[发明专利]用于通过电容耦合传输电力的方法和设备

说明书

技术领域

本发明大致涉及一种用于传输电力到电负载的方法和设备。例如，该电负载可为任何电气或电力装置，所述任何电气或电力装置必须由电力驱动才能运行和/或对所述装置的内部电池充电。这种类型的电气/电子装置的典型例子为移动电话，电脑，电视等。

背景技术

目前，广泛使用的用于传输电力到充电装置的解决方法为使用交流电/直流电(AC/DC)转换器，所述AC/DC转换器能将由例如公用电网产生的交流电(AC)转换成适用于提供到充电装置的直流电(DC)。

为了实现AC/DC转化器以高性能，低负担和低成本来将高电力传输到充电装置中，通常使用具有一些典型特征的电路。

该电路首先包括高压整流器，该高压整流器一般为带有合理的电压和/或电流稳定电路的二极管桥式整流器，其一般通过电插座可与电网连接，以例如将电网提供的交流电转为直流电。从整流器连续输出的高压因此应用于DC/DC转换器，所述DC/DC转换器适于修正直流电，使其更适合于供给充电装置。

DC/DC转换器通常包括HF(高频)源，其根据反激式电路类型等，能产生高压电压波(以kHz的十分位或百分位的顺序出现)。接着，将电压波传送给HF变压器，该HF变压器将高压初级电路(整流器和电压波发生器)和低压次级电路电隔离，该低压次级电路包括充电装置。这种电隔离是必要的，以防止初级电路对次级电路的危害或电压过高的损害，该次级电路为低压且通常靠近用户(例如，手机或电脑的连接器的暴露接触)。

为了调节次级电路的直流电压，通常干涉由有源开关产生的高频波的占空比。

次级电路一般包括次级整流器(例如，单桥整流器或与中心轴头变压器结合的二极管桥式整流器，同步整流器等)，该次级整流器电插入在变压器和充电装置之间，适于将变压器的次级电路发出的低压波转为直流低压。可在整流器和充电装置之间插入滤波器，用于稳定充电装置上的电压和/或电流。

本领域的完善需求是为了尽可能减少DC/DC转换器的尺寸。为了达到这个目的，供应相等的电力给充电装置，增加HF源产生的电压波的频率是非常重要的，以这种方式，在单位时间里，从初级电路传输到次级电路所传输的电能的周期次数增加，以此还增加了传输的电力。

电压波频率的增加趋于导致增加可实现变压器磁路的铁磁材料的泄漏，以及在有缘开关的开关过程中所述有源开关的动态泄漏的缺点，这限制了由HF源产生的电压波的最大频率，并因此使变压器的尺寸最小，以及转换器中散热元件的散失失最小。

发明内容

鉴于上述，本发明的目的是提供一种用于传输电力到充电装置的可用方法和设备，同时，能有效地使目前的典型DC/DC转换器的泄漏问题降到最低。

本发明的进一步目的是同时保证初级电路和次级电路之间的有效的电隔离。

这些和除此之外的其他目的通过独立权利要求中记载的本发明的各个实施例的特点达到。从属权利要求描述本发明的各个实施例的优选的和/或特别有利的方面。

本发明的实施例公开了一种用于将电力传输到电负载的方法，所述方法包括以下步骤：

将直流电流转为电压波，

在入口处将电压波施加到至少两个电容器，

在出口向电负载提供电容器的电压。

换句话说，本实施例基本上包括通过使用至少两个电容器代替现有技术中的变压器，从而解决变压器的泄漏问题。

本发明的这对电容器进一步能保证初级电路和次级电路之间的电隔离，也能传输足够的电力给充电装置。

提供有电压波的每个电容器可视为阻抗，如用通过足够高的电压波的频率和/或足够大的电容器和/或具有足够大振幅的电压波，很可能在这对电容器的出口得到足够大的电压波，用于供给充电装置。

根据本发明的一个方面，其中的方法还包括步骤：

整流所述电容器的出口的电压波。

当充电装置必须提供有直流电流时，本发明实施例是有利的。

根据本发明另一个方面，将直流电压转为电压波的步骤可包括：

交替切换有源开关，例如，打开和关闭晶体管(金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)，双极结式晶体管(BJT)，绝缘栅双极型晶体管(IGBT)等)。

换句话说，本发明的这个方面通过开关动作，引入产生电压波的可能性，这是非常简单地解决方法，且该方法可靠和容易控制。