CN114072308A - 主动谐波消除 - Google Patents

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Abstract

描述了用于主动谐波消除的系统和方法。无线充电装置包括无线功率传输电路，无线功率传输电路包括被配置成生成或耦合到磁场以传输或接收功率的无线功率传输线圈，并且包括电耦合到无线功率传输线圈的多个调谐电容器。装置还包括电耦合到无线功率传输电路的功率转换器电路。此外，装置包括信号生成电路，信号生成电路不同于功率转换器电路并且电耦合到多个调谐电容器中的电容器之间的一个或多个节点。信号生成电路被配置成：生成信号，并且在电容器之间的节点处将信号注入到无线功率传输电路中。信号生成电路包括被调谐到无线功率传输线圈的操作频率的抑制滤波器。

Description

主动谐波消除
技术领域
本公开总体上涉及无线功率传输，并且更具体地涉及无线电动交通工具充电(WEVC)系统。特别地，本公开涉及WEVC系统中的主动谐波消除。
背景技术
无线电动交通工具充电(WEVC)系统通常使用切换模式功率转换来根据需要高效地生成低频交变磁场，以将功率无线传输给电动交通工具。因此，用于生成磁场的基座侧无线功率传输线圈中的电流包括切换模式功率转换的切换频率的谐波。由于交通工具侧设备整流过程中的非线性效应，在WEVC系统的交通工具侧设备处也生成谐波电流。尽管这些谐波被WEVC系统的基座侧和交通工具侧设备处的调谐和匹配电路的滤波效应衰减，但这些谐波电流可能生成超过目前标准(例如，(CISPR)、(ETSI))中规定的上至30dB的H场发射限制的谐波水平。因此，一些WEVC系统可以受益于附加的谐波缓解部件以达成合规性。
发明内容
描述了用于主动谐波消除的系统和方法。特别地，基于将谐波消除信号直接注入到WEVC系统的调谐部分中的谐波消除信号生成器，降低了在WEVC系统中所生成的谐波电流中的谐波水平。
在一个示例方面，公开了一种无线充电装置。该无线充电装置包括无线功率传输电路，该无线功率传输电路包括无线功率传输线圈和多个调谐电容器，无线功率传输线圈被配置成生成或耦合到磁场以传输或接收功率，多个调谐电容器电耦合到无线功率传输线圈。该装置还包括电耦合到无线功率传输电路的功率转换器电路。此外，该装置包括信号生成电路，该信号生成电路不同于功率转换器电路并且电耦合到多个调谐电容器中的电容器之间的一个或多个节点。该信号生成电路被配置成：生成信号，并且在电容器之间的节点处将信号注入到无线功率传输电路中。信号生成电路包括被调谐到无线功率传输线圈的操作频率的抑制滤波器(rejection filter)。
在一个示例方面，公开了一种基座无线充电装置。该基座无线充电装置包括功率转换器、无线功率传输线圈和谐波消除电路系统。无线功率传输线圈被配置成基于流经无线功率传输线圈的电流来生成磁场，该无线功率传输线圈可操作以将功率传输给无线功率接收器器件。谐波消除电路系统包括抑制滤波器、耦合变压器和谐波消除信号生成器。抑制滤波器耦合到无线功率传输线圈的调谐电容器，并且被调谐到无线功率传输线圈的操作频率。耦合变压器耦合到抑制滤波器和调谐电容器两者，并且被配置成将消除信号耦合到无线功率传输线圈的调谐电容器中。谐波消除信号生成器耦合到耦合变压器，并且被配置成生成消除信号，以减少无线功率传输线圈的电流中的谐波分量的数目。
在一个示例方面，公开了一种交通工具无线充电装置。交通工具无线充电装置包括无线功率传输线圈、整流器和谐波消除电路系统。无线功率传输线圈被配置成接收磁场并且基于该磁场生成电流。整流器耦合到无线功率传输线圈，并且被配置成将接收电流中的电流转换为直流电流以用于对电池充电。谐波消除电路系统包括抑制滤波器、耦合变压器和谐波消除信号生成器。抑制滤波器耦合到无线功率传输线圈的调谐电容器，并且被调谐到无线功率传输线圈的操作频率。耦合变压器耦合到抑制滤波器与调谐电容器两者，并且被配置成：减弱(suppress)无线功率传输线圈的基本操作频率，并且将消除信号耦合到调谐电容器。谐波消除信号生成器耦合到耦合变压器，并且被配置成生成消除信号，以减少在无线功率传输线圈的电流中产生的谐波分量的数目。
在一个示例方面，公开了一种用于无线电动交通工具充电(WEVC)系统中的主动谐波消除的方法。该方法包括测量WEVC系统的无线功率传输线圈中的电流。该方法还包括处理电流以标识谐波分量。该方法还包括基于所标识的谐波分量来生成谐波消除信号。此外，该方法包括将谐波消除信号注入到无线功率传输线圈的调谐电容器中，以减少所标识的谐波分量的数目。在一些方面，生成谐波消除信号包括生成与谐波分量相对应的反相位信号分量，并且方法包括通过使用一个或多个控制器来调节谐波消除信号中的一个或多个反相位信号分量。
在一个示例方面，公开了一种无线电动交通工具充电系统。无线电动交通工具充电系统包括一个或多个传感器，用于测量无线功率传输线圈中的谐波电流的幅度和相位。无线电动交通工具充电系统还包括谐波消除部件，用于生成消除信号，以降低无线功率传输线圈中的一个或多个谐波电流水平。此外，无线电动交通工具充电系统还包括耦合部件，用于将消除信号耦合到无线功率传输线圈的调谐和匹配电路中，并且抑制无线功率传输线圈的基本操作频率的回射(back firing)。
附图说明
图1是用于对一个或多个电动交通工具充电的无线功率传输系统的示意图。
图2图示了图1的无线功率传输系统的电气元件的示意图。
图3A图示了示例信号注入电路，该实例信号注入电路用于生成信号并且将该信号注入到基座功率传输装置或交通工具功率传输装置的无线功率传输线圈中。
图3B图示了谐波消除电路的示例实现，用于消除WEVC系统的无线功率传输线圈中的电流的谐波分量。
图4描述了用于WEVC系统中的主动谐波消除的示例程序。
图5图示了示例无线功率传输系统。
具体实施方式
WEVC系统通常使用切换模式功率转换来高效地生成低频交变磁场，来无线地将功率传输给电动交通工具。结果，基座侧设备的电流以及磁场包括切换频率的谐波。由于例如整流过程中的非线性效应，交通工具侧设备处也会生成谐波电流。尽管被调谐和匹配电路或其他滤波电路系统的滤波效应衰减，但是这些谐波电流可能生成超过目前标准(例如，国际无线电干扰特别委员会(CISPR)、欧洲电信标准协会(ETSI))中规定的H场发射限制的谐波水平。因此，附加谐波缓解技术的实现可以有助于达成WEVC系统的合规性。
