專利名稱：感應(yīng)式電力輸送的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種感應(yīng)式電力輸送系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
一般來說，在許多應(yīng)用中頻繁使用感應(yīng)式電力傳輸系統(tǒng)。其允許在沒有電接觸的情況下為設(shè)備供電或者為電池(或電容器)充電。例如從WO 2008/050260知道借助于感應(yīng)耦合實(shí)現(xiàn)感應(yīng)式電力傳輸系統(tǒng)。這樣的系統(tǒng)通常包括發(fā)送器(其也被稱作“發(fā)送設(shè)備”)，其包括至少一個發(fā)送器線圈(其也被稱作初級線圈)，所述線圈可以被加電，從而生成交變磁場。所述感應(yīng)式電力系統(tǒng)還包括接收器 (其也被稱作“接收設(shè)備”)，其將被充電或供電。為了接收電力，接收器配備有與發(fā)送器線圈耦合的接收器線圈(其也被稱作次級線圈)。由所述至少一個發(fā)送器線圈提供的交變磁場將在接收器線圈中感生出電壓。該電壓可以驅(qū)動接收器的負(fù)載，例如為電池充電或點(diǎn)亮燈或?yàn)橐苿釉O(shè)備供電。通常來說，為了節(jié)省電力，當(dāng)發(fā)送器不向任何接收器發(fā)送電力時，發(fā)送器將被設(shè)定至IJ待機(jī)模式，其還可以被稱作“休眠模式”或“停用模式”。在待機(jī)模式下，整個發(fā)送器被斷電或者至少大部分組件被斷電。當(dāng)發(fā)送器處于待機(jī)模式下時，為了發(fā)起電力傳輸，例如可以定期為發(fā)送器或發(fā)送器的檢測單元通電，以便檢測接收器的存在；并且在檢測到接收器之后，發(fā)送器將被激活以便與接收器進(jìn)行通信并且驗(yàn)證接收器。如果接收器是有效設(shè)備，則發(fā)送器將開始電力傳輸。與“待機(jī)模式”相反，其中發(fā)送器被通電以便與接收器進(jìn)行通信并且 /或者向接收器發(fā)送電力的狀態(tài)被稱作“激活模式”。還可能出現(xiàn)一種情況，其中接收器被放置在發(fā)送器上達(dá)相當(dāng)可觀的時間長度而沒有請求電力。發(fā)送器需要被定時激活，以便檢查接收器是否需要電力。其可以通過應(yīng)用長時間間隔(例如5分鐘或更長)來檢查設(shè)備是否需要電力來節(jié)省電力。如果用戶或應(yīng)用需要快速或瞬時激活無線電力，則上述情況是不便的。用戶例如可能想要其移動電話只要被放置在發(fā)送器上就被完全充電。如果有呼叫到來，則所述移動電話開始從其電池消耗電力。 如果接通了免提模式，則電力消耗將增加。在這種情況下，發(fā)送器必須被快速激活，以便防止電池變成部分地放電。另一個實(shí)例是需要直接電力并且沒有或者至少很小的電池等等來儲存能量的設(shè)備。舉例來說，所述設(shè)備可能是由用戶接通的燈等等。在這種情況下，接收器必須被瞬時激活。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的是提出一種通過接收器將處于待機(jī)模式的發(fā)送器激活到激活模式的方法和系統(tǒng)。為此，根據(jù)第一方面，提出一種通過感應(yīng)方式從發(fā)送器向接收器發(fā)送電力的方法。 在這種方法中，接收器包括信號發(fā)生器和信號發(fā)送線圈，并且發(fā)送器包括信號接收線圈。所述方法包括以下步驟
一由反映出接收器意圖從發(fā)送器接收電力的事件觸發(fā)，通過所述信號發(fā)生器生成信號，其中所述信號意圖將所述發(fā)送器從待機(jī)模式激活到激活模式； 一將所述信號發(fā)送到所述信號發(fā)送線圈；
一通過所述發(fā)送器檢測由所述信號接收線圈經(jīng)由在所述線圈中感生出電壓或電流而接收到的信號；
一在檢測到所述信號之后，將發(fā)送器從待機(jī)模式激活到激活模式。總而言之，本發(fā)明提出一種解決方案，其使用與發(fā)送器的信號接收線圈耦合的接收器的信號發(fā)送線圈來實(shí)現(xiàn)從接收器側(cè)發(fā)起對發(fā)送器的激活(在本發(fā)明的情境中，術(shù)語“喚醒”和“激活”是可互換的)。與其中由發(fā)送器自身例如通過檢測接收器的存在來發(fā)起對發(fā)送器的激活的解決方案相比，其中由接收器發(fā)起對發(fā)送器的喚醒的解決方案在某些情況下是更加有利的。舉例來說
