TW201703395A - 諧振型非接觸供電裝置、電能發射端和控制方法 - Google Patents

Abstract

公開了一種諧振型非接觸供電裝置、電能發射端和控制方法。通過在當前周期的可以一定程度表徵系統效率的功率參量與上一周期的功率參量滿足預定條件時，以與上一周期相同的方式調整所述逆變控制信號的相差，在當前周期的功率參量與上一周期的功率參量不滿足所述預定條件時，以與上一周期相反的方式調整所述逆變控制信號的相差。由此，實際上通過掃描的方式確定合適的發射側諧振回路輸入電流或電壓，使得系統可以工作在效率最優模式。

Description

諧振型非接觸供電裝置、電能發射端和控制方法

本發明係關於電力電子技術，具體關於一種諧振型非接觸供電裝置、電能發射端和控制方法。

非接觸供電技術基於其方便實用的特點而廣泛應用於電子產品領域，尤其是小功率電子產品行業如移動電話、MP3播放器、數位照相機、可携式電腦等。現有技術的諧振型非接觸供電裝置通常包含有一個由發射線圈L1和接收線圈L2構成的諧振與磁耦合電路，發射線圈L1與電能發射端的其它元件構成發射側諧振電路，接收線圈L2與電能接收端的其它元件構成接收側諧振電路。透過將發射側諧振電路和接收側諧振電路的諧振頻率設置為相同，可以使得發射側諧振電路諧振時，通過電磁場與發射側諧振電路耦合的接收側諧振電路也發生諧振，由此實現以非接觸的方式傳輸電能。該諧振頻率被稱為自感諧振頻率。

然而，由於負載在供電過程中會發生變化，目前缺乏手段始終保持較高的系統效率而不受負載變化影響。

有鑒於此，本發明提供一種諧振型非接觸供電裝置、電能發射端和控制方法，基於功率參量調節發射側諧振回路的電流值或電壓來調整接收側的輸出電壓或電流，從而調整等效負載阻抗，使系統工作在效率最優模式下。

第一態樣，提供一種諧振型非接觸供電裝置，包括：逆變電路，用於接收電能，根據逆變控制信號控制輸出具有自感諧振頻率的交流電；發射側諧振電路，包括發射線圈，用於發射電能；接收側諧振電路，包括接收線圈，所述接收線圈與所述發射線圈分離地以非接觸方式耦合，所述接收側諧振電路用於從所述發射線圈接收電能；整流電路，與所述接收側諧振電路連接，用於將接收側諧振電路生成的交流電整流為直流電；控制電路，用於在當前周期的功率參量與上一周期的功率參量滿足預定關係時以與上一周期相同的方式調整所述逆變控制信號的相差，在當前周期的功率參量與上一周期的功率參量不滿足預定關係時，以與上一周期相反的方式調整所述逆變控制信號的相差；所述功率參量表徵所述逆變電路的輸入功率與所述整流電路的輸出功率的差值或比值。

較佳地，所述控制電路包括：電能接收側控制電路，用於檢測所述整流電路的輸出電壓和輸出電流獲取表徵所述輸出功率的第一參量並以無 線方式發送所述第一參量；電能發射側控制電路，用於檢測所述逆變電路的輸入電壓和輸入電流獲取表徵所述輸入功率的第二參量，接收所述第一參量，根據所述第一參量和所述第二參量計算所述功率參量，並根據所述功率參量調整所述逆變控制信號的相差。

較佳地，所述電能接收側控制電路包括：第一電流檢測電路，用於檢測所述整流電路的輸出電流獲取表徵所述輸出電流的第一信號；第一電壓檢測電路，用於檢測所述整流電路的輸出電壓獲取表徵所述輸出電壓的第二信號；第一功率計算電路，用於根據所述第一信號和所述第二信號計算獲取所述第一參量；第一無線通信電路，用於以無線方式發送所述第一參量。

