[发明专利]电感式功率接收器

说明书

技术领域

本发明总体而言涉及一种转换器。更具体地，本发明涉及一种用于电感式功率接收器的转换器。

背景技术

电转换器存在于很多不同类型的电气系统中。一般而言，转换器将第一类型的供应转换成第二类型的输出。这种转换可以包括DC-DC电转换、AC-AC电转换和DC-AC电转换。在一些配置中，转换器可以具有任意数量的DC和AC“部件”，例如，DC-DC转换器可以包含变压器形式的AC-AC转换器级。

使用转换器的一个示例是在电感式功率传输(IPT)系统中。IPT系统通常将包括电感式功率发射器和电感式功率接收器。电感式功率发射器包括发射线圈，该发射线圈由合适的发射电路来驱动以产生交变磁场。交变磁场将在电感式功率接收器的接收线圈中诱生电流。然后，接收的功率可以被用来对电池充电或者给与电感式功率接收器相关联的设备或其他某个负载供能。此外，发射线圈和/或接收线圈可以连接到谐振电容器以创建谐振电路。谐振电路可以增加对应谐振频率处的功率吞吐和效率。然后，谐振电路中的电流可以被转换成用于负载的DC。

接收器转换器可以被配置或被控制来产生期望形式和期望幅度的DC电流。在一些情况下，可能期望转换器的频率匹配谐振发射线圈和/或谐振接收线圈的谐振频率。

IPT系统中使用的一种已知类型的转换器为推挽式(push-pull)转换器。推挽式转换器通常依赖于开关的布置，所述开关通过协调开关而导致电流沿可选方向流经接收线圈。通过控制这些开关，供应给负载的输出DC电流可以得到控制。

与推挽式转换器相关联的问题在于：为了降低开关损失和EMI干扰，开关应当被控制成在开关两端的电压为零时接通和断开，即，零电压开关(ZVS)。实施ZVS经常需要额外的用来检测过零(zero crossing)的检测电路和用来相应地控制开关的控制电路。此额外的电路增加了转换器的复杂度和花费。此外，一些检测和控制电路可能不能满足高频转换器的要求。

相应地，本发明提供了一种改进的电感式功率接收器，或者至少给公众提供了一种有用的选择。

发明内容

根据一个示例性实施例，提供了一种包括半自主或全自主转换器的电感式功率接收器。

根据另一实施例，提供了一种电感式功率接收器，包括：

功率拾取级；

半自主转换器，连接到功率拾取级；以及

控制器，被配置成基于与转换器相关联的至少一个控制器件来调节递送给负载的功率。

根据另一实施例，提供了一种电感式功率接收器，包括：

功率拾取级；

自主转换器，连接到给负载供应功率的功率拾取级。

一般认为在各种司法管辖下，术语“包括”和“包含”可以认为是排它性或者包含性的意思。对于本说明书的目的，除非另外说明，否则这些术语意在具有包含性的意思，即，采用它们意指包含使用直接引用的所列组件，也可能包含其他未指定的组件或元件。

在此说明书中对任何文件的引用都不构成承认：该文件是现有技术，与任何其它文件可有效地组合，或者形成公知常识的一部分。

附图说明

被合并入说明书并构成说明书的一部分的附图图示了本发明的实施例，并与上面给出的对本发明的一般性描述和下面给出的对实施例的详细描述一起用来解释本发明的原理。

图1是电感式功率传输系统的框图；

图2是接收器的框图；

图3是转换器的示例性电路；

图4是栅极控制器的框图；

图5是用于电路的开关时序的图；

图6是另一示例性转换器的电路；

图7是栅极控制器的框图；

图8是反馈控制器的电路；以及

图9是反馈控制器的电路。

具体实施方式

在图1中一般性地示出了电感式功率传输(IPT)系统1。IPT系统包括电感式功率发射器2和电感式功率接收器3。电感式功率发射器2连接到合适的电源4(诸如市电电源或电池)。电感式功率发射器2可以包括发射器电路，该发射器电路具有转换器5(例如，AC-DC转换器(取决于所使用的电源的类型))和例如连接到转换器5(如果转换器5存在的话)的逆变器6中的一种或更多种。逆变器6给发射线圈7供应AC信号，使得发射线圈7产生交变磁场。在一些配置中，发射线圈7也可以被考虑为与逆变器6分离。发射线圈7可以并联地或串联地连接到合适的电容器(未示出)以创建谐振电路。