CN117597852A - 一种为接收设备无线供电的发送器设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种为至少一个接收设备无线供电的发送设备。发送器装置包括：电源，用于提供电力；至少一个第一线圈，电连接到电源，用于生成从至少一个第一线圈发出的第一电磁场；以及，多个第二线圈，布置成形成三维线圈阵列。三维线圈阵列经由第一电磁场电磁耦合到至少一个第一线圈。三维线圈阵列用于生成从三维线圈阵列发出的第二电磁场。三维线圈阵列还用于向体积区辐射第二电磁场，用于为位于体积区中的至少一个接收设备无线供电。

Description

一种为接收设备无线供电的发送器设备

技术领域

本发明涉及使用谐振器的发送器结构的无线电力传输或充电领域。特别地，本发明涉及一种为至少一个接收设备无线供电或充电的发送设备、无线供电***和相应的方法。本发明特别涉及具有继电器的3D无线电力传输。

背景技术

如今，电池供电的电子设备的数量正在迅速增加，因为这些电子设备提供了移动自由和便携性。近年来，已经提出了不使用充电电缆给电子设备的电池充电的无线电力传输(wireless power transmission，WPT)几种方法。现有为电池供电设备充电的无线电力传输***的主要工程挑战可以总结为：接收设备因为无线电力传输效率受到接收器耦合条件的影响，接收设备的定位自由度降低。使这种类型的技术对发送器与接收设备之间的横向或角度失调高度敏感，会导致接收设备在某些位置没有正确充电，甚至根本没有充电。此外，向多个接收设备同时高效供电，根据接收器位置重定向无线电力供应，以及自动或通过用户输入停止部分无线电力供应都是困难的。

虽然在实现电磁无线电力传输方面取得了很大进展，但目前还没有单一的解决方案：能够为接收器提供具有高定位自由度的高效无线电力传输，能够同时有效地供应给多个接收器，能够在更远的传输距离上供应给接收设备，能够减少向某些未使用位置的电力无线传输，即，能够分段有效体积，以及能够在发送设备的体积周围提供更均匀的磁场。

发明内容

本发明提供了一种有效和灵活的解决方案，用于以高定位自由度将无线电力传输到接收器。

上述和其它目的通过独立权利要求的特征实现。其它实现方式在从属权利要求、说明书和附图中是显而易见的。

为了详细描述本发明，将使用以下术语和符号。

在本发明中，描述了无线电力传输、为接收设备无线供电的发送设备和无线供电***。

无线电力传输是指在不使用电线作为物理链路的情况下电能的传输。该技术使用能够产生时变电磁场的发送设备，该时变电磁场基于电磁感应原理通过一个或多个接收设备引起循环电场。一个或多个接收设备能够直接从该循环电场中得到供电，或者接收设备将该循环电场转换为适当的功率电平，以供应给连接到接收设备的电负载或电池。

如今，电池供电的电子设备的数量正在迅速增加，因为这些电子设备提供了移动自由和便携性。这些设备应持续充电，以确保其正常工作。使用大电池可以降低这些设备的充电频率，但这些会影响电子设备的总体成本以及设备的重量和尺寸。

电池供电电子设备的充电通常通过使用壁挂充电器和连接到要充电设备的输入端口的专用电缆来完成，以在电源与耗电设备之间建立电气连接。这种充电机制的一些缺点总结为：a)由于电池充电所需的连接/断开循环，在该输入端口的连接器容易发生机械故障；b)每个电池供电设备都配有专用电缆和壁挂充电器。这两个部件有时仅与每个设备一起工作，并且在设备之间不可互换。这增加了设备的成本和非功能性壁挂充电器和电缆产生的电子废物；c)由于与电池供电电子设备输入端口周围所需的外壳所关联的成本较高，防水设备的生产变得更具挑战性；d)充电电缆的长度限制了用户的移动性。

为了避免这些缺点，近年来提出了几种不使用充电电缆对电子设备的电池充电的无线电力传输(wireless power transmission，WPT)方法。

商业无线电力传输***主要由两个组织驱动，即无线电力联盟和AirFuel联盟。无线电力联盟创建了Qi标准，以利用来自基站的磁感应为消费电子设备无线充电，消费电子设备通常是薄的垫子状物体，包含一个或多个发射线圈和一个装有接收线圈的目标设备。Qi***要求发送设备和接收设备靠近，通常在几毫米到几厘米内。在AirFuel联盟原则下工作的无线电力传输***使用发送器线圈与接收器线圈之间的谐振感应耦合为连接到接收设备的电池充电。谐振耦合允许电力在更远的距离上传输。

描述了使用谐振类型的无线电力传输无线向电子设备(例如，智能手机、平板电脑、智能眼镜、耳机、可穿戴设备、控制台遥控器等)的电池供电或充电的设备、***和方法。本文描述的无线电力传输设备在连接到电源的谐振器电路与用于将无线电力传输中继到接收器的谐振器电路之间使用磁谐振耦合。本文描述的无线电力传输***使用在发送器谐振器与接收器谐振器之间的谐振电感耦合。在一些方面，无线电力传输***能够同时向多个接收设备供电，这些接收设备相对于发送器阵列以及在延伸到发送器阵列外部或内部的充电体积内的任何或多个位置处具有严重的角度失调。在其他方面，还公开了调节到接收设备的无线能量传输的方法。

根据第一方面，本发明涉及一种用于无线供电至少一个接收设备的发送设备，该发送设备包括：电源，其用于提供电力；至少一个第一线圈，其电连接到电源，用于产生从至少一个第一线圈发出的第一电磁场；以及，多个第二线圈，其布置成形成三维线圈阵列，该三维线圈阵列经由第一电磁场电磁耦合到至少一个第一线圈，该三维线圈阵列用于生成从三维线圈阵列发出的第二电磁场；其中，该三维线圈阵列还用于向体积区辐射第二电磁场，用于无线供电位于体积区中的至少一个接收设备。

这样的发送设备可以向一个或多个接收器提供具有高定位自由度的高效无线电力传输。特别是，发送设备能够同时有效地对几个接收器充电，以在延长的传输距离为接收设备充电，从而减少到某些未使用位置的无线电力传输，即能够分段活动音量。此外，发送设备可以在发送设备的体积周围提供更均匀的磁场。

请注意，如果接收设备具有电池，则无线供电接收设备可以包括无线充电接收设备。如果接收设备没有电池，则可以由发送设备无线供电。

本发明中描述的所有设备不仅是充电器，而且是发送器。这意味着，人们可以拥有接收设备，而无需电池充电。本文公开的设备背后的想法是具有体积无线电力可用性，即体积区。该特征将所公开的设备与垫状发送器区分开来，其中，无线电力传输(WPT)只能发生在区域内。

