用于使用電容性電力傳輸分配電力的大表面的導(dǎo)電層的制作方法
【專利摘要】一種用于將電力供應(yīng)給在電容性電力傳輸系統(tǒng)中連接的負(fù)載的制品，包括：非導(dǎo)電材料的薄片(210)；以及多個導(dǎo)電條(220)，每兩個相鄰導(dǎo)電條與彼此電絕緣，其中所述薄片形成所述電容性電力傳輸系統(tǒng)的絕緣層并且所述多個導(dǎo)電條形成所述電容性電力傳輸系統(tǒng)的至少一對發(fā)送器電極。
【專利說明】用于使用電容性電力傳輸分配電力的大表面的導(dǎo)電層
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
本申請要求于2011年8月16日提交的美國臨時專利申請N0.61/523，939和美國臨時申請N0.61/523，955、于2012年5月11日提交的美國臨時申請N0.61/645，175以及于2012年6月11日提交的美國臨時申請N0.61/657,998的利益。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明一般地涉及電容性電力傳輸，并且更特別地涉及實施用于使用電容性電力傳輸進(jìn)行電力分配的大表面之上的導(dǎo)電層。
【背景技術(shù)】
[0003]無線電力傳輸涉及在沒有任何電線或觸點的情況下的電功率的供應(yīng)，借此電子設(shè)備的供電通過無線介質(zhì)被執(zhí)行。用于非接觸供電的一個流行應(yīng)用是針對便攜式電子設(shè)備(例如，移動電話、膝上型計算機(jī)等等)的充電。
[0004]針對無線電力傳輸?shù)囊粋€實施方案是通過感應(yīng)供電系統(tǒng)。在這樣的系統(tǒng)中，電源(發(fā)送器)與設(shè)備(接收器)之間的電磁電感允許非接觸電力傳輸。發(fā)送器和接收器兩者都裝有電線圈，并且當(dāng)進(jìn)入物理接近時，電信號從發(fā)送器向接收器流動。
[0005]在感應(yīng)供電系統(tǒng)中，所生成的磁場被集中在線圈內(nèi)。結(jié)果，到接收器拾取場的電力傳輸在空間上是非常集中的。這個現(xiàn)象在系統(tǒng)中創(chuàng)建熱點，其限制系統(tǒng)的效率。為了改善電力傳輸?shù)男剩槍γ總€線圈的高品質(zhì)因數(shù)是需要的。為此目的，線圈應(yīng)該被用電感與電阻的最佳比來表征，由具有低電阻的材料組成，并且使用李茲線(Litze-wire)工藝制造以降低集膚效應(yīng)。而且，線圈應(yīng)該被設(shè)計成滿足復(fù)雜的幾何結(jié)構(gòu)以避免渦流。因此，昂貴的線圈對于高效的感應(yīng)供電系統(tǒng)來說是必需的。對于針對大面積的非接觸電力傳輸系統(tǒng)的設(shè)計將需要許多昂貴的線圈，憑此，對于這種應(yīng)用來說，感應(yīng)供電系統(tǒng)可能不是可行的。
[0006]電容性耦合是用于無線地傳輸電力的另一技術(shù)。該技術(shù)被主要利用在數(shù)據(jù)傳輸和感測應(yīng)用中。粘結(jié)在窗戶上的在汽車內(nèi)部具有拾取元件的汽車無線電天線是電容性耦合的例子。電容性耦合技術(shù)被同樣利用于電子裝置的非接觸充電。對于這種應(yīng)用來說，充電單元(實施電容性耦合)典型地在設(shè)備的固有諧振頻率外的頻率下操作。在相關(guān)技術(shù)中，還討論了使得能夠?qū)崿F(xiàn)LED照明的電容性電力傳輸電路。該LED照明電路是基于電源(驅(qū)動器)中的電感器的。因此，僅單個接收器能夠被使用并且發(fā)送器頻率應(yīng)該被調(diào)諧成傳輸最大電力。此外，這樣的電路需要像素化電極，即使當(dāng)接收器和發(fā)送器未被完美地對準(zhǔn)時，所述像素化電極也確保在接收器和發(fā)送器之間的電力傳輸。然而，增加像素化電極的數(shù)目增加了到電極的連接的數(shù)目，從而增加了電力損耗。因此，具有僅單個接收器和有限尺寸的電極的、在相關(guān)技術(shù)中討論的電容性電力傳輸電路不能夠在例如窗戶、墻壁等等的大面積之上供應(yīng)電力。此外，即使電力在大表面之上是可得到的，也將存在在任何類型的表面之上提供電力以及對于使電力在表面上的任何任意位置處可得到的挑戰(zhàn)。
[0007]因此，為在大面積之上的無線供電應(yīng)用提供低成本且可行的解決方案將是有利的。如果這樣的解決方案將提供允許在對于用戶而言所希望的表面上的任何點處供應(yīng)電力的能力將是進(jìn)一步有利的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本文中所公開的特定實施例包括用于將電力供應(yīng)給在電容性電力傳輸系統(tǒng)中連接的負(fù)載的制品。所述制品包括:非導(dǎo)電材料的薄片(210);以及多個導(dǎo)電條(220)，每兩個相鄰導(dǎo)電條與彼此電絕緣，其中所述薄片形成電容性電力傳輸系統(tǒng)的絕緣層并且所述多個導(dǎo)電條形成電容性電力傳輸系統(tǒng)的至少一對發(fā)送器電極。
