[发明专利]用于感应功率传输的电路

权利要求书

1. 一种用在感应功率传输系统的初级单元中的电路，用以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，该或每个次级单元具有负载并且能与初级单元分离，该电路包括：

谐振网络；

初级电路；

驱动电路，在操作中向所述谐振网络和所述初级电路提供驱动信号以便使得所述初级电路生成所述电磁场，所述谐振网络和所述初级电路共同地具有频率响应，所述频率响应具有在所述谐振网络初步限定的第一频率处的第一谐振峰值和在所述初级电路初步限定的第二频率处的第二谐振峰值，其中在所述第一频率与所述第二频率之间的频率处提供所述驱动信号。

2. 如权利要求1所述的电路，其中所述频率响应包括在所述第一频率与所述第二频率之间的一个或多个频率处的高原部分，所述高原部分由所述谐振网络和所述初级电路的组合初步限定。

3. 如权利要求1所述的电路，其中所述频率响应包括在所述第一频率与所述第二频率之间的一个或多个频率处的基本平坦的部分，所述基本平坦的部分由所述谐振网络和所述初级电路的组合初步限定。

4. 如权利要求3所述的电路，其中在所述基本平坦的部分中的所述一个或多个频率处或附近提供所述驱动信号。

5. 如权利要求3所述的电路，其中所述基本平坦的部分不随着由于所述初级电路与所述一个或多个次级单元之间的耦合变化引起的所述电路中有效电感的变化而显著改变。

6. 如权利要求5所述的电路，其中所述初级电路与所述一个或多个次级单元之间的所述耦合变化依赖于以下至少一个（1）所述初级电路与所述一个或多个次级单元之间的对准的变化以及（2）所述一个或多个次级单元的负载的变化。

7. 如权利要求1所述的电路，其中所述第一频率与所述第二频率之间的所述频率响应的一部分不由于所述初级电路与所述一个或多个次级单元之间的耦合而显著改变。

8. 如权利要求1所述的电路，其中所述感应功率传输系统对在向所述一个或多个次级单元传输功率时所看到的有效电感中的变化不敏感。

9. 如权利要求1所述的电路，其中所述初级电路包括初级电路电感器并且所述谐振网络包括谐振网络电感器，并且其中根据电感器比率选择所述初级电路电感器和所述谐振网络电感器。

10. 如权利要求1所述的电路，其中其中所述第一频率与所述第二频率之间的所述频率响应的一部分不随着由于所述初级电路与所述一个或多个次级单元之间的耦合变化引起的有效电感的变化而显著改变。

11. 如权利要求9所述的电路，其中所述谐振网络被配置为具有谐振频率并且所述初级电路被配置为具有相同的谐振频率而不改变所述电感器比率。

12. 如权利要求9所述的电路，其中所述电感器比率近似地为4：1。

13. 如权利要求1所述的电路，其中所述频率响应包括在所述第一频率与所述第二频率之间的一个或多个频率处的谷部分，所述谷部分由所述谐振网络和所述初级电路的组合初步限定。

14. 一种用于设计初级单元的方法，该初级单元被配置为生成电磁场用于将功率无线地传输到一个或多个次级单元，该或每个次级单元能与初级单元分离，该方法包括：

选择初级单元的目标频率；

选择谐振网络电感器的电感值和谐振网络电容器的电容值使得隔离的所述谐振网络的频率响应包括谐振频率；

选择初级电路电感器的电感值和初级电路电容器的电容值使得隔离的所述初级电路的频率响应包括谐振频率；

选择电感比率使得所述谐振网络和所述初级电路的组合的频率响应包括在所述谐振网络初步限定的第一频率处的第一谐振峰值和在所述初级电路初步限定的第二频率处的第二谐振峰值，其中所述目标频率落在所述第一频率与所述第二频率之间。

15. 如权利要求14所述的方法，其中在所述第一频率与所述第二频率之间的所述组合的频率响应的一部分不由于所述初级电路与一个或多个次级单元之间的耦合而显著改变。

16. 如权利要求14所述的方法，其中调整电感比率以补偿期望的初级电路电感、预期驱动电压、预期线圈电压和组件值限制中的至少一个。