[發明專利]用于雙向無線功率傳輸的系統和方法

有效

• 申請號: 201310185807.2
• 申請日: 2013-03-14
• 公開（公告）號: CN103683523B
• 公開（公告）日: 2018-04-13
• 發明（設計）人: J·C·范登布林克;J·B·泰勒;M·J·諾爾康克;C·J·摩爾;B·C·梅斯;N·W·庫伊文霍文;D·W·巴曼
• 申請（專利權）人: 捷通國際有限公司
• 主分類號: H02J50/10
• 分類號: H02J50/10;B60L11/18
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 蔣駿,王忠忠

1.一種能夠接收和發射無線功率的遠程設備，所述遠程設備與無線電源分離，所述遠程設備包括：

收發機，被配置成響應于由該無線電源所產生的場來產生電功率，并且響應于受到驅動來傳輸無線功率；

無線功率收發機電路，被耦合到所述收發機，所述無線功率收發機電路可在接收模式和發射模式之間配置；

其中在所述發射模式中，所述無線功率收發機電路能夠驅動所述收發機來傳輸無線功率；以及

其中在所述接收模式中，所述無線功率收發機電路能夠整流在所述收發機中從該無線電源接收的所述電功率，其中所述無線功率收發機電路包括自驅動同步整流電路。

2.如權利要求1中所請求保護的遠程設備，其中所述自驅動同步整流電路包括一個或多個有源開關元件和偏置電路，并且其中每個有源開關元件的柵極被耦合到所述收發機來提供偏壓以控制每個有源開關元件的狀態。

3.如權利要求２中所請求保護的遠程設備，其中所述偏置電路包括一個或多個電容器，其將每個有源開關元件的所述柵極耦合到所述收發機。

4.如權利要求3中所請求保護的遠程設備，其中電阻器也被耦合到每個開關元件的所述柵極，使得每個所述柵極被偏置到高DC電壓或低DC電壓。

5.如權利要求4中所請求保護的遠程設備，進一步包括控制器來監控所述無線功率收發機電路，所述控制器被配置成控制所述無線功率收發機電路來在全同步模式、半同步模式、間斷模式以及二極管整流模式中的至少一個模式中整流從所述收發機接收的功率，其中所述控制器施加直接耦合到所述開關元件的每個柵極的信號。

6.如權利要求1中所請求保護的遠程設備，進一步包括控制器來監控所述無線功率收發機電路，所述控制器被配置成控制所述無線功率收發機電路來在全同步模式、半同步模式、間斷模式以及二極管整流模式中的至少一個模式中整流從所述收發機接收的功率。

7.如在權利要求6中所請求保護的遠程設備，其中所述無線功率收發機電路包括耦合到所述收發機的一個或多個開關，并且其中所述控制器能夠驅動每個開關的柵極來控制對所述收發機中在所述接收模式中所接收到的功率的整流，并驅動所述收發機來在所述發射模式中傳輸無線功率。

8.如權利要求1中所請求保護的遠程設備，進一步包括：

傳感器，被耦合到所述收發機，所述傳感器適于感測所述收發機中的功率特性；以及

控制器，被配置處于所述發射模式中，以基于所述感測的功率特性來控制所述無線功率收發機電路，以便驅動所述收發機。

9.如在權利要求8中所請求保護的遠程設備，其中所述控制器被配置成基于所述感測的功率特性來檢測是否有另一個遠程設備正在發射功率。

10.如在權利要求1中所請求保護的遠程設備，其中所述無線功率收發機電路包括以橋拓撲結構布置的至少四個開關，所述至少四個開關能夠被所述自驅動同步整流電路所控制，以整流在所述收發機中接收的所述電功率。

11.如在權利要求10中所請求保護的遠程設備，其中所述至少四個開關中的兩個為二極管，其中每個二極管為所述橋拓撲結構的低側部件。

12.如在權利要求10中所請求保護的遠程設備，其中所述至少四個開關的每個都包括兩個背靠背MOSFET。

13.如在權利要求10中所請求保護的遠程設備，其中在所述發射模式中，所述橋拓撲結構在半橋模式中進行操作，以便驅動所述收發機。

14.如在權利要求1中所請求保護的遠程設備，進一步包括通信系統，其能夠與第二遠程設備通信，并且其中所述遠程設備能夠傳輸功率到該第二遠程設備。

15.如在權利要求14中所請求保護的遠程設備，其中所述通信系統與該第二遠程設備交換功率信息，并且其中所述遠程設備基于所述功率信息來確定是進入所述發射模式還是進入所述接收模式。

16.如在權利要求1中所請求保護的遠程設備，進一步包括第二收發機來進行以下至少一個：（a）操作為與所述收發機耦合的諧振器，以及（b）選擇性地激活以接收或發射功率。