本文公开了用于主动谐波消除的技术。在一些方面，使用一个或多个电流或磁场传感器和信号处理来测量无线功率传输线圈中的谐波电流的幅度和相位。消除信号由控制器生成，并且使用耦合变压器和抑制滤波器在调谐和匹配电路中的适当点处被注入，以抑制无线功率传输线圈的基本操作频率(例如，85kHz)的回射。控制器调整消除信号的幅度和相位以抵消、消除或至少降低无线功率传输线圈中的谐波电流水平，如达成合规性所要求的。这些主动谐波消除技术可以在WEVC系统的基座侧设备和交通工具侧设备中被实现。基座侧设备通常位于地面上，或者作为向电动交通工具递送功率以进行充电的实体的主要侧。交通工具侧设备位于电动交通工具上，并且通常被实现为接收功率以对电动交通工具充电的次级侧。
图1是用于对一个或多个电动交通工具充电的无线功率传输系统100的示意图。无线功率传输系统100使得能够向电动交通工具102递送功率。这样的系统也被称为无线电动交通工具充电(WEVC)系统，因为这样的系统通常用于递送功率以对电动交通工具102中的电池104充电。功率不需要被递送给电池104。而是，它可以被递送给另一负载，诸如在电动交通工具102停放时递送给电动交通工具102中的电机或其他辅助设备，包括用于寒冷早晨的加热系统或用于热天的空调系统。
如所示的，当电动交通工具102停放在两个停放空间(每个停放空间具有相关联的基座功率传输装置106、108)中的一个停放空间中时，系统100允许充电。如下文将更详细描述的，每个基座功率传输装置106、108包括无线功率传输线圈110、112，其由相关联的控制电路系统(图1中未示出)驱动，以在基座功率传输装置106、108上方生成磁场。
取决于给定实现的特定要求，控制电路系统可以被提供在基座功率传输装置内。备选地，控制电路系统可以部分或全部被提供在与基座功率传输装置106、108分开的单元中，其中基座功率传输装置106、108包括无线功率传输线圈和被认为是高效驱动无线功率传输线圈110、112所必需的最小基座侧控制电路系统(如果有的话)。基座功率传输装置106、108通常被安装在地面上或埋在地下，尽管它们也可以作为可移除单元被提供，该可移除单元可以根据需要简单地被放置在地面上，并且在使用后被移动到另一位置。
耦合到基座功率传输装置106、108的电源114经由功率链路116向基座功率传输装置106、108递送功率。如所示的，电源114连接到功率网络118。在家用设施中，电源114可以连接到代替功率网络118的家用电源。
在使用中，电源114和基座功率传输装置106、108经由可以是有线或无线连接的通信链路120来通信。备选地或附加地，取决于安装的具体情况，系统100内的通信可以是经由无线链路122。无线链路122也可以可选地经由通信回程与例如电网管理系统或其他外部实体通信，以管理和控制从电网到系统的功率传输，或反之亦然。在所示示例中，功率链路116和通信链路120可以被掩埋。备选地，例如，在家用环境中，它们可以以电缆或连接脐带的形式被提供，其可以被插入基座功率传输装置106、108和电源114。
电动交通工具102包括交通工具功率传输装置124和相关联的交通工具侧控制电路系统126，其控制能量从交通工具功率传输装置124中的无线功率传输线圈128到电池104的传输。在功率在基座功率传输装置106、108与交通工具功率传输装置124之间的传输期间，交通工具侧控制电路系统126和基座侧控制电路系统彼此通信，如本文将在下面更详细描述的。
如所示的，交通工具功率传输装置124包括无线功率传输线圈(例如，交通工具侧无线功率传输线圈128)，并且交通工具侧控制电路系统126位于交通工具102上与无线功率传输线圈128的位置不同的位置。与基座功率传输装置106、108一样，无线功率传输线圈128和控制电路系统126的这种分离是工程设计或选择的问题，取决于安装的具体情况。控制电路系统126可以部分或全部与无线功率传输线圈128一起被提供在交通工具功率传输装置124中。在一些交通工具中，将设备和无线功率传输线圈128组合在功率传输装置124中在制造或维修方面可能更方便，而在其他交通工具中，分开的单元可能更合适。类似的考虑适用于控制电路系统与无线功率传输线圈110、112在基座功率传输装置106、108中的分离或共置。
通常，交通工具功率传输装置124位于交通工具102下方，靠近交通工具102的前部或后部。交通工具功率传输装置124的确切位置通常是在设计交通工具102时被确定。该确定取决于与交通工具102的设计相关联的范围广泛的因素，包括对交通工具102内的不同功能单元的空间分配，这可能与WEVC功能本身无关。该位置还可以取决于交通工具功率传输装置124的物理尺寸，其取决于功率传输装置需要处理的能量的量。这转而在某种程度上取决于交通工具是具有电池供电电机和内燃机的混合电动交通工具，还是唯一动力源是电的(全)电动交通工具。方便地，交通工具功率传输装置124被放置在交通工具102下方并且朝向交通工具102的前部或后部，以支持在交通工具102的停放期间将交通工具功率传输装置124定位在基座功率传输装置106或108之上。
在使用中，交通工具102被定位在停放空间中，以使得交通工具功率传输装置124位于停放空间中的基座功率传输装置106、108之上。当交通工具102如所示那样停放时，随着交通工具功率传输装置124被放置在基座功率传输装置106、108之上，无线功率传输可以被采用。交流电形式的电能经由功率链路116从电源114被递送到基座功率传输装置106，在那里该电能驱动无线功率传输线圈110。该电流使无线功率传输线圈110产生磁场(安培定律)。该场在交通工具功率传输装置124中的无线功率传输线圈128中感应电压(法拉第定律)和电流，该电流被用来驱动负载。该电流由控制电路系统126转换成适当的形式并且用于对电池104充电。
应当理解，图1中所示的系统100是静态WEVC系统，因为交通工具102一旦被停放，在电池104的充电期间就保持在基座功率传输装置106、108之上的位置。用于电动交通工具的其他无线功率传输系统允许功率传输在交通工具正沿着道路行驶时发生，从与基座功率传输装置106、108起类似功能的充电轨道拾取能量。这样的动态无线电动交通工具功率传输系统是有据可查的，并且为了简洁，这里不再进一步详细描述。
