用于无线电力传输的频率管理制造技术

本公开涉及用于无线电力传输的频率管理。提供了一种无线电力发射器，该无线电力发射器可包括线圈、耦合到该线圈的逆变器以及耦合到该逆变器的控制电路系统，该控制电路系统响应于从无线电力接收器接收到突发请求脉冲，启动逆变器操作，从而驱动该线圈并且给接收器供电。该控制电路系统可以操作逆变器开关，使得无线电力传输信号的带宽通过以下方式落在指定范围内：(a)延长开关的最小接通时间，(b)修改供应给开关的脉宽调制(PWM)驱动信号以对线圈电流突发包络进行整形，以及/或者(c)修改供应给开关的PWM信号振幅。修改PWM驱动信号可以包括：使用对称PWM方案，其中正脉冲和负脉冲在逐个周期的基础上在宽度上是对称的；或者使用互补PWM方案，其中正脉冲宽度和负脉冲宽度在逐个周期的基础上是互补的。逐个周期的基础上是互补的。逐个周期的基础上是互补的。

【技术实现步骤摘要】
用于无线电力传输的频率管理
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2021年9月23日提交的名称为“Occupied Bandwidth Reduction for Wireless Power Transmitters”的美国临时申请第63/261,541号的优先权，该专利申请的内容全文以引用方式并入本文以用于所有目的。

技术介绍

[0003]无线电力传输(其中电力经由电力发射器(PTx)与电力接收器(PRx)之间的磁性/感应耦合来递送)可用于为电池供电的电子设备供电。在一些应用中，可以提供突发模式无线电力传输以增强操作效率。无线电力发射器的突发操作可能导致不期望的电磁发射。