a.具有接收器的燈一如果利用其自身的開關(guān)將燈接通，則接收器喚醒發(fā)送器；
b.移動電話一傳入呼叫喚醒發(fā)送器；
c.鬧鐘/無線電裝置/喚醒燈一設(shè)備在特定時間喚醒；
d.膝上型計算機(jī)一膝上型計算機(jī)被接通或從待機(jī)模式喚醒；膝上型計算機(jī)的狀態(tài)改變觸發(fā)對發(fā)送器的喚醒。當(dāng)接收器駐留在其中的前述移動設(shè)備被放置在發(fā)送器上并且在相當(dāng)可觀的時間量內(nèi)不需要電力并且發(fā)送器進(jìn)入待機(jī)模式以節(jié)省電力時，前面提到的事件可以被用來觸發(fā)對發(fā)送器的喚醒，而不需要來自用戶的任何額外動作。本發(fā)明還提出一種包括發(fā)送器和接收器的系統(tǒng)以用于由接收器發(fā)起對發(fā)送器的喚醒。為此，提出一種發(fā)送器，其包括
一用于接收將所述發(fā)送器從待機(jī)模式激活到激活模式的信號的信號接收線圈；以及
一用于檢測由所述信號接收線圈接收到的信號的檢測器；
一用于在檢測到所述信號的情況下將發(fā)送器從待機(jī)模式激活到激活模式的單元。提出一種接收器，其包括
一用于在接收器由反映出接收器意圖從發(fā)送器接收電力的事件而被觸發(fā)時生成信號的信號發(fā)生器，其中所述信號意圖將所述發(fā)送器從待機(jī)模式激活到激活模式；以及一用于將所述信號發(fā)送到所述發(fā)送器的信號發(fā)送線圈。有利的是，本發(fā)明提出使用發(fā)送器的初級線圈作為信號接收線圈，并且使用接收器的次級線圈作為信號發(fā)送線圈，從而減少發(fā)送器和接收器所需要的組件。為了生成信號，接收器需要電能。本發(fā)明還提出使用電池或自供電元件，即用于將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能的能量轉(zhuǎn)換器。下面將給出本發(fā)明的詳細(xì)解釋和其他方面。


下面將參照結(jié)合附圖考慮的實(shí)施例來解釋本發(fā)明的各個具體方面，其中通過相同的方式來標(biāo)示完全相同的部件或子步驟圖1描繪了根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的傳輸系統(tǒng)的方框圖； 圖2描繪了根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的用于由接收器激活發(fā)送器的流程圖； 圖3描繪了發(fā)送器中的用于激活發(fā)送器的電路的一個實(shí)例； 圖4描繪了用于由接收器激活發(fā)送器的系統(tǒng)的一個實(shí)例； 圖5描繪了用于由接收器激活發(fā)送器的系統(tǒng)的一個實(shí)例； 圖6描繪了用于由接收器激活發(fā)送器的系統(tǒng)的一個實(shí)例； 圖7描繪了用于由接收器激活發(fā)送器的系統(tǒng)的一個實(shí)例； 圖8描繪了用于激活發(fā)送器中的控制器的信號檢測電路的一個實(shí)例。
具體實(shí)施例方式圖1描繪了根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的傳輸系統(tǒng)的方框圖。所述系統(tǒng)包括發(fā)送器 11和接收器10。為了說明本發(fā)明，假設(shè)接收器10被放置在發(fā)送器11的表面上達(dá)一定時間而沒有從發(fā)送器11請求電力，并且發(fā)送器11處于待機(jī)模式以便節(jié)省電力。發(fā)送器11包括電力發(fā)送單元116以用于通過感應(yīng)方式向接收器10發(fā)送電力。當(dāng)發(fā)送器11處于待機(jī)模式時，電力發(fā)送單元116被關(guān)斷。接收器10包括電力接收單元101以用于通過感應(yīng)方式從發(fā)送器11接收電力。包括在移動設(shè)備中或與之連接的接收器10被用于通過無線方式從發(fā)送器11接收電力，并且把所接收到的電力提供到移動設(shè)備的負(fù)載。