較佳地，所述電能發射側控制電路包括：第二電流檢測電路，用於檢測所述逆變電路的輸入電流獲取表徵所述輸入電流的第三信號；第二電壓檢測電路，用於檢測所述逆變電路的輸入電壓獲取表徵所述輸入電壓的第四信號；第二功率計算電路，用於根據所述第三信號和所述第四信號計算獲取所述第二參量；第二無線通信電路，用於接收所述第一參量；效率跟蹤電路，用於根據所述第一參量和所述第二參 量計算所述功率參量，在當前周期的功率參量小於等於上一周期的功率參量時以與上一周期相同的方式調整補償信號，在當前周期的功率參量大於上一周期的功率參量時，以與上一周期相反的方式調整所述補償信號；逆變信號生成電路，用於根據所述補償信號生成所述逆變控制信號。

較佳地，所述效率跟蹤電路以預定的步長調整所述補償信號。

較佳地，所述逆變信號生成電路包括：比較器，用於比較所述補償信號與三角波信號生成脈寬調製信號；移相控制電路，用於輸出所述逆變控制信號，所述逆變控制信號具有響應於所述脈寬調製信號的相差。

第二態樣，提供一種電能發射端，用於以非接觸方式與包括接收線圈的電能接收端耦合以傳輸電能，所述電能發射端包括：逆變電路，用於接收電能，根據逆變控制信號控制輸出具有自感諧振頻率的交流電；發射側諧振電路，包括發射線圈，用於發射電能，所述發射線圈能以非接觸方式與所述接收線圈耦合；電能發射側控制電路，用於在當前周期的功率參量與上一周期的功率參量滿足預定條件時以與上一周期相同的方式調整所述逆變控制信號的相差，在當前周期的功率參量與上一周期的功率參量不滿足所述預定條件時，以與上 一周期相反的方式調整所述逆變控制信號的相差；所述功率參量表徵所述逆變電路的輸入功率與所述電能接收端的輸出功率的差值或比值。

較佳地，所述電能發射側控制電路用於檢測所述逆變電路的輸入電壓和輸入電流獲取表徵所述輸入功率的第二參量，並以無線方式接收表徵所述輸出功率的第一參量，根據所述第一參量和所述第二參量計算所述功率參量，並根據所述功率參量調整所述逆變控制信號的相差。

較佳地，所述電能發射側控制電路包括：第二電流檢測電路，用於檢測所述逆變電路的輸入電流獲取表徵所述輸入電流的第三信號；第二電壓檢測電路，用於檢測所述逆變電路的輸入電壓獲取表徵所述輸入電壓的第四信號；第二功率計算電路，用於根據所述第三信號和所述第四信號計算獲取所述第二參量；第二無線通信電路，用於接收所述第一參量；效率跟蹤電路，用於根據所述第一參量和所述第二參量計算所述功率參量，在當前周期的功率參量小於等於上一周期的功率參量時以與上一周期相同的方式調整補償信號，在當前周期的功率參量大於上一周期的功率參量時，以與上一周期相反的方式調整所述補償信號；逆變信號生成電路，用於根據所述補償信號生成逆變控制信號。

較佳地，所述效率跟蹤電路以預定的步長調整所述補 償信號。

較佳地，所述逆變信號生成電路包括：比較器，用於比較所述補償信號與三角波信號生成脈寬調製信號；移相控制電路，用於輸出所述逆變控制信號，所述逆變控制信號具有響應於所述脈寬調製信號的相差。

第三態樣，提供一種控制方法，用於控制諧振型非接觸供電裝置，所述諧振型非接觸供電裝置包括電能發射端和電能接收端，所述方法包括：獲取表徵所述電能接收端輸出功率的第一參量和表徵所述電能發射端輸入功率的第二參量；根據所述第一參量和所述第二參量計算當前周期的功率參量，所述功率參量表徵所述第二參量與所述第一參量的差值或比值；在當前周期的功率參量與上一周期的功率參量滿足預定關係時以與上一周期相同的方式調整所述逆變控制信號的相差，在當前周期的功率參量與上一周期的功率參量不滿足所述預定關係時，以與上一周期相反的方式調整所述逆變控制信號的相差。

透過在當前周期的可以一定程度表徵系統效率的功率參量與上一周期的功率參量滿足預定條件時以與上一周期相同的方式調整所述逆變控制信號的相差，在當前周期的功率參量與上一周期的功率參量不滿足所述預定條件時，以與上一周期相反的方式調整所述逆變控制信號的相差。 由此，實際上透過掃描的方式確定合適的發射側諧振回路輸入電流或電壓，使得系統可以工作在效率最優模式。

