CN107846082B - 无线电力发送器及控制该无线电力发送器的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种无线电力发送器及控制该无线电力发送器的方法，所述无线电力发送器包括：开关电路，包括连接到发送谐振器的开关；电流检测器，被构造为检测所述发送谐振器中诱导的瞬态电流；及控制器，被构造为控制所述开关电路，并且基于所述瞬态电流的幅值调节所述无线电力发送器的输出。

Description

无线电力发送器及控制该无线电力发送器的方法

本申请要求于2016年9月20日在韩国知识产权局提交的第10-2016-0120149号韩国专利申请的权益，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

本申请涉及一种无线电力发送器及控制该无线电力发送器的方法。

背景技术

无线技术包括从数据传输到电力传输的各种无线功能。具体来说，最近开发了即使在电子装置与充电器未接触的情况下也能够利用电力对电子装置进行无线充电的无线电力传输技术。

然而，当无线电力发送器与无线电力接收器之间的距离改变时，传统的无线电力发送器不能提供稳定的无线充电。

此外，传统的无线电力发送器太大并且太厚，不能用于小型、纤薄的电子装置中。

发明内容

提供本发明内容以通过简化形式介绍将在下面的具体实施方式中进一步描述的选择的构思。本发明内容既不意在确定所要求保护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。

在一个总体方面，一种无线电力发送器包括：开关电路，包括连接到发送谐振器的开关；电流检测器，被构造为检测所述发送谐振器中诱导的瞬态电流；及控制器，被构造为控制所述开关电路，并且基于所述瞬态电流的幅值调节所述无线电力发送器的输出。

所述控制器还可被构造为控制所述开关电路，以在所述发送谐振器与无线电力接收器的接收谐振器之间产生电场，并且去除所述发送谐振器与所述接收谐振器之间产生的所述电场。

所述电场的所述去除可在所述发送谐振器中诱导所述瞬态电流。

所述控制器还可被构造为基于所述瞬态电流的所述幅值计算所述无线电力发送器与无线电力接收器之间的距离，并且基于所述无线电力发送器与所述无线电力接收器之间的计算的距离调节所述无线电力发送器的输出。

所述无线电力发送器还可包括交流-直流(AD-DC)转换器，所述交流-直流转换器被构造为接收AC电力、将所述AC电力转换为DC电力并且向所述开关电路提供所述DC电力；所述控制器还可被构造为基于所述瞬态电流的所述幅值计算所述无线电力发送器与所述无线电力接收器之间的距离，并且响应于所述无线电力发送器与所述无线电力接收器之间的计算的距离大于预定距离而调节所述AC-DC转换器的输出。

所述开关电路可包括：第一开关，包括连接到所述开关电路的正输入端子的第一端子和连接到所述发送谐振器的第一端子的第二端子；第二开关，包括连接到所述正输入端子的第一端子和连接到所述发送谐振器的第二端子的第二端子；第三开关，包括连接到所述发送谐振器的所述第一端子的第一端子和连接到所述开关电路的负输入端子的第二端子；及第四开关，包括连接到所述发送谐振器的所述第二端子的第一端子和连接到所述负输入端子的第二端子。

所述控制器还可被构造为通过将所述第一开关和所述第二开关操作为接通状态且将所述第三开关和所述第四开关操作为断开状态以形成包括所述第一开关、所述发送谐振器和所述第二开关的第一闭合环路而在所述发送谐振器与无线电力接收器的接收谐振器之间产生电场。

所述控制器还可被构造为通过将所述第一开关和所述第二开关操作为断开状态且将所述第三开关和所述第四开关操作为接通状态以形成包括所述第三开关、所述发送谐振器和所述第四开关的第二闭合环路而去除在所述发送谐振器与所述接收谐振器之间的所述电场。

所述电场的所述去除可在所述第二闭合环路中包括的所述发送谐振器的一个端子中诱导所述瞬态电流；并且所述电流检测器还可被构造为检测在所述第二闭合环路中包括的所述发送谐振器的所述一个端子中诱导的所述瞬态电流。

在另一总体方面，一种控制无线电力发送器的方法包括：检测发送谐振器中诱导的瞬态电流；以及基于所检测的瞬态电流的幅值调节所述无线电力发送器的输出。

所述方法还可包括：在所述发送谐振器与无线电力接收器的接收谐振器之间产生电场；以及去除所述发送谐振器与所述接收谐振器之间的所述电场，以在所述发送谐振器中诱导所述瞬态电流。

产生所述电场的步骤可包括形成包括所述发送谐振器的第一闭合环路，以产生所述电场；并且去除所述电场的步骤可包括形成包括所述发送谐振器的第二闭合环路，以去除所述电场，所述第二闭合环路与所述第一闭合环路不同。

