用于保护无线功率传输系统的方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了一种无线功率传输系统。所述无线功率传输系统包括第一变换单元，所述第一变换单元被配置成将输入功率的第一DC电压变换成第一AC电压。而且，所述无线功率传输系统包括非接触功率传输单元，所述非接触功率传输单元被配置成从所述第一变换单元接收具有所述第一AC电压的输入功率，并传送所述输入功率。而且，所述无线功率传输系统包括第二变换单元，所述第二变换单元被配置成从所述非接触功率传输单元接收所述输入功率，将所述输入功率的第一AC电压变换成第二DC电压。而且，所述无线功率传输系统包括开关单元，所述开关单元被配置成如果所述电力负载两端的第二DC电压大于电压参考值，则调整所述电力负载两端的第二DC电压。

【技术实现步骤摘要】
用于保护无线功率传输系统的方法和系统
本专利技术的实施例一般涉及无线功率传输系统，并且更具体地涉及用于保护无线功率传输系统的系统和方法。
技术介绍
在一种或多种行业中，电动车辆或混合动力车辆包括供应电功率以驱动车辆的一个或多个电池。在一个示例中，电池将能量供应给电动机，以驱动车辆中的轴，轴再驱动车辆。电池用于供应功率，因此可能会耗尽，需要由外部电源充电。通常，功率传输系统广泛用于将功率从电源传输到一个或多个电力负载，比方说例如车辆中的电池。通常，功率传输系统可以是接触型功率传输系统或非接触功率传输系统。在接触型功率传输系统中，诸如插头、插座连接器和电线之类的组件物理耦连到电池以给电池充电。然而，由于环境影响，这些连接器和电线可能被损坏或腐蚀。同样，大的电流和电压用于给电池充电。因此，在电源和车辆中的电池之间建立物理连接可能涉及复杂的安全措施。同样，与非接触功率传输系统相比，此功率传输系统可能更庞大更重。在非接触功率传输系统中，功率变换器用来将输入功率变换成可传输功率，可传输功率再传送到电力负载，诸如车辆中的电池。功率变换器包括以特定开关频率操作的开关，以将输入功率变换成可传输功率。通常，根据负载，改变功率变换器的开关频率以调整或控制功率传输系统的输出电压。然而，如果电力负载断开或变化，则功率传输系统的输出电压可能在非常短的时间段内达到非常高的值。输出电压的突然增大可能导致工作失效，还可能损坏功率传输系统中的一个或多个组件。因此，需要用于保护功率传输系统的改进的系统和方法。
技术实现思路
根据本专利技术的一个实施例，公开了一种无线功率传输系统。所述无线功率传输系统包括第一变换单元，所述第一变换单元被配置成将输入功率的第一DC电压变换成第一AC电压。而且，所述无线功率传输系统包括非接触功率传输单元，所述非接触功率传输单元通信耦连到所述第一变换单元，并被配置成从所述第一变换单元接收具有所述第一AC电压的输入功率，并传送所述输入功率。而且，所述无线功率传输系统包括第二变换单元，所述第二变换单元通信耦连到所述非接触功率传输单元，并被配置成从所述非接触功率传输单元接收所述输入功率并将所述输入功率的第一AC电压变换成第二DC电压。具有所述第二DC电压的输入功率被传送到电力负载。而且，所述无线功率传输系统包括开关单元，所述开关单元耦连到所述非接触功率传输单元和所述第二变换单元，并被配置成如果所述电力负载两端的第二DC电压大于电压参考值，则调整所述电力负载两端的第二DC电压。根据本专利技术的另一实施例，公开了一种用于保护无线功率传输系统的开关单元。所述开关单元包括开关，所述开关被配置成电耦连在所述第二变换单元两端。所述第二变换单元被配置成耦连到电力负载。而且，所述开关单元包括控制器，所述控制器电耦连到所述开关，并被配置成生成并将具有确定的占空比的控制信号馈送到所述开关，以调整所述电力负载两端的第二DC电压。根据本专利技术的另一实施例，公开了一种用于保护无线功率传输系统的方法。