在发送设备的示例性实现方式中，三维线圈阵列用于接收第一电磁场，并基于第一电磁场生成第二电磁场。

这提供了优势，即可以基于第一第二电磁场生成第二电磁场。这意味着，通过使用耦合机构，单个电源可以足以产生第一电磁场和第二电磁场两者。

在发送设备的示例性实现方式中，三维线圈阵列用于基于第一电磁场的重定向生成第二电磁场。

这提供了优势，即第二电磁场可以灵活地引导到可能需要的任何方向。

在发送设备的示例性实现方式中，发送设备包括第一电容元件，该第一电容元件与至少一个第一线圈一起电连接到电源，以形成第一谐振器电路，用于生成第一电磁场。

这提供了优势，即通过选择或调节第一电容元件可以灵活地调节第一谐振器电路的谐振频率。

例如，电连接可以基于串联电路或并联电路。

在发送设备的示例性实现方式中，发送设备包括至少一个第二电容元件，该至少一个第二电容元件与多个第二线圈中的至少一个第二线圈电连接，以形成至少一个第二谐振器电路，用于生成第二电磁场。

这提供了优势，即通过选择或调节一个或多个第二电容元件，可以灵活地调节至少一个第二谐振器电路的谐振频率。

在发送设备的示例性实现方式中，发送设备包括至少一个控制器，该至少一个控制器用于：控制所述至少一个第一线圈或三维线圈阵列的线圈中的任何线圈的等效阻抗；控制至少一个第一线圈的激励特性；和/或，控制在至少一个第一线圈与三维线圈阵列之间的电磁耦合。

这提供了优势，即至少一个控制器可用于执行上述控制任务。因此，通过控制上述线圈参数和耦合参数，可以有效地调节发送器装置。

设备有三个方面可以控制以执行更改。每个参数都可以由控制器表示，或者单个控制器可以执行三个参数，这些是：1)第一线圈或第二线圈中的任何一个的等效阻抗的变化。这可以包括改变谐振频率，但也可以包括谐振器的电路的打开或关闭。2)连接到至少一个第一线圈的电源的激励特性的变化，例如振幅、频率、相位。3)线圈之间电磁耦合的变化。如果这些变量中的一个改变，WPT体积将受到影响，进而影响发送到接收器的功率。

在发送设备的示例性实现方式中，发送设备包括：用户界面，其用于基于用户输入启动等效阻抗的控制、激励特性的控制和/或电磁耦合的控制。

这提供了这样的优势，即用户界面可以有效地用于设置或控制发送设备的特性，例如，控制上述发送设备的线圈和/或耦合参数，从而调节发送设备的体积区。

在发送设备的示例性实现方式中，至少一个控制器用于基于调节以下至少一项来调节第一谐振器电路和/或至少一个第二谐振器电路的谐振频率：第一电容元件的电容、至少一个第二电容元件的电容、至少一个第一线圈的电感以及三维线圈阵列的电感。

这提供了优势，即至少一个控制器可以有效地用于调节谐振器电路的谐振频率，从而调节包括体积WPT区的发送设备的特性。

在发送设备的示例性实现方式中，至少一个第一线圈布置在由多个第二线圈形成的三维线圈阵列内部。

这提供了优势，即至少一个第一线圈可以有效地耦合到三维线圈阵列，因为从至少一个第一线圈辐射的第一电磁场可以有效地击中三维线圈阵列。

在发送设备的示例性实现方式中，至少一个第一线圈布置在空间中，以形成二维几何形状。

这提供了优势，即至少一个第一线圈的这种实现方式可以容易地实现，例如，例如以正方形或矩形的形状通过在二维中弯曲导线。

在发送设备的示例性实现方式中，至少一个第一线圈布置在空间中，以形成另一个三维线圈阵列。

这提供了优势，即可以增加第一线圈与第二线圈之间的电磁耦合。

在发送设备的示例性实现方式中，三维线圈阵列经由第一电磁场与至少一个第一线圈的电磁耦合是可调的。

这提供了优势，即体积区可以被调节，以对准接收设备的位置，以最佳地为接收设备供电。

在发送设备的示例性实现方式中，至少一个第一线圈是可旋转的或可移动的，并布置在由多个第二线圈形成的三维线圈阵列内部；和/或形成三维线圈阵列的多个第二线圈中的任何线圈是可移动的或可旋转的。

这提供了线圈的灵活和可调节配置的优势，从而导致发送设备的柔性体积区，从而最佳地为接收设备供电。

在发送设备的示例性实现方式中，发送设备用于基于至少一个接收设备的信息调节至少一个第一线圈和/或多个第二线圈中的任何线圈的旋转或移动。

这提供了朝向接收设备调节体积区的强度的优势，从而导致接收设备的更有效的供电或充电。

在发送设备的示例性实现方式中，发送设备包括：接收器检测单元，其用于检测至少一个接收设备，并确定关于至少一个接收设备的信息。

这提供了优势，即可以准确地检测接收设备的位置，并且体积区可以指向接收设备的位置，以获得接收设备的更有效的供电或充电。

接收器检测单元可以在没有任何通信单元的情况下感测接收器。这将意味着该接收器检测单元没有从接收设备接收信息。这并不排除与接收器通信的可能性。这意味着，在发送设备的示例性实现方式中，接收器检测单元可以通过通信信道从接收设备接收信息。

根据本发明的接收器检测单元可以是用于检测位于发送设备附近(即，在体积区域内)的接收设备或用于检测接近发送设备(即，接近体积区)的接收设备的电学电路和/或光学电路。

在发送设备的示例性实现方式中，关于至少一个接收设备的信息包括关于至少一个接收设备的取向、位置和/或负载变化的信息。

这提供了优势，即该信息可用于朝向接收设备精确调节体积区，用于最佳地为接收设备供电。

在发送设备的示例性实现方式中，发送设备的线圈，特别是三维线圈阵列的线圈，具有方形、圆形或多边形几何形状，特别是二维几何形状，例如，呈方形、圆形或多边形几何形状的形状。

这提供了这样的平面线圈可以容易地制造的优势。

在发送设备的示例性实现方式中，三维线圈阵列具有立方体、金字塔形、多面体或圆柱形布置。

这提供了优势，即从三维线圈阵列发出的电磁场是体积的。

在发送设备的示例性实现方式中，三维线圈阵列的至少两个线圈彼此相邻布置，并以钝角或锐角或相对于彼此正交或平行定位。

这提供了优势，即可以支持三维线圈阵列的不同形状，从而导致体积区的不同几何形状。因此，可以实现最佳的供电或充电。

根据第二方面，本发明涉及一种无线供电***，包括：根据第一方面的发送设备；以及至少一个接收设备，其用于在移动到用于无线供电的体积区时接收由发送设备辐射的第二电磁场。

