高效电力转换装置制造方法及图纸

一种装置包括一整流器，用于将一交流电压转换为一直流电压，和一高效电力转换器，包括级联连接的一第一级和一第二级。其中，所述第一级用于在不同操作模式下工作以为一电池充电，并且所述第二级用于在所述第一级和所述电池之间提供隔离。

High efficiency power conversion device

A device includes a rectifier for converting an AC voltage to a DC voltage, and an efficient power converter, including a first stage and a second stage connected in a cascade. Wherein, the first stage is used for working under different operation modes to charge a battery, and the second stage is used for providing isolation between the first stage and the battery.

【技术实现步骤摘要】
高效电力转换装置
本专利技术涉及一种动力转换器，并且，在特定实施例中，涉及一种无线电力传输系统的接收器中的高效电力转换器。
技术介绍
随着技术的进一步发展，无线电力传输已经成为用于为基于电池的移动设备(例如移动电话，平板电脑，数码相机，MP3播放器等)供电或充电的高效且便利的机制。一无线电力传输系统通常包括一原边发射器和一副边接收器。所述原边发射器通过磁耦合与所述副边接收器连接。所述磁耦合可通过一松耦合变压器实现，其具有在所述原边发射器中形成的一原边线圈和在所述副边接收器中形成的一副边线圈。所述原边发射器可以包括一电力转换单元，例如，一电力转换器的原边侧。所述电力转换单元与一电源连接，并且能够将电力转换为无线电信号。所述副边接收器能够通过所述松耦合变压器接收所述无线电信号，并且将所述接收的无线电信号转换为适合于负载的电力。随着所述无线电力传输系统的功率越来越高，可能需要在所述发射器和所述接收器之间实现高效无线电力传输。更具体地，在各种输入和输出条件(例如，所述接收器的不同的负载电流和/或不同的额定输入电压)下实现高效无线电力传输已经成为重要的问题，这给无线电力传输系统的系统设计带来了挑战。希望有一种高效电力接收器在各种输入和输出条件下都具有良好的行为，例如高效率。
技术实现思路
通过本公开的优选实施例，在一无线电力传输系统的一接收器中设置一高效电力转换器，一般能够解决或避开这些和其他问题，并实现技术优势。根据一实施例，一种装置，包括一整流器，用于将一交流电压转换为一直流电压，和一高效电力转换器，包括级联连接的一第一级和一第二级，其中，所述第一级用于在各种工作模式工作以对一电池充电，并且，所述第二级用于提供所述第一级和所述电池之间的隔离。根据另一实施例，一种方法，包括：侦测一高效电力转换器的一输出电压，其中，所述高效电力转换器包括级联连接的一第一级和一第二级；当所述输出电压小于一预定输出电压阈值时，将一电流控制模式应用于所述第一级，并且将所述第一级的一输出电流配置在一预定电流范围内；当所述输出电压大于所述预定输出电压阈值时，将一电压控制模式应用于所述第一级并且在将所述第一级的一输出电压配置在一预定电压范围内。根据又一实施例，一种系统，包括：一接收线圈，用于磁耦合至一发射线圈；一整流器，连接到所述接收线圈；以及一高效转换器，连接在所述整流器和一电池之间，其中，所述高效转换器包括级联连接的一第一级和一第二级，并且，其中，所述第一级用于在不同工作模式下工作以为所述电池充电，并且所述第二级用于提供所述第一级与所述电池之间的隔离。本公开的实施例的优点是一无线电力传输系统的一接收器中的一高效电力转换器，用于对一电池充电。前面已经相当广泛地概述了本公开的特征和技术优点，以便可以更好地理解本公开随后的详细描述。以下将描述本公开的附加特征和优点，其形成本公开的权利要求的主题。本领域技术人员应该理解，所公开的概念和具体实施例可以容易地用作修改或设计用于实现本公开的相同目的的其他结构或过程的基础。本领域技术人员还应该认识到，这样的等同构造不脱离如所附权利要求中阐述的本公开的精神和范围。附图说明为了更完整地理解本公开及其优点，现在参考结合附图进行以下的描述，其中：图1示出了根据本公开不同实施例的一无线电力传输系统的模块示意图；图2示出了根据本公开不同实施例的由图1示出的所述接收器的模块示意图；图3示出了根据本公开不同实施例的由图1示出的所述接收器的第一实施的示意图；图4示出了根据本公开不同实施例的由图1示出的所述接收器的第二实施的示意图；图5示出了根据本公开不同实施例的一混合转换器的示意图；图6示出了根据本公开不同实施例的一四开关降压-升压转换器的示意图；图7示出了根据本公开不同实施例的由图1示出的所述接收器的第三实施的模块示意图；图8示出了根据本公开不同实施例的由图1示出的所述接收器的第四实施的模块示意图；图9示出了根据本公开不同实施例的由图3示出的将一电池充电控制机制应用于所述高效转换器的一流程图；和图10示出了根据本公开不同实施例的由图2示出的将一低输入电压控制机制应用于所述高效转换器的流程图。除非另外指明，否则不同附图中的对应数字和符号通常指代对应部分。所述附图被绘制以清楚地示出各种实施例的相关方面，并且不一定按比例绘制。具体实施方式下面详细讨论当前优选实施例的制作和使用。然而，应该理解的是，本公开提供了许多可以在各种各样的具体环境中体现的可应用的专利技术概念。所讨论的具体实施例仅仅是说明制作和使用本公开的具体方式，并不限制本公开的范围。将针对具体上下文中的优选实施例描述本公开，即在不同工作模式下工作的高效电力转换器，以提高无线电力传输系统的效率和性能。然而，本公开也可以应用于各种动力系统。在下文中，将参考附图详细解释各种实施例。图1示出了根据本公开的不同实施例的一无线电力传输系统的模块示意图。所述无线电力传输系统100包括一电力转换器104和一无线电力传输设备101。所述电力转换器104和所述无线电力传输设备101级联连接在一输入电源102和一负载114之间。在一些实施例中，所述电力转换器104用于进一步提高所述无线电力传输系统100的性能。在替代实施例中，所述电力转换器104是一可选择的元件。换句话说，所述无线电力传输设备101可直接连接至所述输入电源102。所述无线电力传输设备101包括一电力发射器110和一电力接收器120。如图1所示，所述电力发射器110包括级联连接的一发射电路107和一发射线圈L1。所述发射电路107的输入端连接至所述电力转换器104的输出端。所述电力接收器120包括级联连接的一接收线圈L2，一谐振电容Cs，一整流器112和一高效电力转换器113。如图1所示，所述谐振电容Cs与所述接收线圈L2串联连接，并且还与所述整流器112的输入端连接。所述整流器112的输出端与所述高效电力转换器113的输入端连接。所述高效电力转换器113的输出端与所述负载114连接。当所述电力接收器120放置在所述电力发射器110的附近时，所述电力发射器110与所述电力接收器120之间通过一磁场磁性连接。一松耦合变压器115由作为所述电力发射器110的一部分的发射线圈L1和作为所述电力接收器120的一部分的接收线圈L2形成。结果，电力可以从所述电力发射器110传输到所述电力接收器120。在一些实施例中，所述电力发射器110可在一充电垫的内部。所述发射线圈L1被放置在所述充电垫的顶面的下方。所述电力接收器120可被内置在一移动电话中。当所述移动电话放置在所述充电垫的附近时，在所述发射线圈L1和所述接收线圈L2之间建立一磁耦合。也就是说，所述发射线圈L1和所述接收线圈L2可以形成一松耦合变压器，通过该松耦合变压器在所述电力发射器110和所述电力接收器120之间发生电力传输。所述发射线圈L1和所述接收线圈L2之间的耦合强度由本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种装置，包括：/n一整流器，用于将一交流电压转换为一直流电压；/n一高效电力转换器，包括级联连接的一第一级和一第二级，其中：/n所述第一级用于在不同工作模式下工作以为一电池充电；和/n所述第二级用于在所述第一级和所述电池之间提供隔离。/n

