[发明专利]用于双线圈装置的主电力供应调谐网络及其操作方法

说明书

本发明提供用于将AC源连接到负载并操作AC源的系统、方法和设备。在一个方面中，提供了一种可以特别在无线电力传输领域中使用的电力供应拓扑。所述拓扑允许单个源激发一或多个传导结构，所述一或多个传导结构经配置以形成场，从而改善对电力接收器的电力传输。

技术领域

本发明一般涉及无线电力传输，并且更具体地涉及将无线电力传输关联到远程系统(例如，包括电池的车辆)的装置、系统和方法。更具体地，本发明涉及一种电力供应拓扑，其允许来自电源的单个驱动信号激发一或多个传导结构。

背景技术

已经引入了远程系统，例如车辆，包含来源于从储能装置(例如，电池)接收的电力的运动动力。例如，混合动力电动车辆包含车载充电器，所述车载充电器使用来自车辆制动和传统发动机的电能对车辆进行充电。完全电动的车辆通常从其它源接收用于电池充电的电力。电池电动车辆(电动车辆)经常提出要通过某种类型的有线交流电(AC)，例如通过家用或商用的AC电源充电。有线充电连接器需要在物理上连接到电力供应器的电缆或其它类似的连接器。电缆和类似的连接器有时是不方便或笨重的，且具有其它缺点。无线充电系统能够在自由空间中(例如，经由无线场)传输用于电动车辆充电的电能，它可以克服某些有线充电方案的缺陷。因此，需要一种能有效和安全地传输无线功率的系统和方法。

发明内容

在无线电力传输系统中，初级传输线圈和次级接收线圈的相对定位可以极大地影响从发射器传送到接收器的电力传输效率以及功率量。一种可变定位问题的方案包括通过采用发射器为一个以上的线圈供电产生磁场。这可以覆盖更大的物理区域，且允许对发射线圈定位并供电以“形成”所产生的磁场供电以及改变场强来增加接收线圈所示的磁通量。为了完全控制多个线圈发射器，调整通过线圈驱动的电流的大小以及线圈之间的电流的相对相位的能力规定了单个电源(例如，逆变器桥)和调谐网络的使用。然而，由于部件的数目和数量，多个源和调谐网络增加了发射器的物理尺寸和金钱成本。每个源、调谐网络，以及其它电路必须额定用于发射器的全功率。进一步，多个源增加了发射器的控制复杂度。因此，本发明涉及一种调谐网络，其可以选择性地将单个驱动信号从源投送到初级线圈。调谐网络可以经重新配置以在发射器的操作期间选择性地激发或禁用初级线圈。

在所附权利要求的范围内的系统、方法和装置的各种实施方式各自具有若干方面，其中任何单个方面均不仅仅负责在此所述的所需属性。在不限制所附权利要求范围的情况下，在此描述了某些显著特征。

在本说明书中描述的主题的一或多个实施方案的细节在附图和以下说明书中阐述。其它特征、方面和优点将根据说明书、附图以及权利要求书变得显而易见。注意，附图的相对尺寸可能未按比例绘制。

本发明的一方面提供一种无线电力发射器。传输器包括第一传导结构，第一传导结构经配置以产生第一场。发射器进一步包括第二传导结构，第二传导结构与第一传导结构串联且经配置以产生第二场。发射器进一步包括源，所述源经配置以产生驱动信号。发射器进一步包括电路，所述电路经配置以选择性地将驱动信号投送到第一传导结构或第二传导结构或者投送到第一传导结构和第二传导结构两者，且进一步经配置以维持通过驱动信号驱动的第一传导结构和第二传导结构中的一者或两者的调谐。

本发明的另一个方面提供一种以无线方式发射电力的方法。所述方法包括通过源产生驱动信号。所述方法包括在电力传输期间动态地投送驱动信号以实现以下之一：激发第一传导结构以产生第一场；激发第二传导结构以产生第二场；或者激发串联的第一传导结构和第二传导结构以产生第三场。

本发明的又一个方面提供一种无线电力发射器。发射器包括用于产生驱动信号的装置。发射器进一步包括用于在电力传输期间动态地投送驱动信号的装置以实现以下之一：激发第一产生装置以产生第一场；激发第二产生装置以产生第二场；或者激发第一产生装置和第二产生装置以产生第三场。

附图说明

图1是示范性无线电力传输系统的功能性框图。