[发明专利]无线功率发射器

权利要求书

1.一种向负载供电的无线功率发射器，包括：

逆变器，其将所述逆变器的输入端的直流电(DC)信号转换为所述逆变器的输出端的交流电(AC)信号；

第一相位检测器，其检测所述逆变器的输出端的输出电压的第一相位；

第二相位检测器，其检测所述逆变器的输出端的输出电流的第二相位；

相位差计数器，对所述输出电压的第一相位和所述输出电流的第二相位之间的相位差进行计数；

控制器，其从所述相位差计数器接收所述相位差，并生成一个控制信号，所述控制信号响应于所述负载的不同阻抗的变化，而改变所述逆变器的输出阻抗，所述负载与所述逆变器的输出端耦合；和

阻抗调谐电路，其从所述控制器接收所述控制信号，并将所述逆变器的输出阻抗的虚部调谐为零，以使得从所述无线功率发射器到所述负载的功率传输效率最大化；

所述相位差计数器还包括：

OR逻辑电路，其根据对应所述输出电压的第一信号和对应所述输出电流的第二信号来生成一个周期信号；

第一计数器，其由所述周期信号启用，当所述第一计数器接收到所述第一信号的上升沿时，所述第一计数器开始计数，当所述第一计数器接收到所述第二信号的上升沿时，停止计数；和

第二计数器，其由所述周期信号启用，当所述第二计数器接收到所述第二信号的上升沿时，所述第二计数器开始计数，当所述第二计数器接收到所述第一信号的上升沿时，停止计数；

其中一个时钟信号被发送到所述第一计数器和所述第二计数器，以在多个时钟周期中对所述第一相位和所述第二相位之间的差进行计数；和

其中所述第一信号和第二信号是方波。

2.根据权利要求1所述的无线功率发射器，其中所述阻抗调谐电路将所述逆变器的输出阻抗的虚部的绝对值减小到零，以使得从所述逆变器到所述负载的功率传输效率最大化。

3.根据权利要求1所述的无线功率发射器，其中所述相位差计数器在多个时钟周期中对所述输出电压的第一相位与所述输出电流的第二相位之间的差进行计数。

4.根据权利要求1所述的无线功率发射器，其中所述第一相位检测器还包括：

阈值检测电路，其将所述输出电压转换为方波形式的第一信号，

其中所述方波的上升沿对应所述第一信号的第一相位参考点。

5.根据权利要求1所述的无线功率发射器，其中所述第二相位检测器还包括：

转换器，其将所述输出电流转换为一个电压；和

阈值检测电路，其将所述电压转换为方波形式的第二信号，

其中所述方波的上升沿对应所述第二信号的第二相位参考点。

6.根据权利要求1所述的无线功率发射器，其中所述阻抗调谐电路包括：

电容器阵列，其有并联连接的多个电容器；和

多个开关，其中每个开关与其中一个所述电容器连接，并能够在打开状态和闭合状态之间切换；

其中所述开关响应于所述控制器的控制信号而切换状态，以达到所述电容器阵列的电容值。

7.根据权利要求1所述的无线功率发射器，其中所述控制器根据一个查找表和一个算法产生所述控制信号，其中所述查找表确定所述阻抗调谐电路中的电容器阵列的电容值。