通常，无线功率传输系统100被设计成：经由功率网络118，将来自电源114的功率传输给基座功率传输装置106或108，并且继续传输给交通工具功率传输装置124。然而，由于磁无线功率传输功能的固有方式，功率也可以从交通工具中的电池被传输给功率网络118。无线功率传输系统100的操作的进一步描述集中于从电源114到电动交通工具102的功率传输。然而，在考虑以下描述时应当注意，功率传输也可以在相反方向上发生。即，功率可以从电动交通工具102中的电池104经由无线功率传输单元被递送给电源114，并且输出给功率网络118。
图2是图1的无线功率传输系统的电气元件的示意图。电气地，无线功率传输系统(现在重新编号为200)包括基座侧电路系统202和交通工具侧电路系统204，基座侧电路系统202不包括电源114并且包括基座侧无线功率传输线圈110，交通工具侧电路系统204包括交通工具侧无线功率传输线圈128并且不包括负载(例如，电池104)。基座侧电路系统202操作以将来自电源114的能量转换成适当形式来驱动基座侧无线功率传输线圈110。交通工具侧电路系统204操作以控制将交通工具侧无线功率传输线圈128接收的能量施加到交通工具的电池104。
电气地，基座侧无线功率传输线圈110由电感器L1表示。电容器C1与无线功率传输线圈L1串联(如所示的)或并联(或并联和串联组件的另一组合)创建了在给定频率处谐振的LC电路。该谐振有助于优化无线功率传输线圈之间的功率传输。L和C的值在考虑WEVC系统的操作频率的情况下被选择。类似地，交通工具侧无线功率传输线圈128由电感器L2表示。电容器C2与无线功率传输线圈L2串联(如所示的)或并联(或并联和串联组件的另一混合)创建了在给定频率处谐振的LC电路。
电源114向基座侧功率转换器206提供AC功率Ps。AC功率可以以本地电网电压水平Vs(例如，美国的110V或220V、60Hz和欧洲的220V、50Hz的家用水平，或针对更高功率实现的工业级和多相供电)被提供。基座侧功率转换器206将输入的交流(AC)功率转换为以系统电压V1和频率运行的功率信号P1，以驱动基座侧无线功率传输线圈110。这可以通过以下方式来达成：首先将来自电源Ps的信号转换为直流(DC)信号，并且然后使用诸如H桥(未示出)的转换器将DC信号转换为针对无线功率传输线圈110的功率信号P1。WEVC系统可以在大约～85kHz的操作频率范围内操作。在一个提议中，允许的范围是从81.38kHz至90kHz。定义范围允许系统取决于不同的对齐条件而以不同的频率运行，这有助于减少失谐效应并且从而改进系统效率。
基座侧功率转换器206确保输出功率信号P1被调谐并且被匹配到基座侧无线功率传输线圈110。除了其他事项之外，这种调谐和匹配旨在优化功率从电源114传输到基座侧无线功率传输线圈110的效率。功率信号具有在无线功率传输线圈110中流动的相关联电流I1。该电流I1使线圈产生磁场。
在使用中，当基座侧无线功率传输线圈110与交通工具侧无线功率传输线圈128相距很近时(例如，电动交通工具被停放为无线功率传输线圈110、128对齐并且被距离d的气隙分开)，由基座侧无线功率传输线圈110生成的磁场与交通工具侧无线功率传输线圈128耦合，如由k(d)表示的，k(d)是在距离d处的耦合因子。磁场在交通工具功率传输装置124中的线圈中感应出电压V2，其产生包括电流I2的功率信号P2。功率信号P2中的电流I2被交通工具侧功率转换器208接收，功率转换器208包括调谐和匹配电路系统(由电容器C2图示)和功率转换电路系统，该功率转换电路系统将电流I2转换成适合于电池104的形式，例如，DC电流。
无线功率传输的不同应用被设计成满足不同的操作条件。是先选择系统200的操作频率并且对应地选择电容器C1和电感器L1的值，还是先选择电容器C1和电感器L1的值并且对应地选择操作频率，在实践中是工程决策。然而，如果操作频率被标准化在上述85kHz处，则这可能成为设计无线功率传输线圈110、128时的控制值。
虽然无线功率传输线圈主要是电感器，但它由具有固有电阻和线间电容的导体制成，线圈的匝也产生匝间电容。导体的这些固有特性对基座侧无线功率传输线圈和交通工具侧无线功率传输线圈110、128中的L和C的值有贡献。在一些情况下，固有电容可能足以提供所需的电容，而无需单独的组件或元件。在其他设计的情况下，可能证明需要单独的电容器或其他分立元件。
关于线圈的形式(例如，基座侧无线功率传输线圈110、交通工具侧无线功率传输线圈128)，有许多配置和拓扑可供使用。这些包括诸如圆形、方形或多边形的单线圈布置，其中线圈以基本地平面的形式缠绕。线圈配置和拓扑还包括螺线管布置，其中线圈围绕芯缠绕，并且包括双极布置，其使用在线圈的不同部分之间达成几乎零耦合的线圈布置。附加的线圈配置和拓扑包括多线圈布置，诸如双D(“DD”)线圈，其中导体遵循形状像并排的两个字母“D”的盘绕路径。D形部分限定线圈中的磁极区域，其允许在线圈上方的高度处生成磁通量，其中通量从一个线圈开口到其他线圈开口拱起(例如，在水平极化的方面)。这些的混合组合也是可用的。每种配置和拓扑提供了优点和缺点，使用哪种的决策扑取决于系统被设计用于的应用。
取决于市场，用于交通工具102的设备(例如，交通工具功率传输装置124和交通工具侧控制电路系统126)和用于基座的设备(例如，基座功率传输装置106和无线功率传输线圈110、以及电源114)可以由不同的供应商制造并销售给不同的客户。交通工具设备可以被出售给机动车制造方，以用于合并到电动交通工具的批量生产中。或者，交通工具设备可以作为售后选项直接被出售给电动交通工具所有者。类似地，基座设备可以被提供给机动车制造方，以与新电动交通工具一起销售，或者它可以被制造并直接销售给电动交通工具所有者。除了其他事项外，正在进行的标准化工作旨在确保不同地被设计的WEVC系统的互操作性。目标是使来自任何机动车制造方的交通工具能够与来自任何其他供应方(无论是机动车制造方还是其他供应方)的基座设备一起工作。在设计向客户销售的WEVC系统时，也需要考虑这些因素。
