CN108521840A - 无线电力传输系统及其操作方法 - Google Patents

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CN108521840A CN201680057735.5A CN201680057735A CN108521840A CN 108521840 A CN108521840 A CN 108521840A CN 201680057735 A CN201680057735 A CN 201680057735A CN 108521840 A CN108521840 A CN 108521840A
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Abstract

在用于操作具有传输设备和多个接收设备的无线电力传输系统的方法中,可以提供用于操作无线电力传输系统的方法,其中,传输设备接收包括关于多个接收设备各自的AC/DC转换器单元的输出电压的信息和关于多个接收设备各自的输出功率的信息的参数,并且输出包括基于所述参数生成的最优输出控制电压的接收设备控制信息,并且所述多个接收设备中的一个或更多个接收设备基于最优输出控制电压来控制其AC/DC转换器单元的输出电压。

Description

无线电力传输系统及其操作方法
技术领域
本发明涉及一种无线电力传输系统以及驱动该无线电力传输系统的方法。
背景技术
通常,各种电子装置配备有电池并使用电池中存储的电力。电子装置的电池可以更换,并且也可以被重新充电。为此,电子装置具有用于连接外部充电器的接触端子。也就是说,电子装置通过接触端子与充电器电连接。然而,由于电子装置的接触端子暴露于外部,所以它们可能被污物污染,或者可能由于潮湿而发生短路。在这些情况下,存在由于接触端子与充电器之间的接触不良而导致电子装置的电池不被充电的问题。
为了解决这个问题,已经提出了无线电力传输(WPT),以对电子装置进行无线充电。
作为在没有电线的情况下通过空间传输电力的技术的无线电力传输是一种最大限度地为向移动装置和数字电器供电提供便利的技术。
无线电力传输系统具有例如通过实时控制电力消耗来节省能量、克服电力供应的空间限制以及通过对电池重新充电来减少电池的浪费量的优点。
磁感应方法和磁谐振方法是实现无线电力传输系统的方法的代表。磁感应方法是非接触式的能量传输技术,其向彼此靠近放置的两个线圈中的一个供应电流而生成磁通量,由此在另一个线圈上生成电动势,并且可以使用几百kHz的频率。作为仅使用电场或磁场而不使用电磁波或电流的技术的磁谐振方法具有超过数米的可用电力传输距离,并且可以使用几MHz的频段。
无线电力传输系统包括无线地传输电力的发射器和接收电力并且对负载(例如,电池)进行充电的接收器。可以选择接收器的充电方法,即磁感应方法和磁谐振方法中的任何一种,并且已经开发了可以对应于接收器的充电方法无线地传输电力的发射器。
当使用一个发射器同时对多个接收器进行充电时,接收器将通过由发射器生成的相同磁场接收电力,因此整个系统的操作变得不稳定。例如,假定具有相同电力传输效率的两个接收器A和B无线地接收电力,则当接收器A接收到适当的电力时,接收器B可能无法接收到足够的电力。在这种情况下,如果增加发射器的输出功率以补充不足的接收电力,则接收器A接收过多的电力。此外,如果发射器的输出功率因为接收器A接收过多的电力而下降,则接收器B不能接收到足够的电力,并且这种情况会重复,因此整个系统的操作变得不稳定。
发明内容
技术问题
实施方式可以提供一种可以在多充电情况下保证系统稳定性并且可以提高整个系统的电力传输效率的无线电力传输系统以及驱动该无线电力传输系统的方法。
技术解决方案
实施方式提供了一种驱动将无线充电电力传输到多个电力接收单元的电力传输单元方法,其中,电力传输单元接收包括关于电力接收单元的AC/DC转换器的输出电压和电力接收单元的输出功率的信息的参数,并且基于所述参数创建包括最优输出控制电压的电力接收单元控制信息,并且电力接收单元控制信息被传送到电力接收单元中的至少一个,并且接收到电力接收单元控制信息的电力接收单元接收关于基于最优输出控制电压生成的需求电压的信息,并且基于关于需求电压的信息生成无线电力。
实施方式提供了一种驱动电力传输单元的方法,其中,关于参数和需求电压的信息包括关于作为最大值的最大输出电压、作为最小值的最小输出电压和作为输出电压的最优值的最优输出电压中的至少一个的信息。
实施方式提供了一种驱动电力传输单元的方法,其中,电力接收单元控制信息还包括用于启用/禁用和允许充电的信息。
实施方式提供了一种驱动电力传输单元的方法,其中,电力接收单元包括第一电力接收单元和第二电力接收单元,并且电力传输单元基于第一电力接收单元的第一AC/DC转换器的第一输出功率和第一输出电压以及第二电力接收单元的第二AC/DC转换器的第二输出功率和第二输出电压生成第一电力接收单元的第一最优输出控制电压和第二电力接收单元的第二最优输出控制电压。
实施方式提供了一种驱动电力传输单元的方法,其中,电力传输单元确定第一输出功率和第二输出功率与第一输出电压和第二输出电压之间的关系是否满足下面的等式1,
等式1
其中,Prx1是第一输出功率,Prx2是第二输出功率,Vrect1是第一输出电压,并且Vrect2是第二输出电压。
实施方式提供了一种驱动电力传输单元的方法,其中,将满足等式1的第一输出控制电压设置在第一输出电压的最大值和最小值之间的范围内,并且第一电力接收单元控制信息包括关于至第一电力接收单元的第一输出控制电压的信息,并且基于第一电力接收单元控制信息通过第一电力接收单元生成第一需求电压,并且基于第一需求电压生成无线电力。
实施方式提供了一种驱动电力传输单元的方法,其中,将满足等式1的第二输出控制电压设置在第二输出电压的最大值和最小值之间的范围内,并且第二电力接收单元控制信息包括关于至第二电力接收单元的第二输出控制电压的信息,并且基于第二电力接收单元控制信息通过第二电力接收单元生成第二需求电压,并且基于第二需求电压生成无线电力。
实施方式提供了一种驱动电力传输单元的方法,其中,当在第一输出电压的最大值和最小值之间的范围内不存在满足等式1的第一输出控制电压时,或者当在第二输出电压的最大值和最小值之间的范围之内不存在满足等式1的第二输出控制电压时,第一输出控制电压被设置为第一输出电压的最大值和最小值中的任意一个,并且第二输出控制电压被设置为第二输出电压的最大值和最小值中的任意一个。
实施方式提供了一种驱动电力传输单元的方法,其中,当第一输出功率大于第二输出功率时,第一输出控制电压被设置为第一输出电压的最大值,并且第二输出控制电压被设置为第二输出电压的最小值。
实施方式提供了一种驱动电力传输单元的方法,其中,当第一输出电压小于第二输出电压时,第一输出控制电压被设置为第一输出电压的最小值,并且第二输出控制电压被设置为第二输出电压的最大值。
实施方式提供了一种无线电力传输单元的无线电力传输方法,所述无线电力传输单元将无线电力传输到多个无线电力接收单元,该方法包括:接收电力接收单元的第一接收电力信息;确定电力接收单元的最优输出控制电压;以及将基于最优输出控制电压调整的电力传送到电力接收单元。
实施方式提供了一种无线电力传输方法,该方法还包括:将电力接收单元的电力接收单元控制信息传送到电力接收单元;从电力接收单元接收第二接收电力信息;以及将基于第二接收电力信息调整的电力传送到电力接收单元。
实施方式提供了一种无线电力传输方法,其中,接收电力信息包括关于电力接收单元的AC/DC转换器的输出电压、作为最大值的最大输出电压、作为最小值的最小输出电压以及作为输出电压的最优值的最优输出电压中的至少一个的信息。
实施方式提供了一种无线电力传输方法,其中,电力接收单元控制信息包括最优输出控制电压,并且基于最优输出控制电压来确定第二接收电力信息。
实施方式提供了一种无线电力传输方法,其中,电力接收单元控制信息包括用于启用/禁用和允许充电的信息项中的至少一个。
实施方式提供了一种无线电力传输方法,其中,使用电力接收单元的AC/DC转换器的输出电压值来确定电力接收单元的最优输出控制电压。
实施方式提供了一种无线电力传输方法,其中,电力接收单元的最优输出控制电压包括满足下面的等式1的第一输出电压Vrect1或第二输出电压Vrect2
等式1
其中,Prx1和Prx2是电力接收单元的AC/DC转换器的输出功率值。
实施方式提供了一种无线电力传输方法,其中,当电力接收单元的最优输出控制电压未被包括在电力接收单元的第一接收电力信息中所包含的最大输出电压和最小输出电压之间的范围内时,电力接收单元的最优输出控制电压被确定为最大输出电压或最小输出电压。
实施方式提供了一种无线电力接收单元的无线电力接收方法,所述无线电力接收单元从无线电力传输单元接收无线电力,该方法包括:将第一接收电力信息传送到电力传输单元;从电力传输单元接收电力接收单元控制信息;基于电力接收单元控制信息确定第二接收电力信息;将第二接收电力信息传送到电力传输单元;以及接收来自电力传输单元的基于第二接收电力信息调整的无线电力。
实施方式提供了一种无线电力接收方法,其中,接收电力信息包括关于电力接收单元的AC/DC转换器的输出电压、作为最大值的最大输出电压、作为最小值的最小输出电压以及作为输出电压的最优值的最优输出电压中的至少一个的信息。
实施方式提供了一种无线电力接收方法,其中,电力接收单元控制信息包括最优输出控制电压,并且基于最优输出控制电压来确定第二接收电力信息。
实施方式提供了一种无线电力接收方法,其中,第一电力接收单元控制信息包括用于启用/禁用和允许充电的信息项中的至少一个。
实施方式提供了一种无线电力接收方法,其中,电力传输单元向与电力接收单元区分开的不同的电力接收单元提供无线电力,并且使用所述电力接收单元的AC/DC转换器的输出电压值和所述不同的电力接收单元的AC/DC转换器的输出电压值来确定电力接收单元的最优输出控制电压。
实施方式提供了一种无线电力接收方法,其中,所述电力接收单元和所述不同的电力接收单元的最优输出控制电压包括满足下面的等式1的第一输出电压Vrect1或第二输出电压Vrect2
等式1
其中,Prx1和Prx2是所述电力接收单元和所述不同的电力接收单元的AC/DC转换器的输出功率值。
实施方式提供了一种无线电力接收方法,其中,电力接收单元和不同的电力接收单元的最优输出控制电压未被包括在电力接收单元和不同的电力接收单元的第一接收电力信息中所包含的最大输出电压和最小输出电压之间的范围内,电力接收单元和不同的电力接收单元的最优输出控制电压被设置为最大输出电压或最小输出电压。
实施方式提供了一种驱动从电力传输单元接收无线充电电力的第一电力接收单元和第二电力接收单元中的第一电力接收单元的方法,其中,第一电力接收单元将包括关于第一电力接收单元的第一AC/DC转换器的第一输出电压和第一输出功率的信息的参数传送到电力传输单元,接收来自电力传输单元的包括基于参数生成的第一最优输出控制电压的电力接收单元控制信息,并且基于第一最优输出控制电压创建需求电压并且将需求电压传送到电力传输单元。
实施方式提供了一种驱动第一电力接收单元的方法,其中,关于参数和需求电压的信息包括关于作为最大值的第一最大输出电压、作为最小值的第一最小输出电压和作为第一输出电压的最优值的第一最优输出电压中的至少一个的信息。
实施方式提供了一种驱动第一电力接收单元的方法,其中,电力接收单元控制信息还包括用于启用/禁用和允许充电的信息。
实施方式提供了一种驱动第一电力接收单元的方法,其中,电力传输单元基于第一电力接收单元的第一AC/DC转换器的第一输出功率和第一输出电压以及第二电力接收单元的第二AC/DC转换器的第二输出功率和第二输出电压来生成第一电力接收单元的第一最优输出控制电压和第二电力接收单元的第二最优输出控制电压。
实施方式提供了一种驱动第一电力接收单元的方法,其中,电力传输单元确定第一输出功率和第二输出功率与第一输出电压和第二输出电压之间的关系是否满足下面的等式1,
等式1
其中,Prx1是第一输出功率,Prx2是第二输出功率,Vrect1是第一输出电压,并且Vrect2是第二输出电压。
实施方式提供了一种驱动第一电力接收单元的方法,其中,将满足等式1的第一输出控制电压设置在第一输出电压的最大值和最小值之间的范围内,并且接收包括关于第一输出控制电压的信息的电力接收单元控制信息,并且基于电力接收单元控制信息生成第一需求电压。
实施方式提供了一种驱动第一电力接收单元的方法,其中,当第一输出电压的最大值和最小值之间的范围内不存在满足等式1的第一输出控制电压时,或者在第二输出电压的最大值和最小值之间的范围之内不存在满足等式1的第二输出控制电压时,第一输出控制电压被设置为第一输出电压的最大值和最小值中的任意一个。
实施方式提供了一种驱动第一电力接收单元的方法,其中,当第一输出功率大于第二输出功率时,第一输出控制电压被设置为第一输出电压的最大值,并且当第一输出功率小于第二输出功率时,第一输出控制电压被设置为第一输出电压的最小值。
