發射器設備和感應式能量傳輸系統技術方案

本公開的一個方面涉及發射器設備和感應式能量傳輸系統，具體公開了一種發射器設備，用于感應式能量傳輸系統，其特征在于，所述發射器設備包括：發射器線圈；DC?AC轉換器，所述DC?AC轉換器可操作地連接到發射器線圈；和控制器，所述控制器可操作地連接到所述DC?AC轉換器，并且被配置為當所述發射器線圈傳輸能量時向所述DC?AC轉換器發射一個或多個信號，其中所述DC?AC轉換器響應于所述一個或多個信號在轉換狀態與非轉換狀態之間改變。（*該技術在2024年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】相關申請的交叉引用本專利合作條約專利申請要求2013年10月9日提交的名稱為“MethodsForPowerReductionInInductiveChargingSystems”的美國臨時專利申請61/888,598和2014年9月30日提交的名稱為“ReducingPowerDissipationinInductiveEnergyTransferSystems”的美國非臨時專利申請14/503,363的優先權，所述申請中的每個申請的內容全文以引用方式并入本文。
本體涉及電子設備，并且更具體地涉及電子設備中的感應式能量傳輸系統。
技術介紹
許多電子設備包括一個或多個可再充電電池，需要外部電力有時對其再充電。這些設備可包括移動電話、智能電話、平板電腦、膝上型計算機、可穿戴設備、導航設備、運動設備、健康設備、輔助設備等等。通常，通過將充電線連接到電子設備和外部電源(例如壁裝電源插座)對這些設備充電。充電線可以是具有連接器的電纜，該連接器具有能夠與電子設備的相應導電觸點緊密配合的導電觸點。在一些示例中，電子設備可使用所接收到的電力對內部電池充電。在一些情況下，充電線可專門用于電力傳輸。在其他情況下，充電線可用于將電力和數據一起傳輸。此類連接器的示例可包括通用串行總線(“USB”)、火線、快速外圍部件互連(“PCIe”)或其他類似的數據端口。在許多示例中，用戶可能喜歡并且定期操作具有內部電池的多個電子設備。這些多個設備常常需要具有不同電力輸出和不同連接器類型的獨立充電線。多個充電線對于使用、存放和從一個地方到另一個地方的運輸都是繁重的。因此，設備的便攜性優勢被大大限制了。此外，充電線在某些環境中使用可能不安全。例如，車輛的駕駛員在試圖將電子設備插入車載充電器時可能會分心。又如，如果不注意，充電線可能存在絆倒的危險。考慮這些和其他缺點，一些電子設備可包括感應式充電系統。用戶可簡單地將電子設備放置在感應式充電表面上來對內部電池充電。感應式充電表面內的電磁發射器線圈可電感耦合到便攜式電子設備內的電磁接收器線圈。通過在發射器線圈內周期性地切換或交替電流，在接收器線圈中可感應電流。在接收器線圈中感應到的電流可用于對便攜式電子設備的內部電池充電。然而，在一些情況下，發射器線圈和/或接收器線圈中的電流會產生大量電力或能量耗散。當傳輸相對少量的能量時，相對于正在傳輸的能量的量，能量耗散可為巨大的。能量耗散降低了能量傳輸的效率，并且使得對電池再充電變得困難或耗時。
技術實現思路
在感應式能量傳輸系統中，當能量從發射器設備傳輸到接收器設備時，調整施加于發射器線圈以傳輸能量的信號的相位。該信號的相位可通過將直流到交流(DC-AC)轉換器的狀態從轉換狀態改變為非轉換狀態來調整。當DC-AC轉換器處于轉換狀態時，DC-AC轉換器輸出施加于發射器線圈的信號。當DC-AC轉換器處于非轉換狀態時，不向發射器線圈輸入信號。在一個方面，用于感應式能量傳輸系統中的發射器設備可包括：發射器線圈；可操作地連接到發射器線圈的DC-AC轉換器以及可操作地連接到DC-AC轉換器的控制器。控制器被配置為當發射器線圈傳輸能量時向DC-AC轉換器發射一個或多個信號，其中所述DC-AC轉換器響應于所述一個或多個信號在轉換狀態與非轉換狀態之間改變。作為一個示例，非轉換狀態可為靜止狀態。作為另一個示例，非轉換狀態可為高阻抗狀態。優選地，所述發射器設備還包括可操作地連接到所述控制器的時鐘電路。優選地，所述發射器設備還包括控制環路，所述控制環路可操作地連接到所述時鐘電路并且被配置為調整所述時鐘電路的操作。優選地，所述發射器設備還包括可操作地連接到所述控制環路的通信電路。優選地，所述發射器設備還包括脈沖跳躍控制器，所述脈沖跳躍控制器可操作地連接到所述控制器，并且被配置為發射跳躍信號，并且其中，所述DC-AC轉換器響應于所述跳躍信號從轉換狀態改變為非轉換狀態。優選地，所述DC-AC轉換器包括H橋接器電路。優選地，所述H橋接器電路交替地在轉換狀態和靜止狀態之間改變。優選地，所述H橋接器電路交替地在轉換狀態和高阻抗狀態之間改變。在另一個方面，操作感應式能量傳輸系統中的發射器設備的方法包括：使用發射器設備中的發射器線圈傳輸能量，并且在能量傳輸期間周期性地在轉換狀態與非轉換狀態之間改變可操作地連接到發射器線圈的DC-AC轉換器的狀態。在另一個方面，感應式能量傳輸系統可包括發射器設備和接收器設備。