CN110611512A - 无线电能发射器的解调设备和方法 - Google Patents

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Abstract

一种检测装置包括：与功率转换设备的第一开关元件连接的第一电流检测设备；与所述功率转换设备的第二开关元件连接的第二电流检测设备；以及被配置为接收由所述第一电流检测设备和所述第二电流检测设备检测获得的电流信号，并生成平均电流信号和峰值电流信号的电流感应处理设备。

Description

无线电能发射器的解调设备和方法
技术领域
本发明涉及解调设备，并且在特定实施例中，涉及无线电能传输系统的发射器中的解调设备。
背景技术
随着技术进一步发展，无线电能传输作为用于为诸如移动电话、平板PC、数码相机、MP3播放器和/或类似装置的基于电池的移动装置供电或充电的高效且便利的机制出现。无线电能传输系统通常包括原边发射器和副边接收器。原边发射器通过电磁连接的方式，磁连接到副边接收器。磁连接可以由松耦合变压器实现，该松耦合变压器具有在原边发射器中形成的原边线圈和在副边接收器中形成的副边线圈。
原边发射器可包括诸如功率转换器的原边的功率转换单元。功率转换单元连接到电源，并且能够将电功率转换成无线电能信号。副边接收器能够通过松耦合变压器接收无线电能信号，并将接收的无线电能信号转换成适合于负载的电能。
在无线电能传输系统中，可基于副边接收器的操作参数生成各种控制信号。这些控制信号可以从副边接收器传输到原边发射器。具体来说，可利用合适的调制方案以调制信号的形式将控制信号从接收线圈传送到发射线圈。采用例如模拟前端(analog-front-end AFE)等的模拟信号检测装置来检测包含在施加到发射线圈的电流和/或电压中的控制信号。原边发射器处的解调器可用于解调由AFE生成的信号并将解调信号馈送到发射器控制单元，以便更好地控制发射器的运行。
随着无线电能传输系统的功率变得越来越高，需要精确地检测控制信号，从而以可靠的方式控制发射器的运行。
发明内容
通过本申请实施例提供的无线电能传输系统的发射器中的解调设备，一般性的解决或规避上述和其它问题，并且相应的获得了一般性的技术效果。
根据一个实施例，一种检测装置包括：与功率转换设备的第一开关元件连接的第一电流检测设备；与所述功率转换设备的第二开关元件连接的第二电流检测设备；以及电流检测处理设备，被配置为接收由所述第一电流检测设备和所述第二电流检测设备检测获得的电流信号，并生成平均电流信号和峰值电流信号。
根据另一个实施例，一种解调方法包括：通过连接到无线电能传输系统的发射器的第一开关元件的第一电流检测设备和连接到所述发射器的第二开关元件的第二电流检测设备，检测流过所述发射器的电流；通过电流检测处理设备，基于检测获得的电流信号生成所述发射器的峰值电流信号、平均电流信号和峰值电压；以及通过解调设备，将所述发射器的所述峰值电流信号、所述平均电流信号和所述峰值电压馈送到信号选择器中。
根据又一个实施例，一种解调系统包括：具有输入端和输出端的桥式转换器，所述桥式转换器的输入端与电源连接，输出端与电感-电容回路连接；电流检测设备，用于检测流过所述电感-电容回路的电流；电流检测处理设备，用于根据由所述电流检测设备检测获得的电流信号，生成所述电感-电容回路的峰值电流、平均电流和峰值电压；以及解调设备，用于将所述电感-电容回路的所述峰值电流、所述平均电流和所述峰值电压转换成数字信号。
本申请实施例的无线电能传输系统的发射器中的解调设备的其中一个优势是：其能够精确地解调来自无线电能传输系统的接收器的控制信号，从而提高无线电能传输系统的性能。
上文相当广泛地概述了本申请的特征和技术优点，以便可以更好地理解以下对本申请的详细描述。下文将描述本申请的额外特征和优点，它们形成本申请的权利要求的主题。本领域技术人员应明白，可容易地利用公开的概念和特定实施例作为修改或设计用于实现本申请的相同目的的其它结构或过程的基础。本领域技术人员还应意识到，此类等效构造没有偏离随附权利要求中所阐述的本申请的精神和范围。
附图说明
为了更全面地了解本申请及其优点，现在结合附图参考以下描述，图中：
