[发明专利]非接触式功率传递系统及其控制方法

权利要求书

1.一种非接触式功率传递系统，包括：

第一功率转换器(12;112;152)，配置成将从功率源(14;114;154)所接收的直流功率以系统频率转换为交流功率；

第一功率交换器线圈(20;120;160)，在操作上耦合到所述第一功率转换器(12;112;152)，并且配置成从所述第一功率转换器(12;112;152)接收所述交流功率；

第二功率交换器线圈(24;124;164)，配置成经由磁场以所述系统频率从所述第一功率交换器线圈(20;120;160)来接收所述交流功率；

第二功率转换器(26;126;166)，在操作上耦合到所述第二功率交换器线圈(24;124;164)，并且配置成将所述交流功率转换成传送给负载(30;130;170)的输出直流功率；

传感器(32;132;172)，在操作上耦合到所述第二功率转换器(26;126;166)，并且配置成测量位于所述第二功率转换器(26;126;166)与所述负载(30;130;170)之间的第一结点(34;134;174)处的至少电压；以及

控制器(38;138;178)，在操作上耦合到所述第一功率转换器(12;112;152)，并且配置成控制所述第一功率转换器(12;112;152)的操作状态用于基于从所述传感器(32;132;172)所接收的至少所感测的电压来改变由所述第一功率转换器(12;112;152)所生成的所述交流功率，其中所述控制器(38;138;178)配置成在所述非接触式功率传递系统的空闲状态期间控制所述第一功率转换器(12;112;152)来生成偏置功率，所述偏置功率通过所述第一功率交换器线圈(20;120;160)传送给所述第二功率交换器线圈(24;124;164)，所述偏置功率是低于在所述非接触式功率传递系统的操作期间所传送的所述交流功率的功率；

第二偏置处理单元(144;184)，在操作上耦合到所述第二功率交换器线圈(124;164)，以及配置成：

从所述第二功率交换器线圈(124;164)接收由所述第一功率交换器线圈(120;160)所传送的所述偏置功率；以及

使用从所述第二功率交换器线圈(124;164)所接收的所述偏置功率来：

激活所述传感器(32;132;172)从而测量所述第一结点处的所述电压；

生成表示至少在所述第一结点处测量的所感测的电压的信号，所感测的电压表示所述负载所要求的功率，使得所述交流功率能够基于至少所感测的电压进行变化；并且将表示所感测的电压的信号无线传送到所述控制器(138;178)，使得所述控制器(138;178)能够认识到所述第二功率交换器线圈(124;164)可用于传递功率；

以及以下两者之一：

偏置线圈(186)，在操作上耦合到所述第二功率交换器线圈(164)和所述第二偏置处理单元(184)，以及其中所述偏置线圈(186)配置成从第一功率交换器线圈(160)接收所述偏置功率，并且将所述偏置功率传送给所述第二偏置处理单元(184)用于检测所述第二功率交换器线圈(164)；或者

偏置变压器（236），配置成从所述第一功率交换器线圈（210）接收所述偏置功率，并且将所述偏置功率传送给所述第二偏置处理单元（234）用于检测所述第二功率交换器线圈（214），其中所述偏置变压器（236）的一次绕组（238）在操作上耦合到所述第二功率交换器线圈（214），以及所述偏置变压器（236）的二次绕组（240）在操作上耦合到所述第二偏置处理单元（234）；

其中：

所述操作状态包括所述第一功率转换器(12;112;152)的激活状态和停用状态，其中所述激活状态是所述第一功率转换器(12)配置成以所述系统频率生成所述交流功率的所述第一功率转换器(12)的状态，并且所述停用状态是所述第一功率转换器(12)未配置成生成所述交流功率的所述第一功率转换器(12)的状态；并且

所述控制器(38;138;178)配置成：

基于所感测的电压来计算由所述负载所要求的所要求负载功率；

控制所述第一功率转换器(12;112;152)的所述激活状态的第一时间周期的持续时间以及所述第一功率转换器(12;112;152)的所述停用状态的第二时间周期的持续时间，从而向所述负载提供所述所要求负载功率；以及

以所述系统频率来操作所述第一功率转换器并且变更所述第一时间周期的持续时间和第二时间周期的持续时间，从而基于所述所要求负载功率来生成要由所述第一功率交换器线圈传送给所述第二功率交换器线圈的交流功率的脉冲，从而改变提供给所述负载的功率。