多线圈无线电力传输器制造技术

本公开涉及一种多线圈无线电力传输器。根据一些实施例，用于传输电力的系统和方法包括顺序地对多个传输线圈中的每个传输线圈进行检查操作以定位接收器。基于接收器的位置从多个传输线圈中确定一个或多个活动线圈；以全桥模式激活一个或多个活动线圈以向接收器传输电力；基于一个或多个活动线圈确定基本效率；监测多个传输线圈中的非活动线圈；基于监测确定接收器是否已经移动；如果接收器已经移动到新位置，则根据新位置确定次级线圈，并且转变功率以根据新的活动线圈配置提供电力。功率以根据新的活动线圈配置提供电力。功率以根据新的活动线圈配置提供电力。

【技术实现步骤摘要】
多线圈无线电力传输器


[0001]本专利技术的实施例涉及无线电力传输，并且具体地涉及在无线电力接收器存在的情况下操作多线圈无线电力传输器。

技术介绍

[0002]移动设备(例如，智能电话、平板电脑、可穿戴设备和其他设备)越来越多地使用无线充电系统。通常，无线电力传送涉及驱动传输线圈的传输器和具有接收器线圈的接收器，其中接收器线圈放置在传输线圈附近。接收器线圈接收由传输线圈生成的无线电力，并且使用所接收的电力来驱动负载，例如为电池充电器提供电力。
[0003]当前有多种不同的用于无线电力传送的标准。无线电力传输的最常见标准是无线电力联盟标准(Qi标准)。根据无线电力联盟(Qi规范)，磁感应耦合系统被用于为通过接收器线圈电路耦合的单个设备充电。在Qi标准中，接收设备线圈与传输线圈极为靠近地放置，而替代或修订标准可以允许接收设备线圈接近传输线圈放置，并且可能与属于其他充电设备的其他接收器线圈一起放置。
[0004]典型地，无线电力系统包括传输器线圈和接收器线圈，传输器线圈被驱动以产生时变磁场，接收器线圈可以是诸如蜂窝电话、PDA、计算机或其他设备等设备的一部分，该接收器线圈相对于传输器线圈被定位以接收在时变磁场中传输的电力。
[0005]一些无线电力传输器包括多个传输线圈，该多个传输线圈可以布置在一个区域中以创建更大的充电区域。当接收器靠近传输器时，特定传输线圈可以感测并且检测接收器离得更近或更远的接近度，并且可以通过编程来激活和选择传输器线圈的选择。然而，如果接收器在无线电力传输期间被移动，则无线电力传输器将丢失效率。
[0006]因此，需要开发改进的方法来感测和选择待激活的无线电力传输器。

