无线充电装置和用于检测接收器装置的方法制造方法及图纸

一种无线充电装置，包括被配置为产生直流(DC)电压信号的电源(106)。此外，无线充电装置包括驱动器单元(108)，其被配置为接收DC电压信号并将DC电压信号转换为第一交流(AC)电压信号。此外，无线充电装置包括发送单元(110)，发送单元(110)包括谐振电容器(114)和谐振线圈(116)，发送单元(110)耦接到驱动器单元(108)，其中，发送单元(110)被配置为接收和发送第一AC电压信号。此外，无线充电装置包括控制单元(112)，被配置为如果接收器装置(104)位于距发送单元(110)预定距离内，则基于谐振电容器(114)两端的电容电压和谐振线圈(116)两端的电感电压中的至少一个的变化来检测接收器装置(104)。

Wireless charging device and method for detecting receiver device

A wireless charging device includes a power supply (106) configured to generate a DC voltage signal. In addition, the wireless charging device includes a driver unit (108) configured to receive a DC voltage signal and convert the DC voltage signal into a first AC voltage signal. In addition, the wireless charging device includes a transmitting unit (110), which includes a resonant capacitor (114) and a resonant coil (116), and a transmitting unit (110) coupled to a driver unit (108), wherein the transmitting unit (110) is configured to receive and transmit a first AC voltage signal. In addition, the wireless charging device includes a control unit (112) configured to detect a receiver device (104) based on a change of at least one of the capacitance voltage at both ends of the resonant capacitor (114) and the inductance voltage at both ends of the resonant coil (116) if the receiver device (104) is located within a predetermined distance from the transmitting unit (110).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】无线充电装置和用于检测接收器装置的方法
本专利技术的实施例总体上涉及电力系统，并且更具体地涉及无线充电装置和用于检测接收器装置的方法。
技术介绍
通常，电力传输系统用于将电力从电源传输到一个或多个接收器装置，例如移动装置、生物医学装置、便携式消费装置、电动车辆和混合动力车辆。电力传输系统是基于接触的电力传输系统或无线电力传输系统。在基于接触的电力传输系统内，互连线用于将电力从电源传输到接收器装置。这种互连线可能在一段时间内损坏或腐蚀。此外，基于接触的电力传输系统的互连线增加了系统的总重量。因此，希望无线电力传输系统将电力从电源传输到接收器装置。典型地，在传统的电力传输系统中，充电装置用于将从电源接收的输入功率转换为可转移功率，该可转移功率被发送以对接收器装置中的一个或多个电池充电。然而，即使接收器装置不存在，充电装置也会连续地发送功率。这种功率发送导致功率损耗并影响充电装置的效率。因此，需要一种增强的无线充电装置和用于检测接收器装置的方法。
技术实现思路
根据本专利技术的一个实施例，公开了一种无线充电装置。该无线充电装置包括被配置为产生直流(DC)电压信号的电源。此外，该无线充电装置包括驱动器单元，其耦接到电源且被配置为接收DC电压信号并将DC电压信号转换为第一交流(AC)电压信号。此外，无线充电装置包括发送单元，发送单元包括谐振电容器和谐振线圈，该发送单元耦接到驱动器单元，其中，发送单元被配置为接收和发送第一AC电压信号。此外，无线充电装置包括控制单元，其耦接到发送单元，并且被配置为如果接收器装置位于距发送单元预定距离内，则基于谐振电容器两端的电容电压和谐振线圈两端的电感电压中的至少一个的变化来检测接收器装置。根据本专利技术的另一实施例，公开了一种用于检测接收器装置的方法。该方法包括通过电源产生DC电压信号。此外，该方法包括通过驱动器单元将DC电压信号转换为第一AC电压信号。此外，该方法包括由发送单元发送第一AC电压信号。此外，该方法包括如果接收器装置位于距发送单元预定距离内，则由控制单元基于发送单元的谐振电容器两端的电容电压和发送单元的谐振线圈两端的电感电压中的至少一个的变化来检测接收器装置。附图说明当参照附图阅读以下详细描述时，将更好地理解本专利技术的这些和其他特征、方面和优点，在所有附图中，相同的字符代表相同的部件，其中：图1是根据本专利技术实施例的无线电力传输系统的框图；图2是根据本专利技术实施例的无线电力传输系统的详细示意图；图3是示出根据本专利技术实施例的用于检测接收器装置的方法的流程图；以及图4是根据本专利技术实施例的第一AC电压信号和第二AC电压信号的图形表示。