空间也是一个考虑因素。在一些应用中，例如WEVC系统中的装置，尽管涉及相对较高的功率水平，但是仍期望使线圈尽可能小，以便不在停放空间中占用大面积并且不增加重量或不占用交通工具下方的空间。更简单的是设计一种线圈，其中环被布置在单个层中，所有的环基本在一个平面中。然而，随着功率水平的增加，处理更高电流所需的线圈尺寸类似地增加。基座功率传输装置106的尺寸受交通工具102的尺寸限制。遵守发射限制，例如将磁场限制在交通工具102下方，可能增加其他的约束。交通工具功率传输装置124的尺寸类似地被限制，但也受交通工具102下方的其他部件的约束-例如，交通工具功率传输装置124不能干扰交通工具的悬架和转向。
与任何能量传输一样，高效率是受期望的属性。效率是被输入到系统的功率与被递送到负载的功率之间差异的度量。在无线功率传输装置的操作期间损耗的能量导致更大的操作成本。随着组件老化速度加快，损耗可能对装置产生不利影响，降低装置的可靠性和使用寿命。损耗的能量还可能引起装置发热，在极端情况下并且取决于所传输的功率水平，这可能造成火灾危险或其他安全问题。
自然地，目标是尽可能高效。由于各种原因，无法达成理想的100％效率。任何系统都是如此。例如，电阻性(例如有线)功率传输系统可以达成大约95-97％的效率。输入功率的3％-5％或更多的损耗是由电流I流经电阻R的导体引起的欧姆(I2R)损耗的结果。在无线功率传输系统中，除了欧姆损耗之外，由于时变磁场在导体中感应出涡流，可能损耗另外的能量。导体通常由铜制成，并且导体中的这些损耗有时被称为‘铜损耗’。尽管有这些损耗，但取决于其设计，无线系统中仍然可能达到约91％-95％的效率。
在整个系统中，例如在功率电子设备、导体和铁氧体中，出现不同程度的功率损耗。这些损耗的一个后果是，对于给定的功率水平(例如3kW、6kW、11kW)，组件必须比完全高效的系统中的组件‘大’。可以证明有必要选择能够处理更多功率的功率电子组件，并且设计可以运载更多电流的线圈。将更多的功率或电流通过系统可能对装置产生不利影响，因为组件老化得更快，这降低了装置的可靠性和使用寿命。较大的组件可以能够更好地处理额外的功率，使系统比使用‘较小’组件的情况更可靠。然而，所有这些都增加了设备的尺寸，并且导致获取诸如逆变器和电源开关的组件的成本更高。
WEVC系统被设计为以其操作的频率(例如，85kHz频率)可以导致被称为趋肤效应的不期望效应。这是交流电(AC)在导体内分布的趋势，使得电流密度在导体的表面附近最大，并且随着导体中深度的增大而减小。电流主要在导体的“皮肤”处流动，在外表面与被称为趋肤深度的水平之间。在趋肤深度较小的情况下，这种趋肤效应导致导体的有效电阻在较高频率处增加，从而减小了导体的有效截面。
在许多无线功率传输应用中，利兹线被用作形成无线功率传输线圈的导体。利兹线由许多细线股组成，单独绝缘并且被绞合或编织在一起，并且绞合线的组以规定的模式进一步绞合在一起。该结构被配置成减轻上述趋肤效应。利兹线缠绕以形成设计形式或拓扑的线圈。生成磁场的效应之一是单独和共同对股和线施加机械力。这种机械力可以导致股和线的移动，从而导致线圈中的另外的损耗。
利兹线或其他导体可以是线圈结构的一部分，该线圈结构通常包括铁氧体或其他导磁材料(例如，铁氧体)的层。该可导层与来自导体的磁场相互作用，以便通过引导磁场的磁通量将磁场引导到期望方向。通常由铝制成的导电背板通常被包括，以提供对来自线圈的磁场的进一步控制，这可能会由于涡流而产生另外的损耗。
系统操作的效率还取决于对齐。无线功率传输线圈被设计成适应不准确的定位(位移)，其中线圈未精确对齐，在对齐中一个线圈正好放置在另一个之上。在WEVC系统中，线圈可以轻松适应大约100mm-150mm的纵向位移和横向位移(x,y)；如果特定系统需要，则适应更多。它们还可以适应明显的垂直间距(z)，垂直间距(z)被提议为不同的标准等级Z1(100mm-150mm)、Z2(140mm-210mm)和Z3(170mm-250mm)。然而，即使具有这么大的公差，效率也随着位移的增加而降低。
示例信号注入电路系统
关于图3A描述示例硬件电路(例如，信号注入电路300)，该示例硬件电路用于生成信号并且将信号注入到基座功率传输装置或交通工具功率传输装置的无线功率传输线圈中。具体地，如下文将进一步描述的，使用该电路系统，信号被注入到调谐电容器中(例如，在多个调谐电容器之间)。该电路系统可以不同于电耦合到无线功率传输线圈的功率转换器电路系统(例如，不同于在基座功率传输装置处的逆变器或在交通工具功率传输装置处的整流器/DC-DC转换电路)。可以存在将信号注入到无线功率传输线圈中的多种不同的应用。下面关于定位信标信号和谐波消除信号提供至少两个示例。然而，也可以考虑类似于所描述的那些信号的信号的其他应用。
关于图3A描述的示例实现使用耦合变压器，来耦合到调谐电容器的一部分中。调谐电容器可以被构建为多个串联或并联连接的电容器(或串联和并联的某种组合)。结果，存在不同的耦合点(例如在电容器对之间)，呈现不同阻抗。因此，可以找到适当的耦合点，以将期望信号注入到无线功率传输线圈中。
电感器302表示无线功率传输线圈，诸如图1的基座侧无线功率传输线圈110或交通工具侧无线功率传输线圈128。可以构建信号注入电路300，该信号注入电路300添加到用于感应功率传输的现有功率电子设备，或者更加独立于它。更独立的电路可能更模块化，并且对系统的其余部分影响更小。调谐电容器304表示调谐电容器，诸如调谐和匹配电路系统，其包括多个串联和/或并联连接的调谐电容器。
信号注入电路300包括耦合变压器306，耦合变压器306在一侧(例如，高压侧)上耦合到抑制滤波器308和调谐电容器304。耦合变压器306的相对侧是低压侧，其中耦合变压器306耦合到匹配滤波器310。匹配滤波器310还耦合到信号生成器312，信号生成器312生成要被注入的信号。
在该示例中，抑制滤波器308是LC电路，其包括被调谐到无线功率传输频率(例如，85kHz)的电感器314和并联的电容器316。由于调谐电容器304包括多个电容器，因此每对相邻电容器之间存在耦合点。当调谐电容器304包括三个或更多个电容器时，存在多个耦合点。不同的耦合点可以具有不同的阻抗。因此，抑制滤波器308和耦合变压器306可以在调谐电容器304上的任何适当耦合点处耦合到调谐电容器304。