所述移動設(shè)備例如可以是電池、移動電話、膝上型計算機(jī)、燈等等。接收器10還包括信號發(fā)送線圈103，并且發(fā)送器11包括信號接收線圈112。信號發(fā)送線圈103與信號接收線圈112耦合，也就是說所述兩個線圈彼此緊鄰。如果移動設(shè)備需要接收器10從發(fā)送器11接收電力，則首先，需要把發(fā)送器從待機(jī)模式激活，也就是說需要“喚醒”發(fā)送器11。換句話說，必須把發(fā)送器11的狀態(tài)從待機(jī)模式改變到激活模式。激活模式是與待機(jī)模式相反的模式。在激活模式下，發(fā)送器的各個主要組件(例如發(fā)送單元116)被通電，并且發(fā)送器11能夠向接收器10傳送和/或發(fā)送電力。為了根據(jù)本發(fā)明由接收器發(fā)起對發(fā)送器11的激活，接收器10包括信號發(fā)生器102 和信號發(fā)送線圈103。圖2描繪了用于由接收器10把發(fā)送器11從待機(jī)模式激活到激活模式的流程圖。 在步驟201中，由反映出接收器10請求電力的事件觸發(fā)，信號發(fā)生器102被設(shè)置成生成信號。所述信號意圖將發(fā)送器11從待機(jī)模式激活(喚醒)到激活模式。所生成的信號被提供到信號發(fā)送線圈103。在步驟202中，通過信號發(fā)送線圈103與信號接收線圈112之間的感應(yīng)耦合把所述信號從接收器10發(fā)送到發(fā)送器11。發(fā)生在接收器10中的事件可以是許多不同事件當(dāng)中的任何事件。舉例來說，當(dāng)接收器10駐留在移動電話中時，傳入呼叫可以是反映出請求電力的事件。當(dāng)接收器10駐留在膝上型計算機(jī)中時，膝上型計算機(jī)的狀態(tài)改變(例如從待機(jī)模式改變到喚醒模式)可以是反映出請求電力的事件。當(dāng)接收器10駐留在燈中時，對于燈的接通可以是反映出請求電力的事件?？偠灾?，反映出接收器需要電力的任何事件都可以被用作觸發(fā)信號發(fā)生器102 生成信號并且把所生成的信號提供到信號發(fā)送線圈103的事件。由信號發(fā)生器102生成的信號例如可以是電壓脈沖、一系列電壓脈沖、電壓階躍或者任何其他類型的交替電壓；被提供到信號發(fā)送線圈103的信號在信號發(fā)送線圈103中生成磁場。為了生成信號，生成步驟201包括由電源104提供電能的步驟211。由接收器10 生成的用于激活發(fā)送器11的信號不需要具有高強(qiáng)度，并且不需要長時間提供信號。因此， 對于生成所述信號所需的電能非常少。電源104例如可以是專用于為信號發(fā)生器102供應(yīng)電力的小型電池?？商鎿Q地，電源104還可以是接收器10駐留其中的移動設(shè)備的負(fù)載電池。這樣的負(fù)載電池被用于儲存由接收器從發(fā)送器11接收到的電力，并且其通常將具有足以生成所述信號的剩余電能。當(dāng)把負(fù)載電池與信號發(fā)生器相連接時，必須將其與接收器10的電力接收單元101斷開?？商鎿Q地，電源104可以是用于把機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能的能量轉(zhuǎn)換器。這樣的能量轉(zhuǎn)換器例如包括壓電元件或磁性元件。壓電元件使用壓電效應(yīng)來從機(jī)械能生成電能。壓電效應(yīng)(壓電現(xiàn)象)是一些材料 (特別是晶體、特定陶瓷以及諸如骨骼、DNA和各種蛋白質(zhì)之類的生物物質(zhì))響應(yīng)于所施加的機(jī)械應(yīng)力而生成電場或電勢的能力。所述效應(yīng)與材料體積內(nèi)的極化密度的改變緊密相關(guān)。 如果所述材料沒有被短路，則所施加的應(yīng)力會感生出橫跨材料的電壓。舉例來說，如果接收器10駐留在燈中，則把壓電元件機(jī)械連接到所述燈的開關(guān)， 或者所述開關(guān)包括這樣的壓電元件，從而當(dāng)用戶按壓開關(guān)時(這意味著用戶想要接通燈)， 則所述壓電元件也被按壓。其結(jié)果是生成電能。在該例中，用戶按壓開關(guān)是反映出接收器需要電力的事件，并且隨后從機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能，并且所述電能被處理成信號，也就是說接收器在事件發(fā)生時生成信號。