[0009]本文中所公開的特定實施例還包括用于將電力供應(yīng)給在電容性電力傳輸系統(tǒng)中連接的負(fù)載的制品(1300)。所述制品包括:絕緣表面(1360)，其具有寬度和長度；第一段(1310),其由附于絕緣表面(1360)的第一邊緣的長度的電力導(dǎo)電材料制成；第二段(1320)，其由附于絕緣表面(1360)的與第一邊緣的邊緣相反的長度邊緣的電力導(dǎo)電材料制成，所述第二段(1320)與第一邊緣電絕緣；其中第一段(1310)被連接到第一極性的電位并且第二段(1310)被連接到與第一極性相反的第二極性的電位，其中所述第一和第二段形成電容性電力傳輸系統(tǒng)的至少一對發(fā)送器電極。
[0010]本文中所公開的特定實施例還包括用于將電力供應(yīng)給耦合到電容性電力傳輸系統(tǒng)的負(fù)載的制品。所述制品包括:絕緣表面(1110);由附于絕緣表面的電力導(dǎo)電材料制成的段(1150)，所述段形成電容性電力傳輸系統(tǒng)的發(fā)送器的第一電極；連接到所述段的第一供應(yīng)線(1120);以及第二供應(yīng)線(I 130)，其中所述第一供應(yīng)線和第二供應(yīng)線相交(1140)而沒有電力地連接以便允許將電勢連接交替到毗連制品的另一段以用于供應(yīng)針對電容性電力的電力網(wǎng)，所述另一段形成電容性電力傳輸系統(tǒng)的發(fā)送器的第二電極。
[0011]本文中所公開的特定實施例還包括用于將電力供應(yīng)給在電容性電力傳輸系統(tǒng)中連接的負(fù)載的制品。所述制品包括:由非導(dǎo)電材料制成的多個絕緣層；以及由電力導(dǎo)電材料制成的至少一對導(dǎo)電層，其中所述多個導(dǎo)電層通過所述多個絕緣層中的一個與彼此絕緣，其中所述一對導(dǎo)電層的第一導(dǎo)電層被連接到第一極性的電位并且所述一對導(dǎo)電層的第二導(dǎo)電層被連接到與第一極性相反的第二極性的電位，其中所述一對導(dǎo)電層形成電容性電力傳輸系統(tǒng)的至少一對發(fā)送器電極。
[0012]被視為本發(fā)明的主題被特別地指出并且在本說明書的結(jié)論處的權(quán)利要求書中清楚地要求保護(hù)。本發(fā)明的前述及其它特征和優(yōu)點從結(jié)合附圖進(jìn)行的以下【具體實施方式】中將是明顯的。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1示出了被利用來描述本發(fā)明的各種實施例的電容性電力系統(tǒng)；
圖2示出了具有用垂直導(dǎo)電條覆蓋的背面的壁紙；
圖3示出了壁紙的底部段，其具有電連接的詳細(xì)視圖；
圖4示出了壁紙的橫截面；
圖5示出了具有用水平導(dǎo)電條和垂直連接線覆蓋的背面的壁紙；
圖6示出了其間具有電絕緣的重疊段的橫截面；
圖7示出了其間具有絕緣體的中空段的頂視圖橫截面； 圖8示出了帶互連針的其間具有絕緣體的中空段的頂視圖橫截面；
圖9A示出了要被安裝的段的鉤狀側(cè)剖面的視圖；
圖9B示出了已安裝的鉤狀段的視圖；
圖10示出了咬接拼圖狀段的頂視圖；
圖11示出了具有集成連接和連接器的電氣連接的視圖；
圖12示出了具有正交地安裝的互連元件的電互連的視圖；
圖13示出了電容性耦合的元件；并且 圖14示出了多個互連的電容性耦合的元件；
圖15示意性地示出了根據(jù)一個實施例的多電極層的結(jié)構(gòu)；以及 圖16示意性地示出了定制的多電極層。
【具體實施方式】
[0014]重要的是注意，所公開的實施例僅僅是本文中的創(chuàng)新教導(dǎo)的許多有利用途的例子。一般而言，在本申請的說明書中作出的陳述未必限制各種要求保護(hù)的發(fā)明中的任一個。而且，一些陳述可以適用于一些發(fā)明特征，但不適用于其它特征。一般而言，除非另外指示，否則在不失一般性的情況下單數(shù)元件可以是復(fù)數(shù)并且反之亦然。在圖中，同樣的標(biāo)號貫穿數(shù)個視圖指同樣的部件。
[0015]圖1示出了被利用來描述本發(fā)明的各種實施例的電容性供電系統(tǒng)100的示范性且非限制性的示意圖。系統(tǒng)100使得能夠在大面積之上實現(xiàn)電力傳送。系統(tǒng)100能夠被安裝在其中開放式電觸點不是優(yōu)選的或者不是所希望的地方，諸如浴室、其中需要規(guī)則變化來照射產(chǎn)品、家具等等的零售店。系統(tǒng)100能夠在大面積之上傳輸電力，以及因此被利用來給安裝在墻壁、窗戶、鏡子、地板、座位、過道等等上的裝置供電。