在一个示例中，关于图3A的信号注入电路300可以用于生成定位信标信号。例如，信号注入电路300可以是信标发射器电路，该信标发射器电路用于生成交通工具侧的信标信号，该信标信号由基座侧的外来物检测(FOD)系统可检测。该电路允许调谐电容器处的适当耦合点来将FOD信标信号注入到电感器302中。
信标发射器电路被配置成：提供交通工具侧的信标信号，并且允许利用基座侧的FOD系统接收该信标信号。在该情况下，FOD系统被配置成：基于信标信号来检测信令，并且使用该信令来开发定位信息，以例如确定无线功率传输线圈(电感器302)相对于FOD系统的位置(并且因此确定相对于基座侧的位置，以最终为交通工具提供引导以在基座功率传输装置之上对齐)。也可以考虑FOD系统对该信号的其他使用。基于被提供给电感器302的电流，交通工具侧上的电感器302(例如，交通工具侧无线功率传输线圈128)可以被用作信标发射器天线。以该方式，可以构建电路，其添加到用于感应功率传输的现有功率电子设备，或者更独立于它。更独立的电路可以更模块化，对系统的其余部分影响更小。调谐电容器304表示调谐电容器，诸如调谐和匹配电路系统，其包括多个串联和/或并联连接的调谐电容器。
信标发射器电路包括耦合变压器306，耦合变压器306在一侧(例如，高压侧)上耦合到抑制滤波器308和调谐电容器304。耦合变压器306的相对侧是低压侧，其中耦合变压器306耦合到匹配滤波器310。匹配滤波器310还耦合到信号生成器312，其生成可用作信标频率的信号(诸如120kHz)。信标信号的结果谐波含量被信标发射器电路充分减弱，使得信标发射器天线(例如，电感器302)主要发射基频。
在该示例中，抑制滤波器308是LC电路，其包括被调谐到无线功率传输频率(例如，85kHz)的电感器314和并联电容器316。由于调谐电容器304包括多个电容器，因此每对相邻电容器之间存在耦合点。当调谐电容器304包括三个或更多个电容器时，存在多个耦合点。不同的耦合点可以具有不同的阻抗。因此，抑制滤波器308和耦合变压器306可以在调谐电容器304上的任何适当耦合点处耦合到调谐电容器304。
图3B图示了谐波消除电路系统的示例实现318，用于消除WEVC系统的无线功率传输线圈中的电流的谐波分量。如上面关于图3A所描述的，电感器302表示无线功率传输线圈，并且调谐电容器304表示调谐电容器(诸如调谐和匹配电路系统)，其包括多个串联和/或并联连接的调谐电容器。谐波消除电路包括在一侧(例如，高压侧)上耦合到抑制滤波器308和调谐电容器304的耦合变压器306。耦合变压器306的相对侧是低压侧，其中耦合变压器306耦合到匹配滤波器310。匹配滤波器310还耦合到生成谐波消除信号的谐波消除信号生成器320。
在基座侧设备中，谐波(由箭头322表示)可以从基座侧功率转换器电路(例如，逆变器电路)生成，基座侧功率转换器电路将直流电(DC)转换为交流电(AC)，以用于驱动基座侧无线功率传输线圈110来生成磁场。在交通工具侧设备中，谐波可以基于将AC电流转换为用于对电池充电的DC电流的整流过程而被生成。谐波消除电路的示例实现300可以在基座侧设备处或交通工具侧设备处或在两者处被实现。
抑制滤波器308防止在无线功率传输线圈(例如，电感器302)中的无线功率传输频率(例如，85kHz信号)处的基础信号分量通过耦合变压器306进入图3B中的谐波消除信号生成器320或进入图3A的信号生成器312。耦合变压器306还可以将无线功率传输线圈中的基础信号衰减，同时将来自谐波消除信号生成器320的消除信号或来自信号生成器312的信标信号耦合到调谐电容器304中。
匹配滤波器310可以包括执行阻抗匹配功能性的任何适当的(多个)元件。匹配滤波器310被配置成：向信号生成器312或谐波消除信号生成器320提供相对或基本恒定的阻抗。此外，匹配滤波器310可以近似匹配在耦合点处的阻抗，以使得大振幅的谐波能够被注入到耦合变压器306中。匹配滤波器310还去除由谐波消除信号生成器320生成的高频切换信号，并且仅将经滤波(平滑)的消除信号传递到调谐电容器中。匹配滤波器310可以被配置成将包括例如高达7阶谐波(例如700kHz)的分量的消除信号注入到调谐电容器中。
谐波消除信号生成器320(也被称为“控制器”)生成消除信号，以减少无线功率传输线圈的电流中的谐波分量的数目。谐波消除信号生成器320可以包括驱动器，诸如全桥驱动器、简单的半桥驱动器(例如，两个切换晶体管)或任何其他适当的驱动器。半桥以高频切换，并且通过使用高频切换信号(例如4MHz)的脉冲宽度调制(PWM)来生成谐波消除信号。PWM切换频率应当明显高于要被消除的最高阶谐波的频率。备选地，PWM频率可以明显高于匹配滤波器的截止频率，以提供对PWM切换频率的充分减弱。如上所述，匹配滤波器310被配置成：移除高频切换信号，并且使被注入的谐波消除信号的结果波形能够尽可能平滑。谐波消除信号生成器320生成消除信号，该消除信号是经脉冲宽度调制的，并且包括无线功率传输线圈的电流中要被消除的谐波。消除信号中的一些示例谐波可以包括二阶谐波上至七阶谐波。因此，使用本文描述的技术，可以使用简单的半桥逆变器生成上至7阶谐波。然而，可以备选地使用全桥逆变器。当在基座侧被实现时，来自逆变器的谐波被确定并且被用来生成消除信号。当在交通工具侧被实现时，来自整流器的谐波被确定并且被用来生成消除信号。
示例方法
图4描述了用于无线电动交通工具充电(WEVC)系统中的主动谐波消除的示例程序。示例程序可以在关于图1-图3描述的实现和系统和/或任何其他适当环境中被采用。针对各种程序描述的步骤可以自动并且独立于用户交互地被实现。显示和/或描述这些程序的操作的顺序不旨在被解释为限制，并且所描述的程序操作的任何数目或组合可以以任何顺序被组合以实现方法或备选方法。
在402处，WEVC系统的无线功率传输线圈中的电流被测量。与WEVC系统集成的现有外来物检测系统可以用于磁场感测和信号处理。备选地或附加地，一个或多个电流或电压传感器可以分别用于测量无线功率传输线圈中的电流或电压。
