[发明专利]带设备识别的感应电源

说明书

技术领域

本发明涉及感应电源(inductive power supply)系统，更特别地涉 及用于对多种替代性远程设备进行感应供电的装置和方法。

背景技术

对无线电源系统存在浓厚且不断提高的兴趣，特别是在诸如蜂窝电 话、音乐播放器、个人数字助理及其它远程设备之类的消费和商务电子 装置领域。无线电源系统与传统的有线连接相比提供多种益处。最显著 的是，它们消除了对各种充电线的需要和对反复地插入和拔出电子设备 以进行再充电的需要，从而降低了成本并且改善了使用的容易性和方便 性。

许多年以来，已经可获得用于使用电磁感应的原理来提供无线功率 的系统。由于对先前存在的感应技术的实际限制，传统的系统遭受有限 的成功。例如，为了提供合理的高效操作，传统的感应系统常常要求初 级线圈与次级线圈之间精密准确的对齐以及感应电源中的电子装置与 远程设备中的电子装置之间的高度协调调谐(coordinated tuning)。这 些问题由于不同的远程设备通常在不同的参数内操作这一事实而变得 复杂。例如，一种蜂窝电话型号可能具有与不同的蜂窝电话型号不同的 操作参数组，并且在诸如蜂窝电话与音乐播放器之类的不同类型的远程 设备之间可能存在甚至更大的差异。

Kuennen等人的美国专利6,825,620公开了一种感应电源系统，该感 应电源系统具有调整其操作以符合各种负载的操作参数的能力。通过引 用而将kuennen等人的题为“Inductively Coupled Ballast Circuit”且在 2004年11月30日发布的美国专利6,825,620结合到本文中。这种感应 电源系统能够高效地为多种负载供电。虽然与先前存在的系统相比有明 显改进，但在一些应用中期望与使用单个感应电源系统的大量产品相比 有甚至更高的效率。在一些应用中，存在对单个感应电源的期望，该单 个感应电源能够基于不同负载的各种操作参数而在那些负载之间进行 区别。在其它应用中，还存在对单个感应电源系统的期望，该单个感应 电源系统能够更容易地识别大量远程设备上的故障状态。

发明内容

本发明提供了一种感应电源系统及相关方法，其中，自适应感应电 源(“adaptive inductive power supply，AIPS”)通过反射阻抗来识别远程 设备，并且根据远程设备的身份控制操作。本发明还给AIPS提供通过 识别次级电路何时在所识别的设备的正常操作条件(operating  condition)之外操作来评估故障状态的能力。

在一个实施例中，本发明包括一种AIPS，该AIPS具有能够在各种 频率下向次级电路供电(supply power)的控制器和能够直接或间接地 感测储能电路中的电流的电流传感器。在本实施例中，每个远程设备或 每种远程设备包括个别地或共同地提供为该设备或该种远程设备所独 有的签名(signature)的一个或多个谐振频率。例如，识别频率(多个) 可以唯一地识别特定型号的蜂窝电话或特定型号的个人数字助理。该系 统还可以包括查找表或其它包含一个或多个可识别远程设备的操作信 息的数据集合。此信息可以用来建立操作参数并识别故障状态。

在操作中，AIPS以唯一地与特定远程设备相关联的频率向次级电路 施加短功率脉冲(pulse of power)。如果远程设备在该脉冲频率下具有 谐振频率，则该远程设备将汲取(draw)一定材料量的电流，该电流将 通过反射阻抗而被反射回到储能电路中。当来自电流传感器的输入显示 增加的功率汲取时，控制器将识别远程设备的存在。这允许AIPS识别 到存在特定的远程设备并从查找表获得其操作参数。一旦检索到操作参 数，则AIPS可以使用所检索的参数来更高效地给设备供电并且在实际 操作条件超出所检索的操作参数时识别已发生故障状态。

在一些应用中，远程设备可以固有地包括谐振频率(或多个谐振频 率)，该谐振频率足够独特而允许其充当识别频率。在此类应用中，当 施加相应的识别频率时，远程设备将在谐振下操作，从而唯一地识别该 远程设备。