[發明專利]諧振電源

有效

• 申請號: 201380041252.2
• 申請日: 2013-08-05
• 公開（公告）號: CN104521103B
• 公開（公告）日: 2017-09-08
• 發明（設計）人: 阿南德·薩慕斯;哈斯南·阿克拉姆;派翠克·史丹利·里爾
• 申請（專利權）人: 聯發科技(新加坡)私人有限公司
• 主分類號: H02J50/12
• 分類號: H02J50/12
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司11127
• 代理人: 湯在彥

【交叉參考相關申請】

本申請要求2012年8月3日申請的序號為No.61/679，298的臨時申請的優先權，其全部參考并入本文。

【技術領域】

本發明關于無線系統領域，且特別關于允許電力隨著變化在匹配網絡中有效率地全部傳送的諧振無線電力系統。

【背景技術】

在無線電力系統中，形成松耦合的(loosely-coupled)變壓器的感應線圈用于以非接觸的方式傳送電力。在諧振無線電力(Resonant Wireless Power，RWP)系統中，阻抗匹配網絡用于消除那些感應線圈的無功阻抗，允許電力更有效地通過系統傳送。在具有電阻性負載的理想的RWP系統中，匹配網絡可以完美地調諧以刪除所有無功阻抗，創建完美的匹配的電路。在實際的RWP系統中，然而，此理想的模型無法擁有。負載電力根據正被服務的裝置的需求而變化，導致變化的負載阻抗。源和負載線圈之間的耦合因素隨著充電器和充電裝置的相對位置而改變。且，在大量生產的裝置中，匹配網絡遭遇制造變化，所以他們從不能完美調諧。

存在兩個復變阻抗，可用于描述RWP系統的最重要的方面：開路阻抗Zoc和反射阻抗Zref。源線圈和接收器線圈的互感或耦合可以用多個不同的方式模擬。在我們的優選方法中，耦合模擬為與接收器(次級)線圈串聯的電流控制的電壓源。從此電壓源看到的(包含線圈、匹配網絡以及負載(整流器、DC/DC、負載電流)的阻抗是Zoc。在源(初級)側，當出現耦合時，可以將耦合的效應模擬為與源線圈串連的阻抗，稱為Zref，反射阻抗。開路阻抗和反射阻抗是復數量，包含實數部(阻性的)和虛數部(無功)。對于1：1RWP系統，反射阻抗通過以下公式關于開路阻抗：

【發明內容】

根據本發明的一個方面，提供電流模式諧振電源。電流模式諧振電源包含源電路，包含源線圈，具有第一電阻的驅動器，第一電阻表示交流驅動器的等效輸出阻抗，以及匹配網絡。電流探頭測量瞬時源線圈電流的幅度信號。放大器接收并比較幅度信號和目標信號，并產生與差別成比例的錯誤信號。補償濾波器接收錯誤信號并產生確定交流驅動器供應電壓的控制電壓。

根據本發明的另一方面，提供具有電力因素校正的諧振電源。諧振電源包含源電路，包含源線圈，具有第一電阻的交流驅動器，第一電阻表示交流驅動器的等效輸出阻抗，以及匹配網絡。電流探頭測量瞬時源線圈電流的幅度信號。電壓探頭測量瞬時交流驅動器電壓。相位檢測器接收和比較瞬時源線圈電流和瞬時交流驅動器電壓的相位，并產生與相位差成比例的第一輸出信號。放大器接收和放大第一輸出信號，并產生放大后的信號。補償濾波器接收放大后的信號，并產生確定源電路中可變元件阻抗的控制電壓。

根據本發明的另一方面，提供諧振無線電力系統。諧振無線系統包含源電路，包含源線圈，具有第一電阻的交流驅動器，第一電阻表示交流驅動器的等效輸出阻抗，以及匹配網絡。電流探頭測量瞬時源線圈電流的幅度信號。電壓探頭測量瞬時交流驅動器電壓。相位檢測器接收和比較瞬時源線圈電流和瞬時交流驅動器電壓的相位，并產生與相位差成比例的第一輸出信號。第一放大器接收和比較幅度信號和目標信號，并產生與差別成比例的錯誤信號。第一補償濾波器接收錯誤信號并產生確定交流驅動器供應電壓的控制電壓。第二放大器接收和放大第一輸出信號，并產生放大后的信號。第二補償濾波器接收放大后的信號，并產生確定源電路中的可變元件的阻抗的控制電壓。

【附圖說明】

圖1是圖示根據本發明使用的串聯匹配網絡的示意圖；

圖2是串聯匹配網絡的開路阻抗坐標圖；

圖3是圖示根據本發明使用的電流模式諧振無線電力(RWP)源的示意圖；

圖4是圖示根據本發明使用的源阻抗軌跡、兩個接收器情況的坐標圖；

圖5是圖示根據本發明使用的具有電力校正因素的RWP源的示意圖；

圖6是圖示用于具有功率因素的RWP源的復變阻抗坐標的示意圖；

圖7是圖示根據本發明使用的具有電力校正因素的電流模式RWP源的示意圖；以及

圖8是圖示根據本發明使用的用于線圈電流控制的可調整的匹配網絡的示意圖。

【具體實施方式】

本發明涉及由RWP源使用的電流模式諧振無線電力(Resonant Wireless Power，RWP)源和電力因素校正，用于管理源裝置中的操作狀況的變化。