基于所述瞬态电流的所述幅值调节所述无线电力发送器的所述输出的步骤可包括：基于所述检测的瞬态电流的所述幅值计算所述无线电力发送器与无线电力接收器之间的距离；以及基于所述无线电力发送器与所述无线电力接收器之间的计算的距离调节所述无线电力发送器的所述输出。

基于所述瞬态电流的所述幅值调节所述无线电力发送器的所述输出的步骤可包括响应于所述检测的瞬态电流的所述幅值等于或大于阈值幅值，调节所述无线电力发送器的开关电路的操作，以与所述瞬态电流的所述幅值成反比地调节所述无线电力发送器的所述输出。

基于所述瞬态电流的所述幅值调节所述无线电力发送器的所述输出的步骤可包括响应于所述检测的瞬态电流的所述幅值小于阈值幅值，调节所述无线电力发送器的交流-直流(AD-DC)转换器的操作，以与所述瞬态电流的所述幅值成反比地调节所述无线电力发送器的所述输出。

在另一总体方面，一种无线电力发送器包括：开关电路，被构造为接收直流(DC)电压、将所述DC电压转换为交流(AC)电压并向发送谐振器供应所述AC电压，以向无线电力接收器的接收谐振器供应无线电力；检测器，被构造为通过所述开关电路检测所述发送谐振器中诱导的瞬态项；及控制器，被构造为响应于所述瞬态项的大小大于或等于阈值而控制所述开关电路，以调节所述无线电力的大小，并且响应于所述瞬态项的所述大小小于所述阈值而调节所述DC电压的大小，以调节所述无线电力的所述大小。

所述瞬态项的所述大小可与所述无线电力发送器和无线电力接收器之间的距离成反比。

所述控制器还可被构造为响应于所述瞬态项的所述大小大于或等于所述阈值而控制所述开关电路，以与所述瞬态项的所述大小成反比地调节所述无线电力的所述大小，并且响应于所述瞬态项的所述大小小于所述阈值而调节所述DC电压的所述大小，以调节所述无线电力的所述大小。

所述瞬态项可以是瞬态电流；并且所述控制器还可被构造为控制所述开关电路，以在所述发送谐振器与所述接收谐振器之间产生电场并且去除所述发送谐振器与所述接收谐振器之间的所述电场，以在所述发送谐振器中诱导所述瞬态电流。

所述控制器还可被构造为控制所述开关电路，以形成连接到所述开关电路的正输入端子且包括所述发送谐振器的第一闭合环路以产生所述电场，并且形成连接到所述开关电路的负输入端子且包括所述发送谐振器的第二闭合环路以去除所述电场，所述第二闭合环路与所述第一闭合环路不同。

通过下面的具体实施方式、附图和权利要求，其他特征和方面将是显而易见的。

附图说明

图1是示出无线电力发送器的应用的示例的示图。

图2是示出无线电力发送器的示例的框图。

图3A-图3C是示出无线电力发送器与无线电力接收器之间的不同间距的示例的示图。

图4是示出无线电力发送器的示例的电路图。

图5A是示出通过图4中所示的无线电力发送器产生电场的状态的示例的示图。

图5B是示出通过图4中所示的无线电力发送器去除在图5A中所示的状态中产生的电场的状态的示例的示图。

图6是示出控制无线电力发送器的方法的示例的流程图。

图7是无线电力发送器的控制器的示例的框图。

在所有的附图和具体实施方式中，相同的标号指示相同的元件。附图可不按照比例绘制，并且为了清楚、说明及方便起见，可夸大附图中元件的相对尺寸、比例和描绘。

具体实施方式

提供以下具体实施方式以帮助读者获得对这里所描述的方法、装置和/或系统的全面理解。然而，在理解本申请的公开内容之后，这里所描述的方法、装置和/或系统的各种变换、修改及等同物将是显而易见的。例如，这里所描述的操作的顺序仅仅是示例，其并不限于这里所阐述的顺序，而是除了必须以特定顺序发生的操作之外，可做出在理解本申请的公开内容之后将是显而易见的改变。此外，为了提高清楚性和简洁性，可省略对本领域中公知的特征的描述。

这里所描述的特征可以以不同的形式实施，并且不应被解释为局限于这里所描述的示例。更确切地说，已经提供了这里所描述的示例仅用于示出在理解本申请的公开内容之后将是显而易见的实现这里描述的方法、设备和/或系统的诸多可行方式中的一些方式。

图1是示出无线电力发送器的应用的示例的示图。

参照图1，靠近无线电力发送器100设置的无线电力接收器200通过磁共振或磁感应而磁耦合到无线电力发送器100，以使无线电力接收器200能够从无线电力发送器100无线地接收电力。