这样的无线供电***可以向一个或多个接收器提供具有高定位自由度的高效无线电力传输。特别是，无线供电***能够同时有效地对几个接收器充电，以在延长的传输距离为接收设备充电，从而减少到某些未使用位置的无线电力传输，即能够分段活动音量。此外，无线供电***可以在发送设备的体积周围提供更均匀的磁场。

根据第三方面，本发明涉及一种用于向体积区辐射电磁场以为至少一个接收设备无线供电的方法，该方法包括：通过电源提供电力；通过电连接到电源的至少一个第一线圈生成第一电磁场，第一电磁场从至少一个第一线圈发出；通过被布置成形成三维线圈阵列的多个第二线圈生成第二电磁场，三维线圈阵列经由第一电磁场电磁耦合到至少一个第一线圈，第二电磁场从三维线圈阵列发出；以及通过三维线圈阵列向体积区辐射第二电磁场，用于为至少一个接收设备无线供电。

这样的方法提供了与根据第一方面的发送设备和根据第二方面的无线供电***相同的优势。

根据第四方面，本发明涉及一种无线电力发送设备，包括：电源；一个或多个线圈，其电耦合到电源；三维线圈阵列，其电磁耦合到一个或多个线圈，该一个或多个线圈电耦合到电源，并被构造成产生从三维线圈阵列发出的电磁场，其中，来自三维线圈阵列的线圈布置在空间中，使得至少两个线圈彼此相邻，并以选自由钝角、锐角、正交和交替的线圈组成的组的配置放置在空间中，以重定向由电耦合到电源的一个或多个线圈产生的电磁场，其中，无线电力发送设备运行以通过在接收器线圈或线圈阵列处提供所产生的电磁场以将接收到的电磁场转换为电能来为电气设备或电子设备无线供电或充电。

在无线电力发送设备的示例性实现方式中，电耦合到电源的线圈和来自三维线圈阵列的线圈可以是具有圆形或多边形形状(例如三角形、方形、矩形、五边形、六边形、八边形等)的线圈。

在无线电力发送设备的示例性实现方式中，电耦合到电源的线圈和来自三维线圈阵列的线圈可以是具有不同绕组方向的线圈，该线圈允许循环电流设置磁北极的指向方向。

在无线电力发送设备的示例性实现方式中，电耦合到电源的线圈和来自三维线圈阵列的线圈可以是具有高渗透率、磁性或复合磁芯或具有低渗透率的材料的衬底/芯的线圈，例如，像玻璃增强环氧层压材料(FR4)这样的介电衬底。

在无线电力发送设备的示例性实现方式中，电耦合到电源的线圈和来自三维线圈阵列的线圈可以是由中空导体管或薄导体膜制成的线圈。

在无线电力发送设备的示例性实现方式中，无线电力发送设备还包括DC-AC转换电路。

在无线电力发送设备的示例性实现方式中，无线电力发送设备还包括DC-DC转换电路。

在无线电力发送设备的示例性实现方式中，无线电力发送设备还包括固定或可变值的电容器，该固定或可变值的电容器创建电感-电容谐振电路。

在无线电力发送设备的示例性实现方式中，无线电力发送设备还包括控制单元。

在无线电力发送设备的示例性实现方式中，无线电力发送设备还包括用户界面。

根据第五方面，本发明涉及一种无线电源***，包括：无线电力发送设备，其包括三维线圈阵列，该三维线圈阵列电磁耦合到电源，并被构造成包括电耦合到电源的一个或多个线圈，以产生从三维线圈阵列发出的电磁场，其中，来自三维线圈阵列的线圈布置在空间中，使得至少两个线圈彼此相邻，并以选自由钝角、锐角、正交和交替的线圈组成的组的配置放置在空间中，以重定向由电耦合到电源的一个或多个线圈产生的电磁场，从而形成区域，在该区域中，一个或多个电气设备或电子设备可以线供电或充电，其中，每个电气设备或电子设备均包括一个或多个接收器线圈，以接收来自三维线圈阵列的电磁场并将其转换为电能。

在无线电源***的示例性实现方式中，充电区域中的电源可以具有固定或可变的形状或轮廓。

在无线电源***的示例性实现方式中，无线电源***还包括接收设备中的AC-DC转换电路或DC-DC转换电路。

在无线电源***的示例性实现方式中，电耦合到电源的线圈和来自三维线圈阵列的线圈可以是具有圆形或多边形形状(例如三角形、方形、矩形、五边形、六边形、八边形等)的线圈。

在无线电源***的示例性实现方式中，电耦合到电源的线圈和来自三维线圈阵列的线圈可以是具有不同绕组方向的线圈，该线圈允许循环电流设置磁北极的指向方向。

在无线电源***的示例性实现方式中，电耦合到电源的线圈和来自三维线圈阵列的线圈可以是具有高渗透率、磁性或复合磁芯或具有低渗透率的材料的衬底/芯的线圈，例如像玻璃增强环氧层压材料(FR4)这样的介电衬底。

在无线电源***的示例性实现方式中，电耦合到电源的线圈和来自三维线圈阵列的线圈可以是由中空导体管或薄导体膜制成的线圈。

在无线电源***的示例性实现方式中，无线电源***还包括DC-AC转换电路。

在无线电源***的示例性实现方式中，无线电源***还包括DC-DC转换电路。

在无线电源***的示例性实现方式中，无线电源***还包括固定或可变值的电容器，该固定或可变值的电容器创建电感-电容谐振电路。

在无线电源***的示例性实现方式中，无线电源***还包括控制单元。

在无线电源***的示例性实现方式中，无线电源***还包括用户界面。

根据第六方面，本发明涉及一种用于为设备无线供电或充电的方法，包括：向根据第四方面的无线电力发送设备提供控制单元；其中，控制单元运行以通过感应无线电力发送设备的线圈的等效阻抗的变化来调节从无线电力发送设备到要无线供电或充电的设备的能量传输。

在该方法的示例性实现方式中，无线电力发送设备还包括：接收器检测单元；其中，控制单元运行以根据由接收器检测单元获得的包括接收器取向、位置或负载变化的信息动态地调节从无线电力发送设备到要无线供电或充电的设备的能量传输。

在该方法的示例性实现方式中，无线电力发送设备还包括：用户界面；其中，控制单元运行以根据用户通过用户界面获得的输入调节从无线电力发送设备到要无线供电或充电的设备的能量传输。

在该方法的示例性实现方式中，无线电力发送设备还包括可变电容或固定电容，其中，可变电容可以包括电容器网络，其中，电容器网络可以包括分立电容器和开关元件、调节器或数字电容器网络；其中，控制单元通过运行开关网络或调节器或数字电容器来设置期望的电容值。