图1示出本申请实施例的无线电能传输系统的框图；
图2示出本申请实施例的解调器及相关功能单元之间的设置情况的框图；
图3示出本申请实施例的全桥转换器的示意图和检测设备的框图；
图4示出本申请实施例的在图3中示出的滤波器和峰值检测器的示意图；
图5示出本申请实施例的解调设备的第一实施例的框图；
图6示出本申请实施例的解调设备的第二实施例的框图；
图7示出本申请实施例的，应用于解调设备的第一解调控制机制的流程图；
图8示出本申请实施例的，应用于解调设备的第二解调控制机制的流程图；以及
图9本申请实施例的，应用于解调设备的第三解调控制机制的流程图。
除非另外指示，否则不同图中的对应数字和符号一般指对应部分。绘制附图是为了清楚地说明各种实施例的相关方面，它们不一定按比例绘制。
具体实施方式
下面详细论述目前较佳的实施例的制作和使用。但是，应明白，本申请提供可在各种各样的特定情境中实施的许多适用的发明概念。论述的特定实施例只是说明制作和使用本申请的特定方式，而不是限制本申请的范围。
以在特定情境中的较佳实施例(即，无线电能传输系统的发射器中的解调设备)描述本申请。但是，本申请也可适用于各种电力系统。下文中，引用附图详细解释各种实施例。
图1示出根据本申请实施例的无线电能传输系统的框图。无线电能传输系统100包括级联连接在输入电源102和负载114之间的功率转换器104和无线电能传输装置101。在一些实施例中，采用功率转换器104以便进一步提高无线电能传输系统100的性能。在另一些实施例中，功率转换器104是可选择的元件。换句话说，无线电能传输装置101可直接连接到输入电源102。
无线电能传输装置101包括电能发射器110和电能接收器120。如图1所示，电能发射器110包括级联连接的发射电路107和发射线圈L1。发射电路107的输入端连接到功率转换器104的输出端。电能接收器120包括级联连接的接收线圈L2、谐振电容Cs、整流器112和功率转换器113。如图1所示，谐振电容Cs与接收线圈L2串联连接，并且进一步连接到整流器112的输入端。整流器112的输出端连接到功率转换器113的输入端。功率转换器113的输出端连接到负载114。
当电能接收器120放置在电能发射器110附近时，电能发射器110通过磁场，电磁连接到电能接收器120。通过作为电能发射器110的一部分的发射线圈L1和作为电能接收器120的一部分的接收线圈L2形成松连接变压器115。因此，可将电能从电能发射器110传输到电能接收器120。
在一些实施例中，电能发射器110可设置在充电板内。发射线圈L1放置在充电板上表面的下方。电能接收器120可嵌入移动电话内。当将移动电话放在充电板附近时，发射线圈L1和接收线圈L2之间建立电磁连接。换句话说，发射线圈L1和接收线圈L2可形成松连接变压器，通过该变压器，在电能发射器110和电能接收器120之间进行电能传输。通过连接系数k来量化发射线圈L1和接收线圈L2之间的连接强度。在一些实施例中，k在从约0.05到约0.9的范围中。
在一些实施例中，在发射线圈L1和接收线圈L2之间建立磁连接之后，电能发射器110和电能接收器120可形成电力系统，通过该电力系统，将电能从输入电源102无线地传输到负载114。
输入电源102可以是用于将公用线路电压转换成直流(dc)电压的电源适配器。在一些实施例中，输入电源102还可以是诸如太阳能电池板阵列等的可再生能源。在另一些实施例中，输入电源102还可以是诸如可充电电池、燃料电池、其任意组合和/或类似装置的任何合适的能量储存装置。
负载114表示由连接到功率接收器120的移动装置(例如，移动电话)消耗的功率。在一些实施例中，负载114可以指串联/并联连接并且连接到功率接收器120的输出端的一个和/或多个可充电电池。在另一些实施例中，负载114可以是下游功率转换器，例如电池充电器。
根据一些实施例，发射电路107可包括全桥转换器的原边开关。在另一些实施例中，发射电路107可包括诸如半桥转换器、推挽式转换器、其任意组合和/或类似装置的任何其它合适的功率转换器的原边开关。
应当说明的是，上文描述的功率转换器只是示例。本领域技术人员可以理解，取决于设计需要和不同应用，可在另一些实施例中使用诸如基于E类拓扑的功率转换器(例如，E类放大器)的其它合适的功率转换器。
