无线能量发射系统技术方案

一种无线能量发射系统，包括：可控初级线圈单元，包括多个导体和多个第一可控开关，所述多个导体交叉设置，其中，每两个交叉设置的导体之间设置有一个所述第一可控开关；以及控制器，选择性地将一部分所述第一可控开关导通，从而使得所述多个导体中与导通的开关耦合的导体形成能量发射区(初级线圈环路)。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及无线能量发射系统。
技术介绍
目前用于无线能量(电力)发射的初级线圈或能量发射装置的种类较多。例如，在基于WPC标准的Al，A5类型发射器中，通过外加机械的定位或其它的引导措施(如增加磁铁)来确保初级线圈与次级线圈(能量接收装置)的准确对位。在基于WPC标准中的A2，A3类型发射器中，通过驱动电机来带动初级线圈作横向和纵向的机械运动，从而达到跟踪接收线圈的目的，实现初级线圈与次级线圈的准确对位。此外，在基于WPC标准的BI，B2, B3类型发射器中，使用了多初级线圈阵列，根据检测到的接收线圈位置，选择初级线圈阵列中 离接收线圈最近的一个线圈投入工作，从而达到相对准确的对位。
技术实现思路
针对现有技术中存在的一些问题，本申请提出了这样一种能量发射系统，其可包括可控初级线圈单元，包括多个导体和多个可控开关，所述多个导体交叉设置，其中，每两个交叉设置的导体之间设置有一个所述可控开关；以及控制器，选择性地将一部分所述可控开关导通，从而使得所述多个导体中与导通的开关耦合的导体形成能量发射区(初级线圈环路)。根据上述的技术方案，在具体使用过程中，能够使能量发送系统中的导体随接收线圈(即，能量接收装置)放置的位置不同而组合成不同的能量发射区，从而使能量发送装置中的初级线圈单元和能量接收系统中的接收线圈始终保持对位，有利于提高系统的能量传输效率。附图说明图I为根据本申请一个实施方式的能量发射系统。图2为图I所示的可控初级线圈单元的具体示意图。图3为根据本申请另一个实施方式的能量发射系统。图4(a)为根据本申请一个实施方式的在某一状态下导体导通的状态以及图4(b)为图4 Ca)中导体形成的电通路的单独示意图。图5为根据本申请另一个实施方式扫描可控初级线圈单元的示例图。图6为根据本申请另一个实施方式的能量发射系统。具体实施方式如图I所示为根据本申请一个实施方式的能量发射系统100。系统100包括可控初级线圈单元10和控制器20。可控初级线圈单元10可例如为电磁炉中的线圈、或其它任意通过无线方式向能量接收系统(未示出)发送能量的装置。相应地，能量接收系统可例如为设置在电磁炉上的器皿、手机中内置的接收线圈，以及其它通过任意方式从可控初级线圈单元10接收能量的系统或装置。图2示出了根据本申请一个实施方式的可控初级线圈单元10，其中，出于如图2所示，可控初级线圈单元10包括多个导体101和多个第一可控开关102。在图2中，出于清楚和示意的目的，仅示出了 9个导体101和9个第一可控开关102。多个导体101交叉设置，并且在每两个交叉设置的位置之间耦接有一个第一可控开关102。在一个实施方式中，多个交叉设置的导体101设置于至少两层电路板上，在空间上以一定的角度相交(例如90度或其它角度)，但不直接接触。多个导体可包括横向设置的导体和纵向设置的导体，而且横向设置的导体和纵向设置的导体设置于电路板的不同层。例如，所有横向设置的导体设置在同一层，所有纵向设置的导体设置在另一层。而在另一实施方式中，为了增加导体的截面积，每个导体可采用多层并联，具体层数可根据能量发射系统的额定电流进行调整。例如，如果每个导体采用3层电路板并联时，则第1-3 (或第1，3，5)层电路板可 用来设置横向导体，而第4-6 (或第2，4，6)层电路板可用来设置纵向导体。此外，导体可包括铜箔或并联于铜箔上的金属导体。第一可控开关102可例如为机械开关，例如继电器。第一可控开关102还可例如为包括Mosfet或晶体三极管的电子开关。控制器20被配置为选择性地将一部分第一可控开关102导通，从而使得多个导体中与导通的开关耦合的导体形成能量发射区(初级线圈环路)。