Энергопринимающие устройства: Термины и определения — Технологические присоединения. Портал для клиентов ПАО «Россети Московский регион»

Часто возникающие проблемы при осуществлении технологического присоединения

В соответствии с пунктом 18 Правил мероприятия по технологическому присоединению включают в себя:

а) подготовку, выдачу сетевой организацией технических условий и их согласование с системным оператором (субъектом оперативно-диспетчерского управления в технологически изолированных территориальных электроэнергетических системах), а в случае выдачи технических условий электростанцией — согласование их с системным оператором (субъектом оперативно-диспетчерского управления в технологически изолированных территориальных электроэнергетических системах) и со смежными сетевыми организациями;

б) разработку сетевой организацией проектной документации согласно обязательствам, предусмотренным техническими условиями;

в) разработку заявителем проектной документации в границах его земельного участка согласно обязательствам, предусмотренным техническими условиями, за исключением случаев, когда в соответствии с законодательством Российской Федерации о градостроительной деятельности разработка проектной документации не является обязательной;

г) выполнение технических условий заявителем и сетевой организацией, включая осуществление сетевой организацией мероприятий по подключению энергопринимающих устройств под действие аппаратуры противоаварийной и режимной автоматики в соответствии с техническими условиями;

д) проверку сетевой организацией выполнения заявителем технических условий (с оформлением по результатам такой проверки акта о выполнении заявителем технических условий, согласованного с соответствующим субъектом оперативно-диспетчерского управления в случае, если технические условия в соответствии с указанными Правилами подлежат согласованию с таким субъектом оперативно-диспетчерского управления), за исключением заявителей, указанных в пунктах 12(1), 13 и 14 указанных Правил;

е) осмотр (обследование) присоединяемых энергопринимающих устройств должностным лицом органа федерального государственного энергетического надзора при участии сетевой организации и собственника таких устройств, а также соответствующего субъекта оперативно-диспетчерского управления в случае, если технические условия подлежат в соответствии с Правилами согласованию с таким субъектом оперативно-диспетчерского управления (для лиц, указанных в пункте 12 Правил, в случае осуществления технологического присоединения энергопринимающих устройств указанных заявителей к электрическим сетям классом напряжения до 10 кВ включительно, а также для лиц, указанных в пунктах 12(1), 13 и 14 Правил, осмотр присоединяемых электроустановок заявителя, включая вводные распределительные устройства, должен осуществляться сетевой организацией с участием заявителя), с выдачей акта осмотра (обследования) энергопринимающих устройств заявителя;

ж) осуществление сетевой организацией фактического присоединения объектов заявителя к электрическим сетям и включение коммутационного аппарата (фиксация коммутационного аппарата в положении «включено»).

Порядок выполнения мероприятий, связанных с ТП

В случаях осуществления технологического присоединения к электрическим сетям классом напряжения до 20 кВ включительно, при этом расстояние от существующих электрических сетей необходимого класса напряжения до границ участка, на котором расположены присоединяемые энергопринимающие устройства, составляет не более 300 метров в городах и поселках городского типа и не более 500 метров в сельской местности и от сетевой организации не требуется выполнение работ по строительству(реконструкции) объектов электросетевого хозяйства, включенных (подлежащих включению) в инвестиционные программы сетевых организаций (в том числе смежных сетевых организаций), и (или) объектов по производству электрической энергии, за исключением работ по строительству объектов электросетевого хозяйства от существующих объектов электросетевого хозяйства до присоединяемых энергопринимающих устройств и (или) объектов электроэнергетики: 15 рабочих дней (если в заявке не указан более продолжительный срок) для осуществления мероприятий по технологическому присоединению, отнесенных к обязанностям сетевой организации, — при временном технологическом присоединении; 4 месяца — для заявителей, максимальная мощность энергопринимающих устройств которых составляет до 670 кВт включительно; 1 год — для заявителей, максимальная мощность энергопринимающих устройств которых составляет свыше 670 кВт; в иных случаях: 15 рабочих дней (если в заявке не указан более продолжительный срок) — при временном технологическом присоединении заявителей, энергопринимающие устройства которых являются передвижными и имеют максимальную мощность до 150 кВт включительно, если расстояние от энергопринимающего устройства заявителя до существующих электрических сетей необходимого класса напряжения составляет не более 300 метров; 6 месяцев — для заявителей, указанных в пунктах 12(1), 14 и 34 настоящих Правил, если технологическое присоединение осуществляется к электрическим сетям, уровень напряжения которых составляет до 20 кВ включительно, и если расстояние от существующих электрических сетей необходимого класса напряжения до границ участка заявителя, на котором расположены присоединяемые энергопринимающие устройства, составляет не более 300 метров в городах и поселках городского типа и не более 500 метров в сельской местности; 1 год — для заявителей, максимальная мощность энергопринимающих устройств которых составляет менее 670 кВт, а также для заявителей, максимальная мощность энергопринимающих устройств которых составляет не менее 670 кВт, при технологическом присоединении к объектам электросетевого хозяйства организации по управлению единой национальной (общероссийской) электрической сетью; 2 года — для заявителей, максимальная мощность энергопринимающих устройств которых составляет не менее 670 кВт, в том числе при технологическом присоединении к объектам электросетевого хозяйства организации по управлению единой национальной (общероссийской) электрической сетью, если для осуществления технологического присоединения энергопринимающих устройств или объектов электроэнергетики заявителя требуется выполнение работ по строительству (реконструкции) объектов электросетевого хозяйства, включенных (подлежащих включению) в инвестиционные программы смежных сетевых организаций, и (или) объектов по производству электрической энергии. Для заявителей, максимальная мощность энергопринимающих устройств которых составляет не менее 670 кВт, по инициативе (обращению) заявителя договором могут быть установлены иные сроки (но не более 4 лет)

404 Страница не найдена

О компании Россети Янтарь 75 лет История компании Ключевые факты и цифры Миссия и стратегия Программа реконструкции и развития электрических сетей Калининградской области до 2020 года Схема выдачи мощности (СВМ) Подготовка к ЧМ Реконструкция сетей 60 кВ с переводом на 110 Кв Общесистемные мероприятия Мероприятия по обеспечению энергоснабжения потребителей Куршской косы Технологическое присоединение льготников Реконструкция сетей 0,23 кВ Акционерное общество Органы управления Информация об аудиторе и регистраторе Структура акционерного капитала Антикоррупционная политика Социальная и кадровая политика Социальная ответственность Пенсионный фонд Молодежная политика Взаимодействие с ВУЗами Вакансии Контактная информация и реквизиты Экологическая политика Руководство ПАО «Россети» Пресс-центр Россети Янтарь Россети Энергетика Видео Фоторепортажи Закупки Управление закупочной деятельностью Неликвиды Продажа и аренда имущества Проведение закупок Информация о заключенных договорах Дорожная карта по сотрудничеству МСП Закупки для МСП Реестр недобросовестных поставщиков Раскрытие информации Раскрытие информации Обществом Устав и внутренние документы Финансовая и годовая отчетность Ежеквартальные отчеты Аффилированные лица Существенные факты Решения органов управления Решения о выпуске ценных бумаг Сведения о порядке предоставления информации акционерам Интерфакс-ЦРКИ Дополнительные сведения, обязательные для раскрытия Обществом Инвестиционная программа Раскрытие информации субъектами оптового и розничного рынков электрической энергии сетевой организацией Действующая редакция с 16. 02.2019 г. В редакции до 16.02.2019 г. Раскрываемая информация в соответствии со Стандартом раскрытия информации энергоснабжающими, энергосбытовыми организациями и гарантирующими поставщиками Действующая редакция с 16.02.2019 г. В редакции до 16.02.2019 г. Раскрытие информации производителем электрической энергии Потребителям Обслуживание потребителей Территория обслуживания Совет потребителей услуг Центры обслуживания потребителей Интерактивная карта Услуги Технологическое присоединение Передача электроэнергии Коммерческий учет электрической энергии Передача объектов электросетевого хозяйства Зарядные станции для электротранспорта Дополнительные услуги Нормативные документы Документы по техническому обслуживанию и ремонту Правила применения цен и тарифов Нормативные документы cистемы обслуживания потребителей услуг Нормативные документы по технологическому присоединению Нормативные документы по коммерческому учету электроэнергии Нормативные документы по передаче электроэнергии Отключения электроэнергии Плановые отключения Аварийные отключения Дополнительная информация Правила безопасности Техническое состояние сетей Пропускная способность План и отчет по ремонтам Управление собственностью Энергосбережение и повышение энергетической эффективности Загрузка центров питания Обратная связь Опросы и анкеты Запись на прием Информация о качестве обслуживания потребителей ДЗО АО «Янтарьэнергосбыт» АО «Калининградская генерирующая компания» О компании Закупки Раскрытие информации Потребителям АО «Янтарьэнергосервис» О компании Закупки Раскрытие информации

«Россети ФСК ЕЭС» | Технологическое присоединение энергопринимающих устройств

Уважаемые клиенты!

В данном разделе сайта размещена информация, необходимая для принятия информированного решения о присоединении Вашего энергопринимающего устройства (энергетической установки) к электрическим сетям.

Требования к объему и содержанию информации определены Стандартом ПАО «ФСК ЕЭС» «Порядок раскрытия информации о технологическом присоединении энергопринимающих устройств (энергетических установок) к Единой национальной (общероссийской) электрической сети (ЕНЭС)».

В соответствии со Стандартом вся раскрываемая и (или) предоставляемая ПАО «ФСК ЕЭС» информация делится на три группы:

Открытая информация – это опубликованная в открытом доступе информация, необходимая для оценки возможного объема мероприятий и затрат, необходимых для осуществления технологического присоединения энергопринимающих устройств (энергетических установок) к электрическим сетям.

Информация для зарегистрированных пользователей – это детализированная информация о ходе выполнения мероприятий по технологическому присоединению энергопринимающих устройств (энергетических установок) к электрическим сетям заявителей, обратившихся с заявками в сетевые организации, а также дополнительные сведения об элементах сети и их характеристиках, включая сведения об открытых и закрытых центрах питания ПАО «ФСК ЕЭС». Доступ к адресной информации предоставляется путем регистрации и выдачи пользователям информации индивидуального логина и пароля.

Информация, составляющая коммерческую тайну – это дополнительная информация, предоставляемая сетевой организацией заинтересованным лицам на условиях подписания специального Соглашения об охране сведений, составляющих коммерческую тайну. К такой информации, в частности, относятся сведения о перспективном развитии Единой национальной (общероссийской) электрической системы, основные показатели развития электроэнергетики объединенной энергосистемы (ОЭС) конкретного региона (информация об уровнях электропотребления, режиме и структуре электропотребления с перспективой на 10 лет), карты-схемы развития объектов электросетевого хозяйства в составе Схемы перспективного развития ЕНЭС и др.

Борец: ООО «ЛеМаЗ»

Лебедянский машиностроительный завод был основан в 1946 году. Сегодня это современное производство, выпускающее погружные электроцентробежные и винтовые насосы для добычи нефти, газосепараторы, диспергаторы, газосепараторы-диспергаторы, а также центробежные насосов для перекачки нефтепродуктов, поршневые и плунжерные насосов различного типа и назначения, в т. ч. для атомной энергетики и специального судостроения.

 

На заводе действуют следующие виды производства: 

• литейное 
• заготовительное 
• гальваническое 
• термическое 
• сварочное 
• резинопластмассовых изделий 
• механосборочное 
• окрасочное 
• инструментальное 
• деревообрабатывающее 
• ремонтно-энергетическое 

 Залогом высокого качества изготавливаемой продукции являются оснащенность предприятия современным оборудованием и использование прогрессивных технологий производства. 

• Для механической обработки ступеней используются станки немецкой фирмы EMAG. Данное оборудование является одной из новейших разработок в области мирового станкостроения. 
• Для производства концевых деталей используются станки американской фирмы HAAS AUTOMATION. 
• В литейном производстве применяется технология получения стержней без нагрева с продувкой газовым катализатором и современным немецким оборудованием LAEMPE и KUKA.
• Для придания поверхности деталей износостойкости, жаростойкости и коррозионной стойкости используется технология «электродуговая металлизация».

Действующая на предприятии система менеджмента качества (СМК) отвечает требованиям международных стандартов.

Приоритетными задачами руководства завода в области промышленной безопасности, охраны труда и окружающей среды является обеспечение безопасных условий труда, защита здоровья своего персонала и населения, проживающего в районах деятельности производственных объектов предприятия, а так же сохранение благоприятной окружающей среды.

Максимальная мобилизация творческого потенциала работников завода для достижения поставленных целей, стимулирует инициативу, что способствует их профессиональному росту и самоутверждению. На заводе «ЛеМаЗ» работают около 200 трудовых династий, общий трудовой стаж некоторых из них достигает 250 лет.

Систематическое изучение потребностей заказчика, неукоснительное соблюдение и непрерывное совершенствование технологий производства, контроля и испытаний, четкое применение Системы менеджмента качества позволяет заводу «ЛеМаЗ» выпускать оборудование, отвечающее мировым стандартам, и максимально эффективно удовлетворять потребителя.

 

Обособленное подразделение ООО «ЛеМаЗ», запущенное в эксплуатацию в Калужской области в 2015 году, выпускает электроцентробежные насосы со ступенями, изготовленными по MIM-технологии – ЭЦН WR2. 

Metal Injection Molding – литье под давлением, инновационный технологический процесс серийного производства изделий с точными размерными параметрами.

 

Изготовление ступеней WR2 с применением MIM-технологии позволяет получить:

  

• высокое качество и широкий спектр поверхности деталей.
• высокую прочность деталей за счет модификации характеристик материалов и применения легирующих добавок для повышения износостойкости и коррозионностойкости рабочих органов.
• неограниченные возможности по сложности геометрии проточных полостей рабочего колеса и направляющего аппарата.
• высокую точность допусков и размеров.

Предприятие выпускает износостойкие ЭЦН WR2 с широким диапазоном подач, применяемых для добычи трудноизвлекаемых залежей нефти в скважинах с самыми сложными условиями, включая скважины после бурения и ГРП, с нестабильным притоком, с высоким содержанием мехпримесей и газа.  

 

Предприятие оснащено современным производственным оборудованием, не имеющим аналогов в мировом нефтегазовом машиностроении.

 

В соответствии с Федеральным Законом № 426-ФЗ от 28.12.2013 «О специальной оценке условий труда» на предприятии регулярно проводится аудит и разрабатываются рекомендации
по улучшению условий труда. Вы можете ознакомиться с результатами специальной оценки
условий труда — 2019 г.,  2018 г. Перечень рекомендуемых мероприятий по улучшению условий
труда — 2019 г., 2018 г.

 

Политика в отношении обработки персональных данных ООО «ЛеМаЗ» (pdf)

 

 

Раскрытие информации

Телефонный номер для обращений потребителей услуг по передаче электрической энергии и технологическому присоединению: +7 (47466) 73-5-65

В соответствии со Стандартами раскрытия информации субъектами оптового и розничного
рынков электрической энергии, утвержденными Постановлением Правительства РФ от 21. 01.2004 №24:

 

	По пп. «б» п. 9:
	2015 год (план-факт)			2016 год (план)			2017 год (план)
				2016 год (план-факт)			2017 год (план-факт)
	По пп «а», абзацам 1-14 пп. «б», пп. «д», пп. «е», абзацу 2 пп. «з» п. 11:
	2015 год			2016 год			2017 год (факт)
	2015 год (факт)			2016 год (факт)
	По абзацам 15-16 пп. «б» п. 11:
	1 квартал 2015 года			1 квартал 2016 года			1 квартал 2017 года
	2 квартал 2015 года			2 квартал 2016 года			2 квартал 2017 года
	3 квартал 2015 года			3 квартал 2016 года			3 квартал 2017 года
	4 квартал 2015 года			4 квартал 2016 года			4 квартал 2017 года
	По пп. абзацу 17 пп. «б», «в», «е» п. 11:
	январь 2015 года			январь 2016 года			январь 2017 года
	февраль 2015 года			февраль 2016 года			февраль 2017 года
	март 2015 года			март 2016 года			март 2017 года
	апрель 2015 года			апрель 2016 года			апрель 2017 года
	май 2015 года			май 2016 года			май 2017 года
	июнь 2015 года			июнь 2016 года			июнь 2017 года
	июль 2015 года			июль 2016 года			июль 2017 года
	август 2015 года			август 2016 года			август 2017 года
	сентябрь 2015 года			сентябрь 2016 года			сентябрь 2017 года
	октябрь 2015 года			октябрь 2016 года			октябрь 2017 года
	ноябрь 2015 года			ноябрь 2016 года			ноябрь 2017 года
	декабрь 2015 года			декабрь 2016 года			декабрь 2017 года
	По пп. «ж» п. 11:
	2015 год			2016 год			2017 год
	По пп. «л» п. 11:
	2015 год			2016 год			2017 год
	2015 год (факт)			2016 год (факт)			2017 год (факт)
	По пп. «л» п. 11: Информация о качестве обслуживания потребителей услуг за 2016 г.: Информация о качестве обслуживания потребителей услуг за 2017 г.: По пп. «и» п. 11 Паспорта услуг (процессов) согласно единым стандартам качества обслуживания сетевыми организациями потребителей услуг сетевых организаций: Бездоговорное и безучетное потребление Выдача документов Внесение изменений в договор Восстановление ранее выданных документов по ТП Временное ТП передвижных установок до 150 кВт Допуск представителей потребителя услуг Заключение договора Определение стоимости ТП при перераспределении мощности Полное (частичное) ограничение Получение информации о лицах намеревающихся перераспределить мощность Размещение информации о намерении перераспределить мощность Расторжение договора Снятие контрольных показаний Согласование места установки прибора учета ТП мощность до 15 кВт ТП мощность от 15 кВт до 150 кВт ТП мощность от 150 до 670 кВт ТП мощность свыше 670 кВт ТП по индивидуальному проекту ТП посредством перераспределения мощности По пп. «в(1)» п. 11: 2015 год      2016 год      2017 год 2015 год (факт) 2016 год 2017 год (факт) По пп. а, абзацу 3-5, пп. «б» пп. 11: 2015 год 2016 год 2017 год По пп. «г» п. 9: 2015-2019 год 2015-2019 год (дополнение) По пп «а (2)» п. 11: 2015 год 2017 год: По пп. «е», «е(1)»,  «е(2)», «з», «и», «к», «л» п. 11: 2016 год: 2017 год:   Годовая бухгалтерская отчетность: За 2015 год: За 2016 год: Ф 1,2,3,4,5 за 2016 г. (17.01.2017 г.) Пояснения к годовому отчёту 2016 (17.01.2017 г.) Аудиторское заключение За 2017 год За 2018 год Отчет об изменении капитала за 2018 год За 2019 год: Форма 1,2 Форма 4,5 и пояснения к бухгалтерской отчетности Аудиторское заключение Квитанция о приеме налоговой декларации (расчета) в электронном виде За 2020 год: Форма 1,2 Форма 4,5 и пояснения к бухгалтерскому балансу и отчету о финансовых результатах Пояснения к финансовой (бухгалтерской) отчетности Аудиторское заключение

Конституционный суд разрешил вопрос о механизме компенсации затрат на содержание электрических сетей в случае отсутствия статуса ТСО у их владельцев

25 апреля 2019 года принято Постановление Конституционного суда РФ № 19-П «По делу о проверке конституционности пункта 6 Правил недискриминационного доступа к услугам по передаче электрической энергии и оказания этих услуг в связи с жалобой акционерного общества «Верхневолгоэлектромонтаж-НН».

1.  Суть вопроса

Абзац 3 пункта 4 статьи 26 Федерального закона «Об электроэнергетике» № 35-ФЗ[1] устанавливает, что сетевая организация или иной владелец объектов электросетевого хозяйства, к которым в надлежащем порядке технологически присоединены энергопринимающие устройства или объекты электроэнергетики:

• не вправе препятствовать передаче электрической энергии на указанные устройства или объекты и (или) от указанных устройств или объектов, в том числе заключению в отношении указанных устройств или объектов договоров купли-продажи электрической энергии, договоров энергоснабжения, договоров оказания услуг по передаче электрической энергии, и,

• по требованию собственника или иного законного владельца энергопринимающих устройств или объектов электроэнергетики в установленные законодательством Российской Федерации сроки обязаны предоставить или составить документы, подтверждающие технологическое присоединение и (или) разграничение балансовой принадлежности объектов электросетевого хозяйства и энергопринимающих устройств или объектов электроэнергетики и ответственности сторон за нарушение правил эксплуатации объектов электросетевого хозяйства.

Указанное лицо в установленном порядке также обязано осуществлять по требованию гарантирующего поставщика (энергосбытовой, сетевой организации) действия по введению полного и (или) частичного ограничения режима потребления электрической энергии такими энергопринимающими устройствами или объектами электроэнергетики. К тому же оно обязано оплачивать стоимость потерь, которые возникают на находящихся в его собственности объектах электросетевого хозяйства.

Пункт 6 Правил недискриминационного доступа к услугам по передаче электрической энергии и оказания этих услуг[2] устанавливает, что:

• собственники и иные законные владельцы объектов электросетевого хозяйства, через которые опосредованно присоединено к электрическим сетям сетевой организации энергопринимающее устройство потребителя, не вправе препятствовать перетоку через их объекты электрической энергии для такого потребителя и требовать за это оплату;

• указанные собственники и иные законные владельцы объектов электросетевого хозяйства, через которые опосредованно присоединено к электрическим сетям сетевой организации энергопринимающее устройство потребителя, вправе оказывать услуги по передаче электрической энергии с использованием принадлежащих им объектов электросетевого хозяйства после установления для них тарифа на услуги по передаче электрической энергии; в этом случае к их отношениям по передаче электрической энергии применяются положения данных Правил, предусмотренные для сетевых организаций;

• потребители услуг, опосредованно присоединенные к электрическим сетям, оплачивают услуги по передаче электрической энергии в соответствии с методическими указаниями, утверждаемыми федеральным органом исполнительной власти в области государственного регулирования тарифов.

В соответствии со статьей 3 Закона № 35-ФЗ территориальная сетевая организация – это коммерческая организация, которая оказывает услуги по передаче электрической энергии с использованием объектов электросетевого хозяйства, не относящихся к единой национальной (общероссийской) электрической сети, а в случаях, установленных Законом № 35-ФЗ, – с использованием объектов электросетевого хозяйства или части указанных объектов, входящих в единую национальную (общероссийскую) электрическую сеть, и которая соответствует утвержденным Правительством РФ критериям отнесения владельцев объектов электросетевого хозяйства к территориальным сетевым организациям.

Критерии отнесения владельцев объектов электросетевого хозяйства к территориальным сетевым организациям утверждены Постановлением Правительства РФ от 28 февраля 2015 года № 184 «Об отнесении владельцев объектов электросетевого хозяйства к территориальным сетевым организациям».

В соответствии с абзацем 3 пункта 24 утвержденных Постановлением Правительства РФ от 29 декабря 2011 года № 1178 Правил государственного регулирования (пересмотра, применения) цен (тарифов) в электроэнергетике, в случае выявления несоответствия юридического лица, владеющего объектами электросетевого хозяйства, одному или нескольким критериям отнесения владельцев объектов электросетевого хозяйства к территориальным сетевым организациям, орган исполнительной власти субъекта Российской Федерации в области государственного регулирования тарифов направляет такому юридическому лицу уведомление об отсутствии оснований для установления (пересмотра) цены (тарифа) на услуги по передаче электрической энергии (с указанием критериев отнесения владельцев объектов электросетевого хозяйства к территориальным сетевым организациям, которым такое юридическое лицо не соответствует).