所述方法包括由第一变换单元将输入功率的第一DC电压变换成第一AC电压。而且，所述方法包括从所述第一变换单元接收并由非接触功率传输单元传送具有所述第一AC电压的输入功率。而且，所述方法包括由第二变换单元将所述输入功率的第一AC电压变换成第二DC电压。而且，所述方法包括将具有所述第二DC电压的输入功率从所述第二变换单元传送到电力负载。此外，所述方法包括如果所述电力负载两端的第二DC电压大于电压参考值，则由开关单元调整所述电力负载两端的第二DC电压。附图说明在参照附图阅读以下详细描述时可以更好地理解本公开的这些和其它特征、方面和优点，其中，相同标记在附图中表示相同的部件，其中：图1是表示根据本专利技术的实施例具有开关单元的无线功率传输系统的框图表示；图2是根据本专利技术的实施例无线功率传输系统的示意表示；图3是根据本专利技术的另一实施例无线功率传输系统的示意表示；图4是图解说明根据本专利技术的实施例用于保护无线功率传输系统的方法的流程图；图5是图解说明根据本专利技术的实施例在无线功率传输系统中去耦连和耦连变换单元的方法的流程图；以及图6是图解说明根据本专利技术的实施例用于调整无线功率传输系统的输出电压的方法的流程图。具体实施方式如在下文更详细地描述的，公开了用于保护无线功率传输系统的系统和方法的各个实施例。同样，公开了用于调整无线功率传输系统的输出电压的系统和方法的各个实施例。具体地，本文中公开的系统和方法使用开关单元保护无线功率传输系统中的一个或多个组件。更具体地，如果无线功率传输系统的输出电压增大到不期望值，则开关单元使系统中的一个或多个组件去耦连。而且，即便耦连到无线功率传输系统的电力负载变化很大，开关单元也可以用来控制或调整无线功率传输系统的输出电压。图1是根据本专利技术的实施例无线功率传输系统100的图解表示。无线功率传输系统100用来将电功率从电源102传送到一个或多个电力负载132，诸如电池、轻负载、像手机之类的移动装置、笔记本电脑、HVAC系统等。特别是在汽车行业，电动车辆或混合动力车辆包括供应电功率以驱动车辆的一个或多个电池。这些电池可以通过无线功率传输系统100由电源102充电。在一个实施例中，无线功率传输系统100还可以称作非接触功率传输系统。在图示的实施例中，无线功率传输系统100包括第一变换单元104(逆变器)、控制单元106、非接触功率传输单元108和第二变换单元110(整流器)。第一变换单元104电耦连到电源102和控制单元106。电源102被配置成将具有第一AC电压112的输入功率供应到第一变换单元104。在一些实施例中，输入功率可以在从大约100W到大约6.6kW的范围内。在一个实施例中，电源102可以是无线功率传输系统100的一部分。在另一实施例中，电源102可以位于无线功率传输系统100的外部。第一变换单元104被配置成从电源102接收具有第一DC电压112的输入功率。而且，第一变换单元104被配置成以确定的开关频率操作以将输入功率的第一DC电压112变换成第一AC电压114。具体地，控制单元106可以基于耦连到无线功率传输系统100的电力负载132确定第一变换单元104的开关频率。在一个示例中，控制单元106可以包括基于预先存储的指令或程序实现一个或多个功能的数字电路或处理器。一旦将输入功率的第一DC电压112变换成第一AC电压114，第一变换单元104还被配置成将具有第一AC电压114的输入功率传送到非接触功率传输单元108。非接触功率传输单元108包括相互磁耦连的两个或更多个线圈或线圈116的阵列。线圈116用于将具有第一AC电压114的输入功率从第一变换单元104无线地传送到第二变换单元110。关于使用线圈116传送功率的细节在下文参照图2更详细地解释。第二变换单元110经由开关单元130电耦连到非接触功率传输单元108。一旦从非接触功率传输单元108接收具有第一AC电压114的功率后，第二变换单元110被配置成将具有第一AC电压114的功率变换成具有第二DC电压118的输出功率。