在404处，电流被处理以标识谐波分量。在一个示例中，无线功率传输线圈是WEVC系统的交通工具侧设备的一部分，并且谐波分量由WEVC系统的交通工具侧设备的整流过程生成。在另一示例中，无线功率传输线圈是WEVC系统的基座侧设备的一部分，并且谐波分量由基座侧功率转换器(例如逆变器电路)生成。谐波分量可以包括各种不同阶的谐波，诸如从二阶谐波到七阶谐波的任意阶。如所述的，可以使用与WEVC系统集成的现有外来物检测系统进行信号处理。备选地或附加地，谐波消除电路可以处理电流，以标识无线功率传输线圈的电流中的谐波分量。
在406处，基于所标识的谐波分量，谐波消除信号被生成。在一些方面，生成谐波消除信号包括：谐波消除电路产生对应于所标识的谐波分量的反相位信号分量。在至少一些实现中，消除信号是脉冲宽度调制信号。
在408处，谐波消除信号被注入到无线功率传输线圈的调谐电容器中，以减少所标识的谐波分量的数目。通过注入谐波消除信号(例如，反相位信号分量)，基于结果的相消干涉，谐波分量中的至少一些谐波分量被消除或减少。
在410处，通过使用一个或多个控制器，谐波消除信号中的反相位信号分量被调节。例如，控制器可以通过调整谐波消除信号的反相位分量的幅度和/或相位来调节反相位信号分量，以基于相消干涉来抵消或至少减少无线功率传输线圈的电流中的谐波分量。
示例无线功率传输系统
图5图示了示例无线功率传输系统500，其包括能够实现主动谐波消除方面的组件。系统500包括发射器502和接收器504。发射器502可以包括发射电路系统506，发射电路系统506具有振荡器508(例如，逆变器)、驱动器电路510和前端电路512。振荡器508可以被配置成生成期望频率的振荡器信号，该期望频率可以响应于频率控制信号514而被调整。振荡器508可以向驱动器电路510提供振荡器信号。驱动器电路510可以被配置成：基于输入电压信号(VD)518，以例如功率发射元件516的谐振频率来驱动功率发射元件516。
前端电路512可以包括被配置成滤除谐波或其他不想要的频率的滤波器电路。前端电路512可以包括匹配电路，该匹配电路被配置成将发射器502的阻抗与功率发射元件516的阻抗匹配。前端电路512还可以包括调谐电路，以创建具有功率发射元件516的谐振电路。作为驱动功率发射元件516的结果，功率发射元件516可以生成无线场520，以无线地输出足以对电池522充电或以其他方式为负载供电的水平的功率。
发射器502还可以包括控制器524，其可操作地耦合到发射电路系统506，并且被配置成控制发射电路系统506的一个或多个方面，或者完成与主动谐波消除相关的其他操作。控制器524可以是微控制器或处理器。控制器524可以被实现为专用集成电路(ASIC)。控制器524可以可操作地连接到(直接或间接地)发射电路系统506的每个组件。控制器524还可以被配置成：从发射电路系统506的组件中的每个组件接收信息，并且基于所接收的信息执行计算。控制器524可以被配置成：生成针对组件中的每个组件的控制信号(例如，控制信号514)，该控制信号可以调整该组件的操作。如此，控制器524可以被配置成：基于其执行的操作的结果，来调整或管理感应功率传输。发射器502还可以包括存储器526，存储器526被配置成存储数据，例如，诸如用于使控制器524执行特定功能的指令，诸如与无线功率传输的管理和/或外来物检测和定位的相关的那些功能。
发射器502还可以包括外来物检测(FOD)电路528。FOD电路528耦合到控制器524，并且被配置成与控制器524通信。控制器524被配置成控制FOD电路528。FOD电路528可以耦合到一个或多个传感器电路(未示出)，该传感器电路可以检测无线场520的磁场内的外来物，诸如金属物体或图1的电动交通工具102，如上所述。在一些方面，每个感测线圈被配置成发射检测信号，该检测信号指示在其感测区域内检测到外来物。然后，FOD电路528将检测信号传输给控制器524，控制器524被配置成：基于检测信号来确定外来物相对于FOD感测线圈中的一个或多个FOD感测线圈的位置。
发射器502还可以包括消除电路530，消除电路530耦合到控制器524和一个或多个天线电路(未示出)。控制器524被配置成控制消除电路530。消除电路530被配置成生成谐波消除信号，以降低功率发射元件516中的谐波电流水平。消除电路530可以被集成到功率发射元件516中，或者被集成到基座功率传输装置106或其组件的任何其他区域中。
接收器504可以包括接收电路系统532，接收电路系统532具有前端电路534和整流器电路536。前端电路534可以包括匹配电路系统，匹配电路系统被配置成将接收电路系统532的阻抗与功率接收元件538的阻抗匹配。前端电路534还可以包括调谐电路，以创建具有功率接收元件538的谐振电路。整流器电路536可以从交流(AC)功率输入生成DC功率输出以对电池522充电，或者向一些其他负载提供功率。附加地，接收器504和发射器502可以在单独的通信信道540(例如BluetoothTM、ZigBeeTM和蜂窝)上通信。接收器504和发射器502可以备选地使用无线场520的特性经由带内信令进行通信。
此外，接收器504可以被配置成：确定由发射器502发射并且由接收器504接收的功率量是否适于对电池522充电或对负载供电。在某些实施例中，发射器502可以被配置成：生成具有直接场耦合系数(k)的主要非辐射场以提供能量传输。接收器504可以直接耦合到无线场520，并且可以生成输出功率以供电池522(或负载)存储或消耗，电池522(或负载)耦合到接收电路系统532的输出。
接收器504还可以包括控制器542，其与上文描述的发射控制器524类似地被配置，以用于接收器504的一个或多个无线功率管理方面。接收器504还可以包括存储器544，存储器544被配置成存储数据，诸如使控制器542执行特定功能的指令，诸如与主动谐波消除相关的那些功能。功率发射元件516和功率接收元件538可以分开一定距离，并且根据相互谐振关系被配置，以最小化发射器502和接收器504之间的传输损耗。
功率发射元件516和功率接收元件538可以分别对应于发射器502、基座侧无线功率传输线圈110和/或交通工具侧无线功率传输线圈128，或者作为它们的一部分被包括，其利用本文描述的主动谐波消除技术。