在该方法的示例性实现方式中，无线电力发送设备还包括：交流开关，如背靠背连接的固态继电器或晶体管；其中，控制单元设置AC开关的期望状态。

在该方法的示例性实现方式中，无线电力发送设备还包括：可重新配置的匹配网络；其中，控制单元设置匹配网络的期望状态。

在该方法的示例性实现方式中，无线电力发送设备还包括机械开关；其中，控制单元设置机械开关的期望状态。

根据第七方面，本发明涉及一种用于为设备无线供电或充电的方法，包括：向根据第四方面的无线电力发送设备提供控制单元；其中，控制单元运行以改变流经电耦合到电源的一个或多个线圈的电流的幅度、相位、频率及其组合中的至少一个，其中，一个或多个线圈电磁耦合到三维线圈阵列，以调节从无线电力发送设备到要无线供电的设备的能量传输。

在该方法的示例性实现方式中，无线电力发送设备还包括：接收器检测单元；其中，控制单元运行以根据由接收器检测单元获得的包括接收器取向、位置或负载变化的信息动态地调节从无线电力发送设备到要无线供电或充电的设备的能量传输。

在该方法的示例性实现方式中，无线电力发送设备还包括：用户界面；其中，控制单元运行以根据用户通过用户界面获得的输入调节从无线电力发送设备到要无线供电或充电的设备的能量传输。

在该方法的示例性实现方式中，无线电力发送设备还包括：可变DC源；其中，控制单元为DC源设置期望状态。

在该方法的示例性实现方式中，无线电力发送设备还包括：可变时钟信号；其中，控制单元设置时钟信号的期望状态。

在该方法的示例性实现方式中，无线电力发送设备还包括：可重新配置的匹配网络；其中，控制单元设置匹配网络的期望状态。

根据第八方面，本发明涉及一种用于为设备无线供电或充电的方法，包括：为根据第四方面的无线电力发送设备提供控制单元；其中，控制单元运行以改变电耦合到电源的一个或多个线圈与三维线圈阵列之间的电磁耦合，从而调节从无线电力发送设备到要无线供电或充电的设备的能量传输。

在该方法的示例性实现方式中，无线电力发送设备还包括：接收器检测单元；其中，控制单元运行以根据由接收器检测单元获得的包括接收器取向、位置或负载变化的信息动态地调节从无线电力发送设备到要无线供电或充电的设备的能量传输。

在该方法的示例性实现方式中，无线电力发送设备还包括：用户界面；其中，控制单元运行以根据用户通过用户界面获得的输入调节从无线电力发送设备到要无线供电或充电的设备的能量传输。

在该方法的示例性实现方式中，无线电力发送设备还包括：无线电力发送设备的线圈的位移控制单元；其中，所述控制单元运行以改变线圈的XYZ位置

在该方法的示例性实现方式中，无线电力发送设备还包括：无线电力发送设备的线圈的旋转控制单元；其中，控制单元运行以改变线圈的角度位置

在该方法的示例性实现方式中，无线电力发送设备还包括具有可变电感的线圈；其中，控制单元运行以改变线圈的电感。

根据第九方面，本发明涉及一种计算机程序产品，其包括计算机可执行代码或计算机可执行指令，在执行时，计算机可执行代码或计算机可执行指令导致至少一台计算机执行根据上述任何前述方面的方法。

计算机程序产品可以在如上所述的发送设备上运行，或者在执行无线电力传输的任何控制器或处理器上运行。

根据第十方面，本发明涉及一种计算机可读介质，其存储指令，当被计算机执行时，该指令使计算机执行根据上述任一前述方面的方法。这样的计算机可读介质可以是非瞬态可读存储介质。存储在计算机可读介质上的指令可以由控制器或处理器执行，例如由上述发送设备执行。

附图说明

本发明的其它实施例将结合以下附图进行描述，在附图中：

图1示出了根据本发明的无线电力传输***100的示意图；

图2示出了根据本发明的无线电力传输***100的示意图；

图3示出了至少一个第一线圈104相对于三维线圈阵列106的不同示例性几何形状、方向和位置的示意图；

图4示出了包括多于一个第一线圈104的设备的几何形状、方向和布置的两个示例的示意图；

图5示出了第一线圈104相对于三维线圈阵列106的示例性方向的示意图；

图6示出了三维线圈阵列106相对于第一线圈104的示例性布置的示意图；

图7示出了具有由开关网络控制的可变等效阻抗的三维线圈阵列106的示例性布置的示意图；

图8示出了在第一线圈104与三维线圈阵列106之间具有可变耦合的示例性无线电力传输***800的示意图；

图9示出了示例性无线电力传输***的无线电力传输效率的示意图；

图10示出了另一个示例性无线电力传输***的无线电力传输效率的示意图；

图11示出了根据本发明的为至少一个接收设备无线供电的方法1100的示意图。

具体实施方式

在以下详细描述中，参考了构成本说明书一部分的附图，其中通过图示示出了可以实践本发明的具体方面。应当理解的是，在不脱离本发明的范围的情况下，可以利用其它方面，也可以进行结构或逻辑更改。因此，以下详细说明不应以限制性的意义来理解，并且本发明的范围由所附权利要求书限定。

应理解，与所描述的方法有关的注释对于与用于执行方法对应的设备或***也同样适用，反之亦然。例如，如果描述了一个具体的方法步骤，则对应的设备可以包括用于执行所描述的方法步骤的单元，即使此类单元未在图中详细阐述或说明。此外，应当理解的是，除非另外明确说明，否则本文中描述的各种示例性方面的特征可以相互组合。

图1示出了根据本发明的无线电力传输***100的示意图。

无线电力传输***100，也称为无线供电***100，包括发送设备101和一个或多个接收设备108。接收设备108用于接收设备在其移动到接收设备108的无线供电的体积区时接收发送设备101辐射的电磁场107，以下称为第二电磁场107。体积区指定了发送设备101周围的体积，在该体积中，由于发送设备101辐射的第二电磁场107足够强，可以对接收设备108进行供电。

发送设备101可用于为至少一个接收设备108无线供电。发送设备101包括提供电力的电源102。发送设备101包括至少一个第一线圈104，在下文中也称为源线圈，该至少一个第一线圈电连接到电源102，用于生成第一电磁场105，该第一电磁场105是从至少一个第一线圈104发出的。

发送器装置101包括多个第二线圈，这些多个第二线圈被布置成三维线圈阵列106。该三维线圈阵列106经由第一电磁场105电磁耦合到至少一个第一线圈104。三维线圈阵列106用于生成第二电磁场107，该第二电磁场107是从三维线圈阵列106发出的。

