[发明专利]可调谐无线电源架构

权利要求书

1.一种用于在电源与负载之间传递能量的无线能量传递系统，包括：

源谐振器线圈；

设备谐振器线圈，所述设备谐振器线圈感性地耦合到所述源谐振器线圈；

可调谐开关放大器，由所述电源驱动并通过源阻抗匹配网络驱动所述源谐振器线圈，所述开关放大器具有电子可控的开关元件；

可调谐开关整流器，所述可调谐开关整流器驱动所述负载并通过设备阻抗匹配网络从所述设备谐振器线圈接收能量，所述开关整流器具有电子可控开关元件；

源放大器控制装置，所述源放大器控制装置被配置为控制所述放大器的所述开关元件的开关特性以调节从电源提取的功率；以及

整流器控制装置，所述整流器控制装置被配置为控制所述整流器的所述开关元件的开关特性以调节提供给所述负载的输出的特性，所述整流器控制装置可通信地耦合到所述源放大器控制装置；

其中，所述放大器控制向所述放大器的所述开关元件提供实质上固定的开关频率。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述放大器具有半桥拓扑结构，并且所述源放大器控制装置被配置为控制所述放大器的所述开关元件的开关占空比。

3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述放大器具有全桥拓扑结构，并且所述源放大器控制装置被配置为控制所述放大器的所述开关元件的相位。

4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述整流器具有半桥拓扑结构，并且所述整流器控制装置被配置为控制所述整流器的所述开关元件的开关占空比。

5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述整流器具有全桥拓扑结构，并且所述整流器控制装置被配置为控制所述整流器的所述开关元件的开关相位。

6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述整流器控制装置被配置为控制提供给所述负载的电压。

7.根据权利要求1所述的系统，其中，所述整流器控制装置被配置为控制提供给所述负载的电流。

8.根据权利要求1所述的系统，其中，所述整流器控制装置被配置为控制提供给所述负载的功率。

9.根据权利要求1所述的系统，其中，所述源放大器控制装置调节从所述电源提取的功率，从而使得从所述电源到所述负载的功率传输的效率最优化。

10.根据权利要求4所述的系统，其中，所述源放大器控制装置调节从所述电源提取的所述功率，从而在所述整流器的开关元件上基本上保持50%的占空比。

11.根据权利要求5所述的系统，其中，所述源放大器控制装置调节从所述电源提取的所述功率，从而在所述整流器的所述开关元件基本上保持50%的相移。

12.根据权利要求1所述的系统，其中，所述放大器控制被配置为控制所述放大器的所述开关元件的所述开关特性的至少一个停滞时间以基本上保持零电压开关。

13.根据权利要求12所述系统，其中，响应于所述放大器的输出电压和输出电流的测量结果来控制所述至少一个停滞时间。

14.根据权利要求1所述的系统，其中，所述整流器控制装置被配置为控制所述整流器的所述开关元件的所述开关特性的至少一个停滞时间以基本上保持零电压开关。

15.根据权利要求14所述的系统，其中，响应于所述整流器的输出电压和输出电流的测量来控制所述至少一个停滞时间。

16.根据权利要求1所述的系统，其中，所述源阻抗匹配网络包括至少一个可调谐元件。

17.根据权利要求16所述的系统，其中，所述至少一个可调谐元件是可调整电容器。

18.根据权利要求17所述的系统，其中，调整所述电容器以保持所述源谐振频率。

19.根据权利要求17所述的系统，其中，调整所述电容器从而以将功率从所述电源传输到所述源谐振器线圈的改进的效率来调节从所述电源提取的功率。

20.根据权利要求17所述的系统，其中，调整所述电容器以调节从所述电源提取的功率，同时在所述放大器的所述开关元件上基本上保持50%的占空比或相移。