CN107453492A - 谐振模块和包括该谐振模块的无线电力发送器 - Google Patents

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Abstract

本公开提供一种谐振模块和包括该谐振模块的无线电力发送器，所述无线电力发送器包括：开关单元，被配置为接收直流电压并执行开关以输出第一交流电压；压电变压器，被配置为通过第一压电元件接收第一交流电压，并输出与由所述第一压电元件的机械振动引起的第二压电元件的机械振动对应的第二交流电压；谐振器，被配置为接收所述第二交流电压，以无线地发送电力。

Description

谐振模块和包括该谐振模块的无线电力发送器
本申请要求于2016年5月30日提交到韩国知识产权局的第10-2016-0066524号韩国专利申请的优先权和权益，所述韩国专利申请的全部公开内容出于所有目的通过引用包含于此。
技术领域
以下描述涉及一种谐振模块和包括该谐振模块的无线电力发送器。
背景技术
根据无线技术的发展，各种无线功能涵盖从数据传输到电力传输的范围。具体地，最近已经开发了即使在非接触的状态下也能够用电力对电子装置进行充电的无线充电技术。
在过去，根据现有技术的用于无线充电的发送器将商用交流(AC)电压整流并平滑为直流(DC)电压以产生DC电力，并转换产生的DC电力以无线地发送电力。例如，发送器从已经从商用AC电源产生5V的DC电力的适配器接收5V的DC电力，并将DC电力转换为高电压，以被转换为交流电，从而能够无线地发送电力。
因此，由于根据现有技术的无线充电设备现在必须采用单独的适配器并且还需要诸如变压器电路的复杂电路构造，因此存在难以使无线充电设备小型化的问题。
发明内容
提供本发明内容以按照简化形式介绍选择的发明构思，以下在具体实施方式中进一步描述该发明构思。本发明内容并不意在确定所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不意在用于帮助确定所要求保护的主题的范围。
在一个总的方面，一种无线电力发送器包括：开关单元，被配置为接收直流(DC)电压并执行开关以输出第一交流(AC)电压；压电变压器，被配置为通过第一压电元件接收第一AC电压，并输出与由所述第一压电元件的机械振动引起的第二压电元件的机械振动对应的第二AC电压；谐振器，被配置为接收所述第二AC电压，以无线地发送电力。
所述谐振器可包括谐振线圈或发送器线圈。所述开关单元可被配置为以与压电变压器的谐振频率的对应的频率进行开关。
所述无线电力发送器还可包括控制器，所述控制器被配置为：将开关控制信号提供到开关单元以控制开关单元的开关；调制所述开关控制信号的脉冲宽度以调整谐振器的输出。
所述谐振器可包括谐振电容器和谐振线圈。所述开关单元可被配置为以与压电变压器的谐振频率对应的第一频率和与所述第一频率不同的第二频率中的一个进行开关。
所述谐振器的增益特性的频带可宽于所述压电变压器的增益特性的频带。
所述无线电力发送器还可包括被配置为接收商用AC电压以输出DC电压的AC-DC转换器。
所述无线电力发送器还可包括：检测器，被配置为测量商用AC电压的峰值电压电平；控制器，被配置为将开关控制信号提供到开关单元以控制开关单元的开关，并被配置为响应于所述峰值电压电平的变化而调整开关控制信号的脉冲宽度和频率中的一个。
所述控制器可被配置为响应于峰值电压电平超过阈值电平而减小开关控制信号的脉冲宽度。
所述控制器可被配置为响应于峰值电压电平小于阈值电平而增大开关控制信号的脉冲宽度。
所述控制器可被配置为响应于峰值电压电平超过阈值电平而增大开关控制信号的频率。
所述控制器可被配置为响应于峰值电压电平小于阈值电平而减小开关控制信号的频率。
所述控制器可被配置为通过对开关控制信号的脉冲宽度和频率中的一个的调整而将无线电力发送器的输出控制为恒定。