三维线圈阵列106还用于向体积区辐射第二电磁场107，为位于体积区中的至少一个接收设备108无线供电。

本文公开的设备背后的思想是实现体积式的无线电力供应，即体积区。该特征将所公开的设备与垫状发送器区分开来，垫状发送器的无线电力传输(wireless powertransfer，WPT)只能发生在区域内。

应注意，本发明中描述的所有设备不仅是充电器，而且是发送器。这意味着，人们可以拥有不需要电池来充电的接收设备108。

三维线圈阵列106可以用于接收第一电磁场105，并基于第一电磁场105生成第二电磁场107。

三维线圈阵列106可以用于基于第一电磁场105的重定向生成第二电磁场107。

发送设备101可以包括第一电容元件112，如图2所示，该第一电容元件与至少一个第一线圈104一起电连接到电源102，以形成第一谐振器电路，用于生成第一电磁场105。

例如，电连接可以基于串联电路或并联电路。

发送设备101可以包括至少一个第二电容元件113，如图2所示，该至少一个第二电容元件与多个第二线圈106中的至少一个第二线圈106电连接，以形成至少一个第二谐振器电路，用于生成第二电磁场107。

发送设备101可以包括至少一个控制器，该至少一个控制器用于：控制至少一个第一线圈104中的或三维线圈阵列106中的任一线圈的等效阻抗；控制至少一个第一线圈104的激励特性；和/或控制在至少一个第一线圈104与三维线圈阵列106之间的电磁耦合。

设备有三个方面可以控制以执行更改。每一个设备均可以由控制器表示，或者单个控制器可以执行这三个方面，分别是：-改变线圈(104或106)中的任一线圈的等效阻抗。这可以包括改变谐振频率，但也可以包括打开或关闭谐振器的电路。-改变线圈104的激励特性，例如振幅、频率、相位。-改变104和106之间的电磁耦合。如果这些变量中的一个发生变化，则WPT体积将受到影响，进而影响发送到接收器108的电力。

发送设备101可以包括用户界面，用于基于用户输入启动等效阻抗的控制、激励特性的控制和/或电磁耦合的控制。

至少一个控制器可以用于基于调节以下各项中的至少一项来调节第一谐振器电路和/或至少一个第二谐振器电路的谐振频率：第一电容元件112的电容、至少一个第二电容元件113的电容、至少一个第一线圈104的电感、三维线圈阵列106的电感。

至少一个第一线圈104可以布置在由多个第二线圈形成的三维线圈阵列106内部，例如，如下面参考图3所示和描述的。

至少一个第一线圈104可以布置在空间中，以形成二维几何形状，例如，如图3的示例所示。

至少一个第一线圈104可以布置在空间中，以形成另一个三维线圈阵列104，例如，如图4的其他示例所示。

三维线圈阵列106可以具有立方体、椎体、多面体或圆柱体的布置，例如，如图5和6所示。

三维线圈阵列106的至少两个线圈可以彼此相邻布置，并且可以以钝角或锐角或相互正交或平行放置，例如，如图5和6所示。

三维线圈阵列106经由第一电磁场105与至少一个第一线圈104的电磁耦合是可调的。

至少一个第一线圈104可以是可旋转的或可移动的，并布置在由多个第二线圈形成的三维线圈阵列106内部，例如，如图8所示。形成三维线圈阵列106的多个第二线圈中的任一线圈可以是可移动的或可旋转的。

发送设备101可以用于基于来自至少一个接收设备108的信息调节至少一个第一线圈104和/或多个第二线圈中的任一线圈的旋转或移动。

发送设备101还可以包括接收器检测单元，该接收器检测单元用于检测至少一个接收设备108，并确定关于至少一个接收设备108的信息。

根据本发明的接收器检测单元可以是用于检测位于发送设备附近(即，在体积区内)的接收设备或用于检测接近发送设备(即，接近体积区)的接收设备的电学电路和/或光学电路。

来自至少一个接收设备108的信息可以包括关于至少一个接收设备108的方向、位置和/或负载变化的信息。

下面，描述了无线电力传输***100的具体实现方式。

图1所示技术的无线电力传输***100由无线电力发送设备101和至少一个无线电力接收设备108组成。发送器可以具有一个或多个线圈104，该一个或多个线圈电连接103到时变电源102。发送器还包括线圈106的三维布置，该线圈106电磁耦合105到一个或多个线圈104，该一个或多个线圈104电耦合到电源，并且线圈106构造成三维线圈阵列106以产生电磁场107。来自三维线圈阵列的线圈布置在空间中，使得至少两个线圈彼此相邻，并以从与钝角、锐角、正交和交替的线圈组成的组中选择的配置放置在空间中，以重定向由电耦合到电源的一个或多个线圈产生的电磁场。无线电力发送设备通过在接收器线圈或线圈阵列109处提供其产生的电磁场107以将接收到的电磁场转换为电能来为电气或电子设备108无线供电或充电。在一些实施例中，接收器线圈或线圈阵列109可以通过能量转换电路110将电能从交流电转换为直流电，以将直流电输送到随后的直流转换电路或电池充电电路111。

在一些实现方式中，发送设备101的电源102可以连接到直流(direct current，DC)到交流转换器的输出端，以从DC电源(例如发送设备中的电池)得到其工作所需的电力。在一些其他实现方式中，发送设备还有可能从AC-DC转换器得到其工作所需的电力，例如将线路的AC电转换为DC电的电路。

接收设备108可以有单个线圈或线圈109的布置，用于接收来自发送设备101的无线电力。在一些实现方式中，如果由特定应用供电的设备需要DC，例如，将DC电传递给电子设备，则接收设备108可以连接到AC-DC转换器110，例如，将交流(alternating current，AC)转换为直流(direct current，DC)的整流器。在一些其他实现方式中，可以存在将DC功率电平转换为另一种DC功率电平的电路111，例如，用于调节传输给被供应的电子设备的电池的功率的DC-DC转换器或充电电路，或甚至是确保电子设备输入端的特定电压电平的电压调节器。

图2示出了根据本发明的无线电力传输***100的示意图。

无线电力传输***100对应于以上关于图1所描述的无线电力传输***100的具体实现方式。

无线电力传输***100包括发送设备101和一个或多个接收设备108。在图2中，示例性地示出了一个接收设备108。接收设备108用于接收在移动到用于接收设备108的无线供电的体积区时由发送设备101辐射的电磁场107，也称为第二电磁场107。

发送设备101包括用于提供电力的电源102。发送设备101包括至少一个第一线圈104，这里示出了示例性的单个第一线圈L1，但它理解可以使用多于一个的第一线圈104。第一线圈104电连接到电源102，用于生成从至少一个第一线圈104发出的第一电磁场105。在本示例中，电耦合由串联电路执行，该串联电路包括第一线圈104和另外第一电容元件C1和电阻元件R1。然而，任何其他电耦合都可以例如通过并联电路等使用。

