[发明专利]无线充电发射器、系统及闭环电流控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线充电技术领域，尤其涉及一种无线充电发射器、系统及闭环电流控制方法。

背景技术

无线充电(wireless power)系统使用一对感应线圈来无线地传递电能，其中该对感应线圈形成弱耦合(loosely-coupled)的变压器。通过使用阻抗匹配网络来更加有效地通过该系统转移电能，其中该阻抗匹配网络用来消除感应线圈的电抗性阻抗(reactive impedance)。在具有电阻性负载的理想情况中，可以完美地调谐匹配网络以消除所有的电抗性阻抗，从而产生完全匹配的电路。在实际中，负载功率根据装置或者所服务的装置的要求变化，导致变化的负载阻抗。发射器线圈和接收器线圈之间的耦合因子随着他们之间的相对位置而改变。

图1示出了一种无线充电系统，其包括：无线充电发射器2和无线充电接收器3。该无线充电发射器2自DC(Direct Current，直流)适配器5接收固定电压。DC/DC转换器4缩放该固定电压并将缩放后的固定电压施加至逆变器6，该逆变器6例如可以是DC-AC(Direct Current-Alternating Current，直流转交流)逆变器，用来将直流电压(Vsdc)转换为交流电压(Vsac)。逆变器6连同发射器匹配网络8一起在发射器线圈10(即L_S)中产生AC电流。发射器线圈10中的AC电流根据安培定律来产生振荡磁场。该振荡磁场根据法拉第定律将AC电压感应至已调谐好的接收器线圈12(位于无线充电接收器3中，即L_R)。接收器线圈12中感应的AC电压(Vrac)施加至整流器16，以产生未经调节的DC电压(Vdc)。使用DC/DC转换器18来调节该未经调节的DC电压，然后对调节过的DC电压进行滤波并提供至负载，诸如电子装置的电池充电器。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了无线充电发射器、系统及闭环电流控制方法，有助于提供恒定的发射器线圈电流。

本发明提供了一种无线充电发射器，包括：第一控制器，用于根据无线充电接收器报告的电压值，设置目标线圈电流；放大器，用于根据接收的供给电压，产生发射器线圈电流；以及第二控制器，用于根据该发射器线圈电流与该目标线圈电流的比较结果，调整该放大器接收到的该供给电压。

其中，该第一控制器用于以第一更新率设置该目标线圈电流，其中该第二控制器用于以第二更新率调整该供给电压，其中该第二更新率大于该第一更新率。

其中，进一步包括：电流传感变压器，耦接该第二控制器，用于测量该发射器线圈电流。

其中，该电流传感变压器通过比较元件耦接至该第二控制器。

其中，该比较元件用于：比较该电流传感变压器测量到的该发射器线圈电流与该目标线圈电流，得到作为该比较结果的电流误差值；以及将该电流误差值提供至该第二控制器。

其中，该第一控制器用于根据从比较元件接收的电压误差值，设置该目标线圈电流。

其中，该比较元件用于：比较该无线充电接收器报告的该电压值与设定电压值，以确定该电压误差值；以及将该电压误差值提供至该第一控制器。

其中，该第一控制器，用于根据最小发射器线圈电流值、最大发射器线圈电流值和该发射器线圈电流的步长大小限制中的一个或多个，来设置该目标线圈电流。

其中，该第二控制器，用于将该发射器线圈电流控制在该目标线圈电流的+/-5％以内。

其中，进一步包括：比较元件，耦接该一控制器及该第二控制器，用于根据该发射器线圈电流与该目标线圈电流的该比较结果，向该第二控制器输出电流误差值。

其中，该电压值包括：整流电压测量值。

本发明提供了一种无线充电系统，包括：无线充电板和至少一个无线充电接收器，该无线充电板包括：形成于该无线充电板中的无线充电发射器，该至少一个无线充电接收器用于当被放置在该无线充电板上时，耦合至该无线充电发射器；该无线充电发射器包括：至少一个控制器，用于根据第一反馈和第二反馈，调整该无线充电发射器产生的发射器线圈电流；其中，该第一反馈是由该至少一个无线充电接收器报告的，该第二反馈是基于对该发射器线圈电流的测量得到的。

其中，该至少一个控制器包括：第一控制器，用于根据该第一反馈，设置目标线圈电流；以及第二控制器，用于根据该发射器线圈电流与该目标线圈电流的比较结果，调整提供给无线充电发射器中的放大器的供给电压。