CN104701998B - 谐振型非接触供电装置、电能接收端和控制方法 - Google Patents
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Abstract
公开了一种谐振型非接触供电装置、电能接收端和控制方法。通过控制所述连接在接收侧谐振电路与负载之间的功率变换器，可以调节接收侧谐振电路输出的高频交流电的电流强度参量，使得第一电流强度参量(流过发射线圈的电流峰值或有效值)与第二电流强度参量(流过接收线圈的电流峰值或有效值)保持预定关系，使得等效负载阻抗获得调节，进而使得系统可以工作在效率最优模式下。
Description
技术领域
本发明涉及电力电子技术，具体涉及一种谐振型非接触供电装置、电能接收端和控制方法。
背景技术
非接触供电技术基于其方便实用的特点而广泛应用于电子产品领域，尤其是小功率电子产品行业如移动电话、MP3播放器、数码照相机、便携式电脑等。现有技术的谐振型非接触供电装置通常包含有一个由发射线圈L1和接收线圈L2构成的谐振与磁耦合电路，发射线圈L1与电能发射端的其它元件构成发射侧谐振电路，接收线圈L2与电能接收端的其它元件构成接收侧谐振电路。通过将发射侧谐振电路和接收侧谐振电路的谐振频率设置为相同，可以使得发射侧谐振电路谐振时，通过电磁场与发射侧谐振电路耦合的接收侧谐振电路也发生谐振，由此实现以非接触的方式传输电能。该谐振频率被称为自感谐振频率。
然而，由于负载在供电过程中会发生变化，目前缺乏手段始终保持较高的系统效率而不受负载变化影响。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种谐振型非接触供电装置、电能接收端和控制方法，通过调节接收侧谐振回路的电流强度参量来调整接收侧的输出电压，从而调整等效负载阻抗，使系统工作在效率最优模式下。
第一方面，提供一种谐振型非接触供电装置，包括：
电能发射端，包括：
交流电生成电路，用于生成具有第一电流强度参量的交流电；
发射侧谐振电路，包括发射线圈，用于接收所述交流电发射电能；
发射侧控制电路，用于获取并以无线方式发送表征所述第一电流强度参量的第一信号以及与所述发射侧谐振电路耦合的电能接收端的数量；
至少一个电能接收端，包括：
接收侧谐振电路，包括接收线圈，所述接收线圈与所述发射线圈分离地以非接触方式耦合，所述接收侧谐振电路用于从所述发射线圈接收电能；
整流电路，与所述接收侧谐振电路连接；
功率变换器，与所述整流电路连接；
接收侧控制电路，用于调节所述功率变换器以保持第二电流强度参量为所述第一电流强度参量的m倍；
其中，所述第二电流强度参量为流过所述接收线圈的交流电的电流强度参量，Rs为所述发射线圈的线圈等效电阻，Rd为所述接收线圈的线圈等效电阻，n为所述电能接收端的数量，所述电流强度参量为电流峰值或有效值。
优选地，所述发射侧控制电路包括：
第一电流强度参量检测电路，用于检测获取所述第一信号；
数量检测电路，用于检测与所述发射侧谐振电路耦合的电能接收端的数量；
第一无线通信电路，用于以无线方式发送所述第一信号和所述电能接收端的数量。
优选地，所述接收侧控制电路包括：
第二无线通信电路，用于以无线方式接收所述第一信号和所述电能接收端的数量；
信号转换电路，用于将所述第一信号转换为第三信号，所述第三信号表征所述第一信号与m的乘积；
第二电流强度参量检测电路，用于检测流过所述接收线圈的电流获取表征所述第二电流强度参量的第二信号；
补偿电路，用于生成响应于所述第三信号和所述第二信号差值的补偿信号；
控制信号生成电路，用于生成控制信号控制所述功率变换器以最小化所述补偿信号。
优选地，所述接收侧控制电路包括：
第二无线通信电路，用于以无线方式接收所述第一信号和所述电能接收端的数量；
第二电流强度参量检测电路，用于检测流过所述接收线圈的电流获取表征所述第二电流强度参量的第二信号；
信号转换电路，用于将所述第二信号转换为第三信号，所述第三信号表征所述第二信号与1/m的乘积；