发送设备101包括多个第二线圈，例如在本示例中的L₂、L₃，但可以使用任何其他数量的第二线圈代替。第二线圈被布置成形成三维线圈阵列106。该三维线圈阵列106经由第一电磁场105电磁耦合到至少一个第一线圈104。三维线圈阵列106用于生成从三维线圈阵列106发出的第二电磁场107。

三维线圈阵列106用于向体积区辐射第二电磁场107，用于为位于体积区中的接收设备108无线供电。

如以上关于图1所描述的，发送设备101可以包括第一电容元件112，该第一电容元件与至少一个第一线圈104一起电连接到电源102，以形成第一谐振器电路，用于生成第一电磁场105。如上所述，电连接可以是例如基于串联电路或并联电路。

发送设备101可以包括至少一个第二电容元件113，该至少一个第二电容元件与多个第二线圈106中的至少一个第二线圈106一起电连接，以形成至少一个第二谐振器电路，用于生成第二电磁场107。

在所提出的技术的一些实施例中，发送设备101可以包括电感-电容谐振器电路，该电感-电容谐振器电路在通过添加电容元件112而电耦合到电源102的线圈中，或者在通过添加电容元件113而电磁耦合到连接到电源的线圈106中，如图2所示。来自三维线圈阵列的线圈可以呈现如图2所示的互感201。

图3示出了图示至少一个第一线圈104关于三维线圈阵列106的不同示例性几何形状、取向和位置的示意图。因此，图3图示了以上关于图1和2所描述的发送设备101的不同示例性实现方式。

电连接到电源102的线圈104的不同几何形状、取向和位置以示例的方式示出，以表示本发明的设备的几个实施例。

从左到右和从上到下：电耦合到电源的线圈可以是例如单个连续十字形线圈或也被称为用于旋转磁场生成的单相线圈、作为多相旋转磁场机器的线圈之一缠绕的线圈、平面竖直线圈、平面水平线圈或图3中未描绘的许多其他线圈，例如亥姆霍兹线圈、螺线管线圈等。根据绕组的位置、取向和方向，从三维线圈阵列106发出的电磁场107可以如图5所示变化。

图4示出了图示包括多于一个第一线圈104的设备的几何形状、取向和布置的两个示例的示意图。因此，图4图示了以上关于图1和2所描述的发送设备101的不同示例性实现方式。

在图4中，描绘了设备的几何形状、取向和布置的两个示例，该设备包括电耦合到电源102和102-2的超过一个的线圈104。从上到下：例如，这些可以是两个双螺旋线圈或彼此面对的交替线圈的任何其他几何形状，或垂直或水平放置的两个平面或任何其他几何形状的平行线圈。

图5示出了图示第一线圈104关于三维线圈阵列106的示例性取向的示意图。因此，图5图示了以上关于图1和2所描述的发送设备101的不同示例性实现方式。

图5描绘了电连接到电源102的线圈104的两个不同取向，该电源磁耦合到线圈106的相同3D布置，以示例绕组的位置、取向和方向的变化如何可以改变从三维线圈阵列106发出的电磁场107。

例如，如果第二示例中的线圈104放置在顶层而不是底部，并且其他一切保持恒定，则从三维线圈阵列106发出的电磁场107将指向内。如果线圈104保持在底部平面中，但电流流动的方向随后反转，则也会发生同样的情况。

图6示出了图示三维线圈阵列106关于第一线圈104的示例性布置的示意图。图6示出了以上关于图1和图2所描述的发送设备101的不同示例性实现方式。

在图6中，示出了三维线圈布置106的示例，该三维线圈布置电磁耦合105到电耦合到电源102的线圈104，其中，三维阵列106的至少两个线圈布置在空间中，使得至少两个线圈彼此相邻，并以由钝角线圈、锐角线圈、正交线圈和交替(非平行)线圈组成的组中选择的配置放置在空间中。图6还示出了构成三维线圈阵列106的线圈的示例性几何形状、取向和位置。例如，几何体可以包括但不限于正方形、圆形、多边形、梯形的布置。此外，来自三维线圈阵列106的线圈可以以与线圈104成锐角、钝角、正交或甚至平行而被放置，该线圈电耦合到电源102。

图7示出了图示具有由开关网络控制的可变等效阻抗的三维线圈阵列106的示例性布置的示意图。图7因此图示了以上关于图1和图2所描述的发送设备101的不同示例性实现方式。

图7描绘了一些实施例，其中，所公开的无线电力发送设备101可以通过感应构成三维线圈阵列106的线圈的等效阻抗的变化来调节从无线电力发送设备到接收设备108的能量传输。阻抗的这种变化可以由匹配网络700执行，例如，比如背靠背晶体管、SSR或机械开关的AC开关。

此外，图7还示出了在三种不同运行状态下从所举例的发送器拓扑结构所预期的无线电力传输效率，用于接收设备108的旋转扫描，该接收设备用于接收从发送设备发送的无线能量，该发送设备扫描发送器101周围可用的无线电力配置文件。

三个示例性的配置涉及通过打开和关闭与每个线圈串联连接的开关在三维阵列106中线圈的等效阻抗的变化。类似的等效阻抗调节可以在电耦合到电源102的线圈104上执行。

图8示出了图示在第一线圈104与三维线圈阵列106之间具有可变耦合的示例性无线电力传输***800的示意图。图8因此图示了以上关于图1和2所描述的无线电力传输***100的不同示例性实现。

描述了一些实施例，其中，所公开的无线电力发送设备101可以通过改变在电耦合到电源102的线圈104与三维线圈阵列106之间的电磁耦合105来调节从无线电力发送设备到接收设备108的能量传输。

电磁耦合105的变化可以通过但不限于旋转电连接到电源102的线圈104或向上或向下移动线圈来感应。|

图8还描绘了在示例性无线电力发送设备101与接收设备109之间预期的无线电力传输效率，该接收设备用于接收从发送设备发送的无线能量，该发送设备在旋转扫描中扫描发送器周围的可用无线电力的配置文件，以表示能量传输中的感应的变化。

接收设备109可以对应于以上关于图1和图2所描述的接收设备108。

所公开的发送设备可以具有呈现从三维线圈阵列发出的电磁场的能力，同时通过使用甚至单个电源和附加的中继谐振器在该发送设备周围创建无线电力传输配置文件，如图9的右侧所示。这相对于常规的无线电力传输有一个好处，即发送器结构中的每个线圈均有自己的电源，如图9的左侧所示。即使当没有应用调节到接收器的能量传输的方法时，在发送设备周围创建无线电力传输区域允许所公开的技术能够以来自接收设备上接收器线圈的不同位置或取向的不同耦合条件将无线电力传输到接收设备。所提出的发送器装置由于其磁场均匀化能力，可以同时向多个接收器供电。

