[发明专利]感应式功率发射器

说明书

技术领域

本发明整体涉及一种转换器，具体地讲但并非唯一地，涉及用于感应式功率发射器的转换器。

背景技术

电转换器见于许多不同类型的电系统中。一般而言，转换器将第一类型的供给转换成第二类型的输出。此类转换可包括DC-DC、AC-AC、DC-AC和AC-DC电转换。在一些配置中，转换器可具有任何数量的DC和AC“部件”，例如DC-DC转换器可结合变压器形式的AC-AC转换器级。

使用转换器的一个示例是在感应式功率传输(IPT)系统中。IPT系统是已建立的技术(例如，电动牙刷的无线充电)和正在开发的技术(例如，手持设备在“充电垫”上的无线充电)的熟知领域。

IPT系统通常将包括感应式功率发射器和感应式功率接收器。感应式功率发射器包括一个或多个发射线圈，其由合适的发射电路驱动以生成交变磁场。交变磁场将在感应式功率接收器的一个或多个接收线圈中感应电流。接收到的功率然后可用于给电池充电，或者为与感应式功率接收器相关联的设备或者一些其他负载供电。此外，发射线圈和/或接收线圈可连接到谐振电容器以创建谐振电路。谐振电路可增大对应谐振频率下的功率吞吐量和效率。

对电感耦合的功率传输系统的兴趣日益增加，其中功率发射器包括在充电表面(通常称为“充电垫”)下方的发射器线圈阵列。

然而，目前可用的感应式功率发射器，尤其是阵列发射器可能仍然面临具有大部件计数和过量散热的问题。因此，本发明可提供改进的感应式功率发射器或者可向公众提供有用的选择。

发明内容

根据一个示例性实施方案，提供了感应式功率发射器，包括：

被配置为接收AC电压的功率发射线圈；

被配置为与线圈串联连接的电容器；和

被配置为与线圈串联连接的开关；

其中开关基于被配置为确定通过线圈的电流的可变控制作用参数来切换。

应当确认，术语“包括”、“包含”和“具有”可在变化权限下被归属为具有唯一性或包括性含义。出于本说明书的目的，并且除非另有说明，否则这些术语旨在具有包括性含义—即，将取其意在包括此次使用直接引用的列举部件，并且可能还包括其他非指定部件或元件。

对本说明书中的任何文件的引用不构成对该文件是现有技术、可与其他文件有效地结合或形成公知常识的一部分的承认。

附图说明

并入说明书中并且构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施方案，并且与上文给出的本发明的整体概述以及下文给出的实施方案的详细描述一起用于解释本发明的原理，其中：

图1是感应式功率传输系统的框图；

图2是逆变器的框图；

图3是逆变器的简化电路图；并且

图4是逆变器的时序图。

具体实施方式

在图1中整体示出了感应式功率传输(IPT)系统1。IPT系统1包括感应式功率发射器2和感应式功率接收器3。感应式功率发射器2连接到适当的电源4(诸如电网电源或电池)。感应式功率发射器2可包括具有转换器5例如AC-DC转换器(取决于所用电源的类型)和例如连接到转换器5(如果存在的话)的逆变器6中的一者或多者的发射器电路。逆变器6为一个或多个发射线圈7供给AC信号，使得该一个或多个发射线圈7生成交变磁场。在一些配置中，一个或多个发射线圈7也可被认为是与逆变器6分开的。一个或多个发射线圈7可并联或串联或以某种其他组合连接到电容器(未示出)以创建谐振电路。

控制器8可连接到感应式功率发射器2的每个部分。控制器8可适于接收来自感应式功率发射器2的每个部分的输入，并且产生控制每个部分的工作的输出。控制器8可以实现为单个单元或独立单元，被配置为根据其性能来控制感应式功率发射器2的各个方面，其性能包括例如：功率流动、调谐，选择性地给一个或多个发射线圈7通电、感应式功率接收器检测和/或通信。

感应式功率接收器3包括连接到功率调节电路10的功率拾取级9，该功率调节电路交替地向负载11供电。功率拾取级9包括一个或多个感应式功率接收线圈。当感应式功率发射器2和感应式功率接收器3的线圈合适地耦合时，由一个或多个发射线圈7生成的交变磁场包括一个或多个接收线圈9中的交流电。该一个或多个接收线圈9可并联、串联或以某种其他组合连接到电容器和附加电感器(未示出)以创建谐振电路。在一些感应式功率接收器中，接收器可包括控制器12，该控制器可控制该一个或多个接收线圈7的调谐、功率调节电路10的工作、负载11的特征和/或通信。