11‧‧‧逆變電路

12‧‧‧阻抗變換網路

13‧‧‧發射側諧振電路

14‧‧‧接收側諧振電路

15‧‧‧整流電路

16‧‧‧直流-直流變換器

17‧‧‧控制電路

171‧‧‧電能發射側控制電路

172‧‧‧電能接收側控制電路

透過以下參照附圖對本發明實施例的描述，本發明的上述以及其它目的、特徵和優點將更為清楚，在附圖中：圖1是本發明實施例的諧振型非接觸供電裝置的電路框圖；圖2是本發明實施例的諧振型非接觸供電裝置的諧振與磁耦合電路的等效電路圖；圖3是本發明實施例的諧振型非接觸供電裝置的諧振與磁耦合電路的解耦後的等效電路圖；圖4是圖3所示等效電路工作在自感諧振頻率下時的參數示意圖；圖5是本發明實施例的控制電路的電路框圖；圖6是本發明實施例的控制電路的工作波形圖；圖7是本發明實施例的控制方法的流程圖。

以下基於實施例對本發明進行描述，但是本發明並不僅僅限於這些實施例。在下文對本發明的細節描述中，詳盡描述了一些特定的細節部分。對本領域技術人員來說沒有這些細節部分的描述也可以完全理解本發明。為了避免混淆本發明的實質，公知的方法、過程、流程、元件和電 路並沒有詳細敘述。

此外，本領域普通技術人員應當理解，在此提供的附圖都是為了說明的目的，並且附圖不一定是按比例繪製的。

同時，應當理解，在以下的描述中，“電路”是指由至少一個元件或子電路通過電氣連接或電磁連接構成的導電回路。當稱元件或電路“連接到”另一元件或稱元件/電路“連接在”兩個節點之間時，它可以是直接耦接或連接到另一元件或者可以存在中間元件，元件之間的連接可以是物理上的、邏輯上的、或者其結合。相反，當稱元件“直接耦接到”或“直接連接到”另一元件時，意味著兩者不存在中間元件。

除非上下文明確要求，否則整個說明書和申請專利範圍中的“包括”、“包含”等類似詞語應當解釋為包含的含義而不是排他或窮舉的含義；也就是說，是“包括但不限於”的含義。

在本發明的描述中，需要理解的是，術語“第一”、“第二”等僅用於描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。此外，在本發明的描述中，除非另有說明，“多個”的含義是兩個或兩個以上。

圖1是本發明實施例的諧振型非接觸供電裝置的電路框圖。如圖1所示，諧振型非接觸供電裝置包括逆變電路11、阻抗變換網路12、發射側諧振電路13、接收側諧振電路14、整流電路15、直流-直流變換器16和控制電路 17。

在本實施例中，逆變電路11、阻抗變換網路12、發射側諧振電路13屬諧振型非接觸供電裝置1的電能發射端。接收側諧振電路14、整流電路15、直流-直流變換器16屬諧振型非接觸供電裝置1的電能接收端。控制電路17包括電能發射側控制電路171和電能接收側控制電路172。電能發射側控制電路171為電能發射端的一部分，而電能接收側控制電路171為電能接收端的一部分。

電能發射端和電能接收端透過發射側諧振電路13和接收側諧振電路14分離地以非接觸方式耦合，從而實現電能傳輸。

在本發明實施例中，非接觸供電也可以被稱為無線供電，亦即，電能發射方和電能接收方之間不依賴於導體連接進行電能傳輸的方式。

逆變電路11用於接收電能，根據逆變控制信號控制輸出具有自感諧振頻率的交流電Vac。

逆變電路11可以是全橋式逆變電路、半橋式逆變電路以及其他任何公知的具有逆變功能的逆變電路。

在圖1中，逆變電路11為由第一開關S1、第二開關S2、第三開關S3和第四開關S4構成開關型全橋式逆變電路。逆變電路11根據控制電路17輸出的逆變控制信號G1-G4動作。其中，逆變控制信號G1-G4分別控制開關S1-S4。透過使得第一開關S1和第三開關S3交替導通和關斷，第二開關S2和第四開關S4交替導通和關斷可以實 現將直流電逆變為交流電。透過控制開關S1-S4的開關頻率可以控制輸出的交流電的頻率。透過控制開關S1、S3與開關S2、S4之間的導通的相位差，可以控制輸出的交流電Vac的電壓峰值。由此，透過對應的逆變控制信號控制開關S1-S4的導通和關斷，可以實現控制第一交流電的電壓峰值和頻率。