无线电力接收器200向电子装置300提供所接收的电力。无线电力接收器200可以是在电子装置300内部的组件，或者可以是连接到电子装置300的单独的装置。

无线电力接收器200可设置在相对于无线电力发送器100的固定位置处，或者无线电力接收器200的位置可改变。

即使无线电力发送器100与无线电力接收器200之间的距离增大，无线电力发送器100也能够通过无线地发送与增大的距离相对应的更高的电力而提供稳定的充电。这里，无线电力发送器100与无线电力接收器200之间的距离可以是无线电力发送器100与无线电力接收器200平行放置时，无线电力发送器100所在平面与无线电力接收器200所在平面之间的最短距离。

图2是示出无线电力发送器的示例的框图。

参照图2，无线电力发送器100包括交流-直流(AC-DC)转换器110、开关电路120、电流检测器130、发送谐振器140和控制器150。AC-DC转换器110和发送谐振器140中的任一者或两者可以是无线电力发送器100的一部分，或者可以是非无线电力发送器100的一部分的单独的装置。

AC-DC转换器110接收AC电力、将AC电力转换为DC电力并向开关电路120提供DC电力。

开关电路120包括连接到AC-DC转换器110和发送谐振器140的开关(图2中未示出，但在图4中示出)。开关的开关操作使开关电路120能够从DC电力产生AC电流并且向发送谐振器140提供AC电流。

从开关电路120提供的AC电流使发送谐振器140磁耦合到无线电力接收器200(图2中未示出，但图1中示出)的接收谐振器，以向接收谐振器无线地发送电力。

电流检测器130检测发送谐振器140中诱导的瞬态电流。发送谐振器140在控制器150的控制下产生电场，随着之后在控制器150的控制下去除产生的电场，在发送谐振器140中诱导瞬态电流。电流检测器130检测发送谐振器140中诱导的瞬态电流(例如，检测瞬态电流的峰值)，并且将瞬态电流提供到控制器150。这里的检测器也可以是检测在发送谐振器140中诱导的瞬态项(例如，瞬态电压等)的其他类型的检测器，例如，电压检测器。

控制器150控制无线电力发送器100的操作。

控制器150控制开关电路120的操作，以使发送谐振器140产生电场，并且去除由发送谐振器140产生的电场。电流检测器130通过去除电场检测发送谐振器140中诱导的瞬态电流，控制器150调节无线电流发送器100的输出，以与瞬态电流的幅值对应。

在一个示例中，控制器150基于瞬态电流的幅值调节无线电力发送器100的输出的大小。例如，控制器150基于瞬态电流的幅值计算无线电力发送器100与无线电力接收器200之间的距离，并且基于无线电力发送器100与无线电力接收器200之间的计算的距离调节无线电力发送器100的输出。

控制器150控制开关电路120和AC-DC转换器110中的任一者或两者的操作，以调节无线电力发送器100的输出。将在下面参照图3A-图3C对此进行更详细地在下面描述。

在一个示例中，控制器150包括至少一个处理器。在另一示例中，控制器150还包括存储器。处理器可以是例如中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、微处理器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)，并且可具有一个或更多个核。存储器可以是易失性存储器(例如，随机存取存储器(RAM))、非易失性存储器(例如，只读存储器(ROM)或闪速存储器)或者他们的组合。

图3A-图3C是示出无线电力发送器与无线电力接收器之间的不同间距的示例的示图。

图3A示出无线电力接收器200放置在无线电力发送器100上的示例，图3B示出无线电力接收器200与无线电力发送器100分开小于或等于预定的间距阈值距离Dt的距离D1的示例，图3C示出无线电力接收器200与无线电力发送器100分开大于间距阈值距离Dt的距离D2的示例。

间距阈值距离Dt是无线电力发送器100能够执行无线电力接收器200的稳定的无线充电而无需调节AC-DC转换器110的输出的最大充电距离。

也就是说，在图3A所示的无线电力接收器200放置在无线电力发送器100上的示例以及图3B所示的无线电力接收器200与无线电力发送器100分开小于或等于间距阈值距离Dt的距离的示例中，无线电力发送器100的控制器150控制开关电路120的开关操作，以控制无线电力发送器100的输出。在一个示例中，控制器150通过固定开关电路120的操作频率并且变化地控制开关电路120的开关占空比来控制无线电力发送器100的输出。在另一示例中，控制器150通过固定开关电路120的开关占空比并且变化地控制开关电路120的操作频率来控制无线电力发送器100的输出。在另一示例中，控制器150通过变化地控制开关电路120的操作频率和开关占空比两者来控制无线电力发送器100的输出。然而，这些仅是示例，控制器150可利用其他方法来控制无线电力发送器100的输出。

