双频带无线电力接收单元制造技术

公开了一种双频带无线电力接收单元。根据一个实施方式的无线电力接收单元包括：第一谐振器；第二谐振器，其与第一谐振器并联连接；单个整流器，其具有作为输入的节点，在所述节点处第一谐振器的输出和第二谐振器的输出彼此并联连接；至少一个开关，其具有第一输出、第二输出和输入，其中第二输出连接至地；至少一个电容器，其并联连接至第二谐振器，并且其一个端子连接至开关的第一输出，另一端子连接至整流器输入；以及频率传感器，其根据整流器输入来感测输入频率，并且其输出连接至开关的输入。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】双频带无线电力接收单元
本专利技术涉及无线电力接收单元(PRU)。
技术介绍
近来，无线充电系统主要通过两种方法来实现。一种方法是紧耦合方法，其中电力发射单元(powertransmittingunit，PTU)的天线和电力接收单元(powerreceivingunit，PRU)的天线应当位置匹配并且彼此靠近。该方法由于工作频率低、PTU的天线和PRU的天线位于彼此的短距离内并且彼此相对精确地匹配，因此具有良好的效率，并且该方法还具有已建立的控制方法，因为其控制方法类似于常规的谐振逆变器方法。作为由这样的技术采用的标准，存在电力事件联盟(PowerMattersAlliance，PMA)方法和无线充电联盟(WirelessPowerConsortium，WPC)的Qi方法。Qi方法和PMA方法效率高并且生产成本相对较低。然而，单个PTU难以同时向两个或更多个PRU提供能量，并且当PTU的天线和PRU的天线在位置上不匹配时还会迅速降低充电效率。此外，即使PTU与PRU之间的距离稍微增加，充电效率也会降低，因此上述方法不便于一般用户使用。为了解决这些问题，与上述标准不同，已经提出了一种通过提高能量发射频率使用磁谐振技术而能够不管距离和位置地执行充电动作的标准。无线电力联盟(AllianceforWirelessPower，A4WP)是其代表性标准。虽然Qi方法和PMA方法以约80kHz至约200kHz的频率范围发射能量，但是A4WP可以具有6.78MHz高频的小天线，并且即使当天线彼此分离时，也能够通过匹配PRU与PTU的谐振器的谐振频率来进行无线充电。通过使用A4WP方法，在几cm2的面积内提供几瓦特的功率并不困难，并且也可以同时向多个PRU发射能量。这种方法被称为松耦合方法。然而，该方法具有高工作频率，使得由于以高频驱动有源元件，因此与紧耦合方法相比其实现难度大并且效率低。Qi方法、PMA方法和A4WP方法各具有优缺点，因此三种方法混合使用。然而，各种标准具有不同的频率，因此其无线充电标准彼此不兼容。因此，需要能够接收来自任何标准的PTU的无线电力的PRU。
技术实现思路
技术问题根据一个实施方式，提出了能够用单个整流器从不同的谐振器接收能量的双频带无线电力接收单元(PRU)。技术解决方案根据实施方式的无线电力接收单元(PRU)包括：第一谐振器；第二谐振器，其与第一谐振器并联连接；单个整流器，其具有作为输入的节点，在所述节点处第一谐振器的输出和第二谐振器的输出彼此并联连接；至少一个开关，其具有第一输出、第二输出以及输入，其中第二输出连接至地；至少一个电容器，其并联连接至第二谐振器，并且具有连接至开关的第一输出的一个端子和连接至整流器的输入的另一端子；以及频率检测器，其被配置成根据整流器的输入来检测输入频率，并且具有连接至开关的输入的输出。第一谐振器可以是高频谐振器，第二谐振器可以是低频谐振器。第一谐振器可以是具有串联连接的至少一个电感器和至少一个电容器的串联谐振器。第二谐振器可以是具有串联连接的至少一个电感器和至少一个电容器的串联谐振器。当由频率检测器检测到的频率是低频时，开关可以被接通，并且当由频率检测器检测到的频率是高频时，开关可以被断开，以使电容器与整流器的输入分离。本专利技术的有益效果根据本专利技术，提出了一种用于通过使用单个整流器连接的具有不同谐振频率的两个谐振器以无线方式接收电力的双频带无线电力接收单元(PRU)。当能量意在被传送至单个谐振器时，能量可能被传送至另一谐振器，因此可能不容易传送至整流器。因此，在常规技术中应当使用两个整流器。然而，根据本专利技术，通过使用附加的开关来解决该问题，因此可以通过使用单个整流器从不同的谐振器接收能量。还可以制造既支持高频充电方法比如无线电力联盟(A4WP)方法又支持低频充电方法比如Qi方法或电力事件联盟(PMA)方法的无线电力接收单元。附图说明图1是示出具有两个谐振器和两个整流器以便兼容Qi方法和无线电力联盟(A4WP)方法的无线电力接收单元(PRU)的电路图。图2是示出串联谐振电路的电路图。图3是示出串联谐振电路和并联电容器的电路图。