无线电源接收器、移动电子设备和使能电源路径的方法技术

本发明专利技术提供了无线电源接收器、移动电子设备和使能电源路径的方法。其中，该无线电源接收器包括：整流器电路，用于输出整流后的电压；以及电源路径电路，该电源路径电路包括：旁路电路，用于输出未调节的电压；电压稳压器电路，用于输出调节后的电压；模式控制器电路，至少部分地依据所述调节后的电压和描述信息使能所述旁路电路或所述电压稳压器电路，其中，所述描述信息描述所述无线电源接收器电连接的输出电路允许的输入电压。实施本发明专利技术可改善无线电压接收器的效率。

【技术实现步骤摘要】
相关申请的交叉引用本申请为申请日为2015年1月8日，专利技术名称为“具有可编程电源路径的无线电源接收器”，申请号为“PCT/US15/010539”的美国国家阶段专利申请的部分延续案，该美国国家阶段专利申请依据35U.S.C.§119要求申请日为2014年1月8日，专利技术名称为“具有可编程电源路径的无线电源接收器”，申请号为61/924,762的美国临时专利申请的优先权，该两个专利申请的全部内容均以引用的方式包括在本申请中。本申请还要求申请日为2015年9月17日，专利技术名称为“动态地重构无线电源接收器的电源路径”，申请号为62/219,797的美国临时专利申请的优先权，该专利申请的全部内容以引用的方式包括在本申请中。
本专利技术通常涉及无线电源(Wirelesspower,WP)，更特别地，无线电源接收器、包括无线电源接收器的移动电子设备以及使能无线电源接收器的电源路径的方法。
技术介绍
无线电源传输系统(wirelesspowertransfersystem)利用两个磁性线圈之间的互感系数(mutualinductance)以磁性感应(magneticinduction)的方式传输功率(power)。在接收器侧，通常，接收器线圈(receivercoil)连接至桥式整流器(bridgerectifier)，该桥式整流器之后跟随着一个稳压器(regulator)。桥式整流器将交流电信号(ACpowersignal)转换为直流电源(DCpowersupply)，以及，稳压器将该直流电源调节至适合于后续电路(例如，电池充电器)的电压电平。无线电源系统通常分为感应(inductive)式或共振(resonant)式。在感应式无线电源系统中，无线发射器(wirelesstransmitter)和接收器(receiver)像紧密耦合的变压器(tightlycouplingtransformer)一样操作，以传送能量给负载。由于感应式的无线电源系统要求单对单的感应式耦合，感应式无线电源系统通常适用于一次给单个接收器(singlereceiver)充电。在共振式无线电源系统中，功率传送是通过松耦合线圈对(looselycoupledcoilpairs)以及利用电气共振来提高系统效率。因此，共振式无线电源系统的接收器的数量可以增加且可以在相同区域中充电。在无线电源接收器侧，电压调节(voltageregulation)用来将整流后的电压(rectifiervoltage)降压(step-down)至适合于后续的充电器电路的电压。在感应式的单个接收器无线电源系统中，此调节可以是线性低压差稳压器(Lowdropoutregulator,LDO)。LDO的效率由其输出输入比(output-to-inputratio)限定(define)。在单个接收器无线系统中，LDO的输入电压(该整流后的电压)可以被控制到非常接近于其输出电压，由此获得更高的电源效率(powerefficiency)。电源控制是通过带内(inband)或带外(out-of-band)通信方式从接收器发送电源控制消息至发射器。在共振式无线电源系统中，由于每个接收器具有不同的线圈耦合因子(couplingfactor)，因此，多个接收器的架构使得很难控制所有的整流后的电压接近于目标充电电压。因此，该整流后的电压可高于稳压器的输出，这样，通过LDO的功率传输非常低效。因此，当电压降压(stepdown)率比较大(large)时，为了更好的效率，可使用开关式稳压器(SwitchingModeRegulator，SMPS)。近年来，快速充电对于智能手机和平板应用越来越重要。越来越多的消费市场中的产品采用较大的充电电流(例如，>1A(1安))来减少充电时间。在快速充电中，充电器电路可以在比稳定电压(例如，～5V)更高的输入电压(例如，～20V)上充电。因此，通过电源开关(powerswitch,PSW)，无线电源接收器可以将整流器的输出直接连接至快速充电的充电器。该电源开关用以控制一些无线电源标准所需要的无线充电的启动/停止(start/stop)。旨在同时支持具有快速充电功能的电感式(inductive-type)和共振式(resonant-type)的无线电源系统的多模式(multi-mode)无线接收器集成电路(integratedcircuit,IC)，需要较大的芯片面积来分别实现LDO、SMPS和PSW的导通器件(passdevice)，这使得该集成电路的实现成本很高。一种更具成本效益的方法是通过共享相同的导通器件来实现上述LDO、SMPS和PSW。此外，为了实现高功率传输效率的性能，使用NMOS(N-channelmetaloxidesemiconductor，N沟道金属氧化物半导体)型场效应管(FieldEffectTransistor,FET)作为它的导通器件比PMOS(P-channelMetalOxideSemiconductor,P沟道金属氧化物半导体)型场效应管导通器件具有更好的效率和更小的芯片面积。用于共享LDO、SMPS和PSW的NMOS导通器件的控制电路的实现需要不平凡的(non-trivial)偏置配置(biasingconfiguration)。自举(Bootstrapping)技术可用于实现具有NMOS导通器件的SMPS的高端驱动(high-sidedriver)。在PSW模式或近压差操作的LDO模式中，需要一个用于给LDO和PSW的控制器供电的升压(step-up)电压。此升压电压可以通过片上电荷泵电路(on-chipchargepumpcircuit)实现。
技术实现思路
在本专利技术中，无线电源接收器、包括无线电源接收器的移动电子设备以及使能无线电源接收器的电源路径的方法。其可改善无线电源接收器的效率。本专利技术的一些实施例涉及无线电源接收器。该无线电源接收器包括：整流器电路，用于输出整流后的电压；以及电源路径电路，该电源路径电路包括：旁路电路，用于输出未调节的电压；电压稳压器电路，用于输出调节后的电压；模式控制器电路，至少部分地依据所述调节后的电压和描述信息使能所述旁路电路或所述电压稳压器电路，其中，所述描述信息描述所述无线电源接收器电连接的输出电路允许的输入电压。本专利技术的其他一些实施例涉及移动电子设备。该移动电子设备包括：可充电电池；充电电路，用于响应接收的充电电压而对所述可充电电池进行充电；以及无线电源接收器，与所述充电电路电连接，所述无线电源接收器包括：整流器电路，用于将交流电源信号转换为整流后的直流电压；旁路电路，用于向所述充电电路输出未调节的电压作为所述充电电压；电压稳压器电路，用于向所述充电电路输出调节后的电压作为所述充电电压；模式控制器电路，至少部分地依据所述调节后的直流电压和描述信息选择性地使能所述旁路电路或所述电压稳压器电路，其中，所述描述信息描述所述充电电路允许的充电电压。由上述列举的方案可知，本专利技术实施例允许在无线电源接收器的操作过程中实时动态发生模式选择使得接收器动态地选择合适的电源路径，所述被选择的电源路径有效地权衡效率和电压调节，以此改善无线电源接收器在各种负载条件下的效率。附图说明图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无线电源接收器，其特征在于，包括：整流器电路，用于输出整流后的电压；以及电源路径电路，该电源路径电路包括：旁路电路，用于输出未调节的电压；电压稳压器电路，用于输出调节后的电压；模式控制器电路，至少部分地依据所述调节后的电压和描述信息使能所述旁路电路或所述电压稳压器电路，其中，所述描述信息描述所述无线电源接收器电连接的输出电路允许的输入电压。

