无线电力传输设备及其方法技术

技术编号:20729258 阅读:28 留言:0更新日期:2019-03-30 19:08
公开了一种无线电力传输设备,该无线电力传输设备用于使用谐振通过传输谐振线圈将电力无线地传输至无线电力接收设备。AC电力生成单元生成具有准方波电压的准方波AC电力。传输感应线圈通过电磁感应将准方波AC电力传输至传输谐振线圈。

【技术实现步骤摘要】
无线电力传输设备及其方法本申请为于2015年7月29日提交、申请号为201480006553.6、专利技术名称为“无线电力传输设备及其方法”的中国专利申请的分案申请。所述母案申请的国际申请日为2014年1月23日,国际申请号为PCT/KR2014/000656。
本实施方式涉及无线电力传输设备及其方法。
技术介绍
无线电力传输或者无线能量传送是指将电能无线地传送至期望的装置的技术。在19世纪,采用电磁感应原理的电动机或变压器已被广泛使用,然后人们尝试了通过辐射电磁波比如无线电波或激光来传输电能的方法。电磁感应是指当导体周围的磁场变化时感生出电压而使得电流流过的现象。虽然电磁感应技术的商业化已围绕小尺寸的装置迅速发展,但是这些装置的电力传输距离较短。迄今为止,利用电磁感应、谐振和短波长射频的长距离传输已被用作无线能量传送方案。最近,无线电力传输方案中的基于磁谐振的能量传送方案已被广泛使用。由于基于电磁感应方案和谐振方案的无线电力传输系统通过线圈无线地传输从发射器侧和接收器侧生成的电信号,因此用户可以容易地使用电力给电子装置比如便携式装置充电。无线电力传输设备产生具有谐振频率的AC电力,并且将该AC电力传输至无线电力接收设备。在这种情况下,电力传输效率由各种原因来确定。同时,针对提高无线电力传输效率的需求增加。
技术实现思路
技术问题本实施方式提供了能够提高无线电力传输效率的无线电力传输设备及其方法。技术方案根据第一实施方式,提供有一种无线电力传输设备,该无线电力传输设备用于使用谐振通过传输谐振线圈将电力无线地传输至无线电力接收设备。该无线电力传输设备包括:AC电力生成单元,该AC电力生成单元用于生成具有准方波电压的准方波AC电力;以及传输感应线圈,该传输感应线圈用于通过电磁感应将准方波AC电力传输至传输谐振线圈。无线电力传输设备的输入阻抗可以在基频分量处具有最大值。无线电力传输设备的输入阻抗可以在二次谐波频率分量处具有最小值。无线电力传输设备的输入阻抗可以从二次谐波频率分量起随着谐波频率分量的次数增大而增大。准方波AC电力的占空比可以具有下述值,所述值使得准方波AC电力在基频分量处的功率比能够大于当方波AC电力的占空比为50%时方波AC电力在基频分量处的功率比。准方波AC电力的占空比可以在23%至48%的范围内。准方波AC电力的占空比可以在28%至34%的范围内。准方波AC电力的占空比可以在29%至31%的范围内。根据第二实施方式,提供有一种由无线电力传输设备使用谐振通过传输谐振线圈将电力无线地传输至无线电力接收设备的方法。该方法包括:生成具有准方波电压的准方波AC电力;以及通过电磁感应将准方波AC电力传输至传输谐振线圈。无线电力传输设备的输入阻抗可以在基频分量处具有最大值,并且可以从二次谐波频率分量起随着谐波频率分量的次数增大而增大。该方法还可以包括:生成DC电力;生成正弦波;以及基于正弦波来生成AC电力控制信号。生成具有准方波电压的准方波AC电力可以包括基于AC电力控制信号来生成准方波AC电力。准方波AC电力的占空比可以具有下述值,所述值使得准方波AC电力在基频分量处的功率比能够大于当方波AC电力的占空比为50%时方波AC电力在基频分量处的功率比。根据第三实施方式,提供有一种无线电力传输设备,该无线电力传输设备用于使用谐振通过传输谐振线圈将电力无线地传输至无线电力接收设备。该无线电力传输设备包括:AC电力控制单元,该AC电力控制单元用于生成AC电力控制信号;全桥结构晶体管电路部分,该全桥结构晶体管电路部分用于基于AC电力控制信号来输出具有准方波电压的准方波AC电力;以及传输感应线圈,该传输感应线圈用于通过电磁感应将准方波AC电力传输至传输谐振线圈。全桥结构晶体管电路部分可以包括:第一晶体管,该第一晶体管包括漏极电极和源极电极,DC电力被施加至第一晶体管的漏极电极,并且第一晶体管的源极电极连接至传输感应线圈的一端;第二晶体管,该第二晶体管包括漏极电极和源极电极,第二晶体管的漏极电极连接至第一晶体管的源极电极,并且第二晶体管的源极电极接地;第三晶体管,该第三晶体管包括漏极电极和源极电极,DC电力被施加至第三晶体管的漏极电极,并且第三晶体管的源极电极连接至传输感应线圈的另一端;以及第四晶体管,该第四晶体管包括漏极电极和源极电极,第四晶体管的漏极电极连接至第三晶体管的源极电极,并且第四晶体管的源极电极接地。第一晶体管的源极电极和第三晶体管的源极电极可以输出准方波AC电力。准方波AC电力在基频分量处的占空比可以具有下述值,所述值使得准方波AC电力在基频分量处的功率比能够大于当方波AC电力的占空比为50%时方波AC电力在基频分量处的功率比。准方波AC电力的占空比可以在23%至48%的范围内。无线电力传输设备的输入阻抗可以在基频分量处具有最大值,并且可以从二次谐波频率分量起随着谐波频率分量的次数增大而增大。有益效果如上所述,根据本实施方式,可以增大无线电力传输设备的效率。根据本实施方式,可以防止由于高电流而损坏电路。根据本实施方式,采用谐振方案的无线充电设备使用准方波AC电力来增大无线电力传输设备的效率。附图说明图1是用于说明根据本实施方式的无线电力传输系统的电路图。图2是示出了根据本实施方式的传输感应线圈的等效电路的电路图。图3是示出了根据本实施方式的供电装置和无线电力传输设备的等效电路的电路图。图4是示出了根据本实施方式的无线电力接收设备的等效电路的电路图。图5是示出了根据第一实施方式的供电装置的框图。图6是示出了根据第一实施方式的AC电力生成单元和传输电力控制单元的框图。图7是示出了根据第一实施方式的DC-DC转换器的电路图。图8是示出了根据第一实施方式的DC-AC转换器的电路图。图9是示出了根据第一实施方式的无线电力传输方法的流程图。图10示出了根据第一实施方式的供电装置中的节点处的波形。图11是示出了根据第一实施方式由供电装置生成的方波AC电力的取决于频率分量而变化的电压幅度的图表。图12是示出了根据第二实施方式的供电装置的框图。图13是示出了根据第二实施方式的AC电力生成单元和传输电力控制单元的框图。图14是示出了根据第二实施方式的DC-AC转换器的电路图。图15是示出了根据第二实施方式的无线电力传输方法的流程图。图16示出了根据第二实施方式的供电装置中的节点处的波形。图17是示出了根据第二实施方式的谐振型无线电力传输系统的输入阻抗的图表。图18是示出了根据第二实施方式由供电装置生成的方波AC电力的取决于频率分量而变化的电压幅度的图表。图19是示出了根据第二实施方式由供电装置生成的准方波AC电力的根据基频分量而变化的功率比的图表。具体实施方式在下文中,将参照附图详细描述各实施方式,以使得本领域普通技术人员可以容易地使用本实施方式来执行本专利技术。然而,本实施方式可以不限于以下描述的内容,而是具有各种修改。此外,为了清楚地说明起见,在附图中只示出了与本实施方式相关的部件。在下文中,为相似的元件分配了相似的附图标记。在以下描述中,当预定部分“包括”预定部件时,该预定部分不排除其他部件,而是还可以包括其他部件,除非另有说明。在下文中,将参照图1至图4来描述根据本实施方式的无线电力传输系统。图1是用于说明根本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无线电力传输设备,所述无线电力传输设备用于将电力无线地传输至无线电力接收设备,所述无线电力传输设备包括:AC电力生成单元,所述AC电力生成单元用于生成具有准方波电压的准方波AC电力;以及传输线圈,所述传输线圈用于将所述准方波AC电力传输至所述无线电力接收设备,其中,所述无线电力传输设备的输入阻抗在基频分量处具有最大值,并且其中,所述无线电力传输设备的输入阻抗在二次谐波频率分量处具有最小值,并且从所述二次谐波频率分量起随着谐波频率分量的次数增大而增大。