具体实施方式如下文将详细描述的，公开了用于对一个或多个接收器装置进行充电的系统和方法的各种实施例。特别地，本文公开的系统和方法的实施例在向接收器装置发送功率之前检测接收器装置。此外，本文公开的系统和方法检测接收器装置相对于无线充电装置的失配。除非另外定义，否则本文使用的技术和科学术语具有与本说明书所属领域的普通技术人员通常理解的相同的含义。本文所用的术语“第一”、“第二”等不表示任何顺序、数量或重要性，而是用于将一种要素与另一种要素区分开。本文中术语“包括”、“包含”或“具有”及其变体的使用旨在涵盖其后列出的项目及其等效物以及附加项目。术语“连接”和“耦接”不限于物理或机械连接或耦接，并且可以包括直接或间接的电连接或耦接。此外，术语“电路(circuit)”和“电路(circuitry)”以及“控制单元”可以包括单个组件或多个组件，它们或者是有源的和/或无源的，并且连接或否则耦接在一起以提供所描述的功能。另外，本文使用的术语操作耦接包括有线耦接、无线耦接、电耦接、磁耦接、无线电通信、基于软件的通信或其组合。图1是根据本专利技术实施例的无线电力传输系统100的图示。无线电力传输系统100包括无线充电装置102和接收器装置104。接收器装置104可以包括移动装置、生物医学装置、便携式消费装置等。在某些其他实施例中，无线充电装置102可以包括电力传输装置，例如电源组、充电垫等。为了便于理解，图1中仅示出了一个接收器装置104。在其他实施例中，无线电力传输系统100可以包括与无线频率标准中的一者兼容的多个接收器装置。在一个示例中，无线频率标准包括电力事务联盟(PMA)标准、无线充电联盟(AirFuelAlliance)标准、无线规划和协调(WPC)标准等。无线充电装置102包括电源106、驱动器单元108、发送单元110和控制单元112。电源106被配置为向驱动器单元108提供具有DC电压信号118的输入功率。在一些实施例中，输入功率可以在从大约0.1瓦特到200瓦特的范围内。DC电压信号的幅度在从大约300伏特到约350伏特的范围内。应注意，电源106可以定位在无线充电装置102内或无线充电装置102外部。在一个实施例中，电源106可以包括AC子源(未示出)和AC/DC转换器(未示出)。此外，AC/DC转换器被配置为从AC子源接收AC电压信号，并将AC电压信号转换为DC电压信号118。此外，AC/DC转换器将转换后的DC电压信号118发送到驱动器单元108。驱动器单元108电耦接到电源106、发送单元110和控制单元112。驱动器单元108被配置为从电源106接收具有DC电压信号118的输入功率。此外，驱动器单元108被配置为将DC电压信号118转换为第一AC电压信号120或第二AC电压信号122。第一AC电压信号120也称之为用于检测系统100中的接收器装置104的低功率信号。在一个实施例中，第一AC电压信号120包括具有在标称输入功率的大约1％到大约5％的范围内的值的第一功率。类似地，第二AC电压信号122也称之为高功率信号，其用于向负载126(例如接收器装置104中的一个或多个电池)供电。在一个实施例中，第二AC电压信号122包括具有在标称输入功率的大约50％到大约100％的范围内的值的第二功率。在一个实施例中，当无线充电装置102在睡眠模式或低功率模式中操作时，产生第一AC电压信号120。类似地，当无线充电装置102在正常模式或电力传输模式下操作时，产生第二AC电压信号122。第二AC电压信号122的第二功率值大于第一AC电压信号120的第一功率值。发送单元110被配置为发送从驱动器单元108接收的第一AC电压信号120或第二AC电压信号122。在示例性实施例中，发送单元110包括谐振电容器114和谐振线圈116，谐振线圈116以预定频率谐振以将第一AC电压信号120或第二AC电压信号122发送到接收器装置104。在传统的电力传输系统中，充电装置用于将从电源接收的输入功率转换为可转移功率，该可转移功率经被发送以对接收器装置中的一个或多个电池充电。然而，即使系统中不存在接收器装置，充电装置也会连续地发送功率。结果，存在功率损耗并且影响充电装置的效率。此外，大幅地增加电力传输系统的维护成本。为了克服与传统系统相关的上述问题或缺点，示例本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无线充电装置(102)，包括：/n电源(106)，被配置为产生直流(DC)电压信号；/n驱动器单元(108)，耦接到所述电源(106)并且被配置为接收DC电压信号并且将所述DC电压信号转换为第一交流(AC)电压信号；/n发送单元(110)，包括谐振电容器(114)和谐振线圈(116)，所述发送单元(110)耦接到驱动器单元(108)，其中，所述发送单元(110)被配置为接收和发送第一AC电压信号；以及/n控制单元(112)，耦接到所述发送单元(110)，并且被配置为如果接收器装置(104)位于距所述发送单元(110)预定距离内，则基于所述谐振电容器(114)两端的电容电压和所述谐振线圈(116)两端的电感电压中的至少一个的变化来检测所述接收器装置(104)。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170414 IN 2017410133851.一种无线充电装置(102)，包括：
电源(106)，被配置为产生直流(DC)电压信号；
驱动器单元(108)，耦接到所述电源(106)并且被配置为接收DC电压信号并且将所述DC电压信号转换为第一交流(AC)电压信号；
发送单元(110)，包括谐振电容器(114)和谐振线圈(116)，所述发送单元(110)耦接到驱动器单元(108)，其中，所述发送单元(110)被配置为接收和发送第一AC电压信号；以及
控制单元(112)，耦接到所述发送单元(110)，并且被配置为如果接收器装置(104)位于距所述发送单元(110)预定距离内，则基于所述谐振电容器(114)两端的电容电压和所述谐振线圈(116)两端的电感电压中的至少一个的变化来检测所述接收器装置(104)。


