感应式功率发射器、接收器及操作方法技术

本发明专利技术题为“感应式功率发射器、接收器及操作方法”。一种对感应式功率发射器的关于接收器线圈类型的信息的通信方法，用于使得能够利用此类信息实现感应式功率发射器和/或感应式功率接收器的不同操作模式。感应式功率接收器可以包括通信电路，用于与感应式功率发射器通信以传输关于接收器线圈类型的信息。感应式功率发射器的发射器线圈可以在第一模式中被驱动，并且如果接收到与第二模式相关联的接收器线圈类型信息，则也可以在第二模式中被驱动。功率发射器可以包括控制器，所述控制器被配置为接收来自感应式功率接收器的接收器线圈类型信息、以及根据接收器线圈类型而在多种模式中的一种类型中驱动多个功率发射线圈。由于双向通信以及两侧上的可配置性，发射器控制器和接收器控制器可以经由所述通信电路协商发射器控制器和接收器控制器的操作模式。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】感应式功率发射器、接收器及操作方法
本专利技术涉及对感应式功率发射器的关于接收器线圈类型的信息的通信并且涉及利用此类信息的感应式功率发射器和/或感应式功率接收器的操作模式。
技术介绍
电转换器存在于许多不同类型的电气系统中。一般来讲，转换器将第一类型的供应转换为第二类型的输出。此类转换可以包括DC-DC、AC-AC和DC-AC电转换。在一些配置中，转换器可以具有任何数量的DC和AC“部件”，例如DC-DC转换器可以结合变压器形式的AC-AC转换器级。术语“逆变器”有时可以被用于特定描述DC-AC转换器。同样，此类逆变器可以包括其他转换级，或者逆变器可以是更一般性转换器的上下文中的级。因此，术语“逆变器”应被解释为涵盖DC-AC转换器，无论是孤立地还是在更一般性转换器的上下文中。为了清楚起见，本说明书的其余部分将以术语“逆变器”来指代本专利技术的DC-AC转换器，但不排除在一些情况下术语“转换器”可能是合适的替代形式的可能性。逆变器的一个使用示例是在感应式功率传输(IPT)系统中。IPT系统通常将包括感应式功率发射器和感应式功率接收器。感应式功率发射器包括一个或多个发射线圈，该发射线圈由合适的发射电路驱动以产生交变磁场。交变磁场将在感应式功率接收器的一个或多个接收线圈中感生电流。所接收的功率然后可以被用于对电池充电，或者对设备或者与感应式功率接收器相关联的某个其他负载供电。另外，发射线圈和/或接收线圈可以连接到谐振电容器以生成谐振电路。谐振电路可以在对应的谐振频率增大功率吞吐量和效率。已知被反相地或以相反极性驱动的所谓双D或“DD”线圈产生与被同相地驱动的此类线圈相比在线圈上方更大高度处具有增强的通量密度(改善的z)的磁场。此类DD线圈被公开在被授予AucklandUniservicesLimited的WO2013036146中，其公开内容以引用方式并入本文。所谓的DD正交线圈或“DDQ”线圈由一对线圈构成，并且另一线圈设置跨在这些DD线圈上。在期望在大的线圈间隔上具有良好耦合的应用诸如电动车辆充电中，DD线圈可以有利地被用作发射器线圈，DDQ线圈被用作接收器线圈。在其他应用中期望利用由被反相地驱动的DD线圈提供的经改善的z。DD线圈也降低可供用于杂散耦合到(位于接收器旁边但不在接收器下方的)外来对象的通量的量，从而降低由于外来对象检测而禁用充电的可能性。然而，在许多其他充电应用中，尤其是对于消费电子器件，感应式功率发射器可能必需能够将功率有效地传输到具有不同类型的接收器线圈和操作模式的一系列设备。用于消费电子应用的此类感应式功率发射器通常必须能够有效地将功率传输至简单圆或“C”线圈。当被反相地驱动的DD发射器线圈与常规C线圈一起使用时，磁耦合可能在某些区域中表现出显著降低，诸如DD发射器线圈的中心并且被称为盲点(或“零”)，这可能将功率传输减小到不可接受的水平。因此，对于必须与广泛范围的接收器线圈类型兼容的感应式功率发射器，迄今还不可能利用由被反相地驱动的DD线圈提供的经改善的z。
技术实现思路
