HK1138118B - 用於对电池进行感应充电的系统和方法 - Google Patents

Description

用于对电池进行感应充电的系统和方法

背景技术

利用感应电源的电池充电是众所周知的。用于电动汽车的电池的感应充电以及小型电器电池的充电(例如牙刷电池的充电)都已经获得了一些成功。因为感应充电不需要电池和充电器之间的物理连接，所以充电更为方便。然而，不是所有的电池都能容易地感应充电。锂离子(Li-Ion)电池就是该电池类型中的一种。

对锂离子电池进行再充电不是和其它电池的再充电一样简单。锂离子电池不能承受过度充电。如果恒定电流被施加于完全充电的锂离子电池，那么金属锂镀层会扩展(develop)，导致电池的失效。因此，应该注意不要对电池过度充电。

相反地，对锂离子电池充电到满容量表现出一些困难。通过将恒定电流施加到电池上而在再充电期间能够相对快地获得锂离子电池的最大电压。然而，当锂离子电池到达最大电压时，锂离子电池可能未被完全充电。不进一步充电，电池将被充电至只有大约65％。如果在电池已经达到其最大电压之后恒定电流不断地施加到电池上，那么电池可能被过度充电而可能导致过早的电池失效。

已经开发出常规的电池充电器来对锂离子电池进行完全充电。一般地，电池充电器使用恒定电流、恒定电压方案以对电池充电。用完的电池首先以.1C至1C安培范围内的恒定电流级别充电，其中C是以安培小时(amp-hours)为单位的电池容量，直到电池达到大约4.2伏的期望电压为止。这时，电池充电器切换至恒定电压模式，提供足够的功率以保持电池在该终止电压处，而同时向电池提供额外的充电。

在图1中示出了典型的锂离子电池的充电曲线图。恒定电流被施加预定的时间段。在该阶段期间，锂离子电池的充电一般是恒定的。对于典型的电池来说，该阶段持续稍少于1小时。锂离子电池最后在获得完全充电之前展示出优选电压附近的恒定电压。随后恒定电压被施加于锂离子电池。在以恒定电压充电大约一小时之后，电池一般已经获得其最大充电。

如果锂离子电池的充电不跟随(follow)图1中示出的充电曲线，那么将有电池不能被完全充电或者充电将损毁电池的风险。

因为在充电之前电池经常没有被完全放电，所以锂离子电池的充电还很复杂。如果一些剩余的电荷继续存在于电池中，那么最理想的充电可能需要一些恒定电流充电继之以恒定电压充电，或者备选地，最理想的充电可能只需要恒定电压充电。为了获得更好的性能，电池充电器应该提供补偿电池充电状态的机制。

在使用感应充电的情况下，对锂离子电池充电特别有问题。在感应电池充电器中，位于充电器中的初级线圈提供功率至位于电池中的感应次级。横跨所述次级的电压随后被整流并被施加于电池以对电池再充电。在电池和电池充电器之间没有直接的物理连接。因为在电池和电池充电器之间没有物理连接，所以电池充电器不能容易地得到关于电池状态的信息。

同时，便携装置需要重量轻。因此，监视电池充电状态并将该信息转播至感应充电器的复杂电路增加了便携装置的成本、尺寸和重量。

非常希望得到能够对具有唯一(unique)充电周期的电池进行充电而同时使用直接耦合至电池的相对简单的电路的感应系统。

发明内容

用于对具有唯一充电周期的电池(例如锂离子电池)再充电的感应系统一般包括具有用于感应地提供充电功率的初级线圈的充电器电路和用于感应地接收充电功率并将该功率施加于电池上的次级电路。次级电路包括通过初级线圈和次级线圈的感应耦合而提供反馈至充电器电路的反馈机制。充电器电路包括频率控制机制，用于至少部分响应于来自反馈机制的反馈而控制施加于初级线圈的功率的频率。

