[发明专利]具有宽输入电压范围的无线电力发射器及其操作方法

权利要求书

1.一种电力发射器，用于对电子设备无线充电，其特征在于，电力发射器包括：

输入端，被配置为接收可变直流输入电压；

逆变器，被耦合到输入端以接收可变直流输入电压，逆变器被配置为产生具有占空因数的交流方波信号，占空因数被选择以提供预定的等效电压，其中逆变器被配置为在可变直流输入电压的所确定的幅值相对低时产生具有相对高的占空因数的交流方波信号，且逆变器被配置为在可变直流输入电压的所确定的幅值相对高时产生具有相对低的占空因数的交流方波信号；

多个初级线圈，被耦合到匹配网络以接收充电信号，多个初级线圈在多个不同的线圈组合中被配置为可选择的；多个不同的线圈组合中的每一个包括多个初级线圈中的数个，其中多个不同的线圈组合中的至少一个包括多个初级线圈中的多于一个，以利使用不同数目的初级线圈来传输；多个初级线圈被配置为选择性地发送电力传输信号到电子设备上的接收线圈；以及

匹配网络，被耦合到逆变器和被耦合到多个初级线圈；匹配网络被配置为从交流方波信号产生充电信号，以及配置为将充电信号提供给多个初级线圈；匹配网络包括多个切换电容，其被选择性地切换以对于用来发送电力传输信号的所选择的线圈组合实现最大电力传输效率；

其中所述匹配网络进一步包括：

差分输入端，具有第一差分输入和第二差分输入，被配置为接收交流方波信号；

差分输出端，具有第一差分输出和第二差分输出，被配置为产生充电信号；

其中多个切换电容被并联地耦合在第一差分输入和第二差分输入之间，其中多个切换电容中的第一数目的切换电容在所选择的线圈组合中包括第一数目的初级线圈时被切换进入匹配网络、一个或多个另外的切换电容在所选择的线圈组合中包括第二数目或更多数目的初级线圈时被切换进入匹配网络。

2.如权利要求1所述的电力发射器，其特征在于，逆变器包括：

全桥逆变器，具有第一晶体管对、第二晶体管对，其中逆变器被配置为使用相移拓扑结构来产生交流方波信号，在其中第一晶体管对的切换相对于第二晶体管对相移。

3.如权利要求1所述的电力发射器，其特征在于，逆变器包括：

全桥逆变器，具有第一晶体管对、第二晶体管对，其中逆变器被配置为产生交流方波信号，其具有确保晶体管对的准谐振软开关的死区时间，其中死区时间是一个晶体管对中一个晶体管关断的第一时间和该晶体管对中互补晶体管接通的第二时间之间的时间间隔。

4.如权利要求1所述的电力发射器，其特征在于，匹配网络进一步包括：

电感器，被耦合在第一差分输入和第一差分输出之间。

5.如权利要求1所述的电力发射器，其特征在于，进一步包括耦合到多个初级线圈的感测电路，其中感测电路被配置为检测在多个初级线圈中的至少一个上接收的信号，以促进来自电子设备的通信，并控制向电子设备的电力传输量。