[發明專利]無線能量傳輸

有效

• 申請號: 201310162809.X
• 申請日: 2013-05-06
• 公開（公告）號: CN103390937B
• 公開（公告）日: 2017-06-20
• 發明（設計）人: J·馬克
• 申請（專利權）人: 羅伯特·博世有限公司
• 主分類號: H02J50/10
• 分類號: H02J50/10;H02J50/12
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司72002
• 代理人: 郭毅

技術領域

本發明涉及一種無線能量傳輸。本發明尤其涉及一種在發送器和接收器之間的無線能量傳輸，以便向接收器饋給電能。

背景技術

例如為了給小型電設備的電池進行充電而不為此使用通向充電設備的有線接口，已知將作為發送器的充電設備和作為接收器的小型電設備感應地相互耦合，從而能夠電磁地傳輸電能。在此，發送器包括用于產生電磁交變場的發送線圈，并且接收器包括用于將電磁交變場轉換為電流的接收線圈。

用于電能量傳輸的常用發送器無法識別接收器是否位于電磁影響范圍中。發送器不顧及所述情況地產生交變場，由此可能產生不必要的能量消耗。能夠導電的或可磁化的物體可以在存在接收器或者不存在接收器的情況下位于發送器的電磁影響范圍中，所述物體可以通過交變場加熱并且因此危害運行安全。已經建議，由發送器通過交換消息來實現接收器的識別，然而這種解決方案的開銷是可觀的。

US4,942,352示出一種無線能量傳輸系統，其中設有磁開關，所述磁開關的狀態將接收器的存在通知給發送器，從而發送器僅僅在存在接收器的情況下提供電磁交變場。

US5,536,979示出一種用于可重復充電的小型電設備的充電設備，其中充電設備的發送線圈與小型設備的接收線圈借助于銜鐵磁耦合，其中所述銜鐵的一部分保留在小型設備中，從而其可以和小型設備一起遠離充電設備。如果小型設備不位于發送線圈的電磁影響范圍中，則通過遠離可以減小由充電設備提供的交變場。

發明內容

本發明基于以下任務：提出用于無線能量傳輸的發送器和系統，所述發送器和所述系統允許當沒有接收器位于發送器的電磁影響范圍中時簡單地減小由發送器提供的電磁交變場。本發明的另一任務在于提出用于控制用于無線能量傳輸的發送器的相應方法。

本發明借助于具有獨立權利要求的特征的發送器、系統和方法來解決這些任務。從屬權利要求又給出優選實施方式。

根據本發明的用于無線能量傳輸的發送器包括諧振回路，所述諧振回路包括用于提供電磁交變場的發送線圈和用于提供流過發送線圈的振蕩電流的觸發裝置和用于根據發送線圈的電感的改變來控制所述振蕩電流的振幅的控制設備。

可以在電路技術上容易地并且以較大可靠性確定發送線圈的電感或者所述電感的改變。不需要實現用于在發送器和接收器之間交換消息的主動系統。由此例如可以通過發送器向以下接收器饋電：所述接收器包括電池，所述電池如此深地放電，使得無法實現與發送器的通信。

由所確定的電感或者其改變可以推斷出在發送線圈的影響范圍中存在接收器，從而可以在不存在接收器的情況下減小通過發送線圈轉換為電磁交變場的電功率。有利地，可以將發送器與商業上常用的用于無線能量傳輸的接收器相組合，而無需接收器方面的改變。既不需要用于檢測發送器的存在的機械元件，也不需要用于發送器和接收器之間的消息交換的設備?？梢栽诓淮嬖诮邮掌鞯那闆r下降低發送器的能量消耗，并且可以降低由在存在或不存在接收器的情況下位于發送線圈的電磁影響范圍中的可磁化的或能夠導電的物體的發熱引起的危險。此外，所述確定可以是穩健的并且相對于另一個源的電磁干擾而言是抗干擾的。

優選地，諧振回路還包括諧振電容并且控制設備包括用于跨接諧振電容的設備，以便減小振蕩電流的振幅。這種電路可以將流過發送線圈的振蕩電流的振幅簡單地降低到接近零的值。由此，可以在不存在接收器的情況下使發送器過渡到節能模式中，所述接收器可以通過打開跨接設備容易地從所述節能模式又過渡到正常運行中。

在一種特別優選的實施方式中，控制設備設置用于：如果所確定的電感或所確定的電感改變指示在發送線圈的電磁影響范圍中不存在用于無線能量傳輸的接收器，則跨接諧振電容。

在一種實施方式中，控制設備設置用于基于振蕩電流的頻率的改變來確定發送線圈的電感的改變。為此，可以確定頻率并且將其與預先確定的閾值進行比較。

在另一種實施方式中，控制設備設置用于基于發送線圈的阻尼的改變來確定發送線圈的電感的改變?？梢愿鶕妳祦泶_定阻尼并且將所確定的值與一個閾值進行比較。在其他實施方式中，也可以確定發送線圈處的其他電參數并且將其單獨地或者在關聯之后與一個閾值進行比較，以便確定應如何控制振蕩電流的振幅。在此，優選力求二元的決定，從而控制設備或者不限制振蕩電流或者將振蕩電流限制到最小值。

在另一種實施方式中，發送器包括用于在諧振電容器跨接期間將諧振回路與外部電路電分離的分離設備。由此，諧振回路可以在跨接時間期間更少地電負載，從而其振蕩能力未受損害或者在不存在接收器的情況下也能夠實現流過發送線圈的振蕩電流的進一步減小。