在一个实施例中，反馈机制包括改变次级电路反射阻抗的子电路。在该实施例中，充电器电路可以包括反馈检测器，用于监视至少部分响应于次级电路的反射阻抗中的变化而改变的充电器电路中的功率特性。在该实施例中，反馈检测器可以被耦合至初级线圈以允许控制器监视通过初级线圈的电流。

在一个实施例中，反馈机制包括过电压检测器或者过电流检测器，或者两者。在该实施例中，可以设置检测器以控制一个或多个开关，例如晶体管。如果在次级电路中检测到过电压条件或者过电流条件，那么打开开关而来自次级线圈的电流通过电阻器而从电池中分流。这样，电池被保护而不会显著地(significant)暴露于过电压或者过电流条件。反馈机制可以被直接耦合至电池。

在一个实施例中，反馈检测器是耦合至初级储能电路(primarytank circuit)的电流传感器。在该实施例中，当电流通过向次级电路中的电阻器发信号的反馈而分流时，通过次级线圈的电流增加，从而改变次级电路的反射阻抗，导致通过初级线圈的电流增加。由初级电路中的电流传感器来检测通过初级线圈的电流中的增加(初级电路可以包括峰值检测器)，因而提供用于检测电池是否处于过电压或者过电流条件的反馈信号至控制器。在一个实施例中，频率控制机制对频率做合适的调节以通过减少提供至次级线圈的功率来校正过电压或者过电流条件。

在一个实施例中，充电器电路包括逆变器(inverter)和储能电路。在该实施例中，减少逆变器的工作频率以移动被施加于初级线圈的功率的频率，使其更接近于储能电路的谐振频率，而增加逆变器的工作频率则会移动被施加于初级线圈的功率的频率，使其远离储能电路的谐振频率。设置系统从而逆变器频率中的增加将使被施加于初级线圈的功率移动更接近于谐振并且因而增加功率转移(power transfer)，而逆变器频率中的减少将使被施加于初级线圈的功率移动更远离储能电路的谐振频率并且因而减少功率转移是同样可能的。

在另一个方面，本发明也提供对感应充电系统进行操作的方法，该感应充电系统具有带有初级线圈的充电器电路和带有次级线圈的次级电路。该方法一般包括检测电池是否出现在次级电路中和通过一个或多个充电周期来对电池充电的步骤。充电步骤一般包括步骤为：以一定频率将功率施加于初级线圈，通过初级线圈和次级线圈感应耦合来估计来自次级电路的反馈，及作为来自次级电路的反馈的函数来调节施加于初级线圈的功率的频率。这样，施加于初级线圈的功率的频率被改变以优化电池的充电。为了对电池完全充电，几个充电周期可能是必要的。

在一个实施例中，以具有储能电路的充电器电路来利用该方法。在该实施例中，充电周期可以包括使被施加于初级线圈的功率移动更接近于储能电路的谐振频率或者使被施加于初级线圈的功率更远离储能电路的谐振频率的可供选择的步骤。充电器电路可以包括逆变器。在该实施例中，移动被施加于初级线圈的功率的频率的步骤还可以定义为移动逆变器的工作频率。

在一个实施例中，充电步骤一般包括步骤为：以特定频率将功率施加于初级线圈；确定来自充电器电路的反馈信号是否由充电器电路接收；以及改变作为反馈信号的函数的施加于初级线圈的功率的频率，以增加或者减少传递至次级电路的功率。在一个实施例中，改变频率的步骤还定义为包括步骤：如果接收到来自反馈机制的反馈信号，那么将施加于初级线圈的功率的频率移动更远离谐振，或者如果没有接收到来自反馈机制的反馈信号，那么将被施加于初级线圈的功率的频率移动更接近于谐振。

在一个实施例中，充电步骤一般包括步骤为：增加地移动被施加于初级线圈的功率的频率，使其更接近于谐振，直到接收到反馈信号为止；在接收到反馈信号之后，增加地移动被施加于初级线圈的功率的频率，使其更远离谐振，直到不再接收反馈信号为止；以及在充电时间段内在频率处将功率施加于初级线圈。该过程可以重复。

