具有闭环电压控制的无线功率传输接收器制造技术

一种用于经由由发射器所生成的无线场来无线地接收功率的装置，包括：谐振器，被配置为基于响应于无线场而在谐振器中感应的电压来生成电流，以对负载进行供电或者充电；第一可变电容器，电气耦合到谐振器并且被配置为响应于第一控制信号来调整第一可变电容器的第一电容；第二可变电容器，电气耦合到谐振器并且被配置为响应于第二控制信号来调整第二可变电容器的第二电容；以及控制电路，被配置为调整第一控制信号和第二控制信号，并将第一控制信号和第二控制信号分别施加到第一可变电容器和第二可变电容器，以基于指示输出到负载的功率电平的电气特性来调整谐振器的谐振频率和输出到负载的电压。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有闭环电压控制的无线功率传输接收器
本公开总体涉及无线功率。更具体地，本公开涉及具有闭环电压控制的无线功率接收器。
技术介绍
越来越多并且种类更丰富的电子设备经由可再充电电池供电。这样的设备包括移动电话、便携式音乐播放器、膝上型计算机、平板电脑、计算机外围设备、通信设备(例如蓝牙设备)、数码相机、助听器等。虽然电池技术有所改进，但电池供电的电子设备日益地要求并消耗更多的电量，因此通常需要再充电。可再充电设备通常经由物理连接到电源的电缆或其他类似连接器的有线连接进行充电。电缆和类似连接器有时可能不方便或麻烦，并且可能具有其他缺点。能够在自由空间中传输功率以用于对可再充电电子设备进行充电的无线充电系统可以克服有线充电解决方案的一些缺陷。如此，期望有效且安全地传输功率的无线充电系统和方法以用于对可再充电电子设备进行充电。
技术实现思路
在所附权利要求范围内的系统、方法和设备的各种实现方式各自具有若干方面，其中没有任何一个方面单独负责本文所描述的期望属性。在不限制所附权利要求范围的情况下，本文描述了一些突出的特征。在本说明书中描述的主题的一个或多个实现的细节在附图和以下描述中阐述。从描述、附图和权利要求中，其他特征、方面和优点将变得显而易见。注意，以下附图的相对尺寸可能并未按比例绘制。本公开的一个方面提供一种用于经由由发射器所生成的无线场来无线地接收功率的装置，包括：谐振器，被配置为基于响应于无线场而在谐振器中感应的电压来生成电流，以对负载进行供电或者充电；第一可变电容器，电气耦合到谐振器并且被配置为响应于第一控制信号来调整第一可变电容器的第一电容；第二可变电容器，其电气耦合到谐振器并且被配置为响应于第二控制信号来调整第二可变电容器的第二电容；以及控制电路，被配置为调整第一控制信号和第二控制信号，并将第一控制信号和第二控制信号分别施加到第一可变电容器和第二可变电容器，以基于指示输出到负载的功率电平的电气特性来调整谐振器的谐振频率和输出到负载的电压。本公开的另一方面提供一种用于经由由发射器所生成的无线场来无线地接收功率的方法，包括：基于响应于无线场而在谐振器中感应的电压来生成电流，以对负载进行供电或者充电；响应于第一控制信号，调整第一可变电容；响应于第二控制信号，调整第二可变电容；将第一控制信号和第二控制信号分别施加到第一可变电容和第二可变电容，以基于指示输出到负载的功率电平的电气特性来调整谐振器的谐振频率和输出到负载的电压。本公开的另一方面提供一种用于经由由发射器所生成的无线场来无线地接收功率的设备，包括：用于基于响应于无线场而在谐振器中感应的电压来生成电流以对负载进行供电或者充电的部件；用于响应于第一控制信号而调整第一可变电容的部件；用于响应于第二控制信号而调整第二可变电容的部件；以及用于以下的部件，该部件将第一控制信号和第二控制信号分别施加到第一可变电容和第二可变电容，以基于指示输出到负载的功率电平的电气特性来调整谐振器的谐振频率和输出到负载的电压。本公开的另一方面提供一种用于经由由发射器所生成的无线场来无线地接收功率的装置，包括：谐振器，被配置为基于响应于无线场而在谐振器中感应的电压来生成电流，以对负载进行供电或者充电；第一可变电容器，电气耦合到谐振器并且被配置为响应于第一控制信号来调整第一可变电容器的第一电容；第二可变电容器，电气耦合到谐振器并且被配置为响应于第二控制信号来调整第二可变电容器的第二电容；以及闭环反馈电路，被配置为调整第一控制信号和第二控制信号，并将第一控制信号和第二控制信号分别施加到第一可变电容器和第二可变电容器，以基于参考信号和指示输出到负载的功率电平的电气特性来调整谐振器的谐振频率和输出到负载的电压。