用于无线电力传输系统中的使用隔离的谐振器的阻抗匹配的方法和装置的制造方法_4

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器414和目标谐振器421在阻抗匹配模式下开始互谐振的开始点。
[0104]控制器(未示出)通过分析包络来获得包络的所述至少两个点之间的时间差。此夕卜,控制器(未示出)通过使用包络的所述至少两个点之间的时间差估计源谐振器414和目标谐振器421之间的耦合系数或互感。
[0105]当估计出源谐振器414和目标谐振器421之间的耦合系数或互感时,控制器(未示出)估计源谐振器414和目标谐振器421之间的距离,因为源谐振器414和目标谐振器421之间的耦合系数或互感对应于源谐振器414和目标谐振器421之间的距离。
[0106]IMN 425基于估计的距离匹配目标谐振器421的阻抗。在示例中,頂N 425基于估计的耦合系数或互感获得无线电力发送器410和无线电力接收器420的等效电路。MN 425通过使用等效电路提取目标谐振器421的阻抗,并且基于提取的阻抗执行阻抗匹配。[0?07] 参照图4b,无线电力发送器450包括第一供电器453、第一开关455、第二供电器451、IMN 454、控制器(未示出)和源谐振器456。例如,源谐振器456包括电容器Cl 457和电感器458。
[0?08]第一供电器453在电力传输模式下向源谐振器456供电。
[0109]第二供电器451在阻抗匹配模式下向源谐振器456供电。与第一供电器453相比,第二供电器451提供相对较低的量的电力。在阻抗匹配模式下,当第二供电器451经第二开关452连接到源谐振器456时,第二供电器451向源谐振器456供电。
[0110]第二开关452将第二供电器451连接到源谐振器456。第二开关452基于控制器(未示出)的控制接通/断开第二供电器451和源谐振器456之间的连接。当该连接接通时,第二供电器451连接到源谐振器456,并且当该连接断开时,第二供电器451与源谐振器456断开连接。
[0111 ]源谐振器456在电力传输模式下从第一供电器453接收电力供给,并且在阻抗匹配模式下从第二供电器451接收电力供给。源谐振器456通过与目标谐振器的互谐振将从第一供电器453或第二供电器451接收的电力发送到无线电力接收器460。
[0112]控制器(未示出)估计源谐振器456和目标谐振器之间的距离,并且匹配源谐振器456的阻抗。控制器(未示出)包括頂N 454。
[0113]在阻抗匹配模式下,控制器(未示出)通过控制第二开关452来向源谐振器456供电。当第二开关452接通时,第二开关452连接到第二供电器451,并且电力被输入到源谐振器456。当第二开关452断开时,第二开关452与第二供电器451断开连接,并且源谐振器456被隔离。隔离的源谐振器456与目标谐振器执行互谐振,并且当源谐振器456在阻抗匹配模式下与目标谐振器执行互谐振时,IMN 454执行源谐振器456的阻抗匹配。
[0114]控制器(未示出)检测由源谐振器456发送的电力的包络,并且基于包络估计源谐振器456和目标谐振器之间的距离。IMN 454基于源谐振器456和目标谐振器之间的估计的距离匹配源谐振器456的阻抗。
[0115]无线电力接收器460包括目标谐振器461、开关464 JMN 465、控制器(未示出)和负载器466。例如,目标谐振器461包括电容器C2 463和电感器L2462。
[0116]在示例中,通过不包括MN465,无线电力接收器460在不执行阻抗匹配的情况下从无线电力发送器450接收无线电力。
[0117]目标谐振器461通过与源谐振器456的互谐振接收无线电力。
[0118]开关464将负载器466连接到目标谐振器461。开关464基于控制器(未示出)的控制接通/断开负载器466和目标谐振器461之间的连接。当该连接接通时,负载器466连接到目标谐振器461,并且当该连接断开时,负载器466与目标谐振器461断开连接。
[0119]负载器466包括负载和电容器。在电力传输模式下,负载器466被利用从目标谐振器461接收的电力充电。
[0120]控制器(未示出)估计源谐振器456和目标谐振器461之间的距离,并且匹配目标谐振器461的阻抗。控制器(未示出)包括頂N 465。
[0121]当控制器(未示出)将操作模式设置为阻抗匹配模式时,控制器(未示出)断开开关464,并且断开负载器466和目标谐振器461之间的连接以提高阻抗匹配准确性。在示例中,控制器(未示出)在使开关464保持接通的同时执行阻抗匹配。
[0122]控制器(未示出)通过在阻抗匹配模式下对由目标谐振器461接收的电力的波形执行采样来检测包络。