在另一总体方面，一种无线电力发送器的谐振模块包括：压电变压器，被配置为通过第一压电元件接收第一交流(AC)电压，并输出与由所述第一压电元件的机械振动引起的第二压电元件的机械振动对应的第二AC电压；谐振器，被配置为接收所述第二AC电压，以无线地发送电力。
所述谐振器可包括谐振线圈或发送器线圈。所述第一AC电压可具有与压电变压器的谐振频率对应的频率。
所述谐振器可不包括电容器。
所述谐振器可包括谐振电容器和谐振线圈。所述第一AC电压可具有与压电变压器的谐振频率对应的第一频率和与所述第一频率不同的第二频率中的一个频率。
所述谐振器的增益特性的频带可宽于所述压电变压器的增益特性的频带。
在另一总体方面，一种无线电力发送器包括：开关单元，被配置为接收直流(DC)电压并执行开关以输出第一交流(AC)电压；压电变压器，被配置为通过第一压电元件接收第一AC电压，并输出与由所述第一压电元件的机械振动引起的第二压电元件的机械振动对应的第二AC电压；谐振器，被配置为接收所述第二AC电压，以无线地发送电力；控制器，被配置为将开关控制信号提供到开关单元以控制开关单元的开关，并被配置为通过调整开关控制信号将无线电力发送器的输出控制为恒定。
所述无线电力发送器还可包括：转换器，被配置为接收商用交流(AC)电压以输出DC电压，其中，调整开关控制信号的步骤包括基于商用AC电压调整开关控制信号。
所述无线电力发送器还可包括：转换器，被配置为接收商用交流(AC)电压以输出DC电压，其中，调整开关控制信号的步骤包括响应于商用AC电压的峰值电压电平的变化而对开关控制信号的脉冲宽度和频率中的一个进行的调整。
所述无线电力发送器还可包括被配置为测量商用AC电压的峰值电压电平的检测器。
通过下面的具体实施方式、附图以及权利要求，其它特征和方面将显而易见。
附图说明
图1是示出根据实施例的无线电力发送器向无线电力接收器供应电力的应用的简图。
图2是示出根据实施例的图1的无线电力发送器的框图。
图3是示出根据实施例的图1和图2的无线电力发送器的电路图。
图4是示出根据另一实施例的无线电力发送器的电路图。
图5是示出根据另一实施例的无线电力发送器的框图。
图6和图7是示出压电变压器的示例的简图。
图8是示出关于压电变压器的频率的电压增益特性的曲线图。
图9是示出根据实施例的关于无线电力发送器的频率的电压增益特性的曲线图。
具体实施方式
提供以下具体实施方式，以帮助读者获得在此所描述的方法、设备和/或系统的全面理解。然而，在理解了本申请的公开内容后，在此描述的方法、设备和/或系统的各种改变、修改及等同物将是显而易见的。例如，在此所描述的操作顺序仅仅是示例，并不局限于在此阐述的示例，而是除了必须以特定顺序发生的操作外，可在理解了本申请的公开内容后做出将是显而易见的改变。此外，为了增加清楚性和简洁性，可省略本领域中公知的特征的描述。
在此描述的特征可按照不同的形式实施，并且将不被解释为局限于在此描述的示例。更确切地说，已经提供在此描述的示例，仅仅示出了在理解了本申请的公开内容后将显而易见的实现在此描述的方法、设备和/或系统的多种可能的方式中的一些。
在整个说明书中，当诸如，层、区域或基板的元件被描述为“在”另一元件“上”、“连接到”另一元件或“结合到”另一元件时，其可直接“在”另一元件“上”、“连接到”另一元件或“结合到”另一元件，或者可存在介于它们之间的一个或更多个其它元件。相比之下，当元件被描述为“直接在”另一元件“上”、“直接连接到”另一元件或“直接结合到”另一元件时，不存在介于它们之间的其它元件。
虽然在此可使用诸如“第一”、“第二”和“第三”的术语来描述各种构件、组件、区域、层或部分，但是这些构件、组件、区域、层或部分不应受这些术语限制。更确切地说，这些术语仅用于将一个构件、组件、区域、层或部分与另一构件、组件、区域、层或部分区分开。因此，在不脱离示例的教导的情况下，在此描述的示例中所指的第一构件、组件、区域、层或部分也可被称为第二构件、组件、区域、层或部分。