2.根据权利要求1所述的无线充电装置(102)，还包括：
第一电压传感器(202)，耦接在所述谐振电容器(114)两端，并且被配置为测量所述谐振电容器(114)两端的电容电压，并将所述电容电压发送到所述控制单元(112)；以及
第二电压传感器(204)，耦接在所述谐振线圈(116)两端，并且被配置为测量所述谐振线圈(116)两端的电感电压并且将所述电感电压发送至所述控制单元(112)。


3.根据权利要求2所述的无线充电装置(102)，其中，所述控制单元(112)被配置为如果所述电容电压和所述电感电压中的至少一个的变化大于阈值电压值，则检测所述接收器装置(104)。


4.根据权利要求2所述的无线充电装置(102)，其中，所述控制单元(112)被配置为如果所述电容电压与所述电感电压的比率大于阈值电压比率值，则检测所述接收器装置(104)。


5.根据权利要求2所述的无线充电装置(102)，其中，所述控制单元(112)被配置为驱动所述驱动器单元(108)发送具有第一功率的所述第一AC电压信号，直到检测到所述接收器装置(104)。


6.根据权利要求2所述的无线充电装置(102)，其中，所述控制单元(112)被配置为基于所述电容电压和所述电感电压中的至少一个来检测所述接收器装置(104)相对于所述无线充电装置(102)的失配。


7.根据权利要求3所述的无线充电装置(102)，其中，所述控制单元(112)被配置为在检测到所述接收器装置(104)之后驱动所述驱动器单元(108)发送具有第二功率的第二AC电压信号。


8.根据权利要求7所述的无线充电装置(102)，其中，所述控制单元(112)被配置为当所述第二AC电压信号被发送到所述接收器装置(104)时，基于所述谐振电容器(114)的所述电容电压和所述谐振线圈(116)的所述电感电压来确定所述接收器装置(104)的充电状态(SoC)。


9.根据权利要求8所述的无线充电装置(102)，其中，所述控制单元(112)被配置为如果所述接收器装置(104)的所述充电状态(SoC)大于阈值充电值，则停止所述第二AC电压信号的发送。


10.根据权利要求7所述的无线充电装置(102)，其中，所述控制单元(112)被配置为如果所述接收器装置(104)不在距所述发送...

【专利技术属性】
技术研发人员：西瓦巴兰·莫汉，索马库马尔·拉马钱德拉帕尼克尔，阿伦·库马尔·拉古纳坦，拉金德拉·奈克，阿德南·库图卜丁·博霍里，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国;US