补偿电路，用于生成响应于所述第一信号和所述第三信号差值的补偿信号；
控制信号生成电路，用于生成控制信号控制所述功率变换器以最小化所述补偿信号。
第二方面，提供一种电能接收端，用于与电能发射端非接触地耦合以接收电能，所述电能接收端包括：
接收侧谐振电路，包括接收线圈，所述接收线圈与电能发射端的发射线圈分离地以非接触方式耦合，所述接收侧谐振电路用于从所述发射线圈接收电能；
整流电路，与所述接收侧谐振电路连接；
功率变换器，与所述整流电路连接；
接收侧控制电路，用于调节所述功率变换器以保持第二电流强度参量为第一电流强度参量的m倍；
其中，
所述第一电流强度参量为流过所述发射线圈的交流电的电流强度参量，所述第二电流强度参量为流过所述接收线圈的交流电的电流强度参量，Rs为所述发射线圈的线圈等效电阻，Rd为所述发射线圈的线圈等效电阻，n为所述电能接收端的数量，所述电流强度参量为电流峰值或有效值。
优选地，所述接收侧控制电路包括：
第二无线通信电路，用于以无线方式接收表征第一电流强度参量的第一信号和与所述电能发射端耦合的电能接收端的数量；
信号转换电路，用于将所述第一信号转换为第三信号，所述第三信号表征所述第一信号与m的乘积；
第二电流强度参量检测电路，用于检测流过所述接收线圈的电流获取表征所述第二电流强度参量的第二信号；
补偿电路，用于生成响应于所述第三信号和所述第二信号差值的补偿信号；
控制信号生成电路，用于生成控制信号控制所述功率变换器以最小化所述补偿信号。
优选地，所述接收侧控制电路包括：
第二无线通信电路，用于以无线方式接收所述第一信号和所述电能接收端的数量；
第二电流强度参量检测电路，用于检测流过所述接收线圈的电流获取表征所述第二电流强度参量的第二信号；
信号转换电路，用于将所述第二信号转换为第三信号，所述第三信号表征所述第二信号与1/m的乘积；
补偿电路，用于生成响应于所述第一信号和所述第三信号差值的补偿信号；
控制信号生成电路，用于生成控制信号控制所述功率变换器以最小化所述补偿信号。
第三方面，提供一种控制方法，用于控制谐振型非接触供电装置，所述谐振型非接触供电装置包括具有发射线圈的电能发射端和至少一个具有接收线圈和功率变换器的电能接收端，所述控制方法包括：
调节所述功率变换器以保持第二电流强度参量为第一电流强度参量的m倍；
其中，
所述第一电流强度参量为流过所述发射线圈的交流电的电流强度参量，所述第二电流强度参量为流过所述接收线圈的交流电的电流强度参量，Rs为所述发射线圈的线圈等效电阻，Rd为所述发射线圈的线圈等效电阻，n为所述电能接收端的数量，所述电流强度参量为电流峰值或有效值。
优选地，所述调节所述功率变换器以保持第一电流强度参量为第二电流强度参量的m倍包括：
获取表征所述第一电流强度参量的第一信号、表征所述第二电流强度参量的第二电流信号和与所述电能发射端非接触耦合的电能接收端的数量；
将所述第一信号转换为第三信号，所述第三信号表征所述第一信号与m的乘积；
生成控制信号控制所述功率变换器以最小化所述第三信号与所述第二信号的差值。
优选地，所述调节所述功率变换器以保持第一电流强度参量为第二电流强度参量的m倍包括：
获取表征所述第一电流强度参量的第一信号、表征所述第二电流强度参量的第二电流信号和与所述发射线圈非接触耦合的接收线圈的数量；
将所述第二信号转换为第三信号，所述第三信号表征所述第二信号与1/m的乘积；
生成控制信号控制所述功率变换器以最小化所述第一信号与所述第三信号的差值。
通过控制所述连接在接收侧谐振电路与负载之间的功率变换器，可以调节接收侧谐振电路输出的交流电的电流强度参量，使得第一电流强度参量(流过发射线圈的电流峰值或有效值)与第二电流强度参量(流过接收线圈的电流峰值或有效值)保持预定关系，使得等效负载阻抗获得调节，进而使得系统可以工作在效率最优模式下。
附图说明
通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：
