使用磁感应传输无线电能的方法和无线电能发送器技术

公开了使用磁感应传输无线电能的方法和无线电能发送器。一种使用磁感应传输无线电能的方法包括：选择部分地彼此覆盖的多个线圈中的线圈；感测流过所选择的线圈的电流；接收由无线电能接收器请求的电能的量；以及基于流过所选择的线圈的电流和由无线电能接收器请求的电能的量来控制DC‑DC转换器的输出电压，其中，控制DC‑DC转换器的输出电压包括：对DC‑DC转换器的输出电压进行分压，以生成分压输出电压；以及利用基于分压输出电压的反馈信号来调节DC‑DC转换器的输出电压的电平，以及其中，对输出电压进行分压包括通过连接至DC‑DC转换器的输出端的第一电阻器、连接至地的第二电阻器和连接至控制器的第三电阻器对输出电压进行衰减。

【技术实现步骤摘要】
使用磁感应传输无线电能的方法和无线电能发送器本专利申请是国际申请日为2015年3月11日、国家申请号为201580020305.1、专利技术名称为“具有无线电能传输系统充电器的无线电能传输系统”的专利申请的分案申请。
本专利技术涉及包括无线电能传输系统充电器的无线电能传输系统。
技术介绍
无线电能传输(WPT)系统通过空气无线地传输电能以最大限度地方便电能被供应至移动设备和数字家电。WPT系统具有诸如通过实时电能使用控制来节约能源、克服电源空间限制和因电池再充电而减小废旧电池的总量等优点。可以使用磁感应法或磁共振法来实现WPT系统。磁感应法是将两个线圈放置得彼此接近，使电流能够在一个线圈中流动以产生通量并且由于通量而在另一线圈中产生电动势的非接触式能量传输技术并且可以使用几百kHz的频率。磁共振法是在不使用电磁波或电流的情况下利用电场或磁场的磁共振技术，可以在等于或大于几米的距离之间传输电能，并且可以使用几十MHz的波段。这样的WPT系统需要直流(DC)电压。用于向WPT系统供应适当的电压的电压源的示例包括DC-DC转换器、AC-DC电源、DC-AC逆变器等。设计电源以满足高效率和低成本并且正在使用各种方法开发用于改变必需电压的电平的结构。在WPT系统中，在电能传输效率、阻抗匹配、目标无线电能传输系统设备的决定等中，在用于传输电能的无线电能传输系统充电器与用于接收电能的无线电能传输系统设备之间，改变电源的电压电平以生成WPT系统所必需的电压是重要的。在相关技术中，由于单独设置了用于感测包括在无线电能传输系统充电器和无线电能传输系统设备中的线圈的电压或电流的电路以及用于根据无线电能传输系统充电器与无线电能传输系统设备之间的通信而控制电压电平的电路，因此增大了系统的体积并且增加了电路的复杂性。特别地，在用于输出恒定电压的DC-DC转换器中，为了改变电压应该改变包括在转换器中的元素的值。因此，增加了电路的复杂性。
技术实现思路
技术问题本专利技术的目的是提供一种无线电能传输系统，其包括能够减小DC-DC变压器的输出电压的误差并且根据电能传输方法和效率而改变输出电压的电平的无线电能传输系统充电器。本专利技术的另一目的是提供一种无线电能传输系统，其包括能够可变地控制控制器的输出控制端口以有效地控制DC-DC变压器的输出而无论DC-DC变压器的特征的无线电能传输系统充电器。技术方案根据本专利技术的一个实施例的无线电能传输系统充电器包括电源、用于将由电源供应的电压转换成直流(DC)电压的变压器单元和用于调节变压器单元的DC电压的电平的控制器。变压器单元包括DC-DC转换器和用于接收DC-DC转换器的输出电压和调节输出电压的控制单元，并且控制单元包括用于对DC-DC转换器的输出电压进行分压的分压器。在本专利技术的实施例的无线电能传输系统充电器中，控制器可以根据无线充电状态调节通过分压器分压的输出电压，以调节变压器单元的DC电压的电平。