無(wú)線電力傳輸裝置和無(wú)線電力傳輸系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的無(wú)線電力傳輸系統(tǒng)是具有用于從發(fā)射部分接收電力的接收部分的無(wú)線電力傳輸系統(tǒng)，其中，發(fā)射部分包括電力轉(zhuǎn)換部分和控制部分，電力轉(zhuǎn)換部分包括全橋逆變器，控制部分用于使用脈沖寬度調(diào)制(PWM)控制信號(hào)來控制電力轉(zhuǎn)換部分，PWM控制信號(hào)的占空比由其中電力轉(zhuǎn)換部分的輸出信號(hào)的頻率分量之中的諧波幅值與基頻幅值之比最小的占空比來確定。
【專利說明】
無(wú)線電力傳輸裝置和無(wú)線電力傳輸系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 實(shí)施方式設(shè)及無(wú)線電力傳輸技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002] 無(wú)線電力傳輸(WPT)系統(tǒng)是一種通過空間而無(wú)需任何導(dǎo)線來傳輸電力的技術(shù)，該 技術(shù)使得最大程度地便于向移動(dòng)設(shè)備和數(shù)字裝置提供電力。
[0003] 無(wú)線電力傳輸系統(tǒng)具有W下優(yōu)點(diǎn)：通過實(shí)時(shí)的電力使用控制節(jié)省了能量，克服了 對(duì)提供電力所需空間的限制W及通過對(duì)電池進(jìn)行再充電減少了廢棄電池。
[0004] 無(wú)線電力傳輸系統(tǒng)通常體現(xiàn)在磁感應(yīng)方案或磁諧振方案中。
[0005] 磁感應(yīng)方案是一種非接觸式能量傳輸技術(shù)，其中，向彼此接近放置的兩個(gè)線圈中 的一個(gè)線圈施加電流，并且借助于相應(yīng)地產(chǎn)生的磁通量，另一個(gè)線圈也被施加了電動(dòng)勢(shì)，該 磁感應(yīng)方案可W使用數(shù)百曲Z的頻率。
[0006] 磁諧振方案是一種不使用電磁波或電流而僅使用電場(chǎng)或磁場(chǎng)W使得電力傳輸?shù)?距離大于數(shù)米的磁諧振技術(shù)，該磁諧振方案的特點(diǎn)在于使用具有數(shù)十MHz的頻帶。
[0007] 然而，存在由于在接收側(cè)處的電流損耗而導(dǎo)致電力損耗的問題。
[000引另外地，在無(wú)線電力傳輸系統(tǒng)中，存在偽波即來自電力發(fā)射器的諧波，并且運(yùn)樣的 諧波分量可能會(huì)導(dǎo)致電磁干擾效應(yīng)，從而對(duì)本體具有有害影響。
[0009] 諧波是指就電力而言高于市電頻率的頻率例如數(shù)百化或更高，諧波頻率是基波頻 率的整數(shù)倍。
[0010] 無(wú)線電力傳輸系統(tǒng)由于接收器負(fù)載的非線性特性而主要在接收頻率的多個(gè)頻率 附近產(chǎn)生諧波分量。也就是說，從接收器提供的AC信號(hào)不會(huì)保持它的波形而會(huì)由于非線性 負(fù)載而失真，從而形成諧波。
[0011] 諧波分量會(huì)干擾周圍設(shè)備的正常操作或者導(dǎo)致不希望的電力接收、噪聲W及各種 干擾。
[0012] 更具體地，從電力發(fā)射器發(fā)射的磁場(chǎng)的變化會(huì)在固定的周圍設(shè)備的導(dǎo)體中產(chǎn)生由 電磁感應(yīng)現(xiàn)象所引起的能夠?qū)е庐惓２僮鞯碾娏?。此外，?dāng)移動(dòng)設(shè)備在電力發(fā)射器中所產(chǎn) 生的磁場(chǎng)周圍移動(dòng)時(shí)，該磁場(chǎng)在移動(dòng)設(shè)備中引起能夠?qū)е赂蓴_的電流。此外，當(dāng)電力發(fā)射器 具有與不想接收電力的周圍設(shè)備的諧振條件相似的諧振條件時(shí)，可能會(huì)引起能夠?qū)е轮車?設(shè)備中的誤操作的磁諧振禪合。
[0013] 由于諧振分量可能如上面描述的那樣會(huì)給電子設(shè)備W及本體造成有害影響，因此 重要的是滿足針對(duì)電磁兼容性化MC )、電磁干擾化MI)和電磁敏感性化MS)的規(guī)則。
[0014] 圖1是常規(guī)無(wú)線電力傳輸系統(tǒng)中的用于發(fā)射電力的發(fā)射器的框圖。
[0015] 參照?qǐng)D1，發(fā)射器1可W包括柵極驅(qū)動(dòng)器2、半橋式電力轉(zhuǎn)換器3、匹配電路4W及發(fā) 射線圈5。
[0016] 現(xiàn)有技術(shù)中的電力轉(zhuǎn)換器3的半橋式電路具有兩個(gè)開關(guān)，當(dāng)將適當(dāng)?shù)碾妷翰ㄐ伪?施加于柵極驅(qū)動(dòng)輸入時(shí)，所述兩個(gè)開關(guān)互補(bǔ)地分別導(dǎo)通和關(guān)斷。
[0017] 此時(shí)，生成了用于在運(yùn)兩個(gè)開關(guān)的公共節(jié)點(diǎn)與地之間切換的方波電壓。
[0018] 由于不是正弦波輸出而是方波輸出存在W下問題:方波輸出具有作為基波的整數(shù) 倍頻率的許多諧波分量，因此使用現(xiàn)有技術(shù)中的電力轉(zhuǎn)換器3來減少諧波是受限的。

【發(fā)明內(nèi)容】
[0019] 技術(shù)問題
[0020] 本公開內(nèi)容的實(shí)施方式提供了一種能夠使浪費(fèi)或消耗的電流最小化并且能夠增 強(qiáng)無(wú)線電力傳輸效率的無(wú)線電力傳輸裝置。
[0021] 本公開內(nèi)容的另一個(gè)實(shí)施方式提供了一種包括無(wú)線電力傳輸裝置的無(wú)線電力傳 輸系統(tǒng)。
[0022] 本公開內(nèi)容的又一個(gè)實(shí)施方式提供了下述無(wú)線電力傳輸裝置W及包括該無(wú)線電 力傳輸裝置的無(wú)線電力傳輸系統(tǒng):其解決了由于諧波分量所引起的干擾，比如電力接收和 噪聲，其中在用于發(fā)射電力的發(fā)射器的電力轉(zhuǎn)換部分的輸出信號(hào)中包括有所述諧波分量。
[0023] 本公開內(nèi)容的再一個(gè)實(shí)施方式提供了下述無(wú)線電力傳輸裝置W及包括該無(wú)線電 力傳輸裝置的無(wú)線電力傳輸系統(tǒng):其使用包括全橋逆變器的電力轉(zhuǎn)換部分來使電力轉(zhuǎn)換部 分的輸出波形接近正弦波，從而改進(jìn)了諧波失真比率。
[0024] 本公開內(nèi)容的再一個(gè)實(shí)施方式提供了下述無(wú)線電力傳輸裝置W及包括該無(wú)線電 力傳輸裝置的無(wú)線電力傳輸系統(tǒng):其反饋從電力轉(zhuǎn)換部分輸出的輸出信號(hào)來測(cè)量輸出信號(hào) 中的諧波成分的分布并且提供能夠使諧波分量最小化的占空比。
[00劇技術(shù)方案
[0026] 根據(jù)本公開內(nèi)容的一個(gè)實(shí)施方式，提供了一種用于生成要發(fā)射至接收器的無(wú)線電 力的發(fā)射器，該發(fā)射器包括:電力轉(zhuǎn)換部分，其包括全橋逆變器；W及控制部分，其用于使用 脈沖寬度調(diào)制(P麗)控制信號(hào)來控制電力轉(zhuǎn)換部分，其中，P歷控制信號(hào)的占空比由其中電 力轉(zhuǎn)換部分的輸出信號(hào)的頻率分量中的諧波幅值與基頻幅值之比為最小的占空比來確定。
[0027] 在根據(jù)本公開內(nèi)容的另一個(gè)實(shí)施方式的發(fā)射器中，諧波可W具有多個(gè)諧波分量的 最大幅值，所述多個(gè)諧波分量具有彼此不同的輸出信號(hào)的頻率。
[0028] 在根據(jù)本公開內(nèi)容的另一個(gè)實(shí)施方式的發(fā)射器中，占空比可W是26%至44%。
[0029] 在根據(jù)本公開內(nèi)容的另一個(gè)實(shí)施方式的發(fā)射器中，占空比可W是41%或32%。
[0030] 在根據(jù)本公開內(nèi)容的另一個(gè)實(shí)施方式的發(fā)射器中，該發(fā)射器還可W包括:整流和 濾波部分，其被配置成接收輸入的AC電力并且生成DC電壓;DC/DC轉(zhuǎn)換器，其用于調(diào)整從整 流和濾波部分輸出的要被輸出至電力轉(zhuǎn)換部分的DC電壓的電平；W及匹配部分，其用于執(zhí) 行發(fā)射器與接收器之間的阻抗匹配，其中，控制部分控審化C/DC轉(zhuǎn)換器的DC電壓電平。
[0031] 在根據(jù)本公開內(nèi)容的一個(gè)實(shí)施方式的發(fā)射器中，提供了一種用于驅(qū)動(dòng)無(wú)線電力傳 輸系統(tǒng)的方法，該無(wú)線電力傳輸系統(tǒng)包括發(fā)射器W及從該發(fā)射器接收電力的接收器，該發(fā) 射器具有對(duì)從外部電源施加的電力進(jìn)行轉(zhuǎn)換的電力轉(zhuǎn)換部分，該方法包括：當(dāng)接收器接近 發(fā)射器的充電區(qū)域時(shí)，使發(fā)射器和接收器能夠彼此進(jìn)行感測(cè);使接收器能夠請(qǐng)求發(fā)射器傳 輸電力;使發(fā)射器的控制部分能夠根據(jù)接收器所請(qǐng)求的電量來調(diào)整DC/DC轉(zhuǎn)換器的DC電壓 電平；W及使控制部分能夠根據(jù)預(yù)定的PWM控制信號(hào)的占空比來控制電力轉(zhuǎn)換部分，其中， PWM控制信號(hào)的占空比由其中電力轉(zhuǎn)換部分的輸出信號(hào)的頻率分量中的諧波幅值與基頻幅 值之比為最小的占空比來確定。
[0032] 在根據(jù)本公開內(nèi)容的另一個(gè)實(shí)施方式的發(fā)射器中，諧波可W具有多個(gè)諧波分量的 最大幅值，所述多個(gè)諧波分量具有彼此不同的輸出信號(hào)的頻率。