接收器504还可以包括消除电路546，消除电路546耦合到控制器542和一个或多个天线电路(未示出)。控制器542被配置成控制消除电路546。消除电路546被配置成生成谐波消除信号，以降低功率接收元件538中的谐波电流水平。消除电路546可以被集成到功率接收元件538中，或者被集成到电动交通工具102或其组件的任何其他区域中。
接收器504还可以包括耦合到控制器542电路和一个或多个天线电路(未示出)的信标电路548(例如，在示例实现300中图示的信标发射器电路)。控制器542被配置成控制信标电路548。信标电路548被配置成控制一个或多个天线电路。信标电路548可以被集成到功率接收元件538中，或者被集成到电动交通工具102或其组件的任何其他区域中。
在示例性实现中，控制器542被配置成：通过向信标电路548发送控制信号来控制信标电路548。信标电路548被配置成响应于控制器542的控制信号来改变天线的电特性。例如，信标电路548可以响应于控制器542的控制信号来调制、改变或修改天线的一个或多个电特性。在一些方面，信标电路548可以将独特的调制赋予天线的电特性以创建信标(例如，调制信号)，并且独特的调制模式可以被FOD电路528和控制器524使用来唯一地标识来自另一个外来物的信标。在至少一些方面，信标电路548可以将电流注入到感应功率传输(IPT)线圈(例如，交通工具侧无线功率传输线圈128或电动交通工具102上的另一个IPT线圈)中，以使IPT线圈用作信标发射天线，信标发射天线可以由发射器502中的FOD电路528检测，并且被用来获取IPT线圈的定位信息。
结合本文所公开的各方面描述的各种说明性的逻辑块，模块、电路，以及方法步骤可以被实现为电子产品硬件、计算机软件或两者的组合。为了清楚地说明这种硬件和软件的可互换性，各种说明性的组件、块、组件、电路，以及步骤就其功能性而言已一般性地在上面被描述。这样的功能性是被实现为硬件还是软件取决于特定的应用和施加于整体系统上的设计约束。描述的功能性可以针对每个特定应用以各种方法实现。但这样的实现决定不应当被解释为导致偏离描述的各方面的范围。
结合本文公开的各方面描述的各种说明性的块、模块和电路可以利用通用硬件处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其他可编程逻辑器件、分立式门或晶体管逻辑、分立硬件组件、或前述项被设计为执行本文描述的功能的任何组合来被实现或执行。通用硬件处理器可以是微处理器，但是备选地，硬件处理器可以是任何传统处理器、控制器、微控制器或状态机。硬件处理器还可以被实现为计算器件的组合，例如，DSP和微处理器的组合、多个微处理器、与DSP核结合的一个或多个微处理器、或者任何其他这样的配置。
结合本文所公开的各方面描述的方法和功能的步骤可以直接地体现在硬件中、由硬件处理器执行的软件模块中或者两者的组合中。如果被实现在软件中，功能可以被存储在有形的非瞬态的计算机可读介质上，或者作为在有形的非瞬态的计算机可读介质上的一个或多个指令或代码被传输。软件模块可以驻留在随机存取存储器(RAM)、闪存存储器、只读存储器(ROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦可编程ROM(EEPROM)、寄存器、硬盘、可移除磁盘、光盘ROM或本领域已知的存储介质的任何其他形式。存储介质耦合到硬件处理器，使得硬件处理器可以从存储介质读取信息，并且向存储介质写入信息。在备选方案中，存储介质可以是硬件处理器的部分。如本文所使用的，盘和碟包括压缩碟(CD)、激光碟、光碟、数字多功能碟(DVD)、软盘以及Blu-rayTM碟，其中盘通常磁性地复制数据，而碟利用激光光学地复制数据。以上的组合也应当被包括在计算机可读介质的范围内。硬件处理器和存储介质可以驻留在ASIC中。
尽管主题已经被用特定于结构的特征或方法的操作的语言所描述，但应当理解，在所附权利要求书中定义的主题不必限于上述的具体特征或操作，包括不必限于在其中特征被布置的组织或在其中操作被执行的顺序。

Claims (30)

1.一种无线充电装置，包括：
无线功率传输电路，包括：
无线功率传输线圈，被配置成生成或耦合到磁场以传输或接收功率；以及
多个调谐电容器，电耦合到所述无线功率传输线圈；
功率转换器电路，电耦合到所述无线功率传输电路；以及
信号生成电路，不同于所述功率转换器电路，并且电耦合到所述多个调谐电容器中的电容器之间的一个或多个节点，所述信号生成电路被配置成生成信号，并且在所述多个调谐电容器中的所述电容器之间的所述一个或多个节点处将所述信号注入到所述无线功率传输电路中，所述信号生成电路包括：
抑制滤波器，被调谐到所述无线功率传输线圈的操作频率。
2.根据权利要求1所述的无线充电装置，其中所述信号生成电路还包括耦合变压器，所述耦合变压器：
电耦合到所述抑制滤波器以及所述多个调谐电容器中的所述电容器之间的所述节点中的至少一个节点；并且
被配置成抑制所述无线功率传输线圈的基本操作频率的回射。
3.根据权利要求1所述的无线充电装置，其中所述信号生成电路包括谐波消除信号生成器，所述谐波消除信号生成器被配置成生成消除信号以减少所述无线功率传输线圈的电流中的谐波分量的数目。
4.根据权利要求3所述的无线充电装置，其中所述谐波消除信号生成器被配置成：调整所述消除信号的幅度或相位中的一项或多项。
5.根据权利要求3所述的无线充电装置，其中所述谐波消除信号生成器包括半桥驱动器或全桥驱动器。
6.根据权利要求3所述的无线充电装置，其中：
所述信号生成电路还包括：
耦合变压器，电耦合到所述抑制滤波器和所述多个调谐电容器中的所述电容器之间的所述节点中的至少一个节点；以及
匹配滤波器，电耦合到所述耦合变压器和所述谐波消除信号生成器；
所述谐波消除信号生成器包括使用脉冲宽度调制的驱动器；并且
所述匹配滤波器去除所述驱动器的切换频率。
7.根据权利要求3所述的无线充电装置，还包括一个或多个电流或磁场传感器，以测量所述无线功率传输线圈中的所述电流的所述谐波分量的幅度或相位中的至少一项。
8.根据权利要求1所述的无线充电装置，其中所述功率转换器电路包括整流器或逆变器。