发射电路107还可包括谐振电容(未示出)。谐振电容和发射线圈的磁电感可形成谐振回路。取决于设计需要和不同应用，该谐振回路还可包括谐振电感。在一些实施例中，谐振电感可由外部电感实现。在另一些实施例中，谐振电感可由连接导线实现。
电能接收器120包括接收线圈L2，在将电能接收器120放置到电能发射器110附近后，接收线圈L2可以电磁连接到发射线圈L1。因此，可将电能传输到接收线圈，并通过整流器112进一步递送到负载114。电能接收器120可包括如图1所示的次级谐振电容Cs。在本说明书中，次级谐振电容Cs在另一些实施例中，还可被称为接收谐振电容。
整流器112将从接收线圈L2的输出端接收的交变极性波形转换成单极性波形。在一些实施例中，整流器112包括全波二极管桥和输出电容。在另一些实施例中，可以用由诸如n-型金属氧化物半导体(NMOS)晶体管的开关元件形成的全波桥来取代全波二极管桥。
此外，整流器112可由其它类型的可控器件形成，诸如金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)器件、双极结型晶体管(BJT)器件、超结晶体管(SJT)器件、绝缘栅双极晶体管(IGBT)器件、基于氮化镓(GaN)的功率器件和/或类似器件。整流器112的详细操作和结构在本领域中众所周知，因此这里不再论述。
功率转换器113连接在整流器112和负载114之间。功率转换器113是非隔离式功率转换器。在一些实施例中，功率转换器113由诸如降压转换器的降压型功率转换器实现。在另一些实施例中，功率转换器113由诸如四开关降压-升压功率转换器的其它合适的功率转换器实现。
此外，信息(例如，控制信号)可以从电能接收器120发送到电能发射器110。在一些实施例中，在电能发射器110将全部功率传输给功率接收器120之前，可利用在功率接收器120和电能发射器110之间传输的信息来确保接收器系统的真实性。在另一些实施例中，也可利用该信息来改善电能发射器110的运行模式。
为在电能接收器120和电能发射器110之间传输信息，可将调制器(未示出)连接到电能接收器120。调制器通过对控制信息运用合适的调制方案(例如，幅度偏移键控调制和频率偏移键控调制)来将控制信息转换成控制消息。利用无线电能信号将控制消息从电能接收器120传输到电能发射器110。例如，可将控制消息叠加在流过接收器线圈的电流上。控制消息可导致发射线圈的电流和/或电压改变。因此，可通过诸如AFE的检测设备来检测发射器中的发射线圈的电流和/电压的变化。电能发射器110处的解调器(未示出)可执行解调过程以便获取从电能接收器120发送的控制消息。下文将关于图2-9描述详细的解调过程。
图2示出根据本申请实施例的解调器和相关联的功能单元的配置的框图。电能发射器110(如图1所示)可包括如图2所示级联连接的检测设备202、解调器204和控制电路206。检测设备202配置成检测流过电能发射器的电流。更具体来说，检测设备202配置成检测流过电能发射器的谐振回路的电流。检测设备202可基于检测的电流生成各种信号。例如，平均电流信号、峰值电流信号和峰值电压信号。由检测设备202生成的信号被馈送到如图2所示的解调器204中。下文将关于图3-4描述检测设备202的详细电路图和操作原理。
解调器204用于解调检测设备202生成的信号中的信息并将该信息转换成多个数字信号。在一些实施例中，解调器204包括解调通道，其由检测设备202生成的三个信号(例如，平均电流信号、峰值电流信号和峰值电压信号)共享。在另一些实施例中，解调器204包括三个解调通道，分别连接到由检测设备202生成的三个信号。此外，解调器204可可以包括两个解调通道。例如，由检测设备202生成的第一信号和第二信号共享一个解调通道，并且由检测设备202生成的第三信号使用另一个解调通道。下文将关于图5-6描述解调器204的详细操作原理。在本说明书中，解调器204在另一些实施例中可称为解调设备204。
控制电路206被配置成接收由解调器204生成的数字信号。基于接收的信号，控制电路206相应地调整电能发射器的运作。
