[發明專利]用于以無線方式將電力供應到負載的方法和設備

有效

• 申請號: 201710369012.5
• 申請日: 2013-09-27
• 公開（公告）號: CN107317382B
• 公開（公告）日: 2020-08-04
• 發明（設計）人: E·T·利蘇瓦迪
• 申請（專利權）人: 凌力爾特公司
• 主分類號: H02J7/02
• 分類號: H02J7/02;H02J50/12
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 張丹

本發明涉及用于以無線方式將電力供應到負載的方法和設備。本發明提供一種用于發射器電感器的自動諧振驅動器，其以最優頻率驅動所述電感器以達到最大效率。所述發射器電感器磁性地耦合而不是物理地耦合到接收器電感器，且由所述接收器電感器產生的電流是用于給負載供電。舉例來說，系統可用于遠程地給電池(作為所述負載的一部分)充電或將電力提供到電動機或電路。反饋電路用于產生諧振驅動頻率。發射側中的檢測器以無線方式檢測是否在接收器側中產生充足電流，以通過電壓調節器實現調節從而給所述負載供電。當發射器電感器峰值電壓隨著驅動脈沖寬度斜升而突然增加時，實現此點。在所述點處，使所述脈沖寬度保持恒定以達到最優效率。

分案申請的相關信息

本申請是國際申請號為PCT/US2013/062129、申請日為2013年9月27日、發明名稱為“用于感測所需發射電力以達到最優效率的無線電力發射器的自動諧振驅動器”的PCT申請進入中國國家階段后申請號為201380051798.6的中國發明專利申請的分案申請。

技術領域

本發明涉及例如用于給便攜式裝置或遠程供電裝置中的電池再充電的電力到裝置的無線發射，且特定來說涉及使用自動諧振電力發射器的此系統。

背景技術

最近，對開發用以給從消費型電子器件(例如手機)到重型工業設備(例如在起重機的端處的電動機)的各種裝置供電的無線電力傳送系統越來越感興趣。此興趣背后的主要驅動力是此些無線電力傳送系統能夠移除在傳統線連接的系統中將電力從源遞送到負載所必需的直接電接觸。此電接觸的移除許諾許多優點，包含便利性、經減少維護成本及可靠性。

在圖1中所展示的典型無線電力傳送系統中，由電壓源13供電的發射器電路12使發射電感器L1通電以發射隨時間變化的磁場。接著將接收電感器L2放置于所產生的磁場中，從而誘發在接收電感器L2中流動的類似地隨時間變化的電流。此所誘發電流可用于在接收器電路14中產生AC電壓，所述AC電壓又可接著在接收器輸出處經整流以產生能夠遞送DC電流以給接收器側上的負載R_L供電的DC電壓。所述負載可為待再充電的電池或電路。接收器電路14可位于也容納負載的外殼(例如手機或其它手持式裝置)內側。發射器電路12可位于支撐平臺中，手機(例如)通宵放置于所述支撐平臺上以用于給其電池再充電。

在最實際無線電力傳送系統中，到達接收器電感器L2的磁場量與傳統基于變壓器的孤立系統相比是相對小的。對由發射器電感器L1產生的磁場有多少到達接收器電感器L2的常用測量叫做由在0與1之間的耦合系數k表示的耦合。具有小于0.8的耦合系數的系統通常在發射器電路中采用諧振電路以在發射電感器L1中產生足夠電流。需要此相對大的發射電感器L1電流產生在接收電感器中誘發充足電流以給負載供電所需的強磁場。

注意，通常還在接收側上采用諧振電路。通過將接收側上的諧振電路調諧到與磁場發生改變的頻率相同的頻率，諧振電路為磁場提供閉合其回路的優選路徑(注意，磁場線總是必須自身閉合回路，因為不存在磁單極子)。因此，接收器處的諧振電路幫助重塑圍繞接收電感器L2的局部磁場且增加場強度，使得可在電感器中誘發相對較大電流量。

在諧振接收器中，此AC電流在接收電感器L2與接收器電路14中的電容器之間來回流動，從而產生電壓。較大所誘發電流產生較大峰值電壓，所述較大峰值電壓可接著更容易地經整流且可能經調節，從而產生所要電壓以用于接收器負載。