用于接收無線電力的裝置的制造方法
【專利摘要】根據(jù)本發(fā)明的實施例的一種從無線電力發(fā)送裝置無線地接收電力的無線電力接收裝置，包括：接收線圈，通過磁場從無線電力發(fā)送裝置無線地接收電力；以及開關(guān)，連接至接收線圈的一端和另一端，其中，無線電力接收裝置基于無線電力發(fā)送裝置發(fā)送的電力的頻帶來控制開關(guān)的操作。
【專利說明】
用于接收無線電力的裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及無線電力傳輸技術(shù)，更具體地，涉及能夠無線地接收電力而與頻帶無關(guān)的無線電力接收器。
【背景技術(shù)】
[0002]無線地輸送電能的無線電力傳輸或無線能量輸送技術(shù)隨著利用電磁感應(yīng)原理的電動機或變壓器的使用而已開始于19世紀(jì)。然后，嘗試了通過發(fā)射諸如無線電波或激光的電磁波來傳輸電能的方法。實際上，我們經(jīng)常使用的電動牙刷或一些無線剃須刀利用電磁感應(yīng)的原理來充電。電磁感應(yīng)指的是當(dāng)在導(dǎo)體周圍改變磁場時感生了電壓并且電流流動的現(xiàn)象。電磁感應(yīng)方法被迅速地商業(yè)化，但其具有電力傳輸距離短的缺點。
[0003]迄今為止，使用無線方法的能量輸送方法包括利用除了電磁感應(yīng)外的諧振和短波無線頻率的長距離傳輸技術(shù)等。
[0004]近來，利用無線電力傳輸?shù)闹C振技術(shù)的能量輸送方法得以廣泛使用。
[0005]在利用諧振的無線電力傳輸系統(tǒng)中，電力通過發(fā)送側(cè)和接收側(cè)的線圈輸送，因此，用戶可以容易地對諸如移動設(shè)備的電子設(shè)備充電。
[0006]無線電力發(fā)送器將具有用于每個無線電力發(fā)送器的頻帶的電力發(fā)送至接收器。在這種情況下，無線電力接收器被配置成對相應(yīng)的頻帶進(jìn)行匹配，并且能夠僅接收特定頻帶的電力。即，在傳統(tǒng)技術(shù)中，當(dāng)改變無線電力發(fā)送器發(fā)送的電力的頻帶時，存在無線電力接收器無法正確地接收電力的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]技術(shù)問題
[0008]本發(fā)明旨在提供一種能夠與無線電力接收器的電力發(fā)送方法無關(guān)地接收電力的無線電力接收器。
[0009]技術(shù)方案
[0010]本發(fā)明的一方面提供了一種從無線電力發(fā)送器無線地接收電力的無線電力接收器，其包括:接收線圈，被配置成通過磁場從無線電力發(fā)送器無線地接收電力；以及開關(guān)，連接至接收線圈的一端和另一端。無線電力接收器基于無線電力發(fā)送器發(fā)送的電力的頻帶來控制開關(guān)的操作。
[0011]無線電力發(fā)送器發(fā)送的電力的頻帶可以包括第一頻帶和第二頻帶，并且第一頻帶低于第二頻帶。
[0012]當(dāng)無線電力發(fā)送器發(fā)送的電力的頻帶是第一頻帶時，無線電力接收器可斷開開關(guān)。
[0013]無線電力接收器可斷開開關(guān)以保持接收線圈的電感。
[0014]當(dāng)無線電力發(fā)送器發(fā)送的電力的頻帶是第二頻帶時，無線電力接收器可閉合開關(guān)。
[0015]無線電力接收器可閉合開關(guān)以減小接收線圈的電感。
[0016]無線電力接收器還可包括:第一整流器，被配置成對從接收線圈接收到的第一頻帶的電力進(jìn)行整流并將經(jīng)整流的電力輸送至負(fù)載；以及第二整流器，被配置成對從接收線圈接收到的第二頻帶的電力進(jìn)行整流并將經(jīng)整流的電力輸送至負(fù)載。