[0123]控制器(未示出)基于包络估计源谐振器456和目标谐振器461之间的距离。在源谐振器456和目标谐振器461之间的互谐振期间,源谐振器456和目标谐振器461之间的距离越短,在源谐振器456和目标谐振器461之间交换的电力的大小越大,并且在源谐振器456和目标谐振器461之间交换的电力的间隔越短。另外,源谐振器456和目标谐振器461之间的距离越短,源谐振器456和目标谐振器461之间的耦合系数和互感的值越大。因此,控制器(未示出)同时分析引入到源谐振器456和目标谐振器461的电力的大小和间隔,并且估计源谐振器456和目标谐振器461之间的耦合系数或互感。
[0124]在示例中,控制器(未示出)通过使用包络的至少两个点之间的时间差估计源谐振器456和目标谐振器461之间的耦合系数或互感。包络的所述至少两个点包括下面各项中的至少两项:包络的大小达到峰值的至少一个峰值点、包络的大小是最小值的至少一个最小点以及源谐振器456和目标谐振器461在阻抗匹配模式下开始互谐振的开始点。
[0125]控制器(未示出)通过分析包络来获得包络的所述至少两个点之间的时间差。此夕卜,控制器(未示出)通过使用包络的所述至少两个点之间的时间差估计源谐振器456和目标谐振器461之间的耦合系数或互感。
[0126]当估计出源谐振器456和目标谐振器461之间的耦合系数或互感时,控制器(未示出)估计源谐振器456和目标谐振器461之间的距离,因为源谐振器456和目标谐振器461之间的耦合系数或互感对应于源谐振器456和目标谐振器461之间的距离。
[0127]頂N 465基于估计的距离匹配目标谐振器461的阻抗。在示例中,頂N 465基于估计的耦合系数或互感获得无线电力发送器450和无线电力接收器460的等效电路。MN 465通过使用等效电路提取目标谐振器461的阻抗,并且基于提取的阻抗执行阻抗匹配。
[0128]图5是示出在电力传输模式和阻抗匹配模式下切换的示例的曲线图。
[0129]参照图5,曲线图的横轴指示时间,并且曲线图的纵轴指示开关的接通/断开状态。当无线电力发送器和无线电力接收器的操作模式是电力传输模式时,无线电力发送器在电力传输间隔501和503中将电力发送到无线电力接收器的负载器。当无线电力发送器和无线电力接收器的操作模式是阻抗匹配模式时,无线电力发送器和无线电力接收器在阻抗匹配间隔502中执行阻抗匹配。
[0130]曲线(a)示出在没有第二供电器和第二开关的情况下的无线电力发送器中的第一开关510的操作。在电力传输间隔501和503中,控制器控制第一开关510处于接通状态。在阻抗匹配间隔502中,在时间“T”的切换间隔,控制器在Δ T期间接通第一开关510,并且在T- ΔT期间断开第一开关510。因此,在“T”的间隔,电力可在AT期间被输入到源谐振器,并且源谐振器可在T-AT期间被隔离。在阻抗匹配间隔502期间基于第一开关510的控制执行源谐振器和目标谐振器之间的互谐振,并且控制器在阻抗匹配间隔502期间估计源谐振器和目标谐振器之间的距离以匹配源谐振器的阻抗。
[0131]曲线(b)示出包括第二供电器和第二开关522的无线电力发送器中的第一开关521和第二开关522的操作。在电力传输间隔501和503期间,控制器控制第一开关521处于接通状态。在阻抗匹配间隔502期间,控制器控制第一开关521处于断开状态。此外,在电力传输间隔501和503期间,控制器控制第二开关522处于断开状态,并且在阻抗匹配间隔502期间,在时间“T”的切换间隔,在Δ T期间接通第二开关522,并且在T-Δ T期间断开第二开关522。因此,在时间“Τ”的切换间隔,电力可在△ T期间被输入到源谐振器,并且源谐振器可在T- ΔT期间被隔离。例如,与通过第一开关521的控制而输入到源谐振器的电力相比,通过第二开关522的控制而输入到源谐振器的电力相对较低。在阻抗匹配间隔502期间基于第二开关522的控制执行源谐振器和目标谐振器之间的互谐振,并且控制器在阻抗匹配间隔502期间估计源谐振器和目标谐振器之间的距离以匹配源谐振器的阻抗。
[0132]曲线(C)和(d)示出无线电力接收器中的开关的操作。在曲线(C)中,无线电力接收器的控制器在电力传输间隔501和503期间并且在阻抗匹配间隔502中控制开关530处于接通状态。在阻抗匹配间隔502期间,目标谐振器在时间“T”的切换间隔在A T期间从源谐振器接收电力。在阻抗匹配间隔502期间,无线电力接收器的控制器检测由目标谐振器接收的电力的包络,估计源谐振器和目标谐振器之间的距离,并且匹配目标谐振器的阻抗。
[0133]在曲线(d)中,无线电力接收器的控制器在电力传输间隔501和503期间控制开关540处于接通状态。在阻抗匹配间隔502期间,目标谐振器在时间“T”的切换间隔在Δ T期间从源谐振器接收电力,并且无线电力接收器的控制器检测到由目标谐振器接收的电力的变化,将无线电力接收器的操作模式转换成阻抗匹配模式,并且控制开关540处于断开状态。在无线电力接收器的开关540的断开状态期间,无线电力接收器的控制器检测由目标谐振器接收的电力的包络,估计源谐振器和目标谐振器之间的距离,并且匹配目标谐振器的阻抗。当开关在断开状态下执行阻抗匹配时,阻抗匹配的
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