在一个实施例中，确定是否接收到反馈信号的步骤包括感测充电器电路中的电流以及将所感测的电流与预定的阈值作比较的步骤。

在一个实施例中，该方法还包括在完成一个充电周期的时间少于最小充电周期时间时终止充电周期的步骤。该方法还包括当被施加于初级线圈的功率的频率满足阈值的上限和/或下限时，终止充电周期的步骤。

在一个实施例中，检测步骤还包括步骤为：在预定的探测频率处将功率脉冲施加于初级线圈，感测反射阻抗，以及确定电池是否存在为所感测反射阻抗的函数。

本发明提供了简单并且有效的感应充电电路，所述感应充电电路允许非线性充电曲线在具有少量组件的感应系统中实现。过电流和过电压检测器不仅提供用于驱动充电功率的频率的反馈，而且保护电池不受潜在有害的功率情形的伤害。通过改变规定系统操作的多个储存值能够容易地改变充电曲线。本发明很适于在充电便携电子装置中的使用，例如手机、个人数字助理、手持游戏装置、个人媒体播放机和其它类似装置。在此处上下文中，次级电路可以被合并入便携式电子装置，从而该装置可以放置在很接近于充电器电路的位置来充电，因而消除了将装置插入充电器的必要。

通过参考当前实施例和附图的说明，本发明的这些以及其它目的、优点和特征将被更充分地理解和意识到。

附图说明

图1示出了典型的锂离子电池的充电曲线；

图2示出了电池的感应充电的系统；

图3是初级线圈和次级线圈之间的功率转移曲线；

图4示出了相应于图2的框图的充电器电路的电路示意图；

图5示出了相应于图2的框图的电池侧的电路示意图；

图6示出了由通过次级线圈的增加的电流所引起的峰值检测器的输出；和

图7是操作电池充电器方法的流程图。

具体实施方式

根据本发明的实施例的感应充电系统在图2中示出。感应充电系统4被配置为对具有非线性充电曲线的电池进行感应充电，例如锂离子电池。系统4一般包括充电器电路6和次级电路8。充电器电路6一般包括初级线圈15、用于以所期望的频率将功率施加于初级线圈的频率控制器80和用于接收来自次级电路8的反馈的反馈检测器82。次级电路8一般包括用于从充电器电路6接收感应功率的次级线圈30和用于将反馈提供至充电器电路6(指示次级电路8中的电压或电流)的反馈机构84。频率控制器80改变作为来自次级电路8的反馈的函数的施加于初级线圈15的功率的频率。尽管描述有关于常规锂离子电池的充电，但本发明很适于在对其它类型的电池充电中使用，包括具有不同充电曲线的电池。

如上所述，充电器电路6一般包括频率控制器80、初级线圈15和反馈检测器82。在所示例的实施例中，频率控制器80包括控制器20、振荡器18、驱动器16和逆变器10。在该实施例中，这些组件共同地驱动储能电路12。更具体地，逆变器10从DC(直流)功率源14提供AC(交流)功率至储能电路12。储能电路12包括初级线圈15。储能电路12可以是串联谐振储能电路或者并联谐振储能电路。在该实施例中，驱动器16提供必要的信号以在逆变器10之内操作开关。驱动器16又以由振荡器18所设定的频率工作。振荡器18又由控制器20控制。控制器20可以是微控制器，例如PIC18LF1320，或者更通用的微处理器。尽管在所示例的实施例中以基本分立的装置示出，但是驱动器16、振荡器18和可以选择地集成并且可以在控制器20之内以模块来实现。

在所示例的实施例中，反馈检测器82检测储能电路12中的电流。在工作中，控制器20使用来自峰值检测器22的信号以参与确定振荡器18的工作频率，并且因而确定逆变器10的频率。虽然所示例的实施例的反馈检测器82检测储能电路12中的电流，但是也可以估计充电器电路6中功率的其它特性以提供关于电池的充电信息。