技术实现思路

[0007]根据一些实施例，一种具有多个传输线圈的无线电力传输器，根据接收器在多个传输线圈上的位置高效地向接收器提供电力。根据一些实施例，一种无线电力传输器包括：多个线圈；耦合到多个线圈的开关网络，开关网络接收一个或多个功率信号，并且根据开关信号将一个或多个功率信号施加到多个线圈中的一个或多个线圈；电源，被配置为根据功率控制信号向开关网络提供一个或多个功率信号；信号传感器，被配置为从多个线圈中的每个线圈接收信号并且提供感测信号；以及控制器，该控制器被配置为向开关网络提供开关信号，向电源提供功率控制信号，并且从信号传感器中接收感测信号。控制器被配置为执行指令以：基于感测信号确定接收器相对于多个线圈的位置，基于该位置选择多个线圈中的一个或多个线圈作为活动线圈，向电源提供功率控制信号，向开关网络提供开关信号以将来自一个或多个功率信号的电力提供给活动线圈，监测感测信号以确定接收器是否已经移动到新位置。如果接收器已经移动到新位置，则根据新位置重新分配活动线圈，并且在开关网络中转变功率以根据重新分配的活动线圈提供电力。
[0008]根据一些实施例的一种传输电力的方法包括：顺序地对多个传输线圈中的每个传输线圈进行检查(ping)操作以定位接收器；基于接收器的位置从多个传输线圈中确定一个或多个活动线圈；以全桥模式激活一个或多个活动线圈以向接收器传输电力；基于一个或多个活动线圈确定基本效率；监测多个传输线圈中的非活动线圈；基于监测确定接收器是否已经移动；如果接收器已经移动到新位置，则根据新位置确定次级线圈，并且转变功率以从新的活动线圈配置提供电力。
[0009]下面参考附图讨论这些和其他实施例。
附图说明
[0010]图1示出了无线电力传输系统；
[0011]图2A和2B示出了根据本专利技术的一些实施例的多线圈无线传输器；
[0012]图3A和3B示出了图2A和2B所示的示例多线圈无线传输器的进一步细节；以及
[0013]图4示出了如图2A和2B所示的多线圈无线传输器的操作。
[0014]这些图在下面进一步讨论。
具体实施方式
[0015]在以下描述中，阐述了描述本专利技术的一些实施例的具体细节。然而，本领域技术人员将清楚，可以在没有一些或全部这些具体细节的情况下实践一些实施例。本文中公开的具体实施例意在说明而非限制。本领域技术人员可以认识到尽管在此没有具体描述但是在本公开的范围和精神内的其他元素。
[0016]本描述示出了创造性的方面，并且实施例不应当被认为是限制性的，权利要求限定了受保护的专利技术。在不脱离本说明书和权利要求书的精神和范围的情况下，可以进行各种改变。在某些情况下，未详细示出或描述公知的结构和技术，以免模糊本专利技术。
[0017]图1示出了示例无线电力传输系统100。如图1所示，无线传输器102耦合到线圈106，并且无线接收器104耦合到线圈108。线圈106由无线传输器102驱动以产生时变磁场，该时变磁场转而在线圈108中感应出电流。线圈108耦合到无线接收器104，无线接收器104可以从无线设备102接收通过时变磁场传输的电力。
[0018]无线接收器104可以是具有无线电力功能的任何设备。很多电话、笔记本电脑、平板电脑和其他设备都包括无线电力功能。在很多情况下，这些设备可以即接收无线电力，又传输无线电力。在一些示例中，无线传输器102可以是固定无线电力充电器。
[0019]本专利技术的实施例包括具有多个传输线圈的无线电力传输器。传输线圈在空间上分开以覆盖无线电力接收器可以被放置在其上的区域。这种设备包括例如无线电力传输垫或包括空间上分离的传输线圈的阵列的其他这种设备。
[0020]通常，接收器与传输线圈中的一个传输线圈连接以传输无线电力。对于多线圈设计，存在如下问题：当接收器连接到传输线圈并且在电力传输期间移动到紧邻的另一传输线圈、或移动到放置在两个传输线圈之间时，无线电力的效率因距离而变低。在某些情况下，最终，接收器将与活动线圈断开连接，并且重新连接到更近的下一线圈。但是，转变通常是低效的。这些布置的另一结果是，由于需要在第一传输线圈与第二传输线圈之间进行传输之前通过针对每个传输线圈进行检查操作并且检查信号强度分组来找到最佳线圈，因此
与活动传输线圈的初始连接可能会花费较长时间。第三影响是在传输线圈之间存在暗区。暗区是指接收器在在线圈之间难以连接的区域、以及在传输线圈之间的重叠交叉点附近的低活动区域。
[0021]图2A示出了根据本专利技术的一些实施例的多线圈传输器200。如图2A所示，传输器线圈206
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N的阵列，耦合到开关网络210。开关网络210被耦合为接收功率以根据所接收的开关控制信号来驱动传输器线圈206
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N中的所选择的传输器线圈。开关网络210可以根据开关控制信号将功率引导到线圈206
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N中的一个或多个线圈。在一些实施例中，最近邻线圈206
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N可以例如通过电流在相反方向上流过线圈的布置、或通过在相反方向上缠绕线圈，而被布置为在相反方向上产生磁场，这还可以提高无线电力传输的效本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无线电力传输器，包括：多个线圈；开关网络，耦合到所述多个线圈，所述开关网络接收一个或多个功率信号，并且根据开关信号将所述一个或多个功率信号施加到所述多个线圈中的一个或多个线圈；电源，被配置为根据功率控制信号向所述开关网络提供所述一个或多个功率信号；信号传感器，被配置为从所述多个线圈中的每个线圈接收信号并且提供感测信号；以及控制器，被配置为向所述开关网络提供开关信号，向所述电源提供功率控制信号，并且从所述信号传感器接收感测信号，所述控制器被配置为执行指令以：基于所述感测信号确定接收器相对于所述多个线圈的位置；基于所述位置选择所述多个线圈中的一个或多个线圈作为活动线圈；向所述电源提供功率控制信号；向所述开关网络提供开关信号以将来自所述一个或多个功率信号的电力提供给所述活动线圈；监测所述感测信号以确定所述接收器是否已经移动到新位置；以及如果所述接收器已经移动到新位置，则根据所述新位置重新分配活动线圈，以及在所述开关网络中转变功率以根据重新分配的所述活动线圈提供电力。2.根据权利要求1所述的无线电力传输器，其中所述电源包括整流器，所述整流器根据所述功率控制信号中的模式信号以全桥模式或半桥模式操作。3.根据权利要求2所述的无线电力传输器，其中所述整流器包括：功率转换器，接收输入电压并且提供整流器电压；第一晶体管，具有第一栅极；第二晶体管，具有第二栅极，所述第一晶体管和所述第二晶体管串联耦合在所述整流器电压与地之间；第三晶体管，具有第三栅极；第四晶体管，具有第四栅极，所述第三晶体管和所述第四晶体管串联耦合在所述整流器电压与所述地之间，与所述第一晶体管和第二晶体管并联耦合；第一节点，在所述第一晶体管与所述第二晶体管之间，用于提供第一节点电压；第二节点，在所述第三晶体管与所述第四晶体管之间，用于提供第二节点电压，其中所述第一栅极、所述第二栅极、所述第三栅极和所述第四栅极被驱动以提供所述第一节点电压和所述第二节点电压。4.根据权利要求3所述的无线电力传输器，其中在全桥模式下，所述第一栅极和所述第四栅极与所述第二栅极和所述第三栅极交替地被驱动以提供在所述第一节点电压与所述第二节点电压之间的交变电压。5.根据权利要求3所述的无线电力传输器，其中在半桥模式下，所述第一栅极与所述第二栅极交替地被驱动以提供在所述第一节点电压与地之间的交变电压。6.根据权利要求5所述的无线电力传输器，其中所述第三栅极与所述第四栅极交替地被驱动以提供在所述第二节点电压与地之间的交变电压。
7.根据权利要求3所述的无线电力传输器，还包括功率控制器，所述功率控制器向所述第一栅极、所述第二栅极、所述第三栅极和所述第四栅极提供驱动信号。8.根据权利要求7所述的无线电力传输器，其中所述功率控制器从所述控制器接收指示功率水平、操作模式和中心频率的信号。9.根据权利要求8所述的无线电力传输器，其中所述功率控制器还从设备通信装置接收频率信号，...

【专利技术属性】
技术研发人员：N，
申请(专利权)人：瑞萨电子美国有限公司，
类型：发明
国别省市：