阻抗變換網路12用於接收交流電Vac生成具有第一電流峰值的交流電Ip。其中，第一電流峰值與交流電Vac的電壓峰值對應，亦即，第一電流峰值由交流電Vac的電壓峰值確定。由此，透過逆變控制信號，可以控制輸入到發射側諧振電路13的交流電Ip的電流峰值。進一步地，這等效於在發射側諧振電路13的輸入端口連接一個恆定的交流電流源，並且，該交流電流源的電流峰值可調。

應理解，阻抗變換網路12並非必須，在本發明的其它實施方式中，逆變電路可以直接與發射側諧振電路連接，向其輸出交流電Vac。

發射側諧振電路13包括發射線圈L1，用於接收交流電Ip發射電能。

為了平衡發射側諧振電路13中線圈L1的感抗以及電路中由寄生參數引起的感抗，消除高頻下由於這些寄生參數存在而產生的電壓尖峰和浪涌電流，减小電磁干擾和電源噪聲並達到减小電源的視在功率，提高電源的功率因數，發射側諧振電路13中可以加入發射側諧振電容Cs，其與發射線圈L1串聯或並聯，以與發射線圈L1形成諧振 電路。當然，本領域技術人員可以理解，在某些情况下可以利用電路的分布電容(例如發射線圈導線之間的分布電容)來做為發射側諧振電容，從而不必在電路中設置獨立的電容元件。

接收側諧振電路14包括接收線圈L2，接收線圈L2與發射側諧振電路13的發射線圈L1可以分離地以非接觸方式耦合，接收側諧振電路14用於從發射線圈L1接收電能。

同時，為了减小電能接收端消耗的無功功率，增大諧振與磁耦合電路傳輸的有功功率，接收側諧振電路14可以加入接收側諧振電容Cd。如上所述，接收側諧振電容Cd可以利用電路其它元件的分布電容(例如線圈導線之間的分布電容)來實現，從而不必在電路中設置專門的電容元件。

發射側諧振電路13和接收側諧振電路14構成諧振與磁耦合電路。

整流電路15用於將接收側諧振電路14透過諧振感應生成的第三交流電Id整流為直流電。

直流-直流變換器16用於將整流電路15輸出的直流電變換為符合負載要求的恆定電流或恆定電壓提供給負載LOAD。應理解，某些情况下，直流-直流變換器16並非必要，整流電路15可以直接與負載連接。

直流-直流變換器16和負載級聯形成的電路可以等效為整流電路15的負載RL。

圖2是本發明的諧振型非接觸供電裝置的諧振與磁耦合電路的等效電路圖，亦即發射側諧振電路13和接收側諧振電路14的等效電路示意圖。

如圖2所示，發射線圈L1可以等效為第一理想線圈Ls以及線圈等效電阻Rs，同樣，接收線圈L2可以等效為第二理想線圈Ld以及線圈等效電阻Rd。第一理想線圈Ls和第二理想線圈Ld相互耦合。在圖2中，發射側諧振電路13和接收側諧振電路14均採用串聯諧振的方式來組成諧振電路，其中，發射側諧振電路13具有發射側諧振電容Cs，電能接收側具有接收側諧振電容Cd。如上所述，發射側諧振電容Cs和接收側諧振電容Cd可以為集總元件或者利用其它元件的分布參數實現。

由此，諧振和磁耦合電路構成一互感耦合電路。

通常，為了使得發射側諧振電路13和接收側諧振電路14能够以諧振方式傳遞能量，兩者具有相同的諧振頻率，亦即：

其中，fs為發射側諧振電路13的諧振頻率，fd為接收側諧振電路14的諧振頻率；Ls為第一理想線圈Ls的電感值，Ld為第二理想線圈Ld的電感值；Cs為發射側諧振電容的電容值，Cd為接收側諧振電容的電容值。