次级电路8一般包括次级线圈30、整流器32和反馈机构84。次级线圈30感应地接收来自初级线圈15的功率。整流器32提供DC功率以为电池34充电。在该实施例中，当被施加于电池34的电流超过阈值时，或者当被施加于电池34的电压超过阈值时，反馈机构84被配置为提供反馈。正如所示，该实施例的反馈机构一般包括过电压检测器36、过电流检测器40、OR门38、开关42和电阻器44。过电压检测器36的输出指出横跨电池34的电压是否在预定的水平之上。类似地，过电流检测器40的输出指出至电池34的电流是否在预定的量之上。电流检测器40的输出以及电压检测器36的输出被耦合至OR门38的输入。OR门38可以是分立电路，或者它可以是检测器输出之间的连接。OR门38的输出被耦合至开关42。开关42由OR门38的输出控制并被串联连接至整流器32和电阻器44之间。开关42可以是任何合适的开关，例如双极晶体管、场效应晶体管或者绝缘栅双极晶体管。电阻器44被串联连接至开关42和地之间。

在工作中，如果过电压检测器36的输出或者过电流检测器40的输出指出过电压或者过电流条件，那么OR门38的输出打开开关42。当开关42打开，来自整流器32的电流通过电阻器44流至地。

因为电阻器44的阻抗比电池34的阻抗小得多，所以通过电阻器44的电流浪涌(current surge)发生，因而造成通过次级线圈30的电流浪涌。当开关42打开时，二极管64防止电池34提供任何电流。通过次级线圈30的电流浪涌在充电器电路6中产生通过初级线圈15的类似的电流浪涌。由峰值检测器22检测电流浪涌。控制器20随后改变振荡器18的频率。

在所示例的实施例中，初级线圈15和次级线圈30松耦合。因为在该实施例中两者是松耦合，所以关于谐振频率的功率转移曲线的斜率没有像线圈15、30紧耦合那么陡。线圈15、30的示范功率转移曲线在图3中示出。在该实施例中，当逆变器10工作在谐振时，功率转移是最高的。然而，即使逆变器10没有工作在谐振，当逆变器失谐工作时，重大功率转移也会发生。一般地，逆变器10工作在频率A和频率B之间。频率B稍小于谐振频率。在频率A和频率B之间，功率转移曲线可以由位于控制器20中的软件查找表而分段线性化。因此，逆变器10的工作频率中的下降将导致从初级线圈15至次级线圈30的功率转移中一般可预知的增加。正如由图可以看出，使用小于谐振频率的工作频率将同样有效。假如这样的话，那么工作频率中的增加将导致功率转移中的增加，并且反之亦然。

图4示出了相应于图2的框图用于系统的充电器电路6的电路示意图。峰值检测器22(由22A和22B组成)与初级线圈15串联连接并且通过变压器50提供信号，该信号与通过初级线圈15的电流成比例。该信号由二极管52整流并且随后用于对电容器54充电。运算放大器56、58被用于使信号平滑以供控制器20采样。这个详细的电路示意图是示例性的并且不是为了将本发明的范围限定至特定的电路设计。

图5示出了系统的次级电路8的电路示意图。正如和图4的充电器电路示意图一样，图5的次级电路示意图是示例性的并且不是为了将本发明的范围限定至特定的电路设计。来自次级线圈30的功率被用于对电容器60充电，而电容器又被用作连接至电池34的电路的电源。整流器32从由次级线圈30提供的AC电流中产生DC电流。电容器62被充电以提供用于对电池34充电的DC功率源。当次级线圈30不是正在接收功率或者当反馈机构正在发过电压或者过电流条件的信号时，阻塞二极管64防止电池34放电。

如果过电压检测器36或者过电流检测器40确定太多的电压或者太多的电流被施加于电池34，那么开启晶体管42，因而通过电阻器44对电容器62放电，导致横跨电池34的较低电压。在该实施例中，次级电路8包括防止电流从电池34流入电容器62的阻塞二极管64。