图3示出根据本申请实施例的全桥转换器的示意图和检测设备的框图。电能发射器可包括全桥转换器106。全桥转换器106具有连接在输入电压VIN和地之间的输入端。全桥转换器106的输出端连接到由发射线圈L1和发射谐振电容Cp形成的谐振回路。
全桥转换器106包括四个开关元件，即S1、S2、S3和S4。如图3所示，开关元件S1和S3串联连接在输入电压VIN和地之间。同样地，开关元件S2和S4串联连接在输入电压VIN和地之间。开关元件S1和S3的共同节点连接到发射线圈L1的第一输入端子。开关元件S2和S4的共同节点通过谐振电容Cp连接到发射线圈L1的第二输入端子。
根据一些实施例，开关元件S1、S2、S3和S4作为MOSFET或并联连接的MOSFET、其任意组合和/或类似组件实现。在另一些实施例中，开关元件(例如，开关S1)可以是绝缘栅双极型晶体管(IGBT)器件。在另一些实施例中，原边开关可以是任何可控开关，诸如集成门极换流晶闸管(IGCT)器件、门极关断晶闸管(GTO)器件、可控硅整流器(SCR)器件、结栅场效应晶体管(JFET)器件、MOS控制晶闸管(MCT)器件、基于氮化镓(GaN)的功率器件和/或类似器件。
应当说明的是，尽管本说明书基于全桥转换器(例如，如图3所示的全桥转换器106)举例说明，但是如图1所示的发射电路107的实现可具有许多改变、备选和修改。例如，在另一些实施例采用半桥转换器、推挽式转换器、基于E类的功率转换器(例如，E类放大器)。此外，在一些应用中，当将发射线圈L1与接收线圈L2紧密连接时，可形成电感-电感-电容(LLC)谐振转换器。
总之，本文中示出的全桥转换器106只限于清楚地说明各种实施例的发明方面的目的。本发明不限于任何特定功率拓扑。
还应注意的是，尽管图3示出四个开关S1-S4，但是本申请的各种实施例可包括其它改变、修改和备选。例如，独立电容可与全桥转换器106的每个开关并联连接。此类独立电容有助于更好地控制全桥转换器106谐振过程的时长。
全桥转换器106还包括多个检测开关。如图3所示，第一检测开关SS1与开关元件S1并联连接。同样地，第二检测开关SS2与开关元件S2并联连接。第三检测开关SS3与开关元件S3并联连接。第四检测开关SS4与开关元件S4并联连接。检测开关(例如，检测开关SS1)用于根据流过全桥转换器106的主要切换元件(例如，开关元件S1)的电流，生成准确的电流测量信息。
根据一些实施例，主要开关元件和它们对应的检测开关由金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)或并联连接的MOSFET实现。此外，主要开关元件与它们的对应的检测开关可由其它类型的可控器件形成，诸如双极结型晶体管(BJT)器件、超结晶体管(SJT)器件、绝缘栅双极晶体管(IGBT)器件、基于氮化镓(GaN)的功率器件和/或类似器件。
在一些实施例中，主要开关元件可包括并联连接的M个晶体管单元。检测开关可包括并联连接的m个晶体管单元。在一些实施例中，M大于m。因此，检测开关可将流过主要开关元件的电流缩减M/m的比例。在一些实施例中，M等于3,000，并且m等于1。应注意，3,000/1的比例只是示例。选择该比例纯粹是为了示范的目的，而不是要限制本申请实施例。
检测设备202包括电流检测处理器302、峰值检测器304和滤波器306。电流检测处理器302接收流过检测开关(例如，检测开关SS1和SS2)的电流。电流检测处理器302可包括放大器、开关和检测电阻。放大器、开关和检测电阻配置形成镜像电流源。通过镜像电流源，检测电阻两端的电压与流过主要开关元件的电流成比例。检测开关的电流检测技术为本技术领域人员所熟知，因此不再进一步详细论述。
峰值检测器304接收由电流检测处理器302生成的检测电流。峰值检测器304通过跟随输入电压一直到达到它的峰值点并保持峰值点直至输入电压下降而生成峰值电流信号Ipeak。此外，峰值检测器304能够通过在峰值电流信号中增加合适的相位差(例如，90度)来计算峰值电压Vpeak。下文结合图4描述峰值检测器304的电路。
