交叉附近的电流间隙小得多。当0n_0fT_ZeroX信号改变时，接收器电流Iac_Rx不是0，并且因此这限制零交叉的有效时间窗口。换句话说，一些振铃在0n_0ff_ZerOX信号改变之后发生。
[0250]在一些实施例中，限制器607可以被布置为在重复的时间间隔的开始时将电力耗散元件耦合到接收线圈。电力耗散元件可以特别地是电阻器，并且在许多实施例中，电力耗散元件可以跨接收线圈503直接耦合。电力耗散元件可以耦合到接收线圈507，使得其在耦合到此时从包括接收线圈507的谐振电路耗散能量。
[0251]图30图示了这样的实施例的示例。
[0252]在示例中，开关SW2和以电阻器R2形式的电力耗散元件的串联连接被连接到接收器线圈的端子。该布置的目的是在重复的时间间隔的开始时吸收谐振槽中所存储的能量。这可以通过在0n_0ff_zeroX信号转变成反映新的重复的时间间隔的开始时闭合开关SW2来实现。这样，谐振槽中的残余能量由电阻器R2吸收，并且振铃是阻尼的。在示例中，通过电压信号“V_snubb”控制开关SW2。
[0253]图31图示了通过电力接收器线圈的电流Iac_Rx的示例。首先，利用标准0n_0fT_zeroX信号禁止逆变器。转变时间是可忽略的。同时，将开关SW2切换到传导状态，从而将电力耗散元件R2耦合到接收器线圈。如可以看出的，在信号“V_snubb”转变的事件处，取决于R2和L_Rx，电流Iac_Rx以某个时间常量衰减到O。
[0254]实际上，浮动开关SW2的驱动可以不是直接的。图32图示了其中电力耗散元件使用附加的接地开关S5 (特别地是M0SFET)耦合到接收线圈的示例。浮动开关SW2的功能现在由开关S5接管。通过在0n_0ff_zeroX信号变低时闭合开关S5，谐振槽中的残余能量将由电阻器R2吸收。
[0255]图33中示出了耦合到接收线圈的电力耗散元件的另一示例。在该示例中，耦合不是通过将开关和电力耗散元件直接连接到接收线圈，而是这些经由电容器Cres2耦合到接收线圈。
[0256]在该示例中，SW2和电阻器R2的串联连接特别地连接到HF整流器的输入端子。然而，该操作等价于图30的示例的操作。
[0257]图34中图示了又一示例。示例对应于图33的那个，但是避免使用浮动开关元件。在图35中提供了另一示例，其中开关元件Sw2和电阻器R2跨电容器Cres2之一耦合，所述电容器Cres2是包括接收线圈的谐振电路的一部分。图36图示了避免使用浮动开关的对应示例。
[0258]在一些实施例中，电力耗散元件与电力接收器线圈的耦合可以是感应式耦合。因此，能量可以在电力耗散元件中耗散，该电力耗散元件感应地/电磁地耦合到接收器线圈并且因此可以感应地，即经由电磁耦合，提取电力。
[0259]图37中图示了这个的示例。在示例中，存储在磁场中的能量由紧密靠近且感应地耦合到电力接收器线圈L_Rx的可切换电阻磁性环路L_Raux吸收。通过电压信号“ V_snubb ”控制开关SW2。通过在0n_0ff_ZeroX信号变“低”时闭合开关SW2，谐振槽中的残余能量将由电阻器R2吸收。
[0260]图38图示了通过电力接收器线圈的所得电流Iac_Rx。在示例中，利用标准0n_0ff_zeroX信号禁止逆变器，并且借助于电压V_snubb将开关SW2切换到传导状态。
[0261]在一些实施例中，电力耗散元件可以耦合到通信线圈，其感应地耦合到电力接收器线圈。图39中示出了这样的布置的示例。
[0262]图39图示了其中无线电力传送系统还包括通信线圈L_Tcon^PL_Rcom的示例。线圈1^此0111将典型地位于与电力接收器线圈相同的磁平面内，并且因此还可能出于能量吸收目的而再使用该线圈。通过在0n_0ff_ze1X信号变低时闭合低电压开关S7,谐振槽中的残余能量将由电阻器R2吸收。
[0263]其中借助于通信线圈L_Rcom使接收器线圈L_Rx电阻短接的发射器波形将直接对应于使用单独耦合的线圈L_Raux的情况。
