感应功率传输系统，包括：初级单元，可操作以产生电磁场；至少一个次级装置，可与初级单元分离，适于当次级装置接近初级单元时与场耦合，使次级装置能从初级单元感应地接收功率而无需彼此直接导电接触，系统是一开放系统，其中至少一外部物体可与次级装置同时出现；用于在初级单元中通过次级装置和任意外部物体测量从初级单元提取的功率的装置；用于检测从初级单元获取的功率与次级装置需求的功率之间，或如果存在一个以上次级装置，则与多个次级装置需求的总功率之间是否存在很大差别的装置；基于这种检测，确定存在这样的外部物体并在确定之后限制或停止来自初级单元的感应电力供应的装置。该系统能可靠地检测初级单元附近有害寄生负载的存在。
【技术实现步骤摘要】
控制感应功率传输系统本申请是分案申请，其原案申请的申请号为200580015312.9， 申请日为2005年5月11日，专利技术名称为"控制感应功率传输系统"。本专利技术涉及 一 种用于为例如便携式电气或电子装置供电的控 制感应功率传f命系统和方法。本申请要求由申请人于2004年5月11日^是交的第GB 0410503.7号和2005年2月10日提交的第GB 0502775.0号共同未 决的申请的优先权，并将其每一个的全部内容结合于此作为参考。适合于为便携式装置供电的感应功率传输系统可包括两部分參初级单元，具有至少一个初级线圈，初级单元通过初级线圏 驱动交变电流，产生时变》兹通量。*次级装置，可与初级单元分离，包4舌次级线圈。当将次级线 圏放置到接近由初级线圈产生的时变i兹通量处时，变化的^兹通量在 次级线圏中感应出交变电流，因此，可以将功率从初级单元感应地 传输到次级装置。通常，次级装置向外部负载提供传输的功率，且次级装置可以 被装入包括负载的宿主对象(host object)中或由宿主对象携带。例 如，宿主7于象可为具有可再充电的蓄电池或电;也的《更携式电气或电 子装置。在这种情况下，负载可为用于给蓄电池或电池充电的蓄电池充电器电i 各。可选地，次级装置可与适当的蓄电池充电器电路一 起集成到这种可再充电的电池或蓄电池中。在我们的英国专利7>开GB-A-2388716中描述了一类这种感应 功率传输系统。这类系统的显著特4正是初级单元的石兹系的物理"开 放，，性-磁路相当大的部分穿过空气。为了使初级单元能够为不同 形状和尺寸的次级装置以及同时为多个次级装置提供功率，这是必 不可少的。在GB-A-2389720中描述了这种"开》文"系统的另一实 例。这种系统可能存在 一 些问题。第 一 个问题是初级单元不会有 100%的效率。例如，即使在当前不存在次级装置时，或当前没有 需要充电的次级装置时，电子设备中的开关损耗和在初级线圏中的 I2R损耗仍消耗功率。这样很浪费能量。优选地，在这种情况下， 初级单元应该进入4氐功碑毛的"待枳4莫式"。这种系统中的第二个问题是不能才几械地防止外物被放入到初 级线圈附近，与线圈耦合。金属制成的外物将在其中感应涡流。这 些涡流趋向于起作用以排斥》兹通量，^f旦因为材库牛具有电阻，因此流 动的涡流将产生fR损耗，这将导致物体变热。存在两种变热^f艮显 著的特殊情况 如果任一金属的电阻很高，例如如果其不纯或很薄。争如果材料是铁磁性的，例如钢。这种材料具有高磁导率，激 励材料中的高磁通量密度，引起大的涡流，从而引起大的fR损耗。在本申请中，这种引起功耗的外物被称为"寄生负载"。优选 地，当存在寄生负载时初级单元应进入"关闭才莫式"，以避免4吏其 变热。现有^支术中已^是出了解决这两个问题的各种方法。 针对当没有次级装置需要充电时不浪费功率的第一个问题的解决方案包4舌 在EP0533247和US 6118249中，次级装置在充电过禾呈中调 整其感应负载，导致,人初级单元获得的功率的相应变化。这指示初 级单元不应进入4寺一几状态。^在EP1022840中，初级单元改变其驱动器的频率，从而改变 了与调谐的次级单元的耦合系H如果次级单元未获取功率，则在 扫频时获取的功率没有差别，因此初级单元进入^^M犬态。 在US5536979中，初级单元4又测量初级线圏中流动的功率， 且如果其低于阈值，则进入脉沖调制待机状态。參在US5896278中，初级单元包含检测线圏，检测线圏根据次 级装置的位置将功率反馈耦合到检测线圏中。如果次级装置不存 在，则初级单元进入待枳4莫式。，在US5952814中，次级装置具有配合初级单元中的插槽的枳』 械突起，将其激活。參在US6028413中，初级单元驱动两个线圈，并在次级单元中 具有相应的两个功率4妄收次级线圈。初级单元测量从每个初级线圈 传送的功率，且如果其低于阈值则进入待机模式。