[发明专利]非接触式功率传递系统及其控制方法

说明书

提供一种非接触式功率传递系统。非接触式功率传递系统包含第一功率交换器线圈，其配置成交换功率。非接触式功率传递系统还包含第一功率转换器，其在操作上耦合到第一功率交换器线圈，并且配置成将直流功率以系统频率转换成交流功率。非接触式功率传递系统还包含控制器，其配置成控制第一功率转换器的操作状态，以便以系统频率改变提供给第一功率交换器线圈的交流功率。

技术领域

本说明书的实施例涉及功率传递系统，以及更具体来说涉及非接触式功率传递系统及其控制方法。

背景技术

非接触式功率传递系统用来将功率从一个位置传送到另一个位置，而无需两个位置之间的物理连接、例如导线。非接触式功率传递系统可基于其操作原理来分类为电感耦合系统以及基于谐振的耦合系统。

电感耦合系统是众所周知的，并且基于感应原理进行工作。但是，在这类电感耦合系统中，功率能够仅在两个紧密耦合线圈之间传送。此外，电感耦合系统具有不良功率传输效率。

基于谐振的耦合系统采用谐振线圈，其以系统频率来操作，以经由磁场在两个位置之间传送功率。这类基于谐振的耦合系统用来通过较长距离传送功率，并且因而用于各种应用中。在这类应用中，基于谐振的耦合系统用来向负载提供功率，其中系统频率基于负载的功率额定而改变。此外，对于基于谐振的耦合系统的应用、例如对电池进行充电，系统频率可基于用于对负载进行充电的所要求的负载功率而改变。在这类应用中，所要求的负载功率在单个充电循环期间对相同负载而改变；以及系统频率在单个充电循环期间对相同负载基于在单个充电循环中的不同时刻的所要求的负载功率来改变。系统频率中的这类变化引起对基于谐振的耦合系统的功率传输效率的不合需要影响，因为基于谐振的耦合系统的功率传输效率取决于谐振线圈进行操作的频率。

发明内容

简言之，按照本说明书的一个方面，提供一种非接触式功率传递系统。非接触式功率传递系统包含第一功率交换器线圈，其配置成交换功率。非接触式功率传递系统还包含第一功率转换器，其在操作上耦合到第一功率交换器线圈，并且配置成将直流功率转换成以系统频率的交流功率。非接触式功率传递系统还包含控制器，其配置成控制第一功率转换器的操作状态，以便以系统频率改变提供给第一功率交换器线圈的交流功率。

在本说明书的另一方面中，提供一种非接触式功率传递的方法。该方法包含以系统频率来操作第一功率交换器线圈。该方法还包含检测第二功率交换器线圈。该方法还包含使用第一功率转换器来以系统频率生成交流功率。该方法还包含经由磁场把来自第一功率交换器线圈的交流功率以系统频率传递给第二功率交换器线圈。该方法还包含控制工作在系统频率的第一功率转换器的操作状态的时间周期用于改变由第一功率转换器所生成的交流功率，其中控制第一功率转换器的操作状态包括变更第一功率转换器的激活状态的第一时间周期，并且变更第一功率转换器的停用状态的第二时间周期，以改变由第一功率转换器所生成的交流功率。

在本说明书的又一方面中，提供一种非接触式功率传递系统。非接触式功率传递系统包含第一功率转换器，其配置成将从功率源所接收的直流功率以系统频率转换成交流功率。非接触式功率传递系统还包含第一功率交换器线圈，其在操作上耦合到第一功率转换器，并且配置成从第一功率转换器接收交流功率。非接触式功率传递系统还包含第二功率交换器线圈，其配置成经由磁场以系统频率从第一功率交换器线圈来接收交流功率。非接触式功率传递系统还包含第二功率转换器，其在操作上耦合到第二功率交换器线圈，并且配置成将交流功率转换成传送给负载的输出直流功率。非接触式功率传递系统还包含传感器，其在操作上耦合到第二功率转换器，并且配置成测量输出直流功率的至少电压。非接触式功率传递系统还包含控制器，其在操作上耦合到第一功率转换器，并且配置成控制第一功率转换器的操作状态用于基于从传感器所接收的至少感测的电压来改变由第一功率转换器所生成的交流功率。

本发明提供一组技术方案,如下:

1. 一种用于非接触式功率传递的方法，包括：

以系统频率来操作(252)第一功率交换器线圈(20;120;160)；

检测(254)第二功率交换器线圈(24;124;164)；