[0016]系統(tǒng)100包括連接到一對發(fā)送器電極121和122的驅(qū)動器110，所述一對發(fā)送器電極121和122被附連到絕緣層130。系統(tǒng)100還包括一對接收器電極141和142，其被連接至IJ負(fù)載150和電感器160?？蛇x地，系統(tǒng)100可以包括耦合到驅(qū)動器110的電感器112。
[0017]在發(fā)送器電極121、122到驅(qū)動器110之間的連接是經(jīng)由流電(galvanic)觸點或電容性內(nèi)耦合。電力信號通過接近發(fā)送器電極121、122放置接收器電極141、142而在兩者之間沒有直接觸點的情況下被供應(yīng)給負(fù)載150。因此，不需要機(jī)械連接器或任何電觸點以便給負(fù)載150供電。負(fù)載150可以是但不限制于照明元件(例如，LED、LED串、燈等)、有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)表面、顯示器、計算機(jī)、充電器、揚(yáng)聲器等等。
[0018]驅(qū)動器110輸出具有與由一系列電容器和電感器112、160構(gòu)成的電路的串聯(lián)諧振頻率基本上匹配的頻率的AC電壓信號。電容器(在圖1中標(biāo)記為Cl和C2)是發(fā)送器電極121、122和接收器電極141、142的電容性阻抗(在圖1中用虛線示出)。電容器和電感器160的阻抗在諧振頻率下彼此抵消，導(dǎo)致低歐姆電路。因此，系統(tǒng)100能夠在非常低的電力損耗情況下將電力輸送到負(fù)載150。
[0019]驅(qū)動器110生成其振幅、頻率以及波形能夠被控制的AC信號。輸出信號典型地具有幾十伏特的振幅和高達(dá)幾兆赫茲(MHz)的頻率。所生成的信號與串聯(lián)諧振之間的頻率調(diào)諧能夠通過改變由驅(qū)動器110所輸出的信號的頻率、相位或占空比而被執(zhí)行。替換地，頻率調(diào)諧能夠通過改變連接到驅(qū)動器110的電路的電容或感應(yīng)值而被實現(xiàn)。[0020]絕緣層130是薄層基底材料，其可以是任何絕緣材料，包括例如空氣、紙、木材、紡織品、玻璃、去離子水等等。優(yōu)選地，具有介電常數(shù)的材料被選擇。絕緣層130的厚度典型地在10微米(例如，漆層)與幾個毫米(例如，玻璃層)之間。
[0021]發(fā)送器電極121、122由放置在絕緣層130的與接收器電極141、142不相鄰的一個側(cè)面上的兩個單獨的導(dǎo)電材料的主體組成。例如，如圖1中所說明的那樣，發(fā)送器電極121、122是在絕緣層130的底部。在另一個實施例中，發(fā)送器電極121、122能夠被放置在絕緣層130的相反側(cè)面上。發(fā)送器電極121、122可以是任何形狀，包括例如矩形、圓、正方形或其組合。發(fā)送器電極中的每一個的導(dǎo)電材料可以是例如碳、鋁、銦錫氧化物(ITO)、有機(jī)材料(諸如聚(3，4-乙烯二氧噻吩(PEDOT))、銅、銀、導(dǎo)電漆或任何導(dǎo)電材料。接收器電極141、142能夠具有與發(fā)送器電極121、122相同的導(dǎo)電材料或者由不同的導(dǎo)電材料制成。
[0022]系統(tǒng)100的總電容由相應(yīng)的發(fā)送器電極和接收器電極121、141和122、142的重疊面積以及絕緣層130的厚度和材料屬性形成。系統(tǒng)100的電容在圖1中被說明為Cl和C2。為了允許電諧振，系統(tǒng)100應(yīng)該還包括感應(yīng)元件。這個感應(yīng)元件的形式可以是分布在驅(qū)動器110和負(fù)載之上作為發(fā)送器電極或接收器電極的一部分的一個或多個電感器(例如，圖1中所示出的電感器160和112)、合并在絕緣層130內(nèi)的電感器或其任何組合。
[0023]負(fù)載150允許AC雙向電流流動。負(fù)載150可以包括二極管或AC/DC轉(zhuǎn)換器以便局部生成DC電壓。負(fù)載150可以進(jìn)一步包括用于基于由驅(qū)動器110所生成的控制信號來控制負(fù)載150的各種功能或者對其編程的電子設(shè)備。為此目的，在實施例中，驅(qū)動器110生成在AC電力信號上被調(diào)制的控制信號。例如，如果負(fù)載150是LED燈，則由驅(qū)動器110所輸出的控制信號可以被利用于對LED燈進(jìn)行調(diào)光或顏色設(shè)置。
[0024]如圖1中所說明的電容性供電系統(tǒng)100描繪了由驅(qū)動器110供電的單個負(fù)載150。然而，應(yīng)指出，驅(qū)動器110還能夠給多個負(fù)載供電，它們的每一個都可以被調(diào)諧到不同的工作頻率。替換地，多個負(fù)載可以被調(diào)諧到相同的工作頻率。