图1是本发明实施例的谐振型非接触供电装置的电路框图；
图2是本发明实施例的谐振型非接触供电装置的谐振与磁耦合电路的电路示意图；
图3是本发明实施例的谐振型非接触供电装置的谐振与磁耦合电路解耦后的等效电路图；
图4是本发明实施例的控制电路的电路框图；
图5是本发明实施例另一个实施方式的控制电路的电路框图；
图6是本发明实施例的控制方法的流程图；
图7是本发明实施例的另一个实施方式的控制方法流程图。
具体实施方式
以下基于实施例对本发明进行描述，但是本发明并不仅仅限于这些实施例。在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。为了避免混淆本发明的实质，公知的方法、过程、流程、元件和电路并没有详细叙述。
此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。
同时，应当理解，在以下的描述中，“电路”是指由至少一个元件或子电路通过电气连接或电磁连接构成的导电回路。当称元件或电路“连接到”另一元件或称元件/电路“连接在”两个节点之间时，它可以是直接耦接或连接到另一元件或者可以存在中间元件，元件之间的连接可以是物理上的、逻辑上的、或者其结合。相反，当称元件“直接耦接到”或“直接连接到”另一元件时，意味着两者不存在中间元件。
除非上下文明确要求，否则整个说明书和权利要求书中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包括但不限于”的含义。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
图1是本发明实施例的谐振型非接触供电装置的电路框图。如图1所示，谐振型非接触供电装置包括电能发射端1和至少一个电能接收端2。
其中，电能发射端1包括逆变器11、阻抗变换网络12、发射侧谐振电路13和发射侧控制电路14。
电能接收端包括接收侧谐振电路21、整流电路22、功率变换电路23和接收侧控制电路24。
电能发射端1和电能接收端2通过发射侧谐振电路13和接收侧谐振电路21分离地以非接触方式耦合，从而实现电能传输。
在本发明实施例中，非接触供电也可以被称为无线供电，其是指电能发射端和电能接收端之间不依赖于导体连接进行电能传输的方式。
逆变电路11用于接收电能(也即输入直流电压Vin)生成电压强度参量(电压峰值或有效值)响应于逆变控制信号的交流电Vac。
逆变电路可以是全桥式逆变电路、半桥式逆变电路以及其他任何公知的具有逆变功能的逆变器。在逆变电路被设置为开关型逆变电路时，通过控制开关型逆变电路中的开关频率以及开关相差，可以实现控制交流电Vac的频率和幅值。
阻抗变换网络12用于接收交流电Vac生成具有第一电流强度参量的交流电Ip。其中，第一电流强度参量(电流峰值或有效值)与交流电Vac的电压强度参量(电压峰值或有效值)对应，也即，第一电流强度参量由交流电Vac的电压强度参量确定。由此，通过控制逆变电路的输出电压强度参量，可以控制输入到发射侧谐振电路13的交流电Ip的电流强度参量。进一步地，这等效于在发射侧谐振电路13的输入端口连接一个恒定的交流电流源，并且，该交流电流源的电流强度参量可调。在本实施例中，通过级联的逆变电路11和阻抗变换网络12组成的交流电生成电路来生成具有第一电流强度参量的交流电Ip。第一电流强度参量不随负载的变化而变化。当然，也可以通过其它类型的交流电生成电路来生成输入到发射侧谐振电路13的交流电。
发射侧谐振电路13包括发射线圈L1，用于接收交流电Ip。由此，第一电流强度参量为流过发射线圈L1的交流电的电流强度参量。
为了平衡发射侧谐振电路13中发射线圈L1的感抗以及电路中由寄生参数引起的感抗，消除高频下由于这些寄生参数存在而产生的电压尖峰和浪涌电流，减小电磁干扰和电源噪声并达到减小电源的视在功率，提高电源的功率因数，发射侧谐振电路13中可以加入发射侧谐振电容Cs，其与发射线圈L1串联或并联，以与发射线圈L1形成谐振电路。当然，本领域技术人员可以理解，在某些情况下可以利用电路的分布电容(例如发射线圈导线之间的分布电容)来作为发射侧谐振电容，从而不必在电路中设置独立的电容元件。