【技术特征摘要】
2015.09.17 US 62/219,797;2016.05.19 US 15/158,8471.一种无线电源接收器，其特征在于，包括：整流器电路，用于输出整流后的电压；以及电源路径电路，该电源路径电路包括：旁路电路，用于输出未调节的电压；电压稳压器电路，用于输出调节后的电压；模式控制器电路，至少部分地依据所述调节后的电压和描述信息使能所述旁路电路或所述电压稳压器电路，其中，所述描述信息描述所述无线电源接收器电连接的输出电路允许的输入电压。2.如权利要求1所述的无线电源接收器，其特征在于，所述旁路电路包括金属氧化物半导体场效应晶体管开关，当所述金属氧化物半导体场效应晶体管开关被使能时，输出所述未调节的电压。3.如权利要求1所述的无线电源接收器，其特征在于，所述电压稳压器电路为降压稳压器。4.如权利要求1所述的无线电源接收器，其特征在于，所述描述信息包括电池充电器电路的最大允许的充电电压，且当所述整流后的电压小于所述最大允许的充电电压时，所述模式控制器电路使能所述旁路电路。5.如权利要求1所述的无线电源接收器，其特征在于，在所述无线电源接收器的运行过程中，所述模式控制器电路检测所述整流后的电压已经超过所述电连接的输出电路的最大允许的输入电压，且当所述模式控制器检测到所述整流后的电压已经超过所述最大允许的输入电压时，所述模式控制器控制所述旁路电路和/或所述电压稳压器电路动态地从使用所述旁路电路切换为使用所述电压稳压器电路。6.如权利要求1所述的无线电源接收器，其特征在于，在所述无线电源接收器运行过程中，所述模式控制器电路检测所述整流后的电压小于所述电连接的输出电路的最大允许的输入电压，且当所述模式控制器检测到所述整流后的电压小于所述最大允许的输入电压时，所述模式控制器控制所述旁路电路和/或所述电压稳压器电路动态地从使用所述电压稳压器电路切换为使用所述旁路电路。7.如权利要求1所述的无线电源接收器，其特征在于，所述输出电路包括用于移动电子设备的电池充电器，所述描述信息包括所述电池充电器允许的充电电压范围。8.如权利要求1所述的无线电源接收器，其特征在于，所述旁路电路包括：开关；低压差电路，用于从所述模式控制器电路接收控制信号以使能或禁能所述开关。9.一种移动电子设备，其特征在于，包括：可充电电池；充电电路，用于响应接收的充电电压而对所述可充电电池进行充电；以及无线电源接收器，与所述充电电路电连接；所述无线电源接收器包括：整流器电路，用于将交流电源信号转换为整流后的直流电压；旁路电路，用于向所述充电电路输出未调节的电压作为所述充电电压；电压稳压器...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿南德·萨慕斯，派翠克·史丹利·里尔，丁明强，林宏志，
申请(专利权)人：联发科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71