滤波器306用于执行平均检测电流的操作。在一些实施例中，滤波器306是诸如R-C滤波器的低通滤波器。低通滤波器使检测电流的dc分量通过，并阻断高频分量。作为对检测电流运用滤波的结果，在滤波器306的输出端生成平均电流信号。
图4示出根据本申请实施例在图3中示出的滤波器和峰值检测器的示意图。电流检测处理器302(如图3所示)生成检测电流信号402。将检测电流信号402分别馈送到滤波器306和峰值检测器304中。在一些实施例中，从第一检测开关SS1和第二检测开关SS2检测获得检测电流信号402。换句话说，基于来自两个高压侧检测开关的电流信息生成检测电流信号402。在另一些实施例中，从第三检测开关SS3和第四检测开关SS4检测获得检测电流信号402。换句话说，基于来自两个低压侧检测开关的电流信息生成检测电流信号402。
如图4所示，检测电流信号402包括多个电流脉冲。如图4所示，分别从第一检测开关SS1和第二检测开关SS2检测两个相邻电流脉冲(例如，Iss1和Iss2)。如图4所示，检测电流信号402具有两个峰值，即Ipeak1和Ipeak2。采用峰值检测器304来检测Ipeak1和Ipeak2的峰值。采用滤波器306来获得检测电流信号402的平均值。
滤波器306包括电阻R1和电容C1。电阻R1和电容C1形成低通滤波器。峰值检测器304包括放大器404、二极管D1、电阻R2、R3和R4以及电容C2。如图4所示，电阻R3连接在峰值检测器304的输入端和放大器404的正相输入端之间。二极管D1连接在放大器404的输出端和峰值检测器304的输出端之间。电阻R4连接在放大器404的反相输入端和二极管D1的阴极之间。电阻R2和电容C2并联连接在峰值检测器304的输出端和地之间。峰值检测器304的操作原理为本领域技术人员所熟知，因此这里不再论述。
本领域技术人员可以理解的是，图4中示出的滤波器306只是对感应电流信号402进行平均的一种方式，并且可采用其它和可替代的实施例滤波器(诸如采用级联连接的多级滤波器)。同样地，本领域技术人员还可以理解，图4中示出的峰值检测器304只是一个实施例，并且可采用其它配置来检测峰值。
图5示出根据本申请实施例的解调设备的第一实施例的框图。解调设备204包括连接在多路复用器502和信号选择器506之间的解调通道504。如图5所示，将由检测设备202生成的峰值电流信号Ipeak、平均电流信号Iavg和峰值电压信号Vpeak馈送到多路复用器502中。解调通道504选择性地处理峰值电流信号Ipeak、平均电流信号Iavg和峰值电压信号Vpeak之一。换句话说，这三个信号Ipeak、Iavg和Vpeak共享解调通道504。在不同的时刻，解调通道504可解调不同的信号。因此，解调通道504的输出端生成多个数字信号(由Ipeak、Iavg和Vpeak解调获得的数字信号)。将所述多个数字信号馈送到信号选择器506中。
在运行时，在一些实施例中，信号选择器506基于解调通道504生成的数字信号的信号质量，选择峰值电流信号、平均电流信号和峰值电压信号中的其中一种提供给解调通道504进行处理。在一些实施例中，可基于数字信号的黑区(black spots)来评估数字信号的信号质量。三个上述数字信号的黑区可以在不同时刻出现。在特定的时刻，至少一个数字信号具有较佳的信号质量。
信号选择器506将信号选择信号发送给多路复用器502。基于信号选择信号，多路复用器502可以确定解调通道504用于处理哪个信号(Ipeak、Iavg和Vpeak之一)。此外，基于信号选择信号，多路复用器502能够控制选中的信号占用解调通道504的时长以及在选中的信号和未选中的信号之间的切换。
在另一些实施例中，信号选择器506基于诸如无线电能传输系统的输入电压、负载电流和输出功率等操作参数，在峰值电流信号、平均电流信号和峰值电压信号中选择由解调通道504进行处理的信号。此外，信号选择器506可结合操作参数和解调通道504生成的数字信号的信号质量，在峰值电流信号、平均电流信号和峰值电压信号中选择由解调通道504进行处理的信号。
图5中示出的系统配置的一个优点是：解调设备204在不同运行状况下提供更大的鲁棒性和灵活性。此外，解调设备204可容易地在具有小规模集成电路的半导体芯片上实现。