然而，在图3C所示的无线电力接收器200与无线电力发送器100分开大于间距阈值距离Dt的距离的示例中，无线电力发送器100不能利用从AC-DC转换器110输出的固定的DC电压执行无线电力接收器200的稳定的无线充电。因此，控制器150控制AC-DC转换器110来增大AC-DC转换器110的输出，以使无线电力发送器100即使在图3C所示的无线电力接收器200与无线电力发送器100分开大于间距阈值距离Dt的距离的示例中也能执行无线电力接收器200的稳定的无线充电。

由于无线电力发送器100是包括AC-DC转换器110的集成型而非单独的装置，也就是说，其包括作为一个组件的AC电力适配器，因此与利用具有固定输出的普通的AC电力适配器的比较示例不同，无线电力发送器100能够通过调节AC-DC转换器110的输出提供更宽的充电区域。

图4是示出无线电力发送器的示例的电路图。

参照图4，无线电力发送器100包括AC-DC转换器110、开关电路120、电流检测器130、发送谐振器140和控制器(图4中未示出，但图2中示出)。尽管控制器未示出，但是控制器可通过如上面结合图2所述的至少一个处理器来实现。在图4所示的示例中，无线电力发送器100还包括输入滤波器和整流电路160。

输入滤波器和整流电路160接收商用AC电力、对商用AC电力进行滤波和整流并且向AC-DC转换器110提供滤波和整流后的商用AC电力。在未设置输入滤波器和整流电路160的示例中，AC-DC转换器110接收商用AC电力。

AC-DC转换器110接收AC电力、根据转换开关Q1的开关操作产生AC电流、利用变压器对AC电流进行变换、对变换后的AC电流整流以获得DC电压并且利用DC电压对电容器充电以提供被输出到开关电路120的DC电力。

在图4所示的示例中，AC-DC转换器110的转换开关Q1位于变压器的初级侧，控制器(未示出)调节转换开关Q1的开关操作，以调节AC-DC转换器110的输出。

尽管图4示出AC-DC转换器110包括变压器的示例，但是这仅是示例，可使用各种其他类型的AC-DC转换电路。

开关电路120的正输入端子Vin+和负输入端子Vin-接收从AC-DC转换器110输出的DC电力，开关电路120在控制器的控制下执行开关操作以将DC电力转换为被输出到发送谐振器140并且在发送谐振器140中产生电磁场的AC电流。也就是说，开关电路120在控制器的控制下执行开关操作以在发送谐振器140中产生电磁场，以无线地发送电力。控制器控制开关电路120中的开关S1至S4的开关操作，以调节输出到发送谐振器140的AC电流。在一个示例中，控制器通过对两对开关S1、S4和S2、S3交替地执行开关操作来产生AC电流，并且通过调节开关的开关占空比和开关的操作频率中的任一者或两者来调节发送到无线电力接收器200的无线电力的大小。

此外，开关电路120在控制器的控制下执行开关操作，以在发送谐振器140与无线电力接收器200的接收谐振器之间产生电场，并且去除发送谐振器140与无线电力接收器200的接收谐振器之间产生的电场。也就是说，当发送谐振器140与无线电力接收器200的接收谐振器之间产生电场并且电场被去除时，在发送谐振器140中诱导瞬态电流，电流检测器130检测瞬态电流并向控制器提供检测到的瞬态电流。在图4所示的示例中，电流检测器130示出为感测电阻器Rs，但这仅是示例，电流检测器130可通过各种其他类型的电流检测器实现。

控制器基于检测到的瞬态电流的幅值调节无线电力发送器100的输出。现将更详细地描述检测到瞬态电流且基于检测到的瞬态电流调节无线电力发送器100的输出的示例。首先，控制器控制开关电路120的开关操作，以在无线电力发送器100的发送谐振器140与无线电力接收器120的接收谐振器之间产生电场，然后控制器去除电场。这将在下面参照图5A和图5B进行描述。

通过去除发送谐振器140与接收谐振器之间产生的电场而在发送谐振器140中诱导瞬态电流。

瞬态电流的幅值与电场的大小成正比，由于电场的大小与发送谐振器140与接收谐振器之间的距离成反比，因此控制器基于检测到的瞬态电流计算发送谐振器140与接收谐振器之间的距离。

控制器基于发送谐振器140与接收谐振器之间的计算的距离控制无线电力发送器100的输出。

在一个示例中，当瞬态电流的幅值等于或大于阈值幅值时，控制器调节无线电力发送器100的开关电路120的操作，以与瞬态电流的幅值成反比地调节无线电力发送器100的输出。在本示例中，瞬态电流的阈值幅值等于当无线电力发送器100与无线电力接收器200分开间距阈值距离Dt时的瞬态电流的幅值。