实施方式提供了一种电力传输单元,其包括:传输侧谐振电路,其谐振地耦合到多个电力接收单元的接收侧谐振电路;电力转换器,其生成AC电力并且将AC电力输出到传输侧谐振电路;以及控制电力转换器的控制器,其中,电力传输单元基于电力接收单元的整流电压的最小值和最大值来生成最优整流控制电压并且传输最优整流控制电压,并且基于根据最优整流控制电压生成的电力接收单元的需求电压生成无线电力。
实施方式提供了一种电力传输单元,其中,电力传输单元接收作为电力接收单元中的任意一个的第一电力接收单元的第一输出功率和作为电力接收单元中的另一个的第二电力接收单元的第二输出功率,并且然后基于第一输出功率和第二输出功率设置最优整流控制电压。
实施方式提供了一种电力传输单元,其中,当第一输出功率小于第二输出功率时,生成最优整流控制电压,使得第一电力接收单元的需求电压小于第二电力接收单元的需求电压。
实施方式提供了一种电力传输单元,其中,当第一输出功率小于第二输出功率,并且被生成为使得第一电力接收单元的需求电压小于第二电力接收单元的需求电压的最优整流控制电压不能被设置在整流电压的最小值和最大值之间的范围内时,整流控制电压被设置为使得第一电力接收单元的需求电压变成第一电力接收单元的整流电压的最小值,并且第二电力接收单元的需求电压变成第二电力接收单元的整流电压的最大值。
实施方式提供了一种电力传输单元,其中,整流控制电压的信息与启用或禁用电力接收单元的充电功能的电力接收器控制信息一起被传送到电力接收单元。
实施方式提供了一种电力接收单元,其包括:接收侧谐振电路,其谐振地耦合到电力传输单元的传输侧谐振电路;对来自接收侧谐振电路的AC电流进行整流的整流器;以及控制整流器的整流电压的控制器,其中,电力接收单元向电力传输单元传送关于整流电压的信息,从电力传输单元接收基于关于整流电压的信息生成的整流控制电压,并且基于整流控制电压生成需求电压并且将需求电压传送到电力传输单元。
实施方式提供了一种电力接收单元,其中,整流控制电压是整流电压的最小值到最大值中的任意一个的电压值。
实施方式提供了一种电力接收单元,其中,接收基于需求电压生成的无线电力。
实施方式提供了一种电力接收单元,其中,整流控制电压的信息与启用或禁用电力接收单元的充电功能的电力接收器控制信息一起被传送到电力接收单元。
有益效果
根据实施方式,可以提供一种无线电力传输系统及其驱动方法,其在当始终基于来自多个电力接收单元的电力接收单元动态参数调整充电电力时,能够消除由仅考虑任何一个电力接收单元的电力效率而引起的系统不稳定性。
根据实施方式,由于在当多个电力接收单元同时被充电时考虑了最适合于整个系统的充电效率的情况下执行无线充电,因此可以确保多充电(multi-charge)的效率和稳定性。
根据实施方式,可以通过重新调整多个电力接收单元的接收侧AC/DC转换器的最优输出电压来确保多充电的稳定性。
附图说明
图1是示出磁感应等效电路的图;
图2是示出磁谐振等效电路的图;
图3a和图3b是示出作为构成无线电力传输系统的子系统之一的电力传输单元的框图;
图4a和图4b是示出作为构成无线电力传输系统的子系统之一的电力接收单元的框图;
图5是示出无线电力传输系统的操作流程的图;
图6a是示出电力传输单元以及从电力传输单元接收无线电力的第一电力接收单元和第二电力接收单元的图;
图6b是示出电力传输单元以及第一电力接收单元和第二电力接收单元的等效电路的图;
图7是示出电力传输单元的操作流程的图;
图8是示出电力接收单元的操作流程的图;
图9是示出电力传输单元以及第一电力接收单元和第二电力接收单元的操作流程的图;
图10是示出与图9对应的电力传输单元的操作的流程图;
图11是示出电力传输单元以及第一电力接收单元和第二电力接收单元的操作流程的图;以及
图12是示出与图11对应的电力传输单元的操作的流程图。
具体实施方式
下面参照附图详细地描述根据本发明的实施方式的包括具有无线地发射电力的功能的电力传输单元和无线地接收电力的电力接收单元的无线电力传输系统。下面描述的实施方式被提供作为将本发明的主旨充分地传达给本领域的技术人员的示例。因此,本发明不限于以下实施方式,并且可以通过其他方式来实现。在附图中装置的尺寸、厚度等可以为了方便而被放大。在整个说明书中,相同的附图标记基本上表示相同的部件。
实施方式可以包括通信系统,其选择性地使用从低频(50kHz)到高频(15MHz)的各种频段来无线传输电力,并且可以交换数据和用于系统控制的控制信号。
实施方式可以应用于各种工业领域(例如,使用电子装置(其使用或需要电池)的移动终端行业、智能手表行业、计算机和笔记本电脑行业、电器行业、电动交通工具行业、医疗装置行业、以及机器人行业)。
实施方式可以考虑可以使用一个或更多个传输线圈将电力传输到一个或更多个装置的系统。
根据实施方式,对于移动装置(例如,智能电话和笔记本电脑)的电池中的电力不足的问题,例如,在当在桌子上的无线充电器垫上使用智能电话和笔记本电脑时,电池可以被自动充电,并且可以使用很长时间。此外,可以仅通过在公共场所(例如,咖啡馆、机场、出租车、办公室和餐厅)安装无线充电器垫对各种移动装置进行充电并使用各种移动装置,而不管因移动装置制造商而不同的充电终端。此外,当将无线电力传输技术应用于家用电器(例如,清洁器和电风扇)时,不需要寻找电力电缆,在房屋中凌乱的电线无法被分清,这可以减少建筑物中的电线,并且空间可用性可以得到提升。此外,目前,采用家用电力对电动交通工具进行充电需要很长时间,但是如果通过无线电力传输技术来传输高电力,则可以减少充电时间。此外,如果将无线充电设施安装在停放地的地面上,则可以消除需要在电动交通工具周围准备电力电缆的不便。
在实施方式中使用的术语和缩写如下。
无线电力传输系统:在磁场区域内提供无线电力传输的系统。
无线电力传输系统-充电器;电力传输单元(PTU):在磁场区域中向电力接收单元提供无线电力传输的装置,并且其可以被称为传输装置或发射器。
无线电力接收系统-装置;电力接收单元(PRU):在磁场区域中接收来自电力传输单元的无线电力传输的装置,并且其可以被称为接收装置或接收器。
充电区域:在磁场区域中执行无线电力传输的区域,并且其可以根据应用产品的尺寸、需求电力和操作频率而改变。
S散射参数:频率分布中的输出电压与输入电压之比,并且其可以是输出端口与输入端口的比率(传送;S21),或输入/输出端口中的每一个的反射值,即,由其输入反射回来的输出值(反射;S11,S22)。
质量因子(Q):谐振中的Q是频率选择的质量,Q越高,则谐振特性越好,并且Q可以被表示为谐振器中保持的能量与损失能量之比。
无线传输电力的原理可以分类为磁感应方法和磁谐振方法。
磁感应方法是非接触式能量传输技术,其提供源电感器Ls和负载电感器并且向源电感器Ls供应电流以生成磁通量,从而在负载电感器处生成电动势。磁谐振方法是使用谐振方案无线地传输能量的技术,在所述谐振方案中,两个谐振器耦合,并且通过谐振器之间的固有频率生成磁谐振,因此谐振器以相同的频率振动,从而生成在相同的波长范围内的电场和磁场。
图1是示出磁感应等效电路的图。
参照图1,在磁感应等效电路中,电力传输单元可以由根据供应电力的装置的源电压Vs和源电阻器Rs、用于阻抗匹配的源电容器Cs和用于与电力接收单元磁耦合的源线圈Ls来实现,并且电力接收单元可以由作为等效电阻器的负载电阻器用于阻抗匹配的负载电容器和用于与电力传输单元磁耦合的负载线圈来实现,其中,源线圈Ls与负载线圈的磁耦合度可以被表示为互感
当从仅由线圈组成而不具有用于阻抗匹配的源电容器Cs和负载电容器的磁感应等效电路获得输出电压与输入电压的比率S21,并且根据该比率建立最大电力传输条件时,最大电力传输条件满足下面的等式1。
等式1
当在等式1中传输线圈Ls与源电阻器Rs的电感之比和负载线圈与负载电阻器的电感之比相同时,最大电力传输是可能的。在仅具有电感的系统中,由于没有可以补偿电抗的电容器,所以I/O端口的反射值S11在传输最大电力的点处不能为0,并且可以根据互感大幅改变电力传送效率。因此,源电容器Cs可以被添加到电力传输单元作为用于阻抗匹配的补偿电容器,并且负载电容器可以被添加到电力接收单元。例如,补偿电容器Cs可以分别串联或并联连接到接收线圈Ls和负载线圈另外,不仅补偿电容器,而且无源装置(例如,附加的电容器和电感器)还可以被添加到电力接收单元和电力传输单元,以用于阻抗匹配。
图2是示出磁谐振等效电路的图。
参照图2,在磁谐振等效电路中,电力传输单元由通过串联连接源电压Vs、源电阻器Rs和源电感器Ls而形成闭合电路的源线圈以及通过串联连接传输侧谐振电感器L1和传输侧谐振电容器C1而形成闭合电路的传输侧谐振线圈来实现。此外,电力接收单元由通过连接负载电阻器和负载电感器而形成闭合电路的负载线圈以及通过串联连接接收侧谐振电感器L2和接收侧谐振电容器C2而形成闭合电路的接收侧谐振线圈来实现。此外,源电感器Ls和传输侧谐振电感器L1以耦合系数K01磁耦合,负载电感器和负载侧谐振电感器L2以耦合系数K23磁耦合,并且接收侧谐振器电感器L1和接收侧谐振电感器L2以耦合系数K12磁耦合。根据另一实施方式的等效电路可以仅由传输侧谐振线圈和接收侧谐振线圈组成而不具有源线圈和/或负载线圈。
根据磁感应方法,当两个谐振器的谐振频率相同时,电力传输单元的谐振器的大部分能量被传送给电力接收单元的谐振器,因此提高了电力传送效率,并且当满足下面的等式2时,磁谐振方法中的效率提高。
等式2
k/Γ>>1(k是耦合系数,并且Γ是阻尼率)
在磁谐振方法中,可以添加用于阻抗匹配的装置来提高效率,并且阻抗匹配装置可以是无源装置(例如,电感器和电容器)。
下面描述基于上述无线电力传输原理的、使用磁感应方法或磁谐振方法传送电力的无线电力传输系统。
<电力传输单元>
图3a和图3b是示出作为构成无线电力传输系统的子系统之一的电力传输单元的框图。
参照图3a,根据实施方式的无线电力传输系统可以包括电力传输单元1000和从电力传输单元1000无线地接收电力的电力接收单元2000。电力传输单元1000可以包括:电力转换器101,其通过对输入的AC信号进行电力转换来输出AC信号;谐振电路单元102,其通过基于从电力转换器101输出的AC信号生成磁场来向在充电区域中的电力接收单元2000提供电力;控制器103,其控制电力转换器101的电力转换、调整来自电力转换器101的输出信号的振幅和频率、执行谐振电路单元102的阻抗匹配、感测来自电力转换器101和谐振电路单元102的阻抗、电压和电流信息,并且可以执行与电力接收单元2000的无线通信。电力转换器101可以包括将AC信号转换成DC信号的电力转换器、通过改变DC的电平来输出DC的电力转换器以及将DC转换为AC的电力转换器中的至少一个。谐振电路单元102可以包括线圈和可以与线圈谐振的阻抗匹配单元。控制器103可以包括用于感测阻抗、电压和电流信息的感测单元以及无线通信单元。
详细地,参照图3b,电力传输单元1000可以包括传输侧AC/DC转换器1100、传输侧DC/AC转换器1200、传输侧阻抗匹配单元1300、传输线圈单元1400和传输侧通信和控制单元1500。
作为在传输侧通信和控制单元1500的控制下将从外部提供的AC信号转换为DC信号的电力转换器的传输侧AC/DC转换器1100可以包括作为子系统的整流器1110和传输侧DC/DC转换器1120。例如,作为将所提供的AC信号转换成DC信号的系统的整流器1110可以是在高频操作中具有相对高的效率的二极管整流器、可以实现为一个芯片的同步整流器或者可以节省制造成本和空间并具有高死区时间自由度的混合整流器。然而,整流器不限于此,并且可以应用将AC转换为DC的任何系统。例如,在传输侧通信和控制单元1500的控制下调整从整流器1110提供的DC信号的电平的传输侧DC/DC转换器1120可以是降低输入信号的电平的降压转换器、增加输入信号的电平的升压转换器或者降低或增加输入信号的电平的升降压转换器或cuk转换器。传输侧DC/DC转换器1120可以包括:电感器和电容器,其用作执行电力转换控制功能或执行电力平滑功能的开关装置和电力转换介质;以及调整电压增益或执行电分离功能(绝缘功能)的变压器。此外,传输侧DC/DC转换器1120可以移除包括在输入AC信号(包括在DC信号中的AC分量)中的纹波分量或脉动分量。传输侧DC/DC转换器1120的输出信号的指令值与实际输出值之间的差可以通过反馈来调整,这可以通过传输侧通信和控制单元1500来实现。
例如,作为在传输侧通信和控制单元1500的控制下可以将从传输侧AC/DC转换器1100输出的DC信号转换成AC信号并且可以调整经转换的AC信号的频率的系统的传输侧DC/AC转换器1200可以是半桥逆变器或全桥逆变器。无线电力传输系统可以包括将DC转换为AC的各种放大器,并且例如,存在A类、B类、AB类、C类、E类和F类放大器。传输侧DC/AC转换器1200可以包括生成输出信号的频率的振荡器和放大输出信号的功率放大器。
传输侧AC/DC转换器1100和传输侧DC/AC转换器1200可以被AC电力供应器替换,或者可以被移除或被其他部件替换。