Введение (1) указанных выше критериев соответствия одновременно с (2) законодательным запретом на препятствование перетоку ресурса и взимание за это платы владельцами сети при отсутствии тарифа направлены на стимулирование передачи объектов сетевого хозяйства профессиональным участникам рынка, которые смогут качественно обслуживать подобные объекты и тем самым надлежащим образом обеспечить нужды потребителей в надежной поставке энергоресурсов, что нашло свое отражение в Стратегии развития электросетевого комплекса Российской Федерации на период до 2030 года (утверждена распоряжением Правительства РФ от 3 апреля 2013 года № 511-р).

Таким образом, собственники (владельцы) объектов электросетевого хозяйства после утраты ими статуса территориальной сетевой организации обязаны как потребители электрической энергии продолжать эксплуатацию принадлежащих им объектов электросетевого хозяйства в соответствии с требованиями Правил технической эксплуатации электроустановок потребителей, утвержденных приказом Министерства энергетики Российской Федерации от 13 января 2003 года № 6. Вдобавок они не вправе препятствовать перетоку через их объекты электросетевого хозяйства электрической энергии иным потребителям и требовать за это оплату[3].

Применение указанных норм в совокупности привело к ограничению имущественных прав собственников (владельцев) объектов электросетевого хозяйства, через которые опосредованно присоединены к электрическим сетям энергопринимающие устройства иных потребителей электрической энергии, препятствуя им в возмещении затрат на обеспечение перетока электрической энергии и в извлечении прибыли из указанной деятельности.

2. Резюме позиции Конституционного суда РФ

a. Конституция Российской Федерации гарантирует свободу экономической деятельности и устанавливает право каждого на свободное использование своих способностей и имущества для предпринимательской и иной не запрещенной законом экономической деятельности. Каждое лицо имеет право иметь имущество в собственности, владеть, пользоваться и распоряжаться им как единолично, так и совместно с другими лицами и одновременно.

Помимо этого, Конституция допускает возможность ограничения прав и свобод человека и гражданина федеральным законом в той мере, в какой это необходимо в целях защиты основ конституционного строя, нравственности, здоровья, прав и законных интересов других лиц, обеспечения обороны страны и безопасности государства[4].

Нормативное регулирование отношений, связанных с оказанием субъектами электроэнергетики услуг потребителям электрической энергии, должно основываться на вытекающих из Конституции принципах определенности, справедливости и соразмерности (пропорциональности)[5] вводимых ограничений конституционно значимым целям, с тем чтобы достигался разумный баланс имущественных интересов участников таких правоотношений.

b.  Государственное регулирование отношений между организациями электроэнергетической отрасли и потребителями услуг этих организаций, как подчеркивал в своих решениях Конституционный суд, призвано не только обеспечить доступность таких услуг для потребителей, нуждающихся в них, но и гарантировать защиту права собственности и права на осуществление предпринимательской деятельности организаций – участников данных правоотношений[6].

Запрет требовать оплату за переток электрической энергии означает не только то, что собственники (владельцы) объектов электросетевого хозяйства, через которые опосредованно присоединены к электрическим сетям сетевой организации энергопринимающие устройства иных потребителей, не могут получить доход от этой деятельности. Но также и то, что они не могут претендовать на возмещение расходов, которые они несут при ее осуществлении[7].

Такое понимание оспариваемого нормативного положения нашло отражение и в судебной практике (определение Апелляционной коллегии Верховного Суда Российской Федерации от 2 февраля 2017 года № АПЛ16-632, постановления Арбитражного суда Волго-Вятского округа от 28 июля 2017 года № А43-31392/2016, Арбитражного суда Западно-Сибирского округа от 19 апреля 2018 года № Ф04-790/2018 и др.).

c.  Если собственники (владельцы) объектов электросетевого хозяйства утрачивают статус территориальных сетевых организаций, они больше не могут оказывать услуги по передаче электрической энергии на возмездной основе.

Прекращение данного права сопряжено с тем, что эти собственники (владельцы) утратили возможность осуществлять деятельность по передаче электрической энергии и отвечают исключительно за переток электрической энергии через свои объекты электросетевого хозяйства иным ее потребителям.

При этом деятельность собственников (владельцев) объектов электросетевого хозяйства по обеспечению перетока электрической энергии через свои объекты электросетевого хозяйства иным потребителям электрической энергии, не предусматривающая в системе действующего правового регулирования получение от нее дохода как от предпринимательской или иной экономической деятельности, является одним из средств обеспечения передачи территориальными сетевыми организациями электрической энергии потребителям. Такой переток осуществляется в имеющих публичное значение интересах потребителей электрической энергии тогда, когда другие способы технологического присоединения их энергопринимающих устройств к электрическим сетям территориальных сетевых организаций технически невозможны или экономически для них не выгодны.

d. Конституционный суд в своих решениях подчеркивал, что такое правовое регулирование связано с публичной значимостью объектов электросетевого хозяйства, которые находятся в собственности (владении) территориальных сетевых организаций и потребителей электрической энергии, а также со спецификой их деятельности[8]. Делается это для защиты прав потребителей электрической энергии[9]: таким образом законодатель пытается предотвратить необоснованное повышение для них платы за электрическую энергию. Указанное – это реализация предписаний статей 17 (часть 3) и 55 (часть 3) Конституции.

Следовательно, оспариваемое нормативное положение по своему конституционно-правовому смыслу в системе действующего правового регулирования не противоречит Конституции в той мере, в какой оно исключает для собственника (владельца) объектов электросетевого хозяйства, через которые опосредованно присоединены к электрическим сетям территориальной сетевой организации энергопринимающие устройства иных потребителей, получение дохода от деятельности по обеспечению перетока электрической энергии.

e. Собственники (владельцы) объектов электросетевого хозяйства обеспечивают надлежащий переток электрической энергии ее потребителям, чьи энергопринимающие устройства опосредованно присоединены к электрическим сетям территориальной сетевой организации через объекты электросетевого хозяйства указанных собственников (владельцев). И это притом, что такая деятельность не может являться для них источником получения дохода. К тому же они несут затраты (расходы).

Так, Федеральным законом «Об электроэнергетике» на собственников возложена обязанность оплачивать стоимость потерь, возникающих при эксплуатации принадлежащих им объектов электросетевого хозяйства (абзац третий пункта 4 статьи 26). А это, в свою очередь, предполагает оплату ими стоимости потерь электрической энергии, возникающих в принадлежащих им объектах электросетевого хозяйства в связи с перетоком электрической энергии иным ее потребителям.

В соответствии с Основными положениями функционирования розничных рынков электрической энергии потери электрической энергии, возникающие в принадлежащих таким собственникам (владельцам) объектах электросетевого хозяйства, приравниваются к потреблению электрической энергии и оплачиваются ими в рамках заключенных договоров, обеспечивающих продажу электрической энергии (мощности) на розничных рынках, с учетом оплаты стоимости услуг по передаче электрической энергии (пункт 129).

При отсутствии заключенного в письменной форме договора о приобретении электрической энергии (мощности) для целей компенсации потерь электрической энергии или договора, обеспечивающего продажу электрической энергии (мощности) на розничных рынках, собственники (владельцы) объектов электросетевого хозяйства оплачивают стоимость электрической энергии в объеме фактических потерь электрической энергии гарантирующему поставщику, в границах зоны деятельности которого расположены их объекты электросетевого хозяйства (пункт 130).

Действующее законодательство наделяет владельца энергопринимающих устройств, ранее технологически присоединенных в надлежащем порядке к объектам электросетевого хозяйства сетевой организации, правом опосредованного присоединения к принадлежащим ему объектам электросетевого хозяйства энергопринимающих устройств иных лиц по согласованию с соответствующей территориальной сетевой организацией и при условии соблюдения выданных ранее технических условий. При этом стороны такого опосредованного присоединения заключают соглашение о перераспределении мощности между принадлежащими им энергопринимающими устройствами, в котором, в частности, предусматривают порядок компенсации сторонами опосредованного присоединения потерь электрической энергии в электрических сетях владельца ранее присоединенных энергопринимающих устройств[10].

Это означает, что потребитель электрической энергии может согласиться на опосредованное присоединение энергопринимающих устройств иного лица к электрическим сетям территориальной сетевой организации через объекты электросетевого хозяйства этого потребителя электрической энергии, включив в соглашение о перераспределении мощности между сторонами опосредованного присоединения определенное положение. В частности, такое положение должно закреплять, что потери электрической энергии в его электрических сетях, связанные с перетоком через них электрической энергии иному лицу, возлагаются частично или в полном объеме на это лицо.

f. Однако если собственники (владельцы) объектов электросетевого хозяйства, заключившие договоры о технологическом присоединении с потребителями электрической энергии в качестве территориальных сетевых организаций, утратили этот статус, такие собственники (владельцы) в дальнейшем не вправе в одностороннем порядке расторгнуть названные договоры или изменить их существенные условия, в том числе в силу действия принципа однократности технологического присоединения энергопринимающих устройств потребителей электрической энергии. В результате такие собственники (владельцы) вынуждены самостоятельно оплачивать стоимость потерь электрической энергии, возникающих в связи с обеспечением ими ее перетока через свои объекты электросетевого хозяйства иным потребителям электрической энергии, договоры о технологическом присоединении с которыми они заключили в существенно иных экономических условиях.

Кроме несения расходов на оплату потерь электрической энергии в объектах электросетевого хозяйства, собственники (владельцы) таких объектов, в силу возложенного на них статьей 210 ГК РФ бремени содержания принадлежащего им имущества, несут расходы по содержанию таких объектов, в том числе в части обеспечения беспрепятственного перетока электрической энергии иным ее потребителям.

g. Из абзаца третьего пункта 4 статьи 26 Федерального закона «Об электроэнергетике» следует, что использование объектов электросетевого хозяйства, через которые опосредованно присоединены энергопринимающие устройства потребителей электрической энергии к электрическим сетям, осуществляется не только для перетока электрической энергии в интересах данных потребителей. С помощью указанных объектов электросетевого хозяйства их собственники (владельцы) осуществляют переток энергии, в том числе в интересах территориальной сетевой организации, к которой опосредованно присоединены энергопринимающие устройства потребителей электрической энергии.

Тем самым собственники (владельцы) указанных объектов электросетевого хозяйства, по сути, принимают на себя часть имеющих публичное значение функций данной территориальной сетевой организации. При этом расходы, которые они несут в связи с обеспечением перетока электрической энергии ее потребителям, договоры о технологическом присоединении с которыми были заключены ими в статусе территориальной сетевой организации, не могут рассматриваться как принятые ими на себя добровольно.

Возложение данных расходов исключительно на указанных собственников (владельцев) объектов электросетевого хозяйства не соответствует конституционным критериям ограничения конституционных прав граждан, нарушает принцип поддержания доверия граждан к закону и действиям государства и требует установления правового механизма возмещения данных расходов, отвечающего принципам справедливости и соразмерности (преамбула и статья 8; статья 19, части 1 и 2; статья 34, часть 1; статья 35, часть 1; статья 55, часть 3, Конституции Российской Федерации).

Препятствием для установления такого правового механизма не может служить положение абзаца третьего пункта 4 статьи 26 Федерального закона «Об электроэнергетике», обязывающее собственников (владельцев) объектов электросетевого хозяйства оплачивать стоимость потерь, возникающих при эксплуатации названных объектов, поскольку оно не исключает права собственников (владельцев) объектов электросетевого хозяйства требовать в установленном порядке возмещения понесенных и оплаченных ими расходов на переток электрической энергии иным ее потребителям.

h. Таким образом, пункт 6 Правил недискриминационного доступа к услугам по передаче электрической энергии и оказания этих услуг не соответствует Конституции, ее преамбуле, статьям 8, 19 (части 1 и 2), 34 (часть 1), 35 (часть 1) и 55 (часть 3), в той мере, в какой в системе действующего правового регулирования законодатель исключает для собственника (владельца) объектов электросетевого хозяйства, через которые опосредованно присоединены к электрическим сетям территориальной сетевой организации энергопринимающие устройства иных потребителей, возможность возмещения расходов, понесенных им в связи с обеспечением перетока электрической энергии тем ее потребителям, договоры о технологическом присоединении с которыми были заключены им в статусе территориальной сетевой организации (организации, которой установлен индивидуальный тариф на возмездное оказание услуг по передаче электрической энергии).

3.  Последствия принятия Постановления Конституционного суда от 25 апреля 2019 года № 19-П

3. 1.  В контексте нормативно-правового регулирования

В соответствии с Постановлением Конституционного суда от 25 апреля 2019 года Правительству Российской Федерации надлежит в срок не позднее 1 января 2020 года установить правовой механизм возмещения для собственника (владельца) объектов электросетевого хозяйства, через которые опосредованно присоединены к электрическим сетям территориальной сетевой организации энергопринимающие устройства иных потребителей, указанных выше расходов.

При этом федеральный законодатель не лишен возможности внести соответствующие изменения в законодательное регулирование, руководствуясь Конституцией и с учетом правовых позиций Конституционного суда, изложенных в настоящем постановлении.

3.2.  Для потребителей услуг по передаче электрической энергии и владельцев объектов электросетевого хозяйства, через которые опосредованно присоединены к электрическим сетям территориальной сетевой организации энергопринимающие устройства иных потребителей

Постановление Конституционного суда от 25 апреля 2019 года с учетом пункта 12 части первой статьи 75 Федерального конституционного закона «О Конституционном Суде Российской Федерации» предусматривает, что исходя из значимости стабильного функционирования электроэнергетического хозяйства для экономики и обеспечения жизнедеятельности граждан, а также учитывая специфику регулирования размера платежей и порядка расчетов между участниками отношений в этой сфере, впредь до введения в действие названного выше правового механизма, пункт 6 Правил недискриминационного доступа к услугам по передаче электрической энергии и оказания этих услуг подлежит применению в действующей редакции; при этом собственники (владельцы) объектов электросетевого хозяйства, через которые опосредованно присоединено к электрическим сетям сетевой организации электропринимающее устройство потребителя, не вправе препятствовать перетоку через их объекты электрической энергии для такого потребителя и требовать за это оплату.

4. Резюме для смежных отраслей

Анализ подходов к правовому регулированию вопросов, связанных с обеспечением гарантий перетока энергоресурсов по сетям, позволяет утверждать, что сформулированный в законодательстве об электроэнергетике правовой подход, устанавливающий запрет на препятствование перетоку электрической энергии и взимание за это платы, закреплен также и в   регулирующем смежные правоотношения (тепло, газ, вода) законодательстве, что подтверждается также и правоприменительной практикой.

Так, в Определении Верховного суда от 17 июня 2016 года № 306-ЭС16-6217 по делу № А65-12453/2015 указано, что суд апелляционной инстанции отменил судебный акт и отказал во взыскании с ответчика платы за пользование тепловодом, принадлежащим на праве собственности истцу. Суд пришел к выводу об отсутствии у истца права требования этой платы. При этом он руководствовался пунктами 5, 6 статьи 17 Федерального закона от 27 июля 2010 года № 190-ФЗ «О теплоснабжении» и исходил из того, что ответчик получал тепловую энергию от энергоснабжающей организации через рассматриваемый участок тепловой сети, тариф на оплату услуг по передаче тепловой энергии для истца не установлен, что в совокупности исключает возможность получения истцом платы за рассматриваемое пользование его тепловыми сетями.

Применительно к газоснабжению в Определении Верховного суда от 22 ноября 2016 года
№ 308-ЭС16-14654 по делу № А53-23413/2015 указано, что истцу было отказано во взыскании расходов по причине отсутствия у него тарифа на услуги по транспортировке газа, учитывающего расходы на содержание и эксплуатацию сетей. По мнению судов, представленный истцом расчет расходов документально не обоснован, документы к заявленным расходам не относятся, а протяженность используемого ответчиками участка газопровода определена неверно. К тому же суды установили, что, помимо ответчиков, к газопроводу подключены иные потребители, при этом отсутствие их учета в расчете не пояснено.

При вынесении решения суды руководствовались Федеральным законом от 31 марта 1999 года
№ 69-ФЗ «О газоснабжении в Российской Федерации», Правилами поставки газа в Российской Федерации, утвержденными Постановлением Правительства Российской Федерации от 05 февраля 1998 года № 162, Методическими указаниями по регулированию тарифов на услуги по транспортировке газа по газораспределительным сетям, утвержденными Приказом ФСТ России от 15 декабря 2009 года № 411-э/7.

Что касается деятельности в сфере водоснабжения, часть 3 статьи 11 Закона о водоснабжении и водоотведении от 07.12.2011 № 416-ФЗ прямо предусматривает обязанность собственников и иных законных владельцев водопроводных и (или) канализационных сетей не препятствовать транспортировке по их сетям воды (сточных вод) в целях обеспечения горячего и холодного водоснабжения и (или) водоотведения абонентов, объекты капитального строительства которых подключены (технологически присоединены) к таким сетям, а также до установления тарифов на транспортировку воды и (или) сточных вод по таким сетям требовать возмещения затрат на эксплуатацию этих сетей.

Таким образом, закрепленный в Постановлении Конституционного суда правовой подход, предусматривающий необходимость наличия юридических механизмов возмещения для собственника (владельца) объектов сетевого хозяйства, через которые опосредованно присоединены энергопринимающие устройства иных потребителей ресурсов, указанных выше расходов, может быть внедрен и в смежных сферах передачи энергоресурсов, например в сферах тепло-, водо- и газоснабжения.

---

[1]           Далее – Закон № 35-ФЗ.

[2]           Утверждены Постановлением Правительства Российской Федерации от 27 декабря 2004 года № 861; далее – Правила.

[3]           Пункт 4 статьи 26 Федерального закона «Об электроэнергетике» и абзац первый пункта 6 Правил недискриминационного доступа к услугам по передаче электрической энергии и оказания этих услуг.

[4]           Преамбула, статья 8, часть 1; статья 34, часть 1; статья 35, часть 2; статья 55, часть 3.

[5]           Статья 17, часть 3; статья 19, части 1 и 2; статья 55, часть 3.

[6]           Определения от 4 октября 2012 года № 1813-О, от 20 декабря 2018 года № 3142-О и др.

[7]           Запрет установлен пунктом 6 Правил недискриминационного доступа к услугам по передаче электрической энергии и оказания этих услуг.

[8]           Определения от 17 июля 2014 года № 1580-О и от 23 июня 2016 года № 1370-О.

[9]           Определения от 23 июня 2015 года № 1463-О и от 23 ноября 2017 года № 2639-О.

[10]         Пункты 40(4), 40(5), 40(7) и 40(8) Правил технологического присоединения энергопринимающих устройств потребителей электрической энергии, объектов по производству электрической энергии, а также объектов электросетевого хозяйства, принадлежащих сетевым организациям и иным лицам, к электрическим сетям.

Беспроводное питание

Wireless power готова к включению в нашу повседневную жизнь. Передатчики могут быть размещены в мебели, стенах, полах для эффективного и экономичного питания или зарядки наших электронных и электрических устройств на больших площадях и для нескольких устройств.

Магнитно-резонансная технология является ключом к повсеместному внедрению, обеспечивая передачу с большой площадью поверхности, пространственную свободу для размещения приемных устройств и возможность питания нескольких устройств одновременно.

Видео галерея

EPC представляет Smart Desk на базе GaN 300 Вт с беспроводным питанием на выставке CES

Сокращение времени вывода на рынок — Демонстрационные комплекты беспроводной системы питания

EPC предлагает полный спектр эталонных схем приема и передачи, от зарядки одного устройства до одновременного питания нескольких устройств на большой площади.

В основе этих эталонных проектов EPC лежат полевые транзисторы и ИС eGaN ^® , работающие на частоте 6,78 МГц (что соответствует стандарту AirFuel Alliance), что обеспечивает максимальную эффективность беспроводной системы электропитания.

GaN обеспечивает высокую эффективность как для низкочастотных (Qi), так и для высокочастотных (AirFuel) стандартов, поддерживая более дешевое решение с одним усилителем передачи, которое может заряжать устройства по беспроводной сети независимо от стандарта, используемого в принимающем устройстве.

Все комплекты для демонстрации беспроводной мощности EPC содержат передающий блок (беспроводной усилитель мощности и передающую катушку) и приемный блок (и) устройства.Кроме того, усилители мощности и приемные устройства можно приобрести отдельно.

EPC9128, комплект 16 Вт, класс 3

Наборы охватывают уровни мощности от AirFuel класса 2 до AirFuel класса 4, а также многорежимный демонстрационный комплект, охватывающий как AirFuel класса 2, так и индуктивный стандарт Qi в одном усилителе.

Беспроводные усилители мощности

Платы усилителя

доступны для клиентов, у которых есть собственная конструкция катушек.

Плата усилителя
EPC9512

Устройства приема устройств

Устройства приема

теперь доступны для клиентов, которые хотят быстро вывести на рынок различные потребительские электронные продукты.

Устройство приема устройств	3	5 Вт	5	1	EPC9513	смартфон
	4	10 Вт	5	2	EPC9515	планшет, фаблет
	5	27 Вт	19	1. 4	EPC9514	ноутбук

EPC9513 Приемный блок

Примеры приемных катушек устройств

Персональный помощник
(5 В, 5 Вт)
Офисная настольная лампа
(12 В, 6 Вт)
Компьютерный монитор
(100 В, 22 Вт)

полевые транзисторы и ИС eGaN для беспроводного питания

Устройства из нитрида галлия

EPC идеально подходят для беспроводной связи благодаря их способности эффективно работать на высоких частотах, обеспечивать высокую мощность и занимать небольшую площадь с низким профилем.

Благодаря низкой емкости, нулевому обратному восстановлению и низкому сопротивлению в открытом состоянии полевые транзисторы и ИС eGaN обеспечивают низкие рабочие потери, что приводит к повышению эффективности усилителя и помогает снизить уровень электромагнитных помех.

EPC2108	Dual с Bootstrap	60	240 240 3300	5,5 5,5 0,5	BGA 1,35 x 1,35	Главный силовой каскад в усилителе
EPC2219	AEC-Q101, одиночный, с вентильным диодом	65	3300	0. 5	BGA 0,9 x 0,9	Синхронный бутстрап в усилителе
EPC2107	Dual с Bootstrap	100	390 390 3300	3,8 3,8 0,5	BGA 1,35 x 1,35	Главный силовой каскад в усилителе
EPC2038	Одинарный с вентильным диодом	100	3300	0.5	BGA 0,9 x 0,9	Синхронный бутстрап в усилителе
EPC2037	Одноместный	100	550	2,4	BGA 0,9 x 0,9	Главный силовой каскад в усилителе / ​​ Синхронный бутстрап в усилителе
EPC8010	Одноместный	100	160	7.5	LGA 2,1 x 0,85	Главный силовой каскад в усилителе
EPC2036	Одноместный	100	73	18	BGA 0,9 x 0,9	Предварительный регулятор SEPIC
EPC2007C	Одноместный	100	30	40	LGA 1,7 x 1,1	Главный силовой каскад в усилителе
EPC2012C	Одноместный	200	100	22	LGA 1. 7 х 0,9	Главный силовой каскад в усилителе
EPC2019	Одноместный	200	50	42	LGA 2,8 x 0,95	Основной силовой каскад в усилителе / ​​ Повышающий полевой транзистор в цепи приема

Технологические возможности для достижения будущего беспроводного энергоснабжения уже здесь!

Руководство по беспроводной связи

Основной проблемой при реализации беспроводного питания является конструкция усилителя.Цель этого справочника — понять многие проблемы, возникающие при разработке усилителя для беспроводной сети, такие как излучаемые электромагнитные помехи, многорежимные системы и способы повышения эффективности.

купить сейчас

Трилогия беспроводной передачи энергии

«Трилогия беспроводной передачи энергии» состоит из трех частей: основные принципы беспроводной передачи энергии, системы беспроводной передачи энергии и приложения. Книга стоит 19 евро, ее можно заказать в Würth Elektronik eiSos или в книжных магазинах.

Учить больше

Демонстрации беспроводного питания GaN

Как бытовая техника, стоящая на столе, может получать беспроводное питание

А вот и телевизор с беспроводным питанием!