【技术特征摘要】
2013.01.29 KR 10-2013-00100251.一种无线电力传输设备,所述无线电力传输设备用于将电力无线地传输至无线电力接收设备,所述无线电力传输设备包括:AC电力生成单元,所述AC电力生成单元用于生成具有准方波电压的准方波AC电力;以及传输线圈,所述传输线圈用于将所述准方波AC电力传输至所述无线电力接收设备,其中,所述无线电力传输设备的输入阻抗在基频分量处具有最大值,并且其中,所述无线电力传输设备的输入阻抗在二次谐波频率分量处具有最小值,并且从所述二次谐波频率分量起随着谐波频率分量的次数增大而增大。2.根据权利要求1所述的无线电力传输设备,其中,所述准方波AC电力的占空比具有下述值,所述值使得所述准方波AC电力在基频分量处的功率比能够大于当方波AC电力的占空比为50%时所述方波AC电力在基频分量处的功率比。3.根据权利要求2所述的无线电力传输设备,其中,所述准方波AC电力的占空比在23%至48%的范围内。4.根据权利要求3所述的无线电力传输设备,其中,所述准方波AC电力的占空比在28%至34%的范围内。5.根据权利要求3所述的无线电力传输设备,其中,所述准方波AC电力的占空比在29%至31%的范围内。6.一种由无线电力传输设备将电力无线地传输至无线电力接收设备的方法,所述方法包括:生成具有准方波电压的准方波AC电力;以及将所述准方波AC电力传输至所述无线电力接收设备,其中,所述无线电力传输设备的输入阻抗在基频分量处具有最大值,并且其中,所述无线电力传输设备的输入阻抗在二次谐波频率分量处具有最小值,并且从所述二次谐波频率分量起随着谐波频率分量的次数增大而增大。7.根据权利要求6所述的方法,还包括:生成DC电力;生成正弦波;以及基于所述正弦波来生成AC电力控制信号,其中,所述生成具有准方波电压的准方波AC电力包括基于所述AC电力控制信号来生成所述准方波AC电力。8.根据权利要求6所述的方法,其中,所述准方波AC电力的占空比具有下述值,所述值使得所述准方波AC电力在基频分量处的功率比能够大于当方波AC电力的占空比为50%时所述方波AC电力在基频分量处的功率比。9.根据权利要求8所述的方法,其中,所述准方波AC电力的占空比在23%至48%的范围内。10.根据权利要求9所述的方法,其中,所述准方波AC电...

【专利技术属性】
技术研发人员:裴守镐
申请(专利权)人:LG伊诺特有限公司
类型:发明
国别省市:韩国,KR

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