针对寄生负载的第二个问题的解决方案包括*如上所述，在EP1022840中，初级单元改变其驱动器的频率。 在该系统中，次级装置是已调谐的，因此该频率变化将导致,人初级14单元取得的功率的变化。如果负载由一片金属替代，则改变频率将 不会有同样效果，并且初级单元将进入关闭状态。*如上所述，在US5952814中，次级装置中的4建启动初级单元。 ，支i殳如果存在次级装置，则这将物理地4非斥<壬<可外物。參如上所述，在US6028413中，初级单元通过驱动两个初级线 圈为次级装置提供功率。如果由两个线圏提供的电量不同，则初级 单元,i定负载不是有效的次级装置，并进入关闭才莫式。这些方法全部布i定初级单元和次级装置之间是1: 1的关系。 因此，这些方法对于诸如GB-A-2388716中描述的可能同时存在一 个以上的次级装置的那些系统来说是不够的。例如，当存在两个次 级装置，其中一个需要充电而另一个不需要时，这些方法将不起作 用。这些方法中的 一 些还Wl定有岁文的次级装置的物理或电气存在 意p未着所有的外物均;故次级装置物理地排斥。不 一定是这种情况， 特别是如GB-A-2388716中所述，当次级装置可相对于初级单元随 意》文置时。根据本专利技术的第 一方面，提供了 一种控制感应功率传输系统中 感应功率传丰lr的方法，其中，感应功率传llT系统包4舌初级单元， 可才喿作以产生电万兹场；以及至少一个次级装置，可与初级单元分离，并且适合于当次级装置接近初级单元时与所述场耦合，使得次级装 置可从初级单元感应地卩接收功率，而不需要4皮此直4妻的导电4妄触， 该方法包括将所述或每个次级装置设置为空载状态，在该状态中， 基本防止了将次级装置感应接收到的任何功率提供给其实际负载； 以及在初级单元中，当将所述或每个次级装置设置为所述空载状态15时，测量/人初级单元中获取的功率，并才艮据所测量的功率限制或停 止来自初级单元的感应电力供应。因为在功率测量期间次级装置^^皮设置为空载状态，所以如果存 在相当大的寄生负载，则可以很容易地从测量的功率中检测出来。 如果这样的话，则初级单元可进入关闭才莫式。例如，如果在空载状 态下所测量的功率大于阈值，则4夺限制或4亭止电力供应。这种方法很方便，这是因为次级装置不必将其功率需求传递给初级单元，或初级单元不必执4于功率需求的<壬<可求和已知由于次 级装置处于空载状态，因此它们的总共的功率需求为零或至少很小 的值，该值是由次级装置自身强加到初级单元上的任一寄生负载所 感应的。根据本专利技术的第二方面，提供了 一种控制感应功率传输系统中感应功率传^r的方法，感应功率传^r系统包4舌初级单元，可l喿作以产生电》兹场；以及至少一个次级装置，可与初级单元分离，并且适合于当次级装置4姿近初级单元时与所述场耦合，4吏得可通过次级 装置从初级单元感应地接收功率，而不需要4皮此直接导电接触，该方法包括在初级单元中，从处于功率需求状态的所述或每个次级 装置中接收涉及有关的次级装置的功率需求的信息；以及在初级单 元中，当将电力供应给具有功率需求状态的所述或每个次级装置 时，测量^v初级单元中获取的功率，并才艮据测量的功率和4I"收的功率需求信息限制或4亭止来自初级本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种控制感应功率传输系统中感应功率传输的方法，所述感应功率传输系统包括：初级单元，可操作以产生电磁场；以及至少一个次级装置，与所述初级单元分离，并且适合于当所述次级装置接近所述初级单元时与所述场耦合，以使所述次级装置从所述初级单元感应地接收功率，而无需彼此直接的导电接触，所述方法包括： 在所述初级单元中，从一个或多个所述次级装置接收与一个或多个所述次级装置所需要的功率相关的信息； 在所述初级单元中，根据所接收的信息，确定所述次级装置所需要的功率，或者如果存在多于一 个的次级装置，则确定多个所述次级装置所需要的总功率； 测量功率，以及通过检测在一方面所测量的功率与另一方面所需要的功率之间的相当大差别，来确定有外部物体存在于接近所述初级单元处；以及 在这种确定所述外部物体的存在之后，限制或停止 来自所述初级单元的感应电力供应。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：迈克尔克雷格史蒂文斯，亚历山大查尔斯尼尔，约翰罗伯特邓顿，安德鲁尼古拉斯达姆，凯文艾伦兰姆，
申请(专利权)人：安利欧洲有限公司，
类型：发明
国别省市：GB[英国]
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