1 Патентный поиск по ключевым словам

В соответствии с заданием патентных исследований (приложение А) и регламентом (приложение Б) патентный поиск проводился по сочетаниям релевантных ключевых слов и/или по соответствующим рубрикам МПК:

1) На русском языке по Интернет патентной БД Роспатента RUABRU (сайт www.fips.ru) (Содержит информацию о патентах Российской Федерации и заявках на изобретения и полезные модели с 1994 г. по 2008 г. с текущим пополнением за 2009 г.).

2) На английском языке по Интернет патентной базе патентного ведомства США www.uspto.gov (содержит полнотекстовую информацию с 1976 г. по настоящее время), www.patentstorm.us.

3) На английском языке по Интернет мировой патентной базе (Worldwide DB), Европейской патентной базе (EP-esp@cenet), базе международных патентных заявок ВОИС (WIPO-esp@cenet) на сайте www.espacenet.com (содержит реферативную патентную информацию с 70-х гг. XX века).

Патентные исследования в области объекта исследований показали следующее (отчет о поиске – в приложении В, копии титульных листов отобранных патентных документов – в приложении Д):

Определены рубрики МПК, наиболее соответствующие объектам НИР:

H02J 5/00 Схемы передачи электрической энергии между сетями переменного и постоянного тока

H02J 50/00 Схемные устройства или системы для беспроводного питания или распределения электрической энергии [2016.01]

H02J 50/05 .с использованием ёмкостного соединения [2016.01]

H02J 50/10 .c использованием индуктивного соединения [2016.01]

H02J 50/12 ..резонансного типа [2016.01]

H02J 50/15 .с использованием ультразвуковых волн [2016.01]

H02J 50/20 .с использованием микроволн или радиочастотных волн [2016.01]

Поиск научно-технической информации также проводился по сочетаниям ключевых слов и по рубрикам УДК. Рубрики УДК, наиболее соответствующие объектам НИР:

62 Инженерное дело. Техника в целом

621 Общее машиностроение. Ядерная техника. Электротехника. Технология машиностроения в целом

621.3 Электротехника

621.31 Электротехника. Производство, преобразование, передача, распределение и регулирование электроэнергии. Электроизмерительная техника. Техническое применение магнетизма и статического электричества

621.315 Передача электрической энергии. Провода и кабели, используемые для передачи энергии и для связи. Проводники. Электроизоляционные материалы. Линейная арматура. Сооружение линий электропередачи

2 Анализ найденной научно-технической информации

В результате анализа найденной научно-технической информации было выявлено следующее: система позволяет беспроводным образом подзаряжать такое устройство, индукционные катушки в базовом блоке генерируют достаточно большое магнитное поле рассеяния, что порождает проблемы в ЭМС- чувствительной среде и может порождать нежелательные помехи в прочих электронных устройствах. Соответственно, целью этого изобретения является предоставить систему беспроводной передачи энергии и способ эксплуатации такой системы, в которых магнитное поле рассеяния уменьшено.

Основной идеей изобретения является предоставление системы беспроводной передачи электрической энергии, которая позволяет передавать энергию устройству посредством индукции, генерируемой магнитным полем, причем магнитное поле сгущается в области вблизи устройства, т.е. в ближнем магнитном поле, в то время как дальнее поле гасится вторым магнитным полем, которое выгодно уменьшает магнитное поле рассеяния и, таким образом, повышает электромагнитную совместимость (ЭМС) системы.

В патенте США №8,144,066 [1] предложена беспроводная система связи для передачи данных и энергии. Система содержит передающую и приемную рамочные антенны двойной поляризации, имеющие изолированные точки возбуждения сигнала вдоль контура электрического проводника. Устройство беспроводной передачи энергии передает мощный сигнал с первой поляризацией; блок беспроводной связи производит передачу/прием информационного сигнала со второй поляризацией. Требуемый периметр рамочной антенны составляет 1λ; поэтому для типичного частотного диапазона для передачи энергии расстояние между антеннами лежит в пределах от 1 м до 30 м. Другой трудностью для применения данного изобретения является зависимость эффективности от ориентации антенны из-за ее поляризационных свойств. Способ увеличения сопротивления излучения для порта передачи данных и снижения сопротивления излучения для порта передачи энергии не описан.

