[发明专利]用于感应功率传输的电路

说明书

技术领域

本发明涉及用在例如用于向便携式电气或电子设备供电的感应功率传输(inductive power transfer)系统中的电路。

适于向便携式设备供电的感应功率传输系统可以由两部分组成：

●初级单元，具有至少一个初级线圈，该初级单元通过该初级线圈驱动交流电，从而创建时变磁通量。

●次级单元，可与初级单元分离，具有次级线圈。

背景技术

当次级线圈被接近于由初级线圈创建的时变通量放置时，该变化的通量在次级线圈中感应出交流电，并且因此功率可以感应地从初级单元传输到次级单元。

一般地，次级单元向外部负载提供所传输的功率，并且次级单元可以承载在包含该负载的宿主对象(host object)(次级设备)中或被其包含。例如，宿主对象可以是具有可再充电电池组或电池的便携式电气或电子设备。在这种情况下，该负载可以是用于对该电池组或电池进行充电的电池组充电器电路。作为另一个选项，次级单元可以连同合适的电池组充电器电路结合在这种可再充电电池组或电池(次级设备)中。

在这样的系统中对于初级单元而言，期望具有多个初级线圈，例如用于将功率同时传输到多个次级单元或向这些次级单元提供相对于初级单元放置的定位自由。即，期望利用单个初级单元将功率同时传输到两个或更多次级单元。初级线圈与次级单元之间的1∶1的关系不是必需的，并且本发明扩展到使用一个以上的初级线圈来将功率传输给次级单元。

已知向感应功率传输系统中的初级单元提供多个初级线圈。然而，已经认识到与在这种已知初级单元中的电路相关的多个关于成本、性能和复杂性的缺点，甚至具有单个初级线圈的初级单元更是如此。因此，期望提供不带有一个或多个所认识到的缺点的用在初级单元中的电路和包含这种电路的初级单元和感应功率传输系统。还期望提供其中可以有效地驱动和控制多个初级线圈而不必显著复制(reproduce)驱动和控制单个初级线圈所需的电路的副本的初级单元。还期望提供这样的初级单元：其电路对其与次级单元的关系的变化不敏感或例如对一个次级单元与下一个次级单元之间的差异不敏感。

发明内容

根据本发明的第一方面的实施例，提供用在感应功率传输系统的初级单元中的电路，以用于生成电磁场从而使得通过电磁感应将功率无线地传输到该系统中的一个或多个次级单元，该或每个次级单元可与初级单元分离，该电路包括：多个可驱动的部分，每个部分包括初级线圈或虚设线圈(dummy coil)；驱动装置(例如驱动电路)，其在操作中为两个或至少两个所述部分提供驱动信号以便使得那些具有所述初级线圈的被驱动部分生成所述电磁场；和控制装置(例如控制电路)，其可在操作中依赖于指示一个或多个所述被驱动部分的初级或虚设线圈的特性的反馈信号来控制该电路以便有助于调节所述反馈信号，其中该电路被配置为使得：被驱动的那些部分并联地连接在一起并且具有经调谐的谐振响应；并且所述控制有助于调节每个所述被驱动的线圈的这种特性。

这种线圈的特性(例如电气特性)可以是该线圈上的线圈信号的幅值(magnitude)或根据线圈上线圈信号的幅值而变化的特性。

所述部分可以永久地并联连接在一起，或可以例如利用开关暂时并联连接在一起以用于驱动。基于反馈的控制可以例如借助微处理器单元执行，该微处理器单元也可以执行对这些开关的控制。

在一个实施例中，每个可驱动部分基本上仅仅包括其所述初级线圈或虚设线圈。该实施例在需要最少的电路复制以增加初级或虚设线圈的数目方面是有利的。最少化复制在成本方面可以是有利的，并且与复制驱动和控制电路相比可以实现精致(elegant)控制。

反馈信号可以指示被驱动部分的线圈上公共的电压或功率信号的幅值。

所述电路可以包括电容，该电容被配置为与被驱动的那些部分公共(commonly)串联连接。这种电容可以有效地调谐这些部分以具有谐振响应。

在驱动周期(period)期间，所述电路可以被配置为使得：驱动信号具有特定的基频；电容具有特定的电容值；以及被驱动的部分具有组合的特定(自)电感值。在所述驱动周期期间，所述电路可以被配置为使得：被驱动的部分总是基本具有组合的特定(自)电感值。这种电路可以被认为在其设计方面是精致的，并且这些实施例可被认为在成本方面是有益的。