当电流流过电阻器44时，从次级线圈30汲取额外的电流，而这又导致通过初级线圈15的电流中的增加。

因为横跨电容器62的电压下降，所以横跨电池34的电压如同通过电池34的电流一样下降。因此，校正了过电压条件或者过电流条件。检测器36、40被清零(cleared)，因而导致晶体管42关闭。由于过电流或者过电压条件而开启晶体管42的时间段到由于过电流或者过电压条件的校正而关闭晶体管时间是信号时间。

在该示例的电路设计中，信号时间的持续由检测电路36、40内的两个RC电路66、68控制。在该实施例中，当电池34电压在过电压条件附近时，电压检测器36被配置为具有大约80mV的滞后以减少振荡。

正如所述，当打开晶体管42时，增加的电流流过次级线圈30，导致增加的电流流过初级线圈15。该电流中的增加由峰值检测器22检测。由通过初级线圈增加的电流而造成的峰值检测器的输出在图6中示出。在该示例性的实施例中，峰值检测器的输出增加大约1.55V，持续大约10ms。该信号的特性可以依赖于电路组件的特性而随不同应用而改变。例如，增加的幅值和增加信号的长度可以如所期望的一样控制。

控制器20连续地对峰值检测器22的输出采样。当检测到突然的增加时，设置被称为FB_flag的内部标记。当检测到减少，FB_flag被清除。然而，在下文中被称为FB_latch的FB_flag拷贝也被设置。当检测到减少时，FB_latch没有被清除。它只能由控制器20来清除。FB_latch因此可以由控制器20周期性地校验以确定过电压条件或者过电流条件是否在时间的给定时间段期间发生。因此，系统向控制器提供反馈机制。

便携装置的使用者可以在便携装置被完全充电之前从充电器电路6中移除该装置。除此之外，使用者可以在电池被完全放电之前将装置放置在充电器中。为了优化地对电池充电，感应电池充电器可以检测电池的存在以及补偿电池的唯一充电曲线。

图7是示出用于检测次级电路8是否位于充电器电路6近侧以及用于如果次级电路8存在则优化地对电池充电的过程的一个实施例的流程图。

过程开始。步骤100。探测过程99开始。控制器20等待PROBE_INTERVAL的预定时间段。步骤102。在PROBE_INTERVAL已经过去之后，控制器20使逆变器10产生以PROBE_FREQUENCY通过初级线圈15的低频电流。步骤104。检测到通过初级线圈15的电流。步骤106。

如果次级电路8存在，那么由充电器电路6的探测将在次级线圈30中感应出探测电流。即使在探测的时间电池34被完全充电，它也将不会被破坏。首先，在该实施例中，探测持续10至20毫秒量级的短时间。而休眠期(quiescent period)经常是几秒长。另外，过电压检测器36和过电流检测器40将经由晶体管42分流过多探测电流通过电阻器44而不通过电池34。

在该实施例中，在PROBE_FREQUENCY处通过初级线圈的电流的量之前已经用实验方法确定并且被保存入控制器的存储器。如果通过初级线圈15的电流近似等于预定无负载初级电流(unloaded primarycurrent)(步骤108)，那么次级电路8不存在于次级电路8中。清除CHARGED_FLAG。步骤109。系统随后在再一次开始过程之前等待另一个PROBE_INTERVAL。

如果流过初级线圈15的电流不是近似等于预定无负载初级电流，那么存在次级电路8。

随后校验CHARGED_FLAG。步骤111。CHARGED_FLAG指出电池是否被完全充电。如果没有设置CHARGED_FLAG，那么充电过程开始。

逆变器的频率由控制器20设置为FREQ_START。步骤110。系统随后延迟时间的预定时间段以消除任何瞬态。步骤112。

控制器20随后确定是否已经接收之前讨论的反馈信号。如果没有，那么频率减少ΔFREQ。步骤116。在该实施例中，频率中的减少将系统向谐振移动，并且因此增加了从充电器电路6到电池34的功率转移。

