[发明专利]具有通信能力的自适应感应电源

说明书

本申请是申请人通达商业集团国际公司的最早优先权日为2003年2月4日、发明名称为“具有通信能力的自适应感应电源”的中国专利申请No.200480008881.6的分案申请。

相关申请

本申请要求2003年2月4日提交的授予David W.Baarman的题为“自适应感应耦合的镇流器电路”的美国临时申请No.60/444794的优先权和利益。该在先申请的全部公开内容通过引用结合在本文中。本申请是2002年6月18日提交的题为“流体处理系统”的美国专利申请No.10/175095的部分继续申请，该申请No.10/175095是2000年6月12日提交的题为“流体处理系统”的美国专利申请No.09/592194的部分继续申请。美国专利申请No.09/592194要求1999年6月21日提交的题为“具有感应耦合镇流器的水处理系统”的美国临时专利申请No.60/140159和1999年6月21日提交的题为“使用点(Point-of-Use)水处理系统”的美国临时专利申请No.60/140090的35U.S.C.§119(e)下的权益。

本申请通过引用结合了与本申请同日提交并转让给同一受让人的以下申请：自适应感应电源，序列号为10/689499；电感线圈组件，序列号为10/689224；以及，适配器，序列号为10/689375。

技术领域

本发明一般涉及无触点电源，且更具体地说，涉及能够与接收来自无触点电源功率的任何设备通信的无触点电源。

背景技术

无触点能量传输系统(CEETS)在没有任何机械连接的情况下将电能从一台设备传送到另一台设备。由于没有机械连接，因此与常规能量系统相比CEETS具有许多优点。因为存在很小的由电源的绝缘引起的电火花或电击的危险，因此CEETS一般更安全。由于不存在变得磨损的触点，因此CEETS具有更长的寿命。由于这些优点，CEETS已经用在从牙刷到便携式电话到火车的一切事物中。

CEETS由电源和远程设备组成。远程设备可以是可充电的设备，诸如电池、微型电容器或任何其它可充电的能源。备选地，CEETS可以直接为设备供电。

一种CEETS使用磁感应传递能量。来自电源中初级绕组的能量被感应地传递到可充电设备中的次级绕组。由于次级绕组与初级绕组物理地隔开了，因此感应耦合发生在空气中。

在初级绕组和次级绕组之间没有物理连接的情况下，不存在常规的反馈控制。由此，在CEETS中从初级到次级的能量传递的控制是困难的。

一个通用解决方案是设计对一类设备专用的CEETS。例如，用于可再充电牙刷的CEETS设计为仅用于为牙刷再充电，而用于可再充电电话的CEETS仅与特定类型的电话一起工作。虽然该解决方案使CEET可有效地与一种特殊设备一起操作，但它无法足够灵活地使电源与不同的远程设备一起操作。

此外，由于远程设备可以是能够执行各种任务的电子设备，因此需要与该远程设备的通信。在美国专利No.6597076中描述了这样一种系统，其中由CEET供电的致动器与过程计算机通信，以便提供与最新致动器信息有关的信息。远程设备与位于中央处理器的收  发器通信。然而，不提供CEET与致动器之间的直接通信。

在美国专利5455466所示的系统中，一种便携式电子设备从CEET接收功率。通过CEET提供计算机与便携式电子设备之间的通信。CEET用作便携式电子设备与计算机之间的流水线。CEET并不从远程设备获得与CEET操作有关的信息。

虽然这些现有技术系统的确提供了通信，但它们不能提供使远程设备提供有助于CEET操作的信息的方法或手段。例如，具有可调功率输出的CEET可使用来自远程设备的功率需求，以通过调节其功率输出来更有效地操作。由此，非常需要使CEET能够与远程设备通信，以便从该远程设备获得功率需求。

发明内容

一种无触点电源具有谐振电路，该谐振电路具有可变谐振频率和用于将功率传递到远程设备的初级绕组。无触点电源还可具有用于与远程设备通信的接收器。远程设备将功率信息发送到控制器。然后该控制器响应该功率信息更改谐振电路的操作。由此，控制器可精确地校准与远程设备共同操作的电源，这提供了从无触点电源到远程设备的高效率功率传递。

除了耦合到变换器的谐振电路以外，无触点电源可具有变换器和电源。为了得到高效率功率传递，控制器可更改电源的干线电压、变换器的操作频率、变换器的占空比以及谐振电路的谐振频率。