[0264]将理解到，尽管先前的描述提供用于降低振铃的许多不同方法，但是所述方法不是互相排斥的。因此，在许多实施例中，可以应用所描述的示例的组合。
[0265]示例组合可以是引入以下功能:
?将zero-on-off信号逐渐地改变到O以降低EMC问题；
?完全断开逆变器以将剩余能量存储在逆变器的输入处的输入电容器Cin中；
?通过使接收器线圈L_Rx、HF整流器的输入端子和Cres2的端子(D5、D6、D7、R5、R6、S6)电阻短接降低接收器处的剩余振铃；以及
?通过使耦合的发射器通信线圈L_Rcom (R5，S5)电阻短接降低接收器处的剩余振铃。
[0266]图40中提供了这样的实施例的示例。在示例中，利用经修改的0n_0ff_zeroX信号禁用逆变器，从而提供逐渐转变。当经修改的0n_0ff_zeroX信号为“低”时，通过将门控信号设定在O伏特处而完全断开四个开关S1-S4。通过电压信号“V_snubb”控制开关S5和S6。图41图示了该示例系统的仿真结果。如可以看出的，在启用信号变低之后不久，Iac_Tx和Iac_Rx 二者未示出振铃。
[0267]将理解到，出于清晰的以上描述已经参考不同功能电路、单元和处理器描述了本发明的实施例。然而，将明显的是，可以在不减损本发明的情况下使用不同功能电路、单元或处理器之间的功能性的任何适合分布。例如，可以通过相同处理器或控制器执行被图示为由分离的处理器或控制器执行的功能性。因此，对特定功能单元或电路的引用仅被视为是对用于提供所描述的功能性的适合装置的引用而不是指示严密的逻辑或物理结构或组织。
[0268]本发明可以以包括硬件、软件、固件或这些的任何组合的任何适合形式实现。本发明可以可选地至少部分实现为运行在一个或多个数据处理器和/或数字信号处理器上的计算机软件。可以以任何适合的方式物理地、功能地和逻辑地实现本发明的实施例的元件和部件。实际上，功能性可以在单个单元中、多个单元中或作为其它功能单元的一部分而实现。同样地，本发明可以实现在单个单元中，或者可以物理地和功能地分布在不同单元、电路和处理器之间。
[0269]虽然已经结合一些实施例描述了本发明，但是其不旨在限于本文所阐述的特定形式。而是，本发明的范围仅由随附权利要求限制。附加地，虽然特征可能看起来是结合特定实施例而描述的，但是本领域技术人员将认识到，根据本发明可以组合所描述的实施例的各种特征。在权利要求中，术语包括不排除其它元件或步骤的存在。
[0270]而且，虽然单独地列出，但是可以通过例如单个电路、单元或处理器实现多个装置、元件、电路或方法步骤。附加地，虽然各个特征可以包括在不同权利要求中，但是这些可以可能地有利组合，并且不同权利要求中的包括不隐含特征的组合不是可行和/或有利的。而且，一个类别的权利要求中的特征的包括不隐含限于该类别，而是指示特征适当地同样适用于其它权利要求类别。而且，权利要求中的特征的顺序不隐含特征必须按其工作的任何特定顺序，并且特别地，方法权利要求中的各个步骤的顺序不隐含必须以该顺序执行步骤。而是，可以以任何适合的顺序执行步骤。另外，单数引用不排除多个。因此，对“一”、“一个”、“第一”、“第二”等的引用不排除多个。权利要求中的参考标记仅提供为澄清示例而不应当解释为以任何方式限制权利要求的范围。
【主权项】
1.一种用于使用无线感应电力信号将电力传送到电力接收器(505)的电力发射器(501)，所述电力发射器(501)包括: 感应器(503)，其用于响应于馈送到所述感应器(503)的驱动信号而提供所述无线感应电力信号； 电源(601)，其用于提供电源信号； 电力信号发生器(603)，其用于从所述电源信号生成所述驱动信号，所述电力信号发生器(603)包括: 频率转换器(605)，其被布置为生成比所述电源信号的频率更高的所述驱动信号的频率， 限制器(607)，其用于在重复的时间间隔内将馈送到所述感应器(503)的所述驱动信号的电力约束到阈值以下； 同步器(611)，其用于使所述重复的时间间隔与所述电源信号同步；以及 通信单元(609)，其用于在所述重复的时间间隔期间与所述电力接收器(505)交换数据。