較佳地，可以設置使得第一理想線圈Ls的電感值等於第二理想線圈Ld的電感值，並且發射側諧振電容的電容值Cs等於接收側諧振電容的電容值Cd，從而使得發射 側諧振電路13和接收側諧振電路14諧振頻率相同。

將上述諧振頻率稱為自感諧振頻率。工作在上述諧振頻率下時，發射側諧振電路13和接收側諧振電路14同時諧振，諧振和磁耦合電路中所有的電感和電容阻抗均相互抵消，系統具有很高的效率。

圖3是本發明實施例的諧振型非接觸供電裝置的諧振與磁耦合電路解耦後的等效電路圖。如圖3所示，由於發射線圈L1和接收線圈L2的耦合存在漏感和互感，圖2所示的諧振和磁耦合電路可以解耦等效為圖3的形式，即，將相互耦合的理想線圈Ls和Ld解耦為發射側漏電感Ls’、接收側漏電感Ld’和互感Lm。由此，圖2所示的諧振和磁耦合電路可以進一步等效為圖3所示的兩端口網路。

圖4是圖3所示等效電路工作在自感諧振頻率下時的參數示意圖。如圖4所示，當對發射側諧振電路13輸出具有自感諧振頻率ω₀的交流電Ip時，圖3中發射側漏電感Ls’和發射側諧振電容Cs的串聯電路的等效阻抗為-jω₀Lm，由此，可以與互感的阻抗抵消，從而使得電能發射端輸入端口的阻抗最小，發射側諧振電路諧振。同時，接收側漏電感Ld’和接收側諧振電容Cd的串聯電路的等效阻抗為-jω₀Lm，從而使得電能接收端輸出端口的阻抗最小，接收側諧振電路諧振。

為了使得諧振型非接觸供電裝置工作在最大效率，本實施例的控制電路17用於在當前周期的功率參量P(n)與 上一周期的功率參量P(n-1)滿足預定關係時以與上一周期相同的方式調整所述逆變控制信號的相差，在當前周期的功率參量P(n)與上一周期的功率參量P(n-1)不滿足預定關係時，以與上一周期相反的方式調整所述逆變控制信號的相差。功率參量P(i)表徵逆變電路11的輸入功率Pi與整流電路15的輸出功率Po的差值，亦即，P(i)=f(Pi-Po)；或者輸入功率Pi與輸出功率Po的比值，亦即P(i)=Pi/Po。功率參量P(i)可以隨Pi-Po或Pi/Po增大而减小，也可以隨兩者的增大而增大。在不同的前提下，相對應的所述預定關係也會不同。在本實施例中，以P(i)=Pi-Po或Pi/Po，則所述預定關係為當前周期的功率參量P(n)小於等於上一周期的功率參量P(n-1)。但是，應理解，在P(i)與Pi-Po或Pi/Po的變化趨勢不同時，本領域技術人員可以選擇其他的數學關係，例如，當前周期的功率參量P(n)小於等於上一周期的功率參量P(n-1)作為所述的預定關係。

具體地，控制電路17包括電能接收側控制電路171和電能發射側控制電路172。

電能接收側控制電路171用於檢測整流電路15的輸出電壓Vo和輸出電流Io獲取表徵輸出功率Po的第一參量P1並以無線方式發送第一參量P1。

電能發射側控制電路172用於檢測逆變電路11的輸入電壓Vi和輸入電流Ii獲取表徵輸入功率Pi的第二參量P2，接收所述第一參量P1，根據所述第一參量P1和所述 第二參量P2計算所述功率參量P(n)，並根據功率參量P(n)和上一周期的功率參量P(n-1)調整逆變控制信號G1-G4的相差。

圖5是本發明實施例的控制電路的電路框圖。如圖5所示，電能接收側控制電路171包括第一電流檢測電路DETI1、第一電壓檢測電路DETV1、第一功率計算電路CAL1和第一無線通信電路COM1。

第一電流檢測電路DETI1用於檢測整流電路15的輸出電流Io獲取表徵輸出電流Io的第一信號I1。

第一電壓檢測電路DETV1用於檢測整流電路15的輸出電壓Vo獲取表徵輸出電壓Vo的第二信號V1。

應理解，第一信號I1和第二信號V1可以均為電流信號或均為電壓信號，也可以一個為電流信號，另一個為電壓信號，對於其標記僅用於表示其所表徵的參量而非對於其本身形式的限制。