在此使用的术语仅用于描述各种示例，而不被用来限制本公开。除非上下文另外清楚地指明，否则单数形式也意图包含复数形式。术语“包含”、“包括”和“具有”列举存在所陈述的特征、数量、操作、构件、元件和/或它们的组合，但不排除存在或添加一个或更多个其它特征、数量、操作、构件、元件和/或它们的组合。
由于制造技术和/或公差，可发生附图中示出的形状的变化。因此，在此描述的示例不局限于附图中示出的特定形状，而是包括在制造期间发生的形状的改变。
在此描述的示例的特征可以以在理解了本申请的公开内容后将显而易见的各种方式进行组合。此外，虽然在此描述的示例具有多种构造，但在理解了本申请的公开内容后将显而易见的其它构造也是可能的。
图1是示出根据实施例的无线电力发送器100向无线电力接收器200供应电力的应用的简图。参照图1，无线电力接收器200可与无线电力发送器100相邻设置，以与无线电力发送器100磁耦合(例如，磁共振或磁感应)，从而无线地接收电力。
无线电力接收器200可将接收的电力提供到电子装置300。无线电力接收器200可包括在电子装置300中，或者可为电连接到电子装置300的单独的设备。
虽然在图1中无线电力接收器200和无线电力发送器100被示出为彼此分开，但是这种配置仅仅是示意性的示例。可替换地，无线电力接收器200和无线电力发送器100可彼此接触或可彼此相邻。
根据实施例，无线电力发送器100直接接收商用交流(AC)电力以被驱动。也就是说，与需要供电设备将商用AC电力转换为直流(DC)电力的现有技术的无线电力发送器不同，无线电力发送器100直接接收商用AC电力进行操作。因此，无线电力发送器100具有可容易携带并且可被小型化的优点。
在下文中，将参照图2至图7描述代表无线电力发送器100的变型的无线电力发送器的各种实施例。
图2是示出根据实施例的无线电力发送器100的框图。参照图2，无线电力发送器100包括开关单元110、压电变压器120和谐振器130。无线电力发送器100还包括控制器140和AC-DC转换器150。虽然开关单元110、控制器140和AC-DC转换器150被示出并描述为单独的组件，但是开关单元110、控制器140和AC-DC转换器150中的任意两个或更多个可被配置为单个集成电路。
AC-DC转换器150接收AC电压并输出DC电压。例如，AC-DC转换器150接收商用AC电压，并将商用AC电压进行整流和平滑以提供DC电压。
开关单元110从DC电压产生第一AC电压，以将第一AC电压提供到压电变压器120的初级侧。也就是说，开关单元110接收DC电压并执行开关操作以输出第一AC电压。
压电变压器120包括具有第一压电元件的形式的初级侧和具有第二压电元件的形式的次级侧，初级侧和次级侧物理地彼此影响。
压电变压器120将从开关单元110提供的第一AC电压输入到第一压电元件。第一AC电压使第一压电元件振动，第一压电元件的振动导致第二压电元件振动。根据由第一压电元件引起的第二压电元件的机械振动，第二压电元件输出与所述机械振动相对应的第二AC电压。
谐振器130接收第二AC电压以将电力无线地发送到无线电力接收器。下面将参照图3和图4更详细地描述作为谐振器130的变型的各种实施例。
控制器140向开关单元110提供控制信号，以控制开关单元110的开关操作。谐振器130的输出根据控制器140的开关控制而变化。为此，控制器140可使用诸如脉冲宽度调制系统和频率调制系统的各种调制系统来执行开关控制。
图3是示出根据实施例的无线电力发送器101的电路图。参照图3，无线电力发送器101包括开关单元111、压电变压器121、谐振器131、控制器141和AC-DC转换器151。
AC-DC转换器151为例如包括整流电路D1至D4和平滑电容器Cin的电路。虽然整流电路D1至D4被示出为全波整流器电路，但是也可应用诸如半波整流器电路的各种整流器电路。平滑电容器Cin向开关单元111提供平滑的DC电压。