在电能接收端2中，接收侧谐振电路21包括接收线圈L2，接收线圈L2与发射侧谐振电路13的发射线圈L2可以分离地以非接触方式耦合，接收侧谐振电路13用于从发射线圈L1接收电能。
同时，为了减小电能接收端消耗的无功功率，增大谐振与磁耦合电路传输的有功功率，接收侧谐振电路21可以加入接收侧谐振电容Cd。如上所述，接收侧谐振电容Cd可以利用电路其它元件的分布电容(例如线圈导线之间的分布电容)来实现，从而不必在电路中设置专门的电容元件。
发射侧谐振电路13和接收侧谐振电路21构成谐振与磁耦合电路。
在本实施例中，一个电能发射端1和可以与多个电能接收端21-2n耦合，同时向多个电能接收端发射电能。
在电能接收端2i中，整流电路22与接收侧谐振电路连接用于将接收侧谐振电路21通过谐振感应生成的交流电Id整流为直流电。
功率变换器23与整流电路22连接，用于根据接收侧控制电路24的控制调节提供给负载的功率。
在一个优选实施方式中，所述负载为电池，功率变换器23为可以调节输出功率的充电器。
整流电路22、功率变换器23和负载级联形成的电路可以等效为接收侧谐振电路21的负载RL。
图2是本发明的谐振型非接触供电装置的谐振与磁耦合电路的等效电路图，也即发射侧谐振电路13和接收侧谐振电路21的电路示意图。
如图2所示，发射线圈L1可以等效为第一理想线圈Ls以及线圈等效电阻Rs，同样，接收线圈L2可以等效为第二理想线圈Ld以及线圈等效电阻Rd。第一理想线圈Ls和第二理想线圈Ld相互耦合。在图2中，发射侧谐振电路13和接收侧谐振电路21均采用串联谐振的方式来组成谐振电路，其中，发射侧谐振电路13具有发射侧谐振电容Cs，接收侧谐振电路21具有接收侧谐振电容Cd。如上所述，发射侧谐振电容Cs和接收侧谐振电容Cd可以为集总元件或者利用其它元件的分布参数实现。
由此，谐振和磁耦合电路构成一互感耦合电路。
通常，为了使得发射侧谐振电路13和接收侧谐振电路14能够以谐振方式传递能量，两者具有相同的谐振频率，也即：
其中，fs为发射侧谐振电路13的谐振频率，fd为接收侧谐振电路14的谐振频率；Ls为第一理想线圈Ls的电感值，Ld为第二理想线圈Ld的电感值；Cs为发射侧谐振电容的电容值，Cd为接收侧谐振电容的电容值。
优选地，可以设置使得第一理想线圈Ls的电感值等于第二理想线圈Ld的电感值，并且发射侧谐振电容的电容值Cs等于接收侧谐振电容的电容值Cd，从而使得发射侧谐振电路13和接收侧谐振电路21谐振频率相同。由此，在具有n个电能接收端的情况下，所有电能接收端的接收侧谐振电路的参数均相等，也即：
Ld1＝Ld2＝……＝Ldn＝Ld
Cd1＝Cd2＝……＝Cdn＝Cd
Rd1＝Rd2＝……＝Rdn＝Rd
将上述谐振频率称为自感谐振频率。工作在上述谐振频率下时，发射侧谐振电路13和接收侧谐振电路21同时谐振，谐振和磁耦合电路中所有的电感和电容阻抗均相互抵消，系统具有很高的效率。
为了进一步分析谐振与磁耦合电路，可以将相互耦合的理想线圈Ls和Ld解耦为发射侧漏电感Ls’、接收侧漏电感Ld’和互感Lm。同时，由于不同的电能接收端2可能与电能发射端1具有不完全相同的相对位置，因此，不同的电能接收端2的接收侧谐振电路21与电能发射端1的发射侧谐振电路22具有不同的耦合系数ki(i＝1～n)。进而，解耦后的互感Lmi可能互不相同。
当对发射侧谐振电路13输出具有自感谐振频率ω0的交流电Ip时，图2中发射侧漏电感Ls’和发射侧谐振电容Cs的串联电路的等效阻抗为-jω0Lm，由此，可以与互感的阻抗抵消，从而使得电能发射端输入端口的阻抗最小，发射侧谐振电路谐振。同时，接收侧漏电感Ld’和接收侧谐振电容Cd的串联电路的等效阻抗为-jω0Lm，从而使得电能接收端输出端口的阻抗最小，接收侧谐振电路谐振。