传输侧阻抗匹配单元1300通过使具有不同阻抗的点处的反射波最小化来改善信号的流动。电力传输单元1000和电力接收单元2000的两个线圈在空间上是分离的,因此存在大量的磁场泄漏,因此可以通过校正电力传输单元1000和电力接收单元2000的两个连接端之间的阻抗差来提高电力传输效率。传输侧阻抗匹配单元1300可以由电感器、电容器和电阻器中的至少一个构成,并且可以通过在通信和控制单元1500的控制下改变电感器的电感、电容器的电容以及电阻器的电阻值来调整用于阻抗匹配的阻抗值。当无线电力传输系统使用磁感应方法传输电力时,传输侧阻抗匹配单元1300可以具有并联谐振结构的串联恒定结构,并且可以通过增加电力传输单元1000和电力接收单元2000之间的电感耦合系数来最小化能量损失。当无线电力传输系统使用磁谐振方法传输电力时,传输侧阻抗匹配单元1300可以根据当电力传输单元1000和电力接收单元2000之间的距离改变或者线圈的特性被金属异物(FO)或多个装置的相互作用改变时在能量传输线上的匹配阻抗变化实时地校正阻抗匹配,其中,使用电容器的多重匹配、使用多天线的匹配以及使用多重环路的匹配等可以用作校正方法。
传输侧线圈1400可以由多个线圈或一个线圈来实现,并且当设置有多个传输侧线圈1400时,它们可以彼此间隔开或彼此交叠。此外,当传输侧线圈彼此交叠时,可以在考虑磁通量的差的情况下确定交叠面积。当制造传输侧线圈1400时,考虑内部电阻和辐射电阻,并且在这种情况下,当电阻分量小时,质量因子和传输效率可以增加。
通信和控制单元1500可以包括传输侧控制器1510和传输侧通信单元1520。传输侧控制器1510可以在考虑电力接收单元2000的电力需求量、电流改变量、电力接收单元的整流器的输出端处的电压Vrect、多个电力接收单元中每一个的充电效率以及无线电力方法中的一个或更多个的情况下来调整传输侧AC/DC转换器1100的输出电压(或者流过传输线圈Itx_coil的电流)。另外,考虑到最大电力传输效率,可以创建用于驱动传输侧DC/AC转换器1200的频率和转换波,并且控制要被传送的电力。此外,可以使用控制需要的且从电力接收单元2000的存储单元(未示出)读出的算法、程序或应用来控制电力接收单元2000的整个操作。传输侧控制器1510可以被称为微处理器、微控制单元或微型计算机。传输侧通信单元1520可以与接收侧通信单元2620进行通信,并且可以使用近场通信方法(例如,蓝牙、NFC和Zigbee)。传输侧通信单元1520和接收侧通信单元2620可以相互传送和接收充电状况信息、充电控制指令。充电状况信息可以包括电力接收单元2000的数目、电池电量、充电次数、电池容量、电池比率、电力接收单元1000的电力传输量等。传输侧通信单元1520可以接收用于控制电力接收单元2000的充电功能的充电功能控制信号,并且充电功能控制信号可以是通过控制电力接收单元2000来启用或禁用充电功能的控制信号。
传输侧通信单元1520可以以配置成独立模块的带外类型来执行通信,但是其不限于此,并且可以以带内类型执行通信,在带内类型的通信中,电力接收单元利用从电力传输单元传送的电力信号来使用被传送至电力传输单元的反馈信号,并且电力传输单元利用从电力传输单元传送的电力信号的频移向电力接收单元传送信号。例如,电力接收单元可以通过调制反馈信号经由反馈信号将信息(例如,充电开始、充电结束和电池状态)传送到发射器。传输侧通信单元1520与传输侧控制器1510可以单独配置,并且电力接收单元2000的接收侧通信单元可以被包括在电力接收单元的控制器2610中,或者可以被单独配置。
根据另一实施方式的无线电力传输系统的电力传输单元1000还可以包括检测器1600。
检测器1600可以检测传输侧AC/DC转换器1100的输入信号、传输侧AC/DC转换器1100的输出信号、传输侧DC/AC转换器1200的输入信号、传输侧DC/AC转换器1200的输出信号、传输侧阻抗匹配单元1300的输入信号、传输侧阻抗匹配单元1300的输出信号、传输侧线圈1400的输入信号以及传输侧线圈1400的输出信号中的至少一个。例如,信号可以包括关于电流的信息、关于电压的信息以及关于阻抗的信息中的至少一个。检测到的信号被反馈到通信和控制单元1500,并且通信和控制单元1500可以基于反馈来控制传输侧AC/DC转换器1100、传输侧DC/DC转换器1120和传输侧阻抗匹配单元1300。通信和控制单元1500可以基于检测结果来执行异物检测(FOD)。检测到的信号可以是电压和电流中的至少一个。检测器1600可以被配置为与通信和控制单元1500不同的硬件,或者可以被实现为一件硬件。
<电力接收单元>
图4a和图4b是示出作为构成无线电力传输系统的子系统之一的电力接收单元(或接收器)的框图。
参照图4a,根据实施方式的无线电力传输系统可以包括电力传输单元1000和从电力传输单元1000无线地接收电力的电力接收单元2000。电力传输单元2000可以包括:接收侧谐振电路201,其接收从电力传输单元1000传送的AC信号;接收侧电力转换器202,其通过对来自接收侧谐振电路单元201的AC电流执行电力转换来输出DC信号;以及接收侧控制器203,其可以感测通过接收从接收侧转换器202输出的DC信号而被充电的负载2500和接收侧谐振电路单元201的当前电压、执行接收侧谐振电路单元201的阻抗匹配或者控制接收侧电力转换器202的电力转换,并且可以调整接收侧电力转换器202的输出信号的电平、感测接收侧电力转换器202的输入或输出电压或电流、控制是否将接收侧电力转换器202的输出信号提供给负载2500或者是否与电力传输单元1000通信。接收侧电力转换器202可以包括:将AC信号转换成DC信号的电力转换器;通过改变DC的电平来输出DC的电力转换器;以及将DC转换为AC的电力转换器。参照图4b,根据实施方式的无线电力传输系统可以包括电力传输单元(或发射器)1000和从电力传输单元1000无线地接收电力的电力接收单元(或接收器)2000。电力接收单元2000可以包括由接收侧线圈单元2100和接收侧阻抗匹配单元2200组成的接收侧谐振电路单元2120、接收侧AC/DC转换器2300、DC/DC转换器2400、负载2500以及接收侧通信和控制单元2600。接收侧AC/DC转换器2300可以被称为将AC信号整流为DC信号的整流器。
接收侧线圈单元2100可以通过磁感应方法或磁谐振方法接收电力。根据电力接收方法,接收侧线圈单元2100可以包括感应线圈或谐振线圈中的一个或更多个。
例如,接收侧线圈单元2100可以与用于近场通信(NFC)的天线一起被设置在移动终端中。接收侧线圈单元2100可以与传输侧线圈单元1400相同,并且接收天线的尺寸可以取决于电力接收单元200的电特性。
接收侧阻抗匹配单元2200执行电力传输单元1000与电力接收单元2000之间的阻抗匹配。
接收侧AC/DC转换器2300通过对从接收侧线圈单元2100输出的AC信号进行整流来生成DC信号。接收侧AC/DC转换器2300的输出电压可以被称为整流电压Vrect,并且接收侧通信和控制单元2600可以检测或改变接收侧AC/DC转换器2300的输出电压,并且可以传送状态参数信息(例如,关于作为接收侧AC/DC转换器2300的输出电压的最小值的最小整流电压Vrect_min(或者被称为最小输出电压Vrect_min)、作为输出电压的最大值的最大整流电压Vrect_max(或者被称为最大输出电压Vrect_max)以及具有在最小值和最大值之间的任意一个电压值的最优整流电压Vrect_set(或被称为最优输出电压Vrect_set)的信息)。
接收侧DC/DC转换器2400可以调整从接收侧AC/DC转换器2300输出的DC信号的电平,以适应负载2500的容量。
负载2500可以包括电池、显示器、语音输出电路、主处理器和各种传感器。
接收侧通信和控制单元2600可以通过来自传输侧通信和控制单元1500的唤醒电力被激活,与传输侧通信和控制单元1500通信,并且控制电力接收单元2000的子系统的操作。
可以提供一个或多个电力接收单元2000,并且其可以同时从电力传输单元1000无线地接收能量。也就是说,在使用磁谐振方法的无线电力传输系统中,多个目标电力接收单元2000可以从一个电力传输单元1000接收电力。电力传输单元1000的传输侧匹配单元1300可以自适应地执行多个电力接收单元2000之间的阻抗匹配。这也可以以相同的方式被应用在即使在磁感应方法中提供了多个独立的接收侧线圈单元的情况中。
当提供多个电力接收单元2000时,它们可以是使用相同的电力接收方法或不同的电力接收类型的系统。在这种情况下,电力传输单元1000可以是使用磁感应或磁谐振来传输电力的系统,或者是使用磁感应和磁谐振两者的系统。
描述了无线电力传输系统中信号的幅度和频率之间的关系。在使用磁感应方法的无线电力传输中,在电力传输单元1000中,传输侧AC/DC转换器1100可以接收在几十赫兹或几百赫兹(例如,60赫兹)的几十或几百的电压(例如,110V至220V)的AC信号,并将其转换成几个至几百或几百的电压(例如,10V至20V)的DC信号,并输出DC信号,并且传输侧DC/AC转换器1200可以接收DC信号,并输出在KHz(例如,125KHz)的AC信号。电力接收单元2000的接收侧AC/DC转换器2300可以接收在KHz(例如,125KHz)的AC信号,并将其转换成几个至几百或几百的电压(例如,10V至20V)的DC信号,并输出DC信号,并且接收侧DC/DC转换器2400可以向负载2500输出且传送适合于负载2500的DC信号(例如,5V的DC信号)。在使用磁谐振方法的无线电力传输中,在电力传输单元1000中,传输侧AC/DC转换器1100可以接收在几十或几百赫兹(例如,60Hz)的几十或几百的电压(例如,110V至220V)的AC信号,并将其转换成几个至几百或几百的电压(例如,10V至20V)的DC信号,并输出DC信号,并且传输侧DC/AC转换器1200可以接收DC信号,并输出在MHz(例如,6.78MHz)的AC信号。电力接收单元2000的接收侧AC/DC转换器2300可以接收在MHz(例如,6.78MHz)的AC信号,并将其转换为几个至几百或几百的电压(例如,10V至20V)的接收侧DC信号,并输出接收侧DC信号,并且接收侧DC/DC转换器2400可以向负载2500输出且传送适合于负载2500的DC信号(例如,5V的DC信号)。
<电力传输单元和电力接收单元的操作模式>
图5是示出无线电力传输系统的操作流程的图。
-电力传输单元的操作状态
参照图5,根据实施方式的电力传输单元1000可以具有至少:1)配置模式、2)电力节省模式、3)低电力模式、4)电力传输模式和5)锁定故障模式。
[配置模式]
(1)当向电力传输单元1000供应电力(上电)时,可以进入配置模式。
(2)电力传输单元1000自身可以检验系统。
(3)电力传输单元1000可以将施加至传输侧线圈1400的电流Itx_in保持在特定的电流值(例如,20mArms)或小于该特定的电流值,并且如果传输侧线圈1400的输入电流Itx_in大于该特定的电流值,则可以在电力传输单元1000进入配置模式之后的特定时间(例如,50ms)内使传输侧线圈1400的输入电流Itx_in减少至该特定的电流值或小于该特定的电流值。
(4)电力传输单元1000可以在其进入配置模式之后的预定时间(例如,4s)内进入电力节省模式。
[电力节省模式]
(1)在电力节省模式中,电力传输单元1000可以每隔一定时段向传输侧线圈1400施加不同的电力信标。
(2)电力信标可以包括短信标和长信标,并且短信标可以具有检测各种电力接收单元2000所需的电力量。长信标可以具有驱动电力接收单元2000的通信和控制单元2600所需的电力量。长信标可以具有可以在电力接收单元2000处保持用于引起电力接收单元2000的响应的足够的电压的电力量。短信标可以具有第一时段并且长信标可以具有第二时段。短信标可以包括具有不同电力量的多个短信标,并且长信标可以包括具有不同电力量的多个长信标。
(3)电力传输单元1000可以在施加短信标的同时检测输入阻抗Ztx_in的电抗、输入阻抗Ztx_in的电阻或传输侧线圈1400和传输侧阻抗匹配单元1300的输入阻抗Ztx_in的变化。
(4)当电力传输单元1000检测到输入阻抗Ztx_in的电抗、输入阻抗Ztx_in的电阻或输入阻抗Ztx_in的变化时,电力传输单元1000可以立即施加长信标。
(5)电力传输单元1000可以由电力传输单元1000的长信标驱动,并且电力传输单元1000可以基于预定的方法与电力接收单元2000通信。当电力传输单元1000从电力接收单元2000接收到公告时,电力传输单元1000可以进入低电力模式。
(6)当电力传输单元1000未能检测到输入阻抗Ztx_in自身或输入阻抗Ztx_in的电抗或电阻的变化时,电力传输单元1000可以保持电力节省模式。
(7)当电力传输单元1000检测到输入阻抗Ztx_in自身或输入阻抗Ztx_in的电抗或电阻的变化时,电力传输单元1000可以确定在充电区域中存在对象,并且进入低电力模式。
[低电力模式]