根据一个示例性实施方案，提供了一种感应式功率发射器和感应式功率接收器之间的功率传输方法，该方法包括：a.在第一模式中驱动感应式功率发射器的多个发射器线圈；b.接收来自感应式功率接收器的包括指示感应式功率接收器的接收器线圈类型的信息的信号；以及c.如果接收器线圈类型与第二模式相关联，则在第二模式中驱动多个发射器线圈。根据另一示例性实施方案，提供了一种感应式功率发射器，该感应式功率发射器包括：a.多个功率发射器线圈；b.控制器，该控制器被配置为接收来自感应式功率接收器的包括关于接收器线圈类型的信息的通信信号、以及根据接收器线圈类型而在多种模式中的一种模式中驱动多个功率发射线圈。根据另一示例性实施方案，提供了一种感应式功率发射器，该感应式功率发射器包括：a.功率发射线圈；b.控制器，该控制器被配置为接收来自感应式功率接收器的包括关于功率接收器线圈类型的信息的通信信号，以便控制功率发射线圈的操作。根据另一示例性实施方案，提供了一种感应式功率发射器，该感应式功率发射器包括：a.DD线圈配置中的一对发射器线圈；b.控制器，该控制器被配置为接收来自感应式功率接收器的包括关于功率接收器线圈类型的信息的通信信号、以及根据关于线圈类型的信息而同相地或反相地驱动发射器线圈。根据另一示例性实施方案，提供了一种感应式功率发射器，该述感应式功率发射器包括：a.功率发射线圈；和b.控制器，该控制器驱动功率发射线圈并且被配置为根据接收器线圈类型而改变其驱动发射器线圈的模式。根据另一示例性实施方案，提供了一种感应式功率接收器，该感应式功率接收器包括：a.一个或多个功率接收线圈；b.用于与感应式功率发射器通信的通信电路，其中通信电路被适配为传输关于接收器线圈类型的信息。根据另一示例性实施方案，提供了一种感应式功率传输系统，该感应式功率传输系统包括：a.感应式功率发射器，该感应式功率发射器包括：i.功率发射线圈；ii.发射器控制器，该发射器控制器在多种模式中驱动功率发射线圈；和iii.用于与感应式功率接收器通信的发射器通信电路；和b.感应式功率接收器，该感应式功率接收器包括：i.功率接收线圈；ii.接收器控制器，该接收器控制器在多种模式中操作功率接收线圈；和iii.用于与发射器通信电路通信的接收器通信电路，其中发射器控制器和接收器控制器经由通信电路通信协商发射器控制器和接收器控制器的操作模式。公认的，在可变的权限内，术语“包括(comprise)”“包括(comprises)”和“包括(comprising)”可被赋予排他性的或包含性的含义。出于本说明书的目的并且除非另外指出，否则这些术语旨在具有包含性含义，即它们将被认为是包括使用所直接引用的所列出部件，并且可能还包括其他未指定的部件或元件。本说明书中对任何现有技术的标引并不构成承认此类现有技术构成公共常识的一部分。附图说明结合到说明书中并且构成说明书的一部分的附图、本专利技术的例示的实施方案以及连同上文给出的本专利技术的一般说明和下文给出的实施方案的详细说明一起用于解释本专利技术的原理。图1是感应式功率传输系统的一般性表示；图2是C型线圈的示意图；图3是DD型线圈的示意图；图4是DDQ型线圈的示意图；图5是具有DD型发射器线圈和C型接收器线圈的感应式功率传输系统的示意图；图6是具有DD型发射器线圈和DDQ型接收器线圈的感应式功率传输系统的示意图；图7是用于切换被施加到发射器线圈的驱动信号的极性的电路图；图8是用于切换在同相地驱动一对发射器线圈时利用桥被施加到线圈的驱动信号的极性的电路图；图9是用于切换在反相地驱动一对发射器线圈时利用桥被施加到线圈的驱动信号的极性的电路图；图10是示例性配置分组结构的示意图；并且图11至图12是示出感应式功率传输系统的操作步骤的流程图。具体实施方式图1示出了感应式功率传输(IPT)系统1的表示。IPT系统包括感应式功率发射器2和感应式功率接收器3。感应式功率发射器连接到适当的电源4(诸如主电源)。感应式功率发射器可以包括线圈驱动电路5，该线圈驱动电路通常包括连接到逆变器的AC-DC转换器。逆变器为一个或多个发射线圈6供应AC电流，使得一个或多个发射线圈生成交变磁场。在一些本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种方法，包括：a.在第一模式中驱动感应式功率发射器的多个发射器线圈；b.