[0025]如上面所指出的那樣，電容性供電系統(tǒng)110可以在包括絕緣層130和發(fā)送器的基礎(chǔ)設(shè)施的各種配置中操作。圖2示出了根據(jù)一個實施例設(shè)計的基礎(chǔ)設(shè)施的示范性且非限制性的圖。如圖2中所描繪的那樣，具有背面的壁紙200被用垂直導(dǎo)電條220覆蓋。導(dǎo)電條220被放置在形成絕緣層的壁紙材料210的背面上。當(dāng)壁紙200被放置在例如墻壁這樣的表面(未示出)上時，導(dǎo)電條220面對該表面，同時壁紙材料210實際上變成在上文更詳細(xì)地討論的絕緣體層130。導(dǎo)電條220形成關(guān)于圖1所討論的發(fā)送器電極121和122。導(dǎo)電條220可以由例如導(dǎo)電墨、導(dǎo)電漆等等制成。所述條能夠被印刷或者添加到規(guī)則壁紙的背面。替換地，電極被放置在單獨的層中、層壓在絕緣層之間，從而允許電極之間的交叉而不創(chuàng)建短路。
[0026]導(dǎo)電條220的連接在示范性且非限制性的圖3中被示出。到驅(qū)動器110(圖1)的連接通過交織導(dǎo)電條220的連接而被提供。也就是說，第一導(dǎo)電條220被連接到連接314同時緊接的下一個導(dǎo)電條220被連接到連接312，等等，從而在到312和314的連接之間交替。連接312、314是被設(shè)計成可與例如壁紙200 —起操作的連接基板310的一部分。
[0027]圖4示出了壁紙200的示范性且非限制性的橫截面400。橫截面400示出了絕緣層410，在所述絕緣層410上多個導(dǎo)電條420被提供并且其然后可選地被保護(hù)層430保護(hù)。絕緣層410可以以多種形式被提供并且對于觀察者而言作為規(guī)則壁紙出現(xiàn)。導(dǎo)電條420可以具有多種形狀并且由上面所討論的導(dǎo)電材料制成。保護(hù)層430可以包括但不限制于包含膠的層以便允許壁紙粘附到選擇的期望的表面。
[0028]圖5示出了根據(jù)另一實施例設(shè)計的電容性供電系統(tǒng)的示范性且非限制性的基礎(chǔ)設(shè)施。該基礎(chǔ)設(shè)施被設(shè)計為具有用水平導(dǎo)電條和垂直連接線覆蓋的背面的壁紙。兩張這種壁紙500A和500B被并排地示出。電極510和520始于垂直連接線，所述垂直連接線以相反方向被水平地定向，以便它們相互交織，從而導(dǎo)致期望的圖案并且允許基于水平的壁紙解決方案用于電容性電力傳輸。圖2和圖3中所示出的結(jié)構(gòu)被設(shè)計成允許壁紙(其可以被切割來測量(cut-to-measure))被從壁紙的頂部或底部連接,并且能夠可選地共享鄰近壁紙薄片的鄰近導(dǎo)電條之間的連接。而且，像本文中所公開的那樣制造的壁紙可以以任何期望的長度被卷成壁紙卷，并且然后切割成任何定制的長度，如可能是必需的那樣。
[0029]應(yīng)指出，電力可以直接地通過夾住壁紙或者將針穿過紙層伸出而被提供給導(dǎo)電條。然而，以電容性的方式將電力耦合到導(dǎo)電條也是可能的。為此目的，發(fā)送器電極被定位在壁紙上。用于將電力注入到壁紙的電極的電力傳送原理是與電力從壁紙電極被傳輸?shù)诫娏邮掌鞯姆绞较嗤脑?。這種配置的優(yōu)點是電力注入到壁紙的位置能夠被自由地選擇，并且對覆蓋層不造成損壞。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)理解，以這種方式制造的壁紙也可以在長薄片中被制造，所述長片才被提供作為要被適當(dāng)?shù)厍懈畛蛇m合任何期望長度的壁紙卷。
[0030]根據(jù)另一實施例，段(例如，墻壁段)被使用，所述段完全由像鐵、鋼或鋁這樣的電力地導(dǎo)電的金屬薄片制成。這些段被設(shè)計成被安裝在表面上使得交替電極具有相反的電勢。每個段典型地具有在地板與天花板之間延伸(running)的墻壁的高度。所述段可以具有被設(shè)計成實現(xiàn)機(jī)械穩(wěn)定性的剖面(prof i I e )。
[0031]圖6描繪了根據(jù)一個實施例構(gòu)造的其間具有電絕緣的重疊段的示范性且非限制性的橫截面600。在這個實施例中，每個段具有實心剖面。第一段610重疊第二段620并且通過絕緣層630從那里被絕緣。機(jī)械連接能夠通過例如而不限于螺釘(非導(dǎo)電的或在電絕緣孔中)、膠、磁鐵或織物應(yīng)用(例如，Velcro (維可牢)?-帶)來實現(xiàn)。
[0032]圖7示出了其間具有絕緣體的中空段的可替換的示范性且非限制性的頂視圖橫截面700。中空異形(profiled)段710中的每一個的邊緣被設(shè)計成以拼圖狀方式對接，并且相對于圖6中所示出的配置具有優(yōu)點:兩側(cè)面可以為平面。絕緣層720在段之間絕緣。在示范性且非限制性的圖8中，描繪了帶互連針830的其間具有絕緣體820的中空段810的頂視圖橫截面800。
