[發明專利]無線感應功率傳輸

有效

• 申請號: 201680069204.8
• 申請日: 2016-11-07
• 公開（公告）號: CN108292863B
• 公開（公告）日: 2021-10-29
• 發明（設計）人: N·F·茹瓦;K·J·盧洛福斯
• 申請（專利權）人: 皇家飛利浦有限公司
• 主分類號: H02J50/12
• 分類號: H02J50/12;H02J50/80
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 王英;劉炳勝

一種用于向功率接收器(105)感應地傳輸功率的功率發射器(101)，其包括共振電路(201)，所述共振電路包括用于生成功率傳輸信號的發射器線圈(103)。采樣器(511)對通過發射器線圈(103)的電流或者所述發射器線圈(103)上的電壓進行采樣。消息接收器(509)接收基于樣本被調制到功率傳輸信號上的消息負載。驅動器(203)生成針對共振電路(201)的驅動信號，并且共振修改電路(505)通過針對驅動信號的周期的部分時間間隔減慢針對共振電路(201)的共振部件的狀態改變來降低共振電路(201)的共振頻率。采樣時間控制器(513)響應于部分時間間隔的開始時間和結束時間中的至少一個來控制采樣時間，并且具體地可以將采樣時間設置為處在所述部分時間間隔之內。

技術領域

本發明涉及感應功率傳輸，并且具體但非排他地涉及使用與用于無線功率傳輸系統的Qi規范兼容的元件來提供感應功率傳輸的功率發射器。

背景技術

大多數當今的系統需要專門的電接觸以便從外部電源供電。然而，這往往是不切實際的，并且需要用戶物理地插入連接器或者以其他方式建立物理電接觸。通常，功率要求也顯著不同，并且目前大多數設備都設置有其自己的專用電源，導致典型用戶具有大量不同的電源，其中每個電源專用于特定的設備。盡管使用內部電池可以避免在使用期間與電源進行有線連接的需要，但是這僅提供了部分解決方案，因為電池將需要充電(或更換)。電池的使用也可能大大增加設備的重量以及潛在的成本和尺寸。

為了提供顯著改善的用戶體驗，已經提出了使用無線電源，其中，功率從功率發射器中的發射器電感器被感應地傳輸到個體設備中的接收器線圈。

經由磁感應的功率傳輸是周知的概念，主要應用于在主發射器電感器與次級接收器線圈之間具有緊密耦合的變壓器中。通過分離這兩個設備之間的主發射器電感器和次級接收器線圈，基于松散耦合的變壓器的原理，在這兩者之間的無線功率傳輸成為可能。

這樣的布置允許對設備的無線功率傳輸，而不需要進行任何線纜或物理電連接。實際上，其可以簡單地允許將設備放置在發射器電感器附近或頂部，以便被再充電或者從外部供電。例如，功率發射器設備可以被布置有水平表面，在所述水平表面上能夠簡單地放置設備以便供電。

此外，這樣的無線功率傳輸布置可以有利地被設計成使得功率發射器設備能夠與一系列功率接收器設備一起使用。具體地，已經定義了被稱為Qi規范的無線功率傳輸方法，并且目前正在進一步開發。該方法允許滿足Qi規范的功率發射器設備與也滿足Qi規范的功率接收器設備一起使用，而這些設備不必來自相同的制造商或者必須彼此專用。Qi標準還包括用于允許操作適于特定功率接收器設備的一些功能(例如，取決于特定的功率損耗)。

Qi規范是由Wireless Power Consortium開發的，并且能夠例如在其網站http：//www.wirelesspowerconsortium.com/index.html上找到，其中，具體地，能夠找到定義的規范文檔。

許多無線功率傳輸系統(諸如，例如Qi)支持從功率接收器到功率發射器的通信，從而使得功率接收器能夠向功率發射器提供信息，這可以允許其適于特定的功率接收器或者由功率接收器所經歷的特定條件。

在許多系統中，這樣的通信是通過對功率傳輸信號的負載調制來進行的。具體地，通過功率接收器執行負載調制來實現通信，其中，通過功率接收器施加到次級接收器線圈的負載被改變以提供對功率信號的調制。所產生的電特性變化(例如，發射器電感器的電流變化)能夠由功率發射器來檢測和解碼(解調)。

因此，在物理層，從功率接收器到功率發射器的通信信道使用功率信號作為數據載體。所述功率接收器調制能夠通過發射器電感器電流或電壓的幅度和/或相位的變化來檢測的負載。

例如能夠在Qi無線功率規范(1.0版)第1部分的第6章中找到在Qi中應用負載調制的更多信息。