для подачи тока от генератора тока к, по меньшей мере, одному первому генератору поля с одним знаком и к, по меньшей мере, одному второму генератору поля с противоположным знаком, так что магнитный поток течет через вторичную обмотку.
6. Первичный узел для применения в индукционной установке передачи энергии, причем установка содержит первичный узел и вторичное устройство, отделяемое от первичного узла, при этом первичный узел содержит поверхность передачи энергии и более двух генераторов поля, каждый работающий для создания электромагнитного поля, при этом генераторы поля расположены в разных положениях относительно поверхности передачи энергии, вторичное устройство содержит приемник энергии, имеющий вторичную обмотку, причем первичный узел дополнительно содержит:
средство определения, по меньшей мере, одного положения и ориентации приемника энергии относительно поверхности передачи энергии; и
средство управления для управления генераторами поля, так что, по меньшей мере, один первый генератор поля и, по меньшей мере, один второй генератор поля, выбранные в зависимости от такого определения, активированы, по существу, под противоположным друг другу знаком, для направления магнитного потока через вторичную обмотку, подавая тем самым энергию к вторичному устройству, и, таким образом, что третий генератор из генераторов поля не активирован, поэтому не все генераторы поля активированы одновременно.
7. Первичный узел по п.6, в котором установка дополнительно содержит генератор для производства переменного тока; и
средство переключения дополнительно содержит средство переключения, реагирующее на средство определения, для подачи тока от генератора тока к, по меньшей мере, одному генератору поля с одним знаком и к, по меньшей мере, одному генератору поля с противоположным знаком, так что магнитный поток протекает через вторичную обмотку, подавая энергию к вторичному устройству, причем средство переключения дополнительно служит для деактивации третьего генератора поля из генераторов поля, поэтому не все генераторы поля активированы одновременно.
8. Первичный узел по п.6, в котором генераторы поля содержат обмотки.
9. Первичный узел по п.6, дополнительно содержащий средство обеспечения связи между вторичным устройством и первичным узлом.
10. Способ применения в индукционной установке передачи энергии, при этом установка содержит первичный узел и вторичное устройство, отделенное от первичного узла, причем первичный узел содержит поверхность передачи энергии и более двух генераторов поля, каждый работающий для создания электромагнитного поля, при этом генераторы поля расположены в разных положениях относительно поверхности передачи энергии, вторичное устройство содержит приемник энергии, имеющий вторичную обмотку, причем способ предусматривает стадии:
определения, по меньшей мере, одного положения и ориентации приемника энергии относительно поверхности передачи энергии; и
управления генераторами поля, так что, по меньшей мере, один первый генератор поля и, по меньшей мере, один второй генератор поля, выбранные в зависимости от такого определения, активированы, по существу, под противоположным друг другу знаком, для направления магнитного потока через вторичную обмотку, подавая тем самым энергию к вторичному устройству, и таким образом, что третий генератор из генераторов поля не активирован, поэтому не все генераторы поля активированы одновременно.
11. Способ по п.10, в котором установка содержит генератор переменного тока;
причем способ дополнительно предусматривает в ответ на такое определение подачу тока от генератора тока к, по меньшей мере, одному первому генератору поля с одним знаком и к, по меньшей мере, одному второму генератору поля с противоположным знаком, так что магнитный поток течет через вторичную обмотку, подавая тем самым энергию к вторичному устройству и деактивируя третью первичную обмотку, поэтому не все обмотки активированы одновременно.
12. Способ по п.10, дополнительно содержащий связь между вторичным устройством и первичным узлом для содействия в, по меньшей мере, одном из определения и/или управления.
13. Индукционная установка передачи энергии, содержащая:
первичный узел, включающий в себя поверхность передачи энергии и множество генераторов поля, каждый работающий для создания электромагнитного поля, при этом генераторы поля расположены в разных положениях относительно поверхности передачи энергии;
первое и второе вторичные устройства, отделенные от первичного узла, причем первое вторичное устройство включает в себя приемник энергии, имеющий обмотку, ось которой, в общем, параллельна поверхности передачи энергии, когда первое вторичное устройство находится в рабочем положении относительно поверхности передачи энергии, при этом второе вторичное устройство включает в себя приемник энергии, имеющий обмотку, ось которой, в общем, перпендикулярна поверхности передачи энергии, когда второе вторичное устройство находится в рабочем положении относительно поверхности передачи энергии;
средство определения наличия и типа, по меньшей мере, одного вторичного устройства в рабочем положении относительно поверхности передачи энергии; и
средство для, по меньшей мере, одного (a) управления генераторов поля, так что первые и вторые генераторы из генераторов поля, выбранные в зависимости от определения, активированы под противоположным друг другу знаком, когда одно из, по меньшей мере, одних вторичных устройств является первым вторичным устройством, для направления магнитного потока через обмотку первого вторичного устройства, подавая тем самым энергию к первому вторичному устройству, и (b) управления генераторов поля, так что множество третьих генераторов поля, выбранных в зависимости от определения, активированы под одним и тем же друг другу знаком, когда другое из, по меньшей мере, одних вторичных устройств является вторым вторичным устройством, для направления магнитного потока через обмотку второго вторичного устройства, подавая тем самым энергию к второму вторичному устройству.