[0017]無線電力接收器可以感測流經(jīng)第一整流器的電流和流經(jīng)第二整流器的電流，并且檢測無線電力發(fā)送器發(fā)送的電力的頻帶。
[0018]當(dāng)僅感測到流經(jīng)第一整流器的電流時，無線電力接收器可確定無線電力發(fā)送器發(fā)送的電力的頻帶是第一頻帶，并且斷開開關(guān)。
[0019]當(dāng)僅感測到流經(jīng)第二整流器的電流時，無線電力接收器可確定無線電力發(fā)送器發(fā)送的電力的頻帶是第二頻帶，并且閉合開關(guān)。
[0020]有益效果
[0021]由于根據(jù)本發(fā)明的各個實施例的無線電力接收器與無線電力發(fā)送器在電力發(fā)送中使用的頻帶無關(guān)地接收電力，因此可以改進(jìn)使用其中嵌入有無線電力接收器的終端的用戶的便利性。即，用戶可以容易地對終端充電而與無線電力發(fā)送器使用的直接耦合方法或者感應(yīng)耦合方法無關(guān)。
[0022]另外，根據(jù)本發(fā)明的實施例，由于使用了一個接收線圈，因此與使用兩個線圈而與電力發(fā)送方法無關(guān)的情況相比，可節(jié)省終端的空間并且可極大地節(jié)省成本。
[0023]同時，將在下述的詳細(xì)描述中直接地或隱含地公開以上未提及的其他各種效果。
【附圖說明】
[0024]圖1是用于描述根據(jù)本發(fā)明的實施例的無線電力傳輸系統(tǒng)的圖。
[0025]圖2是根據(jù)本發(fā)明的實施例的發(fā)送感應(yīng)線圈210的等效電路圖。
[0026]圖3是根據(jù)本發(fā)明的實施例的電源100和無線電力發(fā)送器200的等效電路圖。
[0027]圖4是根據(jù)本發(fā)明的實施例的無線電力接收器300的等效電路圖。
[0028]圖5是用于描述根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的無線電力接收器的配置的圖。
[0029]圖6是用于描述根據(jù)本發(fā)明的又一實施例的無線電力接收器的配置的圖。
[0030]圖7是用于描述根據(jù)本發(fā)明的又一實施例的無線電力接收器的配置的圖。
[0031]圖8是用于描述根據(jù)本發(fā)明的實施例的無線電力接收器的接收電力的方法的流程圖。
[0032]圖9是用于描述根據(jù)本發(fā)明的實施例的無線電力接收器的操作的圖。
[0033]圖10是用于描述根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的無線電力接收器的操作的圖。
【具體實施方式】
[0034]下文中，將參照附圖詳細(xì)地描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例，以使得本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠容易實現(xiàn)。
[0035]在本發(fā)明中，基于電磁感應(yīng)傳輸電力的方法可具有相對低的Q值，并且可以指的是緊密耦合方法，而基于諧振傳輸電力的方法可具有相對高的Q值，并且可以指的是松散耦合方法。
[0036]在根據(jù)實施例的緊密耦合方法中，在電力傳輸中所使用的頻帶可以在10kHz至3O O k H z的范圍內(nèi)，而在松散耦合方法中，在電力傳輸中所使用的頻帶可以是6.7 8 M H z和13.56MHz之一。然而，這些數(shù)字僅僅是示例。
[0037]另外，本發(fā)明的使用諧振傳輸電力的松散耦合方法可包括直接耦合方法以及感應(yīng)耦合方法。
[0038]直接耦合方法是以下描述的無線電力發(fā)送器和無線電力接收器中的每一個使用一個諧振線圈來直接傳送電力的方法，而感應(yīng)耦合方法是無線電力發(fā)送器通過兩個發(fā)送線圈將電力發(fā)送至包括兩個接收線圈的無線電力接收器。