2.根据权利要求1所述的电力发射器(501)，其中所述电源信号是变化的DC电力信号。3.根据权利要求2所述的电力发射器(501)，其中所述重复的时间间隔对应于所述电源信号的电平低于阈值的时间间隔。4.根据权利要求2所述的电力发射器，其中所述同步器被布置为使所述重复的时间间隔与所述电源信号中的周期性幅度变化同步。5.根据权利要求2所述的电力发射器，其中所述电源信号包括覆盖DC分量的纹波分量，并且所述同步器被布置为使所述重复的时间间隔与所述纹波分量同步。6.根据权利要求1所述的电力发射器(501)，其中所述电源(601)被布置为响应于AC信号的整流而生成所述电源信号，并且其中所述同步器(611)被布置为使所述重复的时间间隔与所述AC信号的零交叉同步。7.根据权利要求1所述的电力发射器(501)，其中所述限制器(607)被布置为在所述重复的时间间隔期间将所述感应器(503)与所述频率转换器(605)解耦合。8.根据权利要求1所述的电力发射器(501)，其中所述通信单元(609)包括载波发生器，其用于在所述重复的时间间隔期间生成载波信号并且将其提供给所述感应器(503)。9.根据权利要求8所述的电力发射器(501)，其中所述通信单元(609)包括调制器，其用于在所述重复的时间间隔期间将数据调制到所述载波信号上。10.根据权利要求8所述的电力发射器(501)，其中所述通信单元(609)包括解调器，其用于在所述重复的时间间隔期间解调所述载波信号的负载调制。11.根据权利要求8所述的电力发射器(501)，其中所述载波信号的频率与所述驱动信号的频率不同。12.根据权利要求1所述的电力发射器(501)，其中所述通信单元(609)包括调制器，其用于在所述重复的时间间隔期间对所述感应器(503)的负载进行负载调制。13.根据权利要求1所述的电力发射器(501)，其中所述通信单元(609)包括解调器，其用于在所述重复的时间间隔期间解调通过所述电力接收器(505)在所述感应器(503)中所感应的调制载波信号。14.根据权利要求1所述的电力发射器(501)，其中所述通信单元(609)包括通信感应器，其用于在所述重复的时间间隔期间与所述电力接收器(505)通信。15.根据权利要求1所述的电力发射器(501)，其中所述电力信号发生器(603)被布置为响应于从所述电力接收器(505)所接收的数据而确定所述重复的时间间隔的持续时间。16.根据权利要求1所述的电力发射器(501)，其中所述限制器(607)被布置为在重复的时间间隔的开始时将电力耗散元件耦合到所述感应器(503 )。17.根据权利要求1所述的电力发射器(501)，其中所述电力耗散元件与所述感应器(503)的耦合是感应式耦合。18.根据权利要求1所述的电力发射器(501)，其中所述频率转换器(605)包括用于生成所述驱动信号的开关桥，并且其中所述限制器(607)可以被布置为通过逐渐地改变所述开关桥的开关元件的相对相位来约束所述电力信号，在重复的时间间隔的开始时，相位可以逐渐地偏移，例如以不低于200 μ s或不低于所述重复的时间间隔的持续时间的5%的转变持续时间。19.根据权利要求1所述的电力发射器(501)，其中所述频率转换器(605)包括用于生成所述驱动信号的开关桥，并且所述限制器(607)被布置为通过立即改变所述开关桥的所有开关元件的驱动信号以断开所有开关元件来约束所述电力信号。20.—种用于使用无线感应电力信号从电力发射器(501)接收电力的电力接收器(505)，所述电力接收器(505)包括: 感应器(507)，其用于接收所述电力信号； 负载耦合器(1001)，其用于将所述电力信号耦合到负载(1003)，所述负载耦合器(1001)被布置为在重复的时间间隔期间将所述负载与所述感应器(507)解耦合； 同步器(1005)，其用于使所述重复的时间间隔与所述电力信号的幅度变化同步；以及 通信单元(1007)，其用于在所述重复的时间间隔期间与所述电力发射器(501)交换数据。