[0033] 在根據(jù)本公開內(nèi)容的另一個(gè)實(shí)施方式的發(fā)射器中，電力轉(zhuǎn)換部分可W包括全橋逆 變器，該全橋逆變器從DC/DC轉(zhuǎn)換器中接收DC電壓W輸出AC信號(hào)。
[0034] 在根據(jù)本公開內(nèi)容的另一個(gè)實(shí)施方式的發(fā)射器中，占空比可W是26%至44%。
[0035] 在根據(jù)本公開內(nèi)容的另一個(gè)實(shí)施方式的發(fā)射器中，占空比可W是41%或32%。
[0036] 在根據(jù)本公開內(nèi)容的另一個(gè)實(shí)施方式的發(fā)射器中，可W將從電力轉(zhuǎn)換部分輸出的 輸出信號(hào)反饋給控制部分，并且該控制部分向電力轉(zhuǎn)換部分提供PWM控制信號(hào)，該P(yáng)WM控制 信號(hào)具有其中輸出信號(hào)的諧波幅值與基頻幅值之比為最小的占空比。
[0037] 在根據(jù)本公開內(nèi)容的一種實(shí)施方式的發(fā)射器中，提供了一種用于生成要被傳輸至 接收器的無(wú)線電力的發(fā)射器，該發(fā)射器包括:控制部分，其用于生成第一 AC電力控制信號(hào)至 第四AC電力控制信號(hào)；W及電力轉(zhuǎn)換部分，其用于響應(yīng)于第一AC電力控制信號(hào)至第四AC電 力控制信號(hào)來生成包括正極性電極電壓和負(fù)極性電極電壓的AC電力，其中，電力轉(zhuǎn)換部分 響應(yīng)于第一 AC電力控制信號(hào)和第四AC電力控制信號(hào)來生成正極性電極電壓，并且電力轉(zhuǎn)換 部分響應(yīng)于第二AC電力控制信號(hào)和第^AC電力控制信號(hào)來生成負(fù)極性電極電壓。
[0038] 在根據(jù)本公開內(nèi)容的另一個(gè)實(shí)施方式的發(fā)射器中，正極性電極電壓的占空比可W 由第四AC電力控制信號(hào)的下降時(shí)間來確定，其中，負(fù)極性電極電壓的占空比可W由第SAC 電力控制信號(hào)的下降時(shí)間來確定。
[0039] 在根據(jù)本公開內(nèi)容的另一個(gè)實(shí)施方式的發(fā)射器中，可W根據(jù)接收器的電力接收狀 態(tài)來調(diào)整占空比。
[0040] 在根據(jù)本公開內(nèi)容的另一個(gè)實(shí)施方式的發(fā)射器中，第四AC電力控制信號(hào)的下降時(shí) 間可W在第一 AC電力控制信號(hào)的下降時(shí)間之前。
[0041] 在根據(jù)本公開內(nèi)容的另一個(gè)實(shí)施方式的發(fā)射器中，第SAC電力控制信號(hào)的下降時(shí) 間可W在第二AC電力控制信號(hào)的下降時(shí)間之前。
[0042] 在根據(jù)本公開內(nèi)容的另一個(gè)實(shí)施方式的發(fā)射器中，當(dāng)占空比可W是50%時(shí)，生成 最大AC電力，當(dāng)占空比減小時(shí)，AC電力的幅值可W減小。
[0043] 在根據(jù)本公開內(nèi)容的另一個(gè)實(shí)施方式的發(fā)射器中，電力轉(zhuǎn)換部分可W包括第一開 關(guān)元件至第四開關(guān)元件，在第一開關(guān)元件和第四開關(guān)元件導(dǎo)通的時(shí)間間隔中第二開關(guān)元件 和第Ξ開關(guān)元件可W關(guān)斷，而在第二開關(guān)元件和第Ξ開關(guān)元件導(dǎo)通的時(shí)間間隔中第一開關(guān) 元件和第四開關(guān)元件可W關(guān)斷。
[0044] 有益效果
[0045] 本公開內(nèi)容的實(shí)施方式可W根據(jù)接收器的接收狀態(tài)來改變AC電力控制信號(hào)W控 審IJAC電力發(fā)電機(jī)，并且響應(yīng)于AC電力控制信號(hào)的改變來控制從AC電力發(fā)電機(jī)輸出的AC電力 的AC電壓的占空比W控制AC電力的幅值，從而阻止電流損耗的發(fā)生W避免電力浪費(fèi)。
[0046] 本公開內(nèi)容的實(shí)施方式可W解決由于在用于發(fā)射電力的發(fā)射部分的電力轉(zhuǎn)換部 分的輸出信號(hào)中包含諧波分量而所引起的干擾比如電力接收和噪聲，通過使用包括如實(shí)施 方式的全橋逆變器的電力轉(zhuǎn)換部分使電力轉(zhuǎn)換部分的輸出波形接近正弦波來改進(jìn)諧波失 真比率，W及提供可W對(duì)輸出信號(hào)的諧波分量的分布進(jìn)行測(cè)量的占空比并且通過反饋從電 力轉(zhuǎn)換單元輸出的輸出信號(hào)來使諧波分量最小化。
[0047] 與此同時(shí)，在根據(jù)下述實(shí)施方式的詳細(xì)描述中將直接地或啟發(fā)式地公開各種其他 效果。
【附圖說明】
[0048] 圖1是常規(guī)無(wú)線電力傳輸系統(tǒng)中的用于發(fā)射電力的發(fā)射器的框圖。
[0049] 圖2是示出根據(jù)實(shí)施方式的無(wú)線電力傳輸系統(tǒng)的圖。
[0050] 圖3是根據(jù)實(shí)施方式的發(fā)射感應(yīng)線圈的等效電路圖。
[0051 ]圖4是根據(jù)實(shí)施方式的電源和無(wú)線傳輸裝置的等效電路圖。
[0052] 圖5是根據(jù)實(shí)施方式的接收器的等效電路圖。
[0053] 圖6是示出根據(jù)本公開內(nèi)容的實(shí)施方式的無(wú)線電力傳輸系統(tǒng)的發(fā)射器的框圖，W 及圖7是示出根據(jù)本公開內(nèi)容的實(shí)施方式的無(wú)線電力傳輸系統(tǒng)的接收器的框圖。
[0054] 圖8是示出根據(jù)實(shí)施方式的光裝置的圖。
[0055] 圖9和圖10是示出電力轉(zhuǎn)換部分的操作的圖，W及圖11是電力轉(zhuǎn)換部分根據(jù)AC電 力控制信號(hào)輸出的信號(hào)的波形圖。
[0056] 圖12和圖13是示出通過控制空白間隔來控制AC電壓的占空比的波形圖的圖。
[0化7]圖14a、圖14b、圖15a、圖15c、圖16aW及圖16b是示出當(dāng)改變電力轉(zhuǎn)換器的全橋的 占空比時(shí)作為對(duì)輸出波形進(jìn)行仿真的結(jié)果所輸出的信號(hào)的基波幅值W及作為基波的多個(gè) 分量的諧波的幅值的圖。
[0058] 圖17是示出當(dāng)改變占空比時(shí)最大諧波失真比率的仿真結(jié)果的圖。
[0059] 圖18是示出根據(jù)本公開內(nèi)容的實(shí)施方式的無(wú)線電力傳輸系統(tǒng)的操作的信號(hào)流程 圖。
【具體實(shí)施方式】
[0060] 在下文中，將參照附圖詳細(xì)描述根據(jù)本公開內(nèi)容的實(shí)施方式的無(wú)線電力傳輸裝置 和無(wú)線電力傳輸系統(tǒng)。下列實(shí)施方式作為示例被提供W使本領(lǐng)域技術(shù)人員理解本公開內(nèi)容 的構(gòu)思。因此，本公開內(nèi)容可W不限于下列實(shí)施方式而是可W具體地W其他形式來實(shí)現(xiàn)。此 夕h在附圖中，為了便于描述，可W擴(kuò)大地表示裝置的尺寸和厚度。貫穿本說明書，使用相同 的附圖標(biāo)記來指示相同或相似的部件。
[0061 ]實(shí)施方式選擇性地使用從50kHz低頻至15MHz高頻的各種頻帶來傳輸無(wú)線電力，并 且需要支持其中可W交換數(shù)據(jù)和控制信號(hào)W控制系統(tǒng)的通信系統(tǒng)。
[0062] 實(shí)施方式可W應(yīng)用于使用那些需要使用電池的電子設(shè)備的各種產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，比如移 動(dòng)終端產(chǎn)業(yè)、家電產(chǎn)業(yè)、電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)、醫(yī)療器械產(chǎn)業(yè)W及機(jī)器人產(chǎn)業(yè)。
[0063] 實(shí)施方式可W考慮下述系統(tǒng):所述系統(tǒng)能夠使用可提供設(shè)備的一個(gè)發(fā)射線圈來將 電力傳輸至大量設(shè)備。
[0064] 實(shí)施方式中使用的術(shù)語(yǔ)和縮寫如下。
[0065] 無(wú)線電力傳輸系統(tǒng):在磁場(chǎng)區(qū)域中提供無(wú)線電力傳輸?shù)南到y(tǒng)
[0066] 無(wú)線電力傳輸系統(tǒng)-充電器:在磁場(chǎng)區(qū)域中提供無(wú)線電力傳輸?shù)难b置
[0067] 無(wú)線電力傳輸系統(tǒng)-裝置:在磁場(chǎng)區(qū)域中被提供來自電力發(fā)射器的無(wú)線電力傳輸 的裝置
[0068] 充電區(qū)域:在磁場(chǎng)區(qū)域中執(zhí)行實(shí)際無(wú)線電力傳輸?shù)膮^(qū)域，充電區(qū)域可W根據(jù)應(yīng)用 產(chǎn)品的尺寸、所需的電力W及工作頻率而改變
[0069] 圖2是示出根據(jù)實(shí)施方式的無(wú)線電力傳輸系統(tǒng)的圖。
[0070] 參照?qǐng)D1，根據(jù)實(shí)施方式的無(wú)線電力傳輸系統(tǒng)10可W包括：電源300;作為無(wú)線電力 傳輸裝置的發(fā)射部分100;作為無(wú)線電力接收裝置的接收部分200; W及負(fù)載240。
[0071] 在實(shí)施方式中，電源300可W包括在發(fā)射器100中，但不限于此。發(fā)射部分100可W 包括發(fā)射感應(yīng)線圈102a和發(fā)射諧振線圈10化。