[0039]圖1是用于描述根據(jù)本發(fā)明的實施例的無線電力傳輸系統(tǒng)的圖。
[0040]參照圖1，無線電力傳輸系統(tǒng)可包括電源100、無線電力發(fā)送器200、無線電力接收器300和負(fù)載400。
[0041 ]在實施例中，電源100可包括在無線電力發(fā)送器200中。
[0042]在實施例中，無線電力發(fā)送器200可利用諧振來發(fā)送電力，并且可被實現(xiàn)為包括發(fā)送感應(yīng)線圈210和發(fā)送諧振線圈220的感應(yīng)耦合方法，或者通過僅包括一個發(fā)送感應(yīng)線圈210的直接耦合方法來實現(xiàn)。
[0043]無線電力接收器300可從無線電力發(fā)送器200無線地接收電力，并且當(dāng)無線電力發(fā)送器200被實現(xiàn)為包括發(fā)送感應(yīng)線圈210和發(fā)送諧振線圈220的感應(yīng)耦合方法時，無線電力接收器300也可被實現(xiàn)為包括接收諧振線圈310和接收感應(yīng)線圈320的感應(yīng)耦合方法。
[0044]同時，當(dāng)無線電力發(fā)送器200僅包括發(fā)送感應(yīng)線圈210時，無線電力接收器300也可僅包括接收感應(yīng)線圈210，并且也可被實現(xiàn)為直接耦合方法。
[0045]無線電力接收器300還可包括整流器330。
[0046]以下詳細(xì)地描述整流器330。
[0047 ]電源100的兩端分別連接至發(fā)送感應(yīng)線圈210的兩端。
[0048]發(fā)送諧振線圈220可以被布置為與發(fā)送感應(yīng)線圈210分離開特定距離。
[0049]接收諧振線圈310可以被布置為與與接收感應(yīng)線圈320分離開特定距離。
[0050]接收感應(yīng)線圈320的兩端可分別連接至整流器330的兩端，并且負(fù)載400可連接至整流器330的兩端。在實施例中，負(fù)載400可包括在無線電力接收器300中。
[0051]電源100產(chǎn)生的電力可被輸送至無線電力發(fā)送器200，并且輸送至無線電力發(fā)送器200的電力可被輸送至無線電力接收器300，該無線電力接收器300由于諧振現(xiàn)象而與無線電力發(fā)送器200諧振，S卩，具有相同的諧振頻率。
[0052]下文中，將更詳細(xì)地描述電力傳輸?shù)倪^程。
[0053]電源100可產(chǎn)生交流(AC)電力并將所產(chǎn)生的電力輸送至無線電力發(fā)送器200。
[0054]當(dāng)AC通過從電源100接收到的電力而流經(jīng)發(fā)送感應(yīng)線圈210時，AC可通過電磁感應(yīng)流經(jīng)與發(fā)送感應(yīng)線圈210物理上分離的發(fā)送諧振線圈220。
[0055]然后，輸送至發(fā)送諧振線圈220的電力可通過諧振現(xiàn)象輸送至與無線電力發(fā)送器200諧振的無線電力接收器300。
[0056]可在阻抗彼此匹配的兩個LC電路之間輸送電力。因此，利用諧振的電力傳輸可將電力輸送至比通過一般電磁感應(yīng)而緊密耦合的情況更長的距離，因為發(fā)送諧振線圈220和接收諧振線圈310彼此松散耦合。因此，在電力傳輸中，無線電力發(fā)送器200和無線電力接收器300可具有高得多的布置自由度以及高效率。
[0057]接收諧振線圈310可從發(fā)送諧振線圈220通過諧振而接收電力。由于所接收到的電力，AC可流經(jīng)接收諧振線圈310，并且輸送至接收諧振線圈310的電力可通過電磁感應(yīng)而被輸送至感應(yīng)耦合至接收諧振線圈310的接收感應(yīng)線圈320。輸送至接收感應(yīng)線圈320的電力可經(jīng)整流器330整流并輸送至負(fù)載400。