从下面描述的式1可以看出，瞬态电流与接收谐振器的接收线圈和发送谐振器140的发送线圈之间的等效电容C成正比，接收线圈和发送线圈之间的等效电容C与接收线圈和发送线圈之间的距离d成反比。也就是说，瞬态电流的幅值与接收线圈和发送线圈之间的距离d成反比。

因此，瞬态电流的幅值等于或大于阈值幅值的示例对应于如图3A和图3B所示的无线电力发送器100与无线电力接收器200之间的距离小于或等于间距阈值距离Dt的示例。

由于本示例是无线电力发送器100的输出可仅通过调节开关电路120的开关操作而充分地控制的示例，因此控制器通过调节开关电路120的开关操作(例如，通过改变开关电路120的开关占空比和操作频率中的任一者或两者)调节无线电力发送器100的输出。在本示例中，AC-DC转换器110的输出不被调节，而是保持恒定。

由于瞬态电流的幅值与无线电力发送器100和无线电力接收器200之间的距离成反比，因此控制器调节开关电路120的开关操作，以使无线电力发送器100的输出随着瞬态电流的幅值增大而减小，并且使无线电力发送器100的输出随着瞬态电流的幅值减小而增大。

在另一示例中，当检测到的瞬态电流的幅值小于阈值幅值时，控制器调节AC-DC转换器110的开关操作，以调节无线电力发送器100的输出。

瞬态电流的幅值小于阈值幅值的示例对应于如图3C所示的无线电力发送器100与无线电力接收器200之间的距离大于间距阈值距离Dt的示例。因此，仅通过调节开关电路120的开关操作，不能将无线电力有效地发送到与无线电力发送器100分开大于间距阈值距离Dt的距离的无线电力接收器200。

因此，控制器控制AC-DC转换器110，以增大从AC-DC转换器110输出的DC电压，开关电路120接收增大的DC电压并执行开关操作，以向与无线电力发送器100分开大于间距阈值距离Dt的距离的无线电力接收器200有效地发送无线电力。

由于瞬态电流的幅值与无线电力发送器100和无线电力接收器200之间的距离成反比，因此控制器控制AC-DC转换器110的输出，使得AC-DC转换器110的输出与瞬态电流的幅值成反比。

在另一示例中，控制器计算与瞬态电流的幅值对应的无线电力发送器100和无线电力接收器200之间的距离，并且基于无线电力发送器100和无线电力接收器200之间的计算的距离调节无线电力发送器100的输出。在一个示例中，控制器访问存储了无线电力发送器100与无线电力接收器200之间的距离和相应的瞬态电流的幅值(例如，峰值)的预存储数据(例如，查找表)，并且从数据中检索与检测到的瞬态电流的幅值对应的距离作为无线电力发送器100和无线电力接收器200之间的计算的距离。控制器基于计算的距离调节无线电力发送器100的输出。

图5A是示出通过图4中所示的无线电力发送器100产生电场的状态的示例的示图，图5B是示出通过图4中所示的无线电力发送器100去除在图5A中所示的状态中产生的电场的状态的示例的示图。

在下文中，将参照图4至图5B描述通过利用无线电力发送器100产生电场来检测瞬态电流、然后去除电场的示例。

在所示的示例中，开关电路120包括四个开关S1至S4。也就是说，开关电路120包括第一开关S1、第二开关S2、第三开关S3和第四开关S4，第一开关S1具有连接到开关电路120的正输入端子Vin+的第一端子和连接到发送谐振器140的第一端子的第二端子，第二开关S2具有连接到正输入端子Vin+的第一端子和连接到发送谐振器140的第二端子的第二端子，第三开关S3具有连接到发送谐振器140的第一端子的第一端子和连接到开关电路120的负输入端子Vin-的第二端子，第四开关S4具有连接到发送谐振器140的第二端子的第一端子和连接到负输入端子Vin-的第二端子。

首先，参照图5A，控制器通过将第一开关S1和第二开关S2操作为接通状态且将第三开关S3和第四开关S4操作为断开状态以形成由图5A中的粗线表示的包括第一开关S1、发送谐振器140和第二开关S2的第一闭合环路而在发送谐振器140与无线电力接收器200的接收谐振器之间产生电场。

当假定无线电力接收器200与无线电力发送器100分开预定距离时，无线电力接收器200的接收谐振器的接收线圈的面积等于无线电力发送器100的发送谐振器140的发送线圈的面积A，接收谐振器的接收线圈与发送谐振器140的发送线圈之间的等效电容C可通过下面的式1来表示。