磁性元件通常包括相對于彼此移動的線圈和磁體。舉例來說，將磁體朝向線圈移動。磁場的改變會在線圈中感生出電流。在前面的實(shí)例中，如果燈的開關(guān)包括磁性元件(即磁體和線圈)，并且所述磁體直接或間接地與開關(guān)的按鈕或操作手柄相連接，則當(dāng)用戶按壓按鈕時，所述磁體將相對于線圈移動，從而導(dǎo)致生成電能。在這些情況中，燈的開關(guān)或者用于接收及轉(zhuǎn)換機(jī)械能的類似組件也是電源104的組件?？梢杂尚盘柊l(fā)生器102直接輸出電能以作為用于激活發(fā)送器的信號，前提是其具有所述信號的所需特性。信號的特性例如可以是功率的量值、電流或電壓的幅度、電壓脈沖
的頻率等等?？商鎿Q地，信號發(fā)生器102可以包括單元105，即用于調(diào)制(步驟221)由電源104 提供的電能的調(diào)制器?？梢詫λ傻哪芰窟M(jìn)行調(diào)制，以便生成適當(dāng)?shù)男盘?。調(diào)制器105 例如可以是由控制器控制的開關(guān)。取決于開關(guān)的通一斷頻率，可以將電能調(diào)制成電壓脈沖或其他類型的信號。信號發(fā)生器102隨后將信號輸出到信號發(fā)送線圈103。發(fā)送器11包括電力發(fā)送單元116以用于向接收器發(fā)送電力。其還可以包括通信單元以用于與接收器進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。當(dāng)發(fā)送器11處于待機(jī)模式時，發(fā)送單元116和通信單元不被通電。為了喚醒發(fā)送器11，應(yīng)當(dāng)為所述通信單元和/或發(fā)送單元116通電(接通)。如前所述，發(fā)送器11包括用于接收從接收器10發(fā)送的信號的信號接收線圈112。 在接收到從接收器10發(fā)送的信號之后，發(fā)送器11將從待機(jī)模式改變到激活模式。
由發(fā)生器102生成的信號在信號發(fā)送線圈103中生成磁場，并因此在與信號接收線圈103耦合的信號接收線圈112中感生出信號。所感生出的信號例如可以是電壓脈沖。發(fā)送器11包括檢測器114以用于檢測(步驟203)由信號接收線圈112接收到的信號。在前面的實(shí)例中，當(dāng)用戶接通燈的開關(guān)時，信號發(fā)生器102將向信號發(fā)送線圈103 發(fā)送信號，其將生成磁場。該磁場將在信號接收線圈112中感生出電壓。檢測器114也能夠檢測該電壓。發(fā)送器11還包括喚醒單元115以用于在檢測到所述信號之后將發(fā)送器從待機(jī)模式激活(步驟204)到激活模式。換句話說，喚醒單元115通過檢測到信號接收線圈112中的信號而被觸發(fā)。檢測器114和喚醒單元115可以由連接到信號接收線圈112的開關(guān)(例如FET (場效應(yīng)晶體管))來實(shí)施。在信號接收線圈112中感生出(接收到)的信號對借以激活發(fā)送器11的FET進(jìn)行開關(guān)。檢測器114還可以由任何檢測電路或傳感器來實(shí)施，并且喚醒單元115可以由具有受到軟件或微處理器控制的開關(guān)的電路來實(shí)施。圖3描繪了用于激活發(fā)送器的喚醒單元115的一個實(shí)例。如圖3中所示，當(dāng)發(fā)送器處于待機(jī)模式時，通過AC開關(guān)Kl關(guān)斷常常主導(dǎo)待機(jī)耗電的偏置源303。在該狀態(tài)期間， 只有控制器301和檢測電路302 (檢測器)被來自儲存于電容器Cl中的能量供電。該子系統(tǒng)通過開關(guān)K2與其余的發(fā)送器電子裝置分開，以便確保僅有這兩個組件被從儲存電容器供電。運(yùn)行在控制器上的小程序周期性地檢查其供電電壓(即電容器兩端的電壓)是否仍然足夠高。如果不是的話，則閉合全部兩個開關(guān)達(dá)一個較短時間段以便對儲存電容器Cl進(jìn)行再充電。這樣，在待機(jī)模式下控制器301和檢測電路302總是被供電，而其余的組件則不被 {共 ο通過使用通常閉合的開關(guān)將緩解冷啟動問題，也就是說當(dāng)發(fā)送器第一次連接到市電時其將被完全供電，直到在發(fā)送器表面上沒有設(shè)備請求電力或者沒有設(shè)備存在于發(fā)送器表面上時由控制器決定所述系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)進(jìn)入待機(jī)模式為止。