[0072] 接收部分200可W包括接收諧振線圈202b、接收感應(yīng)線圈202aW及整流部分220。 電源300的兩端可W分別連接至發(fā)射感應(yīng)線圈102a的兩端。發(fā)射諧振線圈10化可W設(shè)置為 W預(yù)定距離遠(yuǎn)離發(fā)射感應(yīng)線圈1〇2曰。接收諧振線圈20化可W設(shè)置為W預(yù)定距離遠(yuǎn)離接收感 應(yīng)線圈202a。接收感應(yīng)線圈202a的兩端可W分別連接至整流部分220的兩端。負(fù)載240可W 連接至整流部分的兩端。在實(shí)施方式中，負(fù)載240可W包括在接收單元200中。
[0073] 電源300中生成的電力可W被傳輸至發(fā)射部分100,并且傳輸至發(fā)射部分100的電 力可W被傳輸至接收部分200,接收部分200通過諧振現(xiàn)象與發(fā)射部分100諧振，也就是說接 收部分200與發(fā)射部分100具有相同的諧振頻率。
[0074] 在下文中，可W更詳細(xì)地描述電力傳輸過程。
[0075] 電源300可W生成具有預(yù)定頻率的AC電力，W將該AC電力傳輸至發(fā)射部分100。發(fā) 射感應(yīng)線圈102a與發(fā)射諧振線圈10化可W互相感應(yīng)地禪合。也就是說，通過從電源300供應(yīng) 的AC電力而在發(fā)射感應(yīng)線圈102a中產(chǎn)生AC電流，并且還可W通過由運(yùn)樣的AC電流引起的電 磁感應(yīng)而在物理上獨(dú)立的發(fā)射諧振線圈10化中產(chǎn)生AC電流。然后，可W使用頻率諧振方案 將傳輸至發(fā)射諧振線圈102b的電力發(fā)射至與發(fā)射部分100具有相同諧振頻率的接收部分 200。
[0076] 可W通過諧振在兩個(gè)阻抗匹配的LC電路之間傳輸電力。與通過電磁感應(yīng)方案實(shí)現(xiàn) 的電力傳輸相比，通過諧振實(shí)現(xiàn)的電力傳輸可更高的傳輸效率來傳輸電力并將電力傳 輸?shù)酶h(yuǎn)。
[0077] 接收諧振線圈20化可W使用頻率諧振方案來接收從發(fā)射諧振線圈10化傳輸?shù)碾?力。在接收諧振線圈20化中由于所接收的電力而可W存在AC電流流動(dòng)，并且傳輸至接收諧 振線圈202b的電力可W被傳輸至通過電磁感應(yīng)與接收諧振線圈20化感應(yīng)禪合的接收感應(yīng) 線圈202a。傳輸至接收感應(yīng)線圈202a的電力可W由整流部分220進(jìn)行整流W傳輸至負(fù)載 240。
[0078] 在實(shí)施方式中，發(fā)射感應(yīng)線圈102a、發(fā)射諧振線圈10化、接收諧振線圈20化W及接 收感應(yīng)線圈202a可W具有螺線或螺旋結(jié)構(gòu)，但不限于此。
[0079] 發(fā)射諧振線圈10化和接收諧振線圈20化可W互相諧振地禪合，使得W諧振頻率傳 輸電力。由于在發(fā)射諧振線圈10化與接收諧振線圈20化之間的諧振禪合，可W顯著提高發(fā) 射諧振線圈10化與接收諧振線圈20化之間的電力傳輸效率。
[0080] 無(wú)線電力傳輸系統(tǒng)已經(jīng)描述了諧振頻率方案中的電力傳輸。
[0081] 除了諧振頻率方案中的電力傳輸，該實(shí)施方式還可W應(yīng)用于電磁感應(yīng)方案中的電 力傳輸。也就是說，當(dāng)無(wú)線電力傳輸系統(tǒng)基于根據(jù)實(shí)施方式的電磁感應(yīng)來執(zhí)行電力傳輸時(shí)， 可W省略發(fā)射部分100中所包括的發(fā)射諧振線圈10化W及接收部分200中所包括的接收諧 振線圈20化。
[0082]品質(zhì)因數(shù)和禪合系數(shù)可W在無(wú)線電力傳輸中具有重要意義。也就是說，電力傳輸 效率可W與品質(zhì)因數(shù)和禪合系數(shù)中的每一個(gè)具有比例關(guān)系。因此，隨著品質(zhì)因數(shù)和禪合系 數(shù)中的至少一個(gè)的值變大，電力傳輸效率可W提高。品質(zhì)因數(shù)可W意指在發(fā)射部分100或者 接收部分200附近積累的能量的指數(shù)。品質(zhì)因數(shù)可W根據(jù)工作頻率(W)和線圈的形狀、尺寸 和材料而改變?？蒞用下列等式1來表示品質(zhì)因數(shù)。
[008；3][等式U
[0084] Q=w*L/R
[0085] L是線圈的電感，W及R表示與在線圈本身中發(fā)生的電力損耗量相對(duì)應(yīng)的電阻。品 質(zhì)因數(shù)可W具有從零(0)至無(wú)限的值，并且品質(zhì)因數(shù)越高，則發(fā)射部分100與接收部分200之 間的電力傳輸效率提高得越多。禪合系數(shù)意指發(fā)射側(cè)的線圈與接收側(cè)的線圈之間禪合的程 度，禪合系數(shù)具有從零(0)至一（1)的范圍。禪合系數(shù)可W根據(jù)發(fā)射側(cè)的線圈與接收側(cè)的線 圈之間的相對(duì)位置或距離而改變。
[0086] 圖3是根據(jù)實(shí)施方式的發(fā)射感應(yīng)線圈的等效電路圖。
[0087] 如圖3所示，發(fā)射感應(yīng)線圈102a可W由電感器L1和電容器C1配置而成，該發(fā)射感應(yīng) 線圈102a可W配置具有適當(dāng)?shù)碾姼兄岛瓦m當(dāng)?shù)碾娮柚档碾娐??？蒞利用其中電感器L1的兩 端分別連接至電容器C1的兩端的等效電路來配置發(fā)射感應(yīng)線圈102a。也就是說，可W利用 其中電感器L1與電容器C1并聯(lián)連接的等效電路來配置發(fā)射感應(yīng)線圈102a。電容器C1可W是 可變電容器，使得通過控制電容器C1的電容來執(zhí)行阻抗匹配。發(fā)射諧振線圈10化、接收諧振 線圈202bW及接收感應(yīng)線圈202a的等效電路還可W與圖2所示的等效電路相同或相似，但 不限于此。
[0088] 圖4是根據(jù)實(shí)施方式的電源和無(wú)線電力傳輸裝置的等效電路圖。
[0089] 如圖4所示，可W分別利用電感器L1和L2W及電容器C1和C2來配置發(fā)射感應(yīng)線圈 102a和發(fā)射諧振線圈10化，所述電感器和電容器分別具有電感值和電容值。
[0090] 圖5是根據(jù)實(shí)施方式的接收器的等效電路圖。
[0091] 如圖5所示，可W分別利用電感器L3和L4W及電容器C3和C4來配置接收諧振線圈 20化和接收感應(yīng)線圈202a，所述電感器和電容器分別具有電感值和電容值。整流部分220可 W將從接收感應(yīng)線圈202a傳輸?shù)腁C電力轉(zhuǎn)換成DC電力W將轉(zhuǎn)換后的DC電力傳輸至負(fù)載 240。更具體地，整流部分220可W包括未被示出的整流器和平滑電路。在實(shí)施方式中，整流 器可W但不限于是娃整流器，該娃整流器可W等效為如圖5所示的二極管D1。整流器可W將 從接收感應(yīng)線圈202a傳輸?shù)腁C電力轉(zhuǎn)換成DC電力。
[0092] 平滑電路可W移除在整流器中被轉(zhuǎn)換的DC電力中所包括的AC分量并且輸出平滑 的DC電力。在實(shí)施方式中，平滑電路可W采用如圖5所示的整流電容器巧，但不限于此。
[0093] 從整流部分220傳輸?shù)腄C電力可W是DC電壓或DC電流，但不限于此。
[0094] 負(fù)載240可W是需要DC電力的任意充電器或裝置。例如，負(fù)載240可W意指電池。 [00%]接收部分200可W安裝在需要電力的電子設(shè)備比如移動(dòng)手機(jī)、膝上型計(jì)算機(jī)、鼠標(biāo) 等上。相應(yīng)地，接收諧振線圈20化和接收感應(yīng)線圈202a可W具有與電子設(shè)備的形狀相適應(yīng) 的形狀。
[0096] 發(fā)射部分100可W使用帶內(nèi)通信或帶外通信來與接收部分200交換信息。
[0097] 帶內(nèi)通信可W意指下述通信方案:使用具有用于無(wú)線電力傳輸?shù)念l率的信號(hào)來在 發(fā)射部分100與接收部分200之間交換信息。為此，接收部分200還可W包括開關(guān)，并且可W 通過該開關(guān)的開關(guān)操作接收或者不接收從無(wú)線電力傳輸裝置200傳輸?shù)碾娏?。因此，發(fā)射部 分100可W檢測(cè)在發(fā)射部分100中消耗的電量W識(shí)別在接收部分200中所包括的開關(guān)的導(dǎo)通 信號(hào)或關(guān)斷信號(hào)。
[0098] 更具體地，接收部分200可W使用能夠改變接收部分200中所消耗的電量的電阻器 元件和開關(guān)來改變?cè)陔娮杵髟兴盏碾娏俊０l(fā)射部分100可W感測(cè)所消耗的電力的 改變并且獲得負(fù)載240的狀態(tài)信息。開關(guān)和電阻器元件可W串聯(lián)地連接。在實(shí)施方式中，負(fù) 載240的狀態(tài)信息可W包括負(fù)載240的當(dāng)前充電量W及充電量發(fā)展情況。負(fù)載240可W包括 在接收部分200中。
[0099] 更具體地，當(dāng)開關(guān)斷開時(shí)，由電阻器元件所吸收的電力變?yōu)榱?0)，并且在接收部 分200中所消耗的電力也減少。
[0100] 當(dāng)開關(guān)短路時(shí)，由電阻器元件所吸收的電力變得大于零(0)，并且在發(fā)射部分100 中所消耗的電力增加。當(dāng)運(yùn)樣的操作在接收部分200中重復(fù)時(shí)，發(fā)射部分100可W檢測(cè)在發(fā) 射部分100中消耗的電力并且與執(zhí)行接收部分200的數(shù)字通信。
[0101] 發(fā)射部分100可W通過上述操作來接收負(fù)載240的狀態(tài)信息并且發(fā)射適當(dāng)?shù)碾娏Α?br>[0102] 相反，在發(fā)射部分100中包括電阻器元件和開關(guān)的情況下，可W將發(fā)射部分100的 狀態(tài)信息傳輸至接收部分200。在實(shí)施方式中，發(fā)射部分100的狀態(tài)信息可W包括：由發(fā)射部 分100傳輸?shù)碾娏康淖畲筇峁┲?被發(fā)射部分100提供電力的接收部分200的數(shù)目；W及發(fā)射 部分100的可用電量。
