无线电力接收器的电压调节制造技术

一种无线电力接收器包括与电感器并联的一个或多个可调谐电容器。无线电力接收器适于接收由于无线电力发送器产生的磁场而在电感器处感应的电压输入。整流器具有带有整流电压和整流电流的输出端。控制器具有用于接收表示整流电压的信号的第一输入端和用于向可调谐电容器提供调整信号的第一输出端。控制器包括耦合到第一输入端的处理器，并且控制器被配置为对表示整流电压的信号进行操作以产生电容器的期望电容值，和提供确定的调整信号以便将电容器的电容值调整到期望电容值。

Voltage Regulation of Radio Power Receiver

A radio power receiver includes one or more tunable capacitors in parallel with inductors. The radio power receiver is suitable for receiving voltage input induced at the inductor by the magnetic field generated by the radio power transmitter. The rectifier has an output terminal with rectifier voltage and rectifier current. The controller has a first input terminal for receiving a signal representing a rectifying voltage and a first output terminal for providing an adjustment signal to a tunable capacitor. The controller includes a processor coupled to the first input, and the controller is configured to operate a signal representing the rectification voltage to generate the desired capacitance value of the capacitor, and to provide a determined adjustment signal to adjust the capacitance value of the capacitor to the desired capacitance value.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】无线电力接收器的电压调节相关申请的交叉引用本专利申请要求2016年5月27日提交的标题为“VOLTAGEREGULATIONINWIRELESSPOWERRECEIVERS”的美国临时专利申请No.62/342,525的优先权，其公开内容通过引用的方式整体并入本文。
本公开内容总体上涉及无线电力系统，并且更具体而言，本公开内容涉及无线电力系统中的无线电力接收器中的电压调节。
技术介绍
无线电力接收器可以通过由发送器产生的振荡磁场从无线电力发送器接收电力。无线电力接收器可以耦合到具有不同电力需求的电子设备。电子设备(例如智能电话和笔记本电脑)的电力需求可以随着相关一个或多个电池的充电或放电而变化。
技术实现思路
根据一个实施例，一种无线电力接收器包括电路，该电路包括与电感器L1并联的可调谐电容器C2，该无线电力接收器适于接收由于无线电力发送器产生的磁场而在电感器L1处感应的电压输入Vinduced，无线电力接收器具有有效串联电阻Rreceiver。接收器还包括：耦合到电路的整流器，整流器具有带有整流电压Vrect和整流电流Irect的输出端；以及控制器，其具有用于接收表示整流电压Vrect的信号的第一输入端和用于向可调谐电容器C2提供调整信号的第一输出端。控制器可以包括耦合到第一输入端的处理器，并且处理器被配置为(i)对表示整流电压Vrect的信号进行操作以产生电容器C2的期望电容值C2_desired和(ii)提供确定的调整信号以便将电容器C2的电容值C2_value调整到期望电容值C2_desired。在相关实施例中，处理器被配置为将表示整流电压Vrect的信号与由上限Vupper和下限Vlower定义的电压范围进行比较，该电压范围存储在控制器的存储器中；并且控制器可以被配置为响应于整流电压Vrect的值与电压范围的比较将调整信号发送到可调谐电容器C2。