[發明專利]具有傳輸優化的無線功率接收器及其方法

在審

• 申請號: 201880069180.5
• 申請日: 2018-10-03
• 公開（公告）號: CN111630749A
• 公開（公告）日: 2020-09-04
• 發明（設計）人: I·謝爾曼;E·馬赫;A·薩爾胡弗
• 申請（專利權）人: 鮑爾馬特技術有限公司
• 主分類號: H02J50/12
• 分類號: H02J50/12;H02J50/80;G05F1/10
• 代理公司: 余姚德盛專利代理事務所(普通合伙) 33239
• 代理人: 周積德

根據本發明公開的主題的一個方面，一種由用于為負載供電的發射器感應地供電的接收器，所述接收器包含：諧振電路，所述諧振電路能夠調諧其諧振頻率以與所述發射器耦合并生成AC電壓；供電區段，所述供電區段被配置成對所述AC電壓進行整流并調節所述負載的DC電流和DC電壓；以及控制和通信區段，所述控制和通信區段被設計成設定用于所述接收器的參數并將操作點(OP)傳達至所述發射器，其中所述參數和所述OP源于確定所述接收器的最小功率損耗。

技術領域

本發明公開的主題涉及無線功率充電系統。更具體地，本發明公開的主題涉及最小化無線功率傳輸中的功率損耗。

相關申請的交叉引用

本申請根據35U.S.C.§119(e)要求以下申請案的優先權：共同未決申請案；ItaySherman于2017年10月03日提交的標題為“用于感應接收器的效率優化和調制完整性驗證(Efficiency optimization and modulation integrity verification for inductivereceivers)”的美國臨時專利申請第62/567,364號；以及Itay Sherman于2017年7月24日提交的標題為“無線系統功率損耗優化(Wireless system power loss optimization)”的美國臨時專利申請第62/648,406號，這些申請案出于所有目的以引用的方式并入本文中。

背景技術

隨著對無線功率充電系統的需求增長，在各種場所中的部署急劇增加，并且提出了增加發射器與接收器之間的有效充電距離的需要。感應無線功率系統仍然遭受較差的功率傳輸效率、這些系統中的損耗。

無線功率充電正成為移動設備中的共同特征。當前，大多數設備限制于5W的無線充電功率，但是強烈需要增加所傳輸的功率電平以匹配達到15W或更高的有線充電器的能力。實現這些功率電平的能力由于接收器上的功率損耗而受到限制。

最成問題的功率損耗是在嵌入式接收器上，諸如，嵌入在移動手機中的接收器。嵌入式接收器中的損耗導致設備溫度的顯著增加。具體地，在無線充電的情況下，無線功率傳輸(例如,氣隙變壓器)的損耗與嵌入式電池的充電同時進行，其產生額外熱量。

這些可商購獲得的接收器利用線圈和鐵氧體，這些線圈和鐵氧體由于此類接收器的形狀因素約束而產生相對高的AC電阻(例如，高達0.5歐姆)。

也可能在諸如電容器等效串聯電阻(ESR)等電阻上浪費功率。還要注意，當測量嵌入設備內的線圈參數時，所測得的AC電阻常常增加，這是因為在許多情況下，嵌入設備在線圈后面具有大量的金屬。由于非常薄的鐵氧體屏蔽，所以嵌入設備的金屬通常沒有被適當地屏蔽并且作為AC電阻反映在接收器線圈上。

發明內容

根據本發明公開的主題的一個方面，一種由用于為負載供電的發射器感應地供電的接收器，所述接收器包含：諧振電路，所述諧振電路能夠調諧其諧振頻率以與所述發射器耦合并生成AC電壓；供電區段，所述供電區段被配置成對所述AC電壓進行整流并調節所述負載的DC電流和DC電壓；以及控制和通信區段，所述控制和通信區段被設計成設定用于所述接收器的參數并將操作點(OP)傳達至所述發射器，其中，所述參數和所述OP源于確定所述接收器的最小功率損耗。

在一些示范性實施例中，供電區段包含整流器和DC2DC。

在一些示范性實施例中，諧振電路包含線圈和等效電容器，其中，等效電容器包含至少一個并聯電容器和任選的一個或多個諧振電容器，并且其中，等效電容器的值是并聯電容器和任選的一個或多個諧振電容器的并聯結果值。

在一些示范性實施例中，任選的一個或多個諧振電容器中的每個任選的諧振電容器可以利用由控制器激活的撥動開關接合到諧振電路。