[發明專利]感應功率發射器及功率流控制方法

在審

• 申請號: 201580068915.9
• 申請日: 2015-12-16
• 公開（公告）號: CN107112803A
• 公開（公告）日: 2017-08-29
• 發明（設計）人: 任賽寧
• 申請（專利權）人: 鮑爾拜普羅克西有限公司
• 主分類號: H02J50/10
• 分類號: H02J50/10;H01F38/14
• 代理公司: 北京弘權知識產權代理事務所(普通合伙)11363
• 代理人: 任靜,許偉群

技術領域

本發明總體而言涉及一種感應功率發射器，具體地，但非排他地，涉及一種感應功率傳輸系統和功率流控制的方法。

背景技術

IPT(感應功率傳輸)系統是已知技術(例如，電動牙刷的無線充電)和正開發技術(例如，“充電墊”上的手持設備的無線充電)的眾所周知的領域。在任何IPT系統中，需要某種形式的功率流控制以進行有效操作，并且存在關于系統的復雜性和性能的權衡。

傳統地，IPT發射器中的無功電源已經通過在次級電路上具有固定負載的電路的設計來預先確定。

由于IPT發射器操作以便隨時滿足來自IPT接收器的全部功率需求，因此具有IPT接收器側功率流控制而無IPT發射器側功率流控制的系統導致系統效率低下。

可以使用一系列方法來實現不具有IPT接收器側功率流控制而具有IPT發射器側功率流控制的系統，該一系列方法包括基于在發射器側測量的電氣參數來改變逆變器操作頻率、逆變器的電源或切換的逆變器輸出波形的占空比。然而，因為IPT接收器側所需的IPT發射器側的功率預期與IPT發射器側中的功率流控制存在滯后，所以僅對IPT發射器側的功率流控制導致電源不連續。

在發射器和接收器之間存在通信的情況下可以實現良好的功率流量控制，但這增加了系統的成本和復雜性。

本發明提供一種感應功率傳輸系統和功率流控制方法，其利用相對簡單的設計實現良好的功率流控制，或者至少為公眾提供有用的選擇。

發明內容

根據一個示例性實施例，提供一種感應功率發射器，包括：

a.可控DC電壓源；

b.DC-AC轉換器，其從可控DC電壓源接收DC電源，以及產生AC輸出波形以驅動感應功率傳輸系統的發射器線圈；

c.電流傳感器，用于測量由可控DC電壓源供應到DC-AC轉換器的電流；以及

d.控制器，其基于由電流傳感器測量的電流來調節DC電壓源的輸出電壓。

還提供一種控制感應功率發射器將功率供應到感應功率接收器的方法，其中，感應功率發射器包括從可控DC電壓源驅動發射器線圈的DC-AC轉換器，以及其中，感應功率接收器具有功率流控制，該方法包括以下步驟：

a.監控由可控DC電壓源輸出的電流；以及

b.基于監控的電流來控制由可控DC電壓源輸出的電壓，使得發射功率被計算為比感應功率接收器所需功率更大的裕度。

公認的是，在不同的管轄范圍下，術語“包括”及其變型可以被賦予排他性含義或包含性含義。為了本說明書的目的，除非另外注明，否則這些術語意在具有包容性含義，即，它們將被視為包括使用直接引用的所列組件，并且可能還包括其他未指定的組件或元件。

在本說明書中對任何文獻的引用并不構成對其為現有技術或其形成公知常識的一部分的承認。

附圖說明

包括在說明書中并構成說明書的一部分的附圖示出了本發明的實施例，附圖與上面給出的本發明的總體描述以及下面給出的實施例的詳細描述一起用于解釋本發明的原理。

圖1是感應功率傳輸系統的示意圖；以及

圖2是根據一個實施例的包括DC-AC轉換器設計的電路圖。

具體實施方式

參考圖1，示出了包括IPT發射器2和IPT接收器3的感應功率傳輸系統1的示意圖。發射器2包括可控DC電壓源5，其在這種情況下是接收DC輸入電源4的DC-DC轉換器。DC電壓源5可以是降壓轉換器或降壓-升壓轉換器，然而優選降壓-升壓轉換器，因為它能夠在較大輸入電壓范圍內工作。可控DC電壓源5將調節后的DC輸出電壓提供到驅動發射器線圈7的DC-AC轉換器6(以升壓模式適當地操作)。在物理實現中，DC-AC轉換器可以包含可控DC電壓源。電流傳感器9測量由可控DC電壓源5供應到DC-AC轉換器6的電流，而電壓傳感器10測量可控DC電壓源5的輸出電壓。控制器8(合適的微控制器)從傳感器9和10接收該信息以及相應地控制可控DC電壓源5的輸出電壓。控制器8還控制DC-AC轉換器6的切換。

IPT接收器3包括接收器線圈11，該接收器線圈11將功率供應到整流器12，整流器12進而將功率供應到功率流控制器13，在這種情況下，該功率流控制器13是DC-DC轉換器的形式。