图3是本发明实施例的谐振型非接触供电装置的谐振与磁耦合电路解耦后的等效电路图。对于本发明实施例的谐振与磁耦合电路，发射侧谐振电路13的输入端等效于连接具有恒定电流强度参量的交流电流源。根据互感耦合的电压电流关系，输入的具有恒定电流强度参量(例如，恒定电流峰值)的交流电流会在接收侧谐振电路通过互感耦合产生具有恒定电压强度参量(例如恒定电压峰值)的交流电压。由此，将发射侧等效为连接在接收侧输入端口的交流电压源，其输出的交流电压满足ω0LmiIp。同时，将接收侧及其负载等效为串联连接在发射侧输出端口的反射阻抗Zd1～Zdn。
根据图2所示的等效电路，接收侧的输出电压Vd近似等于ω0LmiIp。由此，在系统工作在自感谐振频率
下时，反射阻抗Zdi满足：
在所有的电能接收端21～2n均具有相同的接收线圈电感电流时，系统效率η满足：
进而，在系统效率最大时，第i个电能接收端2i的负载阻抗RLi满足：
在负载阻抗为最优阻抗时，接收侧谐振电路的电流Id满足：
也即,Id＝mIp，其中
上述公式说明，通过保持发射侧谐振电路输入的交流电和接收侧谐振电路的交流电的电流强度参量保持预定关系，可以使得接收侧的等效负载阻抗最优，进入使得系统工作在效率最优状态。
基于以上原理，本发明实施例通过发射侧控制电路14获取并以无线方式发送表征第一电流强度参量的第一信号S1以及与发射侧谐振电路13耦合的电能接收端的数量n，并进而通过接收侧控制电路24从发射侧控制电路14获取流过发射线圈的电流强度参量(也即，第一电流强度参量)以及与电能发射端耦合的电能接收端的数量n，基于上述参量调节功率变换器23使得流过接收侧谐振电路21的电流Id与流过发射侧谐振回路13的电流Ip满足上述预定关系，从而使得系统效率最优。
具体地，图4是本发明实施例的控制电路的电路框图。如图4所示，发射侧控制电路14包括第一电流强度参量检测电路DET1、数量检测电路NUM和第一无线通信电路COM1。
第一电流强度参量检测电路DET1用于检测流过发射线圈L1的电流或其检测值VIp获取表征第一电流强度参量的第一信号S1。
数量检测电路NUM用于检测与发射侧谐振电路13耦合的电能接收端的数量n。数量检测电路NUM可以通过与电能接收端通信获取所述数量，也可以通过距离或光感应装置获取所述数量。应理解，现有的用于获取耦合的电能接收端数量的技术均可应用于本实施例。
第一无线通信电路，用于以无线方式发送第一信号S1和电能接收端的数量n。所述无线方式可以是无线电通讯、光通讯或其它通讯方式。
接收侧控制电路24包括第二无线通信电路COM2、信号转换电路CAL、第二电流强度参量检测电路DET2、补偿电路COMP和控制信号生成电路CTR。
第二无线通信电路COM2用于以无线方式接收第一信号S1和电能接收端的数量n。
信号转换电路CAL用于将第一信号S1转换为第三信号S3，第三信号S3表征第一信号S1与m的乘积。m根据已知参量Rs和Rd以及经由第二无线通信电路COM2接收的数量n计算获得。
第二电流强度参量检测电路DET2用于检测流过接收线圈L2的电流获取表征第二电流强度参量的第二信号S2。
补偿电路COMP用于生成响应于第三信号S3和第二信号S2差值S3-S2的补偿信号Vc。
控制信号生成电路CTR用于生成控制信号Q控制功率变换器23以最小化补偿信号Vc。
应理解，此处最小化是指最小化补偿信号Vc的幅值，使得其尽可能地接近零。
功率变换器23可以为开关型功率变换器或线性功率变换器，通过控制信号Q对功率变换器23进行控制，可以调节功率变换器23和负载的等效阻抗，使得系统工作在最佳效率。
图5是本发明实施例另一个实施方式的控制电路的电路框图。如图5所示，发射侧控制电路14的构成与图4相同，在此不再赘述。而接收侧控制电路24包括第二无线通信电路COM2、第二电流强度参量强度参量检测电路DET2、信号转换电路CAL’、补偿电路COMP和控制信号生成电路CTR。
第二无线通信电路COM2用于以无线方式接收第一信号S1和电能接收端的数量n。