开关单元111包括根据控制器141的控制而操作的开关S1和S2。控制器141向开关S1和S2中的每个提供开关控制信号，以控制开关S1和S2中的每个。在示出的示例中，虽然半桥逆变器被应用于开关单元111，但是也可应用诸如全桥逆变器的各种逆变器。
从开关单元111提供的交流电被输入到压电变压器121的初级侧的第一压电元件，当第一压电元件的振动导致第二压电元件振动时，第二压电元件向谐振器131提供电压。
谐振器131包括谐振线圈Lr。示出的谐振器131不具有谐振电容器。因此，无线电力发送器101的谐振频率由压电变压器121的谐振频率来确定。由于谐振器131不具有谐振电容器，因此开关单元111以与压电变压器121的谐振频率对应的频率执行开关操作。也就是说，由于输入到压电变压器121的交流电压的频率与压电变压器121的谐振频率对应，因此可显著地提高压电变压器的输出效率。
由于可以调节无线电力发送器的输出，因此控制器141可将开关单元111的操作频率固定为压电变压器121的谐振频率，并可调制开关控制信号的脉冲宽度以调节谐振器131的输出。
由于无线电力发送器101基于压电变压器121的最大效率来操作，因此可增大无线电力发送器101的输出效率。此外，由于谐振器131中不需要电容器，因此无线电力发送器101可被小型化。
图4是示出根据另一实施例的无线电力发送器102的电路图。参照图4，无线电力发送器102包括开关单元112、压电变压器122、谐振器132、控制器142和AC-DC转换器152。可参照上面参照图3描述的相应的元件容易地理解开关单元112、压电变压器122和AC-DC转换器152。
谐振器132包括谐振电容器Cr和谐振线圈Lr。因此，无线电力发送器102的谐振频率通过谐振器132的谐振频率和压电变压器122的谐振频率来确定。
开关单元112可被切换成与压电变压器122的谐振频率对应的第一频率，或可被切换成与第一频率不同的第二频率。也就是说，控制器142可改变开关单元112的操作频率以调整无线电力发送器102的输出。开关单元112的操作频率也可以与具有高效率的压电变压器122的谐振频率相对应，或者也可以是与压电变压器122的谐振频率不同的频率。
也就是说，开关单元112的特征在于：谐振器132的频率的增益特性的频带宽，而压电变压器122的频率的增益特性的频带窄，即，所述谐振器的增益特性的频带宽于所述压电变压器的增益特性的频带。因此，由于无线电力发送器102的总频率的增益特性通过谐振器132的频率的增益特性和压电变压器122的频率的增益特性两者来确定，因此无线电力发送器102的总频率可具有与谐振器132的频率的增益特性和压电变压器122的频率的增益特性的中间值对应的增益特性。结果，由于无线电力发送器102具有相对小的增益损失，因此即使在发生频率变化的情况下，也可以通过频率控制系统的开关调整来提供无线电力发送器的稳定的性能。
图5是示出根据另一实施例的无线电力发送器103的框图。图5中示出的示例涉及响应于商用AC输出电力的变化而改变开关控制。
参照图5，无线电力发送器103包括开关单元113、压电变压器123、谐振器133、控制器143、AC-DC转换器153以及检测器163。尽管开关单元113、控制器143、AC-DC转换器153和检测器163被示出和描述为单独的组件，但是开关单元113、控制器143、AC-DC转换器153和检测器163中的任意两个或更多个可被配置为单个集成电路。可通过上面参照图2至图4的相应的元件的描述容易地理解开关单元113、压电变压器123、谐振器133和AC-DC转换器153。
检测器163测量商用AC电压的峰值电压电平(peak voltage level)。例如，检测器163周期性地测量商用AC电压的峰值电压电平。因此，可根据检测器163的输出的变化来确认商用AC电压的变化。