[0033]在示范性且非限制性的圖9A和9B中所示出的另一實施例中，段的邊緣具有鉤狀剖面(如920中所示)和在該段的相對側(cè)上的對應(yīng)腔(如910中所示)。當(dāng)被安裝時，所添加的段能夠以預(yù)定角被附連(見圖9A)。一旦被轉(zhuǎn)直來符合已經(jīng)安裝的段，鉤狀剖面920就與腔910形成機(jī)械連接，所述機(jī)械連接在一個實施例中不能夠被釋放(見圖9B)。
[0034]在又一個示范性且非限制性的實施例中，段的邊緣形成如圖10中所說明的咬接剖面。第一邊緣(例如邊緣1010A)包括基本上圓形的頭部部分。第二邊緣(例如邊緣1010B)包括外剖面，所述外剖面形成彈簧狀連接器1020以允許邊緣1010A與邊緣1010B之間的咬接連接。替換地，電絕緣層能夠被做得更厚且做成彈性的以便實現(xiàn)咬接彈簧功能。
[0035]其它解決方案在不背離本發(fā)明的范圍的情況下也是可能的。例如，并且不限于，段可以通過鉸鏈而被機(jī)械地連接。如果段被連接到如在下文更詳細(xì)地解釋的軌道系統(tǒng)，則這是特別有利的。在另一實施例中，段通過中間連接段而被機(jī)械地連接。中間連接段能夠通過先前描述的解決方案中的任何一個而被連接到電極段。優(yōu)選地，中間段提供電絕緣，以便電極段能夠完全地由金屬制造而沒有附加的電絕緣。
[0036]段間的電連通性能夠用在導(dǎo)電段內(nèi)的集成的連通性解決方案實現(xiàn)。圖11示出了具有集成連接和連接器的電氣連接的示范性且非限制性的實施例1100。多個段1150A、1150B以及1150C具有集成連接線1120和1130，其在點1140處交叉而在交叉點1140處沒有電連接。連接線1120和1130將電力供應(yīng)連通性提供給段。電線1120被電力地連接到段 1150A。
[0037]當(dāng)兩個段被彼此相鄰地安裝時，它們對應(yīng)的段被連接到不同的電連接線。例如，在圖11中，1110B的中心段1150B被實際上連接到與段1150A和1150C (即，連接線1120)所連接到的不同的連接線(即，連接線1130)。結(jié)果，段在極性上交替，從而提供在上文關(guān)于圖1更詳細(xì)地討論的不同電極。
[0038]圖12描繪了具有正交地安裝的互連元件的電互連1200的可替換的示范性且非限制性的實施例。優(yōu)選地由絕緣材料制成的段1210A至1210E的電極1250經(jīng)由觸點1240被交替地連接到連接元件(供應(yīng)線)1220、1230。也就是說，段1210AU210C以及1210E被連接到供應(yīng)線1220，而段1210B和1210D被連接到供應(yīng)線1230。
[0039]優(yōu)選地，連接元件1220、1230作為靠近地板的足夾或者作為靠近天花板的裝飾條被安裝。它們能夠例如但不通過限制用螺釘安裝。在這種情況下，螺釘能夠被用來接觸段1210A至1210E的電極。
[0040]在另外的實施例中，連接元件1220、1230通過永久磁鐵(例如使用柔性磁鐵)而被附連。連接元件1220、1230可以包括另外的電子設(shè)備，例如并且不限于，用來接通或者斷開不用的段或用來局部地(例如每段地)生成AC電力的構(gòu)件。應(yīng)理解，如果AC信號被每段地生成，則段之間僅有的互連是總線電壓和可選的數(shù)據(jù)信號。連接元件1220、1230可以是剛性的或柔性的(flexible)。連接元件1220、1230可以包括數(shù)個部件，所述數(shù)個部件能夠被合起來以便形成需要的長度。連接元件1220、1230可以具有遞歸結(jié)構(gòu)，使得它們能夠被切割或者打斷成期望長度的較小部分。連接元件1220、1230可以進(jìn)一步具有針對其上位置的外部標(biāo)記，在所述位置處它們能夠被容易地切割、鋸或者分裂。出于區(qū)分的目的，連接元件1220、1230還可以被稱為與每個的相對電勢有關(guān)的“正”和“負(fù)”。
[0041]本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將容易地領(lǐng)會，在不背離本文中所公開的實施例的情況下存在其它連接解決方案，其中的它們中的數(shù)個在本文中被描述而不旨在限制本發(fā)明的總體范圍并且僅僅是用于說明性目的。
[0042]從而，根據(jù)另一實施例，軌道系統(tǒng)可以被使用，其中段(上面描述的)被安裝在由兩個軌道構(gòu)成的軌道系統(tǒng)上，每個電勢一個軌道。段被交替地附連到正電勢軌道或負(fù)電勢軌道，從而將必要的交替電勢提供給每個段。在另一配置中，僅一個軌道是可用的。該軌道被分離成單獨的部分，所述單獨的部分例如通過非導(dǎo)電軌道塊(pieces)而彼此電絕緣。作為軌道段實現(xiàn)的段被交替地連接到正電勢和負(fù)電勢，每個軌道部分具有這樣的寬度，其具有和段的寬度類似的長度。當(dāng)段在適當(dāng)?shù)奈恢脮r，它們被交替地連接到正電勢和負(fù)電勢供應(yīng)。[0043]又一個配置牽涉鉤狀水平剖面。鉤狀剖面包括被交替地連接到正電勢和負(fù)電勢的部分。在另外的配置中，段通過中間段被連接，所述中間段提供從一個段到下一個段的電觸點。連接線能夠在中間段中被交叉以便在電極段上提供交替電勢。例如通過導(dǎo)電螺釘、彈簧觸點、橡膠觸點、導(dǎo)電衆(zhòng)、各向異性導(dǎo)電衆(zhòng)、針或釘、鉤、鉤狀剖面、卷或移動觸點，觸點能夠在所有五個解決方案中被實現(xiàn)。