Устройство беспроводного приема энергии, система беспроводной передачи энергии и устройство контроля короткого замыкания

Уровень техники
Область изобретения

Настоящее изобретение относится к устройству беспроводного приема энергии, системе беспроводной передачи энергии и короткому замыканию. устройство контроля.

Описание предшествующего уровня техники

Система беспроводной передачи энергии, которая беспроводным способом передает энергию от катушки, передающей энергию, к катушке приема энергии, теперь привлекает внимание.

Система беспроводной передачи энергии включает в себя устройство беспроводной передачи энергии, имеющее катушку для передачи энергии, и устройство беспроводной передачи энергии, имеющее катушку для приема энергии. Устройство беспроводного приема энергии дополнительно включает в себя схему выпрямления, которая выпрямляет мощность, которую принимает катушка приема энергии, и выводит результирующую мощность на нагрузку.

В системе беспроводной передачи энергии, например, для зарядки транспортного средства, нагрузка представляет собой высоковольтную батарею, установленную на транспортном средстве. Если короткое замыкание происходит в выпрямительной цепи в беспроводном устройстве приема энергии, подключенном к такой нагрузке, высокое напряжение батареи прикладывается к катушке приема энергии, что может вызвать различные вторичные неисправности. Поэтому желательно, чтобы короткое замыкание в выпрямительной цепи было обнаружено в кратчайшие сроки для принятия необходимых мер.

JP 2016-111819 A раскрывает метод остановки операции приема энергии, когда линия питания выходной стороны схемы выпрямления находится в состоянии перенапряжения. В частности, когда возникает состояние перенапряжения, оба конца резонансного контура на стороне приема энергии, включая катушку приема энергии, замыкаются накоротко, чтобы остановить операцию приема энергии. JP

JP 2015-80296 A раскрывает метод обнаружения неисправности, которая может возникнуть на пути между катушкой приема энергии и выпрямительной схемой, а также в различных элементах на пути.В частности, путь отделен от катушки приема энергии и выпрямительной схемы, образуя замкнутый контур. Затем питание для определения отклонения от нормы подается в замкнутый контур, чтобы, таким образом, обеспечить возможность измерения значения тока, протекающего в замкнутом контуре.

Однако методы, раскрытые в JP 2016-111819 A и JP 2015-80296 A, не могут обнаружить короткое замыкание в выпрямительной цепи. Кроме того, способ согласно методике, раскрытой в JP 2015-80296 A, не может определить наличие / отсутствие отклонения от нормы во время операции передачи энергии.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение было создано с учетом таких проблем, и его цель состоит в том, чтобы предоставить устройство беспроводного приема энергии, систему беспроводной передачи энергии и устройство контроля короткого замыкания, способное обнаруживать короткое замыкание. в выпрямительной цепи при работе передачи мощности.

Беспроводное устройство приема энергии согласно настоящему изобретению — это устройство, которое беспроводным образом принимает мощность, передаваемую от устройства беспроводной передачи энергии.Устройство беспроводного приема энергии включает в себя: катушку приема энергии, которая принимает мощность переменного тока через магнитное поле; конденсатор на стороне приема энергии, который вместе с катушкой приема энергии составляет резонансный контур; схему выпрямления, которая выпрямляет мощность переменного тока, принимаемую катушкой приема энергии множеством соединенных мостом полупроводниковых устройств, каждое из которых выполняет функцию выпрямления; и схему обнаружения короткого замыкания, которая обнаруживает короткое замыкание в схеме выпрямления на основе первого напряжения переменного тока, которое представляет собой напряжение между односторонней входной линией схемы выпрямления и стабильным потенциалом, и вторым напряжением переменного тока, которое является напряжением между входной линией другой стороны выпрямительной схемы и стабильным потенциалом.

Система беспроводной передачи энергии согласно настоящему изобретению включает в себя устройство беспроводной передачи энергии и устройство беспроводного приема энергии, при этом беспроводное устройство приема энергии является любым из вышеупомянутых устройств беспроводного приема энергии.

Устройство контроля короткого замыкания в соответствии с настоящим изобретением — это устройство, которое обнаруживает короткое замыкание в выпрямительной схеме, которая выпрямляет входную мощность переменного тока с помощью множества соединенных мостом полупроводниковых устройств, каждое из которых выполняет функцию выпрямления.Устройство контроля короткого замыкания обнаруживает короткое замыкание в схеме выпрямления на основе первого напряжения переменного тока, которое представляет собой напряжение между односторонней входной линией схемы выпрямления и стабильным потенциалом, и второго напряжения переменного тока, которое является напряжением между обратная линия входа выпрямительной цепи и стабильный потенциал.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Вышеупомянутые и другие цели, особенности и преимущества этого изобретения станут более очевидными при обращении к нижеследующему подробному описанию изобретения вместе с прилагаемыми чертежами, на которых:

Фиг.1 представляет собой вид, иллюстрирующий конфигурацию системы беспроводной передачи энергии 1 согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения и нагрузки 2 , подключенной к системе беспроводной передачи энергии 1 ;

РИС. 2 представляет собой вид, иллюстрирующий внутреннюю конфигурацию схемы обнаружения короткого замыкания 24 , показанной на фиг. 1;

РИС. 3 — вид, иллюстрирующий временное изменение каждого напряжения в первом варианте осуществления настоящего изобретения;

РИС.4 — вид, иллюстрирующий первую модификацию внутренней конфигурации схемы 24 обнаружения короткого замыкания, показанной на фиг. 1;

РИС. 5 — вид, иллюстрирующий вторую модификацию внутренней конфигурации схемы 24 обнаружения короткого замыкания, показанной на фиг. 1;

РИС. 6 — вид, иллюстрирующий временное изменение каждого напряжения во второй модификации, показанной на фиг. 5;

РИС. 7 — вид, иллюстрирующий третью модификацию внутренней конфигурации схемы 24 обнаружения короткого замыкания, показанной на фиг.1;

РИС. 8 — вид, иллюстрирующий временное изменение каждого напряжения в третьей модификации, показанной на фиг. 7;

РИС. 9 — вид, иллюстрирующий четвертую модификацию внутренней конфигурации схемы 24 обнаружения короткого замыкания, показанной на фиг. 1;

РИС. 10 — вид, иллюстрирующий временное изменение каждого напряжения в четвертой модификации, показанной на фиг. 9;

РИС. 11 — вид, иллюстрирующий конфигурацию системы беспроводной передачи энергии 1 согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения и нагрузки 2 , подключенной к системе беспроводной передачи энергии 1 ; и

РИС. 12 — вид, иллюстрирующий конфигурацию системы 1 беспроводной передачи энергии согласно третьему варианту осуществления настоящего изобретения и нагрузки 2 , подключенной к системе 1 беспроводной передачи энергии.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Далее, со ссылкой на прилагаемые чертежи, варианты осуществления настоящего изобретения будут описаны подробно. Следует отметить, что настоящее изобретение не ограничивается следующими вариантами осуществления.Кроме того, описанные ниже составляющие элементы включают в себя те, которые специалист в данной области техники мог бы легко представить, и те, которые по существу идентичны им. Кроме того, во всем описании одни и те же ссылочные позиции даны одним и тем же элементам или элементам, имеющим одинаковые функции, и повторное описание будет опущено.

РИС. 1 является видом, иллюстрирующим конфигурацию системы 1 беспроводной передачи энергии согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения и нагрузки 2 , подключенной к системе 1 беспроводной передачи энергии. Как показано на фиг. 1, система 1 беспроводной передачи энергии включает в себя устройство 10 беспроводной передачи энергии и устройство 20 беспроводной передачи энергии. Нагрузка 2 подключена к беспроводному устройству приема энергии 20 .

Система беспроводной передачи энергии 1 — это система, используемая для передачи энергии, например, движущемуся телу, такому как электромобиль (EV) или гибридное транспортное средство (HV), которое использует энергию от вторичной батареи.В этом случае устройство 10 беспроводной передачи энергии установлено в устройстве передачи энергии, установленном на земле, а устройство 20 беспроводной передачи энергии установлено на кузове транспортного средства. В дальнейшем описание будет выполнено в предположении, что система 1, беспроводной передачи энергии предусмотрена для передачи энергии на электрическое транспортное средство.

Как показано на фиг. 1, устройство беспроводной передачи энергии 10 включает в себя источник питания постоянного тока 11 , схему управления 12 , схему управления 13 , приемник 14 , катушку передачи энергии L 1 и Конденсатор на стороне передачи энергии C 1 .

Источник питания постоянного тока 11 играет роль подачи питания постоянного тока на схему управления 12 . Источник 11 питания постоянного тока не имеет особых ограничений по типу, если он может подавать мощность постоянного тока. Например, источник питания постоянного тока, полученный путем выпрямления и сглаживания промышленного источника питания переменного тока, вторичная батарея, источник питания постоянного тока от источника солнечной энергии, импульсный источник питания, такой как переключающий преобразователь, и т.п., могут быть подходящим образом использованы в качестве Источник питания постоянного тока 11 .

Схема управления 12 представляет собой схему преобразования, которая преобразует напряжение постоянного тока, подаваемое от источника питания постоянного тока 11 , в напряжение переменного тока и состоит из схемы переключения (полномостовая схема, не показана), имеющей четыре переключающих элемента. которые связаны друг с другом мостом. Схема возбуждения 12 играет роль подачи переменного тока в катушку передачи энергии L 1 .

Схема управления 13 — это схема, которая управляет работой схемы возбуждения 12 , так что частота переменного тока, подаваемого в катушку передачи энергии L 1 , становится равной заранее определенной частоте передачи энергии. fp.Например, когда схема управления , 12, является вышеупомянутой полной мостовой схемой, схема управления 13 генерирует управляющий сигнал для каждого из переключающих элементов, составляющих полную мостовую схему, так что частота переменного тока мощность, подаваемая на катушку передачи мощности, L 1 становится равной заранее определенной частоте fp передачи мощности. Конкретное значение частоты fp передачи мощности устанавливается, например, от 20 кГц до 200 кГц.

Приемник 14, — это устройство связи, сконфигурированное для приема произвольного сигнала от передатчика 26 , предусмотренного в беспроводном устройстве приема энергии 20 . Связь между приемником 14 и передатчиком 26 может быть достигнута с помощью беспроводной связи малого радиуса действия, такой как Bluetooth®, или беспроводной LAN, такой как Wi-Fi®. Сигналы, которые приемник 14 принимает от передатчика 26 , включают в себя сигнал S команды остановки, который передает MCU 25 , которое будет описано ниже. Командный сигнал остановки S является сигналом для инструкции беспроводному устройству 10 передачи энергии прекратить его операцию передачи энергии.

При приеме командного сигнала останова S приемник 14 выводит принятый командный сигнал останова S в схему управления 13 . В ответ на сигнал S команды остановки, принятый от приемника 14 , схема управления останавливает работу схемы 12 управления. В частности, когда управляющая схема , 12, является, например, вышеупомянутой полномостовой схемой, управляющая схема 13, выключает все переключающие элементы, составляющие полномостовую схему. В результате операция передачи энергии останавливается, что позволяет предотвратить вторичный отказ системы 1 беспроводной передачи энергии, который может возникнуть из-за короткого замыкания в выпрямительной схеме 21 .

Катушка для передачи энергии L 1 и конденсатор C 1 стороны передачи энергии подключены последовательно между клеммой с одной стороны и клеммой с другой стороны на выходной стороне (сторона переменного тока) схемы возбуждения. 12 для создания резонансного контура.Резонансный контур имеет резонансную частоту, равную или близкую к значению вышеупомянутой частоты fp передачи энергии, и играет роль в создании переменного магнитного поля на основе переменного тока, подаваемого из схемы 12, возбуждения. Конденсатор C 1 стороны передачи энергии и катушка L 1 передачи энергии могут быть подключены параллельно между выводом одной стороны и выводом другой стороны на выходной стороне схемы 12 возбуждения.

Катушка для передачи энергии L 1 представляет собой спиральную катушку, образованную гибким проводом, который получается путем скручивания около 2000 изолированных медных проводов, каждый диаметром 0,1 мм, и намотанных в плоской форме от нескольких витков до нескольких десятков повороты. Катушка для передачи энергии L 1 расположена в земле или вблизи поверхности земли. Когда переменный ток подается от схемы 12 возбуждения на катушку передачи энергии L 1 , поданным переменным током создается переменное магнитное поле.Магнитное поле переменного тока создает электродвижущую силу в катушке приема энергии L 2 , которая будет описана ниже, посредством взаимной индуктивности между катушкой передачи энергии L 1 и катушкой приема энергии L 2 , посредством чего достигается передача энергии.

Как показано на фиг. 1, беспроводное устройство приема энергии 20 включает в себя катушку приема энергии L 2 , конденсаторы C 2 и C 3 стороны приема энергии, схему выпрямления 21 , схему обнаружения тока 22 , байпасные конденсаторы C 4 — C 6 , схема переключения 23 , схема обнаружения короткого замыкания 24 , MCU 25 и передатчик 26 .

Катушка приема энергии L 2 и конденсатор C 2 стороны приема энергии подключены последовательно между выводом одной стороны и выводом другой стороны на стороне входа (сторона переменного тока) выпрямительной схемы. 21 . Конденсатор C 3 стороны приема энергии подключен параллельно катушке L 2 приема энергии и конденсатору C 2 стороны приема энергии. В результате катушка L 2 приема энергии и конденсаторы C 2 и C 3 стороны приема энергии образуют резонансный контур.Резонансная частота резонансного контура также устанавливается на значение, идентичное или близкое к значению вышеупомянутой частоты fp передачи энергии. Резонансный контур играет роль блока приема энергии, который принимает мощность переменного тока, передаваемую от катушки передачи энергии L 1 по беспроводной связи.

Подобно катушке, передающей энергию L 1 , катушка приема энергии L 2 представляет собой спиральную катушку, образованную гибким проводом, который получается путем скручивания около 2000 изолированных медных проводов, каждый из которых имеет диаметр 0,6 мм. 1 мм и наматывается в плоской форме от нескольких витков до нескольких десятков витков. С другой стороны, в отличие от катушки L, передающей энергию, катушка L 2, приема энергии расположена, например, в нижней части кузова электрического транспортного средства. Когда магнитный поток, генерируемый катушкой L 1 , передающей энергию, связывает катушку L 2 приема энергии, в катушке L 2 приема энергии течет переменный ток за счет электромагнитной индукции. Переменный ток преобразуется в постоянный ток выпрямительной схемой 21 и затем подается на нагрузку 2 .Это позволяет подавать питание постоянного тока на нагрузку 2 .

Схема выпрямления 21 — это схема преобразования, которая преобразует напряжение переменного тока, подаваемое от катушки приема энергии L 2 , в напряжение постоянного тока и включает в себя четыре диода с D 1 по D 4 (множество полупроводниковых устройств каждый из которых выполняет функцию выпрямления), которые соединены мостом друг с другом, как показано на фиг. 1. Когда ток в направлении, обозначенном стрелкой I 1 , индуцируется в катушке приема энергии L 2 , ток течет, проходя через диоды D 2 и D 3 в выпрямительной цепи . 21 , в результате чего ток, выводимый из выпрямительной схемы 21 , течет в направлении, обозначенном показанной стрелкой 13 .С другой стороны, когда ток в направлении (направлении, противоположном направлению, обозначенному стрелкой I 1 ), обозначенному показанной стрелкой 12 , индуцируется в катушке приема энергии L 2 , ток течет, проходя через через диоды D 1 и D 4 в схеме выпрямления 21 , в результате чего ток, выводимый из схемы выпрямления 21 , течет в направлении, обозначенном цифрой 13 . То есть направление выходного тока выпрямительной схемы , 21, является постоянным, независимо от направления тока, индуцируемого в катушке приема энергии L 2 .В дальнейшем провод, подключенный к односторонней клемме входной стороны (сторона переменного тока) выпрямительной схемы 21 , называется «односторонней входной линией La», провод, подключенный к другой стороне клеммы входная сторона (сторона переменного тока) выпрямительной схемы 21 упоминается как «входная линия Lb другой стороны», провод, подключенный к выводу стороны высокого напряжения выходной стороны (сторона постоянного тока) выпрямительной схемы . 21 упоминается как «выходная линия на стороне высокого напряжения», а провод, подключенный к клемме на стороне низкого напряжения выходной стороны (сторона постоянного тока) выпрямительной схемы 21 , упоминается как «выходная линия низкого напряжения». выходная линия на стороне напряжения Lc ».

Схема обнаружения тока 22 — это схема, которая обнаруживает выходной ток схемы выпрямления 21 . Выходной сигнал схемы 22 обнаружения тока имеет разные значения в зависимости от того, протекает ли через нее выходной ток схемы 21 выпрямления или нет. В то время как на фиг. 1, схема 22, обнаружения тока вставлена ​​в середину выходной линии Lc низковольтной стороны, она может быть вставлена ​​в середину выходной линии высоковольтной стороны.

Каждый из байпасных конденсаторов C 4 — C 6 представляет собой конденсатор, установленный с целью уменьшения колебаний выходного напряжения (постоянного напряжения) выпрямительной схемы 21 . Шунтирующий конденсатор C 4 подключен между выходной линией стороны высокого напряжения и выходной линией Lc стороны низкого напряжения, байпасный конденсатор C 5 включен между выходной линией стороны высокого напряжения и землей. линия, а байпасный конденсатор C 6 подключен между выходной линией Lc низковольтной стороны и линией заземления.

Схема переключения 23 — это схема, которая переключает состояние соединения между выходной линией стороны высокого напряжения и нагрузкой 2 и состояние соединения между выходной линией Lc стороны низкого напряжения и нагрузкой 2 . Схема переключения , 23, выполняет переключение в соответствии с управлением от MCU 25 .

Хотя это не показано, нагрузка 2 включает в себя зарядное устройство и аккумулятор. Зарядное устройство представляет собой схему, имеющую функцию зарядки аккумулятора на основе выходного постоянного тока из выпрямительной схемы 21 .Зарядка выполняется, например, с помощью зарядки постоянным напряжением и постоянным током (зарядка CVCC). Батарея не имеет особых ограничений по типу, если она может накапливать электроэнергию. Например, вторичная батарея (литий-ионная батарея, литий-полимерная батарея, никелевая батарея и т. Д.) И емкостной элемент (конденсатор с двойным электрическим слоем и т. Д.) Могут подходящим образом использоваться в качестве батареи, составляющей нагрузку 2 .

Схема обнаружения короткого замыкания 24 — это схема, которая обнаруживает короткое замыкание в схеме выпрямления 21 на основе напряжения (первое напряжение переменного тока) между односторонней входной линией La и стабильным потенциалом и напряжением. (второе напряжение переменного тока) между входной линией Lb другой стороны и стабильным потенциалом.Упомянутое здесь короткое замыкание относится к короткому замыканию в одном или нескольких из четырех диодов от D 1 до D 4 , составляющих схему выпрямления 21 . Кроме того, в настоящем варианте осуществления потенциал выходной линии Lc низковольтной стороны используется в качестве стабильного потенциала. Соответственно, значение стабильного потенциала является таким же, как и значение потенциала выходной линии Lc низковольтной стороны. Подробности схемы 24 обнаружения короткого замыкания будут описаны позже.

MCU 25 — это процессор, который управляет всей работой беспроводного устройства приема энергии 20 . MCU 25 подключен к схеме обнаружения тока 22 , схеме переключения 23 , схеме обнаружения короткого замыкания 24 и передатчику 26 и сконфигурирован для управления схемой переключения 23 и генерации сигнал S команды остановки на основе результата обнаружения схемой 22 обнаружения тока относительно выходного тока схемы выпрямления 21 и результата обнаружения схемой обнаружения короткого замыкания 24 относительно короткого замыкания в схеме выпрямления 21 .Подробности MCU 25 также будут описаны позже.

Передатчик 26 — это устройство для передачи информации на сторону передачи энергии. В частности, передатчик 26 сконфигурирован для передачи командного сигнала S остановки, сгенерированного MCU 25 , в приемник 14 . Операция, выполняемая в устройстве 10 беспроводной передачи энергии, которое приняло сигнал S команды остановки, описана выше.

РИС. 2 представляет собой вид, иллюстрирующий внутреннюю конфигурацию схемы обнаружения короткого замыкания 24 . ИНЖИР. 3 — вид, иллюстрирующий временное изменение каждого напряжения в настоящем варианте осуществления. В дальнейшем со ссылкой на фиг. 2 и 3, а также фиг. 1 будет подробно описана конфигурация и работа схемы обнаружения короткого замыкания 24, .

Как показано на фиг. 2, схема обнаружения короткого замыкания 24 включает конденсаторы 50 , 51 , 55 , 60 , 61 и 65 , резистивные элементы 52 , 56 , 62 , 66 , диоды 53 , 54 , 63 и 64 , операционные усилители 57 и 67 , источник питания постоянного тока 70 и логическая схема ИЛИ 71 .

Один конец конденсатора 50 (первый конденсатор) подключен к односторонней входной линии La, показанной на фиг. 1, а другой конец (далее именуемый «узлом 1 a ») относится к аноду диода 54 . Катод (далее именуемый «узел 1 c ») диода 54 подключен к перевернутой входной клемме операционного усилителя 57 . Один конец конденсатора 60 (второй конденсатор) подключен к входной линии Lb другой стороны, проиллюстрированной на фиг.1, а другой конец (далее именуемый «узлом 1 b ») относится к аноду диода 64 . Катод (в дальнейшем именуемый «узлом 1 d ») диода 64 подключен к перевернутой входной клемме операционного усилителя 67 .

Конденсатор 51 (третий конденсатор), резистивный элемент 52 и диод 53 подключены между узлом 1 a и выходной линией Lc низковольтной стороны.Конденсатор 61 (четвертый конденсатор), резистивный элемент 62 и диод 63 подключены между узлом 1 b и выходной линией Lc низковольтной стороны. Диоды 53 и 63 включены в схему в таком направлении, что их аноды подключены к выходной линии Lc низковольтной стороны.

Конденсатор 55 и резистивный элемент 56 подключены между узлом 1 c и выходной линией Lc низковольтной стороны.Конденсатор 65 и резистивный элемент 66 подключены между узлом 1 d и выходной линией Lc низковольтной стороны.

Неинвертированные входные клеммы соответствующих операционных усилителей 57 и 67 подключены к клемме со стороны высокого напряжения (далее именуемой «узел 1 r ») источника питания постоянного тока. Поставка 70 . Клемма низковольтной стороны источника 70, источника питания постоянного тока соединена с выходной линией Lc низковольтной стороны.

Схема логического ИЛИ 71 имеет односторонний входной терминал, подключенный к выходному терминалу (в дальнейшем именуемый «узел 1 e ») операционного усилителя 57 и вход другой стороны. клемма, подключенная к выходной клемме (далее именуемой «узел 1 f ») операционного усилителя 67 . Выходной контакт логической схемы ИЛИ 71 подключен к MCU 25 , проиллюстрированному на фиг.1 через выходную линию Ld схемы обнаружения короткого замыкания 24 .

С приведенной выше конфигурацией схемы конденсаторы 50 и 51 функционируют как емкостная цепь деления напряжения (первая цепь емкостного деления напряжения), которая выполняет емкостное деление напряжения напряжения между односторонней входной линией La и выходная линия Lc со стороны низкого напряжения. Резистивный элемент 52 играет роль заряда конденсатора 50 .Диоды 53 , 54 , конденсатор 55 и резистивный элемент 56 функционируют как схема выпрямления / сглаживания (первая схема выпрямления / сглаживания), которая выпрямляет напряжение (выходное напряжение первой цепи емкостного деления напряжения. ) узла 1 а.