控制器143调整提供到开关单元113的开关控制信号。例如，控制器143响应于商用AC电压的峰值电压电平的变化而调制开关控制信号的脉冲宽度，或调整开关控制信号的频率。
根据实施例，控制器143响应于商用AC电压的峰值电压电平超过阈值电平(例如，预定阈值电平)而减小开关控制信号的脉冲宽度。此外，在这样的实施例中，控制器143响应于商用AC电压的峰值电压电平小于所述阈值电平而增大开关控制信号的脉冲宽度。
根据实施例，控制器143响应于商用AC电压的峰值电压电平超过阈值电平而增大开关控制信号的频率。此外，在这样的实施例中，控制器143响应于商用AC电压的峰值电压电平小于阈值电平的而减小开关控制信号的频率。
这样，由于控制器143可通过响应于商用AC电压的输入值的变化来调整开关控制而使压电变压器123的输入保持恒定，因此控制器143可相应地稳定压电变压器123的输出特性，并且还可将无线电力发送器103的输出控制为恒定。
图6和图7是分别示出压电变压器600和压电变压器700的示例的简图，压电变压器600和压电变压器700是图1至图5中示出的压电变压器120至压电变压器123的变型。
图6是示出根据实施例的平面压电变压器的简图。参照图6，压电变压器600包括彼此电隔离的第一压电元件610和第二压电元件620。第一压电元件610为例如输入压电元件，第二压电元件620为例如输出压电元件。
输入压电元件610包括沿着第一方向(厚度方向T)堆叠的输入压电层613以及设置于输入压电层613的背对的外表面上的输入电极611和输入电极612。可通过输入电极611和输入电极612施加输入电压。
输出压电元件620包括沿着第二方向(长度方向L)堆叠的输出压电层623以及设置在输出压电层623的背对的外表面上的输出电极621和输出电极622。输出电压可通过输出电极621和输出电极622输出。
内电极(未示出)可在压电层613和压电层623内形成为彼此交错，内电极可根据输入电极611和612以及输出电极621和622的极性而连接到输入电极611和612或者输出电极621和622。
在示出的示例中，输入压电层613和输出压电层623的极化方向彼此不同。在示出的示例中，输入压电元件610的极化方向沿着厚度方向T形成，输出压电元件620的极化方向沿着长度方向L形成。然而，由于该示例仅仅是示例性的，因此输入压电层613和输出压电层623的极化方向也可以彼此相同。
当将AC电施加到输入压电元件610时，输入压电元件610振动，输入压电元件610的振动使得输出压电元件620振动。输出压电元件620根据它的如上所述的振动而产生电能，以输出电压。
绝缘层630设置在输入压电元件610和输出压电元件620之间，从而将输入压电元件610和输出压电元件620彼此电绝缘。绝缘层630可由具有绝缘性能的各种材料形成。
在示例中，绝缘层630由具有高绝缘性能的陶瓷材料形成。可选的，绝缘层630可由树脂材料形成，并可形成为片状或膜状。
在另一示例中，具有绝缘性能和延展性的薄膜被用于绝缘层630。因为输入压电变压器600的振动增大了疲劳程度，从而在绝缘层630由陶瓷材料形成的情况下，会引起绝缘层630中的裂纹或其它损坏，因此绝缘层630的延展性是有利的。此外，绝缘层630具有绝缘性能和延展性两者是有利的，这是因为在不具有这些特性的情况下，输入压电元件610的振动会由于陶瓷材料的硬度被不平稳地传递到输出压电元件620。
根据实施例，在绝缘层630中形成填充有空气或为空的空间的至少一个中空部(hollow)。由于中空部填充有空气，或形成为真空状态的空的空间，因此输入压电元件610和输出压电元件620通过中空部彼此电隔离。形成有中空部的绝缘层630的实际体积可远小于未形成有中空部的情况下的实际体积，因此可有效地将振动传递到输出压电元件620，同时显著地减小输入压电元件610的振动的衰减。