[0044]圖13示出了根據(jù)一個實施例的示范性且非限制性的電容性耦合的元件1300。元件1300包括優(yōu)選地被安裝在絕緣表面1360上的被連接到供應(yīng)線1330的導(dǎo)電段1310和被連接到供應(yīng)線1340的導(dǎo)電段1320。供應(yīng)線1340在交叉點1350處跨越供應(yīng)線1330，在供應(yīng)線1330與供應(yīng)線1340之間沒有電連接。雖然元件1300被示出使得導(dǎo)電段1310和1320具有垂直定向，但是水平定向或其它定向是同樣可能的并且在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
[0045]在實施例中，多個電容性耦合的元件被彼此毗連地放置，如在示范性且非限制性的圖14中所示出的那樣。電容性耦合的元件1300AU300B以及1300C沿著段的長度毗連，例如，元件1300A的段1320與元件1300B的段1310毗連。供應(yīng)線1330被交替地連接到元件1300A和1300C的段1310，而供應(yīng)線1340被連接到元件1300B的段1310。由于元件1300AU300B以及1300C與彼此毗連的事實，元件1300A的段1320與元件1300B的段1310毗連并且從而也被連接到供應(yīng)線1340。
[0046]同樣地，元件1300B的段1320被連接到供應(yīng)線1330，并且元件1300B與元件1300C毗連。在這個例子中，電力線1330與負(fù)電勢相關(guān)聯(lián)，而電力線1340與正電勢相關(guān)聯(lián)。然而，這不應(yīng)該被視為限制性的并且反過來可能同樣是可能的。
[0047]在一個實施例中，段1310和1320與連接電力線獨立地被安裝。在這樣的實施例中，包含段1310和1320的元件的垂直毗連是可能的，其中在垂直地與彼此毗連的元件中的一個或多個的頂部或底部部分(頂部或底部僅僅在本文中被描述來描述相反的端)處連接有包含本文中所描述的電力線連接的元件。以這種方式，完整的墻壁或否則任何期望的表面能夠使用電容性耦合的段被覆蓋。優(yōu)點是無論表面高度或形狀如何，它都能夠被這些元件(其還可以被稱為拼貼塊)覆蓋。
[0048]本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將容易地認(rèn)識到，本文中所提供的描述僅僅為了說明目的并且其它實施例在不背離本發(fā)明的范圍的情況下是可能的。例如，雖然被提供的描述是關(guān)于壁紙的，但是本發(fā)明不應(yīng)該被視為限于壁紙。覆蓋大表面的其它材料可以被使用，并且表面不應(yīng)被視為限于墻壁。例如，天花板、地板、門以及出于提供電容性電力傳輸?shù)哪康目赡鼙皇谷绫疚闹兴懻摰膶?dǎo)電條體現(xiàn)在其中的薄片覆蓋的其它表面被特別地包括。此外，雖然垂直和水平導(dǎo)電通路已被討論了，但是交替在連接點到驅(qū)動器之間的通路的導(dǎo)電通路的其它布局也是可能的并且特別地是所公開的發(fā)明的一部分。這樣的導(dǎo)電條可能被或者可能未被均勻地間隔。雖然壁紙薄片可以具有是紙的絕緣層，但是諸如但不限于所有種類的聚合物之類的其它材料也可以被使用。
[0049]此外，在一個實施例中，不是將導(dǎo)電條嵌入在壁紙的背面，而是導(dǎo)電條可以被嵌入或否則印刷在壁紙的正面之上。在這樣的情況下，絕緣層必須被放置在接收器的電極上。在本發(fā)明的又一個實施例中，不是針對壁紙解決方案使用柔性材料，而是導(dǎo)電層被適當(dāng)?shù)厍度氲降闹T如石膏壁或表面、高壓層壓板、玻璃或中密度纖維板(MDF)之類的相對剛性的本體同樣是本文中所公開的發(fā)明的一部分。此外，在本發(fā)明的一個實施例中，導(dǎo)電條被編織入其中的編織壁紙被使用。
[0050]在本發(fā)明的一個實施例中，不管對于電容性電力傳輸系統(tǒng)的創(chuàng)建所期望的電極圖案如何，電極都被形成在犧牲層(sacrificial layer)上。例如,在圖2中，層210可以是犧牲層。導(dǎo)電條220被附于表面上(例如而不是作為限制，使用粘合材料)，并且然后犧牲層被剝?nèi)?，而條220保持在表面上。若需要，條220然后可以被一層漆、規(guī)則壁紙等涂覆以便產(chǎn)生任何期望的裝飾效果，但包括讓條220被暴露。