Точно так же конденсаторы 60 и 61 функционируют как емкостная цепь деления напряжения (вторая емкостная цепь деления напряжения), которая выполняет емкостное деление напряжения напряжения между входной линией Lb другой стороны и низкоуровневой линией. выходная линия со стороны напряжения Lc.Резистивный элемент 62 играет роль заряда конденсатора 60 . Диоды 63 , 64 , конденсатор 65 и резистивный элемент функционируют как схема выпрямления / сглаживания (вторая схема выпрямления / сглаживания), которая выпрямляет напряжение (выходное напряжение второй цепи разделения емкостного напряжения) узел 1 б.

Операционный усилитель 57 функционирует как схема сравнения (первая схема сравнения), которая сравнивает напряжение (выходное напряжение первой схемы выпрямления / сглаживания) узла 1 c и напряжение (опорное напряжение) узла 1 r , а операционный усилитель 67 функционирует как схема сравнения (вторая схема сравнения), которая сравнивает напряжение (выходное напряжение второй схемы выпрямления / сглаживания) узла 1 d и напряжение (опорное напряжение) узла 1 r .Схема 71 логического ИЛИ функционирует как схема обнаружения, которая обнаруживает короткое замыкание в схеме выпрямления 21 на основе результатов сравнения операционных усилителей 57 и 67 .

РИС. 3 иллюстрирует напряжение (напряжение между La и Lb) между односторонней входной линией La и противоположной входной линией Lb и напряжения (в дальнейшем именуемые «напряжениями 1 a от до 1 f , 1 r и Ld ”) соответствующих узлов 1 a от до 1 f , 1 r , и выходная линия Ld, проиллюстрированная на фиг.2. Напряжения 1 a — 1 d и 1 r — это напряжения, основанные на потенциале выходной линии Lc на стороне низкого напряжения, напряжение 1 e равно напряжение на основе потенциала земли, подаваемого на операционный усилитель 57 , напряжение 1 f — это напряжение на основе потенциала земли, подаваемого на операционный усилитель 67 , а напряжение Ld — это напряжение на основе потенциал земли, подаваемый на схему логического ИЛИ 71 .Вышеупомянутые потенциалы земли могут иметь то же значение, что и потенциал выходной линии Lc низковольтной стороны.

Как показано на фиг. 3, напряжение между La и Lb в нормальном рабочем состоянии становится по существу прямоугольным напряжением переменного тока, периодически колеблющимся между напряжением V 1 (> 0) и напряжением -V 1 . Практически прямоугольная форма напряжения между La и Lb возникает из-за ограничения выпрямительной схемой 21 .

Когда ток течет в катушке приема энергии L 2 в направлении, обозначенном стрелкой I 1 на фиг.1 входная линия Lb на другой стороне и выходная линия Lc на стороне низкого напряжения имеют одинаковый потенциал, так что, как проиллюстрировано на фиг. 3, напряжение между 1 b и Lc, которое является выходным напряжением второй цепи емкостного деления напряжения, становится равным 0. С другой стороны, потенциал односторонней входной линии La становится выше, чем у выходная линия Lc на стороне низкого напряжения, так что напряжение между 1 a и Lc, которое является выходным напряжением первой емкостной схемы деления напряжения, становится положительным значением, которое в дальнейшем упоминается как «напряжение V ». 2 ».

Когда ток течет в катушке приема энергии L 2 в направлении, обозначенном стрелкой I 2 на фиг. 1, односторонняя входная линия La и выходная линия Lc низковольтной стороны имеют одинаковый потенциал, так что, как проиллюстрировано на фиг. 3, напряжение между 1 a и Lc, которое является выходным напряжением первой цепи емкостного деления напряжения, становится равным 0. С другой стороны, потенциал входной линии Lb другой стороны становится выше, чем потенциал входной линии Lb другой стороны. выходная линия Lc на стороне низкого напряжения, так что напряжение между 1 b и Lc, которое является выходным напряжением второй емкостной схемы деления напряжения, становится напряжением V 2 .

В результате, как показано на фиг. 3, напряжение 1 a и напряжение 1 b становятся по существу прямоугольными напряжениями переменного тока, имеющими взаимно противоположные фазы и каждое из которых колеблется между 0 и напряжением V 2 .

Когда короткое замыкание происходит в диоде D 2 или D 3 , происходит короткое замыкание односторонней входной линии La, другой стороны входной линии Lb и выходной линии низкого напряжения Lc. соединены друг с другом, когда ток течет в направлении стрелки I 2 .В результате, как показано в столбце «Время отказа D 2 или D 3 » на фиг. 3, напряжение между La и Lb не колеблется в отрицательную сторону и, таким образом, напряжение 1 b фиксируется на 0.

С другой стороны, когда короткое замыкание происходит в диоде D 1 или D 4 , входная линия La с одной стороны, линия Lb с другой стороны и выходная линия Lc со стороны низкого напряжения закорочены друг с другом, когда ток течет в направлении стрелка I 1 .В результате, как показано в столбце «Время неисправности D 1 или D 4 » на фиг. 3, напряжение между La и Lb не колеблется в положительную сторону и, таким образом, напряжение 1 a зафиксировано на 0.

Напряжение 1 c становится постоянным напряжением V 3 (> 0) за счет эффекта выпрямления / сглаживания первой схемы выпрямления / сглаживания, когда напряжение 1 a колеблется и становится 0, когда напряжение 1 a зафиксировано на 0.Точно так же напряжение 1 d становится постоянным напряжением V 3 благодаря эффекту выпрямления / сглаживания второй схемы выпрямления / сглаживания, когда напряжение 1 b колеблется и становится 0, когда напряжение 1 b фиксируется на 0.

Напряжение 1 r (выходное напряжение источника постоянного тока 70 ) установлено на напряжение Vr 1 , расположенное между 0 и напряжением V 3 .В результате, напряжение 1 e , которое является выходным напряжением операционного усилителя 57 , становится высоким, когда напряжение 1 c ниже, чем напряжение Vr 1 (то есть, когда короткое замыкание происходит в диоде D 1 или D 4 ), а в противном случае становится низким уровнем. Кроме того, напряжение 1 f , которое является выходным напряжением операционного усилителя 67 , становится высоким, когда напряжение 1 d ниже, чем напряжение Vr 1 (то есть, когда короткое замыкание возникает в диоде D 2 или D 3 ), а в противном случае становится низким уровнем.Кроме того, напряжение Ld, которое является выходным значением схемы логического ИЛИ 71 , становится высоким уровнем, когда одно из напряжений 1 e и 1 f находится на высоком уровне, и в противном случае становится равным низкий уровень.

Таблица 1 показывает взаимосвязь между состоянием выпрямительной схемы 21 и уровнями напряжений 1 c до 1 f и Ld. Таблица 1 также показывает, что напряжение Ld становится низким уровнем, когда выпрямительная схема 21 находится в нормальном состоянии, и становится высоким, когда в выпрямительной схеме 21 возникает короткое замыкание.

ТАБЛИЦА 1





Схема выпрямления
Напряжение
Напряжение
Напряжение
Напряжение
Напряжение


21
1c
1d
1e
1f
L







Нормальное состояние
V3
V3
L
L
L


Ошибка в
V3
0
L
H
H


D2 или D3


Ошибка, возникающая в
0
V3
H
L
H


D1 или D4

MCU 25 относится к уровню напряжения Ld для получения результата обнаружения коротким замыканием. -схема обнаружения цепи 24 относительно короткого замыкания в цепи выпрямления 21 .Затем на основе полученного таким образом результата обнаружения короткого замыкания и результата обнаружения схемой 22 обнаружения тока относительно выходного тока выпрямительной схемы 21 , MCU 25 управляет схемой переключения 23 и генерирует сигнал команды останова S в соответствии со следующей таблицей 2.

ТАБЛИЦА 2






Выходной ток




Напряжение выпрямления

Переключение


Ld
контур 21
контур 23
Сигнал команды остановки S







L
X
Подключено
Деактивировано (мощность





передача





продолжение)


H
1
Отключено
Активировано (мощность





передача





остановлена)


H
0
Подключено
Деактивировано (мощность





остановка передачи




Состояние
продолжается)

В частности, когда напряжение Ld имеет низкий уровень (то есть, когда короткое замыкание не возникает в выпрямительной цепи 21 ), MCU 25 устанавливает переключающую схему 23 в состояние соединения и деактивирует командный сигнал останова S независимо от (обозначенного как «X» в таблице 2) результата обнаружения выходного тока выпрямительной схемы 21 .В результате передача мощности на нагрузку 2 продолжается.

Когда напряжение Ld имеет высокий уровень и обнаруживается выходной ток выпрямительной схемы 21 (обозначенный как «1» в таблице 2) (то есть, когда в выпрямительной цепи происходит короткое замыкание 21 ), MCU 25 переводит схему переключения 23 в состояние отключения и активирует командный сигнал останова S. В результате передача мощности на нагрузку 2 прекращается, и выходное напряжение нагрузка 2 не может подаваться на катушку приема энергии L 2 .

Наконец, когда напряжение Ld имеет высокий уровень, а выходной ток выпрямительной схемы 21 не обнаруживается (упоминается в таблице 2), MCU 25 переводит схему переключения 23 в состояние соединения и деактивирует командный сигнал останова S. В результате состояние остановки передачи энергии продолжается. В этом случае не всегда можно сказать, что короткое замыкание происходит в выпрямительной схеме 21 , хотя напряжение Ld находится на высоком уровне.Это связано с тем, что напряжение между La и Lb не колеблется во время состояния остановки передачи энергии независимо от состояния диодов в выпрямительной схеме 21 . Как описано выше, MCU 25 управляет схемой переключения 23 и генерирует сигнал S команды остановки на основе не только уровня напряжения Ld, но также результата обнаружения схемой обнаружения тока 22 относительно выхода ток выпрямительной схемы 21 и, таким образом, может выполнять адекватное управление в соответствии с состоянием передачи энергии.

Как описано выше, с устройством беспроводного приема энергии 20 и системой беспроводной передачи энергии 1 настоящего варианта осуществления можно обнаружить возникновение короткого замыкания в одном или двух (двух диодах, предусмотренных в различных выпрямительных цепей) мостовых диодов D 1 — D 4 во время передачи энергии. Это позволяет обнаруживать короткое замыкание в выпрямительной цепи 21 во время передачи энергии.

Кроме того, использование выходной линии Lc низковольтной стороны в качестве стабильного потенциала устраняет необходимость внешней подачи выделенного стабильного потенциала, что позволяет упростить конфигурацию схемы.

Кроме того, конденсаторы 50 и 60 предусмотрены на соответствующих входных концах схемы обнаружения короткого замыкания 24 , так что повышается устойчивость к перенапряжениям схемы обнаружения короткого замыкания 24 . Устойчивость к скачкам напряжения схемы 24 обнаружения короткого замыкания дополнительно повышается также за счет обеспечения первой и второй схем емкостного деления напряжения и первой и второй схем выпрямления / сглаживания в схеме обнаружения короткого замыкания 24 .

Кроме того, предусмотрена схема обнаружения тока 22 для обнаружения выходного тока схемы выпрямления 21 , так что разделение нагрузки 2 и управление остановкой передачи энергии могут выполняться, при этом различая случай, когда первое или второе напряжение переменного тока не колеблется из-за остановки передачи энергии и в случае, когда оно не колеблется из-за короткого замыкания в выпрямительной схеме 21 . Кроме того, схема переключения 23 для переключения состояния соединения между выходным концом схемы выпрямления 21 и нагрузкой 2 используется для отделения выходного конца схемы выпрямления 21 от нагрузки 2 при соблюдении следующих двух условий: схема обнаружения короткого замыкания 24 обнаруживает короткое замыкание в схеме выпрямления 21 ; и схема 22 обнаружения тока обнаруживает выходной ток схемы 21 выпрямления, посредством чего может быть предотвращена вторичная неисправность.

Внутренняя конфигурация схемы обнаружения короткого замыкания 24 может быть изменена по-разному. Далее будут описаны различные модификации (модификации с первой по четвертую) внутренней конфигурации схемы 24, обнаружения короткого замыкания.

РИС. 4 — вид, иллюстрирующий первую модификацию внутренней конфигурации схемы 24 обнаружения короткого замыкания, показанной на фиг. 1. Схема обнаружения короткого замыкания 24 согласно настоящей модификации отличается от схемы обнаружения короткого замыкания 24 согласно вышеуказанному варианту осуществления тем, что она включает в себя резистивный элемент 58 между односторонней входной линией La. и конденсатор 50 , резистивный элемент 59 между концевой частью конденсатора 50 резистивного элемента 58 и выходной линией Lc низковольтной стороны, резистивный элемент 68 между другими боковая входная линия Lb и конденсатор 60 , и резистивный элемент 69 между конденсатором 60 боковой оконечной частью резистивного элемента 68 и выходной линией Lc низковольтной стороны.Резистивные элементы 58 и 59 составляют резистивную цепь деления напряжения (первую резистивную цепь деления напряжения), предусмотренную между односторонней входной линией La и конденсатором 50 , а резистивные элементы 68, и 69 составляют резистивную цепь деления напряжения (вторая резистивную цепь деления напряжения), предусмотренную между входной линией Lb другой стороны и конденсатором 60 .

Временное изменение каждого напряжения в настоящей модификации такое же, как показано на фиг.3 за исключением того, что напряжение снижено. Таким образом, настоящая модификация может также обеспечивать те же эффекты, что и в вышеупомянутом варианте осуществления. Кроме того, в соответствии с настоящей модификацией, входное напряжение на конденсаторах 50, и 60 снижено по сравнению с таковым в вышеупомянутом варианте осуществления, так что допустимое напряжение конденсаторов 50 и 60 может быть установлено. низкий, за счет чего конденсаторы 50 и 60 могут быть уменьшены в размерах.

РИС. 5 — вид, иллюстрирующий вторую модификацию внутренней конфигурации схемы 24 обнаружения короткого замыкания, показанной на фиг. 1. Схема обнаружения короткого замыкания 24 согласно настоящей модификации отличается от схемы обнаружения короткого замыкания 24 согласно вышеуказанному варианту осуществления тем, что она не включает в себя конденсаторы 51 и 61 и диоды . 53 и 63 .В настоящей модификации конденсатор 50 и резистивный элемент 52 составляют первую схему дифференцирования, а конденсатор 60 и резистивный элемент 62 составляют вторую схему дифференцирования.

РИС. 6 — вид, иллюстрирующий временное изменение каждого напряжения в настоящей модификации. На фиг. 6, напряжение 2 a — это напряжение между другим концом (узел 2 a ) конденсатора 50 и выходной линией Lc низковольтной стороны, напряжение 2 b — это напряжение между другим концом (узел 2 b ) конденсатора 60 и выходной линией Lc низковольтной стороны, напряжение 2 c — это напряжение между катодом (узел 2 c ) диода 54 и выходной линии Lc со стороны низкого напряжения, а напряжение 2 d — это напряжение между катодом (узел 2 d ) диод 64 и выходную линию Lc со стороны низкого напряжения.Напряжения 2 e и 2 f — это выходные напряжения операционных усилителей 57 и 67 соответственно, а напряжение 2 r — выходное напряжение источника постоянного тока. Поставка 70 .

Как показано на фиг. 6, когда короткое замыкание не возникает в диодах D 1 — D 4 выпрямительной цепи 21 (в нормальном рабочем состоянии), напряжение 2 a и напряжение 2 b — это сигналы, имеющие противоположные фазы и колеблющиеся между напряжением V 4 _L (<0) и напряжением V 4 _H (> 0).Когда короткое замыкание происходит в любом из диодов D 1 — D 4 , напряжения 2 a и 2 b изменяются таким же образом, как и напряжения 1 a и 1 b соответственно. Напряжения с 2 c до 2 f изменяются таким же образом, как и напряжения с 1 c до 1 f соответственно. Подобно напряжению 1 r , для напряжения 2 r установлено напряжение r 1 , расположенное между минимальным напряжением 0 и максимальным напряжением V 3 напряжений 2 c и 2 d.

Таблица 3 показывает взаимосвязь между состоянием выпрямительной схемы 21 и уровнями напряжений с 2 c до 2 f и Ld в настоящей модификации. Как показано в Таблице 3, также в настоящей модификации, напряжение Ld становится низким, когда выпрямительная схема 21 находится в нормальном состоянии, и становится высоким, когда в выпрямительной схеме 21 возникает короткое замыкание. Таким образом, также в настоящей модификации MCU 25 относится к уровню напряжения Ld для получения результата обнаружения схемой 24 обнаружения короткого замыкания относительно короткого замыкания в схеме выпрямления 21 .Затем, на основе полученного таким образом результата обнаружения короткого замыкания и результата обнаружения схемой 22 обнаружения тока относительно выходного тока выпрямительной схемы 21 , MCU 25 управляет схемой переключения. 23 и генерирует сигнал команды останова S согласно приведенной выше таблице 2.

ТАБЛИЦА 3





Схема выпрямления
Напряжение
Напряжение
Напряжение
Напряжение
Напряжение


21
2c
2d
2e
2f
Ld







Нормальное состояние
V3
V3
L
L
L


Ошибка в
V3
0
L
H
H


D2 или D3


Ошибка в
0
V3
H
L 900 32 H


D1 или D4

РИС.7 — вид, иллюстрирующий третью модификацию внутренней конфигурации схемы 24 обнаружения короткого замыкания, показанной на фиг. 1. Схема обнаружения короткого замыкания 24 согласно настоящей модификации отличается от схемы обнаружения короткого замыкания 24 согласно вышеприведенному варианту осуществления в следующих моментах: конденсаторы 51 , 61 и 55 , резистивные элементы 52 и 56 , диоды 53 и 54 , операционный усилитель 57 и логическая схема ИЛИ 71 не предусмотрены; другой конец конденсатора 50 соединен с анодом диода 64 ; и выходная клемма операционного усилителя 67 напрямую подключена к MCU 25 , проиллюстрированному на фиг.1 через выходную линию Ld схемы обнаружения короткого замыкания 24 .

РИС. 8 — вид, иллюстрирующий временное изменение каждого напряжения в настоящей модификации. На фиг. 8, напряжение 3 a представляет собой напряжение между анодом (узел 3 a ) диода 64 и выходной линией Lc низковольтной стороны, и напряжение 3 c — это напряжение между катодом (узел 3 c ) диода 54 и выходной линией Lc низковольтной стороны.Напряжение 3 r — это выходное напряжение источника постоянного тока 70 .

Когда короткое замыкание не происходит в диодах D 1 — D 4 (в нормальном рабочем состоянии), напряжение 3 a в идеале становится равным 0. На самом деле, однако, как показано на ИНЖИР. 8, появляется шум уровня, превышающего напряжение V 5 , которое будет описано позже, в результате чего напряжение 3 c в нормальном рабочем состоянии становится относительно высоким напряжением V 6 _H (> V 6 _L ).С другой стороны, когда короткое замыкание происходит в любом из диодов D 1 — D 4 , напряжение 3 a становится сигналом, колеблющимся между 0 и напряжением V 5 , с в результате напряжение 3 c становится относительно низким напряжением V 6 _L (> 0).

Напряжение 3 r установлено на напряжение Vr 3 , расположенное между напряжением V 6 _L и напряжением V 6 _H .В результате напряжение Ld, которое является выходным напряжением операционного усилителя 67 , становится высоким, когда напряжение 3 c ниже, чем напряжение Vr 3 (то есть при коротком замыкании неисправность возникает в любом из диодов D 1 — D 4 ), а в противном случае становится низким.

Таблица 4 показывает взаимосвязь между состоянием выпрямительной схемы 21 и уровнями напряжений 3 c и Ld в настоящей модификации.Как показано в Таблице 4, также в настоящей модификации напряжение Ld становится низким, когда выпрямительная схема 21 находится в нормальном состоянии, и становится высоким, когда в выпрямительной схеме 21 возникает короткое замыкание. Таким образом, также в настоящей модификации MCU 25 относится к уровню напряжения Ld для получения результата обнаружения схемой 24 обнаружения короткого замыкания относительно короткого замыкания в схеме выпрямления 21 .Затем, на основе полученного таким образом результата обнаружения короткого замыкания и результата обнаружения схемой 22 обнаружения тока относительно выходного тока выпрямительной схемы 21 , MCU 25 управляет схемой переключения. 23 и генерирует сигнал команды останова S согласно приведенной выше таблице 2.

ТАБЛИЦА 4







Схема выпрямления 21
Напряжение 3c
Напряжение Ld









Нормальное состояние
V6 _H
L



Ошибка в D2 или
V6 _L
H



D3



Ошибка в D1 или



D4








9 0032

РИС.9 — вид, иллюстрирующий четвертую модификацию внутренней конфигурации схемы 24 обнаружения короткого замыкания, показанной на фиг. 1. Схема обнаружения короткого замыкания 24 согласно настоящей модификации отличается от схемы обнаружения короткого замыкания 24 согласно вышеприведенному варианту осуществления в следующих моментах: конденсаторы 51 , 61 и 55 , резистивные элементы 52 и 56 , а также диоды 53 , 54 и 63 не предусмотрены; конденсаторы 50 и 60 заменены резистивными элементами 80 и 81 соответственно; предусмотрен источник питания постоянного тока 73 ; диод 64 заменен резистивным элементом 82 ; другой конец (боковая оконечная часть резистивного элемента 62 ) резистивного элемента 80 соединен с одним концом (боковая оконечная часть резистивного элемента 62 ) резистивного элемента 82 ; неинвертированный входной терминал операционного усилителя 57 и инвертированный входной терминал операционного усилителя 67 соединены совместно с другим концом (боковая оконечная часть резистивного элемента 66 ) резистивного элемента 82 ; вывод со стороны высокого напряжения источника питания постоянного тока 70 соединен как с неинвертированным входным выводом операционного усилителя 67 , так и с выводом со стороны низкого напряжения источника питания постоянного тока 73 ; и вывод со стороны высокого напряжения источника питания постоянного тока , 73, соединен с перевернутым входным выводом операционного усилителя 57, .

В данной модификации резистивные элементы 80 , 81 и 62 (резистивные элементы с первого по третий) составляют резистивную цепь деления напряжения, которая выводит потенциал средней точки резистивных элементов 80 , 81 и 62 . Резистивный элемент 82 и конденсатор 65 составляют схему фильтра, подключенную к этой схеме резистивного деления напряжения, а операционные усилители 57 и 67 составляют схему сравнения, которая сравнивает выходное напряжение схемы фильтра и опорное напряжение.

РИС. 10 — вид, иллюстрирующий временное изменение каждого напряжения в настоящей модификации. На фиг. 10, напряжение 4 a — это напряжение между одним концом (узел 4 a ) резистивного элемента 82 и выходной линией Lc на стороне низкого напряжения, и напряжение 4 c — напряжение между другим концом (узел 4 c ) резистивного элемента 82 и выходной линией Lc низковольтной стороны.Напряжение 4 s является входным напряжением инвертированной входной клеммы операционного усилителя 67 (то есть выходным напряжением источника питания постоянного тока 70 ). Напряжение 4 r — это входное напряжение неинвертированного входного терминала операционного усилителя 57 (то есть сумма выходного напряжения источника питания постоянного тока 70 и выходного напряжения Источник питания постоянного тока 73 ). Напряжения 4 e и 4 f являются выходными напряжениями операционных усилителей 57 и 67 соответственно.

Как показано на фиг. 10, когда короткое замыкание не происходит в диодах D 1 — D 4 схемы выпрямления 21 (в нормальном рабочем состоянии), напряжение 4 a становится относительно низким. напряжение В 7 _L (> 0). С другой стороны, когда короткое замыкание происходит в диоде D 2 или D 3 выпрямительной схемы 21 , напряжение 4 a становится сигналом, колеблющимся между относительно высоким напряжением V 7 _H (> V 7 _L ) и напряжение V 7 _L .Когда короткое замыкание происходит в диоде D 1 или D 4 выпрямительной цепи 21 , напряжение 4 a становится сигналом, колеблющимся между 0 и напряжением V 7 _L .