[0103] 接下來，將描述帶外通信。
[0104] 帶外通信是指使用不同于諧振頻帶的獨(dú)立頻帶來交換在傳輸電力時(shí)所需信息的 通信方案。帶外通信模塊被安裝在發(fā)射部分100和接收部分200二者上，使得發(fā)射部分100和 接收部分200可W交換要傳輸電力所需要的信息。帶外通信模塊可W安裝在電源300上，但 不限于此。在實(shí)施方式中，帶外通信模塊可W使用局域通信方案比如藍(lán)牙、紫蜂(Zigbee)、 無(wú)線LANW及NFC，但不限于此。
[0105] 在下文中，將詳細(xì)描述無(wú)線電力傳輸系統(tǒng)10的發(fā)射部分100和接收部分200的子系 統(tǒng)。
[0106] 圖6是示出根據(jù)本公開內(nèi)容的實(shí)施方式的無(wú)線電力傳輸系統(tǒng)的發(fā)射器的框圖，W 及圖7是示出根據(jù)本公開內(nèi)容的實(shí)施方式的無(wú)線電力傳輸系統(tǒng)的接收器的框圖。
[0107] 參照?qǐng)D6和圖7,根據(jù)本公開內(nèi)容的實(shí)施方式的無(wú)線電力傳輸系統(tǒng)10可W包括W無(wú) 線方式發(fā)射電力的發(fā)射部分100W及從發(fā)射部分100接收電力的接收部分200。
[0108] 回顧圖6所示的發(fā)射部分100的子系統(tǒng)的框圖，發(fā)射部分100的子系統(tǒng)可W包括發(fā) 射電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)101和發(fā)射天線系統(tǒng)102。
[0109] 發(fā)射電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)101可W包括多個(gè)子系統(tǒng)，包括整流和濾波部分110、轉(zhuǎn)換器 120、電力轉(zhuǎn)換部分130、控制部分140W及匹配部分150。
[0110] 整流和濾波部分110生成用于下個(gè)階段的DC電壓，并且所生成的DC電壓被提供至 轉(zhuǎn)換器120并且然后提供至發(fā)射天線系統(tǒng)120。
[0111] 轉(zhuǎn)換器120連同整流和濾波部分no-起被配置成AC/DC轉(zhuǎn)換器，該AC/DC轉(zhuǎn)換器可 W對(duì)具有數(shù)十化的頻帶的AC電壓進(jìn)行整流W生成DC電壓。
[0112] 此外，轉(zhuǎn)換器120獨(dú)立于整流和濾波部分110而被配置成DC/DC轉(zhuǎn)換器，該DC/DC轉(zhuǎn) 換器生成適于電力傳輸?shù)腄C電壓。此外，轉(zhuǎn)換器120可W但不限于是降壓轉(zhuǎn)換器，該降壓轉(zhuǎn) 換器提供低于輸入電壓的輸出DC電壓。
[0113] 轉(zhuǎn)換器120可W輸出DC電壓，DC電壓的電壓電平由控制部分140來控制。
[0114] 電力轉(zhuǎn)換部分130可W通過數(shù)十Ifflz至數(shù)十MHz的選通脈沖信號(hào)將某一電平的DC電 壓轉(zhuǎn)換成AC電壓，從而生成電力。也就是說，電力轉(zhuǎn)換部分130可W將DC電壓轉(zhuǎn)換成AC電壓， 從而生成目標(biāo)即用于接收部分200的被引入充電區(qū)域中的"喚醒電壓"或"充電電力"。
[0115] 運(yùn)里，喚醒電力意指0.1毫瓦至1毫瓦的小電力，W及充電電力是要對(duì)接收部分200 的電池充電所需的電力或者當(dāng)操作接收部分200時(shí)所消耗的電力，充電電力表示在目標(biāo)接 收部分200的負(fù)載中所消耗的1毫瓦至200瓦的大電力。
[0116] 與此同時(shí)，電力轉(zhuǎn)換部分130可W包括根據(jù)選通脈沖信號(hào)對(duì)DC電壓進(jìn)行放大的功 率放大器。
[0117] 電力轉(zhuǎn)換部分130可W由全橋逆變器配置而成。
[0118] 控制部分140可W根據(jù)最大電力傳輸效率來生成頻率和選通波形W驅(qū)動(dòng)電力轉(zhuǎn)換 部分130，從而控制要被傳輸?shù)碾娏Α?br>[0119] 匹配部分150在發(fā)射部分100與接收部分200之間執(zhí)行阻抗匹配。
[0120] 發(fā)射天線系統(tǒng)102可W包括感應(yīng)線圈102a與諧振線圈102b中的至少一者。
[0121] 當(dāng)無(wú)線電力傳輸系統(tǒng)10僅W磁感應(yīng)方案?jìng)鬏旊娏r(shí)，發(fā)射天線系統(tǒng)102可W僅包 括感應(yīng)線圈102a。當(dāng)無(wú)線電力傳輸系統(tǒng)10僅W磁諧振方案?jìng)鬏旊娏r(shí)，發(fā)射天線系統(tǒng)102可 W僅包括諧振線圈10化。此外，當(dāng)無(wú)線電力傳輸系統(tǒng)10W磁感應(yīng)方案和磁諧振方案的混合 方案?jìng)鬏旊娏r(shí)，發(fā)射天線系統(tǒng)102可W包括感應(yīng)線圈102a和諧振線圈10化二者。
[0122] 此外，可W包括單個(gè)或多個(gè)感應(yīng)線圈102a或諧振線圈102b。當(dāng)包括多個(gè)感應(yīng)線圈 102a或諧振線圈10化時(shí)，可重疊方式布置它們，并且可W根據(jù)磁通量的偏差來確定重 疊區(qū)域。
[0123] 圖7所示的接收部分200可W包括接收電力轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)201和接收天線系統(tǒng)202。
[0124] 接收部分200的接收天線系統(tǒng)202可W與發(fā)射天線系統(tǒng)102相同，并且接收天線的 尺寸可W根據(jù)接收部分200的電特性而改變。
[0125] 此外，接收天線系統(tǒng)202可磁感應(yīng)方案或磁諧振方案來接收電力。運(yùn)樣，根據(jù) 電力接收方案，接收天線系統(tǒng)202可W包括感應(yīng)線圈202a與諧振線圈20化中的至少一者。此 夕h接收天線系統(tǒng)202還可W包括近場(chǎng)通信天線。
[01%]接收電力轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)201可W包括匹配部分210、整流部分220、接收側(cè)轉(zhuǎn)換器230、 負(fù)載240W及接收側(cè)控制器250。
[0127]匹配部分210在發(fā)射器100與接收器200之間執(zhí)行阻抗匹配。
[012引整流部分220對(duì)從接收天線系統(tǒng)202輸出的AC電壓進(jìn)行整流W生成DC電壓。
[0129] 接收側(cè)轉(zhuǎn)換器230可W由DC/DC轉(zhuǎn)換器配置而成W根據(jù)負(fù)載能力來控制從整流部 分220輸出的DC電壓的電平。
[0130] 負(fù)載240可W包括電池、顯示裝置、聲音輸出電路、主處理器W及各種傳感器。
[0131] 接收側(cè)控制部分250可W被來自發(fā)射部分100的喚醒電力激活，與發(fā)射部分100進(jìn) 行通信，并且控制接收部分200的子系統(tǒng)的操作。
[0132] 接收部分200可W被配置為單個(gè)或多個(gè)，W無(wú)線方式同時(shí)從發(fā)射部分100接收能 量。也就是說，在采用諧振方案的無(wú)線電力傳輸系統(tǒng)中，可W從一個(gè)發(fā)射部分100向多個(gè)目 標(biāo)接收部分200供應(yīng)電力。
[0133] 運(yùn)里，發(fā)射部分100的匹配部分150可W適應(yīng)性地在多個(gè)接收部分200之中執(zhí)行阻 抗匹配。
[0134] 與此同時(shí)，當(dāng)接收部分200被配置有多個(gè)時(shí)，多個(gè)接收部分200可W是同樣的系統(tǒng) 或者不同的系統(tǒng)。
[0135] 與此同時(shí)，發(fā)射部分100的控制部分140通?？蒞控制發(fā)射部分100?？刂撇糠?40 可W控制電力轉(zhuǎn)換部分130。
[0136] 控制部分140可W根據(jù)接收部分200的狀態(tài)即充電狀態(tài)或接收狀態(tài)來控制電力轉(zhuǎn) 換部分130。例如，當(dāng)接收部分200需要較高的無(wú)線電力時(shí)，控制部分140可W控制電力轉(zhuǎn)換 部分130W生成要被發(fā)射至接收部分200的較高的無(wú)線電力。例如，當(dāng)接收部分200需要較低 的無(wú)線電力時(shí)，控制部分140控制電力轉(zhuǎn)換部分130W生成要被發(fā)射至接收部分200的較低 的無(wú)線電力。
[0137] 響應(yīng)于發(fā)射部分100的請(qǐng)求，可W從接收部分200提供接收部分200的狀態(tài)。另一方 面，可W任意地或W預(yù)定間隔將接收部分200的狀態(tài)信息提供至發(fā)射部分100。
[013引控制部分140可W向電力轉(zhuǎn)換部分130供應(yīng)PWM控制信號(hào)，該P(yáng)WM控制信息的占空比 根據(jù)基于從接收部分200提供的狀態(tài)信息的、接收部分200的狀態(tài)來控制。相應(yīng)地，實(shí)施方式 可W調(diào)整用于生成AC電力的控制信號(hào)而不是調(diào)整電源300的電力或轉(zhuǎn)換器120的輸出的幅 值，W便調(diào)整要被發(fā)射至接收部分200的AC電力W使得改變AC電力的幅值，由此防止電流損 耗W及電力浪費(fèi)，從而增強(qiáng)電力傳輸效率。
[0139] <根據(jù)本公開內(nèi)容的實(shí)施方式的無(wú)線電力傳輸系統(tǒng)的電力轉(zhuǎn)換部分〉
