[发明专利]最佳效率的谐振感应功率传输系统的初级单元控制

权利要求书

1.一种用于在电能源和至少一个负载之间无线耦合电能的电路，所述电路包括：

初级单元，其包括：

输入节点，用于接收能量源所产生的输入电压；

发射器电路，其包括配置为产生电磁场的发射器线圈；和

稳压器，其配置为：

感测初级单元的电流消耗，

确定相对于不同输入电压的电流消耗的梯度，并且

基于所述初级单元相对于不同输入电压的电流消耗的梯度来确定最优输入电压；和

至少一个次级单元，每个次级单元包括：

接收器电路，其包括：

接收器线圈，用于与初级单元的电磁场无线和感应地耦合，以从其接收功率；

稳压器电路，其配置为将恒定的功率提供到输出节点；和

耦接至输出节点的负载。

2.权利要求1的电路，其中：

所述发射器电路还包括DC/AC转换器；并且

所述电能源为直流电源。

3.权利要求1的电路，还包括DC/DC转换器，用于响应于输入直流电压和反馈信号来生成直流输出。

4.权利要求1的电路，其中输入电压的最优点是基于初级单元对至少一个次级单元的功率需求的间接确定。

5.权利要求1的电路，其中输入电压的最优点是基于电流消耗相对于输入电压的等于或低于预定阈值的梯度。

6.权利要求2的电路，其中：

初级单元还包括耦接至输入节点的DC/DC转换器，用于进行操作以生成直流信号并接受反馈信号；并且

所述稳压器包括：

感测电阻器，其耦接至DC/DC转换器的输出端；

电流传感器，其配置为感测流经所述感测电阻器的电流，并生成正比于流经感测电阻器的电流的输出信号；和

数字逻辑和存储器电路，其耦接至电流传感器的输出端，并配置为将反馈信号提供至DC/DC转换器，并分别存储每个电压阶跃的电流值。

7.权利要求2的电路，其中：

初级单元还包括耦接至输入节点的DC/DC转换器，用于进行操作以生成直流信号并接受反馈信号；并且

所述稳压器包括：

感测电阻器，其耦接至DC/DC转换器的输出端；

跨导放大器，其感测流经所述感测电阻器的电流，并在输出电阻器两端生成与流经感测电阻器的电流成正比的输出信号；

A/D转换器，其耦接至所述跨导放大器的输出端，并配置为感测跨导放大器的输出电阻器两端的电压；

数字逻辑和存储器电路，其耦接至A/D转换器的输出端，其中所述存储器配置为存储每个电压阶跃的电流值；和

D/A转换器，其耦接至所述数字逻辑和存储器电路的输出端，并配置为将反馈信号提供至DC/DC转换器。

8.权利要求1的电路，其中所述至少一个次级单元配置为通过感应式耦合从初级单元无线地获得功率。

9.一种用于控制电功率传递系统中的无线电功率传递的方法，所述电功率传递系统包括初级单元和至少一个次级单元，所述初级单元配置为产生电磁场，所述至少一个次级单元配置为与所述电磁场耦合并对各个负载提供稳压输出电压，所述方法包括：

在第一方向使初级单元的输入电压斜坡变化；

感测初级单元在预定输入电压阶跃处的电流消耗；

将针对每个输入电压的电流消耗存储在存储器中；

针对每个电压阶跃计算电流消耗相对于输入电压的梯度；

将针对每个电压阶跃的电流消耗的梯度记录在存储器中；

将每个电压阶跃之间的梯度与预定的第一阈值相比较；

确定初级单元的最优输入电压，其中所述最优输入电压是梯度等于或小于预定的第一阈值处的输入电压。

10.权利要求9的方法，还包括：

将输入电压设置为所确定的最优输入电压在第一方向上增加一个电压阶跃；和

在预定的延迟周期内将输入电压保持固定为所确定的最优输入电压在第一方向上增加一个电压阶跃。

11.权利要求10的方法，其中所述预定的延迟周期是基于（i）所述至少一个次级单元的负载多快地变化以及（ii）初级单元能够对其电源电压的变化作出反应的最低速度中的至少一个。