无线电力传输设备及其方法_3

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方式的AC电力生成单元和传输电力控制单元的框图。
[0113]如图6所示,根据第一实施方式的AC电力生成单元150包括AC电力控制单元151、 DC-AC转换器153以及DC-DC转换器155。传输电力控制单元190包括DC电力控制单元 191〇
[0114]AC电力控制单元151基于振荡器130的正弦波AC信号来生成AC电力控制信号。
[0115]DC电力控制单元191生成DC电力控制信号,以使得DC-DC转换器155可以输出具 有目标DC电压的电力。
[0116]DC-DC转换器155基于DC电力控制信号将供电单元110的DC电力(第一DC电 力)转换成具有目标DC电压的DC电力(第二DC电力)。
[0117] DC-AC转换器153基于AC电力控制信号将DC-DC转换器155的第二DC电力转换 成具有方波AC电压的AC电力,并且将所转换的信号输出至传输感应线圈210。
[0118] 图7是示出了根据第一实施方式的DC-DC转换器的电路图。
[0119] 如图7所示,DC-DC转换器155包括电感器L11、电力开关T11、二极管D11以及电 容器C11。电力开关T11可以通过使用晶体管来实现。例如,电力开关T11可以包括N沟道 金属氧化物半导体场效应晶体管(NMOSFET),但是可以包括进行相同工作的不同装置。
[0120] 电感器L11的一端连接至供电单元110的输出端即第一节点nl,并且电感器L11 的另一端连接至电力开关T112的漏极电极即第二节点n2。
[0121] 电力开关T11的栅极电极连接至DC电力控制单元191的输出端即第四节点n4,并 且电力开关T11的源极电极连接至接地端。
[0122] 二极管D11的阳极电极连接至电力开关T11的漏极电极即第二电极n2,并且二极 管D11的阴极电极连接至第三节点n3。
[0123] 电容器C11的一端连接至二极管Dll的阴极电极即第三节点n3,并且电容器C11 的另一端连接至接地端。
[0124] 图8是示出了根据第一实施方式的DC-AC转换器的电路图。
[0125] 如图8所示,DC-AC转换器153包括具有半桥结构的晶体管电路部分。具有半桥结 构的晶体管电路部分包括上部晶体管T21、下部晶体管T22以及DC截止电容器C21,并且该 具有半桥结构的晶体管电路部分连接至AC电力控制单元151和传输感应线圈210。DC-AC 转换器153连接至DC-DC转换器155。上部晶体管T21和下部晶体管T22可以是N沟道金 属氧化物半导体场效应晶体管(NMOS)。此外,上部晶体管T21和下部晶体管T22可以用进 行与NMOS的工作相同的工作的不同装置来替换。
[0126]AC电力控制单元151基于振荡器的正弦波AC信号通过上部晶体管控制信号输出 端即第一节点ml以及下部晶体管控制信号输出端即第二节点m2生成AC电力控制信号。AC 电力控制单元151基于振荡器130的正弦波AC信号生成用作为AC电力控制信号的上部晶 体管控制信号,并且通过第一节点ml输出该上部晶体管控制信号。AC电力控制单元151基 于振荡器130的正弦波AC信号生成用作为AC电力控制信号的下部晶体管控制信号,并且 通过第二节点m2输出该下部晶体管控制信号。
[0127] 上部晶体管T21的漏极电极连接至DC-DC转换器155的输出端即第三节点m3,并 且上部晶体管T21的栅极电极连接至AC电力控制单元151的上部晶体管控制信号输出端 即第一节点ml。
[0128] 下部晶体管T22的漏极电极连接至上部晶体管T21的源极电极即第四节点m4,下 部晶体管T22的栅极电极连接至AC电力控制单元151的下部晶体管控制信号输出端即第 二节点m2,并且下部晶体管T22的源极电极连接至接地端。
[0129]DC截止电容器C21的一端连接至第四节点m4,并且DC截止电容器C21的另一端 连接至电感器L1的一端。电感器L1的另一端连接至接地端。
[0130] 在下文中,将参照图9和图10来描述根据第一实施方式的无线电力传输方法。
[0131] 图9是示出了根据第一实施方式的无线电力传输方法的流程图,图10示出了根据 第一实施方式的供电装置中的节点处的波形。
[0132] 特别地,图9示出了其中实现了图6至图8的实施方式的无线电力传输方法。
[0133] 供电单元110生成具有DC电压的DC电力(步骤S101)。特别地,供电单元110可 以将具有AC电压的AC电力转换成具有DC电压的DC电力。
[0134] 振荡器130生成正弦波AC信号(步骤S103)。
