[发明专利]无线电力传输系统

说明书

一种具有DE类逆变器的无线电力传输系统，用于将电力传输至负载。无线电力传输系统包括半桥电路、零电压开关(ZVS)储能电路、并联电容器阵列、评估电路和控制器。半桥电路有两个串联连接的晶体管，每个晶体管由栅极驱动信号驱动，栅极驱动信号有一占空比。ZVS储能电路和并联电容器阵列与半桥电路电连接。ZVS储能电路包括两个电容器和一个电感器。并联电容器阵列有一个可调谐的电容。评估电路计算系统的电力转换效率。控制器接收来自评估电路的电力转换效率，并生成控制信号以调整栅极驱动信号的占空比以及调整并联电容器阵列的电容，以便最大化系统的电力转换效率。

技术领域

本发明涉及为负载供电的无线电力传输系统。

背景技术

无线电力传输系统提供了一种方便、安全和可靠的方式为电子设备充电和供电。传统上，无线电力传输系统的逆变器或放大器是ZVS D类逆变器。ZVS D类逆变器实现了相对稳定的系统整体电力转换效率。DE类逆变器还可以在一定负载阻抗下提高无线电力传输系统的电力转换效率，但整体电力转换效率不能保持一个稳定值。DE类逆变器面临的主要挑战是如何在负载阻抗变化时将电力转换效率保持在一个高水平上。

本发明提供的新方法和系统提高了从无线电力传输系统到负载的电力转换效率，将有助于推进技术需求并解决无线电力转换领域中的技术问题。

发明内容

一个示例性实施例是一种具有DE类逆变器的无线电力传输系统，将电力传输到具有可变阻抗的负载。所述无线电力传输系统包括半桥电路、零电压开关(ZVS)储能电路、并联电容器阵列、评估电路、和控制器。半桥电路有串联连接的两个晶体管，每个晶体管是由一个栅极驱动信号驱动，栅极驱动信号有占空比。ZVS储能电路和并联电容器阵列与半桥电路电连接。ZVS储能电路包括两个电容器和一个电感器。并联电容器阵列有一个可调谐的电容。评估电路计算系统的电力转换效率。控制器从评估电路接收电力转换效率并生成控制信号，以调整栅极驱动信号的占空比以及调整并联电容器阵列的电容，以最大化系统的电力转换效率。

以下讨论其它示例性实施例。

附图说明

图1是一个示例性实施例的无线电力传输系统的框图。

图2是一个示例性实施例的半桥电路的电路图。

图3是一个示例性实施例的全桥电路的电路图。

图4是另一个示例性实施例的全桥电路的电路图。

图5是一个示例性实施例的并联电容器阵列。

图6是一个示例性实施例的查找表。

图7是一个示例性实施例由无线电力传输系统执行的方法。

图8是一个示例性实施例的具有5欧姆负载的无线电力传输系统的电力转换效率。

图9是一个示例性实施例的具有10欧姆负载的无线电力传输系统的电力转换效率。

图10是一个示例性实施例的具有15欧姆负载的无线电力传输系统的电力转换效率。

图11是一个示例性实施例的具有20欧姆负载的无线电力传输系统的电力转换效率。

图12是一个示例性实施例的三个无线电力传输系统的电力转换效率。

具体实施方式

示例性实施例涉及无线电力传输系统或无线电力发射器及以最大电力转换效率为负载无线供电的方法。

无线电力传输系统将电力从电源无线地传输到电力负载。该系统传输的电力范围从微瓦到兆瓦。无线电力传输系统包括将直流(DC)信号转换成交流(AC)信号的逆变器或放大器、发射(Tx)谐振器、接收(Rx)谐振器和整流器。整流器将交流信号转换为直流信号，并直接向负载供电。当负载阻抗波动时，期望无线电力传输系统能保持高效的电力转换效率。