在式1中，ε表示接收线圈与发送线圈之间的介电常数，d表示接收线圈与发送线圈之间的距离。

之后，参照图5B，控制器通过将第一开关S1和第二开关S2操作为断开状态且将第三开关S3和第四开关S4操作为接通状态以形成由图5B中的粗线表示的包括第三开关S3、发送谐振器140和第四开关S4的第二闭合环路而去除发送谐振器140与接收谐振器之间产生的电场。

当接收线圈与发送线圈之间的电场改变时(即，当电场被去除时)，响应于所述改变，在第二闭合环路中包括的发送谐振器140的一个端子中诱导瞬态电流Itc。

诱导的瞬态电流的幅值与接收谐振器的接收线圈和发送谐振器140的发送线圈之间的等效电容C成正比。因此，诱导的瞬态电流的幅值与接收谐振器的接收线圈和发送谐振器140的发送线圈之间的距离成反比。

因此，随着充电距离减小，等效电容C增大，使在发送线圈中流动的瞬态电流的幅值增大。

在一个示例中，检测瞬态电流的幅值(例如，峰值)，基于瞬态电流的幅值计算充电距离，并基于计算的充电距离调节无线电力发送器100的输出。

上面已参照图1至图5B描述了无线电力发送器100的各种示例。

现在，将参照图6描述控制无线电力发送器的方法的示例。

然而，由于下面描述的控制无线电力发送器的方法是控制上面描述的无线电力发送器100的方法，因此控制无线电力发送器的方法可从上面图1至图5B的描述中容易地理解。

图6是示出控制无线电力发送器的方法的示例的流程图。

参照图6，无线电力发送器在无线电力发送器的发送谐振器与无线电力接收器的接收谐振器之间产生电场(S610)。

无线电力发送器去除电场，以在发送谐振器中诱导瞬态电流(S620)。

无线电力发送器测量发送谐振器中诱导的瞬态电流的幅值(S630)。

无线电力发送器基于瞬态电流的幅值计算无线电力发送器与无线电力接收器之间的距离(S640)。

无线电力发送器基于无线电力发送器与无线电力接收器之间的计算的距离调节无线电力发送器的输出(S650)。

在S610的一个示例中，无线电力发送器通过形成如图5A中所示的包括发送谐振器的第一闭合环路而在发送谐振器与无线电力接收器的接收谐振器之间产生电场。

在S620的一个示例中，无线电力发送器通过形成如图5B中所示的包括发送谐振器的第二闭合环路(与第一闭合环路不同)来去除电场。

在S650的一个示例中，如图3A和图3B所示的示例中，当无线电力发送器与无线电力接收器之间的距离小于或等于间距阈值距离Dt时，无线电力发送器通过调节无线电力发送器的开关电路的开关操作而调节无线电力发送器的输出。

也就是说，当瞬态电流的幅值大于或等于与间距阈值距离Dt对应的阈值幅值时，无线电力发送器调节无线电力发送器的开关电路的开关操作，以与瞬态电流的幅值成反比地调节无线电力发送器的输出。

在S650的另一示例中，如图3C所示的示例中，当无线电力发送器与无线电力接收器之间的距离大于间距阈值距离Dt时，无线电力发送器通过调节AC-DC转换器的输出来增大无线电力发送器的输出。

也就是说，当瞬态电流的幅值小于与间距阈值距离Dt对应的阈值幅值时，无线电力发送器调节无线电力发送器的AC-DC转换器的输出，以与瞬态电流的幅值成反比地调节无线电力发送器的输出。

图7是无线电力发送器的控制器的示例的框图。

参照图7，控制器700包括处理器710和存储器720。存储器720存储指令，当通过处理器710执行所述指令时，所述指令使处理器710执行图2中的控制器150以及图4、图5A和图5B中未示出的控制器的功能，并且也使处理器710执行图6中所示的方法。