9.根据权利要求1所述的无线充电装置，其中所述信号生成电路被配置成调制所述信号，以提供由另一功率传输装置处的外来物检测(FOD)系统可检测的调制信号，以用于确定所述无线功率传输线圈相对于所述FOD系统的定位信息。
10.一种基座无线充电装置，包括：
无线功率传输线圈，被配置成：基于流经所述无线功率传输线圈的电流来生成磁场，所述无线功率传输线圈可操作以向无线功率接收器设备传输功率；以及
谐波消除电路系统，包括：
抑制滤波器，耦合到所述无线功率传输线圈的调谐电容器，所述抑制滤波器被调谐到所述无线功率传输线圈的操作频率；
耦合变压器，耦合到所述抑制滤波器和所述调谐电容器，所述耦合变压器被配置成将消除信号耦合到所述无线功率传输线圈的所述调谐电容器中；以及
谐波消除信号生成器，耦合到所述耦合变压器，所述谐波消除信号生成器被配置成生成所述消除信号，以减少所述无线功率传输线圈的所述电流中的谐波分量的数目。
11.根据权利要求10所述的基座无线充电装置，其中：
所述调谐电容器包括多个连接的电容器；并且
所述抑制滤波器电耦合到所述多个连接的电容器中的电容器之间的一个或多个节点；并且
所述耦合变压器电耦合到所述多个连接的电容器中的所述电容器之间的一个或多个附加节点，并且被配置成在所述一个或多个附加节点处将所述消除信号注入到所述无线功率传输线圈的所述调谐电容器中。
12.根据权利要求10所述的基座无线充电装置，其中所述谐波消除信号生成器被配置成调整所述消除信号的幅度或相位中的一项或多项。
13.根据权利要求10所述的基座无线充电装置，其中所述谐波消除电路系统还包括匹配滤波器，所述匹配滤波器耦合到所述耦合变压器和所述谐波消除信号生成器，所述匹配滤波器被配置成向所述谐波消除信号生成器提供基本恒定的阻抗。
14.根据权利要求10所述的基座无线充电装置，其中所述谐波消除电路系统还包括匹配滤波器，所述匹配滤波器耦合到所述耦合变压器和所述谐波消除信号生成器，所述匹配滤波器被配置成：去除所述谐波消除信号生成器的切换频率，以及将所述谐波分量传递到所述调谐电容器中。
15.根据权利要求14所述的基座无线充电装置，其中所述谐波消除信号生成器包括半桥驱动器或全桥驱动器。
16.根据权利要求14所述的基座无线充电装置，其中所述谐波消除信号生成器包括使用脉冲宽度调制的驱动器，并且其中所述匹配滤波器去除所述驱动器的所述切换频率。
17.根据权利要求10所述的基座无线充电装置，其中所述调谐电容器包括多个串联或并联连接的电容器。
18.根据权利要求10所述的基座无线充电装置，还包括一个或多个电流或磁场传感器，所述一个或多个电流或磁场传感器被配置成测量所述无线功率传输线圈中的所述电流的所述谐波分量的幅度或相位中的至少一项。
19.根据权利要求10所述的基座无线充电装置，其中所述谐波消除电路被配置成：
测量所述无线功率传输线圈中的所述电流；
处理所述电流以标识所述谐波分量；
生成反相位信号分量；以及
通过使用一个或多个控制器来调节所述反相位信号分量。
20.一种交通工具无线充电装置，包括：
无线功率传输线圈，被配置成接收磁场并且基于所述磁场来生成电流；
整流器，耦合到所述无线功率传输线圈，所述整流器被配置成将所述无线功率传输线圈中的所述电流转换为直流以用于对电池充电；以及
谐波消除电路系统，包括：
抑制滤波器，耦合到所述无线功率传输线圈的调谐电容器，所述抑制滤波器被调谐到所述无线功率传输线圈的操作频率；
耦合变压器，耦合到所述抑制滤波器和所述调谐电容器，所述耦合变压器被配置成：减弱所述无线功率传输线圈的基本操作频率，并且将消除信号耦合到所述调谐电容器中；以及
谐波消除信号生成器，耦合到所述耦合变压器，所述谐波消除信号生成器被配置成生成所述消除信号，以减少所述无线功率传输线圈的所述电流中的谐波分量的数目。
21.根据权利要求20所述的交通工具无线充电装置，其中所述谐波消除信号生成器被配置成调整所述消除信号的幅度或相位中的一项或多项。
22.根据权利要求20所述的交通工具无线充电装置，其中所述谐波消除电路系统还包括匹配滤波器，所述匹配滤波器耦合到所述耦合变压器和所述谐波消除信号生成器，所述匹配滤波器被配置成向所述谐波消除信号生成器提供基本恒定的阻抗。
23.根据权利要求20所述的交通工具无线充电装置，其中所述谐波消除电路系统还包括匹配滤波器，所述匹配滤波器耦合到所述耦合变压器和所述谐波消除信号生成器，所述匹配滤波器被配置成：去除所述谐波消除信号生成器的切换频率，以及将所述谐波分量传递到所述调谐电容器中。
24.根据权利要求23所述的交通工具无线充电装置，其中所述谐波消除信号生成器包括半桥驱动器。
25.根据权利要求24所述的交通工具无线充电装置，其中所述半桥驱动器使用脉冲宽度调制，并且所述匹配滤波器去除所述半桥驱动器的切换频率。
26.根据权利要求20所述的交通工具无线充电装置，其中：
所述调谐电容器包括多个连接的电容器；并且
所述抑制滤波器电耦合到所述多个连接的电容器中的电容器之间的一个或多个节点；并且
所述耦合变压器电耦合到所述多个连接的电容器中的所述电容器之间的一个或多个附加节点，并且所述耦合变压器被配置成：在所述一个或多个附加节点处将所述消除信号耦合到所述无线功率传输线圈的所述调谐电容器中。
27.根据权利要求20所述的交通工具无线充电装置，还包括一个或多个传感器，所述一个或多个传感器被配置成测量所述无线功率传输线圈的所述电流。
28.根据权利要求20所述的交通工具无线充电装置，其中所述谐波消除电路被配置成：
测量所述无线功率传输线圈中的所述电流；
处理所述电流以标识所述谐波分量；
生成反相位信号分量；以及
通过使用一个或多个控制器来调节所述反相位信号分量。
29.一种用于无线电动交通工具充电(WEVC)系统中的主动谐波消除的方法，所述方法包括：
测量所述WEVC系统的无线功率传输线圈中的电流；
处理所述电流以标识谐波分量；
基于所标识的所述谐波分量，生成谐波消除信号；以及
将所述谐波消除信号注入到所述无线功率传输线圈的调谐电容器中，以减少所标识的所述谐波分量的数目。
30.根据权利要求29所述的方法，还包括使用耦合变压器来减弱所述无线功率传输线圈中的所述电流的基本操作频率。
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