在本专利技术的实施例的无线电能传输系统充电器中，控制器还可以包括用于输出控制器输出电压的输出控制端口以及用于连接输出控制端口和分压器的电阻器。在本专利技术的实施例的无线电能传输系统充电器中，可以调节与控制器输出电压成反比的变压器单元的DC电压的电平。在本专利技术的实施例的无线电能传输系统充电器中，控制单元可以基于从分压器输出的分电压来调节DC电压的电平。在本专利技术的实施例的无线电能传输系统充电器中，控制器可以调节分电压。在本专利技术的实施例的无线电能传输系统充电器中，控制单元可以包括用于将分电压与参考电压进行比较并且放大误差的误差放大器和用于输出对应于误差放大器的输出的矩形波脉冲的比较器。在本专利技术的实施例的无线电能传输系统充电器中，分压器可以包括用于对DC-DC转换器的输出电压进行分压并且向误差放大器供应分电压的多个电阻器。在本专利技术的实施例的无线电能传输系统充电器中，控制器可以包括用于调节分电压的输出控制端口。在本专利技术的实施例的无线电能传输系统充电器中，分压器可以包括连接至DC-DC转换器的输出端和误差放大器的第一电阻器、在误差放大器与地之间连接的第二电阻器，以及在误差放大器与输出控制端口之间连接的第三电阻器。无线电能传输系统充电器还可以包括发射天线系统，并且控制器可以基于在发射天线系统中流动的电流来调节分电压。在本专利技术的实施例的无线电能传输系统充电器中，控制器可以基于无线电能传输系统充电器与用于从无线电能传输系统充电器接收电能的无线电能传输系统设备之间的通信信息来调节分电压。在本专利技术的实施例的无线电能传输系统充电器中，DC-DC转换器可以是降压转换器、升压转换器和升降压转换器中的任何一种转换器。根据本专利技术的一个实施例的无线电能传输系统包括：无线电能传输系统充电器和用于从无线电能传输系统充电器接收电能的无线电能传输系统设备。无线电能传输系统充电器包括用于向变压器单元供应DC电压的整流和滤波单元、用于将变压器单元的输出电压转换成交流(AC)电压的电能转换器和用于在无线电能传输系统充电器与无线电能传输系统设备之间执行阻抗匹配的发送侧匹配单元。在根据本专利技术的实施例的无线电能传输系统中，无线电能传输系统设备包括用于在无线电能传输系统充电器与无线电能传输系统设备之间执行阻抗匹配的接收侧匹配单元、用于对从无线电能传输系统设备的天线系统输出的AC电压进行整流并且生成DC电压的整流器和用于调节从整流器输出的DC电压的电平的接收侧变压器。有益效果根据本专利技术的实施例，可以提供包括能够减小DC-DC变压器的输出电压的误差并且根据电能传输方法和效率改变输出电压的电平的无线电能传输系统充电器的无线电能传输系统。此外，可以提供包括能够可变地控制控制器的输出控制端口以有效地控制DC-DC变压器的输出而无论DC-DC变压器的特征的无线电能传输系统充电器的无线电能传输系统。附图说明图1是示出根据本专利技术的一个实施例的无线电能传输系统的无线电能传输系统充电器和无线电能传输系统设备的框图。图2是示出根据本专利技术的一个实施例的变压器单元和控制器的示意图。图3是示出根据本专利技术的一个实施例的控制单元的子系统的示意图。图4是示出从检测无线电能传输系统设备的步骤至从无线电能传输系统充电器向无线电能传输系统设备传输电能的步骤的步骤的示意图。图5是示出发送侧天线系统的线圈的布置的示意图。具体实施方式在下文中，将参照附图详细描述根据本说明书的一个实施例的包括无线电能传输系统充电器的无线电能传输系统。为了向本领域技术人员传达本专利技术的精神，提供以下实施例作为示例。因此，本专利技术不限于以下实施例并且可以被不同地体现。在附图中，为方便起见，放大了设备的尺寸和厚度。在整个附图中将使用相同的附图标记来指代相同的或相似的部分。实施例选择性地使用从低频(50kHz)至高频(15MHz)的不同类型的频带以用于无线电能传输，并且需要能够交换数据和控制信号的通信系统的支持以用于系统控制。