當(dāng)把刺激信號Swk(例如一個信號)施加到發(fā)送器并且由檢測電路302檢測到時，發(fā)送器被喚醒，其中由所述檢測電路302向控制器301發(fā)送表明發(fā)送器應(yīng)當(dāng)喚醒的信號?？刂破?01隨后將閉合全部兩個開關(guān)Kl和K2，以便為全部發(fā)送器電子裝置供電。有利的是，所施加的刺激信號Swk在無線電力發(fā)送器中應(yīng)當(dāng)表明接收器在發(fā)送器表面上的放置。信號發(fā)送線圈103和信號接收線圈112可以是用于發(fā)送和接收所述信號的專用線圈。優(yōu)選的是，由于發(fā)送器處于待機(jī)模式，并因此初級線圈不被用于發(fā)送電力，所以初級線圈可以被用作信號接收線圈。類似地，由于當(dāng)發(fā)送器11處于待機(jī)模式時接收器10不從發(fā)送器11接收電力，因此接收器10的次級線圈可以被用作信號發(fā)送線圈103。換句話說，接收器10的次級線圈和發(fā)送器11的初級線圈的功能可以顛倒。該實(shí)施例具有節(jié)省組件的優(yōu)點(diǎn)。如果初級線圈被用作信號接收線圈，并且存在多于一個發(fā)送器線圈，則僅有與接收器緊鄰的一個接收器線圈將接收所述信號。通常將僅有一個線圈接收該電壓，從而使得所感生出的電壓不僅會喚醒發(fā)送器11，而且還提供接收器10的位置信息。
如果發(fā)送器系統(tǒng)包括多于一個發(fā)送器線圈，則可能發(fā)生多于一個發(fā)送器線圈被喚醒的情況。存在幾種可能性
一接收到喚醒信號的所有基本單元(cell)都變?yōu)榧せ畈⑶邑暙I(xiàn)于電力傳輸。這種方法的一個優(yōu)點(diǎn)在于實(shí)施起來比較簡單。但是可能發(fā)生的情況是激活了不被接收器屏蔽的線圈，并因此會生成不需要的磁場輻射。此外，電力效率可能相當(dāng)?shù)停@是因?yàn)橐恍┚€圈只能對電力傳輸做出微弱貢獻(xiàn)。一接收到最大信號的基本單元變?yōu)榧せ?。一所述基本單元開始與接收器進(jìn)行協(xié)商，只有在此之后相關(guān)基本單元才變?yōu)榧せ?。圖4描繪了所述系統(tǒng)的一個實(shí)例，其中分別把發(fā)送器的初級線圈和接收器的次級線圈用作信號接收線圈和信號發(fā)送線圈。在圖4中示出了發(fā)送器41的一部分和接收器40的一部分。圖4只限于僅僅一個發(fā)送器線圈，但是更多發(fā)送器線圈可以駐留在發(fā)送器內(nèi)。發(fā)送器線圈Lt松散地耦合到接收器線圈Lr。發(fā)送器包含電容器Ct從而與發(fā)送器線圈形成諧振電路。接收器40包含串聯(lián)電容器Cr從而形成用于提高電力輸送效率的諧振電路。發(fā)送器41還包含具有多個目的的電流傳感器A。其被用來測量控制回路中的所需操作點(diǎn)，以便將電力輸送適配于接收器的需求。其還被利用來測量電流改變，以便檢測接收器為了傳送數(shù)據(jù)所進(jìn)行的負(fù)載調(diào)制。發(fā)送器41還包含半橋S1、S2以用來驅(qū)動諧振電路Ct、Lt，以及向所述半橋提供控制信號以便設(shè)定電力輸送的操作參數(shù)的控制器(未示出)。接收器40包含整流器，其在圖4中被顯示為4個二極管和一個電容器C。接收器 40還包含在圖4中被描繪為Rl和S4的負(fù)載調(diào)制實(shí)體，以用于向發(fā)送器傳送控制數(shù)據(jù)。開關(guān)S3可以被連接到移動設(shè)備的目標(biāo)負(fù)載，其例如可以是電池B、用于電池的充電單元(未示出)或者用于一個或多個電力LED的驅(qū)動器(未示出)。添加開關(guān)S5和S6以用于生成激活發(fā)送器41的信號(喚醒信號)。如果在開關(guān)S6閉合的同時開關(guān)S5被簡短閉合，則生成為接收器的諧振電路加電的喚醒脈沖電流。由于Lr與Lt耦合，因此所述喚醒信號被輸送到發(fā)送器的諧振電路Lt、 Ct0其結(jié)果是電流將流過發(fā)送器線圈Lt，其被電流傳感器A檢測到。優(yōu)選的是為此將開關(guān) S2保持閉合。