(1)在低电力模式下,电力传输单元1000和电力接收单元2000可以通过预定的通信方法(例如,蓝牙低能耗(BLE))连接,并且可以传送和接收数据,并且电力接收单元2000可以加入电力传输单元1000管理的无线电力网络。电力传输单元1000可以进入电力传输模式。电力传输单元1000可以使用信标信号来感测位于传输垫上的对象,并且确定该对象是否是可以无线地接收电力的装置。信标信号可以使用短信标和长信标。接收到长信标信号的电力接收单元2000(或接收侧通信和控制单元)可以被唤醒(或上电)并且可以向电力传输单元1000发送公告(PRU公告)。
(2)从电力接收单元2000接收到公告(PRU公告)的电力传输单元1000可以通过向电力接收单元2000传送连接请求信号来形成在电力传输单元1000和电力接收单元2000之间的连接。
2-1)当电力接收单元2000从电力传输单元1000接收到连接请求信号时,电力接收单元2000可以向电力传输单元1000传送电力接收单元参数信息(或电力传输单元1000可以从电力接收单元2000读取信息),并且电力传输单元1000还可以向电力接收单元2000传送电力传输单元参数信息(或电力传输单元1000可以将信息写入到电力接收单元2000上)。作为关于接收侧AC/DC转换器2300的输出电压Vrect的信息的PRU参数信息可以包括最小输出电压Vrect_min、最大输出电压Vrect_max和最优输出电压Vrect_set。最优输出电压可以具有高于最小输出电压Vrect_min和低于最大输出电压Vrect_max的值中的任意一个电压值。
2-2)详细地,电力传输单元可以从电力接收单元2000接收电力接收单元静态参数。电力接收单元静态参数可以是作为指示电力接收单元2000的状态的信号在之前固定的状态信息。电力接收单元静态参数可以包括可选字段信息、协议信息、关于接收侧AC/DC转换器2300的输出电压Vrect的信息、关于接收侧AC/DC转换器2300的输出功率的信息。
2-3)接收到电力接收单元静态参数的电力传输单元1000可以向电力接收单元2000传送电力传送单元参数(PTU静态参数)。电力传送单元参数(PTU静态参数)可以是指示电力传输单元1000的能力的信号。
2-4)电力传输单元1000可以从电力接收单元2000接收电力接收单元动态参数(PRU动态参数)。电力接收单元动态参数可以包括至少一项由电力接收单元2000测量的参数信息。例如,电力接收单元动态参数可以包括关于接收侧AC/DC转换器2300的输出电压Vrect的信息。电力接收单元动态参数可以包括根据无线充电情况重新布置的设置电压值并且将其提供给电力传输单元1000,并且电力传输单元1000可以更新寄存器上的电力接收单元控制表,即电力接收单元静态参数的初始设置电压值,以基于重新布置的设置电压值来适应情况。电力传输单元1000可以基于最近更新的设置值来控制电力传输。
2-5)电力接收单元动态参数可以包括可选字段信息、关于接收侧AC/DC转换器2300的输出电压Vrect_dyn、接收侧AC/DC转换器2300的最小输出电压Vrect_min_dyn、接收侧AC/DC转换器2300的最大输出电压Vrect_max_dyn、接收侧AC/DC转换器2300的最优输出电压Vrect_set_dyn以及接收侧AC/DC转换器2300的输出电流的信息、关于接收侧DC/DC转换器2400的输出电流的信息、温度信息、警报信息(PRU警报)等。
2-6)警报信息可以包括诸如过电压、过电流、过温度、充电完成、有线充电终端导入检测(TA检测)、SA模式/NSA模式转换以及重启请求的信息。
(3)当充电区域中的对象不是电力接收单元2000而是金属异物时,无法在电力传输单元1000和对象之间进行数据传送和接收。因此,当电力传输单元1000在预定时间内不能接收到来自对象的响应时,可以确定该对象是异物并且进入锁定故障模式。
[锁定故障模式]
(1)当电力传输单元1000进入锁定故障模式时,电力传输单元1000可以将短信标定期地施加至接收侧线圈单元1400(即,向电力接收单元2000传送短信标)。
(2)当电力传输单元1000从短信标检测到输入阻抗Ztx_in自身或输入阻抗Ztx_in的电抗或电阻的变化时,可以确定对象在充电区域之外,并且进入电力节省模式或配置状态。
(3)当电力传输单元1000未能检测到输入阻抗Ztx_in自身或输入阻抗Ztx_in的电抗或电阻的变化时,可以确定该对象没有被恢复,并且向用户通知电力传输单元1000的当前状态是错误状态。因此,电力传输单元1000可以包括显示警报(例如,警告)的灯或输出单元。
(4)锁定故障模式可以具有除了对象是异物的情况以外的各种锁定故障模式进入条件。例如,当存在与警告信息对应的错误状况时,电力传输单元1000可以进入锁定故障模式。
[电力传输模式]
(1)电力传输单元1000进入电力传输模式,并且电力传输单元1000可以基于从电力接收单元2000接收的参数信息来输出电力接收单元控制信息(PRU控制)。电力接收单元控制信息(PRU控制)可以包括许可信息以及启用/禁用电力接收单元2000的充电的信息。当电力传输单元1000可以提供足以对电力接收单元2000进行充电的电力时,电力传输单元1000可以输出包括启用信息的电力接收单元控制信息(PRU控制)。
(2)电力传输单元1000可以至少定期地或者根据改变电力接收单元2000的状态的必要性来向电力接收单元2000提供电力接收单元控制信息(PRU控制)。电力接收单元2000可以基于电力接收单元控制信息(PRU控制)来改变状态,并且向电力传输单元1000输出电力接收单元动态参数,以报告电力接收单元2000的状态。例如,电力接收单元控制信息(PRU控制)可以包括用以改变电力接收单元2000的最大功率值Pmax的调整信息,并且电力接收单元2000可以通过根据调整信息调整需求电压/电流信息和接收侧AC/DC转换器2300的最优输出电压中的至少一个来向电力传输单元1000传送改变信息。
作为另一实施方式,电力接收单元控制信息(PRU控制)可以包括用于改变关于电力接收单元2000的接收侧AC/DC转换器2300的输出电压Vrect的信息的调整信息,并且电力接收单元2000可以调整需求电压/电流信息或接收侧AC/DC转换器2300的最优输出电压Vrect_set_dyn和输出电压Vrect,并且然后向电力传输单元1000传送关于调整的信息。
(3)允许对电力接收单元2000进行充电,并且电力可以从电力传输单元1000传输到电力接收单元2000。电力传输单元1000可以从电力接收单元2000定期地接收电力接收单元动态参数。电力接收单元动态参数可以包括无线电力接收单元的状态和温度信息。
(4)电力接收单元控制信息可以包括用于控制电力接收单元2000的接收侧AC/DC转换器2300的输出电压Vrect的信息。
-电力接收单元的操作状态
参照图5,根据实施方式的电力接收单元2000可以具有至少:1)空状态、2)启动状态以及3)开启状态。
[空状态]
(1)当接收侧AC/DC转换器2300的输出电压Vrect小于启动输出电压Vrect_boot时,电力接收单元2000可以变成空状态。
(2)当给电力接收单元2000供应电力(上电)并且接收侧AC/DC转换器2300的输出电压Vrect小于启动输出电压Vrect_boot时,电力接收单元2000可以进入空状态。
(3)在退出空状态之后,当接收侧AC/DC转换器2300的输出电压Vrect变成低于锁定电压的输出电压(欠压锁定;Vrect_UVLO)时,电力接收单元2000可以进入空状态。低于锁定电压的输出电压(Vrect_UVLO)可以小于启动输出电压(Vrect_boot)。
[启动状态]
(1)接收到长信标的电力接收单元2000(或接收侧通信和控制单元)可以被唤醒(或上电)。当电力接收单元2000未被完全充电时,其可以传送(或广播)公告信号(PRU公告),并且可以等待来自电力传输单元1000的连接请求。
(2)可以定期地传送(或广播)公告信号(PRU公告),并且周期可以随时间改变。电力接收单元2000可以定期地传送(或广播)公告信号,直到它从电力传输单元1000接收到连接请求信号。
(3)电力传输单元1000可以基于包括在公告信号(PRU公告)中的信息来传送用于与电力接收单元2000连接的连接请求信号。当电力接收单元2000接收到来自电力传输单元1000的公告信号(PRU公告)的连接请求信号时,电力接收单元2000和电力传输单元1000可以形成连接。电力接收单元2000可以传送电力接收单元静态参数,从电力传输单元1000接收电力传输单元静态参数,并且向电力传输单元1000传送电力接收单元动态参数。
[开启状态]
(1)电力接收单元2000从电力传输单元1000接收电力接收单元控制信息(PRU控制),并且当电力接收单元2000通过电力接收单元控制信息(PRU控制)被启用时,其变成开启状态并且可以从电力传输单元1000接收电力。
(2)电力接收单元2000可以通过向电力传输单元1000传送电力接收单元动态参数来提供其状态信息。
-设置充电电压的过程
(1)当关于电力传输单元1000的无线充电许可信息被包括在从电力传输单元1000向电力接收单元2000提供的电力接收单元控制信息(PRU控制)中时,无线充电可以开始。
(2)电力传输单元1000可以基于电力接收单元静态参数来传送充电电力。
(3)电力传输单元1000可以基于反映电力接收单元2000的状态信息的电力接收单元动态参数来调整充电电力。
充电电力调整是电力接收单元2000的与关于低电力状态和电力传输状态的描述对应的操作,因此不再详细描述。然而,该描述也可以被应用于电力接收单元2000的实施方式。
<多充电方法>
图6a是示出从电力传输单元无线地接收电力的第一电力接收单元和第二电力接收单元的图,并且图6b是示出电力传输单元以及第一电力接收单元和第二电力接收单元的等效电路的图。
参照图6a和图6b描述多充电的电力控制方法。
(1)描述了当在电力传输单元1000的充电区域中布置多个电力接收单元(例如,第一电力接收单元2001和第二电力接收单元2002)时的多充电方法。
(2)例如,举例说明设置有两个电力接收单元的状态,但是本发明不限于此。可以通过从电力传输单元1000的电力转换器101向谐振电路单元102输出的电力传输单元的最大输出功率Ptx_in_max和从电力接收单元的谐振电路单元2120输出的最大输出功率Prx_out_max来确定可以通过一个电力传输单元1000充电的电力接收单元2000的数目。例如,电力传输单元1000的最大输出功率Ptx_in_max是16W,第一电力接收单元2001的第一最大输出功率Prx1_out_max是3.5W,并且第二电力接收单元2002的第二最大输出功率Prx2_out_max是6.5W,电力传输单元1000可以对两个第一电力接收单元2001和一个第二电力接收单元2002进行充电。
然而,当电力接收单元2000支持电力共享模式时,可以通过让电力传输单元(使用电力控制)调整电力传输单元的最大输出功率来对更多的电力接收单元进行充电。
1)电力传输单元1000的传输侧阻抗匹配单元1300和传输线圈单元1400可以被表示为传输侧电阻器Rtx、传输侧电容器Ctx和传输侧电感器Ltx的等效电路,并且传输侧电容器Ctx和传输侧电感器Ltx被表示为串联,但是它们不限于此并且可以被表示为并联。来自传输侧DC/AC转换器1200的输出功率Pin可以被提供给传输侧阻抗匹配单元1300和传输线圈单元1400。
第一电力接收单元2001的第一接收侧线圈单元2101和第一接收侧阻抗匹配单元2201可以被表示为第一接收侧电阻Rrx1、第一接收侧电感器Lrx1和第一接收侧电容器Crx1的等效电路,并且第一接收侧电感器Lrx1和第一接收侧电容器Crx1被表示为串联,但是它们不限于此,并且可以被表示为并联。
第二电力接收单元2002的第二接收侧线圈单元2102和第二接收侧阻抗匹配单元2202可以表示为第二接收侧电阻Rrx2、第二接收侧电感器Lrx2和第二接收侧电容器Crx2的等效电路,并且第二接收侧电感器Lrx2和第二接收侧电容器Crx2被表示为串联,但是它们不限于此,并且可以被表示为并联。
电力传输单元1000的传输侧电感器Ltx可以以第一耦合系数K1与第一电力接收单元2001的第一接收侧电感器Lrx1磁耦合,并且可以以第二耦合系数K2与第二电力接收单元2002的第二接收侧电感器Lrx2磁耦合。
2)当从第一DC/DC转换器2401的输入端口看第一负载2501时,作为第一电力接收单元2001的第一DC/DC转换器2401的第一输入阻抗Za1的自然数部分的第一输入电阻Ra1可以通过第一DC/DC转换器2401的第一输出功率Prx1和第一DC/DC转换器2401的输入电压即第一接收侧AC/DC转换器2301的第一输出电压Vrect1被表示为等式3。
等式3
第一输出功率Prx1可以被定义为第一接收侧AC/DC转换器2301的第一输出电压Vrect1和第一输出电流Irx1的有效值的乘积。因此,第一接收侧AC/DC转换器2301的第一输出功率Prx1可以被认为是经由第一DC/DC转换器2401被提供给第一负载2501。