图6示出根据本申请实施例的解调设备的第二实施例的框图。解调设备204包括配置成接收峰值电流信号Ipeak的第一解调通道602、配置成接收平均电流信号Iavg的第二解调通道604和配置成接收峰值电压信号Vpeak的第三解调通道606。如图6所示，将峰值电流信号Ipeak、平均电流信号Iavg和峰值电压信号Vpeak转换为相应数字信号并馈送到信号选择器/混合器608中。
信号选择器/混合器608检测和计算数字信号的多个参数，例如信号质量、数字信号的签名和其它有用的系统信息。基于数字信号的参数和无线电能传输系统的操作参数，信号选择器/混合器608可选择一个数字信号作为输出信号，用于控制无线电能传输系统的运行。在另一些实施例中，信号选择器/混合器608可智能地混合接收的数字信号以便获得更佳的输出信号，用于控制无线电能传输系统的运行。此类混合信号有助于改善解调设备204的鲁棒性和灵活性。
应注意，尽管图6示出的解调设备204具有三个解调通道602、604和606，但是解调设备204可容纳任意数量的解调通道。在一些实施例中，可存在配置成处理峰值电流信号Ipeak、平均电流信号Iavg和峰值电压信号Vpeak的两个解调通道。具有两个解调通道的一个优点是，可相应地减少实现解调设备204的总成本。
图7示出根据本申请实施例对解调设备运用第一解调控制机制的流程图。图7中示出的该流程图只是示例，它不应过度限制权利要求书的范围。本领域技术人员将意识到许多改变、备选和修改。例如，图7中示出的各个步骤可增加、去除、取代、重新排列和重复。
在步骤702，通过检测设备检测流过无线电能传输系统的发射器的电流。通过滤波器和峰值检测器处理检测的电流。滤波器生成平均电流信号。峰值检测器生成峰值电流信号。基于峰值电流信号，通过在峰值电流信号中增加合适的相位差而生成峰值电压信号。
在步骤704，将峰值电流信号、峰值电压信号和平均电流信号馈送到解调通道中，在解调通道中生成与其相对应的数字信号并将对应的数字信号馈送到信号选择器中。
在步骤706，峰值电流信号、峰值电压信号和平均电流信号共享单个解调通道。信号选择器基于数字信号的信号质量，在峰值电流信号、峰值电压信号和平均电流信号中，选定一个由解调通道进行处理的信号。
图8示出根据本申请实施例对解调设备运用第二解调控制机制的流程图。图8中示出的该流程图只是示例，它不应过度限制权利要求书的范围。本领域技术人员将意识到许多改变、备选和修改。例如，图8中示出的各个步骤可增加、去除、取代、重新排列和重复。
在步骤802，通过检测设备检测流过无线电能传输系统的发射器的电流。通过滤波器和峰值检测器处理检测的电流。滤波器生成平均电流信号。峰值检测器生成峰值电流信号。基于峰值电流信号，通过在峰值电流信号中增加合适的相位差而生成峰值电压信号。
在步骤804，将峰值电流信号、峰值电压信号和平均电流信号馈送到解调通道中，在解调通道中生成与其相对应的数字信号并将对应的数字信号馈送到信号选择器中。
在步骤806，峰值电流信号、峰值电压信号和平均电流信号共享单个解调通道。信号选择器基于无线电能传输系统的操作参数在峰值电流信号、峰值电压信号和平均电流信号中，选定一个由解调通道进行处理的信号。在一些实施例中，无线电能传输系统的操作参数包括输入电压、峰值电流、输出功率及其任意组合等。
图9示出根据本申请实施例对解调设备运用第三解调控制机制的流程图。图9中示出的该流程图只是示例，它不应过度限制权利要求书的范围。本领域技术人员将意识到许多改变、备选和修改。例如，图9示出的各个步骤可增加、去除、取代、重新排列和重复。
在步骤902，通过检测设备检测流过无线电能传输系统的发射器的电流。通过滤波器和峰值检测器处理检测的电流。滤波器生成平均电流信号。峰值检测器生成峰值电流信号。基于峰值电流信号，通过在峰值电流信号中增加合适的相位差而生成峰值电压信号。
在步骤904，将峰值电流信号馈送到第一解调通道中，在第一解调通道中生成对应数字信号并将其馈送到信号选择器/混合器中。将峰值电压信号馈送到第二解调通道中，在第二解调通道中生成对应数字信号并将其馈送到信号选择器/混合器中。将平均电流信号馈送到第三解调通道中，在第三解调通道中生成对应数字信号并将其馈送到信号选择器/混合器中。