對電流的檢測將觸發(fā)如圖3中所示的喚醒電路?？商鎿Q地，所感生出的電壓被直接用于觸發(fā)喚醒電路。在這種情況下，開關(guān)S2優(yōu)選地被保持?jǐn)嚅_。在圖4中，用于生成所述信號的能量是從電池B汲取的。還有可能使用另一個電源來替代電池B，比如如前文中所提到的能量轉(zhuǎn)換器。所述信號可以被擴(kuò)展到一定脈沖頻率，其對應(yīng)于由(耦合的)發(fā)送器諧振電路所決定的諧振頻率。這將允許提高發(fā)送器處的信號水平。此外，發(fā)送器還可以包含頻率濾波器， 其被設(shè)計成通過所述信號的頻率并且阻斷其他頻率。圖5示出了具有半同步整流器的一個實(shí)施例。下半部分的二極管被開關(guān)(S6和S7)取代?？刂破麟娐?未示出)控制對于這些開關(guān)的開關(guān)以便用于整流的目的。在該實(shí)施例中只需要一個額外開關(guān)來生成喚醒信號。開關(guān) S6需要被閉合，同時開關(guān)S5被簡短閉合以便生成一個信號。圖6示出了具有全同步整流器的一個實(shí)施例。所有二極管都被開關(guān)(S5、S6、S7、S8)取代。除了開關(guān)S6之外，開關(guān)S3需要被閉合，同時開關(guān)S5被簡短閉合以便生成一個脈沖。在該實(shí)施例中，不需要額外組件來生成所述信號。錯誤！參考源未找到。圖7示出了本發(fā)明的另一個實(shí)施例。開關(guān)Lswitch在該例中是感應(yīng)式開關(guān)，例如具有壓電元件的開關(guān)。開關(guān)Lswitch機(jī)械耦合到電開關(guān)Sp通常來說，S1把接收器的負(fù)載(其由&表示)連接到由接收器線圈Lkx和諧振電容器Ckx構(gòu)成的接收器電路，從而使得所述負(fù)載可以接收電力。開關(guān)Lswitch被斷開，從而其不消耗電力。當(dāng)使用開關(guān)Lswitch時，S1也被改動。接下來，接收器線圈被連接到開關(guān)Lswitch，但是與負(fù)載斷開。這樣，所生成的電壓就被傳遞到接收器的線圈Lkx，但是其將不會影響負(fù)載R”所述電壓脈沖將生成磁場脈沖，其在發(fā)送器的線圈Ltx中感生出電壓。在待機(jī)模式下，開關(guān)S2斷開，并且晶體管Tsw沒有基極電壓且斷開。所述電路沒有電力消耗。此外，由場效應(yīng)晶體管(FET)Th和IY表示的所述發(fā)生器的兩個開關(guān)也斷開。所感生出的電壓脈沖穿過Ctx和二極管D1,并且為電容器C1充電，從而使得電壓升高到Tsw的基極二極管的閾值電壓以上，從而導(dǎo)致Tsw變?yōu)閷?dǎo)通。即使所感生出的電壓脈沖已經(jīng)結(jié)束，電容器C1也繼續(xù)提供電壓一段時間。如果Tsw導(dǎo)通，則開關(guān)S2閉合，并且發(fā)送器電路被從電網(wǎng)電壓Vgrid供電。 很快控制器就沿著D2提供另一個電壓以便保持Tsw導(dǎo)通。隨后控制器開始交替地開關(guān)電力晶體管Th和IY以便在發(fā)送器電路中生成ac電流并且輸送電力。在一個更為先進(jìn)的實(shí)施例中，控制器不立即開始于電力傳輸，而是與接收器進(jìn)行通信，以便決定是否應(yīng)當(dāng)實(shí)際接通電力。在圖中沒有示出通信裝置。只有在接收器可以將其自身標(biāo)識為有效接收器并且交換了所有其他必要參數(shù)的情況下才接通電力。如果接收器無法確證其自身的有效性，則發(fā)送器基本單元再次進(jìn)入待機(jī)狀況。在圖7給出的實(shí)施例中，控制器關(guān)斷D2處的電壓。很快C1 被放電并且Tsw斷開。隨后，所述系統(tǒng)處于待機(jī)模式下。圖8描繪了檢測器的一種示例性實(shí)現(xiàn)方式。如果不存在喚醒信號，則去到控制器的信號等于DC電壓V。微弱的喚醒信號Swk被運(yùn)算放大器A放大。經(jīng)過放大的信號通過二極管D為電容器C充電。如果電容器中的電壓達(dá)到一定閾值，則晶體管T將把所述電壓下拉到地電位并且觸發(fā)控制器為發(fā)送器通電(激活發(fā)送器)。應(yīng)當(dāng)提到的是，本發(fā)明可以在硬件和/或軟件中利用可編程組件來實(shí)施。