ΔFREQ可以是常数，或者它可以在使用ΔFREQ的特定时间通过从由逆变器的工作频率作索引的查找表中获取值来确定。选择用于ΔFREQ的值可以是随频率而定并且可以选择使得如果工作频率减少或增加ΔFREQ，那么电流中相应的增加或减少对于所有工作频率都近似地相同为ΔFREQ。例如，如果充电器电路6工作在储能电路12的谐振频率附近，那么工作频率中减少100Hz将相当大地增加通过储能电路12的电流。另一方面，如果充电器电路6工作在相对远离谐振，那么100Hz的变化将不会导致通过初级的电流的大幅增加。因此，ΔFREQ可以被选择以产生低频或高频处的初级电流中近似相同的变化。

频率随后与Min_FREQ作比较。步骤118。Min_FREQ是逆变器的预定最小工作频率。一般地，Min_FREQ稍大于储能电路12的谐振频率。如果频率少于或者等于Min_FREQ的频率，那么控制器20返回至探测。如果不是这样，那么控制器20等待预定时间段时间(步骤112)并且随后校验反馈信号的发生。步骤114。

因此，只要控制器20没有检测到反馈信号，那么逆变器10的频率被重复地减少以使转移至电池34的功率最大化。

如果检测到反馈信号，那么应该减少转移至电池34的功率。频率因此增加等于ΔFREQ值两倍的量，而这又能从查找表中获得。步骤122。频率与Max_FREQ作比较。步骤124。Max_FREQ是指出操作逆变器的最大频率的预定值。如果该频率将大于预定最大频率Max_FREQ，那么充电器电路6返回至探测过程99。如果不是这样，那么控制器20等待(步骤126)并且随后校验反馈信号。步骤128。

如果已经检测到反馈信号，那么逆变器频率再一次被减少ΔFREQ的值的两倍。步骤122。该过程随后继续。在另一方面，如果没有检测到反馈信号，那么该系统等待而同时以当时电流频率的功率施加于初级线圈15。步骤130。步骤130的长充电延迟一般比步骤112或者步骤126的延迟更大。长充电延迟使大量功率能够被提供给电池34。

因此，当电池34上的充电增加并且检测到反馈信号，那么系统逐渐地增加逆变器10的工作频率，因而减少转移至电池34的功率。工作频率继续增加直到不再接收反馈信号，在这种情形下功率被在时间的更长时间段上提供给电池34，因而使电池34能够充电至最大。

返回步骤124，如果工作频率大于Max_FREQ，那么控制器20比较CHARGE_TIME与MIN_CHARGE_TIME。步骤132。CHARGE_TIME是之前充电周期的持续时间的长度，而MIN_CHARGE_TIME是充电周期的最小期望时间。如果CHARGE_TIME小于MIN_CHARGE_TIME，那么电池34被认为完全充电，并且随后设置CHARGED_FLAG。步骤134。另外，LED可以被打开以向用户指出电池34被完全充电。

该系统可以被配置为处理故障情形。在一个实施例中，控制器20可以包括计数器，该计数器在每次完整充电周期发生而不生成反馈信号时增加。当计数器的值大于预定最大故障数时，该系统进入不能改变(irrevocable)的故障状态。控制器20可以随后使驱动信号失效，并且可以使红色LED快速地闪烁。在该实施例中，充电器电路6只能通过功率循环(power cycling)充电器而返回至操作。换句话说，充电器电路6必须从外部功率源中断开。

进一步，如果反馈驱动频率超过预定安全频率(命名为FREQ_TRIGGER_SAFE)，那么最小频率被设置为FREQ_MIN_SAFE。如果该算法使它低于该水平，那么该系统继续像平时一样探测。如果在该系统内有故障，那么故障状态将发生并且将禁用充电器电路6直到充电器电路6被功率循环为止。