在步骤906，信号选择器/混合器基于无线电能传输系统的操作参数智能地混合接收的数字信号以便获得更好的信号。在一些实施例中，无线电能传输系统的操作参数包括输入电压、负载电流、输出功率及其任意组合等。
尽管详细描述了本申请的实施例及其优点，但是应了解，在不偏离由随附权利要求定义的本申请的精神和范围的情况下，可在本文中进行各种改变、替换和更改。
此外，本申请的范围不局限于本说明书中描述的过程、机器、制造、物质组成、方式、方法和步骤的特定实施例。本领域技术人员将从本申请的公开内容容易地明白，根据本申请，可利用与本文中描述的对应实施例执行大体上相同的功能或实现大体上相同的结果的目前现有或以后要开发的过程、机器、制造、物质组成、方式、方法或步骤。因此，希望随附权利要求在它们的范围内包含此类过程、机器、制造、物质组成、方式、方法或步骤。

Claims (20)

1.一种检测装置，其特征在于，包括：
与功率转换设备的第一开关元件连接的第一电流检测设备；
与所述功率转换设备的第二开关元件连接的第二电流检测设备；以及
电流检测处理设备，被配置为接收由所述第一电流检测设备和所述第二电流检测设备检测获得的电流信号，并生成平均电流信号和峰值电流信号。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，
所述功率转换设备为与无线电能传输系统的发射线圈连接的全桥功率转换器。
3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，
所述第一电流检测设备是与所述全桥功率转换器的第一高压侧开关并联连接的第一检测晶体管；并且
所述第二电流检测设备是与所述全桥功率转换器的第二高压侧开关并联连接的第二检测晶体管。
4.如权利要求2所述的装置，其特征在于，
所述第一电流检测设备是与所述全桥功率转换器的第一低压侧开关并联连接的第一检测晶体管；并且
所述第二电流检测设备是与所述全桥功率转换器的第二低压侧开关并联连接的第二检测晶体管。
5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，
所述电流检测处理设备被配置为：通过在所述峰值电流信号中加入相位差的方式，生成峰值电压信号。
6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，
所述电流检测处理设备包括电流检测处理器、滤波器和峰值检测器；所述电流检测处理器被配置为：生成与流过所述第一开关元件和所述第二开关元件的电流成比例的缩减电流信号。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，
所述滤波器被配置为：基于所述缩减电流信号，生成所述平均电流信号；并且
所述峰值检测器被配置为：基于所述缩减电流信号，生成所述峰值电流信号。
8.一种解调方法，其特征在于，包括：
通过连接到无线电能传输系统的发射器的第一开关元件的第一电流检测设备和连接到所述发射器的第二开关元件的第二电流检测设备，检测流过所述发射器的电流；
通过电流检测处理设备，基于检测获得的电流信号生成所述发射器的峰值电流信号、平均电流信号和峰值电压；以及
通过解调设备，将所述发射器的所述峰值电流信号、所述平均电流信号和所述峰值电压馈送到信号选择器中。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，还包括：
通过所述解调设备，将所述发射器的所述峰值电流信号、所述平均电流信号和所述峰值电压转换为数字信号；
基于所述数字信号的信号质量，在所述发射器的所述峰值电流信号、所述平均电流信号和所述峰值电压中，选择一个信号；以及
在所述解调设备中，处理选中的所述发射器的所述峰值电流信号、所述平均电流信号或所述峰值电压；
所述解调设备包括：连接在所述电流检测处理设备和所述信号选择器之间的单个解调通道。
10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，还包括：
基于所述发射器的操作参数，在所述发射器的所述峰值电流信号、所述平均电流信号和所述峰值电压中，选择一个信号；以及