[0140] 圖8是示出根據(jù)實(shí)施方式的光裝置的圖。
[0141] 將參照?qǐng)D8來描述電力轉(zhuǎn)換部分130的連接關(guān)系和操作方法。
[0142] 電力轉(zhuǎn)換部分130可W基于從控制部分140提供的AC電力控制信號(hào)將從轉(zhuǎn)換器120 提供的電力轉(zhuǎn)換成AC電力并且對(duì)AC電力進(jìn)行放大。此外，電力轉(zhuǎn)換部分130可W包括全橋逆 變器。
[0143] 電力轉(zhuǎn)換部分130可W包括第一開關(guān)元件至第四開關(guān)元件S1、S2、S3和S4。
[0144] 當(dāng)從控制部分140提供的第一 AC電力控制信號(hào)至第四AC電力控制信號(hào)C11、C12、 C21和C22處于高電平時(shí)，第一開關(guān)元件至第四開關(guān)元件S1、S2、S3和S4每個(gè)均可W導(dǎo)通，當(dāng) 從控制部分140提供的第一 AC電力控制信號(hào)至第四AC電力控制信號(hào)C11、C12、C21和C22處于 低電平時(shí)，第一開關(guān)元件至第四開關(guān)元件S1、S2、S3和S4每個(gè)均可W關(guān)斷。
[0145] 第一開關(guān)元件S1可W被連接在第一節(jié)點(diǎn)N1與轉(zhuǎn)換器120之間，并且由控制部分140 的第一 AC電力控制信號(hào)C11來控制。此外，第二開關(guān)元件S2可W被連接在第一節(jié)點(diǎn)N1與地之 間，并且由控制部分140的第二AC電力控制信號(hào)C12來控制。
[0146] 第Ξ開關(guān)元件S3可W被連接在第二節(jié)點(diǎn)N2與轉(zhuǎn)換器120之間，并且由控制部分140 的第SAC電力控制信號(hào)C21來控制。此外，第四開關(guān)元件S4可W被連接在第二節(jié)點(diǎn)N2與地之 間，并且由控制部分140的第四AC電力控制信號(hào)C22來控制。
[0147] 第一開關(guān)元件至第四開關(guān)元件S1、S2、S3和S4可W是N型M0SDET(金屬氧化物半導(dǎo) 體場(chǎng)效應(yīng)晶體管），但不限于此。更確切地講，可W使用通過控制部分140的AC電力控制信號(hào) 來執(zhí)行開關(guān)操作的元件。
[0148] 與此同時(shí)，當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)元件至第四開關(guān)元件S1、S2、S3和S4是作為具有Ξ個(gè)端子的 裝置的晶體管時(shí)，第一開關(guān)元件至第四開關(guān)元件S1、S2、S3和S4的每個(gè)柵極端子被施加 AC電 力控制信號(hào)。第一開關(guān)元件至第四開關(guān)元件S1、S2、S3和S4中的其余兩個(gè)端子可W是源極端 子和漏極端子，并且在第一開關(guān)元件至第四開關(guān)元件S1、S2、S3和S4中，電流可W從漏極端 子流向源極端子。
[0149] <根據(jù)本公開內(nèi)容的實(shí)施方式的電力轉(zhuǎn)換部分的操作方案〉
[0150] 圖9和圖10是示出電力轉(zhuǎn)換部分的操作的圖，W及圖11是電力轉(zhuǎn)換部分根據(jù)AC電 力控制信號(hào)輸出的信號(hào)的波形圖。
[0151] 將參照?qǐng)D9至圖11來描述電力轉(zhuǎn)換部分130的操作方案。
[0152] 如圖9所示，當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)元件S1和第四開關(guān)元件S4通過作為從控制部分140提供的 PWM控制信號(hào)的第一 AC電力控制信號(hào)C11和第四AC電力控制信號(hào)C22而導(dǎo)通并且第二開關(guān)元 件S2和第Ξ開關(guān)元件S3通過第二AC電力控制信號(hào)C12和第^AC電力控制信號(hào)C21而關(guān)斷時(shí)， 正極性輸出電壓Vo可W被施加于匹配部分150。如圖10所示，當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)元件S1和第四開關(guān) 元件S4通過從控制部分140提供的第一 AC電力控制信號(hào)C11和第四AC電力控制信號(hào)C22而關(guān) 斷并且第二開關(guān)元件S2和第Ξ開關(guān)元件S3通過第二AC電力控制信號(hào)C12和第^AC電力控制 信號(hào)C21而導(dǎo)通時(shí)，負(fù)極性輸出電壓Vo可W被施加于匹配單元150。
[0153] 圖11示出了當(dāng)占空比為例如50%時(shí)施加于第一開關(guān)元件至第四開關(guān)元件S1、S2、 S3和S4的第一 AC電力控制信號(hào)至第四AC電力控制信號(hào)C11、C12、C21和C22W及所產(chǎn)生的輸 出電壓Vo。運(yùn)里，可W存在其中對(duì)第一開關(guān)元件S1和第二開關(guān)元件S2進(jìn)行控制的第一 AC電 力控制信號(hào)C11和第二AC電力控制信號(hào)C12W及對(duì)第Ξ開關(guān)元件S3和第四開關(guān)元件S4進(jìn)行 控制的第ΞΑΟ電力控制信號(hào)C12和第四AC電力控制信號(hào)C22彼此不重疊的空白間隔。出于防 止轉(zhuǎn)換器120的輸出電壓Vo由于下述事實(shí)而沒有出現(xiàn)的目的而使轉(zhuǎn)換器120的輸出電壓接 地：當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)元件S1和第二開關(guān)元件S2同時(shí)導(dǎo)通W使得它們導(dǎo)通性地連接時(shí)或者當(dāng)?shù)讦?開關(guān)元件S3和第四開關(guān)元件S4同時(shí)導(dǎo)通W使得它們導(dǎo)通性地連接時(shí)。
[0154] <使用空白間隔調(diào)整的占空比調(diào)整〉
[0155] 圖12和圖13是示出通過控制空白間隔來控制AC電壓的占空比的波形圖的圖。
[0156] 如圖12和圖13所示，從控制部分140提供的作為PWM信號(hào)的第一 AC電力控制信號(hào)至 第四AC電力控制信號(hào)C11、C12、C21和C22的占空比可W發(fā)生改變。例如，從控制部分140提供 的作為PWM信號(hào)的第一 AC電力控制信號(hào)至第四AC電力控制信號(hào)C11、C12、C21和C22的高電平 的上升時(shí)間Trll、Trl2、Tr21和Tr22W及下降時(shí)間Tfll、Tn2、Tf21和Tf22可W發(fā)生改變。響 應(yīng)于發(fā)生改變的第一 AC電力控制信號(hào)至第四AC電力控制信號(hào)C11、C12、C21和C22,第一開關(guān) 元件至第四開關(guān)元件S1、S2、S3和S4的導(dǎo)通時(shí)間也發(fā)生改變，從而供應(yīng)至發(fā)射天線系統(tǒng)102 的AC電力的AC電壓Vo的占空比Ton也發(fā)生改變。
[0157] 實(shí)施方式可W通過根據(jù)接收部分200的狀態(tài)例如充電狀態(tài)和/或接收狀態(tài)、使AC電 力的AC電壓Vo的占空比Ton不同W使接收部分200能夠接收恒定電力。
[0158] 另外，實(shí)施方式可W中斷當(dāng)在發(fā)射部分100中生成AC電力時(shí)可能損失的電流，從而 使電力消耗最小化。
[0159] 圖12示出了用W生成具有50%占空比的AC電壓的AC電力的、作為nm信號(hào)的第一 AC電力控制信號(hào)至第四AC電力控制信號(hào)的波形圖。
[0160] 如圖12所示，可W基于時(shí)鐘信號(hào)來生成第一 AC電力控制信號(hào)至第四AC電力控制信 號(hào)C11、C12、C21和C22。
[0161] 可W基于振蕩器（未示出）的禁止AC信號(hào)或者通過分立裝置來生成時(shí)鐘信號(hào) (Clock)，但不限于此。
[0162] 可具有高電平脈沖和低電平脈沖的周期重復(fù)地生成時(shí)鐘信號(hào)(Clock)。
[0163] 例如，第一 AC電力控制信號(hào)C11在距時(shí)鐘信號(hào)(Clock)中的第一高電平脈沖的上升 時(shí)間延遲預(yù)定時(shí)間的時(shí)間處定義高電平的上升時(shí)間Trll，并且在第二高電平脈沖的上升時(shí) 間處定義低電平的下降時(shí)間ΤΠ 1。
[0164] 例如，第二AC電力控制信號(hào)C12的高電平區(qū)段不與第一 AC電力控制信號(hào)C11的高電 平區(qū)段重疊。如果第一 AC電力控制信號(hào)C11的高電平區(qū)段與第二AC電力控制信號(hào)C12的高電 平區(qū)段重疊，則第一開關(guān)元件S1和第二開關(guān)元件S2同時(shí)導(dǎo)通，轉(zhuǎn)換器120的輸出電壓對(duì)地放 電，轉(zhuǎn)換器120的輸出電壓不被施加至第一節(jié)點(diǎn)N1。作為結(jié)果，電力不被傳輸至發(fā)射天線系 統(tǒng)102。相應(yīng)地，可W在第一 AC電力控制信號(hào)C11的下降時(shí)間Τη?與第二AC電力控制信號(hào)C12 的上升時(shí)間化12之間或者在第一 AC電力控制信號(hào)C11的上升時(shí)間化11與第二AC電力控制信 號(hào)C12的下降時(shí)間ΤΠ 2之間不存在第一 AC電力控制信號(hào)C11和第二AC電力控制信號(hào)C12的地 方定義空白間隔Τρα。