本公开的另一方面提供一种用于经由由发射器所生成的无线场来无线地接收功率的装置，包括：谐振器，被配置为基于响应于无线场而在谐振器中感应的电压来生成电流，以对负载进行供电或者充电；至少一个可变电容器，电气耦合到谐振器并且被配置为响应于第一控制信号来调整至少一个可变电容器的第一电容；以及控制电路，被配置为调整第一控制信号，并且将第一控制信号施加到至少一个可变电容器，以基于指示输出到负载的功率电平的电气特性来同时调整谐振器的谐振频率和输出到负载的电流。本公开的另一方面提供一种用于经由由发射器所生成的无线场来无线地接收功率的方法，包括：基于响应于无线场而在谐振器中感应的电压生成电流，以对负载进行供电或者充电；响应于第一控制信号，调整至少一个可变电容器的第一电容；将第一控制信号施加到至少一个可变电容器，以基于指示输出到负载的功率电平的电气特性来同时调整谐振器的谐振频率和输出到负载的电流。本公开的另一方面提供一种用于经由由发射器所生成的无线场来无线地接收功率的装置包括：谐振器，被配置为基于响应于无线场而在谐振器中感应的电压来生成电流，以对负载进行供电或者充电；至少一个可控元件，被配置为响应于至少一个控制信号来同时调整无线功率接收器的谐振频率和电压输出；以及控制电路，被配置为调整并且施加至少一个控制信号，以基于指示输出到负载的功率电平的电气特性来调整谐振器的谐振频率和输出到负载的电压。本公开的另一方面提供一种用于经由由发射器所生成的无线场来无线地接收功率的方法，包括：基于响应于无线场而在谐振器中感应的电压来生成电流，以对负载进行供电或者充电；响应于至少一个控制信号来同时调整无线功率接收器的谐振频率和电压输出；并且施加至少一个控制信号，以基于指示输出到负载的功率电平的电气特性来调整谐振器的谐振频率和输出到负载的电压。附图说明在附图中，除非另有说明，否则相同的附图标记在各个图中指代相同的部分。对于具有诸如“102a”或“102b”等字母字符标识的附图标记，字母字符标识可以区分同一图中存在的两个相似部分或要素。当旨在使得在所有附图中附图标记包含具有相同附图标记的所有部分时，可以省略用于附图标记的字母字符标识。图1是根据本专利技术示例性实施例的示例性无线功率传输系统的功能框图。图2是根据本专利技术的各种示例性实施例的可以在图1的无线功率传输系统中使用的示例性组件的功能框图。图3是根据本专利技术示例性实施例的包括发射或接收天线的图2的发射电路或接收电路的一部分的示意图。图4是根据本专利技术示例性实施例的可以在图1的无线功率传输系统中使用的发射器的功能框图。图5是根据本专利技术示例性实施例的可以在图1的无线功率传输系统中使用的接收器的功能框图。图6是可以用于图4的发射电路中的发射电路的一部分的示意图。图7是示出包括闭环电压控制的无线功率接收器的一部分的示例性实施例的框图。图8是示出包括闭环电压控制的无线功率接收器的一部分的示例性实施例的框图。图9是示出包括闭环电压控制的无线功率接收器的一部分的示例性实施例的框图。图10是示出包括闭环电压控制的无线功率接收器的一部分的示例性实施例的框图。图11是示出包括闭环电压控制的无线功率接收器的一部分的示例性实施例的框图。图12是示出包括闭环电压控制的无线功率接收器的一部分的示例性实施例的框图。图13是示出包括闭环电压控制的无线功率接收器的一部分的示例性实施例的框图。图14是示出图13的控制器的实施例的功能框图。图15是示出由图13的控制器所生成的控制逻辑的示例的框图。图16是图示用于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于经由由发射器所生成的无线场来无线地接收功率的装置，所述装置包括：谐振器，被配置为基于响应于所述无线场而在所述谐振器中感应的电压来生成电流，以对负载进行供电或者充电；第一可变电容器，电气耦合到所述谐振器，并且被配置为响应于第一控制信号来调整所述第一可变电容器的第一电容；第二可变电容器，电气耦合到所述谐振器，并且被配置为响应于第二控制信号来调整所述第二可变电容器的第二电容；以及控制电路，被配置为调整所述第一控制信号和所述第二控制信号，并将所述第一控制信号和所述第二控制信号分别施加到所述第一可变电容器和所述第二可变电容器，以基于指示输出到所述负载的功率电平的电气特性，来调整所述谐振器的谐振频率和输出到所述负载的电压。