而且，第二变换单元110被配置成将具有第二DC电压118的输出功率传送到电力负载132。在一个示例中，输出功率可以用于给电力负载充电，电力负载包括耦连到无线功率传输本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无线功率传输系统，包括：第一变换单元，所述第一变换单元被配置成将输入功率的第一DC电压变换成第一AC电压；非接触功率传输单元，所述非接触功率传输单元通信耦连到所述第一变换单元，并被配置成从所述第一变换单元接收具有所述第一AC电压的输入功率，并传送所述输入功率；第二变换单元，所述第二变换单元通信耦连到所述非接触功率传输单元，并被配置成从所述非接触功率传输单元接收所述输入功率并将所述输入功率的所述第一AC电压变换成第二DC电压，其中，具有所述第二DC电压的输入功率被传送到电力负载；以及开关单元，所述开关单元耦连到所述非接触功率传输单元和所述第二变换单元，并被配置成如果所述电力负载两端的第二DC电压大于电压参考值，则调整所述电力负载两端的第二DC电压。

【技术特征摘要】
2016.02.03 IN 2016410039291.一种无线功率传输系统，包括：第一变换单元，所述第一变换单元被配置成将输入功率的第一DC电压变换成第一AC电压；非接触功率传输单元，所述非接触功率传输单元通信耦连到所述第一变换单元，并被配置成从所述第一变换单元接收具有所述第一AC电压的输入功率，并传送所述输入功率；第二变换单元，所述第二变换单元通信耦连到所述非接触功率传输单元，并被配置成从所述非接触功率传输单元接收所述输入功率并将所述输入功率的所述第一AC电压变换成第二DC电压，其中，具有所述第二DC电压的输入功率被传送到电力负载；以及开关单元，所述开关单元耦连到所述非接触功率传输单元和所述第二变换单元，并被配置成如果所述电力负载两端的第二DC电压大于电压参考值，则调整所述电力负载两端的第二DC电压。2.根据权利要求1所述的无线功率传输系统，其特征在于：所述开关单元包括：开关，所述开关电耦连在所述第二变换单元两端；传感器，所述传感器电耦连到所述电力负载，并被配置成确定所述电力负载两端的第二DC电压；以及控制器，所述控制器电耦连到所述传感器和所述开关，并被配置成基于确定的第二DC电压，确定被配置成控制所述开关的控制信号的占空比。3.根据权利要求2所述的无线功率传输系统，其特征在于：所述控制器被配置成生成并将具有确定的占空比的控制信号馈送到所述开关，以调整所述电力负载两端的第二DC电压。4.根据权利要求2所述的无线功率传输系统，还包括第一收发器，所述第一收发器电耦连到所述传感器，并被配置成接收并传送代表所述电力负载两端的第二DC电压的电压信号。5.根据权利要求4所述的无线功率传输系统，还包括第二收发器，所述第二收发器通信耦连到所述第一收发器，并被配置成从所述第一收发器接收所述电压信号。6.根据权利要求5所述的无线功率传输系统，还包括控制单元，所述控制单元电耦连到所述第二收发器和所述第一变换单元，并被配置成基于代表所述电力负载两端的第二DC电压的电压信号，调节所述第一变换单元的开关频率。7.根据权利要求6所述的无线功率传输系统，其特征在于：所述控制单元被配置成调节所述第一变换单元的开关频率，以调整所述电力负载两端的第二DC电压。8.根据权利要求7所述的无线功率传输系统，其特征在于：所述控制单元被配置成在所述控制器调整所述电力负载两端的第二DC电压之后，调整所述电力负载两端的第二DC电压。9.根据权利要求1所述的无线功率传输系统，还包括电源，所述电...

【专利技术属性】
技术研发人员：K贾，P维加延，YV辛赫，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国,US