能量发射区可例如具有线圈的形式。在该实施方式中，还可在系统100中设置能够确定能量接收系统相对于线圈单元10的位置从而使得控制器20选择与所确定的位置相对应的开关导通的装置。图3示出了根据本申请一个实施方式的能够根据电路谐振原理确定能量接收系统相对于线圈单元10的位置的能量发射系统200。然而图3所示的通过谐振原理工作的实施方式仅仅是本申请的一个示意性实施方式，而不是用来限制本申请。如图3所示，系统200除了包括如上述系统100包括的可控初级线圈单元10和控制器20外，还可包括线圈控制及驱动电路30以及与初始线圈单元10串联的谐振电容40。在该实施方式中，控制器20首先确定出能量接收系统相对于可控初级线圈单元10的位置，并选择与确定出的位置对应的可控开关导通。例如，在待机状态，控制器20，例如周期地，控制第一可控开关中预定个数的开关导通，从而使得与所闭合的第一可控开关耦接的导体形成用于确定是否有目标(能量接收系统)存在的能量发射系统的初始能量发射区(侦测线圈环路)。例如控制可控开关K1-K9 (如图4 (a)所示)导通，从而组成初始线圈通路103，该通路对应于覆盖整个可控初级线圈单元的(如图4b)所示)侦测线圈环路。与此同时，控制器20发出I个很短的脉冲群通过线圈控制及驱动电路30加在所形成的线圈通路103的两端103a和103b，以使得线圈通路103与串联的谐振电容40谐振于第一频率。随后控制器20将检测计算线圈通路103两端的电压。如果没有目标存在于能量发射系统200的初侦测线圈环路范围内，线圈通路103的谐振频率就不会改变，线圈两端的电压就不会改变，相反，如果有目标存在于能量发射系统200的侦测线圈环路范围内时，线圈通路103的谐振频率就会改变，因此，控制器20检测到的线圈电压将会有所降低。当控制器20检测到的电压低于事先预设的门限值时，控制器20确定出目标已经存在于能量发射系统200的侦测线圈环路范围内。一旦控制器20确定出目标已经存在于能量发射系统200的侦测线圈环路范围内，它将再通过可控初级线圈的扫描搜寻运动进一步确定能量接收系统的位置。在一个实施方式中，在确定出能量接收系统已经存在于所述发射系统的侦测线圈环路范围内后，控制器20按照以下原则对所述可控初级线圈单元进行扫描以确定出目标相对于所述可控初级线圈单元的位置I)在多个可控开关101中选择第一组开关导通，并确定通过第一组开关及其相耦合的导体形成的线圈通路(初级线圈环路)从所述能量接收系统接收的反射能量的大小；例如，选择第一组开关导通形成如图5中标记为A的线圈通路(初级线圈环路)。同时，在控制器20的控制下，通过线圈控制及驱动电路40向初级线圈环路施加具有预定时长的脉冲群，从而使得该通路与串联的谐振电容工作于第二谐振频率，于是就会有少量的能量被转移到 接收器的谐振电路中，当脉冲群结束后，这个被转移的能量值会立即反射到发射端的可控初级线圈中。第二谐振频率和上述的第一谐振频率可以是相同的或者也可以是不相同的。2)选择第二组开关，并确定出通过第二组开关及其相耦合的导体形成的初级线圈环路从所述能量接收系统接收的反射能量的大小；例如，可选择与所述第一组开关相邻的第二组开关导通，或者选择与所述第一组开关具有一定距离的第二组开关导通。在该实施方式中，选择第二组开关导通形成如图5中标记为B的初级线圈环路。3)依此类推，按照图5中箭头所示的方向，对所述可控初级线圈单元中的预定个数的可控开关进行扫描；以及4)选择反射能量最大时初级线圈环路本文档来自技高网...

【技术保护点】
能量发射系统，其特征在于，包括：可控初级线圈单元，包括多个导体和多个第一可控开关，所述多个导体交叉设置，其中，每两个交叉设置的导体之间设置有一个所述第一可控开关；以及控制器，选择性地将一部分所述第一可控开关导通，从而使得所述多个导体中与导通的开关耦合的导体形成作为能量发射区的初级线圈环路。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：肖刚见，牟世勇，
申请(专利权)人：惠州志顺电子实业有限公司，
类型：实用新型
国别省市：