В патенте РФ №2419945 [2] описаны устройство и способ беспроводной передачи энергии и/или данных между устройством-источником и целевым устройством. Беспроводная передача энергии и/или данных осуществляется за счет того, что с помощью первичной катушки, расположенной на стороне устройства-источника, и первичной цепи тока наводится напряжение во вторичной катушке, расположенной на стороне целевого устройства и образующей вторичную цепь тока, и в катушке резонансного контура. Резонансный контур электрически изолирован от первичной цепи тока и вторичной цепи тока. Подобное устройство имеет низкую эффективность и способно осуществлять передачу энергии лишь на очень малых расстояниях из-за значительных потерь. Попытки передачи энергии при увеличении расстояния между устройствами потребовали непропорционального повышения силы тока и существенного увеличения размеров устройств.

Патент США №7,668,596 [3] относится к имплантируемым медицинским устройствам, которые содержат схему для радиочастотной телеметрии, соединенную с источником энергии через модуль соединения с цепью питания для получения энергии, когда пользователь инициирует сеанс телеметрии. Однако средства беспроводной передачи энергии не предусмотрены; связь имплантированного устройства с имплантированной антенной не описаны; структура антенны и схема согласования импеданса не описаны.

Патенты США №8,093,758 [4] и 8,050,068 [5] относятся к системе передачи энергии с индуктивной связью, которая имеет схему резонансного приемника. Параметры нагрузки приемника измеряются; в соответствии с этими параметрами производится коммутация переменного реактивного компонента для изменения собственной частоты резонансного контура.

Патенты US №8,035,255 [6] и 8,097,983 [7] относятся к аппарату беспроводной передачи энергии, который содержит структуру первого резонатора, предназначенного для неизлучающей передачи энергии в структуру второго резонатора на расстояние большее, чем размер структуры второго резонатора. Первый резонатор соединен с источником энергии, второй резонатор - с потребителем энергии.

Результаты поиска и анализа найденной научно-технической информации закономерно нашли отражение и в найденных патентных документах.

Отобрано 5 патентных документов.

Анализ отобранных изобретений показал следующее

Патент EP3190686 (А1). Дата 12.07.2017. Дата подачи заявки: 22.08.2016.

Патентообладатель: Samsung Electronics Co.

БЕСПРОВОДНая ПЕРЕДАЧа ЭНЕРГИИ УСТРОЙСТВОМ И БЕСПРОВОДНая ЗАРЯДКИ СИСТЕМЫ

Описывается беспроводное устройство передачи энергии и способ его управления. Способ включает в себя прием запроса на зарядку от внешнего устройства, использующего радиосвязь, определение направления, в котором расположено внешнее устройство. Также определяется расстояния между беспроводным устройством передачи энергии и внешним устройством и передача ультразвукового сигнала на внешнее устройство в направлении, в котором расположено внешнее устройство, и расстоянии между беспроводным устройством передачи энергии и внешним устройством.

Патент США №2005/0085873. Дата 11.11.2016. Дата подачи заявки: 26.11.2012.

Патентообладатель: Milwaukee Electric Tool Corporation (Брукфилд, Висконсин, США).

Беспроводное отслеживание электроинструментов и связанных с ними устройств.

Устройство состоит из катушки с высокой добротностью, низковольтного генератора и высоковольтного генератора, которые подключены к катушке через переключатель. Низковольтный генератор и высоковольтный генератор управляются микроконтроллером и переключаются приблизительно одновременно, тем самым обеспечивая передачу модулированного информационного сигнала. Кроме того, система содержит, по крайней мере, один микростимулятор, связанный с передающим устройством. Катушка с высокой добротностью используется и для передачи энергии, и для передачи данных. Однако катушка с высокой добротностью имеет очень низкое сопротивление излучения; излучение электромагнитного поля катушкой не предусмотрено в данном патенте.