[0165] 第二AC電力控制信號(hào)C12可W在距時(shí)鐘信號(hào)(Clock)中的第二高電平脈沖的上升 時(shí)間延遲了預(yù)定時(shí)間的時(shí)間處定義高電平的上升時(shí)間Trl2,并且在第Ξ高電平脈沖的上升 時(shí)間處定義低電平的下降時(shí)間ΤΠ 2。
[0166] 例如，第SAC電力控制信號(hào)C21的高電平間隔可W與第一 AC電力控制信號(hào)C11的高 電平間隔W及第二AC電力控制信號(hào)C12的高電平間隔部分地重疊。也就是說，第SAC電力控 制信號(hào)C21的上升時(shí)間Tr21在第一 AC電力控制信號(hào)C11的下降時(shí)間Till之前，并且第^AC電 力控制信號(hào)C21的下降時(shí)間Tf21在第二AC電力控制信號(hào)C12的上升時(shí)間Trl2之后。
[0167] 例如，第四AC電力控制信號(hào)C22的高電平間隔不與第SAC電力控制信號(hào)C21的高電 平間隔重疊。同樣地，當(dāng)?shù)赟AC電力控制信號(hào)C21的高電平與第四AC電力控制信號(hào)C22的高 電平間隔重疊時(shí)，則第Ξ開關(guān)元件S3和第四開關(guān)元件S4同時(shí)導(dǎo)通，轉(zhuǎn)換器102的輸出電壓對(duì) 地放電，并且轉(zhuǎn)換器120的輸出電壓不被施加至第二節(jié)點(diǎn)N2。從而作為結(jié)果，電力不被傳輸 至發(fā)射天線系統(tǒng)102。相應(yīng)地，可W在第SAC電力控制信號(hào)C21的下降時(shí)間Tf21與第四AC電 力控制信號(hào)C22的上升時(shí)間Tr22之間或者在第SAC電力控制信號(hào)C21的上升時(shí)間化21與第 四AC電力控制信號(hào)C22的下降時(shí)間Tf22之間不存在第SAC電力控制信號(hào)C21和第四AC電力 控制信號(hào)C22之處定義空白間隔Tap。
[0168] 另外，第四AC電力控制信號(hào)C22的高電平間隔可W與第一 AC電力控制信號(hào)C11的高 電平間隔W及第二AC電力控制信號(hào)C12的高電平間隔部分地重疊。也就是說，第四AC電力控 制信號(hào)C22的上升時(shí)間化22在第二AC電力控制信號(hào)C12的下降時(shí)間Tfl2之前，而在第一 AC電 力控制信號(hào)C11的上升時(shí)間Trll之后。
[0169] 可WW時(shí)鐘信號(hào)(Clock)的周期來定義第一 AC電力控制信號(hào)至第四AC電力控制信 號(hào)C11、C12、C21和C22的相應(yīng)的高電平間隔。
[0170] 與此同時(shí)，第一 AC電力控制信號(hào)C11與第四AC電力控制信號(hào)C22的高電平重疊間隔 是電力傳輸間隔，該電力傳輸間隔可W被定義為占空比（Ton)。占空比（Ton)是W-定周期 傳輸電力的間隔，占空比最大值被設(shè)置為50%，但不限于此。例如，當(dāng)占空比為50%時(shí)，可W 在半個(gè)周期中傳輸電力而在剩余半個(gè)周期中不能傳輸電力。此外，第二AC電力控制信號(hào)C12 與第SAC電力控制信號(hào)C21的重疊的高電平間隔是電力傳輸可用間隔，該電力傳輸可用間 隔可W被定義為占空比（Ton)。
[0171] 在圖12中，可W理解的是，占空比（Ton)由第SAC電力控制信號(hào)C21的下降時(shí)間 Tf2lW及第四AC電力控制信號(hào)C22的下降時(shí)間Tf22所確定。當(dāng)下降時(shí)間Tf22延遲時(shí)，占空比 Ton可W增大，而當(dāng)下降時(shí)間加快時(shí)，占空比Ton可W減小。
[0172] 當(dāng)占空比Ton增大時(shí)，由于傳輸至發(fā)射天線系統(tǒng)102的AC電力增加，由接收部分200 接收的無(wú)線電力也可W減少。當(dāng)占空比Ton減小時(shí)，由于傳輸至發(fā)射天線系統(tǒng)102的AC電力 減少，由接收部分200接收的無(wú)線電力也可W減少。
[0173] 實(shí)施方式可W反映要被傳輸至接收部分200的AC電力的增加或減少W使得控制部 分140生成第一 AC電力控制信號(hào)至第四AC電力控制信號(hào)C11、C12、C21和C22,從電力轉(zhuǎn)換部 分130輸出的AC電壓(Vo)的占空比可W通過第一 AC電力控制信號(hào)至第四AC電力控制信號(hào) C11、C12、C21和C22來調(diào)整，并且具有經(jīng)調(diào)整的占空比（Ton)的AC電壓(Vo)的無(wú)線電力可W 通過發(fā)射天線系統(tǒng)102被發(fā)射至接收部分200。
[0174] 圖13示出了用W生成具有30%占空比的AC電壓的AC電力的第一AC電力控制信號(hào) 至第四AC電力控制信號(hào)的波形圖。
[0175] 在圖13中，用于生成第一 AC電力控制信號(hào)至第四AC電力控制信號(hào)C11、C12、C21和 C22的方法與參照?qǐng)D8所描述的方法相同。
[0176] 圖13所示的AC電壓(Vo)具有30 %占空比（Ton)，所述30 %占空比（Ton)小于圖12所 示的50%占空比（Ton)。換言之，具有30%占空比（Ton)的正極性電壓或負(fù)極性電壓的寬度 可W小于具有50%占空比(Ton)的正極性電壓或負(fù)極性電壓的寬度。
[0177] 如此，可W改變第一 AC電力控制信號(hào)至第四AC電力控制信號(hào)Cll、C12、C2dPC22W 使得AC電壓(Vo)的占空比可W減小到30 %。也就是說，圖13所示的第二AC電力控制信號(hào)Cl2 的下降時(shí)間Tfl2W及第SAC電力控制信號(hào)C21的下降時(shí)間Tf21可W在圖12所示的第二AC電 力控制信號(hào)C12的下降時(shí)間Tfl2W及第SAC電力控制信號(hào)C21的下降時(shí)間Tf21之前。相應(yīng) 地，隨著AC電壓Vo的占空比（Ton)減小，第二AC電力控制信號(hào)C12的下降時(shí)間Tfl2W及第Ξ AC電力控制信號(hào)C21的下降時(shí)間Tf21可W越來越快。例如，第二AC電力控制信號(hào)C12的下降 時(shí)間Tfl2W及第SAC電力控制信號(hào)C21的下降時(shí)間Tf21在占空比（Ton)為20%時(shí)比在占空 比（Ton)為30%時(shí)更快。
[0178] 與此同時(shí)，控制部分140可W包括第一服務(wù)控制部分和第二服務(wù)控制部分，所述第 一服務(wù)控制部分生成要被提供至第一開關(guān)元件S1至第四開關(guān)元件S4的、作為PWM信號(hào)的第 一 AC電力控制信號(hào)C11至第四AC電力控制信號(hào)C22,所述第二服務(wù)控制部分向第一服務(wù)控制 部分提供占空比調(diào)整信號(hào)W調(diào)整第一 AC電力控制信號(hào)C11至第四AC電力控制信號(hào)C22的占 空比。
[0179] 第二服務(wù)控制部分可W向第一服務(wù)控制部分提供根據(jù)基于從接收部分200提供的 狀態(tài)信息的接收部分200的狀態(tài)所調(diào)整的占空比來調(diào)整信號(hào)。
[0180] 例如，占空比調(diào)整信號(hào)可W是6位二進(jìn)制數(shù)據(jù)。例如，當(dāng)占空比調(diào)整信號(hào)為000001 時(shí)，第一服務(wù)控制部分可W響應(yīng)于占空比調(diào)整來生成第一 AC電力控制信號(hào)C11至第四AC電 力控制信號(hào)C22，W生成具有50%占空比的AC電壓的AC電力。具有50%占空比的AC電壓的AC 電力可W是要被發(fā)射至接收部分200的最大AC電力，但不限于此。
[0181] 例如，當(dāng)占空比調(diào)整信號(hào)為000010時(shí)，第一服務(wù)控制部分可W響應(yīng)于控制信號(hào)來 生成第一AC電力控制信號(hào)C11至第四AC電力控制信號(hào)C22，W生成具有40%占空比的AC電壓 的AC電力。
[0182] 例如，當(dāng)占空比調(diào)整信號(hào)為000011時(shí)，第一服務(wù)控制部分可W響應(yīng)于控制信號(hào)而 生成第一AC電力控制信號(hào)C11至第四AC電力控制信號(hào)C22，W生成具有30%占空比的AC電壓 的AC電力。
[0183] 例如，當(dāng)占空比調(diào)整信號(hào)為000100時(shí)，第一服務(wù)控制部分可W響應(yīng)于控制信號(hào)來 生成第一AC電力控制信號(hào)C11至第四AC電力控制信號(hào)C22，W生成具有20%占空比的AC電壓 的AC電力。
[0184] 例如，當(dāng)占空比調(diào)整信號(hào)為000101時(shí)，第一服務(wù)控制部分可W響應(yīng)于控制信號(hào)來 生成第一AC電力控制信號(hào)C11至第四AC電力控制信號(hào)C22，W生成具有10%占空比的AC電壓 的AC電力。
[0185] 另外，通過使用6位二進(jìn)制數(shù)據(jù)來設(shè)置占空比調(diào)整信號(hào)，第一AC電力控制信號(hào)C11 至第四AC電力控制信號(hào)C22生成5%占空比單位、3%占空比單位或2%占空比單位的AC電 力，但不限于此。
[01化]圖14a、圖14b、圖15a、圖15c、圖16aW及圖16b是示出當(dāng)改變電力轉(zhuǎn)換器的全橋的 占空比時(shí)作為對(duì)輸出波形進(jìn)行仿真的結(jié)果所輸出的信號(hào)的基波幅值W及作為基波的多個(gè) 分量的諧波的幅值的圖。
[0187] 基本上使用傅里葉分析來對(duì)輸出信號(hào)進(jìn)行仿真。
[0188] 指數(shù)形式的傅里葉級(jí)數(shù)可W表示為
并且可W通過復(fù)合系 數(shù)Gn的幅值來捜索諧波分量。