实施例可应用于诸如便携式终端产业、家电产业、电动车辆产业、医疗器械产业和机器人产业等各种领域，所有这些领域使用电池或需要电池的电子设备。实施例可以考虑能够使用一个传输线圈将电能传输至许多装置的系统，所述系统提供装置。在实施例中使用的术语和缩写如下：无线电能传输系统：用于使用磁场无线地传输电能的系统。无线电能传输系统充本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种使用磁感应传输无线电能的方法，所述方法包括：选择部分地彼此覆盖的多个线圈中的线圈；感测流过所选择的线圈的电流；接收由无线电能接收器请求的电能的量；以及基于流过所选择的线圈的电流和由所述无线电能接收器请求的电能的量来控制DC‑DC转换器的输出电压，其中，控制所述DC‑DC转换器的输出电压包括：对所述DC‑DC转换器的输出电压进行分压，以生成分压输出电压；以及利用基于所述分压输出电压的反馈信号来调节所述DC‑DC转换器的输出电压的电平，其中，对所述输出电压进行分压包括通过第一电阻器、第二电阻器和第三电阻器对所述输出电压进行衰减，以及其中，所述第一电阻器连接在所述DC‑DC转换器的输出端与所述DC‑DC转换器的反馈端口之间，所述第二电阻器连接在所述DC‑DC转换器的反馈端口与地之间，并且所述第三电阻器连接在控制器与所述DC‑DC转换器的反馈端口之间。

【技术特征摘要】
2014.03.11 KR 10-2014-00286071.一种使用磁感应传输无线电能的方法，所述方法包括：选择部分地彼此覆盖的多个线圈中的线圈；感测流过所选择的线圈的电流；接收由无线电能接收器请求的电能的量；以及基于流过所选择的线圈的电流和由所述无线电能接收器请求的电能的量来控制DC-DC转换器的输出电压，其中，控制所述DC-DC转换器的输出电压包括：对所述DC-DC转换器的输出电压进行分压，以生成分压输出电压；以及利用基于所述分压输出电压的反馈信号来调节所述DC-DC转换器的输出电压的电平，其中，对所述输出电压进行分压包括通过第一电阻器、第二电阻器和第三电阻器对所述输出电压进行衰减，以及其中，所述第一电阻器连接在所述DC-DC转换器的输出端与所述DC-DC转换器的反馈端口之间，所述第二电阻器连接在所述DC-DC转换器的反馈端口与地之间，并且所述第三电阻器连接在控制器与所述DC-DC转换器的反馈端口之间。2.根据权利要求1所述的方法，其中，调节与所述第三电阻器的电压成反比的、所述DC-DC转换器的输出电压的电平。3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述第一电阻器、所述第二电阻器和所述第三电阻器与误差放大器连接，以及其中，所述误差放大器将所述分压输出电压与参考电压进行比较，放大所述分压输出电压与所述参考电压之间的误差以生成经放大的误差，并且将所述经放大的误差输出至比较器。4.根据权利要求3所述的方法，还包括由所述比较器基于所述经放大的误差将矩形波脉冲输出至所述DC-DC转换器。5.根据权利要求1所述的方法，其中，根据所述无线电能接收器的电流充电状态改变由所述无线电能接收器请求的电能的量。6.根据权利要求1所述的方法，其中，选择所述线圈包括选择所述多个线圈中的具有最大电流的线圈。7.根据权利要求6所述的方法，其中，所选择的线圈具有根据所述多个线圈与所述无线电能接收器的线圈之间的电连接而变化的电流。8.根据权利要求1所述的方法，还包括：基于具有几百kHz的频率的开关脉冲信号将所述DC-DC转换器的...

【专利技术属性】
技术研发人员：朴在熙，
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