[发明专利]感应电流传输方法

说明书

在一种借助至少一个由放大器为其加载电功率的发射线圈的感应电流传输方法中，放大器以零电压开关(ZVC)和零电流开关(ZCV)模式运行。

技术领域

本发明涉及一种借助至少一个由放大器为其加载电功率的发射线圈的感应电流传输方法。

背景技术

已知多种用于例如为给电气设备供电的蓄电池充电的感应电流传输。因此，EP 1318 260 A2公开了由连接在随着门扇移动的蓄电池上的固定网络组成的无线电流传输。

DE 10 2010 047 579 A1公开了另一种用途。在此，公开了呈平面延伸的家具零件，例如，桌板或工作台面，在其之中集成了多个用于为电驱动的设备(尤其如笔记本电脑、智能手机、平板电脑或同类设备)传输感应电流的发射线圈。

此处的目的是，使任何放置于此家具零件上的电气负载获得电流供给。

发明内容

此类负载可根据其接收的电功率划分到不同的等级中。为了保证这些不同的负载最优的电力供应，也需要传输不同的功率。因此，用于为至少一个发射线圈加载电功率的放大器必须设计得十分高效并且抗干扰。此点尤其也适用于无线电能传输在大约500kHz以上的高频区域。

根据本发明，此技术问题通过借助至少一个由放大器加载电功率的发射线圈的其中之一的感应电流传输方法通过此方式实现，即，放大器以零电压开关(ZVC)和零电流开关(ZCV)模式运行。

通过在电压过零和电流过零时接通放大器的电子开关(例如晶体管)来将电子开关的损耗功率降到最低并最大限度地避免干扰，由此，即使在高频率下，也提供更可靠、更稳定的运行。

但是，只有少量的开关模式可以同时满足这两个条件。这在由过程控制装置随后调节、并由此似乎呈现为DE级放大器的D级放大器上可实现。

此种过程控制装置可构造为独立的、可自主编程的逻辑单元或使用Asic，即专用集成电路。

在根据本发明的方法的结构设计方案中，放大器具有带有两个电子开关的半桥、串联谐振电路和两个分别配给电子开关的电容，过程控制装置生成用于操控电子开关的两个错开半个周期的矩形信号，矩形信号的脉冲宽度设置得使放电电容刚好在下一个矩形信号起始时完成放电。

电容可由合适的、并联于开关的电容器、开关电容本身或者相匹配的组合构造。

此处，如D级放大器通常的情况那样，调节脉冲宽度不用于调节功率，而用于调节DE级放大器的模式，即零电压开关和零电流开关。在此，还设置得使过程控制装置生成可设定为两种数值的、固定频率的脉冲作为矩形信号。但是，也可设置得使过程控制装备生成可设定其脉冲宽度的脉冲作为矩形信号。因此，结合上述两个特征，彼此跟随的脉冲两上升沿之间的距离保持恒定。只有脉冲宽度变化。

调节脉冲宽度不用于调整放大器功率，而用于以前述的模式运行。为了调整功率，设置得使矩形信号划分成等距的间隔，并且，为了调整放大器功率，由过程控制装置在此间隔中生成可设定其数量的脉冲，即稀疏处理。

如果没有传输脉冲，信号保持为零并且无能量传输。

为了使电子开关利落地切换，可进一步设置，使半桥一侧短路以衰减半桥振荡，这基本阐述了强制断开。

另外，为了保证最优地运行用于感应电流传输的发射器，还在产生脉冲的过程控制装备与半桥之间设置了控制回路。由此，可通过经过评估的半桥信号调整脉冲宽度，使半桥也最优地运行。为此，设置微控制器是有利的，过程控制装置由微控制器通过数据总线获取信息。此外，此信息可包含用于调节放大器功率的数据，从而，也可为不同功率等级的装置实现最优的无线电能传输。