В результате изменения напряжения 4 a , напряжение 4 c становится относительно средним напряжением V 8 _M (> V 8 _L ), когда короткое замыкание не происходит в диодах D 1 — D 4 выпрямительной цепи 21 (в нормальном рабочем состоянии), становится относительно высоким напряжением V 8 _H (> V 8 _M ), когда короткое замыкание происходит в диоде D 2 или D 3 выпрямительной цепи 21 и становится относительно низким напряжением V 8 _L (> 0) при коротком замыкании в диоде D 1 или D 4 выпрямительной цепи 21 .

Напряжение 4 s установлено на напряжение Vr 4 _L , расположенное между напряжением V 8 _L и напряжением V 8 _M . Напряжение 4 r установлено на напряжение VL 4 _H , расположенное между напряжением V 8 _M и напряжением V 8 _H . В результате, напряжение 4 e , которое является выходным напряжением операционного усилителя 57 , становится высоким, когда напряжение 4 c выше, чем напряжение Vr 4 _H ( то есть, когда короткое замыкание происходит в диоде D 2 или D 3 ), а в противном случае становится низким уровнем.Напряжение 4 f , которое является выходным напряжением операционного усилителя 67 , становится высоким, когда напряжение 4 c ниже, чем напряжение Vr 4 _L (то есть, когда короткое замыкание происходит в диоде D 1 или D 4 ), а в противном случае становится низким уровнем.

В таблице 5 показана взаимосвязь между состоянием выпрямительной схемы 21 и уровнями напряжений 4 c , 4 e , 4 f и Ld в настоящей модификации. .Как показано в Таблице 5, также в настоящей модификации, напряжение Ld становится низким, когда выпрямительная схема 21 находится в нормальном состоянии, и становится высоким, когда в выпрямительной схеме 21 возникает короткое замыкание. Таким образом, также в настоящей модификации MCU 25 относится к уровню напряжения Ld для получения результата обнаружения схемой 24 обнаружения короткого замыкания относительно короткого замыкания в схеме выпрямления 21 .Затем, на основе полученного таким образом результата обнаружения короткого замыкания и результата обнаружения схемой 22 обнаружения тока относительно выходного тока выпрямительной схемы 21 , MCU 25 управляет схемой переключения. 23 и генерирует сигнал команды останова S согласно приведенной выше таблице 2.

ТАБЛИЦА 5






Напряжение
Напряжение
Напряжение
Напряжение


Выпрямительный контур 21
4c
4e
4f
Ld







Нормальное состояние
V8 _M
L
L
L


Ошибка в D2 или
V8 _H
H
L
H


D3


Ошибка в D1 или
V8 _L
L
H
H


D4

Как описано выше, существуют различные модификации внутренней конфигурации схемы обнаружения короткого замыкания 24 , и в любой из вышеперечисленных модификаций она можно обнаружить возникновение короткого замыкания в любом из диодов, соединенных мостом D 1 — D 4 .

РИС. 11 является видом, иллюстрирующим конфигурацию системы 1 беспроводной передачи энергии согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения и нагрузки 2 , подключенной к системе 1 беспроводной передачи энергии. Система беспроводной передачи энергии 1 согласно настоящему варианту осуществления отличается от системы беспроводной передачи энергии 1 согласно первому варианту осуществления тем, что стабильный потенциал, который должен подаваться в схему обнаружения короткого замыкания 24 , получается не из выходная линия Lc низковольтной стороны, но от металлического элемента MG, расположенного рядом с катушкой приема энергии L 2 .Другие конфигурации являются такими же, как конфигурации системы 1 беспроводной передачи энергии согласно первому варианту осуществления, поэтому те же ссылочные позиции даны тем же компонентам, что и в первом варианте осуществления, и следующие описания сосредоточены на различиях.

Металлический элемент MG предназначен для экранирования магнитного потока и представляет собой, например, металлическую экранирующую пластину. Как показано на фиг. 11, металлический элемент MG заземлен, и, таким образом, потенциал земли подается на схему обнаружения короткого замыкания 24, как стабильный потенциал.

В настоящем варианте осуществления, как и в первом варианте осуществления, можно обнаружить короткое замыкание в выпрямительной схеме 21 во время передачи энергии. Кроме того, в настоящем варианте осуществления потенциал земли, подаваемый на металлический элемент MG, используется как стабильный потенциал, так что нет необходимости извне подавать выделенный стабильный потенциал, что позволяет упростить конфигурацию схемы.

РИС. 12 — вид, иллюстрирующий конфигурацию системы 1 беспроводной передачи энергии согласно третьему варианту осуществления настоящего изобретения и нагрузки 2 , подключенной к системе 1 беспроводной передачи энергии.Система беспроводной передачи энергии 1 согласно настоящему варианту осуществления отличается от системы беспроводной передачи энергии 1 согласно первому варианту осуществления тем, что она не включает в себя передатчик 26 и приемник 14 , а вместо этого включает в себя сигнал тревоги 27 в беспроводном устройстве приема энергии 20 . Другие конфигурации являются такими же, как конфигурации системы 1 беспроводной передачи энергии согласно первому варианту осуществления, поэтому те же ссылочные позиции даны тем же компонентам, что и в первом варианте осуществления, и следующие описания сосредоточены на различиях.

Аварийный сигнал 27 — это устройство, которое отправляет уведомление пользователю или внешнему устройству в ответ на обнаружение короткого замыкания в выпрямительной схеме 21 схемой обнаружения короткого замыкания 24 . Конкретные примеры устройств для уведомления пользователя включают в себя, например, звонок, который уведомляет пользователя звуковым сигналом об обнаружении короткого замыкания, и лампу, которая уведомляет пользователя светом об обнаружении короткого замыкания.Примеры внешних устройств в качестве объекта уведомления с помощью аварийной сигнализации 27, включают, например, различные системы (включая зарядное устройство в качестве вышеупомянутой нагрузки 2 ) в кузове транспортного средства.

В настоящем варианте осуществления, как и в первом варианте осуществления, можно обнаружить короткое замыкание в выпрямительной схеме 21 во время передачи энергии. Кроме того, в настоящем варианте осуществления, поскольку о коротком замыкании в выпрямительной схеме , 21, сообщается пользователю или внешнему устройству, можно предложить пользователю произвести ремонт.

Очевидно, что настоящее изобретение не ограничивается приведенными выше вариантами осуществления, но может быть модифицировано и изменено без отклонения от объема и сущности изобретения.

Например, настоящее изобретение используется для обнаружения короткого замыкания в схеме выпрямления 21 , предусмотренной в беспроводном устройстве приема энергии 20 в вышеупомянутых вариантах осуществления; однако настоящее изобретение может быть широко применено к устройству контроля короткого замыкания для обнаружения короткого замыкания в выпрямительной схеме, которая выпрямляет входную мощность переменного тока с помощью множества соединенных мостом полупроводниковых устройств, каждое из которых выполняет функцию выпрямления.В этом случае устройство контроля короткого замыкания может быть сконфигурировано так, чтобы обнаруживать короткое замыкание в выпрямительной схеме на основе первого переменного напряжения, которое представляет собой напряжение между односторонней входной линией выпрямительной схемы и стабильным потенциалом, и вторым. Напряжение переменного тока, которое представляет собой напряжение между входной линией другой стороны выпрямительной схемы и стабильным потенциалом.

Кроме того, в вышеупомянутых вариантах осуществления схема обнаружения тока 22 используется для уведомления информации о том, находится ли система беспроводной передачи энергии 1 в состоянии передачи энергии в MCU 25 ; однако, когда MCU 25 ранее сохраняет информацию, указывающую рабочее состояние системы, MCU 25 сам может определять, находится ли система 1 беспроводной передачи энергии в состоянии передачи энергии на основе сохраненной информации.

Кроме того, переключающая схема 23 , используемая в вышеупомянутых вариантах осуществления, может быть опущена. В этом случае система может быть сконфигурирована для выполнения управления остановкой передачи энергии путем активации командного сигнала остановки S при обнаружении короткого замыкания в схеме выпрямления 21, или для уведомления о возникновении короткого замыкания пользователя или внешнее устройство по тревоге 27 .

Как описано выше, устройство беспроводного приема энергии согласно настоящему варианту осуществления является устройством, которое беспроводным способом принимает мощность, передаваемую от устройства беспроводной передачи энергии.Устройство беспроводного приема энергии включает в себя: катушку приема энергии, которая принимает мощность переменного тока через магнитное поле; конденсатор на стороне приема энергии, который вместе с катушкой приема энергии составляет резонансный контур; схему выпрямления, которая выпрямляет мощность переменного тока, принимаемую катушкой приема энергии множеством соединенных мостом полупроводниковых устройств, каждое из которых выполняет функцию выпрямления; и схему обнаружения короткого замыкания, которая обнаруживает короткое замыкание в схеме выпрямления на основе первого напряжения переменного тока, которое представляет собой напряжение между односторонней входной линией схемы выпрямления и стабильным потенциалом, и вторым напряжением переменного тока, которое является напряжением между входной линией другой стороны выпрямительной схемы и стабильным потенциалом.

Согласно настоящему варианту осуществления можно обнаружить возникновение короткого замыкания в одном из множества полупроводниковых устройств, соединенных мостом, во время передачи энергии. Это позволяет обнаруживать короткое замыкание в выпрямительной цепи во время передачи энергии.

В вышеупомянутом беспроводном устройстве приема энергии значение стабильного потенциала может быть таким же, как и у выходной линии низковольтной стороны выпрямительной схемы. В качестве альтернативы значение стабильного потенциала может быть таким же, как у металлического элемента, дополнительно предусмотренного рядом с катушкой приема энергии в электрически заземленном состоянии.Эта конфигурация позволяет упростить конфигурацию схемы.

В вышеупомянутых устройствах беспроводного приема энергии схема обнаружения короткого замыкания может включать в себя первый конденсатор, подключенный к входной линии с одной стороны, и второй конденсатор, подключенный к входной линии с другой стороны. Благодаря этой конфигурации повышается устойчивость к скачкам напряжения цепи обнаружения короткого замыкания.

В вышеупомянутом беспроводном устройстве приема энергии схема обнаружения короткого замыкания может включать в себя первую резистивную схему деления напряжения, предусмотренную между односторонней входной линией и первым конденсатором, и вторую резистивную схему деления напряжения, предусмотренную между другими. боковая линия ввода и второй конденсатор.В этой конфигурации допустимое напряжение первого и второго конденсаторов может быть установлено низким, в результате чего размер первого и второго конденсаторов может быть уменьшен.

В вышеупомянутых устройствах беспроводного приема энергии устройство обнаружения короткого замыкания может включать в себя: третий конденсатор, который вместе с первым конденсатором составляет первую схему емкостного деления напряжения, которая выполняет емкостное деление напряжения первого переменного напряжения; первую схему выпрямления / сглаживания, которая выпрямляет выходное напряжение первой емкостной схемы деления напряжения; первую схему сравнения, которая сравнивает выходное напряжение первой схемы выпрямления / сглаживания и опорное напряжение; четвертый конденсатор, который вместе со вторым конденсатором составляет вторую схему емкостного деления напряжения, которая выполняет емкостное деление напряжения второго переменного напряжения; вторую схему выпрямления / сглаживания, которая выпрямляет выходное напряжение второй емкостной схемы деления напряжения; вторую схему сравнения, которая сравнивает выходное напряжение второй схемы выпрямления / сглаживания и опорное напряжение; и схему обнаружения, которая обнаруживает короткое замыкание в схеме выпрямления на основе результата сравнения первой схемой сравнения и результата сравнения вторым результатом сравнения.С помощью этой конфигурации можно обнаруживать возникновение короткого замыкания в двух (два полупроводниковых устройства, предусмотренных на разных путях выпрямления) из множества соединенных мостом полупроводниковых устройств во время передачи энергии. Кроме того, дополнительно улучшается сопротивление перенапряжения цепи обнаружения короткого замыкания.

Вышеупомянутое беспроводное устройство приема энергии может дополнительно включать в себя схему обнаружения тока, которая обнаруживает выходной ток схемы выпрямления. С помощью этой конфигурации можно различать случай, когда первое или второе напряжение переменного тока не колеблется из-за прекращения передачи энергии, и случай, когда оно не колеблется из-за короткого замыкания в выпрямительной цепи.

Вышеупомянутое беспроводное устройство приема энергии может дополнительно включать в себя схему переключения, которая переключает состояние соединения между выходным концом схемы выпрямления и нагрузкой. Схема переключения может отделять выходной конец схемы выпрямления от нагрузки, когда выполняются следующие два условия: схема обнаружения обнаруживает короткое замыкание в схеме выпрямления; и схема обнаружения тока обнаруживает выходной ток схемы выпрямления. С помощью этой конфигурации вторичная неисправность может быть предотвращена, поскольку выходной конец схемы выпрямления отделен от нагрузки, когда схема обнаружения обнаруживает короткое замыкание в схеме выпрямления, а схема обнаружения тока обнаруживает выходной ток схемы выпрямления.

В вышеупомянутых устройствах беспроводного приема энергии схема обнаружения короткого замыкания может включать в себя: резистивную схему деления напряжения, в которой первый резистивный элемент подключен к односторонней входной линии, второй резистивный элемент подключен к другой стороне. входная линия и третий резистивный элемент, подключенный к стабильному потенциалу и выводящий потенциал средней точки с первого по третий резистивные элементы; цепь фильтра, подключенную к цепи резистивного деления напряжения; схему сравнения, которая сравнивает выходное напряжение схемы фильтра и опорное напряжение; и схему обнаружения, которая обнаруживает короткое замыкание в схеме выпрямления на основе результата сравнения схемой сравнения.С помощью этой конфигурации можно обнаружить возникновение короткого замыкания в любом из множества полупроводниковых устройств, соединенных мостом. Кроме того, поскольку резистивная цепь деления напряжения выводит потенциал средней точки с первого по третий резистивные элементы, количество проводов может быть уменьшено.

Вышеупомянутые беспроводные устройства приема энергии могут дополнительно включать в себя передатчик, который передает информацию на сторону передачи энергии. Передатчик может передавать сигнал, указывающий на прекращение передачи энергии, когда схема обнаружения короткого замыкания обнаруживает короткое замыкание в схеме выпрямления.С помощью этой конфигурации можно предотвратить вторичный отказ.

Вышеупомянутые беспроводные устройства приема энергии могут дополнительно включать в себя аварийный сигнал, который уведомляет пользователя или внешнее устройство об информации, указывающей, что схема обнаружения короткого замыкания обнаружила короткое замыкание в схеме выпрямления. С помощью этой конфигурации можно предотвратить вторичный отказ. Кроме того, поскольку пользователь и внешнее устройство уведомлены об обнаружении короткого замыкания, пользователю может быть предложено произвести ремонт.

Система беспроводной передачи энергии согласно настоящему варианту осуществления включает в себя устройство беспроводной передачи энергии и устройство беспроводного приема энергии, при этом беспроводное устройство приема энергии является любым из вышеупомянутых беспроводных устройств приема энергии.

Согласно настоящему варианту осуществления может быть предоставлена ​​система беспроводной передачи энергии, способная обнаруживать короткое замыкание в выпрямительной схеме во время передачи энергии.

Устройство контроля короткого замыкания согласно настоящему варианту осуществления — это устройство, которое обнаруживает короткое замыкание в выпрямительной схеме, которая выпрямляет входную мощность переменного тока с помощью множества соединенных мостом полупроводниковых устройств, каждое из которых выполняет функцию выпрямления.Устройство контроля короткого замыкания обнаруживает короткое замыкание в схеме выпрямления на основе первого напряжения переменного тока, которое представляет собой напряжение между односторонней входной линией схемы выпрямления и стабильным потенциалом, и второго напряжения переменного тока, которое является напряжением между обратная линия входа выпрямительной цепи и стабильный потенциал.

Согласно настоящему варианту осуществления можно обнаружить возникновение короткого замыкания в одном из множества соединенных мостом полупроводниковых устройств во время передачи энергии.Это позволяет обнаруживать короткое замыкание в выпрямительной цепи во время передачи энергии.

Согласно настоящему варианту осуществления можно обнаружить короткое замыкание в выпрямительной цепи во время передачи энергии.

(PDF) Беспроводная передача энергии на несколько устройств посредством резонансной связи

Аннотация. Мы исследуем характеристики беспроводной передачи энергии

посредством резонансной связи, когда имеется еще одно приемное устройство на

.Поскольку геометрия двух приемных частей

меняется, максимальная частота передачи мощности также изменяется.

Настраивая частоту, мы можем передавать мощность по беспроводной сети на

две принимающие части одновременно.

I. ВВЕДЕНИЕ

Достижения в области беспроводной связи и полупроводниковой технологии

позволили создать широкий спектр портативных потребительских

электронных, медицинских и промышленных устройств. Тем не менее, пользователям по-прежнему требуется

для ручного подключения этих мобильных устройств,

ограничивает максимальную мобильность и мешает использованию при разрядке

.

Беспроводная передача энергии предлагает возможность

электронных устройств без разъемов, что может улучшить как размер

, так и надежность. В настоящее время разрабатываются несколько технологий беспроводного питания

.

Техника дальнего поля была начата Николой Тесла в

начале 20

-го

века. Он провел свои эксперименты по передаче энергии

по радиоволнам вместо проводной сети.

Однако его типичные варианты воплощения включали в себя нежелательно большие

электрических полей, которые излучали свою энергию во всех

направлениях. Чтобы избежать потерь энергии, была исследована передача микроволновой энергии

с использованием очень коротких длин волн и оптических отражателей

практических размеров. Эта технология

привела к созданию вертолета с микроволновым двигателем, а

— к концепции спутника на солнечной энергии [1].

Метод индуктивной связи не основан на распространении

электромагнитных волн. Вместо этого они работают на

расстояниях, меньших длины волны передаваемого сигнала.

Применения включают перезаряжаемые зубные щетки и

, недавно получившие распространение «силовых» поверхностей [2]. Эти методы

очень эффективны, но ограничены расстоянием передачи

около сантиметра.

Другой способ передачи мощности — использование резонансной связи

[3-8].A. Kurs et al. продемонстрировал беспроводную передачу энергии

через резонансную связь путем зажигания лампы

и объяснил, используя теорию связанных мод [3]. Y.

H. Kim et al. попытался оптимизировать системы с магнитной связью

и составил простое уравнение, используя взаимные индуктивности [4-6]. A.

P. Sample et al. также создал беспроводную резонансную энергетическую линию

и независимо настроил уравнение и спрогнозировал расщепление частот

[7,8].

Однако до сих пор исследование ограничивалось одним корпусом устройства

. Чтобы получить несколько устройств через резонансную связь

, Qualcomm использовала метод разделения времени [9]. В настоящей статье

мы исследуем более эффективный метод беспроводной передачи энергии

на несколько устройств.

Передающая часть

Принимающая

часть

Передающая катушка

Принимающая катушка

Рис.1. Система передачи состоит из передающей части размером 0,4 м

и приемной части размером 0,09 м. Промежуточная катушка изготовлена ​​из меди

с диаметром поперечного сечения 3 мм, намотана в спираль из 8 витков

, а промежуточная катушка изготовлена ​​из меди с поперечным сечением 0,12 мм диаметром

, намотанной в спираль 32 повороты.

II. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Система беспроводной передачи энергии

может быть разделена на две части.Передающая часть состоит из силовой катушки

с 1 витком и промежуточной катушки с 8 витками размером 0,4 м.

Как силовая, так и промежуточная катушки изготовлены из меди

с диаметром поперечного сечения 3 мм. Приемная часть

состоит из приемной катушки на 32 витка и нагрузочной катушки на 1

витка размером 0,09 м. Приемная катушка изготовлена ​​из меди

с диаметром поперечного сечения 0,12 мм и имплантирована на поликарбонатную подложку с помощью ультразвуковой волны

.

Для измерения S-параметров силовая катушка и нагрузочная катушка

подключены к портам 1 и 2, соответственно, векторного анализатора цепей

(E5071C, Agilent), который был установлен на

, вырабатывает выходную мощность 1 мВт . Резонансная частота передающей части

и приемной части определяется на минимальной частоте

| S11 |

2

параметров.

Для управления двумя светодиодными нагрузками генератор произвольных функций

(AFG320, Tektronics) и широкополосный ВЧ усилитель мощности

(5085FE, OPHIR) подключены к силовой катушке.

III. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Чтобы найти резонансную частоту систем, мы

измерили | S11 |

2

как показано на рис. 1. Передающая часть (SP),

, приемная часть 1 (RP1), приемная часть 2 (RP2) показывают минимум

на почти той же частоте около 9,6 МГц.

Беспроводная передача энергии на несколько устройств

через резонансную связь

Йонг-Хэ Ким, Сын-Юл Кан, Сангхун Чхон, Мён-Лэ Ли, Тэхён Зюнг

Группа исследования технологий цифровой бумаги, ETRI, Корея

E- почта: yhakim @ etri.re.kr

Система Power-over-Ethernet (PoE) для приемного устройства (PD) на основе SAFE Semiconductor NCP1095 / NCP1096. — Система Smart City

PoE (Power Over Ethernet) называется системой электроснабжения на основе локальной сети? Или Active Ethernet (активный Ethernet), иногда также для краткости называемый Power Over Ethernet, относится к существующему Ethernet Cat.5 без каких-либо изменений в инфраструктуре проводки, при передаче сигналов данных для некоторых IP-терминалов (например, IP-телефонов). , точки доступа к беспроводной локальной сети, сетевые камеры и т. д.), он также может обеспечить источник питания постоянного тока для таких устройств Technology. Технология PoE может обеспечить нормальную работу существующей сети, обеспечивая при этом безопасность существующей структурированной кабельной разводки, сводя к минимуму затраты. Полная система PoE состоит из двух частей: оборудования источника питания (PSE) и устройства с питанием (PD).

• Конечное оборудование источника питания (PSE): оборудование PSE — это устройство, которое подает питание на клиентские устройства Ethernet, а также является менеджером стороны источника питания PoE Ethernet.
• Устройство приема энергии (PD): энергопотребляющее устройство системы POE, такое как: IP-телефоны, сетевые камеры безопасности, маршрутизаторы AP, базовые микростанции и т. Д., А также многие другие устройства, которые могут быть подключены к сетям Ethernet. .

NCP1095 / NCP1096 — это решения серии ON Semiconductor для устройств с питанием от сети Ethernet (PoE-PD), которые соответствуют стандартам IEEE802.3bt, IEEE 802.3af и IEEE 802.3at и поддерживают разработку мощных приложений, таких как подключенное освещение и тип USB. С.NCP1095 / NCP1096 сочетает в себе все необходимые функции в системе PoE-PD, такие как обнаружение, классификация и запуск выходного каскада. NCP1096 объединяет полевые МОП-транзисторы с возможностью горячей замены, которые могут обеспечивать выходную мощность до 90 Вт; NCP1095 перемещает полевые МОП-транзисторы с возможностью горячей замены наружу, а выходную мощность можно гибко регулировать до 100 Вт. NCP1095 / NCP1096 также поддерживает Autoclass, который может улучшить производительность системы, а за счет автоматического сопряжения источника питания он может упростить процесс проектирования схемы и настройки, а также оптимизировать выходную мощность PD.

Схема сущности продукта

Проверка работоспособности демонстрационной платы:

1. Зеленый мост (FDMQ8205A) В.С. Диодный мост (100 В)

а. По площади площадь может быть уменьшена примерно на 76%.

г. При двух различных условиях нагрузки (IEEE802.3at — 25,5 Вт, 3bt — 90 Вт),

GreenBridge-FDMQ8025A может обеспечить лучшие температурные характеристики.