第一功率計算電路CAL1用於根據第一信號I1和第二信號V1計算獲取表徵輸出功率Po的第一參量P1。

第一參量P1可以為類比信號也可以為數位信號。例如，可以將第一功率計算電路CAL1設置為乘法電路，輸出第一信號I1與第二信號V1的乘積作為第一參量P1。較佳地，也可以增加模數轉換電路，進一步將第一信號I1與第二信號V1轉換為數位信號形式的第一參量P1以方便傳輸。在圖5所示的控制電路中，第一功率計算電路CAL1包括乘法電路MUL1和模數轉換電路AD1。

第一無線通信電路COM1用於以無線方式發送第一參量P1。所述無線方式可以是無線電通訊、光通訊或其它通訊方式。

電能發射側控制電路172包括第二電流檢測電路DETI2、第二電壓檢測電路DETV2、第二功率計算電路CAL2、第二無線通信電路COM2、效率跟蹤電路TRC和逆變信號生成電路CTR。

第二電流檢測電路DETI2用於檢測逆變電路11的輸入電流Ii獲取表徵輸入電流Ii的第三信號I2。

第二電壓檢測電路DETV2用於檢測逆變電路11的輸入電壓Vi獲取表徵輸入電壓Vi的第四信號V2。

第二功率計算電路CAL2用於根據第三信號I2和第四信號V2計算獲取第二參量P2。

應理解，第三信號I2和第四信號V2可以均為電流信號或均為電壓信號，也可以一個為電流信號，另一個為電壓信號，對於其標記僅用於表示其所表徵的參量而非對於其本身形式的限制。

第二參量P2可以為類比信號也可以為數位信號。例如，可以將第二功率計算電路CAL2設置為乘法電路，輸出第三信號I2與第四信號V2的乘積作為第二參量P2。較佳地，也可以增加模數轉換電路，進一步將第三信號I2與第四信號V2轉換為數位信號形式的第二參量P2以方便傳輸。在圖5所示的控制電路中，第二功率計算電路CAL2包括乘法電路MUL2和模數轉換電路AD2。

第二無線通信電路COM2用於接收第一參量P1。由此，電能發射側控制電路能够根據第一參量P1和第二參量P2獲取表徵系統效率的功率參量。

效率跟蹤電路TRC用於根據第一參量P1和第二參量P2計算功率參量P(n)，在當前周期的功率參量P(n)小於等於上一周期的功率參量P(n-1)時以與上一周期相同的方式調整補償信號Vc，在當前周期的功率參量P(n)大於上一周期的功率參量P(n-1)時，以與上一周期相反的方式調整補償信號Vc。

具體地，在本實施例中，效率跟踪電路TRC以預定的步長ΔV來對Vc進行增加或减少，亦即，每個周期中，對補償信號Vc增加或减少預定的步長ΔV。

逆變信號生成電路CTR用於根據補償信號Vc生成逆變控制信號G1-G4。具體地，補償信號Vc的增加或减少會改變逆變控制信號G1-G4的相差，從而實現根據功率參量P(n)調節逆變控制信號G1-G4的相差的目的。

具體地，逆變信號生成電路CTR可以包括比較器CMP和移相控制電路PHASE。

比較器CMP比較補償信號Vc與三角波信號Ramp生成脈寬調製信號PWM。

移相控制電路PHASE輸出逆變控制信號G1-G4，逆變控制信號G1-G4具有響應於脈寬調製信號PWM的相差。

圖6是本發明實施例的控制電路的工作波形圖。如圖 6所示，在脈寬調製信號的高電平部分(亦即三角波信號Ramp小於補償信號Vc的部分)限定了當前周期逆變控制信號G2相對於逆變控制信號G1的相差和逆變控制信號G4相對於逆變控制信號G3的相差。具有該相差的逆變控制信號控制逆變電路11輸出的交流電的電壓峰值，使得諧振型非接觸供電裝置保持功率參量在最低值附近，亦即，使得系統以最大效率工作。

