[发明专利]在不使用互耦信息或者无线反馈的情况下的无线电能传输系统的发送器侧控制

说明书

提供了无线电能传输系统和方法。无线通信系统不需要从接收器侧到发送器侧的反馈输出信息。也不要求对发送器侧与接收器侧之间的互耦或互感的任何知晓。系统可以包括作为功率流指示符的接收器电路中的中间电容器以及接收器电路中的解耦电能开关的滞环开‑关切换动作来在窄容差带内的额定值处调节中间电容器的DC电压（用于电压控制）以及负载电流（用于电流控制）。可以例如根据初级绕组电流或电压在发送器电路中检测接收器电路中的解耦开关的接通和关断时间。这可以用于动态地满足接收器电路中的电能需求。

背景技术

感应式电能传输（IPT）或无线电能传输（WPT）系统最近受到了来自研究群体和产业群体二者的许多关注。最近的研究精力聚焦于若干主要应用，包括消费者电子设备、电动车、移动机器人和医学植入物的无线充电。在例如以下特刊中讨论了WPT系统：WirelessPower Transmission, Technology Applications（无线电能传输、技术及应用），IEEE会议录，2013年6月，卷101，No.6。

现有WPT应用要求知晓发送器（Tx）线圈和接收器（Rx）线圈之间的互耦（k）或互感（M）以便控制从Tx侧到Rx侧的功率流。例如，对于电动车和便携式消费者电子设备的无线充电来说，Tx线圈和Rx线圈的相对位置通常不能精确地固定。WPT系统的性质要求接收器电路在物理上与发送器电路分离。为了具有接收器电路中的良好电能控制，要求某种形式的反馈控制。如本领域中通常使用的那样，初级控制是指使用发送器电路控制接收器电路中的功率流。因为Tx和Rx电路在物理上彼此分离，所以初级控制要求用来获取接收器侧上的信息以用于反馈控制的通道。

在相关领域的设备中，用于WPT系统的初级控制方法可以被分类为以下分组：（i）使用要求无线通信系统来将从接收器电路获取的信息反馈回到发送器电路以用于闭环控制的初级侧控制；或者（ii）使用要求Tx和Rx线圈之间的互耦（k）或互感（M）的信息的初级（发送器）控制。

第一类型的初级控制方法的示例包括Si等人（Proc. 2nd IEEE Conf. Ind.Electron. Appl.，2007年，第235-239页）、Malpas等人（IEEE Trans. Biomed. CircuitsSyst.，卷2，No.1，第22-29页，2008年3月）、Li等人（International Power ElectronicsConference，2010，第1050-1055页）、Kim等人（Electron. Lett.，卷48，No.8，第452-454页，2012年4月12日）以及Miller等人（IEEE Journal of Emerging and Selected Topics inPower Electronics，卷3，No.1，2015年3月，第147-162页）的那些。图1示出了出于反馈目的而使用无线通信系统的无线电能传输系统的初级控制的电路示意图（在前的Miller等人）。