[发明专利]转换器

说明书

技术领域

本发明总体而言涉及一种转换器，特别但不排它地，涉及一种用于感应功率传输系统的转换器。

背景技术

电转换器是本领域公知的，并且可应用在各种应用的许多配置中。一般来说，转换器将一种类型的电能转换为不同类型的输出。这种转换可以包括DC-DC电转换、AC-AC电转换和DC-AC电转换。在一些配置中，转换器可以具有任意数量的DC“部件”和AC“部件”，例如DC-DC转换器可以包括AC-AC变压器转换器部分。

更具体地，“逆变器”是可以用于描述DC-AC转换器的术语。逆变器可以单独存在或者作为较大转换器的部分而存在(如上述示例中，其必须在AC-AC变压器之前将DC逆变到AC)。因此，“转换器”应被解释为涵盖逆变器本身和包括逆变器的转换器。为了清楚起见，本说明书的剩余部分将仅指“转换器”，而不排除在某些情况下“逆变器”可能是合适的替代术语的可能性。

存在实现DC-AC转换的转换器的许多配置。主要地，这是通过借助于协调切换使电流沿交替方向流过组件的开关的合适布置。这些开关可以由控制电路控制，以实现期望的AC输出波形。

可以包括另外的电路组件来形成输出波形。受限于特定的电路拓扑，输出波形将取决于开关的频率、占空比和工作相互关系。

使用转换器的一个示例是在感应功率传输(IPT)系统的环境中。这些系统是已建立技术(例如，电动牙刷的无线充电)和发展中技术(例如，“充电垫”上的手持设备的无线充电)的公知领域。通常，初级侧从发射线圈或多个发射线圈产生时变磁场。该磁场在合适的接收线圈中感应出交流电流，然后感应出的交流电流可以用于对电池充电，或对设备或其他负载供电。在一些情况下，可以在发射器线圈周围添加电容器以创建谐振电路。类似地，可以在接收器线圈周围添加电容器以产生谐振电路。使用谐振电路可以在相应的谐振频率处增加功率吞吐量和效率。

通常，发射线圈由转换器驱动。驱动电流的特性(诸如频率、相位和幅度)将与特定的IPT系统有关。在一些情况下，可以期望转换器的驱动频率与谐振发射线圈和/或谐振接收线圈的谐振频率相匹配。所述幅度可以被改变以对应于次级侧的负载要求。在一些系统中，负载要求可以通过适当的手段传递到初级侧。

所有的这些控制层增加了IPT系统设计的复杂性和成本。因此，期望具有控制转换器的简单方法。

与IPT系统相关联的另一个问题是，对于谐振系统，发射器的谐振频率不是固定的，而是根据接收器上的负载而变化。负载的变化通过互感耦合而反映回发射器，这进而影响发射器的谐振频率。因此，如果转换器以不再等于发射器的谐振频率的频率向发射器线圈供应输出，则功率吞吐量减小，并且系统变得效率较低。

与IPT系统相关联的另一个问题在于，诸如发射器线圈或接收器线圈和谐振电容器的谐振组件的值可能由于制造公差、年限、温度、功率传输距离变化、附近的金属或磁性材料的存在以及其他因素而变化。这些变化影响发射器的谐振频率，其可能会与接收器失去谐振，从而导致功率吞吐量减小，并且系统变得效率较低。

可以适应这种谐振频率变化的一种方法是在经过发射线圈的电压达到零时使控制开关关断和接通。因此，切换频率将自动对应于发射线圈的谐振频率。这种解决方案的缺点在于：发射的磁场的频率将随着取决于发射线圈的谐振频率的范围而变化。这是有问题的，原因有二：首先，接收器必须自适应地重新调谐至发射频率的变化或者损耗功率；其次，由于可用带宽可能太窄，使系统在一系列频率内工作是不可取的。

本发明的目的是为公众提供有用的选择。

发明内容

根据一个示例实施例，提供一种感应功率接收器，其包括连接在振电路两端的至少两个开关，所述谐振电路包括电感和电容，其中：

所述至少两个开关中的第一开关被配置为基于取决于接收器变量的第一事件而切换到第一状态；以及

第一开关被配置为基于与接收器变量无关的第二事件而切换到第二状态。

承认“包括”、“包括了”和“包括有”可以在不同的管辖范围内被归属排他性含义或包含性含义。出于本说明书的目的，除非另有说明，否则这些术语旨在具有包含性含义，即它们将意味着包括所使用的直接引用的所列组件，以及可能还包括其它非特定组件或元件。

在本说明书中对任何现有技术的引用不构成对这种现有技术形成公知常识的一部分的承认。

附图说明