圖7是本發明實施例的控制方法的流程圖。圖7所示的控制方法由控制器17實施，如圖7所示，所述方法包括：

步驟710、等待當前周期到來，獲取表徵所述電能接收端輸出功率的第一參量和表徵所述電能發射端輸入功率的第二參量。

步驟720、根據所述第一參量和所述第二參量計算當前周期的功率參量，所述功率參量為所述第二參量與所述第一參量的差值或比值。

步驟730、判斷當前周期的功率參量與上一周期的功率參量是否滿足預定條件，如果滿足執行步驟740，否則執行步驟750；

步驟740、以與上一周期相同的方式調整所述逆變控制信號的相差，返回步驟710。

步驟750、以與上一周期相反的方式調整所述逆變控制信號的相差，返回步驟710。

較佳地，系統啟動時，可以在步驟710前透過對預設 的補償信號Vc進行一次調整並獲取對應的功率參量P(0)以使得所述方法可以被初始化，亦即，獲得第一個上一周期的功率參量。

具體地，在採用圖5所示的控制電路時，可以透過每次對補償信號增加或减少一個預定步長來間接調整所述逆變控制信號的相差。

透過在當前周期的可以一定程度表徵系統效率的功率參量與上一周期的功率參量滿足預定條件時以與上一周期相同的方式調整所述逆變控制信號的相差，在當前周期的功率參量與上一周期的功率參量不滿足所述預定條件時，以與上一周期相反的方式調整所述逆變控制信號的相差。由此，實際上透過掃描的方式確定合適的發射側諧振回路輸入電流或電壓，使得系統可以工作在效率最優模式。

以上所述僅為本發明的較佳實施例，並不用於限制本發明，對於本領域技術人員而言，本發明可以有各種改動和變化。凡在本發明的精神和原理之內所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。

11‧‧‧逆變電路

12‧‧‧阻抗變換網路

13‧‧‧發射側諧振電路

14‧‧‧接收側諧振電路

15‧‧‧整流電路

16‧‧‧直流-直流變換器

17‧‧‧控制電路

171‧‧‧電能發射側控制電路

172‧‧‧電能接收側控制電路

Claims (12)