虽然结合实施例描述了本发明(在该实施例中，次级电路的阻抗的变化，例如源于阻抗的变化，被用于生成反馈信号)，但是本发明不受限于所示例的实施例的反馈方法。其中，本发明可以利用串联或者并联配置中的电阻、电容和/或电感的变化以生成反馈信号。

上面说明是本发明的当前实施例的说明。在不背离本发明的精神和更宽方面的前提上，可以作出各种替换和变化。

Claims (20)

1.一种感应充电系统，包括：

初级电路，包括功率源、电耦合至所述功率源的控制器和电耦合至所述控制器的初级线圈，其中所述控制器从所述功率源施加具有频率的功率到所述初级线圈；

次级电路，包括感应耦合至所述初级线圈的次级线圈、电耦合至所述次级线圈的反馈电路和电耦合至所述次级线圈的电池，所述电池能够被来自所述次级线圈的能量充电；

其中，所述反馈电路包括被设置为控制开关的过电压检测器和过电流检测器，其中响应于过电压条件或者过电流状态，所述反馈电路通过启动所述开关以引导电流从所述次级线圈通过阻抗元件经由所述感应耦合而将反馈传递至所述初级电路，以改变所述次级电路的反射阻抗；并且

其中，所述控制器至少部分地响应于所述反馈而控制施加于所述初级线圈上的所述功率的频率，以校正所述过电压条件或所述过电流条件。

2.根据权利要求1所述的感应充电系统，包括电耦合至所述初级线圈的反馈检测器，所述反馈检测器响应于检测所述次级电路的反射阻抗中的变化而生成检测信号。

3.根据权利要求1所述的感应充电系统，其中，所述初级电路包括电流传感器，其中响应于通过所述电阻元件而被分流的所述电流，通过所述次级线圈的所述电流增加，所述次级电路的反射阻抗发生改变并且通过所述初级线圈的电流增加；其中所述电流传感器检测所述初级电路中的所述增加的电流。

4.一种感应充电系统，包括：

初级电路，包括功率源、电耦合至所述功率源的控制器和电耦合至所述控制器的初级线圈，其中所述控制器从所述功率源施加具有频率的功率到所述初级线圈；

次级电路，包括感应耦合至所述初级线圈的次级线圈、电耦合至所述次级线圈的反馈电路和电耦合至所述次级线圈的电池，所述电池能够被来自所述次级线圈的能量充电；

其中，所述反馈电路通过启动所述开关以引导电流从所述次级线圈通过阻抗元件经由所述感应耦合而将反馈传递至所述初级电路，以改变所述次级电路的反射阻抗；

其中，所述初级电路包括峰值检测器，所述峰值检测器响应于检测过电压条件或者过电流条件而将检测信号提供给所述控制器，以及

其中，所述控制器至少部分地响应于来自所述反馈电路的所述反馈而控制施加于所述初级线圈上的所述功率的频率，以校正所述过电压条件或所述过电流条件。

5.根据权利要求4所述的感应充电系统，其中，所述控制器包括逆变器，其中所述逆变器的工作频率被减小以使施加于所述初级线圈的所述功率的所述频率转移到更靠近所述初级电路的谐振频率，并且其中，所述逆变器的所述工作频率被增加，以使施加于所述初级线圈的所述功率的所述频率转移到远离所述初级电路的所述谐振频率。