图9示出了图示根据本发明的两个示例性无线电力传输***的无线电力传输效率的示意图，一个无线电力传输***不使用中继谐振器(图9左)，另一个无线电力传输***使用中继谐振器(图9右)。特别地，图9示出了从用于接收设备109的旋转扫描的两个无线电力发送设备预期的无线电力传输效率的比较。

图9因此图示了以上关于图1和图2所描述的无线电力传输***100的示例性实现方式。

接收设备109可以对应于以上关于图1和图2所描述的接收设备108。

接收设备109用于接收从发送设备发送的无线能量，该发送设备扫描发送器周围可用无线电力的配置文件。

图9左侧所示的无线电力发送设备之一可以具有两个平行线圈，每个线圈均电耦合到电源。图9右侧所示的第二无线电力发送设备可以具有两个平行的等距线圈106，该两个平行的等距线圈电磁耦合105到一个线圈104，该一个线圈电耦合到电源102。

两个效率配置文件看起来非常相似，第二个分析的无线电力传输设备(图9的右侧)的效率略有降低，但是，通过实施中继谐振器，能够将电源从两个减少到只有一个，可以降低***复杂性。

图10示出了图示另一个示例性无线电力传输***的无线电力传输效率的示意图。图10因此图示了以上关于图1和2所描述的无线电力传输***100的不同示例性实现。

图10示出了从用于接收设备109的线性扫描和旋转扫描的两个无线电力发送设备所预期的无线电力传输效率的比较。

接收设备109可以对应于以上关于图1和图2所描述的接收设备108。

接收设备109用于接收从发送设备发送的无线能量，该发送设备扫描发送器周围可用无线电力的配置文件。

图10顶部所示的无线电力发送设备之一具有连接到电源102的平面线圈和水平线圈104。

图10底部所示的第二无线电力发送设备具有两个彼此面对的交替双螺旋线圈106，这两个彼此面对的交替双螺旋线圈正交并电磁耦合105到电耦合到电源102的一个平面的且水平的线圈104。

在没有用于调节到接收器的无线电力传输的任何控制方法的情况下，电磁耦合到电耦合到电源的线圈的三维阵列的存在可以提高无线电力传输效率，这从图10中描绘的右侧图表中可以看出。

所公开的***和方法允许调节到接收设备的能量传输，以当只有一个接收器或一组接收设备位于发送器阵列周围的相同区域时避免能量被全方位发送，或者调节接收设备在任何给定时间接收的无线能量传输量，如图7所示。

图11示出了图示根据本发明的用于无线供电至少一个接收设备的方法1100的示意图。

方法1100可以由发送设备101执行，如以上关于图1至10所描述的。

方法1100可以被执行，用于向例如以上关于图1至图10所描述的发送设备101的体积区辐射电磁场，用于为至少一个接收设备108无线供电，例如，图1或图2中所示的接收设备108或图8至图10中所示的接收设备109。

方法1100包括：例如，如以上关于图1至图10所描述的，通过电源102提供1101电力。

方法1100包括：通过电连接到电源102的至少一个第一线圈104生成1102第一电磁场105，第一电磁场105从至少一个第一线圈104发出，例如，如以上关于图1至10所描述的。

方法1100包括：通过被布置成形成三维线圈阵列106的多个第二线圈生成1103第二电磁场107，三维线圈阵列106经由第一电磁场105电磁耦合到至少一个第一线圈104，第二电磁场107从三维线圈阵列106发出，例如，如以上关于图1至10所描述的。

方法1100包括：通过三维线圈阵列106向体积区辐射1104第二电磁场107，用于为至少一个接收设备108无线供电，例如，如以上关于图1至图10所描述的。

如以上关于图1至图9所描述的，无线电力发送设备101可以包括用户界面。无线电力发送设备101可以由用户和控制单元操作，以通过重新配置无线电力传输配置文件来为电气设备或电子设备无线供电或充电。

例如，这样的用户界面可以包括下按按钮、其致动器是用户可触及的机械开关和/或在触摸显示器上的发送设备101的操作模式的手动选择，该触摸显示器位于发送设备101上或通过经由在接收设备108的无线通信级与发送设备101之间的电磁波获得的信息无线激活。

由用户获得的信息可以覆盖发送设备101的当前活动操作模式或来自接收器检测单元的信息。

如以上关于图1至9所描述的，无线电力发送设备101可以包括接收器检测单元。

这样的接收器检测单元可以检测位于体积区内的至少一个接收设备108。例如，可以采用以下程序进行检测：

1)无线电力发送设备101的启动运行。

2)如果接收器检测单元检测到用于从无线电力发送设备101接收无线电力的接收设备108，则可以执行以下项目：

3)发送设备101的控制单元评估至少一个接收设备108是否在体积区内，即，其中无线电力发送设备101可以向接收设备108供应无线电力的体积。

3a)当可能提供无线电力时，控制单元指示无线电力发送设备101启动到接收设备108的无线电力传输协议，并且可以附加地通知用户发送设备101周围的有效无线电力传输体积。

3b)当不可能提供无线电力时，控制单元可以例如通过使用可视化单元来呼吁用户的注意例如执行光闪烁或调光效果以通知用户发送设备周围的有效无线电力传输体积来指示用户不可能提供电力，其中，发送设备101能够向接收设备108提供无线电力。

4)当发送器装置101处于活动状态时，可以重复上述环路，即项目2)、3)、3a)和3b)。

该过程还可以评估当前条件是否与来自上一个周期的条件相同，以避免连续打开和关闭无线电源102，或者不断通知用户发送器设备周围的有效无线电力传输体积，其中，发送器设备101能够向接收设备108提供无线电力。

尽管本发明的特定特征或方面可能已经仅结合几种实现方式中的一种进行公开，但此类特征或方面可以和其它实现方式中的一个或多个特征或方面相结合，只要对于任何给定或特定的应用是有需要或有利。此外，在一定程度上，术语“包括”、“有”、“具有”或这些词的其它变形在详细说明或权利要求书中使用，这类术语和术语“包括”是类似的，都是表示包括的含义。同样，术语“示例性的”、“例如”仅表示为示例，而不是最好或最优的。可以使用术语“耦合”和“连接”以及衍生物。应当理解的是，这些术语可以用于指示两个元件彼此协作或交互，而不管这两个元件是直接物理接触还是电接触，或者彼此不直接接触。

虽然本文中已说明和描述特定方面，但本领域普通技术人员应了解，多种替代和/或等效实现方式可以在不脱离本发明范围的情况下替代所示和描述的特定方面。本申请旨在覆盖本文论述的特定方面的任何修改或变更。

虽然以上权利要求书中的元件是利用对应的标签按照特定顺序列举的，除非对权利要求书的阐述另有暗示用于实现部分或所有这些元件的特定顺序，否则这些元件不必限于以该特定顺序来实现。