【技术特征摘要】
20180521 US 15/985,2271.一种装置，包括：
一整流器，用于将一交流电压转换为一直流电压；
一高效电力转换器，包括级联连接的一第一级和一第二级，其中：
所述第一级用于在不同工作模式下工作以为一电池充电；和
所述第二级用于在所述第一级和所述电池之间提供隔离。


2.如权利要求1所述的装置，其特征在于：
所述第一级是一降压电力转换器，用于在电压控制模式或者电流控制模式下工作以为所述电池充电；和
所述第二级是一隔离开关。


3.如权利要求1所述的装置，其特征在于：
所述第一级是一降压电力转换器，用于在电压控制模式或者电流控制模式下工作以为所述电池充电；和
所述第二级是一电荷泵电力转换器，用于作为一分压器。


4.如权利要求3所述的装置，其特征在于：
所述电荷泵电力转换器的输出电压等于所述电荷泵电力转换器的输入电压的一半。


5.如权利要求1所述的装置，其特征在于：
所述第一级是一四开关降压-升压电力转换器，用于在一电压控制模式或一电流控制模式下为所述电池充电；和
所述第二级是一电荷泵电力转换器。


6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一级是一混合转换器，包括：
一第一开关，一电容和一第二开关，串联连接在一输入电源和一输出滤波器之间；
一第三开关，连接在所述第一开关和所述电容的一公共节点，和所述第二开关和所述输出滤波器之间的一公共节点之间；和
一第四开关，连接在所述电容和所述第二开关的一公共节点和接地端之间。


7.如权利要求1所述的装置，其特征在于：
所述交流电压由一接收线圈产生，所述接收线圈用于磁耦合至一无线电力传输系统的一发射线圈。


8.一种方法，包括：
侦测一高效电力转换器的一输出电压，其中，所述高效电力转换器包括级联连接的一第一级和一第二级；
当所述输出电压小于一预定输出电压阈值时，将一电流控制模式应用于所述第一级并且将所述第一级的一输出电流配置在一预定电流范围内；和
当所述输出电压大于所述预定输出电压阈值时，将一电压控制模式应用于所述第一级并且将所述第一级的一输出电压配置在一预定电压范围内。


9.如权利要求8所述的方法，其特征在于：
所述第一级是一降压电力转换器，用于在不同的工作模式下工作以为一电池充电，所述电池连接至所述高效电力转换器；和
所述第二级是一电荷泵转换器，用于作为一分压器。


10.如权利要求8所述的方法，其特征在于：
所述第一级是一降压电力转换器，用于在不同的工作模式下工作以为一电池充电，所述电池连接至所...

【专利技术属性】
技术研发人员：李锃，黄金彪，王新涛，
申请(专利权)人：X二动力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：开曼群岛;KY