第二电流强度参量强度参量检测电路DET2用于检测流过接收线圈L2的电流的采样信号VIdi(i＝1～n)获取表征第二电流强度参量强度参量的第二信号S2。
与图4所示的接收侧控制电路不同，信号转换电路CAL’用于将第二信号S2转换为第三信号S3。第三信号S3表征第二信号S2与1/m的乘积。也即，信号转换电路CAL’计算S1*n1 /2*(Rd/Rs)1/2并输出作为第三信号S3。由于第二信号表征第二电流强度参量电流强度参量，也即流过接收线圈L2的交流电Id的电流强度参量，因此，第三信号S3可以表征Id/m。
补偿电路COMP用于生成响应于第一信号S1和第三信号S3差值的补偿信号Vc。由此，补偿信号Vc可以表征Id/m-Ip。所以，最小化Vc也就是使得电流Id和电流Ip满足Id＝mIp的关系，这样可以使得系统效率最佳。
控制信号生成电路CTR用于生成控制信号Q控制功率变换器23以最小化所述补偿信号。
应理解，此处最小化是指最小化补偿信号Vc的幅值，使得其尽可能地接近零。
功率变换器23可以为开关型功率变换器或线性功率变换器，通过控制信号Q对功率变换器23进行控制，可以调节功率变换器23和负载的等效阻抗，使得系统工作在最佳效率。
对于图1所示电路，发射侧控制电路和接收侧控制电路协作执行如下控制方法以使得系统效率最佳，所述控制方法包括：
调节所述功率变换器以保持第二电流强度参量强度参量为第一电流强度参量的m倍；
其中，
所述第一电流强度参量为流过所述发射线圈的交流电的电流强度参量，所述第二电流强度参量为流过所述接收线圈的交流电的电流强度参量，Rs为所述发射线圈的线圈等效电阻，Rd为所述发射线圈的线圈等效电阻，n为所述电能接收端的数量。
具体地，图6为本发明实施例的控制方法的流程图。如图6所示，调节所述功率变换器以保持第二电流强度参量为第一电流强度参量的m倍包括：
步骤610、获取表征所述第一电流强度参量的第一信号、表征所述第二电流强度参量的第二信号和与所述电能发射端非接触耦合的电能接收端的数量。
步骤620、将所述第一信号转换为第三信号，所述第三信号表征所述第一信号与m的乘积。
步骤630、生成控制信号控制所述功率变换器以最小化所述第三信号与所述第二信号的差值。
图6所示方法流程对应于图4所示的控制电路实现的控制流程。
具体地，图7为本发明实施例的另一个实施方式的控制方法流程图。如图7所示，调节所述功率变换器以保持第二电流强度参量为第一电流强度参量的m倍包括：
步骤710、获取表征所述第一电流强度参量的第一信号、表征所述第二电流强度参量的第二信号和与所述发射线圈非接触耦合的接收线圈的数量。
步骤720、将所述第二信号转换为第三信号，所述第三信号表征所述第二信号与1/m的乘积。
步骤730、生成控制信号控制所述功率变换器以最小化所述第一信号与所述第三信号的差值。
图7所示方法流程对应于图5所示的控制电路实现的控制流程。
通过控制所述连接在接收侧谐振电路与负载之间的功率变换器，可以调节接收侧谐振电路输出的交流的电流强度参量，使得第一电流强度参量(流过发射线圈的电流峰值)与第二电流强度参量(流过接收线圈的电流峰值)保持预定关系，使得等效负载阻抗获得调节，进而使得系统可以工作在效率最优模式下。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域技术人员而言，本发明可以有各种改动和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种谐振型非接触供电装置，包括：
电能发射端，包括：
交流电生成电路，用于生成具有第一电流强度参量的交流电；
发射侧谐振电路，包括发射线圈，用于接收所述交流电并发射电能；
发射侧控制电路，用于获取并以无线方式发送表征所述第一电流强度参量的第一信号以及与所述发射侧谐振电路耦合的电能接收端的数量；
至少两个电能接收端，包括：
接收侧谐振电路，包括接收线圈，所述接收线圈与所述发射线圈分离地以非接触方式耦合，所述接收侧谐振电路用于从所述发射线圈接收电能；
