电力系统技术方案

本发明专利技术提供用于减小功耗的方法和设备。一个方法包括检测物体的存在，识别该物体是否是有效装置并且如果它不是有效装置则限制电力。另一个方法包括暂时施加低电力量到初级单元以检测负载，供应更多电力以确定它是否是有效二次装置，并且如果它不是则限制电力。用于减小功耗的设备包括两个电力输入，其中较低电力输入向感测电路供电。开关选择性地在检测模式期间将较高的电力输入从初级分支电路去耦合并且在电力供应模式期间将该较高的电力输入耦合于该初级分支电路。

【技术实现步骤摘要】
【专利说明】电力系统 本申请是申请日为2009年10月2日，申请号为200980149019.X，专利技术名称为"电 力系统"的申请的分案申请。
技术介绍
能够向便携装置供电而不需要将传统的电力电缆插入该装置是更方便的。例如一 些无线电力系统（wirelesspowersystem)包括当放置在无线电力供应单元附近时可以接 收电力而不需要直接电接触的便携装置。然而当该单元上没有装置时(或当在该单元上的 仅有装置完全充电时)，保持功耗处于最低是可能的。 -些无线电力单元具有待机模式，由此它周期性地短时段内传送电力以寻找装 置。如果单元检测到请求电力的有效装置并且确定在近处没有将变热或阻挡电力传输的外 物则单元可从待机中出来。待机模式中的脉冲的功率水平（powerlevel)高到足以传输足 够的电力到便携装置使得它可以传送回来，因为装置的电池可完全耗尽是可能的。脉冲的 长度长到足以确定装置是有效装置并且没有可变热或另外干扰系统的外物存在。脉冲之间 的时间短到足够用户得到单元是可操作的快速反馈。因此对于在待机期间功耗可以多低存 在限制。 除用于确定要供电的装置的存在的功率外，有增加功耗的实际限制。例如，在一些 感应电力供应中，甚至在传送的脉冲之间使用DC电源。这意味干线（mains)整流损耗一直 是存在的并且可以是相当大的。在一些场景中，使用多个DC电压并且在脉冲持续时间内将 它们启动将是不实际的，使得DC转换损耗可一直是存在的。在驱动逆变器的脉冲宽度调制 的单元中的微处理器典型地是相对高性能的并且连续消耗一定量的电力。 这些和其他因素使无线电力系统具有低待机功率是富有挑战的。一个尝试的技术 方案是具有开关，使得用户在放置装置在单元上之前将单元接通。然而，这相当大地减损该 系统提供的主益处-只是把装置放在无线电力供应上的便利性。利用仔细的设计，获得与 0.5W-样低的待机功率是可能的。然而，有对这些数字进一步减小的期望。典型的移动电 话充电器可一星期仅使用3个小时并且在待机中度过剩下的时间。假定充电期间4W消耗 和待机期间〇. 5W的平均，年度能耗将是将电话充电的0. 624kWH和在待机时的4. 38kWH。这 意味与使用的能量相比在待机中浪费七倍的能量。上市100M单位（2007年的年度蜂窝电 话销售量的10%)的影响将意味大约50MW的发电容量只是服务于待机。日益意识到通过留 在待机的电子装置的能量损耗可促使气候变化。结果，有减小电子装置在待机时的功耗的 积极性。 已经有以使用远程控制（US6330175,W02006106310)减小电视和其他电器的待机 功率为目标的若干装置。然而，这些装置不能应用于无线电力系统。 除了无线电力系统外，示例非接触卡系统的其他系统也遭受待机中的功率损耗。
技术实现思路
本专利技术针对用于减小无线电力供应中的功耗的方法和设备。 用于减小功耗的方法的一个实施例包括检测物体在初级单元（primaryunit)附 近内的存在，响应于检测到存在则发送功率脉冲（apulseofpower)到该物体，响应于发 送该功率脉冲到该物体则确定有效的二次装置是否临近该初级单元存在，并且响应于有效 二次装置不存在的确定，则限制供应给该初级单元的电力。 用于减小功耗的方法的另一个实施例包括施加低功率脉冲于初级单元，检测在该 初级单元中是否有指示在初级单元附近内的负载的电力汲取，当检测到负载时以比该低功 率脉冲更高的水平供应电力给该初级单元，响应于以该更高水平的电力的供应确定有效的 二次装置是否临近该初级单元存在，并且响应于有效二次装置不存在的确定，限制供应给 该初级电路的电力。 初级单元的一个实施例包括第一电力输入、第二电力输入、能够传输电力到二次 装置的初级分支电路、开关和感测电路。该第一电力输入在电力供应模式期间供应电力并 且该第二电力输入在检测模式期间供应电力。