2.По тесту PoE Class-8 (71,3 Вт) он имеет отличную эффективность 99,2%

На рисунке слева: показано расположение зеленого моста — FDMQ8205A, PD Controller — NCP1096

На рисунке: При работе Class-8 (71,3 Вт) максимальная температура контроллера PD — NCP1096 составляет 52,9 ℃

Изображение справа: при работе класса 8 (71,3 Вт) самая высокая температура зеленого моста — FDMQ8205A составляет 48,6 ℃

► Схема применения сценария

► Фото из витрины

► Схема блок-схемы

► Основные технические преимущества

• Соответствует IEEE802.Спецификация 3bt и совместима с IEEE802.3at, IEEE802.3af
• Обеспечение взаимодействия между устройствами PoE
• С индикатором сигнала Power Good
• Поддержка работы внешнего вспомогательного источника питания
• Обеспечивает мощность до 90 Вт
• Благодаря функции Autoclass он позволяет стороне источника питания (PSE) оптимизировать выходную мощность принимающей стороны (PD).
• Защита от перегрева (OTP)
• Защита от короткого замыкания (SCP)
• Защита от перегрузки по току (OCP)
• Содержит переключатель канала MOSFET 70 мОм, который может повысить эффективность и снизить тепловые потери (только NCP1096)
• Интегрируйте полевые МОП-транзисторы с возможностью горячей замены для получения высокоинтегрированного решения (только NCP1096)
• Внешний MOSFFET с возможностью горячей замены может обеспечить максимальную мощность 100 Вт + (только NCP1095)
• Маломощный GreenBridge заменен выпрямителем на диодном мосту (только FDMQ8205A)
• Максимально увеличьте эффективную мощность и напряжение, решите проблемы теплового расчета (только FDMQ8205A)
• Диапазон температур перехода: от -40 ° C до + 125 ° C
• Тип корпуса: ЦСОП-16
• Бессвинцовый, соответствует требованиям RoHS

► Технические характеристики решения

• Соответствует IEEE802.3af, спецификации IEEE802.3at и IEEE802.3bt
• Широкое входное напряжение 37 В ~ 57 В
• Поддержка вспомогательного входа питания
• MOSFET, 100 В (низкое значение Rds-on) и интегральная схема драйвера MOSFET (FDMQ8205A)
Устройства
• PoE имеют взаимную взаимосвязь и работоспособность
• Кабель витая пара категории 5 (CAT-5)

Беспроводная система питания с приоритетом устройства

Эта заявка испрашивает приоритет предварительной заявки на патент США №62/718860, поданной 14 августа 2018 г., которая полностью включена в настоящий документ посредством ссылки.

В целом это относится к системам питания и, в частности, к беспроводным системам питания для зарядки электронных устройств.

В системе беспроводной зарядки коврик для беспроводной зарядки по беспроводной связи передает энергию портативному электронному устройству, которое помещается на коврик. Портативное электронное устройство имеет схему катушки и выпрямителя. Катушка принимает сигналы беспроводной мощности переменного тока от катушки в коврике для беспроводной зарядки, которая перекрывается катушкой в ​​портативном электронном устройстве.Схема выпрямителя преобразует полученные сигналы в мощность постоянного тока.

Беспроводная система электропитания имеет устройство беспроводной передачи энергии. Устройство беспроводной передачи энергии использует катушки для передачи беспроводной энергии в устройства беспроводного приема энергии, размещенные на устройстве беспроводной передачи энергии.

Беспроводные устройства приема энергии размещаются на устройстве беспроводной передачи энергии в определенном порядке. Батареи в беспроводных устройствах приема энергии заряжаются, по крайней мере, частично в соответствии с порядком.Распределение мощности между множеством устройств приема энергии основано на информации коэффициента использования в дополнение к информации о порядке, в котором устройства приема энергии размещаются на устройстве беспроводной передачи энергии. Информация о коэффициенте использования включает в себя значение коэффициента использования, вычисленное для каждого беспроводного устройства приема энергии. Значение коэффициента использования вычисляется путем деления потребляемой мощности каждого устройства на общую потребляемую мощность всех устройств приема энергии, которые принимают беспроводную энергию от устройства беспроводной передачи энергии.

Схема измерения в устройстве беспроводной передачи энергии используется для сбора показаний импеданса, таких как изображения импеданса с катушек. Изменения в показаниях импеданса (например, изменения в изображениях импеданса) заставляют устройство беспроводной передачи энергии временно останавливать передачу энергии. Передача энергии может быть возобновлена ​​в зависимости от того, потеряна или поддерживается внутриполосная связь.

В соответствии с вариантами осуществления схема управления в беспроводном устройстве приема энергии отслеживает выходное напряжение выпрямителя в беспроводном устройстве приема энергии, чтобы определять, была ли прервана беспроводная передача энергии.Индикатор состояния зарядки отображается на беспроводном устройстве, принимающем энергию, при получении беспроводной энергии. Период дребезга индикатора состояния зарядки может использоваться для предотвращения мерцания индикатора состояния зарядки. Период устранения дребезга может быть отрегулирован в зависимости от того, вызваны ли обнаруженные потери мощности тем, что пользователь поднимает беспроводное устройство приема энергии и его схему беспроводного приема энергии от поверхности зарядки беспроводного устройства передачи энергии, или не связаны с поднятием пользователем принимающего устройства. устройство и его схемотехника.Это гарантирует, что доступны достаточно длительные периоды устранения дребезга, чтобы предотвратить нежелательное мерцание индикатора состояния зарядки, в то же время сокращая период устранения дребезга, чтобы повысить чувствительность индикатора, когда пользователь поднимает принимающее устройство.

РИС. 1 — схематическая диаграмма иллюстративной системы беспроводной зарядки, которая включает в себя устройство беспроводной передачи энергии и устройство беспроводной передачи энергии в соответствии с вариантом осуществления.

РИС. 2 — вид сверху иллюстративного устройства беспроводной передачи энергии, имеющего поверхность зарядки, на которой размещены устройства беспроводного приема энергии в соответствии с вариантом осуществления.

РИС. 3 — диаграмма иллюстративной таблицы приоритетов начисления платы в соответствии с вариантом осуществления.

РИС. 4 — блок-схема иллюстративных операций, связанных с использованием системы беспроводной зарядки, показанной на фиг. 1 для зарядки устройств беспроводного приема энергии в соответствии с вариантом осуществления.

РИС. 5 является блок-схемой иллюстративных операций, задействованных в использовании информации о движении при регулировке периода дребезга индикатора состояния зарядки для беспроводного устройства приема энергии в соответствии с вариантом осуществления.

Беспроводная система питания включает в себя устройство беспроводной передачи энергии, такое как коврик для беспроводной зарядки. Устройство беспроводной передачи энергии по беспроводной связи передает мощность на одно или несколько устройств беспроводной передачи энергии. Устройства беспроводного приема энергии могут включать в себя такие устройства, как наручные часы, сотовые телефоны, планшетные компьютеры, портативные компьютеры, наушники-вкладыши, чехлы для батарей для наушников-вкладышей и других устройств, карандаши для планшетных компьютеров и другие устройства ввода-вывода, носимые устройства или другое электронное оборудование. .Устройства беспроводного приема энергии используют энергию от устройства беспроводной передачи энергии для питания внутренних компонентов и для зарядки внутренней батареи. Поскольку передаваемая беспроводная энергия часто используется для зарядки внутренних батарей, операции беспроводной передачи энергии иногда называют операциями беспроводной зарядки.

Устройство беспроводной передачи энергии связывается с каждым устройством беспроводного приема энергии и получает информацию о характеристиках каждого устройства беспроводной передачи энергии.Устройство беспроводной передачи энергии использует информацию от устройств беспроводного приема энергии и измерения, выполненные в устройстве беспроводной передачи энергии, чтобы установить удовлетворительную схему беспроводной зарядки. Факторы, которые принимаются во внимание при настройке зарядки в системе беспроводной зарядки, включают состояние заряда аккумулятора, способность устройств получать энергию (например, потребляемую мощность устройств), порядок, в котором устройства приема энергии размещаются в диапазоне устройство беспроводной передачи энергии и другая информация.

Иллюстративная беспроводная система питания (система беспроводной зарядки) показана на фиг. 1. Как показано на фиг. 1, беспроводная система , 8, питания включает в себя устройство беспроводной передачи энергии, такое как устройство беспроводной передачи энергии , 12, , и включает в себя устройство беспроводного приема энергии, такое как устройство беспроводного приема энергии 24 . Устройство беспроводной передачи энергии 12, включает в себя схему управления 16 . Устройство беспроводного приема энергии 24 включает в себя схему управления 30 .Схема управления в системе 8 , такая как схема управления 16 и схема управления 30 , используется для управления работой системы 8 . Эта схема управления может включать в себя схемы обработки, связанные с микропроцессорами, блоками управления питанием, процессорами основной полосы частот, процессорами цифровых сигналов, микроконтроллерами и / или специализированными интегральными схемами со схемами обработки. Схема обработки реализует желаемые функции управления и связи в устройствах 12 и 24 .Например, схема обработки может использоваться для выбора катушек, определения уровней передачи мощности, обработки данных датчиков и других данных, обработки пользовательского ввода, обработки согласований между устройствами 12 и 24 , отправки и приема внутри и вне диапазона. внеполосные данные, выполнение измерений и иное управление работой системы 8 .

Схема управления в системе 8 может быть сконфигурирована для выполнения операций в системе 8 с использованием оборудования (например,g., специализированное оборудование или схемы), микропрограммное обеспечение и / или программное обеспечение. Программный код для выполнения операций в системе 8 хранится на энергонезависимом машиночитаемом носителе данных (например, материальном машиночитаемом носителе данных) в схеме управления 8 . Программный код иногда может называться программным обеспечением, данными, программными инструкциями, инструкциями или кодом. Энергонезависимый машиночитаемый носитель данных может включать в себя энергонезависимую память, такую ​​как энергонезависимая память с произвольным доступом (NVRAM), один или несколько жестких дисков (например,g., магнитные диски или твердотельные накопители), один или несколько съемных флэш-накопителей или других съемных носителей или тому подобное. Программное обеспечение, хранящееся на энергонезависимом машиночитаемом носителе данных, может выполняться в схеме обработки схемы управления , 16, и / или 30, . Схема обработки может включать в себя специализированные интегральные схемы со схемой обработки, один или несколько микропроцессоров, центральный процессор (ЦП) или другие схемы обработки.

Устройство передачи энергии 12 может быть автономным адаптером питания (например,g. коврик для беспроводной зарядки, который включает в себя схему адаптера питания), может быть ковриком для беспроводной зарядки, который соединен с адаптером питания или другим оборудованием с помощью кабеля, может быть портативным электронным устройством (сотовым телефоном, планшетным компьютером, портативным компьютером, и т. д.), может быть оборудование, встроенное в мебель, транспортное средство или другую систему, или другое оборудование для беспроводной передачи энергии. Иллюстративные конфигурации, в которых устройство , 12, беспроводной передачи энергии является ковриком для беспроводной зарядки, иногда описываются здесь в качестве примера.

Устройство приема энергии 24 может быть портативным электронным устройством, например наручными часами, сотовым телефоном, портативным компьютером, планшетным компьютером, аксессуаром, например наушником, аккумуляторным отсеком или другим электронным оборудованием. Устройство , 12, передачи энергии может быть подключено к настенной розетке (например, источнику питания переменного тока), может иметь батарею для подачи энергии и / или может иметь другой источник энергии. Устройство передачи энергии , 12, может иметь преобразователь энергии переменного тока (AC) в постоянный (DC), такой как преобразователь энергии AC-DC , 14, , для преобразования энергии переменного тока от настенной розетки или другого источника питания в мощность постоянного тока.В некоторых конфигурациях преобразователь мощности переменного тока в постоянный 14 может быть предусмотрен в корпусе (например, корпусе блока питания), который отделен от корпуса устройства 12 (например, корпуса коврика для беспроводной зарядки), а кабель может использоваться для подачи постоянного тока от преобразователя мощности к устройству 12 . Мощность постоянного тока может использоваться для схемы управления питанием 16 . Во время работы контроллер в схеме управления , 16, может использовать схему передачи энергии 52 для передачи беспроводной мощности в схему 54 приема энергии устройства 24 .Схема передачи энергии 52 может иметь схему переключения (например, схему инвертора 60 , сформированную из транзисторов), которая включается и выключается на основе сигналов управления, подаваемых схемой управления 16 для создания сигналов переменного тока через одну или несколько передающих катушек. 42 . Катушки , 42, могут быть расположены в виде плоского массива катушек (например, в конфигурациях, в которых устройство , 12, является ковриком для беспроводной зарядки). Катушки могут быть расположены в несколько слоев (например,g., три слоя или любое другое подходящее количество слоев), и каждый из множества слоев может иметь катушки, которые перекрывают катушки в других слоях.

Когда переменные токи проходят через одну или несколько катушек 42 , создаются электромагнитные (например, магнитные) поля переменного тока (сигналы 44 ), которые принимаются одной или несколькими соответствующими катушками приемника, такими как катушка 48 в устройстве приема энергии 24 . Когда электромагнитные поля переменного тока принимаются катушкой 48 , в катушке 48 индуцируются соответствующие токи переменного тока.Схема выпрямителя, такая как выпрямитель 50 , которая содержит выпрямительные компоненты, такие как синхронные выпрямительные металлооксидно-полупроводниковые транзисторы, расположенные в мостовой схеме, преобразует принятые сигналы переменного тока (принятые сигналы переменного тока, связанные с электромагнитными сигналами 44 ) с катушки 48 в сигналы постоянного напряжения для питания устройства 24 .

Напряжения постоянного тока, создаваемые выпрямителем 50 , могут использоваться для питания устройства накопления энергии, такого как аккумулятор 58 , и могут использоваться для питания других компонентов в устройстве 24 .Например, устройство 24 может включать в себя устройства ввода-вывода 56 , такие как дисплей, сенсорный датчик, схемы связи, аудиокомпоненты, датчики и другие компоненты, и эти компоненты могут питаться от напряжения постоянного тока, создаваемого выпрямителем 50. (и / или напряжения постоянного тока, создаваемые батареей 58 или другим накопителем энергии в устройстве 24 ).

Устройство 12 и / или устройство 24 могут обмениваться данными по беспроводной сети, используя внутриполосную или внеполосную связь.Устройство 12 может, например, иметь схему беспроводного приемопередатчика 40 , которая беспроводным образом передает внеполосные сигналы на устройство 24 с помощью антенны. Схема беспроводного приемопередатчика 40 может использоваться для беспроводного приема внеполосных сигналов от устройства 24 с помощью антенны. Устройство 24 может иметь схему беспроводного приемопередатчика 46 , которая передает внеполосные сигналы на устройство 12 . Схема приемника в беспроводном приемопередатчике , 46, может использовать антенну для приема внеполосных сигналов от устройства 12 .

Схема беспроводного приемопередатчика 40 может использовать одну или несколько катушек 42 для передачи внутриполосных сигналов в схему беспроводного приемопередатчика 46 , которые принимаются схемой беспроводного приемопередатчика 46 с использованием катушки 48 . Любая подходящая схема модуляции может использоваться для поддержки внутриполосной связи между устройством 12 и устройством 24 . В одной иллюстративной конфигурации частотная манипуляция (FSK) используется для передачи внутриполосных данных от устройства 12 к устройству 24 , а амплитудная манипуляция (ASK) используется для передачи внутриполосных данных от устройства 24 к устройству 12 .Мощность может передаваться по беспроводной связи от устройства 12 к устройству 24 во время этих передач FSK и ASK. При желании могут использоваться другие типы внутриполосной связи.

Во время операций беспроводной передачи энергии схема 52 подает сигналы возбуждения переменного тока на одну или несколько катушек 42 на заданной частоте передачи энергии. Частота передачи энергии может быть, например, заранее определенной частотой около 125 кГц, по меньшей мере 80 кГц, по меньшей мере 100 кГц, менее 500 кГц, менее 300 кГц или другой подходящей частотой беспроводной сети.В некоторых конфигурациях частота передачи энергии может согласовываться при обмене данными между устройствами 12 и 24 . В других конфигурациях частота передачи энергии может быть фиксированной.

Во время операций беспроводной передачи энергии, когда схема передачи энергии 52 подает сигналы переменного тока в одну или несколько катушек 42 для генерации сигналов 44 на частоте передачи энергии, схема беспроводного приемопередатчика 40 использует модуляцию FSK для модулировать частоту передачи мощности управляющих сигналов переменного тока и тем самым модулировать частоту сигналов 44 .В устройстве 24 катушка 48 используется для приема сигналов 44 . Схема приема энергии 54 использует полученные сигналы на катушке 48 и выпрямителе 50 для выработки постоянного тока. В то же время схема беспроводного приемопередатчика 46 использует демодуляцию FSK для извлечения передаваемых внутриполосных данных из сигналов 44 . Этот подход позволяет передавать данные FSK (например, пакеты данных FSK) внутри полосы от устройства 12 к устройству 24 с катушками 42 и 48 , в то время как мощность одновременно передается по беспроводной сети от устройства 12 к устройство 24 с использованием катушек 42 и 48 .При желании можно использовать другие типы внутриполосной связи между устройством 12 и устройством 24 .

Внутриполосная связь между устройством 24 и устройством 12 использует методы модуляции и демодуляции ASK или другие подходящие методы внутриполосной связи. Схема беспроводного приемопередатчика 46 передает внутриполосные данные на устройство 12 с помощью переключателя (например, одного или нескольких транзисторов в приемопередатчике 46 , которые связаны катушкой 48 ) для модуляции импеданса схемы приема энергии 54 (e.г., катушка 48 ). Это, в свою очередь, модулирует амплитуду сигнала 44 и амплитуду сигнала переменного тока, проходящего через катушку (катушки) 42 . Схема беспроводного приемопередатчика 40 отслеживает амплитуду сигнала переменного тока, проходящего через катушку (катушки) 42 , и, используя демодуляцию ASK, извлекает переданные внутриполосные данные из этих сигналов, которые были переданы схемой беспроводного приемопередатчика 46 . Использование связи ASK позволяет битам данных ASK (например,g., пакеты данных ASK) для передачи внутри полосы от устройства 24 к устройству 12 с катушками 48 и 42 , в то время как мощность одновременно передается по беспроводной сети от устройства 12 к устройству 24 с катушки 42 и 48 .

Схема управления 16 имеет схему измерения внешних объектов 41 (иногда называемую схемой обнаружения посторонних предметов или схемой обнаружения внешних объектов), которая обнаруживает внешние объекты на поверхности зарядки, связанной с устройством 12 .Схема 41 может обнаруживать посторонние предметы, такие как катушки, скрепки и другие металлические предметы, и может обнаруживать присутствие беспроводных устройств приема энергии 24 . Во время операций обнаружения и определения характеристик объекта, схема измерения внешних объектов 41 может использоваться для проведения измерений на катушках 42 , чтобы определить, присутствуют ли какие-либо устройства 24 на устройстве 12 (например, подозреваются ли устройства 24 присутствовать на аппарате 12 ).При захвате данных из массива катушек , 42, формируется шаблон, который иногда называют изображением импеданса или изображением индуктивности. Изображение может быть обработано системой 8 , чтобы определить, какие настройки передачи мощности использовать для передачи мощности и т. Д. Например, изображение может быть обработано для обнаружения движения устройств 24 (в этом случае передача энергии может быть на мгновение остановлена. ).

В иллюстративной схеме измерительная схема 41 схемы управления 16 содержит схему генератора сигналов (например,g., схема генератора для генерации пробных сигналов переменного тока на одной или нескольких частотах пробника, генератор импульсов и т. д.) и схемы обнаружения сигналов (например, фильтры, аналого-цифровые преобразователи, схемы измерения импульсной характеристики и т. д.). Во время операций измерения переключающая схема в устройстве 12 может быть настроена схемой управления 16 для включения каждой из катушек 42 . Поскольку каждая катушка 42 выборочно включается в работу, схема управления 16 использует схему генератора сигналов схемы измерения сигнала 41 для подачи зондирующего сигнала к этой катушке при использовании схемы обнаружения сигнала схемы измерения сигнала 41 для измерения соответствующего отклика.Схема измерения 43 в схеме управления 30 и / или в схеме управления 16 также может использоваться при выполнении измерений тока и напряжения.

Характеристики каждой катушки 42 зависят от того, перекрывают ли какие-либо посторонние предметы эту катушку (например, монеты, устройства беспроводного приема энергии и т. Д.), А также зависят от того, есть ли в устройстве беспроводного приема энергии катушка, такая как катушка 48 на фиг. 1, что может увеличить измеренную индуктивность любой перекрывающейся катушки 42 .Схема измерения сигналов 41, сконфигурирована для подачи сигналов на катушку и измерения соответствующих сигналов. Например, схема измерения сигнала 41, может подавать сигнал датчика переменного тока, отслеживая результирующий сигнал в узле, соединенном с катушкой. В качестве другого примера схема 41 измерения сигнала может подавать импульс на катушку и измерять результирующую импульсную характеристику (например, для измерения индуктивности катушки). Используя измерения от измерительной схемы 41 , устройство беспроводной передачи энергии может определить, присутствует ли внешний объект на катушках.Если, например, все катушки , 42, демонстрируют ожидаемую номинальную реакцию на подаваемые сигналы, схема управления 16 может сделать вывод об отсутствии внешних устройств. Если одна из катушек , 42, показывает другой отклик (например, отклик, отличающийся от нормального базового уровня отсутствия объектов), схема управления 16 может сделать вывод, что внешний объект (потенциально совместимое беспроводное устройство приема энергии) присутствует. .

Схема управления 30 имеет схему измерения 43 .В иллюстративном устройстве измерительная схема 43 схемы управления 30 содержит схему генератора сигналов (например, схему генератора для генерации сигналов датчика переменного тока на одной или нескольких частотах датчика, генератор импульсов и т. Д.) И схему обнаружения сигнала (например, , фильтры, аналого-цифровые преобразователи, схемы измерения импульсной характеристики и др.). Во время операций измерения устройство 24 может использовать измерительную схему 43 для выполнения измерений для определения характеристик устройства 24 и компонентов устройства 24 .Например, устройство 24 может использовать измерительную схему 43 для измерения индуктивности катушки 48 (например, схема измерения сигнала 43 может быть сконфигурирована для измерения сигналов на катушке 48 при питании катушки 48 с сигналы на одной или нескольких частотах (для измерения индуктивности катушек), сигнальные импульсы (например, чтобы схему измерения импульсной характеристики в измерительной схеме можно было использовать для измерения индуктивности и добротности) и т. д.Схема измерения 43 также может выполнять измерения выходного напряжения выпрямителя 50 , выходного тока выпрямителя 50 и т. Д.

Вид сверху иллюстративной конфигурации устройства 12 , в котором устройство 12 имеет массив катушек , 42, , показанный на фиг. 2. Устройство 12 , как правило, может иметь любое подходящее количество витков 42 (например, 22 витка, не менее 5 витков, не менее 10 витков, не менее 15 витков, менее 30 витков, менее 50 витков. , так далее.). Катушки , 42, могут быть расположены в ряды и столбцы и могут частично перекрывать друг друга, а могут и не перекрывать друг друга. В примере на фиг. 2, имеется три слоя катушек , 42, , и катушки в каждом слое частично перекрывают катушки в других слоях. При желании можно использовать другие устройства.

Как показано на фиг. 2, одно или несколько устройств 24 могут быть размещены на устройстве 12 (например, на катушках 42 ). Устройство 24 может иметь дисплей, такой как дисплей 56 D, или другое устройство визуального вывода в устройствах ввода-вывода 56 .Дисплей 56, D может использоваться для отображения информации, такой как информация 43 . Информация 43, может включать в себя текст, значки и / или другой контент. В некоторых вариантах осуществления информация 43 может включать в себя информацию о том, активны ли операции беспроводной передачи энергии в системе 8 (например, информацию о состоянии зарядки, такую ​​как зеленый значок батареи или другую информацию, указывающую, что устройство 12 передает беспроводную энергию, которая устройство 24 принимает для зарядки аккумулятор 58 и т. д.).