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.09.24 US 14/863,5381.一种用于经由由发射器所生成的无线场来无线地接收功率的装置，所述装置包括：谐振器，被配置为基于响应于所述无线场而在所述谐振器中感应的电压来生成电流，以对负载进行供电或者充电；第一可变电容器，电气耦合到所述谐振器，并且被配置为响应于第一控制信号来调整所述第一可变电容器的第一电容；第二可变电容器，电气耦合到所述谐振器，并且被配置为响应于第二控制信号来调整所述第二可变电容器的第二电容；以及控制电路，被配置为调整所述第一控制信号和所述第二控制信号，并将所述第一控制信号和所述第二控制信号分别施加到所述第一可变电容器和所述第二可变电容器，以基于指示输出到所述负载的功率电平的电气特性，来调整所述谐振器的谐振频率和输出到所述负载的电压。2.根据权利要求1所述的装置，其中所述控制电路包括闭环反馈电路，被配置为响应于参考信号来调整所述第一可变电容器和所述第二可变电容器。3.根据权利要求1所述的装置，其中所述第一可变电容器被配置为调整所述谐振器的所述谐振频率，并且所述第二可变电容器被配置为调整所述负载的所述电压输出。4.根据权利要求1所述的装置，其中所述第一可变电容器和所述第二可变电容器各自被配置为提供总电容的一部分，所述总电容被配置为同时调整所述谐振器的所述谐振频率和所述负载的电压输出。5.根据权利要求4所述的装置，其中由所述第一可变电容器和所述第二可变电容器所提供的所述总电容的所述部分使得所述谐振器随着所述负载变化而保持在所述谐振频率处，并且使得所述谐振器的阻抗被维持为实数。6.根据权利要求1所述的装置，其中所述控制电路被配置为响应于所述负载的所述电压输出和参考电压，通过调整所述第一可变电容器来控制所述谐振器的所述谐振频率。7.根据权利要求1所述的装置，其中所述控制电路被配置为响应于所述负载的所述电压输出和参考电压，通过调整所述第二可变电容器来控制所述电压输出。8.根据权利要求1所述的装置，其中所述控制电路被配置为响应于所述负载的所述电压输出、参考电压和跨所述谐振器的信号的相位差，通过调整所述第一可变电容器来控制所述谐振器的所述谐振频率。9.根据权利要求1所述的装置，其中所述控制电路被配置为响应于所述负载的所述电压输出和参考电压，通过调整所述第二可变电容器来控制所述电压输出。10.根据权利要求4所述的装置，其中所述控制电路被配置为响应于所述负载的所述电压输出和参考电压，来控制所述谐振器的所述谐振频率和无线功率接收器的所述电压输出。11.根据权利要求10所述的装置，其中由所述第一可变电容器提供的所述总电容的所述部分与由所述第二可变电容器提供的所述总电容的所述部分成反比。12.根据权利要求1所述的装置，其中：响应于增加的电压输出，所述第二可变电容器被调整为减少所述电压输出；以及所述第一可变电容器被调整为减少所述谐振器中的所述电流。13.根据权利要求1所述的装置，其中：响应于减少的电压输出，所述第二可变电容器被调整为增加所述电压输出；以及所述第一可变电容器被调整为增加所述谐振器中的所述电流。14.一种用于经由由发射器所生成的无线场来无线地接收功率的方法，所述方法包括：基于响应于所述无线场而在谐振器中感应的电压来生成电流，以对负载进行供电或者充电；响应于第一控制信号，调整第一可变电容；响应于第二控制信号，调整第二可变电容；以及将所述第一控制信号和所述第二控制信号分别施加到所述第一可变电容和所述第二可变电容，以基于指示输出到所述负载的功率电平的电气特性，来调整所述谐振器的谐振频率和输出到所述负载的电压。15.根据权利要求14所述的方法，还包括：响应于参考信号来施加所述第一控制信号和所述第二控制信号。16.根据权利要求14所述的方法，还包括：调整所述第一可变电容...

【专利技术属性】
技术研发人员：W·H·范诺瓦克三世，F·卡罗博兰特，L·S·艾里什，C·E·惠特利，P·梅内戈里，
申请(专利权)人：高通股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US