该第二电力输入提供比该第一电力输入少的 电力。该开关选择性地将该第一电力输入耦合和去耦合到该初级分支电路。该感测电路由 该第二(较低的)电力输入供电并且检测物体在初级单元附近内的存在。在检测模式期间操 作该开关以将该初级分支电路从该第一电力输入去耦合。因此，该初级单元在检测模式期 间比在电力供应模式期间消耗更少的功率。 初级单元的另一个实施例包括电力供应电路、检测电路、选择性地将该电力供应 电路耦合和去耦合到电力供应的开关和控制电路。该电力供应电路在电力供应模式期间无 线地传输电力到二次装置。该检测电路在检测模式期间检测物体在初级单元附近内的存 在。该控制电路在检测模式和电力供应模式中交替地操作该初级单元。在检测模式期间， 该控制电路操作该开关以将该电力供应电路从该电力供应去耦合。该初级单元在检测模式 期间比在电力供应模式期间消耗更少的功率。用于减小功耗的一个实施例包括提供能够选择性地在检测模式、识别模式和电力 供应模式中操作的初级单元。该方法还包括在该检测模式期间检测物体在初级单元附近内 的存在，在识别模式期间识别该物体，和在该电力供应模式期间无线供应电力给二次装置。 该检测模式包括限制电力到初级单元的至少一部分的供应，检测物体在初级单元附近内的 存在，以及根据该检测停留在该检测模式中或进入该识别模式。该识别模式包括识别该检 测的物体是否是有效的二次装置，当识别有效二次装置时进入该电力供应模式，并且当未 能识别有效二次装置时进入该检测模式。该电力供应模式包括以比在该检测模式期间更 高的水平供应电力给该初级单元，该更高水平的电力足够该初级单元起无线电力供应的作 用。 根据本专利技术的第一方面，提供有用于减小由能够与二次装置(可与初级单元分开） 相互作用的初级单元汲取的电力的方法，该方法具有下列模式： 第一模式包括下列步骤： 防止或限制电力到该初级单元的供应； 检测临近该初级单元的多个物体或物体的数目、类型、位置或距离中的变化； 当检测到所述变化时，进入第二模式； 该第二模式包括下列步骤： 以比该第一模式更高的水平供应电力给该初级单元； 识别附近是否有二次装置； 根据该识别保持在该第二模式或进入该第一模式。 第一模式可使用来自与第二模式不同的源的电力。例如，第一模式可从能量存储 元件取得电力。如果没有第二装置存在则第二模式可进入第一模式。第二模式还可包括确 定初级单元是否应该与二次装置相互作用和是否进入第一模式的步骤。第二模式还可确定 是否有除二次装置外的物体并且结果进入第一模式。检测方法可不同于识别方法。检测方 法和/或识别方法可确定初级线圈的电感或电感中的变化。例如，检测方法和/或识别方 法可通过测量耦合于该初级线圈的振荡器的频率确定该电感或电感变化。 根据本专利技术的第二方面，提供有用于减小由用于向/从二次装置无线地传输电力 和/或信息的初级单元汲取的电力的方法，该二次装置可从该初级单元分开，该方法具有 下列模式： 第一模式包括下列步骤： 防止或限制电力到该初级单元的供应； 检测临近该初级单元的多个物体或物体的数目或位置中的变化； 当检测到所述变化时，进入第二模式； 该第二模式包括下列步骤： 以比该第一模式更高的水平供应电力给该初级单元； 识别附近是否有二次装置； 当识别有二次装置时进入第三模式； 该第三模式包括下列步骤： 以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种功率系统，其能够将电力传输到与所述功率系统分开的便携装置，所述功率系统包括：电源，用于电连接到干线电压并且适于将所述干线电压转换成DC电压；以及电耦合到电源DC电压的无线电力单元，所述无线电力单元能操作在较低电力检测模式以检测临近所述无线电力单元的物体，所述无线电力单元还能操作在电力供应模式以将无线电力提供给临近所述无线电力单元的物体，其中，所述电源适于在所述无线电力单元的所述较低电力检测模式操作期间中断所述干线电压到所述DC电压的转换，所述电源还适于在所述无线电力单元处于所述电力供应模式的操作期间重新开始所述干线电压到所述DC电压的转换。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：JAJ费尔斯，DW巴曼，
申请(专利权)人：捷通国际有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US