在另一相关实施例中，为了产生期望电容值C2_desired，控制器被配置为(iv)在控制器的第二输入端接收表示整流器输出端的整流电流Irect的信号，(v)在处理器中对表示整流电压Vrect和整流电流Irect中的每一个的信号进行操作，以确定到达与整流器输出端耦合的负载的功率PL和负载处的电阻RL，(vi)在处理器中对接收器电阻Rreceiver和功率PL进行操作，以确定到达接收器的功率Preceiver，以及(vii)在处理器中对功率Preceiver、电容器C2的值、以及电容器C3的值进行操作，以确定开路电压值Vopen，其中，期望电容值C2_desired是Vopen的函数。可选地，无线电力接收器还包括与电路串联耦合的可调谐电容器C3，其中，控制器包括用于向可调谐电容器C3提供调整信号的第二输出端。在一些实施例中，控制器的存储器包括查找表，该查找表包括针对给定电容值C2_value的电容值C3_value和针对至少一个负载电阻值RL_value的负载电压值VL_value。在相关实施例中，控制器选择可调谐电容器C3的电容值C3_value，使得电容值C2_value和C3_value与电感器L1的电感L1_value谐振，谐振频率为fresonant。可选地，谐振频率fresonant约为6.78MHz。在另一相关实施例中，电容器C3包括并联或串联耦合的两个或更多个电容器。可选地，电容器C3包括开关电容器、脉冲宽度调制(PWM)控制电容器、变容二极管或钛酸锶钡(BST)电容器。可选地，无线电力接收器包括用于调整电容器C3的电容值C3_value的装置。在一些实施例中，无线电力接收器包括用于调整电容器C2的电容值C2_value的装置。在相关实施例中，无线电力接收器还包括与电路串联耦合的可调谐电容器C3，其中，在操作期间，控制器(v)响应于整流电压Vrect的值与电压范围的比较，经由耦合到处理器的第二输出端向可调谐电容器C3发送调整信号，以调整电容器C3的电容值C3_value。在另一相关实施例中，电容器C2包括并联或串联耦合的两个或更多个电容器。可选地，无线电力接收器还包括与电感器L1串联耦合的可调谐电容器C1，其中，控制器包括用于向可调谐电容器C1提供调整信号的第三输出端。根据另一实施例，本文公开了一种用于在包括耦合到无线电力接收器的控制器的系统中调节整流电压Vrect的方法，该无线电力接收器包括耦合到电路的整流器，该电路包括与电感器L1并联的可调谐电容器C2，该无线电力接收器具有有效串联电阻Rreceiver，整流器具有带有整流电压Vrect和整流电流Irect的输出端。该方法包括(i)在控制器的第一输入端接收表示整流电压Vrect的信号，(ii)在耦合到第一输入端的处理器中对表示整流电压Vrect的信号进行操作以产生电容器C2的期望电容值C2_desired，以及(iii)经由控制器的第一输出端提供调整信号，以便将电容器C2的电容值C2_value调整到期望电容值C2_desired。在相关实施例中，该方法还包括(iv)由处理器将表示整流电压Vrect的信号与由上限Vupper和下限Vlower定义的电压范围进行比较，该电压范围存储在控制器的存储器中；以及(v)响应于表示整流电压Vrect的值的信号与电压范围的比较经由控制器的第一输出端将调整信号发送到可调谐电容器C2。在替代实施例中，产生期望电容值C2_desired还包括(iv)在控制器的第二输入端接收表示整流电流Irect的信号，(v)在处理器中对表示整流电压Vrect和整流电流Irect中的每一个的信号进行操作，以确定到达与整流器输出端耦合的负载的功率PL和负载处的电阻RL，(vi)在处理器中对接收器电阻Rreceiver和功率PL进行操作，以确定到达接收器的功率Preceiver，以及(vii)在处理器中对功率Preceiver进行操作，以确定开路电压值Vopen，其中，期望电容值C2_desired是Vopen的函数。在又一个相关实施例中，该方法还包括(viii)经由耦合到处理器的第二输出端向与电路串联耦合的可调谐电容器C3发送调整信号。可选地，该方法还包括(ix)从存储在控制器的存储器中的查找表中选择针对给定电容值C2_value的电容值C3_value和针对至少一个负载电阻RL的负载电压值VL。在一些实施例中，该方法还包括(x)由处理器调整可调谐电容器C3的电容值C3_value，使得电容值C2_value和C3_value与电感器L1的电感L1_value谐振，谐振频率为fresonant。附图说明本领域技术人员应该通过参考紧接在下面概述的附图所讨论的“具体实施方式”而更全面地理解各种实施例的优点。图1-2示出了无线电力系统的示例性实施例的图。图3-4示出了无线电力接收器的示例性实施例的图。图5-6示出了用于无线电力接收器的电容器网络的示例性实施例的图。图7示出了耦合到控制和逻辑电路的无线电力接收器的示例性实施例的图。