接收来自感应式功率接收器的包括指示所述感应式功率接收器的接收器线圈类型的信息的信号；以及c.如果所述接收器线圈类型与第二模式相关联，则在所述第二模式中驱动所述多个发射器线圈。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.11.04 US 62/417,5791.一种方法，包括：a.在第一模式中驱动感应式功率发射器的多个发射器线圈；b.接收来自感应式功率接收器的包括指示所述感应式功率接收器的接收器线圈类型的信息的信号；以及c.如果所述接收器线圈类型与第二模式相关联，则在所述第二模式中驱动所述多个发射器线圈。2.根据权利要求1所述的方法，其中在所述第一模式中，所述多个发射器线圈是同相的，并且在所述第二模式中，所述多个发射器线圈中的一者或多者是同相的并且所述多个发射器线圈中的一者或多者是反相的。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述接收器线圈类型信息是利用反向散射通信在所述感应式功率接收器和所述感应式功率发射器之间通信。4.根据权利要求1所述的方法，其中所述接收器线圈类型信息是作为配置分组的一个或多个位来通信。5.根据权利要求4所述的方法，其中所述接收器线圈类型信息是控制所述感应式功率发射器是在所述第一模式还是所述第二模式中驱动所述发射器线圈的单个位。6.根据权利要求1所述的方法，其中所述模式决定哪些发射器线圈被驱动以及每个被驱动线圈是被同相还是反相地驱动。7.根据权利要求2所述的方法，其中所述线圈类型是C线圈或DDQ线圈。8.根据权利要求7所述的方法，还包括：响应于所接收的指示DDQ线圈的接收器线圈类型的信息，通过将第一发射器线圈连接到功率源、并且将第二发射器线圈以与所述第一线圈相反的极性连接到所述功率源来在第二模式中驱动所述多个发射器线圈。9.根据权利要求7所述的方法，还包括：响应于所接收的指示DDQ线圈的接收器线圈类型的信息，通过将第一发射器线圈连接到第一功率源、并且将第二发射器线圈连接到第二功率源来在第二模式中驱动所述多个发射器线圈，其中所述第一功率源和所述第二功率源相对于彼此基本上180度相移。10.根据权利要求7所述的方法，还包括：响应于所接收的指示DDQ线圈的接收器线圈类型的信息，通过在第一发射器线圈和第一功率源、以及第二发射器线圈和第一功率源或第二功率源之间换向或切换来在第二模式中驱动所述多个发射器线圈，其中所述第一线圈中的电流与所述第二线圈中的电流相比基本上180度相移。11.一种感应式功率发射器，包括：a.多个功率发射器线圈；b.控制器，所述控制器被配置为接收来自感应式功率接收器的包括关于接收器线圈类型的信息的通信信号、以及根据所述接收器线圈类型而在多种模式中的一种模式中驱动所述多个功率发射线圈。12.根据权利要求11所述的感应式功率发射器，具有第一模式和第二模式，在所述第一模式中，所述多个发射器线圈是同相的，在所述第二模式中，所述多个发射器线圈中的一者或多者是同相的并且所述多个发射器线圈中的一者或多者被反向地驱动。13.根据权利要求12所述的感应式功率发射器，其中发射器驱动器电路同相地驱动一个线圈并且经由开关网络同相或反相地驱动第二线圈。14.根据权利要求12所述的感应式功率发射器，其中发射器驱动器电路经由全桥驱动一对线圈，使得所述线圈在被同相地驱动时被串联驱动，并且在被反相地驱动时被并联驱动。15.根据权利要求12所述的感应式功率发射器，其中所述发射器线圈是DD线圈配置，并且所述接收器线圈类型为DDQ线圈或C线圈。16.根据权利要求12所述的感应式功率发射器，包括反向散射通信接收器。17.根据权利要求16所述的感应式功率发射器，其中所述反向散射通信接收器被适配为提取包含在配置分组中的接收器线圈类型信息。18.根据权利要求17所述的感应式功率发射器，其中所述接收器线圈类型信息是单个位。19.一种感应式功率发射...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·D·路易斯，
申请(专利权)人：苹果公司，
类型：发明
国别省市：美国,US