[发明专利]多模式无线功率接收机控制

说明书

在某些方面，公开了用于控制在无线功率接收机处的功率传输的方法和系统。在某些方面，方法包括确定无线功率接收机的DC‑DC转换器的占空比。该方法还包括基于确定的占空比来确定针对AC开关控制器的占空比界限。该方法还包括确定针对AC开关控制器的操作占空比。该方法还包括将操作占空比与占空比界限相比较。该方法还包括当操作占空比大于占空比界限时，调整到DC‑DC转换器的期望电压输入和期望电流输入中的至少一项。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年9月21日提交的美国申请号15/711,844的优先权，该申请要求于2017年5月26日提交的题为“多模式无线功率接收机控制”的美国临时专利号62/495,600的权利。该两个申请的内容以整体通过引用并入本文。

技术领域

本申请一般地涉及无线充电功率传输应用，并且具体地涉及用于使用AC开关控制和DC-DC转换器二者，在无线功率接收机处进行功率控制的方法和装置。

背景技术

已经引入了包括从诸如电池之类的功率存储设备接收的电能中获得的运动动力的远程系统(诸如，车辆)。例如，混合动力电动车辆包括车载充电器，其使用来自车辆制动和传统电动机的功率为车辆充电。单纯为电动的车辆通常会从其他来源获得电力来给电池充电。电池电动车(电动车)通常被建议通过有线交流电(AC)的某些类型来充电，诸如，家用或商用AC电源。有线充电连接需要物理地连接到电源的电缆或其他类似连接器。电缆和类似的连接器有时可能不方便或麻烦，并且具有其他缺点。能够在自由空间中(例如，经由无线场)传输功率以用于给电动车辆充电的无线功率充电系统可以克服有线充电方案的一些缺陷。因此，期望高效且安全地传输功率以给电动车辆充电的无线功率充电系统和方法。

感应功率传输(IPT)系统是用于功率的无线传输的一种手段。在IPT中，初级(或“基底”)功率设备(例如，基底盘(pad)、基底无线充电系统、或一些其他包含功率传输元件(例如，基底功率传输元件)的无线功率传输设备)将功率发射给次级(或“拾取(pick-up)”)功率接收机设备(例如，车载盘(vehicle pad)、电动车辆无线充电单元或一些其他包括功率传输元件(例如，车辆功率传输元件)的无线功率接收设备)。发射机功率设备和接收机功率设备中的每个都包括电感器，通常是电流传输介质的线圈或绕组。初级电感器中的交流电会生成波动的磁场。当将次级电感器放置在初级电感器附近时，波动的磁场将在次级电感器中感应出电动势(EMF)，从而将功率传输给次级功率接收机设备。

发明内容

在某些方面，公开了一种用于控制在无线功率接收机处的功率传输的方法。该方法包括基于到无线功率接收机的负载的电压输出和电流输出中的一项、以及到DC-DC转换器的期望电压和期望电流中的一项，来确定无线功率接收机的DC-DC转换器的占空比。该方法包括基于确定的占空比以及到负载的电压输出和电流输出中的一项，来确定AC开关控制器的占空比界限。该方法包括基于到DC-DC转换器的期望电压输入和期望电流输入中的另一个、以及来自AC开关控制器的电流输出和电压输出中的实际项，来确定AC开关控制器的操作周期。该方法包括将操作占空比与占空比界限相比较。该方法包括当操作占空比大于占空比界限时，调整到DC-DC转换器的期望电压输入和期望电流输入中的至少一项。

在某些方面，公开了一种用于控制无线功率接收机处的功率传输的方法。该方法包括经由无线场在无线功率接收机的功率传输元件处，无线地耦合功率，以通过无线功率接收机生成电压和电流。该方法包括调整DC-DC转换器的占空比和AC开关控制器的占空比，以控制通过无线功率接收机电压和电流。

在某些方面，公开了无线功率接收机。无线功率接收机包括DC-DC转换器，AC开关控制器和被配置为耦合到无线功率场的谐振电路，其中AC开关控制器的输入耦合到谐振电路的输出，并且其中AC开关控制器的输出耦合到DC-DC转换器的输入。