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，在前面的描述中為了清楚起見參照不同的組件、功能單元和處理器描述了本發(fā)明的實(shí)施例。但是應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，在不背離本發(fā)明的情況下可以使用不同功能單元或處理器之間的任何適當(dāng)?shù)墓δ芊植?。舉例來說，被圖示為由分開的單元、處理器或控制器執(zhí)行的功能可以由相同的處理器或控制器來執(zhí)行。因此，在提到特定的功能單元時僅僅應(yīng)當(dāng)被視為提到用于提供所描述的功能的適當(dāng)措施，而不表示嚴(yán)格的邏輯或物理結(jié)構(gòu)或組織。雖然已經(jīng)結(jié)合一些實(shí)施例描述了本發(fā)明，但是不意圖將本發(fā)明限制到這里所闡述的具體形式。此外，雖然某一項(xiàng)特征看起來是結(jié)合特定實(shí)施例描述的，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識到，所描述的實(shí)施例的各項(xiàng)特征可以根據(jù)本發(fā)明而被組合。在權(quán)利要求書中，“包括” 一詞不排除其他元件或步驟的存在。此外，雖然是被單獨(dú)列出的，但是可以例如通過單個單元或處理器來實(shí)施多個裝置、元件或方法步驟。此外，雖然各個特征可能被包括在不同的權(quán)利要求中，但是有可能有利地對其進(jìn)行組合，并且被包括在不同的權(quán)利要求中并不意味著特征組合不是可行的和/ 或有利的。此外，將某一項(xiàng)特征包括在一個類別的權(quán)利要求中并不意味著限制到該類別，而是表明所述特征在適當(dāng)情況下同樣適用于其他權(quán)利要求類別。此外，權(quán)利要求中的特征順序并不意味著其中各項(xiàng)特征必須按照其工作的任何特定順序，特別是方法權(quán)利要求中的各個步驟的順序并不意味著必須按照該順序來執(zhí)行所述各個步驟。相反，可以按照任何適當(dāng)順序來執(zhí)行各個步驟。此外，在提到單數(shù)時并不排除復(fù)數(shù)。因此，在提到“一”、“一個”、“第一”、“第二”等時并不排除多個。權(quán)利要求中的附圖標(biāo)記僅僅被提供來作為澄清實(shí)例，而不應(yīng)被解釋為以任何方式限制權(quán)利要求的范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于通過感應(yīng)方式向接收器發(fā)送電力的發(fā)送器(11，41，51，61，71)，其包括 一用于接收將所述發(fā)送器從待機(jī)模式激活到激活模式的信號的信號接收線圈(112);以及一用于檢測由所述信號接收線圈接收到的所述信號的檢測器(114)； 一用于在檢測到所述信號的情況下將發(fā)送器從待機(jī)模式激活到激活模式的單元 (115)。
2.如權(quán)利要求1所述的發(fā)送器，其包括用于發(fā)送電力的初級線圈，其中所述初級線圈被用作所述信號接收線圈。
3.一種用于通過感應(yīng)方式從發(fā)送器接收電力的接收器(10，40，50，60，70)，所述接收器包括一用于由反映出接收器意圖從發(fā)送器接收電力的事件而被觸發(fā)生成信號的信號發(fā)生器(102)，其中所述信號意圖將所述發(fā)送器從待機(jī)模式激活到激活模式；以及 -用于將所述信號發(fā)送到所述發(fā)送器的信號發(fā)送線圈(103 )。
4.如權(quán)利要求3所述的接收器，所述信號發(fā)生器包括以下電源(104)的至少其中之一以用于提供電能一電池；一用于把機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能的能量轉(zhuǎn)換器。
5.如權(quán)利要求4所述的接收器，所述能量轉(zhuǎn)換器包括壓電元件或磁性元件。
6.如權(quán)利要求4或權(quán)利要求5所述的接收器，所述信號發(fā)生器還包括用于將所述電能調(diào)制成所述信號的單元(105)。
7.如權(quán)利要求3到5當(dāng)中的任一條所述的接收器，所述接收器包括用于從所述發(fā)送器接收電力的次級線圈，其中所述次級線圈被用作所述信號發(fā)送線圈。
