[发明专利]谐振电源

说明书

一种谐振无线电力系统，包含源电路，具有源线圈、具有第一电阻的交流驱动器以及匹配网络，第一电阻表示交流驱动器的等效输出阻抗。电流探头，测量瞬时源线圈电流的幅度信号。电压探头，测量交流驱动器的瞬时输出电压。相位检测器，比较瞬时源线圈电流和瞬时输出电压的相位，并产生与相位差成比例的第一输出信号。第一放大器，比较幅度信号和目标信号，并产生与差别成比例的错误信号。第一补偿滤波器，产生确定交流驱动器供应电压的控制电压。第二放大器，放大第一输出信号。第二补偿滤波器，产生确定源电路中可变元件阻抗的控制电压。

本发明为申请日2013年08月05日，申请号为“201380041252.2”，发明名称为“控制谐振无线电源的系统和方法”的发明专利申请的分案申请。

【技术领域】

本发明关于无线系统领域，且特别关于允许电力随着变化在匹配网络中有效率地全部传送的谐振无线电力系统。

【背景技术】

在无线电力系统中，形成松耦合的(loosely-coupled)变压器的感应线圈用于以非接触的方式传送电力。在谐振无线电力(Resonant Wireless Power，RWP)系统中，阻抗匹配网络用于消除那些感应线圈的无功阻抗，允许电力更有效地通过系统传送。在具有电阻性负载的理想的RWP系统中，匹配网络可以完美地调谐以删除所有无功阻抗，创建完美的匹配的电路。在实际的RWP系统中，然而，此理想的模型无法拥有。负载电力根据正被服务的装置的需求而变化，导致变化的负载阻抗。源和负载线圈之间的耦合因素随着充电器和充电装置的相对位置而改变。且，在大量生产的装置中，匹配网络遭遇制造变化，所以他们从不能完美调谐。

存在两个复变阻抗，可用于描述RWP系统的最重要的方面：开路阻抗Zoc和反射阻抗Zref。源线圈和接收器线圈的互感或耦合可以用多个不同的方式模拟。在我们的优选方法中，耦合模拟为与接收器(次级)线圈串联的电流控制的电压源。从此电压源看到的(包含线圈、匹配网络以及负载(整流器、DC/DC、负载电流)的阻抗是Zoc。在源(初级)侧，当出现耦合时，可以将耦合的效应模拟为与源线圈串连的阻抗，称为Zref，反射阻抗。开路阻抗和反射阻抗是复数量，包含实数部(阻性的)和虚数部(无功)。对于1：1RWP系统，反射阻抗通过以下公式关于开路阻抗：

【发明内容】

根据本发明的一个方面，提供电流模式谐振电源。电流模式谐振电源包含源电路，包含源线圈，具有第一电阻的驱动器，第一电阻表示交流驱动器的等效输出阻抗，以及匹配网络。电流探头测量瞬时源线圈电流的幅度信号。放大器接收并比较幅度信号和目标信号，并产生与差别成比例的错误信号。补偿滤波器接收错误信号并产生确定交流驱动器供应电压的控制电压。

根据本发明的另一方面，提供具有电力因素校正的谐振电源。谐振电源包含源电路，包含源线圈，具有第一电阻的交流驱动器，第一电阻表示交流驱动器的等效输出阻抗，以及匹配网络。电流探头测量瞬时源线圈电流的幅度信号。电压探头测量交流驱动器的瞬时输出电压。相位检测器接收和比较瞬时源线圈电流和瞬时输出电压的相位，并产生与相位差成比例的第一输出信号。放大器接收和放大第一输出信号，并产生放大后的信号。补偿滤波器接收放大后的信号，并产生确定源电路中可变元件阻抗的控制电压。

根据本发明的另一方面，提供谐振无线电力系统。谐振无线系统包含源电路，包含源线圈，具有第一电阻的交流驱动器，第一电阻表示交流驱动器的等效输出阻抗，以及匹配网络。电流探头测量瞬时源线圈电流的幅度信号。电压探头测量交流驱动器的瞬时输出电压。相位检测器接收和比较瞬时源线圈电流和瞬时输出电压的相位，并产生与相位差成比例的第一输出信号。第一放大器接收和比较幅度信号和目标信号，并产生与差别成比例的错误信号。第一补偿滤波器接收错误信号并产生确定交流驱动器供应电压的控制电压。第二放大器接收和放大第一输出信号，并产生放大后的信号。第二补偿滤波器接收放大后的信号，并产生确定源电路中的可变元件的阻抗的控制电压。

【附图说明】