Система 8 может быть сконфигурирована для одновременной зарядки нескольких устройств 24 . Во время работы пользователь может разместить первое устройство , 24, , затем второе устройство и, возможно, дополнительные устройства в определенном порядке. Чтобы удовлетворить ожидания пользователя в отношении поведения зарядки и улучшения операций зарядки, может быть собрана информация, такая как информация о порядке, в котором устройства 24 были размещены на устройстве 12 , и другая информация о различных устройствах 24 , которые доступны для зарядки в системе 8 и параметры зарядки, связанные с каждым устройством.С одной иллюстративной компоновкой система 8 поддерживает информацию о зарядке устройств 24 в таблице приоритетов (иногда называемой таблицей приоритетов зарядки, таблицей приоритетов беспроводной передачи энергии, информацией о приоритете беспроводной передачи энергии, информацией о приоритете зарядки устройств и т. Д. .).

РИС. 3 — диаграмма иллюстративной таблицы приоритетов. Как показано на фиг. 3, таблица приоритетов может, в качестве примера, включать в себя такую ​​информацию, как идентификатор (ID), который идентифицирует каждое устройство 24 .Например, если два устройства 24 размещены на устройстве 12 для зарядки, таблица приоритетов будет содержать первую и вторую строки с первой и второй записями, соответствующими соответственно идентификаторам для устройств A и B. Дополнительная информация может быть включена в запись для каждого устройства. Например, может быть включена информация о том, должно ли каждое устройство 24 заряжаться устройством 12 (обозначено записью «Да» в строке таблицы приоритетов, соответствующей устройству A в примере на фиг.3) или ему должно быть отказано в беспроводном питании (обозначено записью «Нет» в строке таблицы приоритетов, соответствующей устройству B в примере на фиг. 3). Такая информация, как порядок, в котором устройства 24 были размещены на устройстве 12 , может быть при желании включена в таблицу приоритетов (например, путем добавления каждого вновь размещенного устройства 24 в соответствующую строку внизу таблицы. чтобы). При желании может быть включена дополнительная информация (например, информация о количестве энергии, потребляемой в данный момент каждым устройством 24 , которое получает мощность, и т. Д.). Используя информацию из таблицы приоритетов, система 8 выполняет такие операции, как решение, какие устройства 24 должны быть обеспечены беспроводной мощностью, приоритет, который должен быть отдан каждому устройству 24 при обеспечении беспроводной мощности, уровни беспроводной передачи мощности, и другие действия, связанные с передачей мощности между устройством 12 и одним или несколькими устройствами 24 .

РИС. 4 представляет собой блок-схему иллюстративных операций, связанных с управлением передачей мощности с помощью системы 8 .

Во время операций блока 80 , способность передачи мощности передающего устройства 12 определяется и сохраняется для дальнейшего использования. Способность устройства 12 передавать мощность по меньшей мере частично определяется номинальной мощностью преобразователя 14 переменного тока в постоянный. Мощность передачи устройства 12 может составлять 10 Вт, по меньшей мере 5 Вт, 10-30 Вт, менее 40 Вт, менее 30 Вт или другую подходящую мощность. Такая информация, как пропускная способность устройства 12 , информация таблицы приоритетов и другая информация, связанная с работой системы 8 , может храниться на устройстве 12 , одном или нескольких устройствах 24 и / или на удаленном хранилище (например,g., хранилище, подключенное к компонентам в системе 8 через Интернет или другую сеть (и)). Операции обработки для системы 8 могут выполняться с использованием схемы обработки в системе 8 , например схемы управления 16 и / или схемы управления 30 или других подходящих схем обработки.

Пользователь может разместить одно или несколько устройств 24 на устройстве 12 , чтобы эти устройства могли заряжаться устройством 12 .Чтобы определить, когда устройства 24 размещены на устройстве 12 , устройство 12 может использовать измерительную схему 41 для выполнения операций обнаружения объекта во время операций блока 82 . Измерительная схема 41 может, например, выполнять измерения импеданса катушек малой мощности для катушек 42 , чтобы определить, когда внешний объект был помещен в устройство 12 . Измерения с низким энергопотреблением могут быть выполнены путем подачи зондирующего сигнала с частотой не менее 500 кГц, менее 1.5 МГц или другая подходящая частота для каждой катушки 42 , контролируя результирующее напряжение на этой катушке.

В ответ на обнаружение размещения объекта (например, устройства 24 ) на устройстве 12 , дополнительные показания импеданса собираются в блоке 84 . Показания импеданса блока , 84, могут включать в себя результаты измерений импульсной характеристики с помощью схемы 41 , которая определяет импеданс (например, индуктивность) каждой катушки 42 .Собирая показания каждой из катушек 42 , получают изображение индуктивности. Затем над захваченным изображением импеданса выполняются операции обработки изображения, чтобы определить, содержит ли изображение шаблон индуктивности, который предположительно соответствует одному из устройств 24, . Если образец измерения индуктивности на изображении не распознается как соответствующий каким-либо подозреваемым устройствам 24 (например, на изображении не обнаружено никаких объектов или если на изображении обнаружен объект, который соответствует монете или другому инородному объекту) ), система 8 может вернуться к работе с пониженным энергопотреблением (например,g., мониторинг поверхности зарядки устройства 12 с использованием измерений с низким энергопотреблением во время операций блока 82 ). Однако, если изображение импеданса распознается как содержащее шаблон, который соответствует подозреваемому устройству 24 , устройство 12 пытается установить канал связи с устройством. Например, устройство 12 может попытаться установить внутриполосный канал связи с обнаруженным устройством 24 (например, с использованием катушки (катушек) 42 , перекрытых обнаруженным устройством 24 ).

После установления одного или нескольких каналов внутриполосной связи с одним или несколькими устройствами 24 , устройство 12 может во время операций блока 86 аутентифицировать одно или несколько устройств 24 . Идентификатор (иногда называемый идентификатором приемного устройства или идентификатором приемника) получается для каждого беспроводного устройства 24 приема энергии, связанного с устройством 12 . Таблица приоритетов в устройстве 12 обновляется соответствующим образом (например,g., недостающие устройства 24 можно удалить из таблицы приоритетов). Записи для новых устройств 24 добавляются в таблицу приоритетов в подходящем порядке приоритета. Если, например, таблица приоритетов организована так, что устройство в первой строке таблицы имеет больший приоритет, чем устройство во второй строке таблицы (и так далее для строк добавления), вновь добавленные устройства 24 может быть представлен добавлением записей в нижние строки таблицы приоритетов в порядке, в котором эти устройства аутентифицируются.Таким образом, приоритет зарядки может быть отдан самому раннему устройству или устройствам, размещенным на устройстве 12 . Например, если пользователь помещает телефон, часы и наушники на устройство 12 (в указанном порядке), система 8 может отдать приоритет телефону над часами и может отдать приоритет часам над наушниками.

В системе 8 имеется ограниченное количество энергии, доступной для беспроводной зарядки, поэтому состояние зарядки каждого из устройств 24 , перечисленных в таблице приоритетов, предпочтительно определяется на основе, по крайней мере частично, мощности устройства . 12 , что было зафиксировано при работе блока 80 .Если, например, устройство 12 имеет мощность 10 Вт и два сотовых телефона заряжаются устройством 12 , размещение третьего сотового телефона на коврике может создать ситуацию, в которой емкости недостаточно для зарядки. третий сотовый телефон по разумной цене, не влияя отрицательно на зарядку первых двух сотовых телефонов. Определение того, имеется ли достаточная мощность, доступная для зарядки данного устройства 24 , может быть выполнено на основе известной мощности устройства 12 в соответствии с потребностями в энергии различных устройств 24 , которым требуется питание от устройства 12 и записи в таблице приоритетов, указывающие, какие устройства имеют приоритет и заряжаются.Если доступная мощность от устройства 12 не превышает заранее установленный порог или если иным образом определено, что мощности недостаточно для зарядки вновь размещенного устройства с разумной скоростью, зарядка для этого устройства отклоняется, и таблица приоритетов обновляется соответствующим образом. В частности, устройства, которые не подлежат зарядке, получают в таблице приоритетов записи «Нет». Устройства с приоритетом, которые должны быть заряжены, имеют отметку «Да».

Во время операций блока 88 устройство 12 указывает устройствам 24 приема энергии, которые должны быть заряжены (записи «Да»), отображать информацию о зарядке аккумулятора (например.g., индикатор заряда батареи) на их дисплеях (например, дисплеях в устройствах ввода-вывода 56 на фиг.1), если этим устройствам ранее не было предписано отображать информацию о заряде батареи. Устройства, которые не могут быть заряжены из-за недостаточной мощности, доступной от устройства 12 , могут быть проинструктированы устройством 12 для отображения сообщений об ошибках (например, значка или другой информации, указывающей, что операции зарядки не выполняются из-за недостаточной мощности).

Во время операций блока 90 устройства 24 заряжаются в соответствии с информацией в таблице приоритетов, в то время как устройство 12 использует измерительную схему 41 для продолжения захвата показаний импеданса (например, изображений импеданса) устройства на катушках 42 . Каждое устройство 24 на устройстве 12 продолжает отображать информацию о зарядке (например, значки «в данный момент заряжается» или «в настоящее время не заряжается» или другие сообщения о зарядке).Отсутствующие устройства (устройства в таблице приоритетов, для которых нет внутриполосного канала) игнорируются. Если устройство теряет внутриполосный канал связи более чем на заранее определенный период времени (например, 2 с или другое подходящее пороговое значение), устройство удаляется из таблицы приоритетов (например, таблица обновляется, чтобы включать только те устройства, которые присутствуют и имеют удовлетворительные внутриполосные ссылки). Информация изображения импеданса, захваченная во время операций блока , 90, , анализируется, чтобы определить, есть ли какие-либо изменения (например,g., используя методы обработки изображений, чтобы оценить, отличается ли текущее изображение более чем на пороговую величину от предыдущего изображения). Если изменения в изображении импеданса не обнаружено, передача энергии может быть возобновлена ​​на этапе 90 . Если обнаружено изменение импедансного изображения, обработка может переходить к операциям блока 92 .

Во время блока 92 , в ответ на определение того, что изображение импеданса изменилось, устройство 12, , система 8 может временно остановить передачу энергии одному или нескольким устройствам 24 .Например, передача энергии может быть кратковременно прервана для всех устройств 24 . Чтобы предотвратить ненужные изменения в значках зарядки на устройствах 24 , эти значки (или другие отображаемые сообщения, содержащие информацию о состоянии зарядки и другую информацию о работе системы 8 ) могут оставаться в их текущем состоянии до завершения анализа состояния. каналов внутриполосной связи между устройством 12 и устройствами 24 .

Если устройство 12 определяет, что внутриполосные каналы связи с устройствами 24 поддерживаются (например,g., все связи были поддержаны), несмотря на обнаруженное изменение в изображении импеданса, устройства 24 могут продолжать заряжаться, и каждая запись в таблице приоритетов для устройств 24 может оставаться с записью «Да». Затем зарядка (операции беспроводной передачи энергии) может быть возобновлена ​​на этапе , 90, . Однако в ответ на определение того, что один или несколько внутриполосных каналов были потеряны, устройство 12 может вернуться к операциям блока 84 (и может, при желании, попытаться проинструктировать устройство, связанное с которым было отключено, и / или другие устройства 24 , чтобы удалить любой соответствующий отображаемый значок зарядки аккумулятора).Во время блока , 84, устройство , 12, может попытаться восстановить внутриполосные каналы связи с подозрительными устройствами, идентифицированными на изображении индуктивности, после чего операции зарядки могут быть возобновлены, если это необходимо.

В соответствии с операциями по фиг. 4, операции зарядки не должны прерываться, когда устройства 24, немного перемещаются во время зарядки. Например, если устройство 24 случайно ударилось и немного сдвинулось (например, на небольшое расстояние в плоскости поверхности зарядки, связанной с устройством 12 ), внутриполосная связь между этим устройством 24 и устройством 12 не пропадут.В результате передача энергии будет остановлена ​​только на мгновение (например, во время блока 92 без изменения внешнего вида значков зарядки или другой информации о зарядке, отображаемой на устройстве 24 для пользователя) перед возобновлением в обычном режиме (этап 90 ). Внешний вид значков зарядки или другой информации о зарядке, отображаемой на устройстве 24 , также может оставаться неизменным в сценариях, в которых устройство 24 подвергается значительному удару, чтобы потерять свою внутриполосную связь, но восстанавливает ее внутриполосную связь на этапе 84 быстро (e.g., в пределах 2 с или другого подходящего порогового времени). Если, с другой стороны, устройство 24 полностью снято с устройства 12 или иным образом теряет внутриполосное соединение на время, превышающее пороговое значение (например, 2 секунды), передача мощности будет остановлена ​​при блок , 92, и устройство , 12, могут удалить отображение значка зарядки или другой информации о зарядке с устройства 24 . Движения, при которых внутриполосная связь не теряется, не нарушит порядок записей в таблице приоритетов, поэтому эти перемещения позволят устройствам 24 продолжать заряжаться в соответствии с порядком, в котором они были размещены на устройстве 12 .Движения, которые приводят к потере внутриполосной связи на более чем заранее определенный период времени (например, 2 секунды), могут привести к тому, что устройства 24 будут удалены из таблицы приоритетов, так что эти устройства получат самый низкий приоритет среди устройств. заряжается при замене на устройстве 12 .

В иллюстративном варианте осуществления значки зарядки или другая информация о зарядке, отображаемая на устройстве 24 (иногда называемая информацией о состоянии зарядки), могут отображаться в течение периода противодействия после потери беспроводной передачи энергии между устройством 12 и устройством 24 .Путем введения периода противодействия перед изменением внешнего вида значков зарядки или другой информации о зарядке, отображаемой на устройстве 24 , можно избежать нежелательного мерцания значка зарядки на устройстве 24 . Если, например, пользователь перемещает устройство 24 по поверхности мата или другого устройства 12 , внутриполосная связь с перекрывающейся в данный момент катушкой в ​​устройстве 12 может быть прервана и зарядка на мгновение приостановлена ​​(например,g., устройство 12 может на мгновение остановить беспроводную передачу энергии). Однако внутриполосное соединение может быть восстановлено с новой катушкой, и зарядка возобновится. Если внутриполосная связь восстанавливается с новой катушкой и беспроводная передача энергии возобновляется в течение периода противодействия, видимый вид значков зарядки или другой информации о зарядке, отображаемой на устройстве 24 , не должен изменяться. Таким образом, пользователь, который перемещает устройство 24 по поверхности устройства 12 , может не испытывать нежелательного мерцания значка зарядки или другой отображаемой информации о зарядке.В качестве другого примера устройство 12 может иногда останавливать передачу беспроводной энергии, так что измерительная схема 41 может выполнять измерения катушки или другие операции, пока мощность не передается на устройство 24 . В этой ситуации период устранения дребезга предотвращает удаление индикатора состояния зарядки во время короткой паузы в передаче энергии.

Длительные периоды устранения дребезга помогают обеспечить достаточное время для схемы управления в устройстве 12 для проведения измерений катушки и других операций, которые выполняются в периоды времени, когда передача беспроводной энергии мгновенно прекращается.Длительные периоды устранения дребезга также помогают предотвратить мерцание индикатора состояния зарядки, когда пользователь перемещает устройство 24 по поверхности устройства 12 . Короткие периоды устранения дребезга позволяют быстро убрать индикатор состояния зарядки с дисплея устройства 24 после потери мощности, тем самым предоставляя пользователю информацию о состоянии, которая быстро обновляется. Система 8 может использовать фиксированный период устранения дребезга или, чтобы удовлетворить оба этих желания, период устранения дребезга в системе 8 может быть скорректирован в зависимости от того, вызвана ли обнаруженная потеря мощности в устройстве 24 перемещением устройства пользователем. 24 относительно устройства 12 (e.g., перемещение схемы 54 беспроводного приема энергии от поверхности зарядки, связанной с устройством 12 , и от схемы передачи энергии 52 ) или прекращение передачи энергии устройством 12 .

В вариантах осуществления с регулируемым периодом дребезга устройства ввода-вывода 56 включают в себя датчик движения (например, акселерометр, инерциальный измерительный блок, который включает в себя акселерометр, гироскоп и / или компас, и / или другие датчики для обнаружения изменения ориентации и / или положения устройства 12 ).После обнаружения потери мощности схема управления 30 анализирует данные от датчика движения, чтобы определить, испытало ли устройство 12 движение того типа, который связан с удалением пользователем устройства 24 с поверхности зарядки устройства 12 (например, вертикальные подъемные движения в измерении Z на фиг. 2) или не испытывали этого типа движения (в этом случае можно предположить, что устройство 12 потеряло мощность из-за события отключения устройства беспроводной передачи энергии, не связанного с удаление пользовательского устройства, такое как отключение питания для выполнения измерений катушки или отключение питания, поскольку пользователь перемещает устройство 24 по поверхности устройства 12 в плоскости XY).Схема управления 30 затем регулирует период устранения дребезга до более длительного значения (в ответ на обнаружение потери мощности не из-за подъема во время события удаления пользователя) или меньшего значения (в ответ на обнаружение потери мощности из-за событие удаления пользователя).

Блок-схема иллюстративных операций, связанных с реализацией регулируемого периода устранения дребезга индикатора состояния зарядки в системе 8 , показана на фиг. 5. После того, как пользователь помещает устройство 24 на зарядную поверхность устройства 12 , схема управления 16 устройства 12 использует схему передачи энергии 52 для передачи беспроводной энергии, и устройство приема энергии 24 принимает передаваемая беспроводная мощность со схемой приема энергии 54 .Когда схема управления 30 определяет получение беспроводной энергии, схема управления 30 использует дисплей в устройствах ввода-вывода 56 (или другое устройство вывода состояния заряда в устройствах ввода-вывода 56 ) для отображения индикатора зарядки ( например, значок зарядки, информативный текст и т. д.) для пользователя. Это информирует пользователя о том, что процесс передачи беспроводной мощности от устройства 12 к устройству 24 (например, для зарядки аккумулятора 58 ) активен.

Во время операций блока 100 , когда отображается индикатор состояния зарядки, устройство 24 использует схему управления 30 для контроля схемы приема энергии 54 , чтобы определить, принимается ли мощность. Схема управления 30 может, например, контролировать выходное напряжение выпрямителя 50 . Если выход выпрямителя остается на своем нормальном рабочем уровне, операции контроля могут продолжаться на этапе 100 .

Если, однако, беспроводная передача энергии прерывается и выходное напряжение выпрямителя 50 падает, схема управления 30 может во время операций блока 102 определить, вызвана ли потеря беспроводной мощности пользователем. подъемное устройство 24 от загрузочной поверхности устройства 12 . Схема управления 30, может, например, анализировать данные акселерометра по оси Z (по вертикали) трехосного акселерометра в устройствах ввода-вывода 56 , чтобы определить, перемещено ли устройство 24 по вертикали.Если устройство 24 не было перемещено или было перемещено только вбок в плоскости X-Y на фиг. 2 (например, параллельно зарядной поверхности устройства 12 ), недавние измерения по оси Z будут указывать на небольшое перемещение или отсутствие движения по оси Z. Если, с другой стороны, устройство 24 было поднято пользователем, последние измерения по оси Z будут содержать данные, указывающие на вертикальное движение устройства 24 от устройства 12 .

В ответ на определение того, что обнаруженная потеря мощности связана с удалением устройства пользователем 24 (e.g., вертикальное перемещение устройства 24 за пределы диапазона приема беспроводной энергии пользователем), устройство 24 может установить период устранения дребезга для индикатора состояния зарядки равным первому значению периода дребезга (например, 1,5 секунды или другое подходящее время период) при работе блока 104 . В некоторых вариантах осуществления устройство 24 может отправлять периодические команды регулировки мощности устройству 12 , которые предписывают устройству 12 увеличивать или уменьшать передачу мощности.В этом типе компоновки устройство 24 может, в ответ на определение того, что обнаруженное снижение передачи мощности связано с удалением пользователем устройства 24 , прекратить передачу таких команд регулировки мощности на устройство 12 (например, устройство 24 может перестать давать команду устройству 12 передавать желаемое количество энергии, когда устройство 24 поднимается с поверхности зарядки и больше не может получать энергию). Индикатор состояния зарядки, который отображается на дисплее устройства 24, , может быть удален в ответ на определение того, что беспроводная передача энергии уменьшилась, в то время как датчик движения указывает, что устройство беспроводного приема энергии было поднято с поверхности для зарядки.

В ответ на определение того, что обнаруженная потеря мощности не связана с удалением пользователя, устройство 24 может установить период устранения дребезга на второе значение периода устранения дребезга (например, 3 секунд или другой подходящий период времени, который длиннее, чем первый период дебита) во время операций блока 106 . В вариантах осуществления, в которых устройство 24 отправляет периодические команды регулировки мощности устройству 12 для запроса увеличения или уменьшения мощности, передаваемой от устройства 12 , устройство 24 может в ответ на определение того, что обнаруженное снижение передачи мощности не из-за удаления пользователя, продолжайте связываться с устройством 12 относительно операций передачи энергии.Например, после подтверждения того, что обнаруженное падение мощности не связано с удалением пользователя, устройство 24 может передать запрос увеличения мощности устройству 12 , который указывает устройству 12 увеличить количество мощности, передаваемой по беспроводной сети на устройство . 24 . Индикатор состояния зарядки, отображаемый на дисплее устройства 24 , может быть сохранен (в течение хотя бы некоторого периода времени, например, не менее 0,5 секунды, не менее 10 секунд, менее 2 минут, менее 30 секунд, менее более 3 секунд и т. д.) в ответ на определение того, что беспроводная передача энергии уменьшилась, в то время как датчик движения указывает, что устройство беспроводного приема энергии не было поднято с поверхности для зарядки.

Во время периода устранения дребезга (блок 108 ) схема управления 30 продолжает отображать индикатор состояния зарядки на дисплее устройства 24 (например, индикатор состояния зарядки не удаляется с дисплея, даже если потеря мощности обнаружена при работе блока 100 ).Это предотвращает нежелательное мигание индикатора состояния зарядки в случае, если питание поступает с перебоями. Схема управления 30 устройства приема энергии 24 контролирует схему беспроводного приема энергии 54 (например, схема управления 30 контролирует выходное напряжение выпрямителя 50 ) во время операций блока 108 , чтобы определить, подается ли мощность был восстановлен. Если передача энергии возобновляется (непрерывно или даже на короткое время в случае, если устройство передачи энергии 12 выдает короткий поддерживающий импульс, чтобы гарантировать, что индикатор состояния зарядки остается отображенным), индикатор состояния зарядки продолжает отображаться, и дальнейшие операции выполняется на блоке 100 .Если передача мощности не возобновляется во время блока 108 и период устранения дребезга истекает, схема управления 30 удаляет индикатор состояния зарядки с дисплея устройства 24 во время операций блока 110 .

При желании система 8 может защитить от изменений связи между устройством передачи энергии 12 и приемными устройствами 24 путем пропорционального распределения передаваемой мощности устройствам 24 .В одной иллюстративной конфигурации мощность распределяется в соответствии с информацией о коэффициенте использования. Например, коэффициент использования UF может быть рассчитан устройством 12 для каждого устройства 24 в соответствии со следующим уравнением:

UF = (передаваемая мощность, потребляемая приемным устройством) / (общая мощность, выделяемая приемному устройству)

Количество энергии, потребляемой каждым устройством 24 , зависит от таких факторов, как состояние батареи, рабочая температура устройства (температура батареи), вариации связи и т. Д.Вычисляя коэффициент использования для каждого устройства и используя эту информацию при распределении передаваемой мощности, можно эффективно распределять мощность.