上述无线电力发送器的示例即使在无线电力发送器与无线电力接收器之间的距离改变时也提供稳定的无线充电。

此外，上述无线电力发送器的示例能够提供小型化和纤薄化的无线电力发送器。

通过硬件组件来实现执行本申请中描述的操作的图2中的控制器150、图4、图5A和图5B中未示出的控制器以及图7中的控制器700、处理器710和存储器720，所述硬件组件被配置为执行本申请中描述的通过硬件组件执行的操作。可用于执行本申请中描述的操作的硬件组件的示例在适当的情况下包括控制器、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、积分器以及被配置为执行本申请中描述的操作的任意其他电子组件。在其他示例中，通过计算机硬件(例如，通过一个或更多个处理器或计算机)来实现执行本申请中描述的操作的一个或更多个硬件组件。可通过一个或更多个处理元件实现处理器或计算机，例如，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、微处理器或者被配置为以定义的方式响应并且执行指令以获得期望的结果的任意其他装置或装置的组合。在一个示例中，处理器或计算机包括(或连接到)通过处理器或计算机执行存储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)和在所述OS上运行的一个或更多个软件应用的指令或软件，以执行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存取、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”可用于描述在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可包括多个处理元件或多种类型的处理元件，或者包括这二者。例如，可通过单个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单个硬件组件或者两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硬件组件，可通过一个或更多个其他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其他硬件组件。一个或更多个处理器或者处理器和控制器可实现单个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)多重处理装置、单指令多数据(SIMD)多重处理装置、多指令单数据(MISD)多重处理装置和多指令多数据(MIMD)多重处理装置。

通过计算机硬件(例如，通过一个或更多个处理器或计算机)来完成执行本申请中描述的操作的图6中示出的方法，所述方法被实现为上面描述的执行指令或软件，以执行通过所述方法执行的本申请中描述的操作。例如，可通过单个处理器或者两个或更多个处理器或者处理器和控制器来执行单个操作或者两个或更多个操作。可通过一个或更多个处理器或者处理器和控制器来执行一个或更多个操作，可通过一个或更多个其他处理器或者另一处理器和另一控制器来执行一个或更多个其他操作。一个或更多个处理器或者处理器和控制器可执行单个操作或者两个或更多个操作。

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)以实现硬件组件并且执行如上所述的方法的指令或软件可被编写为计算机程序、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所述一个或更多个处理器或计算机执行的更高级的代码。可基于附图中示出的框图和流程图和说明书中的对应的描述(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)使用任意编程语言来编写指令或软件。

用于控制计算机硬件(例如，一个或更多个处理器或计算机)以实现硬件组件并且执行如上所述的方法的指令或软件以及任意相关联的数据、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-RLTH、BD-RE、磁带、软盘、磁光数据存储装置、光学数据存储装置、硬盘、固态盘以及被配置为以非暂时性方式存储指令或软件以及任意相关联的数据、数据文件和数据结构并且将所述指令或软件以及任意相关联的数据、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使一个或更多个处理器或计算机可执行指令的任意其他装置。在一个示例中，指令或软件以及任意相关联的数据、数据文件和数据结构分布在连接互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意相关联的数据、数据文件和数据结构。

虽然本公开包括特定的示例，但是理解本申请的公开内容之后将显而易见的是，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被理解为描述性含义，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他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描述的系统、构造、装置或者电路中的组件和/或用其他组件或者他们的等同物进行替换或者补充描述的系统、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，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 (14)

1.一种无线电力发送器，包括：

开关电路，包括连接到发送谐振器的开关；

电流检测器，被构造为检测所述发送谐振器中诱导的瞬态电流；及

控制器，被构造为：

控制所述开关电路，并且

基于所述瞬态电流的幅值调节所述无线电力发送器的输出，

所述控制器还被构造为控制所述开关电路，以：

在所述发送谐振器与无线电力接收器的接收谐振器之间产生电场，其中，通过形成包括所述发送谐振器的第一闭合环路来产生所述电场，并且

去除所述发送谐振器与所述接收谐振器之间产生的所述电场，以在所述发送谐振器中诱导所述瞬态电流，其中，通过形成包括所述发送谐振器的第二闭合环路来去除所述电场，所述第二闭合环路与所述第一闭合环路不同。

2.根据权利要求1所述的无线电力发送器，其中，所述控制器还被构造为：

基于所述瞬态电流的所述幅值计算所述无线电力发送器与无线电力接收器之间的距离，并且

基于所述无线电力发送器与所述无线电力接收器之间的计算的距离调节所述无线电力发送器的输出。

3.根据权利要求1所述的无线电力发送器，还包括交流-直流转换器，所述交流-直流转换器被构造为：

接收交流电力，

将所述交流电力转换为直流电力，并且

向所述开关电路提供所述直流电力；

其中，所述控制器还被构造为：

基于所述瞬态电流的所述幅值计算所述无线电力发送器与无线电力接收器之间的距离，并且

响应于所述无线电力发送器与所述无线电力接收器之间的计算的距离大于预定距离而调节所述交流-直流转换器的输出。

4.根据权利要求1所述的无线电力发送器，其中，所述开关电路包括：

第一开关，包括连接到所述开关电路的正输入端子的第一端子和连接到所述发送谐振器的第一端子的第二端子；

第二开关，包括连接到所述正输入端子的第一端子和连接到所述发送谐振器的第二端子的第二端子；

第三开关，包括连接到所述发送谐振器的所述第一端子的第一端子和连接到所述开关电路的负输入端子的第二端子；及

第四开关，包括连接到所述发送谐振器的所述第二端子的第一端子和连接到所述负输入端子的第二端子。

5.根据权利要求4所述的无线电力发送器，其中，所述控制器还被构造为通过将所述第一开关和所述第二开关操作为接通状态且将所述第三开关和所述第四开关操作为断开状态以形成包括所述第一开关、所述发送谐振器和所述第二开关的所述第一闭合环路而在所述发送谐振器与无线电力接收器的接收谐振器之间产生电场。