图7是示出根据实施例的堆叠的压电变压器700的简图。参照图7，压电变压器700包括第一压电元件710(即，输入压电元件710)、第二压电元件720(即，输出压电元件720)以及设置在第一压电元件710和第二压电元件720之间的绝缘层730，其中，第一压电元件710和第二压电元件720彼此电隔离。
然而，与图6中示出的示例不同，在压电变压器700中，输入压电元件710和输出压电元件720沿着同一方向堆叠。也就是说，在示出的示例中，输入压电元件710的输入压电层713沿着第一方向(高度方向H)堆叠，输出压电元件720的输出压电层723也沿着高度方向H堆叠。
输入压电元件710包括设置在输入压电层713的背对的侧面上的输入电极711和712。输出压电元件720包括设置在输出压电层723的背对的侧面上的输出电极721和722。
当将AC电力施加到输入压电元件710时，输入压电元件710沿着竖直方向(高度方向H)振动，且输入压电元件710的振动使得输出压电元件720沿着竖直方向振动。输出压电元件720根据其如上所述的振动而产生交流电压。
可根据参照图6描述的绝缘层630容易地理解绝缘层730。
图8是示出根据实施例的关于压电变压器的频率的电压增益特性的曲线图。由于在图3的实施例中，谐振器131不包括电容器，因此关于图3的无线电力发送器101的频率的电压增益特性可与图8中示出的曲线图相似。
从示出的曲线图中可看出，压电变压器121的增益可根据频率的变化而增大。因此，确保压电变压器具有较高效率的方法包括在能够保证足够的增益的特定的频率(例如，谐振频率或谐振频率附近)范围内操作压电变压器121。
图9是示出根据实施例的关于无线电力发送器的频率的电压增益特性的曲线图。图9中示出的曲线图示出了如参照图4描述的示例中的谐振器132包括电容器的情况下的电压增益特性。
参照图9，由实线表示的曲线图910示出了关于压电变压器122的频率的电压增益特性，由点画线表示的曲线图920示出了关于谐振器132的频率的电压增益特性。
因此，无线电力发送器102可具有关于由曲线图930中的虚线表示的频率的电压增益特性，曲线图930反映了压电变压器122的特性和谐振器132的特性。
可以看出，由曲线图930示出的电压增益特性的频率范围宽于图8的示例中示出的电压增益特性的频率范围。因此，在图9的实施例中，即使在使用频率调制系统的情况下，也可提供足够的输出效率。
如上所述，根据在此描述的实施例，无线电力发送器可包括具有减小的尺寸的变压器电路，由此无线电力发送器可以小型化，并可具有薄的形式。
执行在本申请中描述的操作的图2中的开关单元110、控制器140和AC-DC转换器150以及图5中的开关单元113、控制器143、AC-DC转换器153和检测器163通过被配置为执行本申请中描述的通过硬件组件来执行的操作的硬件组件来实现。可用来执行本申请中描述的操作的硬件组件的合适的示例包括控制器、传感器、生成器、驱动器、存储器、比较器、算术逻辑单元、加法器、减法器、乘法器、除法器、积分器以及被构造为执行本申请中描述的操作的任何其他电子组件。在其它的示例中，执行本申请中描述的操作的一个或更多个硬件组件可通过计算机硬件来实现，例如，通过一个或更多个处理器或计算机。可通过一个或更多个处理元件(诸如逻辑门阵列、控制器和算术逻辑单元、数字信号处理器、微型计算机、可编程逻辑控制器、现场可编程门阵列、可编程逻辑阵列、微型处理器或被配置为以定义的方式响应并执行指令以获得期望的结果的任何其它装置或装置的组合)来实现处理器或计算机。在一个示例中，处理器或计算机包括(或连接到)存储了通过处理器或计算机执行的指令或软件的一个或更多个存储器。通过处理器或计算机实现的硬件组件可执行诸如操作系统(OS)和在OS上运行的一个或更多个软件应用的指令或软件，以执行在本申请中描述的操作。硬件组件还可响应于指令或软件的执行来访问、操作、处理、创建和存储数据。