21.根据权利要求20所述的电力接收器(505)，其中所述通信单元(1007)包括载波发生器，其用于在所述重复的时间间隔期间生成载波信号并且将其提供给所述感应器(507)。22.根据权利要求21所述的电力接收器(505)，其中所述通信单元(1007)包括调制器，其用于在所述重复的时间间隔期间将数据调制到所述载波信号上。23.根据权利要求21所述的电力接收器(505)，其中所述通信单元(1007)包括解调器，其用于在所述重复的时间间隔期间解调所述载波信号的负载调制。24.根据权利要求20所述的电力接收器(505)，其中所述通信单元(1007)包括调制器，其用于在所述重复的时间间隔期间对所述感应器(507)的负载进行负载调制。25.根据权利要求20所述的电力接收器(505)，其中所述通信单元(1007)包括解调器，其用于在所述重复的时间间隔期间解调通过所述电力发射器在所述感应器(507)中所感应的调制载波信号。26.根据权利要求20所述的电力接收器(505)，其中所述通信单元(1007)包括通信感应器，其用于在所述重复的时间间隔期间与所述电力发射器(501)通信。27.根据权利要求20所述的电力接收器(505)，其中所述电力接收器被布置为在重复的时间间隔的开始时将电力耗散元件耦合到所述感应器(507 )。28.根据权利要求20所述的电力接收器(505)，其中所述电力耗散元件与所述感应器(507)的耦合是感应式耦合。29.一种用于使用无线感应电力信号将电力传送到电力接收器(505)的电力发射器(501)的操作方法，所述电力发射器(501)包括用于响应于馈送到所述感应器(503)的驱动信号而提供所述无线感应电力信号的感应器(503);并且所述方法包括: 提供电源信号； 从所述电源信号生成所述驱动信号，所述生成包括: 生成比所述电源信号的频率更高的所述驱动信号的频率，以及 在重复的时间间隔内将馈送到所述感应器(503)的所述驱动信号的电力约束到阈值以下； 使所述重复的时间间隔与所述电源信号同步；以及 在所述重复的时间间隔期间与所述电力接收器(505)交换数据。30.—种用于使用无线感应电力信号从电力发射器(501)接收电力的电力接收器(505)的操作方法，所述电力接收器(505)包括用于接收所述电力信号的感应器(507)和用于将所述电力信号耦合到负载(1003)的负载耦合器(1001);并且所述方法包括: 所述负载耦合器(1001)在重复的时间间隔期间将所述负载与所述感应器(507)解耦合； 使所述重复的时间间隔与所述电力信号的幅度变化同步；以及 在所述重复的时间间隔期间与所述电力发射器(501)交换数据。
【专利摘要】电力发射器（501）使用设备的感应器之间的无线感应电力信号将电力传送到电力接收器（505）。在电力发射器（501）中，电源（601）提供可具有电平变化的电源信号。电力信号发生器（603）借助于频率转换器（605）从电源信号生成驱动信号，所述频率转换器（605）相对于电源信号增加驱动信号的频率。限制器（607）用于在重复的时间间隔内将馈送到感应器（503）的驱动信号的电力约束到阈值以下。同步器（611）使重复的时间间隔与电源信号同步。在电力接收器（505）中，负载耦合器（1001）在重复的时间间隔期间将电力负载（1003）与感应器（507）解耦合，并且同步器（1005）使接收器的重复的时间间隔与电力信号同步。通信单元（609，1007）在重复的时间间隔期间交换数据。
【IPC分类】H04B5/00
【公开号】CN104995849
【申请号】CN201380070257
【发明人】W.G.M.伊特斯, K.J.鲁洛夫斯, A.P.J.M.罗梅斯, N.F.乔耶, A.范瓦格宁根
【申请人】皇家飞利浦有限公司
【公开日】2015年10月21日
【申请日】2013年12月30日
【公告号】EP2944029A1, US20150341085, WO2014108785A1