[0135] DC电力控制单元191生成DC电力控制信号以使得DC-DC转换器155能够输出具 有目标DC电压的DC电力(步骤S107),并且DC电力控制单元191将该DC电力控制信号输 出至晶体管T11的栅极电极。如图10所示,DC电力控制信号可以是在整个持续期间提供 的脉冲宽度调制(PWM)信号。
[0136]DC-DC转换器155基于DC电力控制信号将供电单元110的输出电力转换成具有目 标DC电压的DC电力(步骤S109)。DC-DC转换器155的输出电压的幅度可以等于供电单 元110的输出电压的幅度,并且可以大于或小于供电单元110的输出电压的幅度。
[0137]AC电力控制单元151基于振荡器130的正弦波AC信号生成AC电力控制信号(步 骤S111)。AC电力控制单元151可以基于振荡器130的正弦波AC信号生成用作为AC电力 控制信号的上部晶体管控制信号,并且通过第一节点ml输出该上部晶体管控制信号。AC电 力控制单元151可以基于振荡器130的正弦波AC信号生成用作为AC电力控制信号的下部 晶体管控制信号,并且通过第二节点m2输出该下部晶体管控制信号。
[0138] 在下文中,将参照图10来描述上部晶体管控制信号和下部晶体管控制信号。
[0139] 如图10所示,上部晶体管控制信号和下部晶体管控制信号具有方波。
[0140] 上部晶体管控制信号的一个周期依次包括上部晶体管T21的导通时隙和上部晶 体管T21的断开时隙。上部晶体管T21的导通时隙与振荡器130的正弦波AC信号的半个周 期对应,并且上部晶体管T21的断开时隙可以与该正弦波AC信号的剩下的半个周期对应。
[0141] 下部晶体管控制信号的一个周期依次包括下部晶体管T22的导通时隙和下部晶 体管T22的断开时隙。下部晶体管T22的导通时隙与正弦波AC信号的半个周期对应,并且 下部晶体管T22的断开时隙可以与该正弦波AC信号的剩下的半个周期对应。
[0142] 上部晶体管控制信号在上部晶体管T21的导通时隙期间具有用于导通上部晶体 管T21的电平。用于导通上部晶体管T21的电平可以为高电平。
[0143] 上部晶体管控制信号在上部晶体管T21的断开时隙期间具有用于断开上部晶体 管T21的电平。用于断开上部晶体管T21的电平可以为低电平。
[0144] 下部晶体管控制信号在下部晶体管T22的导通时隙处具有用于导通下部晶体管 T22的电平。用于导通下部晶体管T22的电平可以为高电平。
[0145] 下部晶体管控制信号在下部晶体管T22的断开时隙处具有用于断开下部晶体管 T22的电平。用于断开下部晶体管T22的电平可以为低电平。
[0146] 在上部晶体管T21的导通时隙期间,处于下部晶体管T22的断开时隙期间的下部 晶体管控制信号具有用于断开下部晶体管T22的电平。
[0147] 在下部晶体管T22的导通时隙期间,处于上部晶体管T21的断开时隙期间的下部 晶体管控制信号具有用于断开下部晶体管T22的电平。
[0148] 为了防止当上部晶体管T21和下部晶体管T22被同时导通时上部晶体管T21和下 部晶体管T22短路,上部晶体管控制信号和下部晶体管控制信号可以具有空档时隙。在空 档时隙期间,上部晶体管控制信号具有用于断开上部晶体管T21的电平,并且下部晶体管 控制信号可以具有用于断开下部晶体管T22的电平。
[0149] 为了输出具有占空比为50%的方波电压的电力,上部晶体管T21的导通时隙具有 与一个周期T的(50-a) %对应的时长,并且上部晶体管T21的空档时隙具有与一个周期T 的a%对应的时长。上部晶体管T21的断开时隙具有与一个周期T的50%对应的时长,下 部晶体管T22的导通时隙具有与一个周期T的(50-a) %对应的时长,并且下部晶体管T22 的空档时隙具有与一个周期T的a%对应的时长。下部晶体管T22的断开时隙可以具有与 一个周期T的50%对应的时长,其中,a可以指1%。
[0150]DC-AC转换器153基于AC电力控制信号将DC-DC转换器155的输出电力转换成具 有方波AC电压的AC电力(步骤S113),并且将DC-DC转换器155的输出电力输出至传输感 应线圈210。
[0151] 在下文中,将参照图10来描述DC-AC转换器153的工作。
[0152] 上部晶体管T21和下部晶体管T22通过具有如图10所示的空档时隙的上部晶体 管控制信号和下部晶体管控制信号输出具有方波电压V3的方波电力。
[0153] DC截止电容器C21截止方波电力的DC电压并且将具有方波AC电压V4的方波AC 电力输出至传输感应线圈210。
[0154] 无线电力传输设备200通过谐振将具有方波AC电压V4的方波AC电力传输至无 线电力接收设备300 (步骤S115)。
[0155] 在下文中,将参照图11来描述根据第一实施方式由供电装置生成的方波AC电力 的
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