[0051]在另一實施例中，用于使用電容性電力傳輸分配電力的針對大表面的導(dǎo)電層能夠被實現(xiàn)為在示范性且非限制性的圖15中說明的多電極層。多電極層1500包括使用絕緣層1521,1522以及1523與彼此絕緣的至少兩個導(dǎo)電層1510、1511。具體地，每個導(dǎo)電層被用兩個絕緣層覆蓋。絕緣層1521、1522以及1523由非導(dǎo)電材料制成。
[0052]在這個特定實施例中，多電極層1500是壁紙，其中絕緣層1521、1522以及1523是紙，而導(dǎo)電層1510、1511由柔性導(dǎo)電材料(例如鋁箔)制成。能夠被利用于層1510和1511的其它導(dǎo)電材料包括但不被限制于鐵、鋼、銦錫氧化物(ITO)、有機(jī)材料(諸如PED0T)、銅、銀、導(dǎo)電漆、導(dǎo)電墨或任何導(dǎo)電材料。導(dǎo)電層1510和1511中的每一個都能夠被印刷在絕緣層1521、1522以及1523中的每一個上。
[0053]多電極層1500能夠被同樣實施為剛性表面,諸如但不限于中密度纖維板(MDF)、紙板、泡沫板、石膏板等等。
[0054]導(dǎo)電層1510、1511能夠覆蓋整個表面或者被構(gòu)造為不同圖案。在一個實施例中，諸層中的每一個都可以包括多個導(dǎo)電條。使用導(dǎo)電條的多電極層1500的一個層的示范性布置在圖2中被提供。在另一實施例中，層1510、1511中的每一個都被設(shè)計成包括布置為網(wǎng)格的導(dǎo)電條。在又一個實施例中，層1510、1511中的每一個都能夠被設(shè)計成包括布置為梳狀的導(dǎo)電條。
[0055]應(yīng)指出，層1510、1511的導(dǎo)電條能夠以任何圖案或幾何形狀被布置以便形成系統(tǒng)發(fā)送器電極。應(yīng)進(jìn)一步指出，因為導(dǎo)電層1510、1511與彼此絕緣，來自不同導(dǎo)電層的導(dǎo)電條與彼此電絕緣。
[0056]在一個實施例中，導(dǎo)電層1510、1511形成電容性電力傳輸系統(tǒng)的發(fā)送器電極。因此，為了給系統(tǒng)的負(fù)載供電，導(dǎo)電層被連接到系統(tǒng)的電力驅(qū)動器。如在圖15中示意性地說明的那樣，層1510,1511被連接到電力驅(qū)動器1550的導(dǎo)電線1551、1552。在線1551,1552中的每一個上的電位的極性是與彼此相反的。導(dǎo)電層1510、1511與電力驅(qū)動器1550之間的連接可以借助于流電觸點或電容性耦合。
[0057]多電極層1500可以被定制但仍然允許電極例如到電力驅(qū)動器的導(dǎo)電性。例如，如圖16中所說明的那樣，制造為壁紙的多電極層1600的薄片能夠繞窗戶1650被安裝。如能夠注意到的那樣，在切割下多電極層1600的一部分之后,定制的層1600A包括導(dǎo)電層1611和1612兩者。因此，在定制的層1600A中，充當(dāng)發(fā)送器電極的導(dǎo)電層1611和1612能夠被適當(dāng)?shù)剡B接到電容性電力傳輸系統(tǒng)的電力驅(qū)動器(未在圖16中示出)。
[0058]雖然已經(jīng)關(guān)于若干所描述的實施例相當(dāng)詳細(xì)并且具體地描述了本發(fā)明，但意圖不在于它應(yīng)該被限制于任何這種細(xì)節(jié)或?qū)嵤├蛉魏翁囟▽嵤├?，而是它將參考所附?quán)利要求被解釋以便鑒于現(xiàn)有技術(shù)來提供對這種權(quán)利要求的最廣泛的可能解釋，以及因此，以便有效地包含本發(fā)明的預(yù)定范圍。此外，上文依據(jù)本發(fā)明人所預(yù)見的、使能實現(xiàn)的描述對于其可用的實施例描述了本發(fā)明，但是目前未預(yù)見的本發(fā)明的非實質(zhì)修改仍然可以表示其等同物。
【權(quán)利要求】
1.一種用于將電力供應(yīng)給在電容性電力傳輸系統(tǒng)中連接的負(fù)載的制品，包括: 非導(dǎo)電材料的薄片(210);以及 多個導(dǎo)電條(220)，每兩個相鄰導(dǎo)電條彼此電絕緣，其中所述薄片形成所述電容性電力傳輸系統(tǒng)的絕緣層并且所述多個導(dǎo)電條形成所述電容性電力傳輸系統(tǒng)的至少一對發(fā)送器電極。
2.權(quán)利要求1所述的制品，其中所述薄片材料是以下各項中的任何一個:壁紙、石膏、聚合物薄片、高壓層壓板、玻璃、中密度纖維板(MDF)以及犧牲層。
3.權(quán)利要求1所述的制品，其中所述兩個相鄰導(dǎo)電條的第一導(dǎo)電條被連接到第一電位并且所述兩個相鄰導(dǎo)電條的第二導(dǎo)電條被連接到第二電位，所述第二電位具有所述第一電位的相反極性。
4.權(quán)利要求3所述的制品，進(jìn)一步包括連接到所述第一導(dǎo)電條的第一導(dǎo)電線和連接到所述第二導(dǎo)電條的第二導(dǎo)電線。