發射器設備可包括可操作地連接到發射器線圈的DC-AC轉換器以及可操作地連接到DC-AC轉換器的控制器。接收器設備可包括可操作地連接到接收器線圈的負載，以及可操作地連接到負載以測量負載的操作條件(例如負載上的信號電平)的感測電路。控制器被配置為當發射器線圈向接收器線圈傳輸能量時向DC-AC轉換器發射一個或多個信號，并且其中，所述DC-AC轉換器響應于所述一個或多個信號在轉換狀態與非轉換狀態之間改變。除此之外或另選地，當負載上的信號電平等于或超出(例如超過或小于)閾值時，感測電路可向控制器發射控制信號。然后，基于從感測電路接收到的控制信號，控制器可將DC-AC轉換器置于非轉換狀態。作為一個示例，當負載上的電壓電平等于或小于閾值時，感測電路可發射控制信號，并且基于從感測電路接收的控制信號，控制器可將DC-AC轉換器置于靜止狀態。優選地，所述感應式能量傳輸系統還包括：第一通信電路，所述第一通信電路可操作地連接到所述感測電路；和第二通信電路，所述第二通信電路可操作地連接到所述控制器，其中所述第一通信電路和所述第二通信電路被配置為在所述發射器設備與接收器設備之間建立通信信道。優選地，所述DC-AC轉換器包括H橋接器電路。優選地，所述H橋接器電路交替地在轉換狀態和靜止狀態之間改變。優選地，所述H橋接器電路交替地在轉換狀態和高阻抗狀態之間改變。優選地，當所述感測電路測量的所述信號電平等于或超出閾值時所述H橋接器電路被置于靜止狀態。在又一個方面，操作感應式能量傳輸系統的方法可包括從發射器設備向接收器設備傳輸能量并且在能量傳輸期間測量接收器設備中的負載上的信號電平。然后確定所測得的信號電平是否等于或超出(例如超過或小于)閾值。如果信號電平等于或超出閾值，則可從接收器設備向發射器設備發射指示信號電平等于或超出閾值的信號。基于所接收到的信號，發射器設備中的控制器將DC-AC轉換器的狀態改變為非轉換狀態。附圖說明參考以下附圖來更好地理解本技術的實施例。附圖的元件相對于彼此未必按比例繪制。在可能的地方，相同的參考標號用來指定這些附圖所共有的相同特征。圖1是相控感應式能量傳輸系統的簡化框圖；圖2是適于用作圖1所示的DC-AC轉換器106的H橋接器的簡化圖；圖3是操作圖1所示的感應式能量傳輸系統的方法的流程圖；圖4是帶有脈沖跳躍的相控感應式能量傳輸系統的簡化框圖；圖5是圖4所示的相控感應式能量傳輸系統的示例性電路圖；并且圖6是操作圖4所示的感應式能量傳輸系統的方法的流程圖。具體實施方式本文描述的實施例能夠在感應式能量傳輸系統中更高效地將能量從發射器設備傳輸到接收器設備。調整施加于發射器線圈的信號的相位可降低能量損耗。通常，DC-AC轉換器在轉換狀態下操作(即電流流過DC-AC轉換器106)，在轉換狀本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種發射器設備，用于感應式能量傳輸系統，其特征在于，所述發射器設備包括：發射器線圈；DC?AC轉換器，所述DC?AC轉換器可操作地連接到發射器線圈；和控制器，所述控制器可操作地連接到所述DC?AC轉換器，并且被配置為當所述發射器線圈傳輸能量時向所述DC?AC轉換器發射一個或多個信號，其中所述DC?AC轉換器響應于所述一個或多個信號在轉換狀態與非轉換狀態之間改變。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2013.10.09 US 61/888,598;2014.09.30 US 14/503,3631.一種發射器設備，用于感應式能量傳輸系統，其特征在于，所述發射器設備包括：發射器線圈；DC-AC轉換器，所述DC-AC轉換器可操作地連接到發射器線圈；和控制器，所述控制器可操作地連接到所述DC-AC轉換器，并且被配置為當所述發射器線圈傳輸能量時向所述DC-AC轉換器發射一個或多個信號，其中所述DC-AC轉換器響應于所述一個或多個信號在轉換狀態與非轉換狀態之間改變。2.根據權利要求1所述的發射器設備，其特征在于，所述發射器設備還包括可操作地連接到所述控制器的時鐘電路。3.根據權利要求2所述的發射器設備，其特征在于，所述發射器設備還包括控制環路，所述控制環路可操作地連接到所述時鐘電路并且被配置為調整所述時鐘電路的操作。4.根據權利要求3所述的發射器設備，其特征在于，所述發射器設備還包括可操作地連接到所述控制環路的通信電路。5.根據權利要求1所述的發射器設備，其特征在于，所述發射器設備還包括脈沖跳躍控制器，所述脈沖跳躍控制器可操作地連接到所述控制器，并且被配置為發射跳躍信號，并且其中，所述DC-AC轉換器響應于所述跳躍信號從轉換狀態改變為非轉換狀態。6.根據權利要求1所述的發射器設備，其特征在于，所述DC-AC轉換器包括H橋接器電路。7.根據權利要求6所述的發射器設備，其特征在于，所述H橋接器電路交替地在轉換狀態和靜止狀態之間改變。8.根據權利要求6所述的發射器設備，其特...

【專利技術屬性】
技術研發人員：T·K·莫耶爾，J·M·阿爾維斯，S·G·赫爾博斯特，D·W·瑞特爾，J·J·特爾里茲，
申請(專利權)人：蘋果公司，
類型：新型
國別省市：美國;US