[發明專利]高性能無線功率傳輸系統，裝置與器件

在審

• 申請號: 202010015564.8
• 申請日: 2020-01-07
• 公開（公告）號: CN111193327A
• 公開（公告）日: 2020-05-22
• 發明（設計）人: 毛恒春;毛天祺;賈學忠
• 申請（專利權）人: 毛恒春
• 主分類號: H02J50/12
• 分類號: H02J50/12;H02J50/20;H02J7/00
• 代理公司: 深圳市精英專利事務所 44242
• 代理人: 馮筠

1.一種系統，包括有：

具有第一功率變換器和與其耦接的包括第一諧振電容和第一線圈的第一振蕩器的第一裝置；

具有第二功率變換器和與其耦接的包括第二諧振電容和第二線圈的第二振蕩器的第二裝置，其中所述第二功率變換器被耦接到一個可控比例功率變換器，并且其中所述第一線圈和所述第二線圈有磁耦合；和

一個控制器，被配置來協調調整系統頻率，所述第二功率變換器的輸出電壓，及所述第一線圈的電流。

2.如權利要求1所述的系統，其中第一振蕩器和第二振蕩器中的至少一個的諧振頻率被設置為在該系統的運行過程中可以被調整。

3.如權利要求2所述的系統，相應的振蕩器被設置為可以以一定的占空比運行在兩個模式之間運行，且該振蕩器的諧振頻率在兩個模式中不同。

4.如權利要求1所述的系統，其中所述控制器設置為可以改變系統頻率使該系統運行在至少兩個獨特的頻帶上。

5.如權利要求4所述的系統，其中一個無源器件被設置為其值在所述頻段間被一個無源開關網絡改變。

6.如權利要求1所述的系統，其中所述可控比例功率變換器是具有可控不對稱電容網絡的開關電容功率變換器，至少在一種運行模式中所述可控不對稱電容網絡在充電階段和放電階段可以被控制為不同的配置。

7.如權利要求6所述的系統，其中所述開關電容功率變換器還包括輔助電感，并且該輔助電感的電流被配置為在一個軟開關過渡時間期間反向，以使所述開關電容功率變換器的多個功率開關實現軟開關。

8.如權利要求1所述的系統，其中所述可控比例功率變換器的輸出輸入電壓比被配置為可以在運行中調整以減少所述系統的功率損耗或磁輻射。

9.如權利要求1所述的系統，其中所述功率控制器被配置為能同步執行輸出調節和系統性能優化。

10.一個供電系統用的一種裝置，包括有：

一個具有諧振電容和線圈的振蕩器，該振蕩器被配置成運行在至少兩個獨特的頻帶上，并且其線圈和諧振電容中的至少一個被配置成在兩個不同的頻帶有不同的等效容值或感值；

一個具有一個直流電壓的端口的功率變換器，該直流電壓被設置成在不同的頻帶具有不同的值；及

一個協調該直流電壓隨所述供電系統功率,頻帶或輸出的改變而調整的控制器。

11.如權利要求10所述的裝置，還包括一個有多個開關的可控比例開關電容功率變換器，其中所述的可控比例開關電容功率變換器的輸出/輸入電壓比被設置為在不同的頻段和供電系統輸出改變時具有不同的值。

12.如權利要求11所述的裝置，其中所述輸出輸入電壓比在運行中被調整，以減少所述裝置的一個元件的功率損耗或溫度。

13.如權利要求11所述的裝置，所述多個開關中的至少一個的占空比可以被調整以減小所述可控比例開關電容功率變換器中一個電容或功率開關的紋波電流或功率損耗。

14.一個器件，包括有：

一個包括有多個控制開關和多個電容的開關-電容網絡，所述控制開關設置為使所述電容在第一個配置的運行中處于串聯狀態，在第二個配置的運行中處于并聯狀態；

多個功率開關，所述功率開關耦接在一個具輸入電壓的輸入電容和一個具輸出電壓的輸出電容之間；并

一個設置為可以控制所述功率開關和控制開關的控制器，使所述開關-電容網絡作為一個開關電容功率變換器的能量傳輸電容運行，并在充電階段和放電階段以不同的方式和不同的配置被耦接到所述輸入電容和輸出電容上，從而通過設置控制開關使得輸出/輸入電壓比可控。