[0189] 此外，使用總諧波失真T皿W便根據(jù)占空比來比較諧波分量的程度。
[0190] 總諧波失真THD被定義為諧波分量的RMS與基波的RMS之比，其指示諧波出現(xiàn)的程 度。
[0191] 在實(shí)施方式中，總諧波失真THD被定義為最大諧波失真，該最大諧波失真是具有諧 波分量的最大幅值的最大幅值諧波分量的RMS與基波的RMS之比。也就是說，最大諧波失真 被定義為最大幅值諧波分量的RMS與基波的RMS相比的比率。
[0192] 將參照附圖來描述根據(jù)占空比的諧波分量的分布和幅值。
[0193] 通過基于輸出波形的幅值IV和周期143Hz將占空比改變?yōu)?0%、40%和30%來生 成仿真結(jié)果。
[0194] 在圖14a和圖14b中，當(dāng)占空比為50%時(shí)，基波具有0.6V與0.7V之間的幅值，并且出 現(xiàn)偶數(shù)諧波而不出現(xiàn)奇數(shù)諧波。
[01巧]當(dāng)占空比為50%時(shí)，最大諧波失真的近似值為0.22/0.65 = 24%。
[0196] 在圖15a和圖1化中，當(dāng)占空比為40 %時(shí)，可看出基波的值為約0.6V，并且出現(xiàn)奇數(shù) 諧波和偶數(shù)諧波，并且在諧波分量之中的是基波頻率的兩倍的第一諧波分量的幅值在0.1 V 與0.2V之間。如此，當(dāng)占空比從50 %減小至40 %時(shí)，最大諧波失真變?yōu)?.15/0.6 = 25 %，所 W可W確認(rèn)的是，當(dāng)出現(xiàn)偶數(shù)諧波分量和奇數(shù)諧波分量時(shí)，最大諧波失真增大。
[0197] 圖16a和圖16b示出了占空比為30%的情況。運(yùn)里，基波的幅值在0.5V與0.6V之間， 在諧波分量之中的是基波頻率的5倍的諧波分量的幅值在0.1 V與0.2V之間。因此，當(dāng)使用近 似值來計(jì)算最大諧波失真時(shí)，最大諧波失真為1.25/5.1 = 24%，所W可看出最大諧波失真 減小。
[0198] 圖17是示出當(dāng)改變占空比時(shí)最大諧波失真比率的仿真結(jié)果的圖。
[0199] 可確認(rèn)的是，在0.26至0.44(26%至44%)的占空比間隔中最大諧波失真具有相對(duì) 較小的值。也就是說，占空比間隔是分布較小諧波分量的間隔。
[0200] 此外，當(dāng)占空比為0.41(41%)和0.32(32%)時(shí)，最大諧波失真最小，并且最大諧波 失真的值變?yōu)?3.6%。
[0201] 如此，當(dāng)使用全橋逆變器作為電力轉(zhuǎn)換器130并且調(diào)整占空比時(shí)，可W控制輸出波 形W使輸出波形接近正弦波。
[0202] 如上所述，盡管完美的正弦波不包括諧波分量，但由于負(fù)載的非線性特性而具有 失真波形的正弦波包括諧波分量。相應(yīng)地，當(dāng)控制輸出電壓VoW使輸出電壓Vo接近正弦波 時(shí)，可W使諧波分量減小并且可W使電磁兼容性EMC最大化。
[0203] 盡管上述仿真使用基波幅值與最大諧波分量的幅值之比來評(píng)述EMC特性，但不限 于此。更確切地講，可W使用基波幅值與總諧波分量的幅值之比來考慮EMC特性。
[0204] 運(yùn)里，期望的是使用占空比來控制電力轉(zhuǎn)換器，其中利用基波幅值與總諧波分量 的幅值之比來計(jì)算總諧波失真。
[0205] <用于驅(qū)動(dòng)根據(jù)本公開內(nèi)容的實(shí)施方式的無(wú)線電力傳輸系統(tǒng)的方法〉
[0206] 圖18是示出根據(jù)本公開內(nèi)容的實(shí)施方式的無(wú)線電力傳輸系統(tǒng)的操作的信號(hào)流程 圖。
[0207] 第一步驟是感測(cè)步驟(S100)。
[0208] 在接收部分200接近發(fā)射部分100的充電區(qū)域的情況下，當(dāng)發(fā)射部分100感測(cè)到接 收部分200或者相反地接收部分200感測(cè)到發(fā)射部分100時(shí)，無(wú)線電力傳輸可W開始。
[0209] 感測(cè)步驟(S100)可W由下述子步驟構(gòu)成:感測(cè)接收部分200的選擇步驟、接收數(shù)據(jù) 包的查驗(yàn)步驟、W及接收獨(dú)特ID、擴(kuò)展IDW及控制參數(shù)相關(guān)信息的驗(yàn)證和配置步驟。
[0210] 第二步驟是電力請(qǐng)求步驟(S200)。
[0211] 在接收部分200請(qǐng)求發(fā)射部分100發(fā)射電力的情況下，例如，接收部分200可W根據(jù) 接收部分200的狀態(tài)請(qǐng)求發(fā)射部分100發(fā)射一定量的電力，所述接收部分200的狀態(tài)為接收 部分200的電池充電狀態(tài)、接收部分200和電池的溫度狀態(tài)W及電池電力消耗量和程度及電 池充電速度。
[0212] 第Ξ步驟是對(duì)控制部分140和轉(zhuǎn)換器120進(jìn)行控制的步驟(S300)。
[0213] 電力發(fā)射量可W根據(jù)接收部分200的狀態(tài)而改變，并且相應(yīng)地，發(fā)射部分100的控 制部分140可W控制轉(zhuǎn)換器120來調(diào)整DC電力的電平。
[0214] 第四步驟是對(duì)控制部分140的電力轉(zhuǎn)換部分130進(jìn)行控制的步驟(S400)W及發(fā)射 電力的步驟(S500)。
[0215] 轉(zhuǎn)換器120可W使用PWM控制信號(hào)來控制電力轉(zhuǎn)換部分130內(nèi)部的全橋逆變器的第 一開關(guān)元件至第四開關(guān)元件S1、S2、S3和S4。
[0216] 可W根據(jù)占空比來改變第一開關(guān)元件至第四開關(guān)元件S1、S2、S3和S4的導(dǎo)通或關(guān) 斷比率，并且可W根據(jù)占空比來改變?cè)陔娏D(zhuǎn)換部分130中所包括的諧波分量的程度。相應(yīng) 地，控制部分可W對(duì)從轉(zhuǎn)換器120傳輸至電力轉(zhuǎn)換部分130的DC電壓的量值W及從電力轉(zhuǎn)換 部分130輸出的輸出信號(hào)的頻率分量進(jìn)行分析W控制PWM控制信號(hào)的占空比。
[0217] 如此，控制部分140可W確定占空比具有在例如26%至44%之中的預(yù)定值，并且控 制部分140向電力轉(zhuǎn)換部分130提供同樣具有預(yù)定值的PWM控制信號(hào)。此外，可W將從電力轉(zhuǎn) 換部分130輸出的信號(hào)反饋至控制部分140,控制部分140分析輸出信號(hào)的諧波分量W向電 力轉(zhuǎn)換部分130提供具有其中基波幅值與最大諧波幅值之比最小的占空比的PWM控制信號(hào)， W使得控制部分140可W使發(fā)射部分100能夠提供由接收部分200所請(qǐng)求的電力。
[0218] 當(dāng)對(duì)從電力轉(zhuǎn)換部分130反饋的輸出信號(hào)的諧波分量進(jìn)行分析并且分析時(shí)，可W 在每個(gè)預(yù)定時(shí)段反饋并分析電力轉(zhuǎn)換部分130的輸出信號(hào)。因此，可W根據(jù)無(wú)線電力傳輸系 統(tǒng)10的電力發(fā)射條件的改變或者系統(tǒng)特性的改變來執(zhí)行實(shí)時(shí)控制W確定電力轉(zhuǎn)換部分130 的失真程度，W便輸出具有優(yōu)化電磁特性的輸出信號(hào)。
[0219] 根據(jù)本公開內(nèi)容的實(shí)施方式的無(wú)線電力傳輸系統(tǒng)10的發(fā)射部分100使用全橋逆變 器作為電力轉(zhuǎn)換器130。
[0220] 全橋逆變器具有下述效果:使輸出信號(hào)接近正弦波W使諧波分量最小化，與現(xiàn)有 技術(shù)的半橋逆變器相比增加了提供至發(fā)射天線系統(tǒng)102的最大電力。
[0221] 此外，控制部分140可W調(diào)整從轉(zhuǎn)換器120輸出的DC電壓電平的占空比W及要被提 供至電力轉(zhuǎn)換單元130的、作為PWM控制信號(hào)的第一 AC電力控制信號(hào)至第四AC電力控制信號(hào) C11、C12、C21和C22的占空比，W減小從電力轉(zhuǎn)換部分130輸出的輸出信號(hào)的諧波分量。此 夕h可W根據(jù)發(fā)射部分100和接收部分200的當(dāng)前狀態(tài)來將接收部分200中請(qǐng)求的電量W及 電力轉(zhuǎn)換部分130的輸出信號(hào)的失真狀態(tài)反饋至控制部分140, W調(diào)整第一AC電力控制信號(hào) 至第四AC電力控制信號(hào)C11、C12、C21和C22的占空比，從而改進(jìn)電磁波特性。
[0222] 根據(jù)上述實(shí)施方式的方法可W用計(jì)算機(jī)可執(zhí)行程序?qū)崿F(xiàn)并且可W存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī) 可讀記錄介質(zhì)中。計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)的示例包括R〇M、RAM、CD-ROM、磁帶、軟盤、光學(xué)數(shù)據(jù) 存儲(chǔ)裝置等。此外，可載波(例如在因特網(wǎng)上傳輸)的形式來實(shí)現(xiàn)該方法。
[0223] 計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)可W分布在通過計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)連接的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，并且 可W作為可讀代碼W分布方式進(jìn)行存儲(chǔ)和執(zhí)行。此外，有經(jīng)驗(yàn)的計(jì)算機(jī)程序員可W根據(jù)本 文包含的本公開內(nèi)容的描述來得到用于實(shí)現(xiàn)本公開內(nèi)容的功能程序、代碼和代碼段。