在电力传输单元1000和第一电力接收单元2001的谐振状态下当从传输侧阻抗匹配单元1300的输入端口看第一电力接收单元2001时,第一输入阻抗Zin1(谐振电路单元102的输入阻抗)可以被表示为等式4。
等式4
从传输侧DC/AC转换器1200和传输侧阻抗匹配单元1300输出的第一输入功率Pin1(即,谐振电路单元102的输入功率)可以被表示为等式5。
等式5
3)当从第二DC/DC转换器2402的输入端口看第二负载2502时,作为第二电力接收单元2002的第二DC/DC转换器2402的第二输入阻抗Za2的自然数部分的第二输入电阻Ra2可以通过第二DC/DC转换器2402的第二输出功率Prx2和第二DC/DC转换器2402的输入电压即第二接收侧AC/DC转换器2302的第二输出电压Vrect2被表示为等式6。
等式6
第二输出功率Prx2可以被定义为第二接收侧AC/DC转换器2302的第二输出电压Vrect2和第二输出电流Irx2的有效值的乘积。因此,第二接收侧AC/DC转换器2302的第二输出功率Prx2可以被认为是经由第二DC/DC转换器2402被提供给第二负载2501。
4)在电力传输单元1000和第二电力接收单元2002的谐振状态下当从传输侧阻抗匹配单元1300的输入端口看第二电力接收单元2002时,第二输入阻抗Zin2(谐振电路单元102的输入阻抗)可以被表示为等式7。
等式7
从传输侧DC/AC转换器1200和传输侧阻抗匹配单元1300输出的第二输入功率Pin2(即,谐振电路单元102的输入功率)可以被表示为等式8。
等式8
5)电力传输单元1000可以将作为第一输入功率Pin1和第二输入功率Pin2之和的总输入功率Pin输入到传输侧阻抗匹配单元1300。
(2)根据等式5,第一DC/DC转换器2401的第一输出功率Prx1和第一输入功率Pin1彼此成反比,因此可以看出,当第一输出功率Prx1减小时,第一输入功率Pin1增加。类似地,根据等式8,第二DC/DC转换器2402的第二输出功率Prx2和第二输入功率Pin2彼此成反比,因此可以看出,当第二输出功率Prx2增加时,第二输入功率Pin2减小。此外,可以看出,传输电力被更多地供应给需要较少接收电力的电力接收单元。这可以被表示为等式9。
等式9
(3)考虑到第一输出功率Prx1和第二输出功率Prx2,需要调整第一接收侧AC/DC转换器2301的第一输出电压Vrect1和第二接收侧AC/DC转换器2302的第二输出电压Vrect2,以便稳定地操作第一电力接收单元2001和第二电力接收单元2002。
第一示例,当第一输出电压Vrect1是第二输出电压Vrect2的一半时,可以通过控制第一电力接收单元2001和第二电力接收单元2002的电力来将向第一电力接收单元2001供应的电力减少到向第二电力接收单元2002供应的电力的一半,使得第一输出电压Vrect1变成第二输出电压Vrect2的1/4。
在这种情况下,与接收电力成比例地施加传输电压,无线电力传输系统可以是稳定的。
图7是示出电力传输单元的操作流程的图。
参照图7,根据实施方式的电力传输单元1000可以通过执行以下步骤来无线地传输电力:接收来自多个电力接收单元2000的接收电力信息的第一步骤S110;计算电力接收单元2000的最优输出控制电压的第二步骤S130;向电力接收单元2000传送最优输出控制电压的第三步骤S150;接收作为基于最优输出电压的需求电压的最优整流电压Vrect_set、最小输出电压Vrect_min和最大输出电压Vrect_max的第四步骤S170;以及基于最优输出控制电压或需求电压来传输电力的第五步骤S190。可以移除第三步骤S130,并且可以移除第四步骤S170。即是,在执行第一步骤S110和第二步骤S130之后,电力传输单元1000可以基于第五步骤S190中的最优输出控制电压向电力接收单元2000无线地传输电力。
图8是示出电力接收单元的操作流程的图。
参照图8,根据实施方式的多个电力接收单元2000可以通过执行以下步骤来无线地接收电力:从电力传输单元1000传送接收电力信息的第一步骤S210;从电力传输单元1000接收最优输出控制电压的第二步骤S230;基于最优输出控制电压改变需求电压信息的第三步骤S250;向电力传输单元1000传输作为改变的需求电压的最优整流电压Vrect_set、最小输出电压Vrect_min和最大输出电压Vrect_max的第四步骤S270;以及基于最优输出控制电压或改变的需求电压来接收电力的第五步骤S290。
当电力传输单元1000通过执行第一步骤S100、第二步骤S130和第三步骤S150来无线地传输电力时,电力接收单元2000可以通过执行从电力传输单元1000传送接收电力信息的第一步骤S210和基于最优输出控制电压接收电力的第五步骤S290来无线地接收电力,所以可以移除第二步骤S220、第三步骤S230和第四步骤S250。
–当第一电力接收单元和第二电力接收单元进入充电区域时
图9是示出电力传输单元以及第一电力接收单元和第二电力接收单元的操作流程的图。
参照图9描述第一电力接收单元和第二电力接收单元处于充电区域中的情况。
(1)当向电力传输单元1000供应电力(上电)时,可以进入配置模式。在电力节省模式下,电力传输单元1000可以每隔一定时段向传输侧线圈1400施加不同的电力信标。使用电力信标,可以通过驱动电力接收单元来检测输入阻抗Ztx_in的变化或在充电区域中引起来自电力接收单元的响应。
(2)从第一电力接收单元2001和第二电力接收单元2002接收到公告信号(PRU公告)的电力传输单元1000进入低电力模式,并且响应于公告信号(PRU公告)向第一电力接收单元2001和第二电力接收单元2002传送连接请求信号,由此可以形成电力传输单元1000与第一电力接收单元2001和第二电力接收单元2002之间的连接。当从电力传输单元1000接收到响应信号时,第一电力接收单元2001和第二电力接收单元2002可以停止输出公告信号(PRU公告)。
(3)电力传输单元1000可以从电力接收单元2001和2002接收关于与第一电力接收单元2001和第二电力接收单元2002的状态有关的信息的电力接收单元静态参数,并且可以向电力接收单元2001和2002传送关于电力传输单元1000的能力的电力传输单元静态参数。在电力传输单元1000与第一电力接收单元2001和第二电力接收单元2002之间交换静态参数信息之后,电力传输单元可以接收电力接收单元动态参数,电力接收单元动态参数是关于从第一电力接收单元2001和第二电力接收单元2002测量的状态、温度和当前电压的参数信息。电力传输单元1000可以向电力接收单元2001和电力接收单元2002输出包括充电启用/禁用和许可信息的电力接收单元控制信息(PRU控制)。在需要的情况下,可以非短暂而重复地输出(传输)电力接收单元控制信息(PRU控制),并且当接收到定期接收的电力接收单元动态参数时,可以与该参数对应地输出电力接收单元控制信息。电力接收单元控制信息(PRU控制)可以包括可以控制电力接收单元2001和电力接收单元2002的参数的信息。电力传输单元1000可以基于定期接收到的电力接收单元2001和2002的电力接收单元动态参数来更新与电力接收单元2001和2002对应的电力传输侧通信和控制单元1500的寄存器上的电力接收单元控制表,并且传输侧通信和控制单元1500可以基于更新的电力接收单元控制表来控制整个无线电力传输。
(4)电力传输单元1000可以接收第一电力接收单元2001的第一输出电压Vrect1的第一最小输出电压Vrect1_min_dyn、第一最大输出电压Vrect1_max_dyn和第一最优输出电压Vrect1_set_dyn,并且可以接收第二电力接收单元2002的第二输出电压Vrect2的第二最小输出电压Vrect2_min_dyn、第二最大输出电压Vrect2_max_dyn和第二最优输出电压Vrect2_set_dyn。此外,可以接收第一电力接收单元2001的第一输出功率Prx1和第二电力接收单元2002的第二输出功率Prx2,或者可以使用第一接收侧AC/DC转换器2301的输出电流信息、第二接收侧AC/DC转换器2302的输出电流信息以及输出电压Vrect1和输出电压Vrect2来确定第一输出功率Prx1和第二输出功率Prx2
此外,可以检验第一输出电压Vrect1的范围内的特定电压值、第二输出电压Vrect2的范围内的特定电压值以及第一输出功率Prx1和第二输出功率Prx2是否满足等式9。
1)例如,当第一最优输出电压Vrect1_set小于第二最优输出电压Vrect2_set并且第一输出功率Prx1小于第二输出功率Prx2时,详细地,当在第一最小输出电压Vrect1_min_dyn至第一最大输出电压Vrect1_max_dyn的范围内存在满足等式9的特定输出电压值,并且在第二最小输出电压Vrect2_min_dyn至第二最大输出电压Vrect2_max_dyn的范围内存在满足等式9的特定输出电压时,电力传输单元1000可以向第一电力接收单元2001和第二电力接收单元2002传送包括充电许可信息的电力接收单元控制信息(PRU控制)。
1-1)电力传输单元1000可以将关于基于等式9创建的第一最优输出控制电压Vrect1_con_set和第二最优输出控制电压Vrect2_con_set的信息与电力接收单元控制信息(PRU控制)一起传输到第一电力接收单元2001和第二电力接收单元2002,使得第一电力接收单元2001和第二电力接收单元2002重新设置满足等式9的第一最优输出电压Vrect1_set和第二最优输出电压Vrect2_set。第一电力接收单元2001和第二电力接收单元2002可以对应于第一最优输出控制电压Vrect1_con_set和第二最优输出控制电压Vrect2_con_set生成需求电压并将其传输至电力传输单元1000。需求电压是基于第一最优输出控制电压Vrect1_con_set和第二最优输出控制电压Vrect2_con_set改变的其最优输出电压Vrect_set
1-2),当即使第一电力接收单元2001和第二电力接收单元2002中的任意一个的AC/DC转换器的输出电压Vrect被调整以满足等式9时,也可以设置最优输出控制电压Vrect_con_set并且将最优输出控制电压Vrect_con_set传输到相应的电力接收单元,使得在最小输出电压Vrect_min和最大输出电压Vrect_max的范围内仅调整一个需要被调整的输出电压Vrect以满足等式9。接收到最优输出控制电压的电力接收单元可以向电力传输单元1000传输基于最优输出控制电压Vrect_con_set生成的需求电压。需求电压是基于最优输出控制电压Vrect_con_set改变的其最优输出电压Vrect_set
1-3)电力传输单元1000可以从电力接收单元2001和2002接收电力接收单元动态参数作为针对电力接收单元控制信息(PRU控制)的响应信号,并且可以基于电力接收单元2001和2002的最优输出电压Vrect_set(基于最优输出控制电压Vrect_con_set生成的需求电压)来提供电力。可替选地,电力传输单元1000可以在不等待针对电力接收单元控制信息(PRU控制)的响应信号的情况下基于最优输出控制电压Vrect_con_set来提供电力。
可以生成并向第一电力接收单元2001提供基于第一最优输出电压Vrect1_set和第二最优输出电压Vrect2_set设置的第一输入功率Pin1,并且可以生成并向第二电力接收单元2002提供第二输入功率Pin2
2)当第一最优输出电压Vrect1_set小于第二最优输出电压Vrect2_set而第一输出功率Prx1大于第二输出功率Prx2时,或者当第一最优输出电压Vrect1_set大于第二最优输出电压Vrect2_set而第一输出功率Prx1小于第二输出功率Prx2时,详细地,在第一最小输出电压Vrect1_min_dyn至第一最大输出电压Vrect1_max_dyn的范围内不存在满足等式9的特定输出电压值,并且在第二最小输出电压Vrect2_min_dyn至第二最大输出电压Vrect2_max_dyn的范围内不存在满足等式9的特定输出电压时,第一最优输出控制电压Vrect1_con_set和第二最优输出控制电压Vrect2_con_set可以被如下设置。
2-1)当第一输出功率Prx1小于第二输出功率Prx2时,第一最优输出控制电压Vrect1_con_set可以变成第一最小输出电压Vrect1_min_dyn,并且第二最优输出控制电压Vrect2_con_set可以变成第二最大输出电压Vrect2_max_dyn,使得可以近似满足等式9。
2-2)当第一输出功率的Prx1大于第二输出功率Prx2时,第一最优输出控制电压Vrect1_con_set可以变成第一最大输出电压Vrect1_max_dyn,并且第二最优输出控制电压Vrect2_con_set可以变成第二最小输出电压Vrect2_min_dyn,使得可以近似满足等式9。