Рассмотрим в качестве примера сценарий, в котором два сотовых телефона (телефон A и телефон B) размещены на устройстве 12 . Устройство 12 может иметь мощность 10 Вт. Первоначально каждое устройство может потреблять 7,5 Вт, но будет получать только 5 Вт каждое из-за ограничения мощности устройства 12 . Во время зарядки телефон B может нагреваться быстрее, чем телефон A.В результате после периода зарядки телефон A может потреблять (или потреблять) 5 Вт энергии (используя 100% выделенной мощности), тогда как телефон B может потреблять (потреблять) только 3 Вт (из-за более высокой температуры и в результате снижается потребляемая мощность). В этой ситуации коэффициент использования UFA для телефона A будет 5/10, а коэффициент использования UFB для телефона B будет 3/10. Затем мощность может быть распределена в соответствии со следующими уравнениями:

Мощность, выделяемая телефону A = 10 Вт * UF1 / (UF1 + UF2)

Мощность, выделяемая телефону B = 10 Вт * UF2 / ( UF1 + UF2)

Распределяя мощность таким образом, устройства 24 , которые потребляют меньше энергии (например,g., из-за различий в соединении, тепловых характеристик, параметров батареи и т. д.) будут получать меньше выделенной мощности, чем устройства, потребляющие больше энергии. Этот механизм распределения на основе коэффициента использования или другой подходящий метод распределения передачи мощности может применяться к каждому из устройств 24 , которые перечислены в таблице приоритетов как заряженные (записи «Да») во время операций блоков 88 и 90 (например, при определении, доступна ли достаточная мощность для зарядки устройств с разумной скоростью и при зарядке устройств в соответствии с таблицей приоритетов).

Вышеупомянутая технология описывает технологию, в которой данные, такие как информация о том, перемещается ли беспроводное устройство приема энергии, передаются во время беспроводной передачи энергии для облегчения операций зарядки аккумулятора. Что касается передачи данных, то следует отметить (из-за большой осторожности), что организации, ответственные за сбор, анализ, раскрытие, передачу, хранение или другое использование личных информационных данных, должны соблюдать устоявшиеся политики конфиденциальности и / или методы обеспечения конфиденциальности, если для передачи таких данных используется настоящая технология.В частности, такие организации должны внедрять и последовательно использовать политики и методы обеспечения конфиденциальности, которые, как правило, считаются соответствующими отраслевым или государственным требованиям или превосходят их по поддержанию конфиденциальности и безопасности персональных данных. Такие политики должны быть легко доступны для пользователей и должны обновляться по мере изменения сбора и / или использования данных. Личная информация от пользователей должна собираться для законного и разумного использования объекта, а не передаваться или продаваться за пределами этих законных целей.Кроме того, такой сбор / обмен должен происходить после получения информированного согласия пользователей. Кроме того, такие организации должны рассмотреть возможность принятия любых необходимых мер для защиты и обеспечения доступа к таким персональным информационным данным и обеспечения того, чтобы другие лица, имеющие доступ к персональным информационным данным, соблюдали их политику и процедуры конфиденциальности. Кроме того, такие организации могут подвергаться оценке третьими сторонами для подтверждения их приверженности общепринятым политикам и методам обеспечения конфиденциальности.Кроме того, политики и практики должны быть адаптированы к конкретным типам персональных данных, которые собираются и / или к которым осуществляется доступ, и адаптированы к применимым законам и стандартам, включая особенности юрисдикции. Например, в Соединенных Штатах сбор или доступ к определенным медицинским данным может регулироваться федеральными законами и / или законами штата, такими как Закон о переносимости и подотчетности медицинского страхования (HIPAA), тогда как данные о здоровье в других странах могут регулироваться другие правила и политики, и с ними следует обращаться соответственно.Следовательно, для разных типов персональных данных в каждой стране должны поддерживаться разные методы обеспечения конфиденциальности.

В той степени, в которой настоящая технология используется для передачи данных личной информации, пользователям могут быть предоставлены элементы оборудования и / или программного обеспечения, чтобы выборочно блокировать использование или доступ к данным личной информации. Например, настоящая технология может быть сконфигурирована так, чтобы позволить пользователям выбрать «согласиться» или «отказаться» от участия в сборе персональных информационных данных во время регистрации для получения услуг или в любое время после этого.В дополнение к предоставлению опций «выбрать» и «отказаться» настоящее раскрытие предполагает предоставление уведомлений, касающихся доступа или использования личной информации. Например, пользователь может быть уведомлен при загрузке приложения («приложение») о том, что его персональные информационные данные будут доступны, а затем снова напоминать перед тем, как приложение получит доступ к персональным информационным данным. Также возможно, что пользователю будет предложено начать или нет операции беспроводной зарядки, если поставщик беспроводной энергии запросит такую ​​личную информацию.

Целью настоящего раскрытия является описание надежной беспроводной системы электропитания, включающей передачу данных. В реализациях этой технологии, где передаются персональные информационные данные, эти персональные информационные данные должны управляться и обрабатываться таким образом, чтобы минимизировать риски непреднамеренного или несанкционированного доступа или использования. Риск можно минимизировать, ограничив сбор данных и удалив данные, когда они больше не нужны. Кроме того, когда это применимо, деидентификация данных может использоваться для защиты конфиденциальности пользователя.При необходимости деидентификация может быть облегчена путем удаления определенных идентификаторов (например, уникальных идентификаторов устройств, имен пользователей и т. Д.), Управления объемом или специфичностью хранимых данных (например, сбор данных о местоположении на уровне города, а не по адресу уровень), управление хранением данных (например, агрегирование данных по пользователям) и / или другие методы.

Вышеизложенное является просто иллюстрацией, и в описанные варианты осуществления могут быть внесены различные модификации. Вышеупомянутые варианты осуществления могут быть реализованы индивидуально или в любой комбинации.

Всенаправленная беспроводная система передачи энергии 6,78 МГц для портативных устройств Приложение

Аннотация

Беспроводная передача энергии (WPT) со слабосвязанными катушками — многообещающее решение для подачи питания на аккумулятор в различных приложениях. Благодаря своему удобству технология беспроводной передачи энергии стала популярной в бытовой электронике. До сих пор большинство связанных катушек в этих системах имеют планарную структуру, а магнитное поле, индуцированное катушкой передатчика, направлено в одном направлении, а это означает, что способность передачи энергии сильно ухудшается при некотором угловом несоосности между соединенными катушками.Для повышения гибкости зарядки предлагается трехмерная (3D) структура катушек для передачи энергии в разных направлениях. При соответствующем токе модуляции, протекающем через каждую катушку передатчика, магнитное поле вращается в разных направлениях и охватывает все направления в трехмерном пространстве. Благодаря всенаправленному магнитному полю, зарядная платформа может обеспечивать передачу энергии в любом направлении; следовательно, угловое выравнивание между катушкой передатчика и катушкой приемника больше не требуется.Компенсационные сети обычно используются для улучшения возможности передачи мощности системы БПЭ со слабосвязанными катушками. Резонансные цепи, образованные слабосвязанными катушками и внешними компенсационными индукторами или конденсаторами, имеют решающее значение в конструкции преобразователя. В системе WPT коэффициент связи между передающей и приемной катушками зависит от расположения приемника. Условие переменной связи — большая проблема для выбора резонансной топологии. Подробные требования к резонансному преобразователю во всенаправленной системе БПЭ определены следующим образом: 1).связь независимой резонансной частоты; 2). выходное напряжение, независимое от нагрузки; 3). независимый от нагрузки ток катушки передатчика; 4). максимальная эффективность передачи мощности; 5). мягкое переключение активных устройств. Резонансный преобразователь LCCL-LC удовлетворяет всем пяти требованиям. В приложениях бытовой электроники системы WPT с мегагерцами (МГц) используются для улучшения пространственной свободы зарядки. 6,78 МГц выбрано для работы системы в стандарте AirFuel, стандарте беспроводной зарядки для коммерческой электроники.Переключение при нулевом напряжении (ZVS) коммутационных устройств имеет важное значение для снижения потерь при переключении и проблемы связанных с переключением электромагнитных помех (EMI) в системе МГц; поэтому выполняется всесторонняя оценка состояния ZVS во всенаправленной системе WPT. И предлагается методология проектирования преобразователя LCCL-LC для достижения режима ZVS. Серьезным препятствием для технологии WPT является проблема безопасности, связанная с воздействием электромагнитных полей (ЭМП) на человека.Двухслойная экранирующая структура, включающая магнитный слой и проводящий слой, предлагается в трехмерной зарядной установке для уменьшения уровня паразитного магнитного поля. Параметрический анализ структуры двойного экрана проводится для улучшения способности экранирования к затуханию. Во всенаправленной системе БПЭ энергия может передаваться в любом направлении; однако приемные устройства имеют предпочтительное направление поля в зависимости от их расположения и ориентации. Чтобы сфокусировать передачу мощности на целевые нагрузки, представлен алгоритм интеллектуального обнаружения для определения местоположения и ориентации приемных устройств на основе информации о входной мощности.Эффективность системы дополнительно повышается за счет функции отслеживания точек максимальной эффективности. Объясняется новое управление потоком мощности со стратегией комбинирования нагрузок для одновременной зарядки нескольких нагрузок. Скорость зарядки всенаправленной системы БПЭ значительно улучшена за счет предлагаемого управления потоком мощности.

Аннотация для широкой публики

Wireless Power Transfer (WPT) — многообещающее решение для подачи питания на аккумулятор в различных приложениях. Благодаря своему удобству технология беспроводной передачи энергии со слабосвязанными катушками стала популярной в бытовой электронике.В такой системе приемная катушка, встроенная в приемное устройство, улавливает магнитное поле, индуцированное катушкой передатчика; следовательно, энергия передается через магнитное поле и достигается бесконтактная зарядка. До сих пор большинство связанных катушек в этих системах имеют планарную структуру, а магнитное поле, индуцированное катушкой передатчика, направлено в одном направлении, а это означает, что способность передачи энергии сильно ухудшается при некотором угловом несоосности между соединенными катушками.Для повышения гибкости зарядки предлагается трехмерная (3D) структура катушек для передачи энергии в разных направлениях, также известной как всенаправленный. Благодаря всенаправленному магнитному полю, зарядная платформа может обеспечивать передачу энергии в любом направлении; следовательно, угловое выравнивание между катушкой передатчика и катушкой приемника больше не требуется. В системе БПЭ со слабосвязанными катушками способность передачи энергии страдает из-за слабой связи. Чтобы улучшить способность передачи мощности, принята концепция электрического резонанса между катушкой индуктивности и конденсатором на частоте передачи энергии.Предложена новая компенсационная сеть, которая формирует резонансный резервуар со слабосвязанными катушками и максимизирует передачу мощности на рабочей частоте. Что касается системы БПЭ со слабосвязанными катушками, способность передачи энергии также пропорциональна рабочей частоте. Поэтому системы БПЭ мегагерц (МГц) используются для улучшения пространственной свободы тарификации. 6,78 МГц выбрано для работы системы в стандарте AirFuel, стандарте беспроводной зарядки для коммерческой электроники. Переключение при нулевом напряжении (ZVS) коммутационных устройств имеет важное значение для снижения потерь при переключении и проблемы связанных с переключением электромагнитных помех (EMI) в системе МГц; поэтому выполняется всесторонняя оценка состояния ZVS во всенаправленной системе WPT.Серьезным препятствием для технологии WPT является проблема безопасности, связанная с воздействием электромагнитных полей (ЭМП) на человека. Следовательно, двухслойная экранирующая структура сначала применяется в трехмерной зарядной установке для эффективного ограничения электромагнитных полей. Уровень случайного поля в нашей зарядной платформе намного ниже уровня безопасности, требуемого регулирующим агентом. Хотя в предлагаемой зарядной платформе энергия может передаваться во всех направлениях, ее следует направлять на целевые нагрузки, чтобы избежать ненужных потерь энергии.Поэтому предлагается метод интеллектуального обнаружения для определения ориентации катушки приемника и фокусировки передачи энергии в определенном направлении, предпочтительном для приемника в установке. Стратегия передачи энергии значительно увеличивает скорость зарядки зарядного устройства.

Мощность передатчика

— обзор

ЗЕМЕЛЬНЫЕ СТАНЦИИ

На земных станциях, которые образуют наземный сегмент космических и спутниковых систем связи, необходимо различное оборудование в зависимости от: (A) функции станции, (B) типа услуги, (C) используемые полосы частот, (D) передатчик, (E) приемник и (F) характеристики антенны.

Можно выделить три категории: (1) передающие и принимающие, (2) только принимающие и (3) только передающие станции. Первый встречается в системах двусторонней связи. Станции только для приема в настоящее время используются в системах кабельного телевидения в Соединенных Штатах и ​​в большом количестве в системах DBS по всему миру. Земные станции только для передачи используются в системах сбора данных и фидерных линиях DBS. Типы услуг включают фиксированные, мобильные, радиовещательные и другие. Использование спектра регулируется международными распределениями с фактической занятостью полосы пропускания, необходимой для различных услуг, типа трафика и модуляции.

В системах спутниковой связи мощность передатчика земной станции колеблется от нескольких ватт, генерируемых SSPA, до примерно десяти киловатт, генерируемых клистронами или ЛБВ. В сети дальнего космоса используются передатчики до 400 кВт. Приемники охватывают широкий диапазон чувствительности и полосы пропускания с шумовой температурой от нескольких десятков кельвинов, достигаемых с помощью усилителей с криогенным охлаждением, до сотен кельвинов в усилителях без охлаждения. Сильно упрощенная блок-схема типичной компоновки приемно-передающей земной станции показана на рис.39. Станция имеет шесть основных подсистем:

Рис. 39. Структурная схема земной станции.

A.

Подсистема питания

B.

Наземный интерфейс

C.

Цепочка передачи

D.

Цепочка приема

E.

Подсистема антенны

F.

Подсистема управления

Пути прохождения сигнала и функции указаны.Значение промежуточной частоты (IF) в цепях приема и передачи обычно одинаково, обычно используется 70 МГц. Сигналы восходящей линии связи могут передаваться с помощью волноводов к усилителям большой мощности, расположенным сразу за источником, или в виде промежуточной частоты через коаксиальные кабели к расположенным там преобразователям с повышением частоты и усилителям большой мощности. Также возможно разместить все оборудование у основания антенны и расширить входные и выходные каналы через лучевые волноводы. Выходы мощных усилителей (HPA) можно комбинировать через полосовые фильтры и циркуляторы или посредством гибридов.В цепочке приема слабые сигналы со спутника принимаются тем же источником, по которому передается выходной сигнал передатчика. Эти два сигнала, которые различаются по мощности на несколько порядков, разделены с помощью ортогональных поляризаций и диплексеров, используемых для увеличения разделения в частотной области. Орторежимные преобразователи и поляризаторы используются, соответственно, для объединения ортогонально поляризованных сигналов в один волновод и для преобразования линейной поляризации в круговую и наоборот.После предварительного усиления в малошумящем усилителе (МШУ) принятые сигналы преобразуются с понижением частоты до ПЧ и демодулируются до основной полосы частот.

Антенна является очень важной частью земной станции, поскольку она влияет на э.и.и.м., добротность приема ( G / T ) и помехи. Размер антенны значительно варьируется: от диаметра 0,5 метра или меньше, используемых для приема DBS-TV только в частных домах, до гораздо более крупных передающих и приемных антенн (до парабол диаметром до 32 метров), используемых в системах с высокой пропускной способностью, и даже более крупных антенн. (до 64 метров в диаметре) используется в сети дальнего космоса.В дополнение к параболическим отражателям, которые широко используются, используются другие формы антенн, такие как рупоры, отражатели в форме тора, Yagis, спирали и фазированные решетки.

В терминах общего соотношения,

(уравнение 79) G = (4π / λ2Aeff = (4π / λ2) η⋅Ageom

, где

(уравнение 80) η = Aeff / Ageom

— это эффективность антенны. В случае параболических отражателей,

(уравнение 81) G = π2 (D / λ) 2⋅η

На практике значения D / λ в диапазоне от 20 до 700 являются обычными в спутниковые системы связи, а значения до 2000 встречаются в системах дальнего космоса.При эффективности в диапазоне от 0,5 до 0,8 достигается усиление от 30 до 75 дБи (дБ выше изотропного) с соответствующей шириной луча по половинной мощности от нескольких градусов до нескольких сотых долей градуса. Очень высокие значения усиления подразумевают как электрически, так и механически большие антенны и, следовательно, большие и дорогостоящие конструкции, поскольку стоимость приблизительно пропорциональна площади апертуры.

Используются различные формы опор с ограниченной или полной управляемостью в зависимости от конкретных характеристик системы.Типы крепления антенны могут быть 2-осевыми ( x, y или азимут, высота), 3-осями ( x, y, y ′ или азимут, высота и поперечный угол возвышения) или 4-осевыми для морских Приложения.

Отражательные антенны можно классифицировать по количеству отражающих поверхностей и / или типу расположения источника питания. Общий коэффициент полезного действия антенны, η, в формуле. 80 можно разбить на четыре части:

(уравнение 82) η = η1 × η2 × η3 × η4

, где

η ₁ = коэффициент освещенности

η ₂ 9000 = вторичный

η ₃ = коэффициент блокировки

η ₄ = коэффициент допусков поверхности

Уменьшение усиления главного лепестка часто означает увеличение энергии бокового лепестка и, следовательно, приводит к более высокая шумовая температура и снижение помехоподавляющей способности.Член η ₄ связан с отклонением поверхности отражателя от идеальной. Предполагая, что ошибки профиля распределены по поверхности случайным образом, эффективность снижается в

(уравнение 83) η ‘= e− (4π∈ / λ) 2

, где ∈ — среднеквадратичный допуск поверхности. Поскольку потери усиления в децибелах равны

(уравнение 84) η ‘| дБ = 685,8 (∈ / λ) 2

, если максимально допустимые потери усиления установлены на уровне 1 дБ, среднеквадратичный допуск поверхности, ∈, должен соблюдаться. до λ / 25 или меньше. Отношение D / ∈ представляет собой меру качества параболической антенны.Для вышеупомянутых значений отношения D / ∈ соответствующий диапазон отношения D / ∈ составляет от 500 до 25 000. В электрически более крупных антеннах, предназначенных для радиоастрономии, более высокие значения D / ∈ были достигнуты с помощью средств защиты от окружающей среды. В системах спутниковой связи, помимо ранних разработок больших рупорных антенн с защитой обтекателя от погодных условий, обычно используются наружные антенны. ^* Единственное средство защиты от непогоды — это электронагреватели от таяния снега и наростов льда.

Остальные три потери — засорение, перетекание и засветка — наиболее существенно относятся к системам складчатой ​​оптики, таким как широко используемая конфигурация Кассегрена, которая характеризуется гиперболическим подрефлектором и параболическим основным рефлектором. Поскольку апертурное освещение и излучение в дальней зоне связаны преобразованием Фурье, равномерное освещение приводит к диаграмме направленности sin x / x , единичному коэффициенту освещения, но относительно высокоуровневым боковым лепесткам.При уменьшении освещенности коэффициент освещенности падает ниже единицы, но может быть достигнут лучший контроль боковых лепестков.

Хотя системы складчатой ​​оптики, такие как конфигурации Кассегрена и Грегориана, обеспечивают идеальную фокусировку, они не обеспечивают оптимальную эффективность апертурного освещения. Эффективность апертуры можно повысить за счет соответствующей формы субрефлектора и отражателя для удаления энергии из центральной области, блокированной субрефлектором и источником, и перераспределения ее для достижения более равномерного освещения по остальной апертуре.Такая форма может повысить коэффициент усиления рефлекторной антенны более чем на 1 дБ. Он наиболее эффективен для антенн с D / λ> 100.

Сгущение геостационарной орбиты в результате расширения спутниковых систем требует очень строгого контроля боковых лепестков антенны для удовлетворения противоположных требований минимальных взаимных помех и уменьшен интервал на орбите (с 5 ° до 4 °, до 3 ° и даже до 2 °).

Огибающая боковых лепестков большинства электрически больших антенн Кассегрена может быть аппроксимирована выражением вида

(Ур.85) GdBi = A — Blogθ

, где A и B — константы, а θ — угол отклонения от оси визирования. В 1965 году CCIR (ныне ITU-R) принял правило

(уравнение 86) GdBi = {32−25logθ101∘≤θ≤48∘θ> 48∘

Антенны системы INTELSAT были стандартизированы. следовать правилу CCIR. До 1977 года боковые лепестки за пределами 1 ° от оси визирования не должны были превышать уровень –29 дБ, но после 1977 года было введено новое правило, требующее, чтобы не более 10 процентов пиков боковых лепестков превышали огибающую, как определено выше.Более поздняя рекомендация изменила бы значение константы A с 32 на 29 в приведенном выше выражении.

Все чаще для удовлетворения более строгих требований к боковым лепесткам антенны земных станций строятся со смещением. Путем размещения фидерной конструкции ниже оптической линии визирования рефлектора апертура рефлектора остается незаблокированной, и могут быть реализованы гораздо более низкие боковые лепестки.

Параметр, характеризующий производительность системы, — это соотношение G / T , обычно выражаемое в дБ / K.После выбора измерительного порта необходимо должным образом учесть все факторы, влияющие на шумовую температуру системы. Конструкция фидера антенны имеет большое значение как с точки зрения усиления, так и с точки зрения боковых лепестков (а также поляризации).

Величина перелива и светового конуса как для вспомогательного, так и для основного отражателя зависит от конструкции системы подачи. Большой прогресс достигнут в переходе от пирамидальных рупоров к коническим рупоров различных типов, таких как одномодовый (TE ₁₁ ), многомодовый (TE ₁₁ + TM ₁₁ ) и гибридный режим (EH ₁₁ ).В последнем упомянутом случае гофрированные рупоры с канавками λ / 4 позволили увеличить полосу пропускания, улучшить симметрию диаграммы направленности, уменьшить боковые лепестки и добиться лучших характеристик внеосевой поляризации, что особенно важно в системах с двойным излучением. поляризационные системы. В этом случае изоляция между двумя ортогонально поляризованными каналами совпадающей частоты должна быть как можно более высокой. Опыт работы с системами, использующими линейную или круговую ортогональную поляризацию, подтвердил, что изоляция 30 дБ является типичной целью проектирования.

Для удовлетворения вышеупомянутых требований требуются сложные орторежимные переходы и каскадное расположение поляризаторов.

Фактическая изоляция зависит от чистоты поляризации источника сигнала и антенной системы. Поскольку дождь на пути прохождения сигнала деполяризует сигнал, автоматические средства коррекции деполяризации были успешно внедрены на частоте 6/4 ГГц.

При необходимости используются моноимпульсные системы слежения для постоянной корректировки наведения антенны в направлении спутника.Для обеспечения бесперебойной работы предусмотрен вспомогательный источник питания, а также резервное оборудование связи.

Большая часть приведенного выше описания земных станций применима к станциям, используемым в качестве шлюзов для КТСОП. В 1980-х годах в применении спутниковой связи произошли заметные изменения. Многие классы земных станций являются беспилотными, расположены в помещениях пользователя, мобильны и имеют низкое качество G / T , только для приема, электрически малые или комбинации этих качеств.Как упоминалось ранее, VSAT обычно находятся на территории пользователя, не обслуживаются людьми и относительно небольшие. Аналогичным образом используются USAT. Количество земных станций в помещениях пользователей быстро растет, равно как и объем передаваемого ими трафика. Домашние станции DBS-TV находятся в помещении пользователя, предназначены только для приема и электрически довольно малы. Мобильные терминалы для самолетов, сухопутных мобильных и небольших судов находятся в помещении пользователя (транспортном средстве), мобильные и с низким уровнем G / T (<−10 дБ / K) (и поэтому часто страдают от многолучевого распространения) и довольно малая электрически.