[0224] 根據(jù)實(shí)施方式的接收部分200可W安裝在移動(dòng)終端比如移動(dòng)電話、智能手機(jī)、膝上 型計(jì)算機(jī)、數(shù)字廣播終端、個(gè)人數(shù)字助理PDA、便攜式多媒體播放器、導(dǎo)航等。
[0225] 然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的是，除了僅適用于移動(dòng)終端的情況外，該實(shí)施方式 的配置還可W適用于固定終端比如數(shù)字TV、桌上型計(jì)算機(jī)等。
[0226] 在實(shí)施方式中，通過電磁感應(yīng)實(shí)現(xiàn)的電力發(fā)射方案可W意指相對(duì)較低的Q值和緊 禪合，而通過諧振實(shí)現(xiàn)的電力發(fā)射方案可W意指相對(duì)較高的Q值和松禪合。
[0227]盡管參照優(yōu)選實(shí)施方式描述了本公開內(nèi)容，但運(yùn)些實(shí)施方式僅是示例而不限制本 公開內(nèi)容。在不背離權(quán)利要求中所描述的構(gòu)思和技術(shù)范圍的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可W W各種方式來改變和修改本公開內(nèi)容。因此，本公開內(nèi)容的技術(shù)范圍不限于具體描述而應(yīng) 當(dāng)僅由權(quán)利要求來限定。
[022引工業(yè)應(yīng)用
[0229]無(wú)線電力傳輸裝置可W用在無(wú)線充電系統(tǒng)的領(lǐng)域中。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種用于生成要被發(fā)射至接收器的無(wú)線電力的發(fā)射器，所述發(fā)射器包括： 電力轉(zhuǎn)換部分，包括全橋逆變器；以及 控制部分，用于使用脈沖寬度調(diào)制PWM控制信號(hào)來控制所述電力轉(zhuǎn)換部分， 其中，所述HVM控制信號(hào)的占空比由其中所述電力轉(zhuǎn)換部分的輸出信號(hào)的頻率分量中 的諧波幅值與基頻幅值之比為最小的占空比來確定。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)射器，其中，所述諧波具有多個(gè)諧波分量的最大幅值，所述 多個(gè)諧波分量具有彼此不同的輸出信號(hào)的頻率。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)射器，其中，所述占空比為26 %至44 %。4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)射器，其中，所述占空比為41%或32%。5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)射器，還包括： 整流和濾波部分，被配置成接收輸入的AC電力并且生成DC電壓； DC/DC轉(zhuǎn)換器，用于調(diào)整從所述整流和濾波部分輸出的、要被輸出至所述電力轉(zhuǎn)換部分 的所述DC電壓的電平；以及 匹配部分，用于執(zhí)行所述發(fā)射器與所述接收器之間的阻抗匹配， 其中，所述控制部分控制所述DC/DC轉(zhuǎn)換器的DC電壓電平。6. -種用于驅(qū)動(dòng)無(wú)線電力傳輸系統(tǒng)的方法，所述無(wú)線電力傳輸系統(tǒng)包括發(fā)射器以及從 所述發(fā)射器接收電力的接收器，所述發(fā)射器具有對(duì)從外部電源施加的電力進(jìn)行轉(zhuǎn)換的電力 轉(zhuǎn)換部分，所述方法包括： 當(dāng)所述接收器接近所述發(fā)射器的充電區(qū)域時(shí)，使所述發(fā)射器和所述接收器能夠彼此進(jìn) 行感測(cè)； 使所述接收器能夠請(qǐng)求所述發(fā)射器傳輸電力； 使所述發(fā)射器的控制部分能夠根據(jù)所述接收器所請(qǐng)求的電量來調(diào)整所述DC/DC轉(zhuǎn)換器 的DC電壓電平；以及 使所述控制部分能夠根據(jù)預(yù)定的PWM控制信號(hào)的占空比來控制所述電力轉(zhuǎn)換部分， 其中，所述HVM控制信號(hào)的占空比由其中所述電力轉(zhuǎn)換部分的輸出信號(hào)的頻率分量中 的諧波幅值與基頻幅值之比為最小的占空比來確定。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述諧波具有多個(gè)諧波分量的最大幅值，所述多 個(gè)諧波分量具有彼此不同的輸出信號(hào)的頻率。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述電力轉(zhuǎn)換部分包括全橋逆變器，所述全橋逆 變器從DC/DC轉(zhuǎn)換器中接收DC電壓以輸出AC信號(hào)。9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述占空比為26 %至44 %。10. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述占空比為41 %或32 %。11. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，將從所述電力轉(zhuǎn)換部分輸出的輸出信號(hào)反饋給 所述控制部分，并且所述控制部分向所述電力轉(zhuǎn)換部分提供PWM控制信號(hào)，所述PWM控制信 號(hào)具有其中所述輸出信號(hào)的諧波幅值與基頻幅值之比為最小的占空比。12. -種用于生成要被發(fā)射至接收器的無(wú)線電力的發(fā)射器，所述發(fā)射器包括： 控制部分，用于生成第一AC電力控制信號(hào)至第四AC電力控制信號(hào)；以及 電力轉(zhuǎn)換部分，用于響應(yīng)于所述第一 AC電力控制信號(hào)至所述第四AC電力控制信號(hào)來生 成包括正極性電極電壓和負(fù)極性電極電壓的AC電力， 其中，所述電力轉(zhuǎn)換部分響應(yīng)于所述第一 AC電力控制信號(hào)和所述第四AC電力控制信號(hào) 來生成所述正極性電極電壓，并且響應(yīng)于所述第二AC電力控制信號(hào)和所述第三AC電力控制 信號(hào)來生成所述負(fù)極性電極電壓。13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的發(fā)射器，其中，所述正極性電極電壓的占空比由所述第四AC 電力控制信號(hào)的下降時(shí)間來確定， 其中，所述負(fù)極性電極電壓的占空比由所述第三AC電力控制信號(hào)的下降時(shí)間來確定。14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的發(fā)射器，其中，根據(jù)所述接收器的電力接收狀態(tài)來調(diào)整所述 占空比。15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的發(fā)射器，其中，所述第四AC電力控制信號(hào)的下降時(shí)間在所述 第一 AC電力控制信號(hào)的下降時(shí)間之前。16. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的發(fā)射器，其中，所述第三AC電力控制信號(hào)的下降時(shí)間在所述 第二AC電力控制信號(hào)的下降時(shí)間之前。17. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的發(fā)射器，其中，當(dāng)所述占空比為50%時(shí)生成最大AC電力， 其中，當(dāng)所述占空比減小時(shí)，所述AC電力的幅值減小。18. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的發(fā)射器，其中，所述電力轉(zhuǎn)換部分包括第一開關(guān)元件至第四 開關(guān)元件， 其中，在所述第一開關(guān)元件和所述第四開關(guān)元件導(dǎo)通的時(shí)間間隔中，所述第二開關(guān)元 件和所述第三開關(guān)元件關(guān)斷， 其中，在所述第二開關(guān)元件和所述第三開關(guān)元件導(dǎo)通的時(shí)間間隔中，所述第一開關(guān)元 件和所述第四開關(guān)元件關(guān)斷。
【文檔編號(hào)】H02J50/10GK106063080SQ201580012340
【公開日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2015年1月7日 公開號(hào)201580012340.9, CN 106063080 A, CN 106063080A, CN 201580012340, CN-A-106063080, CN106063080 A, CN106063080A, CN201580012340, CN201580012340.9, PCT/2015/163, PCT/KR/15/000163, PCT/KR/15/00163, PCT/KR/2015/000163, PCT/KR/2015/00163, PCT/KR15/000163, PCT/KR15/00163, PCT/KR15000163, PCT/KR1500163, PCT/KR2015/000163, PCT/KR2015/00163, PCT/KR2015000163, PCT/KR201500163
【發(fā)明人】裴守鎬
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