图4是示出接收Qi频率的能量的无线PRU的电路图。图5是示出接收A4WP频率的能量的无线PRU的电路图。图6是示出根据本专利技术的实施方式的具有单个整流器的双频带无线PRU的电路图。图7和图8分别是示出表示接收A4WP频率的电力(当在Qi谐振器中不存在并联电容器时)的实验结果的图和示出无线PRU的电路图。图9和图10分别是示出表示接收Qi频率的电力(当在Qi谐振器中不存在并联电容器时)的实验结果的图和示出无线PRU的电路图。图11和图12分别是示出表示并联电容器附接至Qi谐振器的实验结果的图和示出无线PRU的电路图。图13和图14分别是示出表示当Qi谐振器根据本专利技术提出的方法操作时将Qi谐振器的并联电容器连接至地的实验结果的图和示出无线PRU的电路图。图15是示出根据本专利技术的实施方式的使用半波整流器的双频带无线PRU的电路图。具体实施方式在下文中，将参照附图详细描述本专利技术的实施方式。在下面的描述中，当确定相关已知的功能或配置的详细描述会不必要地模糊本专利技术的要点时，将省略详细描述。此外，本文使用的术语是考虑到本专利技术的功能而限定的，并且可以根据用户、操作者的意图或习惯而改变。因此，术语必须基于本说明书的以下整体描述而限定。图1是示出具有两个谐振器和两个整流器以便兼容Qi方法和无线电力联盟(A4WP)方法的无线电力接收单元(PRU)的电路图。参照图1，一般的双频带无线PRU包括适合于高频的谐振器和整流器以及适合于低频的谐振器和整流器。对于高频，可以使用A4WP方法。在下文中，使用A4WP谐振器10-1和A4WP整流器20-1作为示例来描述高频谐振器和高频整流器。对于低频，可以使用具有相似频带和工作方法的Qi方法或电力事件联盟(PMA)方法。在下文中，将使用Qi谐振器10-2和Qi整流器20-2作为示例来描述低频谐振器和低频整流器。然而，这是出于用户方便的目的，因此当可以使用Qi方法和A4WP方法两者时则可以使用PMA方法和A4WP方法两者。A4WP谐振器10-1包括电感器L1100-1和电容器Cs1102-1和Cp1104-1。Qi谐振器10-2包括电感器L2100-2和电容器Cs2102-2和Cp2104-2。在图1，L1100-1、Cs1102-1、Cp1104-1、L2100-2、Cs2102-2和Cp2104-2具有假设的实现稳定电路的值，但不限于此。谐振器10-1和10-2分别连接至A4WP整流器20-1的输入电压VACP200-1和VACN202-1以及Qi整流器20-2的输入电压VACP2200-2和VACN2202-2。电容器CRECT222连接至整流器输出电压VRECT220，以将接收的交流(AC)电力转换为直流(DC)电力。降压转换器30将整流器输出电压VRECT220转换成负载所需的精确电压，并向负载提供稳定的电压。在图1中，假设降压转换器30输出5V。以上参照图1描述的无线PRU通过使用独立的整流器20-1和整流器20-2来处理A4WP方法和Qi方法的频率输入，因此可以用在两种方法中。然而，图1的无线PRU由于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无线电力接收单元，包括：第一谐振器；第二谐振器，其与所述第一谐振器并联连接；单个整流器，其具有作为输入的节点，在所述节点处所述第一谐振器的输出和所述第二谐振器的输出彼此并联连接；至少一个开关，其具有第一输出、第二输出以及输入，其中所述第二输出连接至地；至少一个电容器，其并联连接至所述第二谐振器，并且具有连接至所述开关的所述第一输出的一个端子和连接至所述整流器的所述输入的另一端子；以及频率检测器，其被配置成根据所述整流器的所述输入来检测输入频率并且具有连接至所述开关的所述输入的输出。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.03.05 KR 10-2015-0031104;2016.02.25 KR 10-2011.一种无线电力接收单元，包括：第一谐振器；第二谐振器，其与所述第一谐振器并联连接；单个整流器，其具有作为输入的节点，在所述节点处所述第一谐振器的输出和所述第二谐振器的输出彼此并联连接；至少一个开关，其具有第一输出、第二输出以及输入，其中所述第二输出连接至地；至少一个电容器，其并联连接至所述第二谐振器，并且具有连接至所述开关的所述第一输出的一个端子和连接至所述整流器的所述输入的另一端子；以及频率检测器，其被配置成根据所述整...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄锺泰，朴成旼，秦基雄，全商吾，宋益圭，申铉翊，李焌，
申请(专利权)人：曼珀斯有限公司，
类型：发明
国别省市：韩国,KR