000 ；101010 ；000111 ;010101。通过切换图案，可以向次级提供信号，例如，上述图案中的其中一个表示二进制“1”，并且上述图案中的第二个表示二进制“O”。类似地，通过从可用图案中选择，可实现EMC改善。在次级电路处，可以采用峰值检测电路识别能量注入已经按周期发生，以使次级电路能够解码111000与101010图案之间的差异，同时接收相同的平均电力水平。这两个图案能够被称为电力传输相同的通信方，它们有利于数字信息交换。
[0083]如前所述，图7的两个图案具有不同的波峰因子，这意味着初级(因此次级)电压和电流对于这两个示例图案是不同的。因此，图案的变化能够在次级处检测为拾波器电压和电流的幅度调制。然后，可使用常规方法解调拾波器电压，以接收来自初级的数字数据流。作为一个示例，所接收的电压可以被包络检测以从过零检测提取调制波形的包络，以便在次级侧接收二进制数据流。对技术人员明显的是，其它调制和检测方法也是可能的。
[0084]从切换图案111000产生的谐波与从切换101010产生的谐波不同，并且从一种图案到不同图案的变化能够用于以具体频率传播来自系统的电磁辐射，并降低辐射的峰值。
[0085]上述能量注入事件分布机制能够与可变图案窗口或持续时间连用，或者能够独立地与固定持续时间的图案连用。
[0086]在一个进一步实施例中，上述图案生成机制能够用于通过使用短路控制(并联调谐拾波)或开路控制(串联调谐拾波)以控制或调节IPT系统次级侧上的电力。在图9中示出短路控制电路，L2和C2是拾波器和调谐电容器，并且S是短路控制开关。在一个实施例中，S能够被实施为如图10中所示的背靠背M0SFET。在另一个实施例中，S能够使用同步整流器(图11)的下部的两个开关(S3和S4)实施，此时两个开关都短接(conductingshort)拾波器。其它拓扑是可能的，对本领域技术人员是明显的，其能够用于执行相同的短路控制功能。对于短路控制的情况，能够实施能量调节切换图案中的“I”以切断短路控制元件，允许电力流到负载。然后实施“O”接通开关，它们的传导阻止电力流到负载。
[0087]能够实施等效开路控制，例如使用图12的电路，虽然其它拓扑是可能的，如本领域的技术人员理解的，它们执行相同的开路控制功能。当考虑开路控制时，可以实施图案发生器“I”以接通MOSFET(或其它类型开关)，以使得能够向负载传导电力。调节图案中的“O”断开负载。在次级侧上使用具有不同持续时间的调节图案(其取决于诸如负载电压的系统参数)提供与施加控制技术到初级侧相同的益处。例如，当需要快速瞬态响应以在启动或负载变化时调节输出电力，能够使用短图案。当输出的精确控制必需时或当稳态已经达到时，控制器能够生成更长的图案。
[0088]如初级控制，存在许多能够传送相同电力给负载的图案的特性能够用于从次级通信数据到初级。当使用次级控制时，允许相同电力在次级处接收的多个图案能够用于调制通过互感的初级波形。初级的加负载和移除负载(unloading)(经由互感)进行初级波形的调制，其允许数据从次级发送到初级。类似于初级控制，存在能够应用到次级的图案，由于较低的波峰因子，这些图案施加更低的应力到系统切换组件。因此次级处的控制应用能够降低组件成本或提高系统效率。另外，等效图案之间的变化能够在更大频率范围上传播来自系统的电磁辐射。这降低系统产生的峰值噪声频谱，使得更容易实现电磁兼容性。
[0089]在个进一步实施例中，从初级到次级的通彳目(双工系统中的返回)能够利用不同的持续时间图案实现，例如在通信系统中，短能量注入切换图案解释为“1”，而长图案解释为“O”。这可以与在此描述的其它方面或实施例连用，或用作单机布置。
[0090]因此本发明提供了用于IPT系统或IPT系统初级电源的有效控制方法或系统。
[0091]术语“感应电力传输”能够用“经皮能量传输”代替，在参考植入医疗装置的供电，这是一种常用术语。
[0092]如果有的话，上述和下面提到的所有申请、专利和公开物的全部公开通过引用并入本文。