2-3)第一最优输出控制电压Vrect1_con_set和第二最优输出控制电压Vrect2_con_set被包括在电力接收单元控制信息(PRU控制)中,并且接收到该信息的第一电力接收单元2001和第二电力接收单元2002可以提供通过基于电力接收单元控制信息(PRU控制)重新设置第一最优输出电压Vrect1_set和第二最优输出电压Vrect2_set而获得的需求电压,并且基于需求电压从电力传输单元1000接收电力。
图10是示出与图9对应的电力传输单元的操作的流程图。
特别地,图10是用于计算图7中的电力接收单元的最优输出控制电压的详细流程图。参照图10,电力传输单元1000可以接收电力接收单元2001和2002的接收电力信息。
电力传输单元1000可以从第一电力接收单元2001接收第一可用输出电压Vrect1的范围信息。电力传输单元1000还可以从第二电力接收单元2002接收第二可用输出电压Vrect2的范围信息(步骤S1002)。
例如,电力传输单元1000可以接收第一电力接收单元2001的第一输出电压Vrect1的第一最小输出电压Vrect1_min_dyn、第一最大输出电压Vrect1_max_dyn和第一最优输出电压Vrect1_set_dyn。电力传输单元1000可以接收第二电力接收单元2002的第二输出电压Vrect2的第二最小输出电压Vrect2_min_dyn、第二最大输出电压Vrect2_max_dyn和第二最优输出电压Vrect2_set_dyn。电力传输单元1000可以接收第一电力接收单元2001的第一输出功率Prx1和第二电力接收单元2002的第二输出功率Prx2。电力传输单元1000可以使用第一接收侧AC/DC转换器2301的输出电流信息、第二接收侧AC/DC转换器2302的输出电流信息以及输出电压Vrect1和输出电压Vrect2来确定第一输出功率Prx1和第二输出功率Prx2
电力传输单元1000可以确定第一输出电压Vrect1和第二输出电压Vrect2的值是否在可以满足等式9的范围内。
即,电力传输单元1000可以确定第一输出电压Vrect1和第二输出电压Vrect2的值是否在可以满足最优输出控制电压条件的范围内。换句话说,可以检验第一输出电压Vrect1的范围内的特定电压值、第二输出电压Vrect2的范围内的特定电压值以及第一输出功率Prx1和第二输出功率Prx2是否满足等式9。例如,当第一最优输出电压Vrect1_set小于第二最优输出电压Vrect2_set并且第一输出功率Prx1小于第二输出功率Prx2时,详细地,当在第一最小输出电压Vrect1_min_dyn至第一最大输出电压Vrect1_max_dyn的范围内存在满足等式9的特定输出电压值,并且在第二最小输出电压Vrect2_min_dyn至第二最大输出电压Vrect2_max_dyn的范围内存在存在满足等式9的特定输出电压时,电力传输单元1000可以向第一电力接收单元2001和第二电力接收单元2002传送包括充电许可信息的电力接收单元控制信息(PRU控制)。
1-1)电力传输单元1000可以将关于基于等式9创建的第一最优输出控制电压Vrect1_con_set和第二最优输出控制电压Vrect2_con_set的信息与电力接收单元控制信息(PRU控制)一起传送到第一电力接收单元2001和第二电力接收单元2002,使得第一电力接收单元2001和第二电力接收单元2002重新设置满足等式9的第一最优输出电压Vrect1_set和第二最优输出电压Vrect2_set(步骤S1004)。
第一电力接收单元2001和第二电力接收单元2002可以对应于第一最优输出控制电压Vrect1_con_set和第二最优输出控制电压Vrect2_con_set生成需求电压并向电力传输单元1000传输需求电压(步骤S1005)。
需求电压是基于第一最优输出控制电压Vrect1_con_set和第二最优输出控制电压Vrect2_con_set而改变的其最优输出电压Vrect_set。当即使第一电力接收单元2001和第二电力接收单元2002中的任意一个的AC/DC转换器的输出电压Vrect被调整以满足等式9时,最优输出控制电压Vrect_con_set也可以被设置并且被传输到相应的电力接收单元,使得在最小输出电压Vrect_min和最大输出电压Vrect_max的范围内仅调整一个需要被调整的输出电压Vrect以满足等式9。接收到最优输出控制电压的电力接收单元可以向电力传输单元1000传输基于最优输出控制电压Vrect_con_set生成的需求电压。需求电压是基于最优输出控制电压Vrect_con_set改变的其最优输出电压Vrect_set
电力传输单元1000可以从电力接收单元2001和2002接收电力接收单元动态参数作为针对电力接收单元控制信息(PRU控制)的响应信号,并且可以基于电力接收单元2001和2002的最优输出电压Vrect_set(基于最优输出控制电压Vrect_con_set生成的需求电压)来提供电力。可替选地,电力传输单元1000可以在不等待针对电力接收单元控制信息(PRU控制)的响应信号的情况下基于最优输出控制电压Vrect_con_set来提供电力(步骤S1006)。
可以生成并向第一电力接收单元2001提供基于第一最优输出电压Vrect1_set和第二最优输出电压Vrect2_set设置的第一输入功率Pin1,并且生成并向第二电力接收单元2002提供第二输入功率Pin2
当第一最优输出电压Vrect1_set小于第二最优输出电压Vrect2_set而第一输出功率Prx1大于第二输出功率Prx2时,或者当第一最优输出电压Vrect1_set大于第二最优输出电压Vrect2_set而第一输出功率Prx1小于第二输出功率Prx2时,详细地,在第一最小输出电压Vrect1_min_dyn至第一最大输出电压Vrect1_max_dyn的范围内不存在满足等式9的特定输出电压值,并且在第二最小输出电压Vrect2_min_dyn至第二最大输出电压Vrect2_max_dyn的范围内不存在满足等式9的特定输出电压时,第一最优输出控制电压Vrect1_con_set和第二最优输出控制电压Vrect2_con_set可以被如下设置。(步骤S1007)。
当第一输出功率Prx1小于第二输出功率Prx2时,第一最优输出控制电压Vrect1_con_set可以变成第一最小输出电压Vrect1_min_dyn,并且第二最优输出控制电压Vrect2_con_set可以变成第二最大输出电压Vrect2_max_dyn,使得可以近似满足等式9。当第一输出功率Prx1大于第二输出功率Prx2时,第一最优输出控制电压Vrect1_con_set可以变成第一最大输出电压Vrect1_max_dyn,并且第二最优输出控制电压Vrect2_con_set可以变成第二最小输出电压Vrect2_min_dyn,使得可以近似满足等式9。
第一最优输出控制电压Vrect1_con_set和第二最优输出控制电压Vrect2_con_set被包括在电力接收单元控制信息(PRU控制)中,并且接收到该信息的第一电力接收单元2001和第二电力接收单元2002可以提供通过基于电力接收单元控制信息(PRU控制)重新设置第一最优输出电压Vrect1_set和第二最优输出电压Vrect2_set而获得的需求电压(步骤S1008)。
电力传输单元1000可以基于最优输出控制电压传输电力(步骤S1009)。例如,电力传输单元1000可以向第一电力接收单元2001传输基于第一最优输出控制电压Vrect1_con_set的电力。此外,电力传输单元1000可以向第二电力接收单元2002传输基于第二最优输出控制电压Vrect2_con_set的电力。
此后,电力传输单元1000可以接收第一电力接收单元2001和第二电力接收单元2002的输出电压Vrect的值(步骤S1010)。电力传输单元1000可以根据输出电压Vrect调整传输电力(步骤S1011)
-当第一电力接收单元被充电的同时第二电力接收单元进入充电区域时。
图11是示出电力传输单元以及第一电力接收单元和第二电力接收单元的操作流程的图。
参照图11描述当第一电力接收单元被充电时第二电力接收单元进入充电区域的情况。
(1)当向电力传输单元1000供应电力(上电)时,可以进入配置模式。在电力节省模式下,电力传输单元1000可以每隔一定时段向传输侧线圈1400施加不同的电力信标。使用电力信标可以检测输入阻抗Ztx_in的变化或者可以驱动充电区域中的电力接收单元2001和2002。
(2)在低电力模式中,从第一电力接收单元2001接收到公告(PRU公告)的电力传输单元1000可以通过向第一电力接收单元2001传送连接请求信号来在电力传输单元1000和第一电力接收单元2001之间形成连接。
(3)电力传输单元1000可以从第一电力接收单元2001接收电力接收单元静态参数和电力接收单元动态参数。
(4)在电力传输单元中,电力传输单元1000可以向第一电力接收单元2001传送包括用于允许无线充电的信息的第一电力接收单元控制信息(PRU1控制1)。此外,可以允许第一电力接收单元2001通过基于第一最优输出电压Vrect1_set_dyn、第一最小输出电压Vrect1_min_dyn和第一最大输出电压Vrect1_max_dyn创建与接收到信息的第一电力接收单元2001的第一输出电压Vrect1的第一最优输出电压Vrect1_set_dyn或第一最小输出电压Vrect1_min_dyn或第一最大输出电压Vrect1_max_dyn中的任意一个对应的输入功率Pin并将其提供给传送侧线圈单元1400来无线地接收电力。可替选地,在供应初始电力之后,可以基于第一输出电压Vrect1的第一最小输出电压Vrect1_min_dyn、第一最大输出电压Vrect1_max_dyn和第一最优输出电压Vrect1_set_dyn来控制传送侧线圈的电流Itx_coil
(5)当第一电力接收单元2001被充电的同时第二电力接收单元2002进入充电区域时,从第二电力接收单元2002接收到公告信号(PRU公告)的电力传输单元1000可以通过向第二电力接收单元2002传送响应信号来在电力传输单元1000和第二电力接收单元2002之间形成连接。
(6)电力传输单元1000可以从第二电力接收单元2002接收电力接收单元静态参数和电力接收单元动态参数。此外,可以从第一电力接收单元2001接收电力接收单元动态参数。当电力传输单元1000从第二电力接收单元2002接收到电力接收单元静态参数和电力接收单元动态参数中的至少一个时,其可以通过向第一电力接收单元2001传送电力接收单元动态参数请求信号来从第一电力接收单元2001接收电力接收单元动态参数。可替选地,可以在从第二电力接收单元2002接收到电力接收单元静态参数和电力接收单元动态参数之后,等待直到从第一电力接收单元2001传送电力接收单元动态参数为止(然而,可以保持向第一电力接收单元2001提供的无线电力)。
接收到第一电力接收单元2001的第一输出电压Vrect1的第一最小输出电压Vrect1_min_dyn、第一最大输出电压Vrect1_max_dyn和第一最优输出电压Vrect1_set_dyn、第二电力接收单元2002的第二输出电压Vrect2的第二最小输出电压Vrect2_min_dyn、第二最大输出电压Vrect2_max_dyn和第二最优输出电压Vrect2_set_dyn以及第一电力接收单元2001的第一输出功率Prx1和第二电力接收单元2002的第二输出功率Prx2或第一接收侧AC/DC转换器2301的输出电流信息和第二接收侧AC/DC转换器2302的输出电流信息的电力传输单元1000可以基于参数来确定第一输出功率Prx1和第二输出功率Prx2
此外,可以检验第一输出电压Vrect1的范围、第二输出电压Vrect2的范围以及第一输出功率Prx1和第二输出功率Prx2是否满足等式9。
1)例如,当第一最优输出电压Vrect1_set小于第二最优输出电压Vrect2_set并且第一输出功率Prx1小于第二输出功率Prx2时,详细地,当在第一最小输出电压Vrect1_min_dyn至第一最大输出电压Vrect1_max_dyn的范围内存在满足等式9的特定输出电压值并且在第二最小输出电压Vrect2_min_dyn至第二最大输出电压Vrect2_max_dyn的范围内存在满足等式9的特定输出电压时,电力传输单元1000可以向第二电力接收单元2002传送第二电力接收单元2002的包括充电许可信息的电力接收单元控制信息(PRU2控制)。此外,电力传输单元1000可以将关于第二最优输出控制电压Vrect2_con_set的信息与第二电力接收单元2002的第二电力接收单元控制信息(PRU2控制)一起传送到第二电力接收单元2002,使得第二电力接收单元2002重新设置满足等式9的第二输出电压Vrect2。此外,电力传输单元1000可以将关于第一最优输出控制电压Vrect1_con_set的信息与针对第一电力接收单元2001重新更新的第二电力接收单元控制信息(PRU2控制2)一起传送到第一电力接收单元2001。第一电力接收单元2001和第二电力接收单元2002可以对应于第一最优输出控制电压Vrect1_con_set和第二最优输出控制电压Vrect2_con_set生成需求电压并向电力传输单元1000传输需求电压。需求电压是基于第一最优输出控制电压Vrect1_con_set和第二最优输出控制电压Vrect2_con_set而改变的其最优输出电压Vrect_set
