用于无线电力传送系统的过电压保护的制作方法

本发明的实施例大体上涉及无线电力传送系统。

背景技术：

1、在一个或多个行业中，电动车辆或混合动力车辆包括供应电力以驱动车辆的一个或多个电池。在一个实例中，电池将能量供应到电动机以驱动车辆中的轴，所述轴又驱动车辆。所述电池用于供应电力且因此可耗尽且需要从外部电源充电。

2、一般来说，电力传送系统广泛地用于将电力从电源传送到一个或多个电负载，例如，车辆中的电池。通常，所述电力传送系统可以是基于接触的电力传送系统或非接触电力传送系统。在基于接触的电力传送系统中，例如插头、插座连接器及电线的组件以物理方式连接到用于为电池充电的电池。然而，由于环境影响，此类连接器及电线可能受损或受到腐蚀。并且，高电流及电压用于为电池充电。因此，建立电源与车辆中的电池之间的物理连接可能涉及繁琐的安全措施。并且，相比于非接触电力传送系统，此电力传送系统可能变得更庞大且更重。

3、在非接触电力传送系统中，电力转换器用于将输入电力转换成可传送电力，所述可传送电力被进一步传输到电负载，例如车辆中的电池。所述电力转换器包括开关，所述开关在特定开关频率下操作以将输入电力转换成可传送电力。通常，取决于负载，改变电力转换器的开关频率以调节或控制电力传送系统的输出电压。然而，如果电负载断开或变化，那么电力传送系统的输出电压可在非常短时间段中获得非常高的值。输出电压的此突然增大可能导致操作失败且也可能损坏电力传送系统中的一个或多个组件。

4、因此，需要用于保护电力传送系统的改进的系统及方法。

技术实现思路

1、根据本发明的一个实施例，公开一种无线电力传送系统。无线电力传送系统包括第一转换单元，其经配置以将输入电力的第一dc电压转换成ac电压。此外，无线电力传送系统包括非接触电力传送单元，其以通信方式连接到第一转换单元且经配置以从第一转换单元接收具有ac电压的输入电力并传输具有ac电压的输入电力。并且，无线电力传送系统包括第二转换单元，其以通信方式连接到非接触电力传送单元且经配置以从非接触电力传送单元接收具有ac电压的输入电力，将输入电力的ac电压转换成第二dc电压，并将具有第二dc电压的输入电力传输到电负载。另外，无线电力传送系统包括开关单元，开关单元包括：第一开关，其并联地电连接到第二转换单元的第一分支中的第一二极管；第二开关，其并联地电连接到第二转换单元的第二分支中的第二二极管；以及控制器，其电连接到第一开关及第二开关且经配置以在电负载上的第二dc电压大于第一阈值的情况下启动第一开关及第二开关以将电负载从非接触电力传送单元断开连接。

2、优选的，开关单元经配置以在第二dc电压与电压参考值之间的差高于预定义值的情况下调节电负载上的第二dc电压。

3、优选的，无线电力传送系统进一步包括电压传感器，电压传感器电连接到电负载且经配置以确定电负载的第二dc电压。

4、优选的，非接触电力传送单元包括彼此磁连接的初级线圈及次级线圈，其中初级线圈经配置以从第一转换单元接收初级电流且次级线圈经配置以将次级电流传输到第二转换单元。

5、优选的，控制器经进一步配置以：在电负载上的第二dc电压大于第一阈值的情况下产生第一控制信号；以及在电负载上的第二dc电压小于第二阈值的情况下产生第二控制信号。

6、优选的，控制器经进一步配置以：基于第一控制信号产生第一开关信号及第二开关信号；以及发送第一开关信号及第二开关信号以分别启动第一开关及第二开关以使非接触电力传送单元的次级线圈短路。

7、优选的，控制器经进一步配置以：从电流传感器接收表示非接触电力传送单元的次级电流的电流信号；基于第二控制信号及非接触电力传送单元的次级电流产生第三开关信号及第四开关信号，其中第三开关信号与第四开关信号彼此互补；以及将第三开关信号及第四开关信号分别发送到第一开关及第二开关以将电负载连接到非接触电力传送单元。

8、优选的，第三开关信号及第四开关信号中的每一个包括对应于非接触电力传送单元的次级电流的多个开关脉冲。

9、优选的，控制器经进一步配置以：在第二dc电压与电压参考值之间的差高于预定义值的情况下产生具有预定义占空比的第三控制信号；基于第三控制信号及非接触电力传送单元的次级电流产生第五开关信号及第六开关信号，其中第五开关信号与第六开关信号彼此互补；以及将第五开关信号及第六开关信号分别发送到第一开关及第二开关以将电负载连接到非接触电力传送单元且调节电负载上的第二dc电压。

10、优选的，无线电力传送系统进一步包括第一收发器，第一收发器电连接到电压传感器且经配置以：接收表示电负载上的第二dc电压的电压信号；从控制器接收第一控制信号及第二控制信号中的一个；以及传输电压信号以及第一控制信号及第二控制信号中的一个。

11、优选的，无线电力传送系统进一步包括第二收发器，第二收发器以通信方式连接到第一收发器且经配置以从第一收发器接收电压信号以及第一控制信号及第二控制信号中的一个。

12、优选的，无线电力传送系统进一步包括控制单元，控制单元电连接到第二收发器及第一转换单元且经配置以：从第二收发器接收电压信号以及第一控制信号及第二控制信号中的一个；以及在从第二收发器接收到第一控制信号的情况下停用第一转换单元。

13、优选的，控制单元经配置以在从第二收发器接收到第二控制信号的情况下基于表示电负载上的第二dc电压的电压信号调整第一转换单元的开关频率。

14、优选的，调整开关频率以调节电负载上的第二dc电压。

15、优选的，控制单元经配置以在从停用第一转换单元开始的预定时间段之后经由第二收发器及第一收发器将复位信号传输到控制器。

16、优选的，控制器经配置以在接收到复位信号的情况下产生第二控制信号。

17、优选的，控制单元经配置以：从控制器接收第二控制信号；从电压传感器接收表示第二dc电压的电压信号；以及在接收到第二控制信号且第二dc电压小于或等于第一阈值的情况下启动第一转换单元。

18、优选的，控制器经配置以基于电负载中的电荷调节电流及/或电负载上的第二dc电压。

19、根据本发明的另一实施例，公开一种用于操作无线电力传送系统的方法。方法包括通过第一转换单元将输入电力的第一dc电压转换成ac电压。此外，方法包括通过非接触电力传送单元从第一转换单元接收具有ac电压的输入电力且传输输入电力。并且，方法包括通过第二转换单元将输入电力的ac电压转换成第二dc电压。另外，方法包括将具有第二dc电压的输入电力从第二转换单元传输到电负载。此外，方法包括在电负载上的第二dc电压大于第一阈值的情况下通过开关单元将电负载从非接触电力传送单元断开连接。

20、优选的，方法进一步包括在第二dc电压与电压参考值之间的差高于预定义值的情况下通过开关单元调节电负载上的第二dc电压。

21、优选的，将电负载从非接触电力传送单元断开连接包括：通过电压传感器确定电负载上的第二dc电压；以及在确定的第二dc电压大于第一阈值的情况下通过控制器启动第一开关及第二开关以将电负载从非接触电力传送单元断开连接。

22、优选的，方法进一步包括在确定的第二dc电压小于第二阈值的情况下停用第一开关及第二开关中的一个且启动第一开关及第二开关中的另一个以将电负载连接到非接触电力传送单元。