整流电路，与所述接收侧谐振电路连接；
功率变换器，与所述整流电路连接；
接收侧控制电路，用于接收所述第一信号、表征第二电流强度参量的第二信号和与所述发射侧谐振电路耦合的电能接收端的数量并控制所述功率变换器以调节所述第二信号，保持第二电流强度参量为所述第一电流强度参量的m倍；
其中，所述第二电流强度参量为流过所述接收线圈的交流电的电流强度参量，Rs为所述发射线圈的线圈等效电阻，Rd为所述接收线圈的线圈等效电阻，n为所述电能接收端的数量，所述电流强度参量为电流峰值或有效值。
2.根据权利要求1所述的谐振型非接触供电装置，其特征在于，所述发射侧控制电路包括：
第一电流强度参量检测电路，用于检测获取所述第一信号；
数量检测电路，用于检测与所述发射侧谐振电路耦合的电能接收端的数量；
第一无线通信电路，用于以无线方式发送所述第一信号和所述电能接收端的数量。
3.根据权利要求2所述的谐振型非接触供电装置，其特征在于，所述接收侧控制电路包括：
第二无线通信电路，用于接收所述第一信号和所述电能接收端的数量；
信号转换电路，用于将所述第一信号转换为第三信号，所述第三信号表征所述第一信号与m的乘积；
第二电流强度参量检测电路，用于检测流过所述接收线圈的电流获取表征所述第二电流强度参量的第二信号；
补偿电路，用于生成响应于所述第三信号和所述第二信号差值的补偿信号；
控制信号生成电路，用于生成控制信号控制所述功率变换器以最小化所述补偿信号。
4.根据权利要求2所述的谐振型非接触供电装置，其特征在于，所述接收侧控制电路包括：
第二无线通信电路，用于以无线方式接收所述第一信号和所述电能接收端的数量；
第二电流强度参量检测电路，用于检测流过所述接收线圈的电流获取表征所述第二电流强度参量的第二信号；
信号转换电路，用于将所述第二信号转换为第三信号，所述第三信号表征所述第二信号与1/m的乘积；
补偿电路，用于生成响应于所述第一信号和所述第三信号差值的补偿信号；
控制信号生成电路，用于生成控制信号控制所述功率变换器以最小化所述补偿信号。
5.一种控制方法，用于控制谐振型非接触供电装置，所述谐振型非接触供电装置包括具有发射线圈的电能发射端和至少两个具有接收线圈和功率变换器的电能接收端，所述控制方法包括：
接收表征第一电流强度参量的第一信号、表征第二电流强度参量的第二信号和与所述电能发射端耦合的电能接收端的数量；
控制所述功率变换器以调节所述第二信号，保持第二电流强度参量为第一电流强度参量的m倍；
其中，
所述第一电流强度参量为流过所述发射线圈的交流电的电流强度参量，所述第二电流强度参量为流过所述接收线圈的交流电的电流强度参量，Rs为所述发射线圈的线圈等效电阻，Rd为所述发射线圈的线圈等效电阻，n为所述电能接收端的数量，所述电流强度参量为电流峰值或有效值。
6.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，所述调节所述功率变换器以保持第一电流强度参量为第二电流强度参量的m倍包括：
获取表征所述第一电流强度参量的第一信号、表征所述第二电流强度参量的第二信号和与所述电能发射端非接触耦合的电能接收端的数量；
将所述第一信号转换为第三信号，所述第三信号表征所述第一信号与m的乘积；
生成控制信号控制所述功率变换器以最小化所述第三信号与所述第二信号的差值。
7.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，所述调节所述功率变换器以保持第一电流强度参量为第二电流强度参量的m倍包括：
获取表征所述第一电流强度参量的第一信号、表征所述第二电流强度参量的第二信号和与所述发射线圈非接触耦合的接收线圈的数量；
将所述第二信号转换为第三信号，所述第三信号表征所述第二信号与1/m的乘积；
生成控制信号控制所述功率变换器以最小化所述第一信号与所述第三信号的差值。
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