为简单起见，单数的术语“处理器”或“计算机”可用于描述本申请中所描述的示例，但在其他示例中，可使用多个处理器或计算机，或者处理器或计算机包括多个处理单元或多种类型的处理单元，或者包括二者。例如，单个的硬件组件或者两个或更多个硬件组件可通过单个的处理器、或者两个或更多个处理器、或者处理器和控制器来实现。一个或更多个硬件组件可通过一个或更多个处理器、或者处理器和控制器来实现，一个或更多个其它硬件组件可通过一个或更多个其它处理器、或者另一处理器和另一控制器来实现。一个或更多个处理器、或者处理器和控制器可实现单个的硬件组件、或者两个或更多个硬件组件。硬件组件可具有任意一个或更多个不同的处理配置，其示例包括单处理器、独立处理器、并行处理器、单指令单数据(SISD)多重处理器、单指令多数据(SIMD)多重处理器、多指令单数据(MISD)多重处理器和多指令多数据(MIMD)多重处理器。
为了单独或共同地指示或配置一个或更多个处理器或计算机以作为机用计算机或专用计算机进行操作来执行通过如上所述的硬件组件和方法执行的操作，用于控制计算机硬件(例如，一个或更多个处理器或计算机)以实现硬件组件以及执行如上所述方法的指令或软件被写为计算机程序、代码段、指令或其任意组合。在一个示例中，指令或软件包括通过一个或更多个处理器或计算机直接执行的机器代码，诸如由编译器产生的机器代码。在另一示例中，指令或软件包括使用解释器通过一个或更多个处理器或计算机执行的高级代码。基于公开了用于执行通过如上所述的硬件组件和方法执行的操作的算法的附图中示出的框图和流程图以及说明书中相应的描述，可使用任意编程语言容易地编写指令或软件。
用于控制计算机硬件(例如一个或更多个处理器或计算机)以实现硬件组件并执行如上描述的方法的指令或软件以及任何相关联的数据、数据文件和数据结构可被记录、存储或固定在一个或更多个非暂时性计算机可读存储介质之中或之上。非暂时性计算机可读存储介质的示例包括只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、闪存、CD-ROM、CD-R、CD+R、CD-RW、CD+RW、DVD-ROM、DVD-R、DVD+R、DVD-RW、DVD+RW、DVD-RAM、BD-ROM、BD-R、BD-R LTH、BD-RE、磁带、软盘、磁光数据存储装置、光学数据存储装置、硬盘、固态盘和被配置为以非暂时性方式存储指令或软件以及任何相关联的数据、数据文件和数据结构并将指令或软件以及任何相关联的数据、数据文件和数据结构提供到一个或更多个处理器或计算机，以便一个或更多个处理器或计算机能够执行该指令的任何其它装置。在一个示例中，指令或软件以及任何相关联的数据、数据文件和数据结构分布在联网的计算机系统上，以便通过一个或更多个处理器或计算机以分布式方式存储、访问和执行指令和软件以及任何相关联的数据、数据文件和数据结构。
虽然本公开包括特定的实施例，但是在理解了本申请的公开内容后将显而易见的是，在不脱离权利要求及其等同物的精神和范围的情况下，可在这些示例中做出形式上和细节上的各种变化。在此所描述的示例将仅视为描述性含义，而非出于限制的目的。在每个示例中的特征或方面的描述将被认为是可适用于其它示例中的类似特征或方面。如果以不同的顺序执行描述的技术，和/或如果以不同的方式组合和/或用其它组件或者它们的等同物替换或者补充所描述的系统、构造、装置或者电路中的组件，则可获得适当的结果。因此，本公开的范围不由具体实施方式限定，而是由权利要求及其等同物限定，并且在权利要求及其等同物的范围内的所有变化将被解释为包含于本公开中。

Claims (20)

1.一种无线电力发送器，包括：
开关单元，被配置为接收直流电压并执行开关以输出第一交流电压；
压电变压器，被配置为通过第一压电元件接收第一交流电压，并输出与由所述第一压电元件的机械振动引起的第二压电元件的机械振动相对应的第二交流电压；
谐振器，被配置为接收所述第二交流电压，以无线地发送电力。