图8A、8C、8E和8G示出了用于无线电力接收器的阻抗匹配网络的示例性实施例的图。图8B示出了作为图8A中所示的接收器的电容C1值的函数的整流电压的曲线图。图8D示出了作为图8C中所示的接收器的电容C2值的函数的整流电压的曲线图。图8F示出了图8E本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无线电力接收器，包括：电路，所述电路包括与电感器L1并联的可调谐电容器C2，所述无线电力接收器适于接收由于无线电力发送器产生的磁场而在所述电感器L1处感应的电压输入Vinduced，所述无线电力接收器具有有效串联电阻Rreceiver；整流器，耦合到所述电路，所述整流器具有带有整流电压Vrect和整流电流Irect的输出端；以及控制器，具有用于接收表示所述整流电压Vrect的信号的第一输入端和用于向所述可调谐电容器C2提供调整信号的第一输出端，所述控制器包括耦合到所述第一输入端的处理器，并且所述处理器被配置为：(i)对表示整流电压Vrect的信号进行操作以产生电容器C2的期望电容值C2_desired；以及(ii)提供确定的所述调整信号，以便将电容器C2的电容值C2_value调整到所述期望电容值C2_desired。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.05.27 US 62/342,5251.一种无线电力接收器，包括：电路，所述电路包括与电感器L1并联的可调谐电容器C2，所述无线电力接收器适于接收由于无线电力发送器产生的磁场而在所述电感器L1处感应的电压输入Vinduced，所述无线电力接收器具有有效串联电阻Rreceiver；整流器，耦合到所述电路，所述整流器具有带有整流电压Vrect和整流电流Irect的输出端；以及控制器，具有用于接收表示所述整流电压Vrect的信号的第一输入端和用于向所述可调谐电容器C2提供调整信号的第一输出端，所述控制器包括耦合到所述第一输入端的处理器，并且所述处理器被配置为：(i)对表示整流电压Vrect的信号进行操作以产生电容器C2的期望电容值C2_desired；以及(ii)提供确定的所述调整信号，以便将电容器C2的电容值C2_value调整到所述期望电容值C2_desired。2.根据权利要求1所述的接收器，其中，所述处理器被配置为将表示整流电压Vrect的信号与由上限Vupper和下限Vlower定义的电压范围进行比较，所述电压范围存储在所述控制器的存储器中；并且其中，所述控制器被配置为响应于整流电压Vrect的值与所述电压范围的比较将所述调整信号发送到所述可调谐电容器C2。3.根据权利要求1所述的接收器，其中，为了产生所述期望电容值C2_desired，所述控制器被配置为：(iv)在所述控制器的第二输入端接收表示整流器输出端的整流电流Irect的信号；(v)在所述处理器中对表示所述整流电压Vrect和所述整流电流Irect中的每一个的信号进行操作，以确定到达与所述整流器输出端耦合的负载的功率PL和所述负载处的电阻RL；(vi)在所述处理器中对接收器电阻Rreceiver和功率PL进行操作，以确定到达所述接收器的功率Preceiver；以及(vii)在所述处理器中对功率Preceiver、电容器C2的值、以及电容器C3的值进行操作，以确定开路电压值Vopen，其中，所述期望电容值C2_desired是所述开路电压值Vopen的函数。4.根据权利要求3所述的接收器，还包括与所述电路串联耦合的可调谐电容器C3，其中，所述控制器包括用于向所述可调谐电容器C3提供调整信号的第二输出端。5.根据权利要求4所述的接收器，其中，所述控制器的存储器包括查找表，所述查找表包括针对给定电容值C2_value的电容值C3_value和针对至少一个负载电阻值RL_value的负载电压值VL_value。6.根据权利要求4所述的接收器，其中，所述控制器选择所述可调谐电容器C3的电容值C3_value，使得电容值C2_value和C3_value与电感器L1的电感L1_value谐振，谐振频率为fresonant。7.根据权利要求6所述的接收器，其中，所述谐振频率fresonant约为6.78MHz。8.根据权利要求4所述的接收器，其中，电容器C3包括并联或串联耦合的两个或更多个电容器。9.根据权利要求4所述的接收器，其中，电容器C3包括开关电容器、脉冲宽度调制(PWM)控制电容器、变容二极管或钛酸锶钡(BST)电容器。10.根据权利要求4所述的接收器，还包括用于调整电容器C3的电容...

【专利技术属性】
技术研发人员：O·阿塔索伊，K·特韦尔克尔，K·D·西利，
申请(专利权)人：韦特里西提公司，
类型：发明
国别省市：美国,US