Патент РФ № 2439765. Дата: 10.01.2012. Дата подачи заявки: 2008-12-18

Патентообладатель: Нокиа Корпорейшн (FI)

Схемы передачи электрической энергии между сетями переменного и постоянного тока.

Описывается способ, включающий обнаружение наличия источника питания, контроль резонансной частоты указанного источника питания и изменение резонансной частоты приемного блока в зависимости от резонансной частоты указанного источника питания. Способ может также включать вывод сигнала управления от схемы фазовой автоподстройки частоты для изменения резонансной частоты приемного блока в зависимости от резонансной частоты источника питания и согласование резонансной частоты указанного приемного блока с резонансной частотой указанного источника питания.

Способ может включать беспроводной прием энергии приемным блоком от источника питания с помощью резонансной индуктивной связи. Приемный блок может быть выполнен в виде адаптивного приемного блока с изменяемой резонансной частотой, а способ может также включать наводку напряжения в адаптивном приемном блоке магнитным полем от источника питания и изменение резонансной частоты адаптивного приемного блока для согласования с резонансной частотой источника питания.

Патент US20070182367 A1. Дата: 9.08.2007. Дата подачи заявки: 30.01.2007

Патентообладатель: Afshin Partovi

Индуктивный источник питания и система зарядки

Здесь раскрыт портативный индуктивный источник питания, блок питания или блок для использования в электропитании или зарядке электрических, электронных, аккумуляторных, мобильных и других устройств. В соответствии с вариантом осуществления система содержит подушку или аналогичный базовый блок, который содержит первичный элемент, который создает переменное магнитное поле посредством приложения переменного тока к обмотке, катушке или проводнику, проводящему любой тип тока. Приемник содержит средство для приема энергии из переменного магнитного поля из пэда и передачи его на мобильное или другое устройство. В некоторых вариантах осуществления приемник может также содержать электронные компоненты или логику для установки напряжения и тока на соответствующие уровни, требуемые мобильным устройством, или для передачи информации или данных на панель и с нее. Варианты осуществления могут также включать в себя меры по повышению эффективности, которые повышают эффективность передачи мощности между зарядным устройством и приемником.

Патент RU 2519389 C1. Дата: 10.06.2014. Дата подачи заявки: 12.11.2012

Патентообладатель: Корпорация "САМСУНГ ЭЛЕКТРОНИКС Ко., Лтд." (KR)

МАЛОГАБАРИТНЫЙ РЕЗОНАТОР ДЛЯ БЕСПРОВОДНОЙ ПЕРЕДАЧИ ЭНЕРГИИ И ЕГО ИНТЕГРАЦИИ С АНТЕННОЙ ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ.

Изобретение относится к области энергетики, а более конкретно - к технологиям беспроводной передачи энергии, в частности к беспроводным системам одновременной беспроводной передачи энергии и данных. Технический результат - обеспечение одновременной передачи энергии и данных в малогабаритную низкопрофильную структуру за счет интеграции резонатора для беспроводной передачи энергии и антенны для передачи данных. Система содержит устройство с функцией беспроводного приема энергии и обмена данными, состоящее из: малогабаритной низкопрофильной структуры, объединяющей резонатор и антенну, именуемой далее интегрированная структура; схемы согласования импеданса резонатора, выпрямителя, регулятора заряда; схемы согласования импеданса антенны, приемопередатчика данных; устройство с функцией беспроводной передачи энергии, состоящее из передающего резонатора, схемы согласования импеданса, генератора сигнала; источника энергии; удаленное устройство обмена данными, состоящее из: антенны и приемопередатчика данных.