1-1)当即使仅调整第一输出电压Vrect1和第二输出电压Vrect2中的任意一个来满足等式9时,也可以设置最优输出控制电压Vrect_con_set,使得第一输出电压Vrect1和第二输出电压Vrect2中的仅一个需要被调整的输出电压Vrect在最小输出电压Vrect_main和最大输出电压Vrect_max的范围内被调整,并且将最优输出控制电压传送到相应的电力接收单元。接收到最优输出控制电压的电力接收单元可以向电力传输单元1000传输基于最优输出控制电压Vrect_con_set生成的需求电压。需求电压是基于最优输出控制电压Vrect_con_set改变的其最优输出电压Vrect_set
1-2)电力传输单元1000可以生成并且向第一电力接收单元2001提供基于来自电力接收单元的请求电力而设置的第一输入功率Pin1,并且可以生成并且向第二电力接收单元2002提供第二输入功率Pin2
2)当第一最优输出电压Vrect1_set小于第二最优输出电压Vrect2_set而第一输出功率Prx1大于第二输出功率Prx2时,或者当第一最优输出电压Vrect1_set大于第二最优输出电压Vrect2_set而第一输出功率Prx1小于第二输出功率Prx2时,详细地,在第一最小输出电压Vrect1_min_dyn至第一最大输出电压Vrect1_max_dyn的范围内不存在满足等式9的特定输出电压值Vrect1,并且在第二最小输出电压Vrect2_min_dyn至第二最大输出电压Vrect2_max_dyn的范围内不存在满足等式9的特定输出电压Vrect2时,电力传输单元1000可以如下设置第一最优输出控制电压Vrect1_con_set和第二最优输出控制电压Vrect2_con_set
2-1)当第一输出功率Prx1小于第二输出功率Prx2时,电力传输单元1000可以使第一最优输出控制电压Vrect1_con_set为第一最小输出电压Vrect1_min_dyn并且使第二最优输出控制电压Vrect2_con_set为第二最大输出电压Vrect2_max_dyn,使得可以近似满足等式9。
2-2)当第一输出功率Prx1大于第二输出功率Prx2时,电力传输单元1000可以使第一最优输出控制电压Vrect1_con_set为第一最大输出电压Vrect1_max_dyn并且使第二最优输出控制电压Vrect2_con_set为第二最小输出电压Vrect2_min_dyn,使得可以近似满足等式9。
2-3)第一最优输出控制电压Vrect1_con_set和第二最优输出控制电压Vrect2_con_set被包括在电力接收单元控制信息(PRU控制)中,并且接收到该信息的第一电力接收单元2001和第二电力接收单元2002可以提供通过基于电力接收单元控制信息(PRU控制)重新设置第一输出电压Vrect1和第二输出电压Vrect2而获得的需求电压,并且从电力传输单元1000接收基于需求电压的电力。
图12是示出与图11的流程图对应的电力传输单元的操作的流程图。
参考图12,电力传输单元1000可以从第一电力接收单元2001接收第一电力接收单元2001的接收电力信息(步骤S1201)。例如,电力传输单元1000可以从第一电力接收单元2001接收电力接收单元静态参数和电力接收单元动态参数。
电力传输单元1000可以从第一电力接收单元2001接收第一电力接收单元2001的可用输出电压Vrect的范围信息(步骤S1202)。在电力传输模式中,电力传输单元1000可以向第一电力接收单元2001传送包括用于许可无线充电的信息的第一电力接收单元控制信息(PRU1控制1)。
此外,可以允许第一电力接收单元2001通过基于第一最优输出电压Vrect1_set_dyn、第一最小输出电压Vrect1_min_dyn和第一最大输出电压Vrect1_max_dyn创建与接收到信息的第一电力接收单元2001的第一输出电压Vrect1的第一最优输出电压Vrect1_set_dyn或第一最小输出电压Vrect1_min_dyn或第一最大输出电压Vrect1_max_dyn中的任意一个对应的输入功率Pin并将其提供给传输侧线圈单元1400来无线地接收电力(步骤S1203)。
可替选地,在供应初始电力之后,可以基于第一输出电压Vrect1的第一最小输出电压Vrect1_min_dyn、第一最大输出电压Vrect1_max_dyn和第一最优输出电压Vrect1_set_dyn来控制传输侧线圈的电流Itx_coil。当第一电力接收单元2001被充电的同时第二电力接收单元2002进入充电区域时,从第二电力接收单元2002接收到公告信号(PRU公告)的电力传输单元1000可以通过向第二电力接收单元2002传送响应信号来在电力传输单元1000和第二电力接收单元2002之间形成连接。
电力传输单元1000可以从第二电力接收单元2002接收电力接收单元静态参数和电力接收单元动态参数。此外,可以从第一电力接收单元2001接收电力接收单元动态参数(步骤S1204)。
当电力传输单元1000从第二电力接收单元2002接收到电力接收单元静态参数和电力接收单元动态参数中的至少一个时,其可以通过向第一电力接收单元2001传送电力接收单元动态参数请求信号来从第一电力接收单元2001接收电力接收单元动态参数。可替选地,可以在从第二电力接收单元2002接收到电力接收单元静态参数和电力接收单元动态参数之后,等待直到从第一电力接收单元2001传送电力接收单元动态参数为止(然而,可以保持向第一电力接收单元2001提供的无线电力)。
接收到第一电力接收单元2001的第一输出电压Vrect1的第一最小输出电压Vrect1_min_dyn、第一最大输出电压Vrect1_max_dyn和第一最优输出电压Vrect1_set_dyn、第二电力接收单元2002的第二输出电压Vrect2的第二最小输出电压Vrect2_min_dyn、第二最大输出电压Vrect2_max_dyn和第二最优输出电压Vrect2_set_dyn以及第一电力接收单元2001的第一输出功率Prx1和第二电力接收单元2002的第二输出功率Prx2或第一接收侧AC/DC转换器2301的输出电流信息和第二接收侧AC/DC转换器2302的输出电流信息的电力传输单元1000可以基于参数来确定第一输出功率Prx1和第二输出功率Prx2
此外,电力传输单元1000可以检验第一输出电压Vrect1的范围、第二输出电压Vrect2的范围以及第一输出功率Prx1和第二输出功率Prx2是否满足等式9(步骤S1205)。
例如,当第一最优输出电压Vrect1_set小于第二最优输出电压Vrect2_set并且第一输出功率Prx1小于第二输出功率Prx2时,详细地,当在第一最小输出电压Vrect1_min_dyn至第一最大输出电压Vrect1_max_dyn的范围内存在满足等式9的特定输出电压值,并且在第二最小输出电压Vrect2_min_dyn至第二最大输出电压Vrect2_max_dyn的范围内存在满足等式9的特定输出电压时,电力传输单元1000可以向第二电力接收单元2002传送第二电力接收单元2002的包括充电许可信息的电力接收单元控制信息(PRU2控制)。此外,电力传输单元1000可以将关于第二最优输出控制电压Vrect2_con_set的信息与第二电力接收单元2002的第二电力接收单元控制信息(PRU2控制)一起传送到第二电力接收单元2002,使得第二电力接收单元2002重新设置满足等式9的第二输出电压Vrect2(步骤1206)。
此外,电力传输单元1000可以将关于第一最优输出控制电压Vrect1_con_set的信息与针对第一电力接收单元2001重新更新的第二电力接收单元控制信息(PRU2控制2)一起传送到第一电力接收单元2001。
第一电力接收单元2001和第二电力接收单元2002可以对应于第一最优输出控制电压Vrect1_con_set和第二最优输出控制电压Vrect2_con_set生成需求电压并向电力传输单元1000传输需求电压(步骤S1207)。需求电压是基于第一最优输出控制电压Vrect1_con_set和第二最优输出控制电压Vrect2_con_set而改变的其最优输出电压Vrect_set
可替选地,当即使仅调整第一输出电压Vrect1和第二输出电压Vrect2中的任意一个以满足等式9时,,也可以设置最优输出控制电压Vrect_con_set,使得第一输出电压Vrect1和第二输出电压Vrect2中的仅一个需要被调整的输出电压Vrect在最小输出电压Vrect_main和最大输出电压Vrect_max的范围内被调整,并且将最优输出控制电压传送到相应的电力接收单元。接收到最优输出控制电压的电力接收单元可以向电力传输单元1000传输基于最优输出控制电压Vrect_con_set生成的需求电压。需求电压是基于最优输出控制电压Vrect_con_set改变的其最优输出电压Vrect_set
电力传输单元1000可以生成并向第一电力接收单元2001提供基于来自电力接收单元的请求电力而设置的第一输入功率Pin1,并且可以生成并向第二电力接收单元2002提供第二输入功率Pin2(步骤S1208)。
当第一最优输出电压Vrect1_set小于第二最优输出电压Vrect2_set而第一输出功率Prx1大于第二输出功率Prx2时,或者当第一最优输出电压Vrect1_set大于第二最优输出电压Vrect2_set而第一输出功率Prx1小于第二输出功率Prx2时,详细地,在第一最小输出电压Vrect1_min_dyn至第一最大输出电压Vrect1_max_dyn的范围内不存在满足等式9的特定输出电压值Vrect1,并且在第二最小输出电压Vrect2_min_dyn至第二最大输出电压Vrect2_max_dyn的范围内不存在满足等式9的特定输出电压Vrect2时,电力传输单元1000可以如下设置第一最优输出控制电压Vrect1_con_set和第二最优输出控制电压Vrect2_con_set(步骤S1209)。
当第一输出功率Prx1小于第二输出功率Prx2时,电力传输单元1000可以使第一最优输出控制电压Vrect1_con_set为第一最小输出电压Vrect1_min_dyn并且使第二最优输出控制电压Vrect2_con_set为第二最大输出电压Vrect2_max_dyn,使得可以近似满足等式9。
当第一输出功率Prx1大于第二输出功率Prx2时,电力传输单元1000可以使第一最优输出控制电压Vrect1_con_set为第一最大输出电压Vrect1_max_dyn并且使第二最优输出控制电压Vrect2_con_set为第二最小输出电压Vrect2_min_dyn,使得可以近似满足等式9。
电力传输单元1000可以从电力接收单元接收基于最优输出控制电压的需求电压。
例如,第一最优输出控制电压Vrect1_con_set和第二最优输出控制电压Vrect2_con_set被包括在电力接收单元控制信息(PRU控制)中,并且接收到该信息的第一电力接收单元2001和第二电力接收单元2002可以提供通过基于电力接收单元控制信息(PRU控制)重新设置第一输出电压Vrect1和第二输出电压Vrect2而获得的需求电压。
电力传输单元1000可以基于最优输出控制电压传输电力(步骤S1211)。例如,电力传输单元1000可以向第一电力接收单元2001传输基于第一最优输出控制电压Vrect1_con_set的电力。此外,电力传输单元1000可以向第二电力接收单元2002传输基于第二最优输出控制电压Vrect2_con_set的电力。
之后,电力传输单元1000可以接收第一电力接收单元2001和第二电力接收单元2002的输出电压的值Vrect(步骤S1212)。电力传输单元1000可以根据输出电压Vrect调整传输电力(步骤S1213)。
可以由传输侧通信和控制单元1500和接收侧通信和控制单元2600执行电力传输单元1000和电力接收单元2000之间的信息交换以及基于上述信息交换的控制。
根据实施方式的多充电方法,当始终基于来自多个电力接收单元(例如,电力接收单元A和电力接收单元B)的电力接收单元动态参数来调整充电电力时,基于电力接收单元A的参数来提供适合于电力接收单元A的状态的充电电力,因此会降低电力接收单元B的充电效率。之后,基于电力接收单元B的参数来提供适合于电力接收单元B的状态的充电电力,因此会降低电力接收单元A的充电效率。因此,可以消除系统的不稳定性。
根据实施方式的多充电方法,由于考虑了当多个电力接收单元被同时充电时对整个系统最适合的充电效率来执行无线充电,所以可以确保多充电的效率和稳定性。