[0093]本说明书中对任何现有技术的参考不是，并且不应当看作，承认或任何形式的暗示那些现有技术形成世界任一国家努力的领域中的公知常识的部分。
[0094]其中，上述描述已经参考了具有其已知等同体的整体结构或部件，这些整体结构被纳入本文，正如单独阐述一样。
[0095]应当注意的是，对本文描述的当前优选实施例的各种变化和修改对于本领域技术人员将是明显的。这种变化和修改可以做出而不脱离本发明的精神和范围，并且不减少其伴随的优点。因此，这些变化和修改旨在包括在本发明内。
【主权项】
1.一种用于控制具有切换谐振电路的感应电力传输系统即IPT系统初级电源的方法，所述方法包括: 确定所述系统的参数值； 基于所述参数值确定具有持续时间的能量注入切换图案； 根据确定的能量注入切换图案控制所述谐振电路。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述注入切换图案中能量注入事件的数量和/或分布取决于所述参数值。3.根据权利要求2所述的方法，其中一系列图案中的所述能量注入事件的分布被改变以便调制传输到次级的电力，同时在该系列的每个图案中维持相同数量的所述能量注入事件。4.根据任何一项前述权利要求所述的方法，其中所述持续时间包括具有所述电路的谐振频率的若干周期的图案长度。5.根据权利要求4所述的方法，其中当所述参数值低于阈值时，所述图案长度的周期数量是预定数量，否则是更高的数量。6.根据权利要求5所述的方法，其中，提供具有不同数量的周期的若干图案，以及其中所提供的图案之间的选择取决于所述参数值随时间的变化。7.根据任何一项前述权利要求所述的方法，其中基于通过比较所述系统的所述参数值与所需值确定的误差，控制所述谐振电路。8.根据任何一项前述权利要求所述的方法，其中所述系统的参数指示电力输出或电力可用性。9.一种通过控制根据任何一项前述权利要求所述的具有切换谐振电路的IPT系统初级电源以对植入式医疗装置充电的方法。10.一种具有切换谐振电路的IPT系统初级电源，并且包括: 用于确定所述系统的参数值的部件； 用于基于所述参数值确定具有持续时间的能量注入切换图案的部件； 用于根据确定的能量注入切换图案控制所述谐振电路的部件。11.根据权利要求10所述的电源，所述切换谐振电路具有由所述确定的能量注入切换图案控制的多个开关。12.根据权利要求10或11所述的电源，进一步包括用于通过比较所述系统的参数值与所需值确定误差的部件，并且所述用于确定能量注入切换图案的部件被设置以基于所述误差确定所述持续时间。13.根据权利要求10至12中任何一项所述的电源，其中所述持续时间包括具有所述电路的谐振频率的若干周期的图案长度，以及其中所述图案包括所述注入切换图案中能量注入事件的数量和/或分布，所述能量注入事件的数量和/或分布取决于所述参数值，所述能量注入事件取决于所述谐振频率周期。14.一种用于具有根据权利要求10至13中任何一项所述的IPT系统初级电源的可植入医疗装置的充电器。15.一种包括指令的计算机程序产品，当所述指令在计算机上执行时，实施用于控制根据权利要求1至9中任何一项所述的IPT系统初级电源的方法。
【专利摘要】本发明涉及感应电力传输(IPT)系统，并且对IPT系统的控制以及IPT系统初级电源的操作具有具体相关性。提供一种用于控制具有切换谐振电路的IPT系统初级电源的方法；该方法包括：确定系统的参数值；基于参数值确定具有持续时间的能量注入切换图案；根据所确定的能量注入切换图案控制谐振电路。
【IPC分类】H02J17/00, H02J7/02, H02M3/335, H02M3/156, H01F38/14
【公开号】CN104919550
【申请号】CN201380051407
【发明人】D·M·布德盖特, 胡爱国, 梁可欣（艾利克斯）, J·D·麦克米克
【申请人】奥克兰联合服务有限公司
【公开日】2015年9月16日
【申请日】2013年10月1日
【公告号】EP2907147A1, US20150244177, WO2014054953A1