在所述解调设备中，处理选中的所述发射器的所述峰值电流信号、所述平均电流信号或所述峰值电压；
所述解调设备包括：连接在所述电流检测处理设备和所述信号选择器之间的单个解调通道。
11.如权利要求8所述的方法，其特征在于，还包括：
通过所述解调设备，将所述发射器的所述峰值电流信号、所述平均电流信号和所述峰值电压转换为数字信号；
基于所述数字信号的信号质量和所述发射器的操作参数，在所述发射器的所述峰值电流信号、所述平均电流信号和所述峰值电压中，选择一个信号；以及
在所述解调设备中，处理选中的所述发射器的所述峰值电流信号、所述平均电流信号或所述峰值电压；
所述解调设备包括：连接在所述电流检测处理设备和所述信号选择器之间的单个解调通道。
12.如权利要求8所述的方法，其特征在于，还包括：
在所述解调设备中，处理所述发射器的所述峰值电流信号、所述平均电流信号和所述峰值电压以生成三个对应的数字信号；
所述解调设备包括：连接在所述电流检测处理设备和所述信号选择器之间的三个解调通道。
13.如权利要求12所述的解调方法，其特征在于，还包括：
将三个所述数字信号馈送至所述信号选择器，三个所述数字信号分别由所述发射器的所述峰值电流信号、所述平均电流信号和所述峰值电压转换获得；以及
基于三个所述数字信号的信号质量，混合三个所述数字信号以生成输出信号。
14.如权利要求8所述的方法，其特征在于，还包括：
在所述解调设备中，处理所述发射器的所述峰值电流信号、所述平均电流信号和所述峰值电压中的两个信号；
所述解调设备包括：连接在所述电流检测处理设备和所述信号选择器之间的两个解调通道。
15.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述发射器包括全桥功率转换器；
所述第一电流检测设备是与所述全桥功率转换器的第一高压侧开关并联连接的第一检测晶体管；并且
所述第二电流检测设备是与所述全桥功率转换器的第二高压侧开关并联连接的第二检测晶体管。
16.一种解调系统，其特征在于，包括：
具有输入端和输出端的桥式转换器，所述桥式转换器的输入端与电源连接，输出端与电感-电容回路连接；
电流检测设备，用于检测流过所述电感-电容回路的电流；
电流检测处理设备，用于根据由所述电流检测设备检测获得的电流信号，生成所述电感-电容回路的峰值电流、平均电流和峰值电压；以及
解调设备，用于将所述电感-电容回路的所述峰值电流、所述平均电流和所述峰值电压转换成数字信号。
17.如权利要求16所述的系统，其特征在于，包括：
所述桥式转换器是全桥功率转换器；并且
所述电流检测设备包括：与所述全桥功率转换器的第一高压侧开关并联连接的第一检测晶体管以及与所述全桥功率转换器的第二高压侧开关并联连接的第二检测晶体管。
18.如权利要求16所述的系统，其特征在于，还包括：
连接在所述电流检测处理设备和所述解调设备的输入端之间的多路复用器；以及
具有输入端的信号选择器，所述输入端与所述解调设备的输出端连接，所述信号选择器被配置成：在所述电感-电容回路的所述峰值电流、所述平均电流和所述峰值电压中，选定一个由所述解调设备进行处理的信号；
所述解调设备包括：连接在所述多路复用器和所述信号选择器之间的单个解调通道。
19.如权利要求16所述的系统，其特征在于，还包括：
信号选择器，用于接收从所述解调设备发送的多个数字信号，并且基于所述多个数字信号的信号质量，混合所述多个数字信号以生成输出信号；
所述解调设备包括：被配置成接收所述电感-电容回路的所述峰值电流的第一解调通道、被配置成接收所述电感-电容回路的所述平均电流的第二解调通道以及被配置成接收所述电感-电容回路的所述峰值电压的第三解调通道。
20.如权利要求16所述的系统，其特征在于，所述电流检测设备还包括：滤波器和峰值检测器；
在所述滤波器的输出端生成所述电感-电容回路的所述平均电流，所述滤波器的输入端用于接收由所述电流检测设备检测获得的电流信号；以及
在所述峰值检测器的输出端生成所述电感-电容回路的所述峰值电流，所述峰值检测器的输入端用于接收由所述电流检测设备检测获得的所述检测的电流信号。
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