技术实现思路

[0004]无线电力发射器可以包括无线电力传输线圈、耦合到无线电力传输线圈的逆变器以及耦合到逆变器的控制电路系统，该控制电路系统响应于从无线电力接收器接收到突发请求脉冲，启动逆变器的操作以驱动无线电力传输线圈，从而向无线电力接收器递送电力。控制电路系统可以操作逆变器的一个或多个开关设备以向无线电力接收器递送电力，使得无线电力传输信号的带宽落在指定带宽范围内。控制电路系统可以操作逆变器的一个或多个开关设备以向无线电力接收器递送电力，使得通过延长开关的最小接通时间，无线电力传输信号的带宽落在指定带宽范围内。控制电路系统可以操作逆变器的一个或多个开关设备以向无线电力接收器递送电力，使得通过修改供应到开关设备的驱动信号来对线圈电流突发包络(envelope)进行整形，无线电力传输信号的带宽落在指定带宽范围内。控制电路系统可以使用对称脉宽调制开关方案来修改供应给开关设备的驱动信号，以对线圈电流突发包络进行整形，在该对称脉宽调制开关方案中，逆变器生成的正脉冲和负脉冲在逐个周期的基础上在宽度上对称。控制电路系统可以使用互补脉宽调制开关方案来修改供应给开关设备的驱动信号，以对线圈电流突发包络进行整形，在该互补脉宽调制开关方案中，逆变器生成的正脉冲宽度和负脉冲宽度在逐个周期的基础上是互补的。控制电路系统可以操作逆变器的一个或多个开关设备，以向无线电力接收器递送电力，使得通过修改供应给开关设备的脉宽调制信号的振幅，无线电力传输信号的带宽落在指定带宽范围内。
[0005]一种在突发模式下操作无线电力发射器的方法可以包括：从无线电力接收器接收突发请求脉冲；响应于突发请求脉冲，在接通时间期间操作发射器的一个或多个开关设备；以及在接通时间之后，在关断时间期间使所述一个或多个开关设备空闲。在接通时间期间操作发射器的一个或多个开关设备可以包括操作所述一个或多个开关设备以将来自无线电力发射器的电磁发射限制在指定带宽范围内。操作所述一个或多个开关设备以将来自无线电力发射器的电磁发射限制在指定带宽范围内可以包括延长接通时间。操作所述一个或多个开关设备以将来自无线电力发射器的电磁发射限制在指定带宽范围内可以包括修改供应给开关设备的驱动信号以对线圈电流突发包络进行整形。修改供应给开关设备的驱动信号以对线圈电流突发包络进行整形可以包括使用对称脉宽调制开关方案，其中逆变器生
成的正脉冲和负脉冲在逐个周期的基础上在宽度上对称。修改供应给开关设备的驱动信号以对线圈电流突发包络进行整形包括使用互补脉宽调制开关方案，其中逆变器生成的正脉冲宽度和负脉冲宽度在逐个周期的基础上是互补的。修改供应给开关设备的驱动信号以对线圈电流突发包络进行整形可以包括修改供应给开关设备的脉宽调制信号的振幅。
[0006]无线电力发射器可以包括无线电力传输线圈、包括耦合到无线电力传输线圈的多个开关设备的逆变器、以及向所述多个开关设备提供驱动信号的控制电路系统。可以控制驱动信号，使得无线电力传输信号的频率带宽落在预先确定的范围内。控制电路系统可以延长在其期间操作所述多个开关设备的最小接通时间，使得无线电力传输信号的频率带宽落在预先确定的范围内。控制电路系统可以采用对称脉宽调制方案来对突发电流包络进行整形，使得无线电力传输信号的频率带宽落在预先确定的范围内。对称脉宽调制方案可以包括生成在逐个周期的基础上在宽度上对称的正脉冲和负脉冲。控制电路系统可以采用互补脉宽调制方案来对突发电流包络进行整形，使得无线电力传输信号的频率带宽落在预先确定的范围内。互补脉宽调制方案可以包括生成在逐个周期的基础上具有互补宽度的正脉冲和负脉冲。控制电路系统可以采用振幅调制方案来对突发电流包络进行整形，使得无线电力传输信号的频率带宽落在预先确定的范围内。
附图说明
[0007]图1示出了无线电力传输系统的高级示意图。
[0008]图2示出了WPT系统的突发模式操作，示出了整流器输出电压。
[0009]图3示出了示例性突发包络和对应频谱。
[0010]图4示出了示例性改进的突发包络和对应频谱。
[0011]图5示出了具有进一步改进的性能的示例性突发包络。
[0012]图6示出了示例性无线电力传输系统的高级示意图。
[0013]图7示出了用于改进性能的第一包络整形技术。
[0014]图8示出了用于改进性能的第二包络整形技术。
[0015]图9示出了用于改进性能的第三包络整形技术。
具体实施方式
[0016]在以下描述中，为了解释的目的，阐述了很多具体细节以便提供对所公开构思的彻底理解。作为该描述的一部分，为了简单起见，本公开的附图中的一些附图以框图形式表示结构和设备。为了清晰起见，在本公开中未描述实际具体实施的所有特征。此外，本公开中使用的语言是出于可读性和指导目的而选择的，尚未选择它来描绘或限制所公开的主题。相反，所附权利要求旨在用于此目的。
[0017]所公开的概念的各种实施方案以举例的方式进行说明，而不仅限于各个附图，在附图中类似的附图标号指示类似的元件。为简单和清楚说明起见，在合适的情况下，在不同附图中重复参考标号以指示对应或类似的元件。此外，示出许多具体细节以便提供对本文所述的具体实施的充分理解。在其他情况下，未详细描述方法、规程和部件以免模糊所描述的相关功能。在本公开中提到“一个”、“一种”或“另一种”实施方案未必是相同或不同的实施方案，并且这意味着至少一个。给定附图可用于示出本公开的多于一个实施方案或多于
一个种类的特征，并且对于给定的实施方案或种类可能不需要附图中的所有元件。当在给定附图中提供时，参考标号在整个若干附图中是指相同的元件，但其可以不在每个附图中重复。除非另外指明，否则附图未按比例绘制，并且某些部件的比例可被放大以更好地示出本公开的细节和特征。
[0018]图1示出了无线电力传输系统100的高级示意图。图的左侧示出了电力发射器(PTx)103，该电力发射器接收输入电压Vin并经由磁感应(即，通过分别由电感器L1和L2表示的发射线圈和接收线圈之间的耦合)将能量发射到接收器(每个线圈/电感器也具有相应的固有/寄生电阻：R1/R2。这些在图1的示意图中示出，但不是单独的物理部件)。图的右侧描绘了电力接收器(PRx)105，该电力接收器经由前述感应耦合接收电力并且向由电流源Iload描绘的负本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无线电力发射器，包括：无线电力传输线圈；逆变器，所述逆变器耦合到所述无线电力传输线圈；以及控制电路系统，所述控制电路系统耦合到所述逆变器，所述控制电路系统响应于从无线电力接收器接收到突发请求脉冲，启动所述逆变器的操作以驱动所述无线电力传输线圈，从而向所述无线电力接收器递送电力；其中所述控制电路系统操作所述逆变器的一个或多个开关设备以向所述无线电力接收器递送电力，使得所述无线电力传输信号的带宽落在指定带宽范围内。2.根据权利要求1所述的无线电力发射器，其中所述控制电路系统操作所述逆变器的一个或多个开关设备以向所述无线电力接收器递送电力，使得通过延长所述开关的最小接通时间，所述无线电力传输信号的所述带宽落在所述指定带宽范围内。3.根据权利要求1所述的无线电力发射器，其中所述控制电路系统操作所述逆变器的一个或多个开关设备以向所述无线电力接收器递送电力，使得通过修改供应到所述开关设备的驱动信号来对线圈电流突发包络进行整形，所述无线电力传输信号的所述带宽落在所述指定带宽范围内。4.根据权利要求3所述的无线电力发射器，其中所述控制电路系统使用对称脉宽调制开关方案来修改供应给所述开关设备的所述驱动信号，以对所述线圈电流突发包络进行整形，在所述对称脉宽调制开关方案中，逆变器生成的正脉冲和负脉冲在逐个周期的基础上在宽度上对称。5.根据权利要求3所述的无线电力发射器，其中所述控制电路系统使用互补脉宽调制开关方案来修改供应给所述开关设备的驱动信号，以对所述线圈电流突发包络进行整形，在所述互补脉宽调制开关方案中，所述逆变器生成的正脉冲宽度和负脉冲宽度在逐个周期的基础上是互补的。6.根据权利要求1所述的无线电力发射器，其中所述控制电路系统操作所述逆变器的一个或多个开关设备，以向所述无线电力接收器递送电力，使得通过修改供应给所述开关设备的脉宽调制信号的振幅，所述无线电力传输信号的所述带宽落在所述指定带宽范围内。7.一种在突发模式下操作无线电力发射器的方法，所述方法包括：从无线电力接收器接收突发请求脉冲；响应于所述突发请求脉冲，在接通时间期间操作所述发射器的一个或多个开关设备；以及在所述接通时间之后，在关断时间期间使所述一个或多个开关设备空闲；其中在接通时间期间操作所述发射器的一个或多个开关设备包括：操作所述一个或多个开关设备以将来自所述无线电力发射器的电磁发射限制在指定带宽范围内。8.根据权利要求7所述的方法，其中操作所述一个或多个开关设备...

【专利技术属性】
技术研发人员：李野，A，
申请(专利权)人：苹果公司，
类型：发明
国别省市：