6.根据权利要求4所述的感应充电系统，其中所述反馈电路包括用于改变所述次级电路的反射阻抗的子电路。

7.根据权利要求4所述的感应充电系统，包括电耦合到所述初级线圈的反馈检测器，所述反馈检测器响应于检测的所述次级电路的反射阻抗中的变化生成检测信号。

8.根据权利要求5所述的感应充电系统，其中所述反馈电路包括用于改变所述次级电路的反射阻抗的子电路。

9.根据权利要求5所述的感应充电系统，包括电耦合到所述初级线圈的反馈检测器，所述反馈检测器响应于检测的所述次级电路的反射阻抗中的变化生成检测信号。

10.一种用于根据充电曲线而对感应充电系统进行操作的方法，所述感应充电系统具有带有初级线圈的充电器电路、带有次级线圈的次级电路、以及电池，该方法包括如下步骤：

根据所述充电曲线而定义过电压条件和过电流条件；

在一个频率下将功率施加于初级线圈；

接收所述次级线圈中的功率；

用接收的功率对所述电池充电；

响应于被满足的过电压或者过电流条件通过启动开关以引导电流从所述次级线圈通过阻抗元件而生成反馈信号，以改变所述次级电路的反射阻抗；

通过所述初级线圈和次级线圈感应耦合而估计来自所述次级电路的所述反馈信号；以及

作为来自所述次级电路的反馈的函数来调节施加于所述初级线圈的功率的频率，以校正所述过电压条件或者所述过电流条件。

11.根据权利要求10所述的对感应充电系统进行操作的方法，其中，所述充电器电路包括具有谐振频率的储能电路，并且所述调节包括：

使被施加于所述初级线圈的功率的频率转移到更靠近于所述储能电路的谐振频率，或者使被施加于所述初级线圈的功率的频率转移到更远离所述储能电路的谐振频率。

12.根据权利要求10所述的对感应充电系统进行操作的方法，其中，

估计包括确定来自所述充电器电路的反馈信号是否由所述充电器电路接收；并且

调节包括响应于接收所述反馈信号而使被施加于所述初级线圈的功率的频率转移到更远离谐振，以及响应于在时间的预定量之后没有接收所述反馈信号而使被施加于所述初级线圈的功率的频率移动到更接近于谐振。

13.根据权利要求10所述的对感应充电系统进行操作的方法，其中，调节包括：

将施加于所述初级线圈的功率的频率增量地移动到更接近于谐振直到接收反馈信号；

响应于反馈信号，将施加于所述初级线圈的功率的频率增量地转移到更远离谐振，直到不再接收反馈信号；以及

以调节的频率将功率在充电时间段内施加于所述初级线圈。

14.根据权利要求10所述的对感应充电系统进行操作的方法，其中，所述估计包括感测充电器电路中的电流并且将所感测的电流与预定阈值进行比较。

15.根据权利要求10所述的对感应充电系统进行操作的方法，还包括通过一个或多个充电周期来对电池充电，并且在完成一个充电周期的时间少于最小充电周期时间时，终止充电。

16.根据权利要求10所述的对感应充电系统进行操作的方法，还包括通过一个或多个充电周期来对电池充电，并且在被施加于所述初级线圈的功率的频率满足上或者下阈值时，终止充电。

17.根据权利要求10所述的对感应充电系统进行操作的方法，其中，估计包括：

在预定的探测频率下，将功率的脉冲施加于所述初级线圈；

感测反射阻抗；以及

确定所述电池是否表现为所感测的反射阻抗的函数。

18.一种带有具有反射阻抗的次级电路以及用于从具有初级线圈的感应充电器接收功率的便携式电子装置，所述便携式电子装置包括：

次级线圈；

电耦合至所述次级线圈的电池，所述电池能够被来自所述次级线圈的能量充电；和

电耦合至所述次级线圈的反馈电路，其中所述反馈电路通过启动开关以引导电流从所述次级线圈通过阻抗元件而改变所述次级电路的反射阻抗，以响应于过电压或者过电流条件而在所述次级线圈中生成至所述初级线圈的反馈信号，其中所述反馈信号导致施加在所述初级线圈上的功率的频率改变，以校正所述过电压条件或所述过电流条件。

19.根据权利要求18所述的便携式电子装置，其中，所述反馈电路包括被设置为控制开关的过电压检测器和过电流检测器，其中响应于所述过电压条件或者所述过电流条件，所述开关被启动并且来自所述次级线圈的电流通过电阻元件被从所述电池分流。

20.根据权利要求18所述的便携式电子装置，其中，所述过电压和过电流条件根据所述电池的充电曲线而被定义。