根据以上指导，许多替代、修改和变化对于本领域技术人员是显而易见的。当然，本领域技术人员容易认识到，除本文中所述的应用之外，还存在本发明的众多其它应用。虽然已结合一个或多个特定实施例描述了本发明，但本领域技术人员认识到，在不脱离本发明范围的，仍可对本发明作出许多改变。因此，应当理解，只要是在所附权利要求书及其等效物的范围内，可以用不同于本文具体描述的方式来实践本发明。

Claims (21)

1.一种为至少一个接收设备(108)无线供电的发送设备(101)，其特征在于，所述发送设备(101)包括：

电源(102)，用于提供电力；

至少一个第一线圈(104)，电连接到所述电源(102)，用于生成第一电磁场(105)，所述第一电磁场(105)所述至少一个第一线圈(104)发出；

多个第二线圈，布置成三维线圈阵列(106)，所述三维线圈阵列(106)经由所述第一电磁场(105)电磁耦合到所述至少一个第一线圈(104)，所述三维线圈阵列(106)用于生成第二电磁场(107)，所述第二电磁场(107)所述三维线圈阵列(106)发出；

其中，所述三维线圈阵列(106)还用于向体积区辐射所述第二电磁场(107)，为位于所述体积区中的至少一个接收设备(108)无线供电。

2.根据权利要求1所述的发送设备(101)，其特征在于，

所述三维线圈阵列(106)用于接收所述第一电磁场(105)，并基于所述第一电磁场(105)生成所述第二电磁场(107)。

3.根据权利要求1或2所述的发送设备(101)，其特征在于，

所述三维线圈阵列(106)用于基于所述第一电磁场(105)的重定向生成所述第二电磁场(107)。

4.根据前述权利要求中任一项所述的发送设备(101)，其特征在于，

所述发送设备包括第一电容元件(112)，所述第一电容元件(112)与所述至少一个第一线圈(104)电连接到所述电源(102)，以形成第一谐振器电路，用于生成所述第一电磁场(105)。

5.根据权利要求4所述的发送设备(101)，其特征在于，

所述发送设备包括至少一个第二电容元件(113)，所述至少一个第二电容元件(113)与所述多个第二线圈(106)中的至少一个第二线圈(106)电连接，以形成至少一个第二谐振器电路，用于生成所述第二电磁场(107)。

6.根据权利要求5所述的发送设备(101)，其特征在于，所述发送设备包括：

至少一个控制器，用于：

控制所述至少一个第一线圈(104)中的或所述三维线圈阵列(106)中的任一线圈的等效阻抗；

控制所述至少一个第一线圈(104)的激励特性；和/或

控制所述至少一个第一线圈(104)与所述三维线圈阵列(106)之间的电磁耦合。

7.根据权利要求6所述的发送设备(101)，其特征在于，所述发送设备包括：

用户界面，用于基于用户输入启动所述等效阻抗的控制、所述激励特性的控制和/或所述电磁耦合的控制。

8.根据权利要求6或7所述的发送设备(101)，其特征在于，

所述至少一个控制器用于基于调节以下中的至少一项调节所述第一谐振器电路和/或所述至少一个第二谐振器电路的谐振频率：

所述第一电容元件(112)的电容；

所述至少一个第二电容元件(113)的电容；

所述至少一个第一线圈(104)的电感；

所述三维线圈阵列(106)的电感。

9.根据前述权利要求中任一项所述的发送设备(101)，其特征在于，

所述至少一个第一线圈(104)布置在由所述多个第二线圈形成的所述三维线圈阵列(106)内部。

10.根据前述权利要求中任一项所述的发送设备(101)，其特征在于，

所述至少一个第一线圈(104)布置在空间中，以形成二维几何形状。

11.根据权利要求1至9中任一项所述的发送设备(101)，其特征在于，

所述至少一个第一线圈(104)布置在空间中，以形成另一个三维线圈阵列(104)。

12.根据前述权利要求中任一项所述的发送设备(101)，其特征在于，

所述三维线圈阵列(106)经由所述第一电磁场(105)与所述至少一个第一线圈(104)的电磁耦合是可调的。

13.根据前述权利要求中任一项所述的发送设备(101)，其特征在于，

所述至少一个第一线圈(104)是可旋转或可移动的，并布置在由所述多个第二线圈形成的所述三维线圈阵列(106)内部；和/或

其中，形成所述三维线圈阵列(106)的所述多个第二线圈中的任一线圈是可移动的或可旋转的。

14.根据权利要求13所述的发送设备(101)，其特征在于，

所述发送设备用于基于来自所述至少一个接收设备(108)的信息调节所述至少一个第一线圈(104)和/或所述多个第二线圈中的任一线圈的旋转或移动。

15.根据权利要求14所述的发送设备(101)，其特征在于，所述发送设备包括：

接收器检测单元，用于检测所述至少一个接收设备(108)，并确定关于所述至少一个接收设备(108)的信息。

16.根据权利要求14或15所述的发送设备(101)，其特征在于，

来自所述至少一个接收设备(108)的信息包括关于所述至少一个接收设备(108)的取向、位置和/或负载变化的信息。

17.根据前述权利要求中任一项所述的发送设备(101)，其特征在于，

所述发送设备的线圈具有方形、圆形或多边形的几何形状。

18.根据前述权利要求中任一项所述的发送设备(101)，其特征在于，

所述三维线圈阵列(106)具有立方体、锥体、多面体或圆柱体的布置。

19.根据前述权利要求中任一项所述的发送设备(101)，其特征在于，

所述三维线圈阵列(106)的至少两个线圈彼此相邻布置，并以钝角或锐角或相互正交或平行定位。

20.一种无线供电***，其特征在于，包括：

根据前述权利要求中任一项所述的发送设备(101)；

至少一个接收设备(108)，用于在移动到用于无线供电的体积区中时接收由所述发送设备(101)辐射的第二电磁场(107)。

21.一种用于向体积区辐射电磁场以为至少一个接收设备(108)无线供电的方法，其特征在于，所述方法包括：

通过电源(102)提供电力；

通过电连接到所述电源(102)的至少一个第一线圈(104)生成第一电磁场(105)，所述第一电磁场(105)从所述至少一个第一线圈(104)发出；

通过布置成形成三维线圈阵列(106)的多个第二线圈生成第二电磁场(107)，所述三维线圈阵列(106)经由所述第一电磁场(105)电磁耦合到所述至少一个第一线圈(104)，第二电磁场(107)从三维线圈阵列(106)发出；

通过所述三维线圈阵列(106)向所述体积区辐射所述第二电磁场(107)，用于为所述至少一个接收设备(108)无线供电。