2.根据权利要求1所述的无线电力发送器，其中：
所述谐振器包括谐振线圈；
所述开关单元被配置为以与压电变压器的谐振频率相对应的频率进行开关。
3.根据权利要求2所述的无线电力发送器，所述无线电力发送器还包括控制器，所述控制器被配置为：
将开关控制信号提供给开关单元以控制开关单元的开关；
调制所述开关控制信号的脉冲宽度以调整谐振器的输出。
4.根据权利要求1所述的无线电力发送器，其中：
所述谐振器包括谐振电容器和谐振线圈；
所述开关单元被配置为以与压电变压器的谐振频率对应的第一频率和与所述第一频率不同的第二频率中的一个频率进行开关。
5.根据权利要求4所述的无线电力发送器，其中，所述谐振器的增益特性的频带宽于所述压电变压器的增益特性的频带。
6.根据权利要求1所述的无线电力发送器，所述无线电力发送器还包括被配置为接收商用交流电压并输出直流电压的交流-直流转换器。
7.根据权利要求6所述的无线电力发送器，所述无线电力发送器还包括：
检测器，被配置为测量商用交流电压的峰值电压电平；
控制器，被配置为：
将开关控制信号提供给开关单元以控制开关单元的开关；
响应于所述峰值电压电平的变化而调整开关控制信号的脉冲宽度和频率中的一个。
8.根据权利要求7所述的无线电力发送器，其中，所述控制器被配置为响应于峰值电压电平超过阈值电平而减小开关控制信号的脉冲宽度。
9.根据权利要求7所述的无线电力发送器，其中，所述控制器被配置为响应于峰值电压电平小于阈值电平而增大开关控制信号的脉冲宽度。
10.根据权利要求7所述的无线电力发送器，其中，所述控制器被配置为响应于峰值电压电平超过阈值电平而增大开关控制信号的频率。
11.根据权利要求7所述的无线电力发送器，其中，所述控制器被配置为响应于峰值电压电平小于阈值电平而减小开关控制信号的频率。
12.根据权利要求7所述的无线电力发送器，其中，所述控制器被配置为通过对开关控制信号的脉冲宽度和频率中的一个进行调整而将无线电力发送器的输出控制为恒定。
13.一种无线电力发送器的谐振模块，所述谐振模块包括：
压电变压器，被配置为通过第一压电元件接收第一交流电压，并输出与由所述第一压电元件的机械振动引起的第二压电元件的机械振动相对应的第二交流电压；
谐振器，被配置为接收所述第二交流电压，以无线地发送电力。
14.根据权利要求13所述的谐振模块，其中：
所述谐振器包括谐振线圈；
所述第一交流电压具有与压电变压器的谐振频率对应的频率。
15.根据权利要求14所述的谐振模块，其中，所述谐振器不包括电容器。
16.根据权利要求13所述的谐振模块，其中：
所述谐振器包括谐振电容器和谐振线圈；
所述第一交流电压具有与压电变压器的谐振频率对应第一频率和与所述第一频率不同的第二频率中的一个频率。
17.根据权利要求16所述的谐振模块，其中，所述谐振器的增益特性的频带宽于所述压电变压器的增益特性的频带。
18.一种无线电力发送器，包括：
开关单元，被配置为接收直流电压并执行开关以输出第一交流电压；
压电变压器，被配置为通过第一压电元件接收第一交流电压，并输出与由所述第一压电元件的机械振动引起的第二压电元件的机械振动对应的第二交流电压；
谐振器，被配置为接收所述第二交流电压，以无线地发送电力；
控制器，被配置为：
将开关控制信号提供给开关单元以控制开关单元的开关；
通过调整开关控制信号而将无线电力发送器的输出控制为恒定。
19.根据权利要求18所述的无线电力发送器，所述无线电力发送器还包括：
转换器，被配置为接收商用交流电压以输出直流电压，
其中，调整开关控制信号的步骤包括响应于商用交流电压的峰值电压电平的变化而对开关控制信号的脉冲宽度和频率中的一个进行的调整。
20.根据权利要求19所述的无线电力发送器，所述无线电力发送器还包括被配置为测量商用交流电压的峰值电压电平的检测器。
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