此外,根据实施方式,可以通过重新调整多个电力接收单元的接收侧AC/DC转换器的输出电压来确保多充电的稳定性。
尽管以上描述了本发明的示例性实施方式,但是应当理解的是,在不偏离所附权利请求书中描述的本发明的主旨和范围的情况下,本领域技的术人员可以以各种方式对本发明进行改变和修改。因此,本发明的技术范围不限于在此描述的示例性实施方式,而应当由权利要求书确定。工业适用性
本发明可以被用于无线电力传输系统的领域。

Claims (42)

1.一种驱动将无线充电电力传输到多个电力接收单元的电力传输单元的方法,其中,所述电力传输单元接收包括关于所述电力接收单元的AC/DC转换器的输出电压和所述电力接收单元的输出功率的信息的参数,并且基于所述参数创建包括最优输出控制电压的电力接收单元控制信息,并且
所述电力接收单元控制信息被传送到所述电力接收单元中的至少一个,并且接收到所述电力接收单元控制信息的电力接收单元接收关于基于所述最优输出控制电压生成的需求电压的信息,并且基于关于所述需求电压的信息生成无线电力。
2.根据权利要求1所述的方法,其中,关于所述参数和所述需求电压的信息包括关于作为最大值的最大输出电压、作为最小值的最小输出电压和作为所述输出电压的最优值的最优输出电压中的至少一个的信息。
3.根据权利要求1所述的方法,其中,所述电力接收单元控制信息还包括用于启用/禁用和允许充电的信息。
4.根据权利要求2所述的方法,其中,所述电力接收单元包括第一电力接收单元和第二电力接收单元,并且
所述电力传输单元基于所述第一电力接收单元的第一AC/DC转换器的第一输出功率和第一输出电压以及所述第二电力接收单元的第二AC/DC转换器的第二输出功率和第二输出电压生成所述第一电力接收单元的第一最优输出控制电压和所述第二电力接收单元的第二最优输出控制电压。
5.根据权利要求4所述的方法,其中,所述电力传输单元确定所述第一输出功率和所述第二输出功率与所述第一输出电压和所述第二输出电压之间的关系是否满足下面的等式1,
等式1
其中,Prx1是所述第一输出功率,Prx2是所述第二输出功率,Vrect1是所述第一输出电压,并且Vrect2是所述第二输出电压。
6.根据权利要求5所述的方法,其中,满足所述等式1的第一输出控制电压被设置在所述第一输出电压的最大值和最小值之间的范围内,并且第一电力接收单元控制信息包括关于至所述第一电力接收单元的所述第一输出控制电压的信息,并且
由所述第一电力接收单元基于所述第一电力接收单元控制信息生成第一需求电压,并且无线电力基于所述第一需求电压而生成。
7.根据权利要求5所述的方法,其中,将满足所述等式1的第二输出控制电压被设置在所述第二输出电压的最大值和最小值之间的范围内,并且第二电力接收单元控制信息包括关于至所述第二电力接收单元的所述第二输出控制电压的信息,并且
由所述第二电力接收单元基于所述第二电力接收单元控制信息生成第二需求电压,并且无线电力基于所述第二需求电压而生成。
8.根据权利要求5所述的方法,其中,当在所述第一输出电压的最大值和最小值之间的范围内不存在满足所述等式1的第一输出控制电压时,或者当在所述第二输出电压的最大值和最小值之间的范围内不存在满足所述等式1的第二输出控制电压时,
所述第一输出控制电压被设置为所述第一输出电压的最大值和最小值中的任意一个,并且
所述第二输出控制电压被设置为所述第二输出电压的最大值和最小值中的任意一个。
9.根据权利要求8所述的方法,其中,当所述第一输出功率大于所述第二输出功率时,所述第一输出控制电压被设置为所述第一输出电压的最大值,并且所述第二输出控制电压被设置为所述第二输出电压的最小值。
10.根据权利要求9所述的方法,其中,当所述第一输出电压小于所述第二输出电压时,所述第一输出控制电压被设置为所述第一输出电压的最小值,并且所述第二输出控制电压被设置为所述第二输出电压的最大值。
11.一种无线电力传输单元的无线电力传输方法,所述无线电力传输单元将无线电力传输到多个无线电力接收单元,所述方法包括:
接收所述电力接收单元的第一接收电力信息;
确定所述电力接收单元的最优输出控制电压;以及
将基于所述最优输出控制电压调整的电力传送到所述电力接收单元。
12.根据权利要求11所述的方法,还包括:
将所述电力接收单元的电力接收单元控制信息传送到所述电力接收单元;
从所述电力接收单元接收第二接收电力信息;以及
将基于所述第二接收电力信息调整的电力传送到所述电力接收单元。
13.根据权利要求12所述的方法,其中,所述接收电力信息包括关于所述电力接收单元的AC/DC转换器的输出电压、作为最大值的最大输出电压、作为最小值的最小输出电压以及作为所述输出电压的最优值的最优输出电压中的至少一个的信息。
14.根据权利要求13所述的方法,其中,所述电力接收单元控制信息包括所述最优输出控制电压,并且
基于所述最优输出控制电压来确定所述第二接收电力信息。
15.根据权利要求12所述的方法,其中,所述电力接收单元控制信息包括用于启用/禁用和允许充电的信息项中的至少一个。
16.根据权利要求13所述的方法,其中,使用所述电力接收单元的AC/DC转换器的输出电压值来确定所述电力接收单元的所述最优输出控制电压。
17.根据权利要求16所述的方法,其中,所述电力接收单元的所述最优输出控制电压包括满足下面的等式1的第一输出电压Vrect1或第二输出电压Vrect2
等式1
其中,Prx1和Prx2是所述电力接收单元的AC/DC转换器的输出功率值。
18.根据权利要求17所述的方法,其中,在所述电力接收单元的所述最优输出控制电压未被包括在所述电力接收单元的所述第一接收电力信息中所包含的最大输出电压和最小输出电压之间的范围内时,所述电力接收单元的所述最优输出控制电压被确定为所述最大输出电压或所述最小输出电压。
19.一种无线电力接收单元的无线电力接收方法,所述无线电力接收单元从无线电力传输单元接收无线电力,所述方法包括:
将第一接收电力信息传送到所述电力传输单元;
从所述电力传输单元接收电力接收单元控制信息;
基于所述电力接收单元控制信息确定第二接收电力信息;
将所述第二接收电力信息传送到所述电力传输单元;以及
从所述电力传输单元接收基于所述第二接收电力信息调整的无线电力。
20.根据权利要求19所述的方法,其中,所述接收电力信息包括关于所述电力接收单元的AC/DC转换器的输出电压、作为最大值的最大输出电压、作为最小值的最小输出电压以及作为所述输出电压的最优值的最优输出电压中的至少一个的信息。
21.根据权利要求19所述的方法,其中,所述电力接收单元控制信息包括所述最优输出控制电压,并且
基于所述最优输出控制电压来确定所述第二接收电力信息。
22.根据权利要求19所述的方法,其中,所述第一电力接收单元控制信息包括用于启用/禁用和允许充电的信息项中的至少一个。
23.根据权利要求21所述的方法,其中,所述电力传输单元向与所述电力接收单元区分开的不同的电力接收单元提供无线电力,并且使用所述电力接收单元的AC/DC转换器的输出电压值和所述不同的电力接收单元的AC/DC转换器的输出电压值确定所述电力接收单元的最优输出控制电压。
24.根据权利要求23所述的方法,其中,所述电力接收单元和所述不同的电力接收单元的最优输出控制电压包括满足下面的等式1的第一输出电压Vrect1或第二输出电压Vrect2
等式1
其中,Prx1和Prx2是所述电力接收单元和所述不同的电力接收单元的AC/DC转换器的输出功率值。
25.根据权利要求24所述的方法,其中,当所述电力接收单元和所述不同的电力接收单元的最优输出控制电压未被包括在所述电力接收单元和所述不同的电力接收单元的所述第一接收电力信息中所包含的最大输出电压和最小输出电压之间的范围内时,所述电力接收单元和所述不同的电力接收单元的所述最优输出控制电压被设置为最大输出电压或最小输出电压。
26.一种驱动从电力传输单元接收无线充电电力的第一电力接收单元和第二电力接收单元中的第一电力接收单元的方法,其中,所述第一电力接收单元:
将包括关于所述第一电力接收单元的第一AC/DC转换器的第一输出电压和第一输出功率的信息的参数传送到所述电力传输单元;
从所述电力传输单元接收包括基于所述参数生成的第一最优输出控制电压的电力接收单元控制信息;以及
基于所述第一最优输出控制电压创建需求电压并且将所述需求电压传送到所述电力传输单元。
27.根据权利要求26所述的方法,其中,关于所述参数和所述需求电压的信息包括关于作为最大值的第一最大输出电压、作为最小值的第一最小输出电压和作为所述第一输出电压的最优值的第一最优输出电压中的至少一个的信息。
28.根据权利要求26所述的方法,其中,所述电力接收单元控制信息还包括用于启用/禁用和允许充电的信息。
29.根据权利要求27所述的方法,其中,所述电力传输单元基于所述第一电力接收单元的第一AC/DC转换器的第一输出功率和第一输出电压以及所述第二电力接收单元的第二AC/DC转换器的第二输出功率和第二输出电压来生成所述第一电力接收单元的第一最优输出控制电压和所述第二电力接收单元的第二最优输出控制电压。
30.根据权利要求29所述的方法,其中,所述电力传输单元确定所述第一输出功率和所述第二输出功率与所述第一输出电压和所述第二输出电压之间的关系是否满足下面的等式1,
等式1
其中,Prx1是所述第一输出功率,Prx2是所述第二输出功率,Vrect1是所述第一输出电压,并且Vrect2是所述第二输出电压。
31.根据权利要求30所述的方法,其中,满足所述等式1的第一输出控制电压被设置在所述第一输出电压的最大值和最小值之间的范围内,并且
接收包括关于所述第一输出控制电压的信息的电力接收单元控制信息,并且基于所述电力接收单元控制信息生成第一需求电压。
32.根据权利要求29所述的方法,其中,在所述第一输出电压的最大值和最小值之间的范围内不存在满足所述等式1的第一输出控制电压时,或者在所述第二输出电压的最大值和最小值之间的范围内不存在满足所述等式1的第二输出控制电压时,
所述第一输出控制电压被设置为所述第一输出电压的最大值和最小值中的任意一个。
33.根据权利要求29所述的方法,其中,当所述第一输出功率大于所述第二输出功率时,所述第一输出控制电压被设置为所述第一输出电压的最大值,并且
当所述第一输出功率小于所述第二输出功率时,所述第一输出控制电压被设置为所述第一输出电压的最小值。
34.一种电力传输单元,包括:
传输侧谐振电路,其谐振地耦合到多个电力接收单元的接收侧谐振电路;
电力转换器,其生成AC电力并且将所述AC电力输出到所述传输侧谐振电路;以及
控制所述电力转换器的控制器,
其中,所述电力传输单元基于所述电力接收单元的整流电压的最小值和最大值来生成最优整流控制电压并且传输最优整流控制电压,并且基于所述电力接收单元的根据所述最优整流控制电压生成的需求电压生成无线电力。
35.根据权利要求34所述的电力传输单元,其中,所述电力传输单元接收作为所述电力接收单元中的任意一个的第一电力接收单元的第一输出功率和作为所述电力接收单元中的另一个的第二电力接收单元的第二输出功率,并且然后基于所述第一输出功率和所述第二输出功率设置所述最优整流控制电压。
36.根据权利要求35所述的电力传输单元,其中,当所述第一输出功率小于所述第二输出功率时,生成所述最优整流控制电压,使得所述第一电力接收单元的需求电压小于所述第二电力接收单元的需求电压。
37.根据权利要求35所述的电力传输单元,其中,当所述第一输出功率小于所述第二输出功率,并且被生成为使得所述第一电力接收单元的需求电压小于所述第二电力接收单元的需求电压的所述最优整流控制电压无法被设置在所述整流电压的最小值和最大值之间的范围内时,所述整流控制电压被设置为使得所述第一电力接收单元的需求电压变成所述第一电力接收单元的整流电压的最小值,并且所述第二电力接收单元的需求电压变成所述第二电力接收单元的整流电压的最大值。
38.根据权利要求34所述的电力传输单元,其中,所述整流控制电压的信息与启用或禁用所述电力接收单元的充电功能的电力接收器控制信息一起被传送到所述电力接收单元。
39.一种电力接收单元,包括:
接收侧谐振电路,其谐振地耦合到电力传输单元的传输侧谐振电路;
对来自所述接收侧谐振电路的AC电流进行整流的整流器;以及
控制所述整流器的整流电压的控制器,
其中,所述电力接收单元向所述电力传输单元传送关于所述整流电压的信息,从所述电力传输单元接收基于关于所述整流电压的信息生成的整流控制电压,并且基于所述整流控制电压生成需求电压并且将所述需求电压传送到所述电力传输单元。
40.根据权利要求39所述的电力接收单元,其中,所述整流控制电压是所述整流电压的最小值到最大值中的任意一个的电压值。
41.根据权利要求39所述的电力接收单元,其中,接收基于所述需求电压生成的无线电力。
42.根据权利要求39所述的电力接收单元,其中,所述整流控制电压的信息与启用或禁用所述电力接收单元的充电功能的电力接收器控制信息一起被传送到所述电力接收单元。
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