8.一種用于通過感應(yīng)方式從發(fā)送器向接收器發(fā)送電力的系統(tǒng)，所述接收器包括 一用于由反映出接收器意圖從發(fā)送器接收電力的事件而被觸發(fā)生成信號的信號發(fā)生器，其中所述信號意圖將所述發(fā)送器從待機(jī)模式激活到激活模式；以及一用于將所述信號發(fā)送到所述發(fā)送器的信號發(fā)送線圈(103)； 所述發(fā)送器包括一用于接收將所述發(fā)送器從待機(jī)模式激活到激活模式的信號的信號接收線圈；一用于檢測由接收線圈接收到的所述信號的檢測器；以及一用于在檢測到所述信號的情況下將發(fā)送器從待機(jī)模式激活到激活模式的單元。
9.一種通過感應(yīng)方式從發(fā)送器向接收器發(fā)送電力的方法，所述發(fā)送器包括信號接收線圈，并且所述方法包括以下步驟一由所述發(fā)送器檢測(203)通過所述信號接收線圈接收到的信號； 一在檢測到所述信號的情況下將發(fā)送器從待機(jī)模式激活(204)到激活模式。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，所述發(fā)送器包括用于發(fā)送電力的初級線圈，其中所述初級線圈被用作所述信號接收線圈。
11.一種通過感應(yīng)方式從發(fā)送器向接收器發(fā)送電力的方法，所述接收器包括信號發(fā)送線圈和信號發(fā)生器；并且所述方法包括以下步驟一由反映出接收器意圖從發(fā)送器接收電力的事件觸發(fā)，通過所述信號發(fā)生器生成(201)信號，其中所述信號意圖將所述發(fā)送器從待機(jī)模式激活到激活模式； 一通過所述信號發(fā)送線圈將所述信號發(fā)送(202)到所述發(fā)送器。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中所述生成步驟還包括以下步驟 一提供(211)電能；一將所述電能調(diào)制(221)成所述信號。
13.如權(quán)利要求11或12所述的方法，所述接收器包括用于從所述發(fā)送器接收電力的次級線圈，其中所述次級線圈被用作所述信號發(fā)送線圈。
14.一種通過感應(yīng)方式從發(fā)送器向接收器發(fā)送電力的方法，所述接收器包括信號發(fā)送線圈和信號發(fā)生器，并且所述發(fā)送器包括信號接收線圈；所述方法包括以下步驟一由反映出接收器意圖從發(fā)送器接收電力的事件觸發(fā)，通過所述信號發(fā)生器生成 (201)信號，其中所述信號意圖將所述發(fā)送器從待機(jī)模式激活到激活模式； 一通過所述信號發(fā)送線圈將所述信號發(fā)送(202)到所述發(fā)送器； 一通過所述發(fā)送器檢測(203)由所述信號接收線圈接收到的所述信號； 一在檢測到所述電壓的情況下，將發(fā)送器從待機(jī)模式激活(204)到激活模式。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于通過感應(yīng)方式從發(fā)送器(11)向接收器(10)發(fā)送電力的系統(tǒng)，所述接收器(10)包括用于由反映出接收器意圖從發(fā)送器接收電力的事件而被觸發(fā)生成信號的信號發(fā)生器，其中所述信號意圖將所述發(fā)送器從待機(jī)模式激活到激活模式；以及包括用于將所述信號發(fā)送到所述發(fā)送器的信號發(fā)送線圈(103)；所述發(fā)送器(11)包括信號接收線圈(112)；用于檢測由接收線圈接收到的所述信號的檢測器(114)；以及用于在檢測到所述信號的情況下將發(fā)送器從待機(jī)模式激活到激活模式的單元(115)。
文檔編號H02J7/00GK102484387SQ201080040713
公開日2012年5月30日 申請日期2010年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月13日
發(fā)明者v. 瓦格寧根 A., M. 德博爾 B., 勒夫 C., 瓦芬施密特 E., 伊塞博特 L., a. 特雷弗斯 M., F. 帕斯維爾 W. 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司