5.權(quán)利要求3所述的制品，進(jìn)一步具有用于連接到基板(310)的接口，所述基板包括連接到所述第一導(dǎo)電條的第一導(dǎo)電線(312)和連接到所述第二導(dǎo)電條的第二導(dǎo)電線(312)。
6.權(quán)利要求1所述的制品，進(jìn)一步包括涂覆所述多個導(dǎo)電條的保護(hù)層(430)。
7.權(quán)利要求1所述的制品，其中由電力驅(qū)動器所生成的電力信號被從耦合到絕緣層(204)的所述一對發(fā)送器電極無線地傳輸?shù)竭B接到負(fù)載和電感器的一對接收器電極，以便當(dāng)所述電力信號的頻率基本上和所述電感器與形成在所述發(fā)送器電極與所述接收器電極對之間的電容性阻抗的串聯(lián)諧振頻率匹配時給所述負(fù)載供電。
8.權(quán)利要求1所述的制品，其中所述導(dǎo)電條包括以下各項中的一個:導(dǎo)電墨、導(dǎo)電漆。
9.一種用于將電力供應(yīng)給在電容性電力傳輸系統(tǒng)中連接的負(fù)載的制品(1300),包括: 絕緣表面(1360)，其具有寬度和長度； 第一段(1310)，其由附于所述絕緣表面(1360)的第一邊緣的長度的電力導(dǎo)電材料制成； 第二段(1320)，其由附于所述絕緣表面(1360)的與所述第一邊緣的邊緣相反的長度邊緣的電力導(dǎo)電材料制成，所述第二段(1320)與所述第一邊緣電絕緣，其中所述第一段(1310)被連接到第一極性的電位并且所述第二段(1310)被連接到與所述第一極性相反的第二極性的電位，其中所述第一和第二段形成所述電容性電力傳輸系統(tǒng)的至少一對發(fā)送器電極。
10.權(quán)利要求9所述的制品，進(jìn)一步包括第一供應(yīng)線(1330)和第二供應(yīng)線(1340)，其中所述第一供應(yīng)線被連接到所述第一段，并且其中所述第一線和第二線相交而沒有電力地連接(1350)。
11.權(quán)利要求9所述的制品，其中所述第一段和所述第二段由以下各項中的任何一個制成:鐵、鋼以及鋁。
12.一種用于將電力供應(yīng)給耦合到電容性電力傳輸系統(tǒng)的負(fù)載的制品，包括: 絕緣表面(1110)； 由附于所述絕緣表面的電力導(dǎo)電材料制成的段(1150)，所述段形成所述電容性電力傳輸系統(tǒng)的發(fā)送器的第一電極； 連接到所述段的第一供應(yīng)線(1120);以及第二供應(yīng)線(1130)，其中所述第一供應(yīng)線和第二供應(yīng)線相交(1140)而沒有電力地連接以便允許到毗連制品的另一段的交替電勢連接以用于供應(yīng)針對電容性電力的電力網(wǎng)，另一個段形成所述電容性電力傳輸系統(tǒng)的所述發(fā)送器的第二電極。
13.一種用于將電力供應(yīng)給耦合到電容性電力傳輸系統(tǒng)的負(fù)載的制品，包括: 絕緣表面(1210)； 由附于所述絕緣表面(1210)的電力導(dǎo)電材料制成的段(1250)，所述段形成所述電容性電力傳輸系統(tǒng)的發(fā)送器的第一電極； 在具有到段的第一觸點(1240)的所述段之上延伸的第一供應(yīng)線(1220)，其中連接在所述第一觸點與所述段之間被作出，所述段作為所述電容性電力傳輸系統(tǒng)的發(fā)送器的第一電極來操作；以及 在具有到段的第二觸點(1250)的所述段之上延伸的第二供應(yīng)線(1230)，其中連接在所述第二觸點與所述段之間被作出，所述段作為所述電容性電力傳輸系統(tǒng)的所述發(fā)送器的第二電極來操作。
14.一種用于將電力供應(yīng)給在電容性電力傳輸系統(tǒng)中連接的負(fù)載的制品(1500)，包括: 由非導(dǎo)電材料制成的多個絕緣層(1521，1522，1523);以及 由電力導(dǎo)電材料制成的至少一對導(dǎo)電層(1510，1511)，其中所述多個導(dǎo)電層通過所述多個絕緣層中的一個與彼此絕緣，其中所述一對導(dǎo)電層的第一導(dǎo)電層被連接到第一極性的電位并且所述一對導(dǎo)電層的第二導(dǎo)電層被連接到與所述第一極性相反的第二極性的電位，其中所述一對導(dǎo)電層形成所述電`容性電力傳輸系統(tǒng)的至少一對發(fā)送器電極。
15.權(quán)利要求14所述的制品，其中所述非導(dǎo)電材料和所述電力導(dǎo)電材料是柔性材料。
【文檔編號】H04B5/00GK103733537SQ201280040089
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2012年8月13日 優(yōu)先權(quán)日:2011年8月16日
【發(fā)明者】E.瓦夫芬施米特, T.J.P.范登比格拉亞爾, A.森佩, O.H.維勒姆森, D.W.范戈爾, H.T.范德贊登, M.M.J.W.范赫彭 申請人:皇家飛利浦有限公司