6.根据权利要求5所述的无线电力发送器，其中，所述控制器还被构造为通过将所述第一开关和所述第二开关操作为断开状态且将所述第三开关和所述第四开关操作为接通状态以形成包括所述第三开关、所述发送谐振器和所述第四开关的所述第二闭合环路而去除在所述发送谐振器与所述接收谐振器之间的所述电场。

7.根据权利要求6所述的无线电力发送器，其中，所述电场的所述去除在所述第二闭合环路中包括的所述发送谐振器的一个端子中诱导所述瞬态电流；并且

所述电流检测器还被构造为检测在所述第二闭合环路中包括的所述发送谐振器的所述一个端子中诱导的所述瞬态电流。

8.一种控制无线电力发送器的方法，所述方法包括：

检测发送谐振器中诱导的瞬态电流；及

基于所检测的瞬态电流的幅值调节所述无线电力发送器的输出，

其中，检测发送谐振器中诱导的瞬态电流包括：

在所述发送谐振器与无线电力接收器的接收谐振器之间产生电场，其中，通过形成包括所述发送谐振器的第一闭合环路来产生所述电场；及

去除所述发送谐振器与所述接收谐振器之间的所述电场，以在所述发送谐振器中诱导所述瞬态电流，其中，通过形成包括所述发送谐振器的第二闭合环路来去除所述电场，所述第二闭合环路与所述第一闭合环路不同。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，基于所述瞬态电流的所述幅值调节所述无线电力发送器的所述输出的步骤包括：

基于所述检测的瞬态电流的所述幅值计算所述无线电力发送器与无线电力接收器之间的距离；及

基于所述无线电力发送器与所述无线电力接收器之间的计算的距离调节所述无线电力发送器的所述输出。

10.根据权利要求8所述的方法，其中，基于所述瞬态电流的所述幅值调节所述无线电力发送器的所述输出的步骤包括响应于所述检测的瞬态电流的所述幅值等于或大于阈值幅值，调节所述无线电力发送器的开关电路的操作，以与所述瞬态电流的所述幅值成反比地调节所述无线电力发送器的所述输出。

11.根据权利要求8所述的方法，其中，基于所述瞬态电流的所述幅值调节所述无线电力发送器的所述输出的步骤包括响应于所述检测的瞬态电流的所述幅值小于阈值幅值，调节所述无线电力发送器的交流-直流转换器的操作，以与所述瞬态电流的所述幅值成反比地调节所述无线电力发送器的所述输出。

12.一种无线电力发送器，包括：

开关电路，被构造为接收直流电压、将所述直流电压转换为交流电压并向发送谐振器供应所述交流电压，以向无线电力接收器的接收谐振器供应无线电力；

检测器，被构造为通过所述开关电路检测所述发送谐振器中诱导的瞬态项；及

控制器，被构造为：

响应于所述瞬态项的大小大于或等于阈值而控制所述开关电路，以调节所述无线电力的大小，并且

响应于所述瞬态项的所述大小小于所述阈值而调节所述直流电压的大小，以调节所述无线电力的所述大小，

其中，所述瞬态项是瞬态电流；并且

所述控制器还被构造为控制所述开关电路，以：

在所述发送谐振器与无线电力接收器的接收谐振器之间产生电场，其中，通过形成连接到所述开关电路的正输入端子且包括所述发送谐振器的第一闭合环路来产生所述电场，并且

去除所述发送谐振器与所述接收谐振器之间产生的所述电场，以在所述发送谐振器中诱导所述瞬态电流，其中，通过形成连接到所述开关电路的负输入端子且包括所述发送谐振器的第二闭合环路来去除所述电场，所述第二闭合环路与所述第一闭合环路不同。

13.根据权利要求12所述的无线电力发送器，其中，所述瞬态项的所述大小与所述无线电力发送器和无线电力接收器之间的距离成反比。

14.根据权利要求12所述的无线电力发送器，其中，所述控制器还被构造为：

响应于所述瞬态项的所述大小大于或等于所述阈值而控制所述开关电路，以与所述瞬态项的所述大小成反比地调节所述无线电力的所述大小，并且

响应于所述瞬态项的所述大小小于所述阈值而调节所述直流电压的所述大小，以调节所述无线电力的所述大小。

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