1. 一種諧振型非接觸供電裝置，包括：逆變電路，用於接收電能，根據逆變控制信號控制輸出具有自感諧振頻率的交流電；發射側諧振電路，包括發射線圈，用於發射電能；接收側諧振電路，包括接收線圈，該接收線圈與該發射線圈分離地以非接觸方式耦合，該接收側諧振電路用於從該發射線圈接收電能；整流電路，與該接收側諧振電路連接，用於將接收側諧振電路生成的交流電整流為直流電；控制電路，用於在當前周期的功率參量與上一周期的功率參量滿足預定關係時以與上一周期相同的方式調整該逆變控制信號的相差，在當前周期的功率參量與上一周期的功率參量不滿足預定關係時，以與上一周期相反的方式調整該逆變控制信號的相差；該功率參量表徵該逆變電路的輸入功率與該整流電路的輸出功率的差值或比值。
2. 根據申請專利範圍第1項所述的諧振型非接觸供電裝置，其中，該控制電路包括：電能接收側控制電路，用於檢測該整流電路的輸出電壓和輸出電流獲取表徵該輸出功率的第一參量並以無線方式發送該第一參量；電能發射側控制電路，用於檢測該逆變電路的輸入電壓和輸入電流獲取表徵該輸入功率的第二參量，接收該第一參量，根據該第一參量和該第二參量計算該功率參量， 並根據該功率參量調整該逆變控制信號的相差。
3. 根據申請專利範圍第2項所述的諧振型非接觸供電裝置，其中，該電能接收側控制電路包括：第一電流檢測電路，用於檢測該整流電路的輸出電流獲取表徵該輸出電流的第一信號；第一電壓檢測電路，用於檢測該整流電路的輸出電壓獲取表徵該輸出電壓的第二信號；第一功率計算電路，用於根據該第一信號和該第二信號計算獲取該第一參量；第一無線通信電路，用於以無線方式發送該第一參量。
4. 根據申請專利範圍第3項所述的諧振型非接觸供電裝置，其中，該電能發射側控制電路包括：第二電流檢測電路，用於檢測該逆變電路的輸入電流獲取表徵該輸入電流的第三信號；第二電壓檢測電路，用於檢測該逆變電路的輸入電壓獲取表徵該輸入電壓的第四信號；第二功率計算電路，用於根據該第三信號和該第四信號計算獲取該第二參量；第二無線通信電路，用於接收該第一參量；效率跟蹤電路，用於根據該第一參量和該第二參量計算該功率參量，在當前周期的功率參量小於等於上一周期的功率參量時以與上一周期相同的方式調整補償信號，在當前周期的功率參量大於上一周期的功率參量時，以與上 一周期相反的方式調整該補償信號；逆變信號生成電路，用於根據該補償信號生成該逆變控制信號。
5. 根據申請專利範圍第4項所述的諧振型非接觸供電裝置，其中，該效率跟蹤電路以預定的步長調整該補償信號。
6. 根據申請專利範圍第4項所述的諧振型非接觸供電裝置，其中，該逆變信號生成電路包括：比較器，用於比較該補償信號與三角波信號生成脈寬調製信號；移相控制電路，用於輸出該逆變控制信號，該逆變控制信號具有響應於該脈寬調製信號的相差。
7. 一種電能發射端，用於以非接觸方式與包括接收線圈的電能接收端耦合以傳輸電能，該電能發射端包括：逆變電路，用於接收電能，根據逆變控制信號控制輸出具有自感諧振頻率的交流電；發射側諧振電路，包括發射線圈，用於發射電能，該發射線圈能以非接觸方式與該接收線圈耦合；電能發射側控制電路，用於在當前周期的功率參量與上一周期的功率參量滿足預定條件時以與上一周期相同的方式調整該逆變控制信號的相差，在當前周期的功率參量與上一周期的功率參量不滿足該預定條件時，以與上一周期相反的方式調整該逆變控制信號的相差；該功率參量表徵該逆變電路的輸入功率與該電能接收端的輸出功率的差 值或比值。
8. 根據申請專利範圍第7項所述的電能發射端，其中，該電能發射側控制電路用於檢測該逆變電路的輸入電壓和輸入電流獲取表徵該輸入功率的第二參量，並以無線方式接收表徵該輸出功率的第一參量，根據該第一參量和該第二參量計算該功率參量，並根據該功率參量調整該逆變控制信號的相差。
9. 根據申請專利範圍第8項所述的電能發射端，其中，該電能發射側控制電路包括：第二電流檢測電路，用於檢測該逆變電路的輸入電流獲取表徵該輸入電流的第三信號；第二電壓檢測電路，用於檢測該逆變電路的輸入電壓獲取表徵該輸入電壓的第四信號；第二功率計算電路，用於根據該第三信號和該第四信號計算獲取該第二參量；第二無線通信電路，用於接收該第一參量；效率跟蹤電路，用於根據該第一參量和該第二參量計算該功率參量，在當前周期的功率參量小於等於上一周期的功率參量時以與上一周期相同的方式調整補償信號，在當前周期的功率參量大於上一周期的功率參量時，以與上一周期相反的方式調整該補償信號；逆變信號生成電路，用於根據該補償信號生成逆變控制信號。
10. 根據申請專利範圍第8項所述的電能發射端，其 中，該效率跟蹤電路以預定的步長調整該補償信號。
11. 根據申請專利範圍第8項所述的電能發射端，其中，該逆變信號生成電路包括：比較器，用於比較該補償信號與三角波信號生成脈寬調製信號；移相控制電路，用於輸出該逆變控制信號，該逆變控制信號具有響應於該脈寬調製信號的相差。
12. 一種控制方法，用於控制諧振型非接觸供電裝置，該諧振型非接觸供電裝置包括電能發射端和電能接收端，該方法包括：獲取表徵該電能接收端輸出功率的第一參量和表徵該電能發射端輸入功率的第二參量；根據該第一參量和該第二參量計算當前周期的功率參量，該功率參量表徵該第二參量與該第一參量的差值或比值；在當前周期的功率參量與上一周期的功率參量滿足預定關係時以與上一周期相同的方式調整該逆變控制信號的相差，在當前周期的功率參量與上一周期的功率參量不滿足該預定關係時，以與上一周期相反的方式調整該逆變控制信號的相差。