[0058]在實施例中，發(fā)送感應(yīng)線圈210、發(fā)送諧振線圈220、接收諧振線圈310和接收感應(yīng)線圈320可分別具有螺旋(spiral)結(jié)構(gòu)和螺旋形(helical)結(jié)構(gòu)之一，但其不限于此。
[0059]無線電力發(fā)送器200的發(fā)送諧振線圈220可通過磁場將電力輸送至無線電力接收器300的接收諧振線圈310。
[0060]具體地，發(fā)送諧振線圈220和接收諧振線圈310可彼此諧振地耦合以在諧振頻率下進(jìn)行操作。
[0061]由于發(fā)送諧振線圈220和接收諧振線圈310的諧振耦合，可極大地改進(jìn)無線電力發(fā)送器200與無線電力接收器300之間的電力傳輸效率。
[0062]在實施例中，當(dāng)無線電力傳輸系統(tǒng)基于電磁感應(yīng)來進(jìn)行電力傳輸時，無線電力發(fā)送器200可以不包括發(fā)送諧振線圈220，并且無線電力接收器300可以不包括接收諧振線圈310。
[0063]在無線電力傳輸中，品質(zhì)因子和耦合系數(shù)可能具有重要意義。即，隨著品質(zhì)因子和耦合系數(shù)變得越大，電力傳輸效率可提高得越多。
[0064]品質(zhì)因子可以指的是在無線電力發(fā)送器200或無線電力接收器300附近可累積的能量的指數(shù)。
[0065]品質(zhì)因子可基于操作頻率(W)、線圈形狀、尺寸、材料等而變化。品質(zhì)因子可以數(shù)學(xué)表達(dá)式Q = w*L/R來表達(dá)。L表示線圈的電感，以及R表示與在線圈自身中所產(chǎn)生的電力損耗量對應(yīng)的電阻。
[0066]品質(zhì)因子可在O至無限大的范圍內(nèi)，并且隨著品質(zhì)因子增大，可提高無線電力發(fā)送器200與無線電力接收器300之間的電力傳輸效率。
[0067]耦合系數(shù)可以指的是發(fā)送側(cè)的線圈與接收側(cè)的線圈之間的磁耦合程度，并且在O至I的范圍內(nèi)。
[0068]耦合系數(shù)可基于發(fā)送側(cè)的線圈與接收側(cè)的線圈之間的相對位置或距離而變化。
[0069]圖2是根據(jù)本發(fā)明的實施例的發(fā)送感應(yīng)線圈210的等效電路圖。
[0070]如圖2所示，發(fā)送感應(yīng)線圈210可包括電感器LI和電容器Cl，并且具有適當(dāng)電感和電容的電路可由電感器LI和電容器Cl構(gòu)成。
[0071]發(fā)送感應(yīng)線圈210可包括電感器LI的兩端分別連接至電容器Cl的兩端的等效電路。即，發(fā)送感應(yīng)線圈210可包括電感器LI和電容器Cl并聯(lián)連接的等效電路。
[0072]電容器Cl可以是可變電容器，并且當(dāng)控制電容器Cl的電容時，可執(zhí)行阻抗匹配。發(fā)送諧振線圈220、接收諧振線圈310和接收感應(yīng)線圈320的等效電路可與圖2所示的相同。
[0073]圖3是根據(jù)本發(fā)明的實施例的電源100和無線電力發(fā)送器200的等效電路圖。
[0074]如圖3所示，發(fā)送感應(yīng)線圈210和發(fā)送諧振線圈220可分別包括各自具有預(yù)定電感和電容的電感器LI或L2以及電容器Cl或C2。
[0075]圖4是根據(jù)本發(fā)明的實施例的無線電力接收器300的等效電路圖。
[0076]如圖4所示，接收諧振線圈310和接收感應(yīng)線圈320可分別包括各自具有預(yù)定電感和電容的電感器L3或L4以及電容器C3或C4。
[0077]整流器330可將從接收感應(yīng)線圈320接收到的AC電力轉(zhuǎn)換成直流(DC)電力，并且將轉(zhuǎn)換后的DC電力輸送至負(fù)載400。
[0078]具體地，整流器330可包括整流器和平滑電路。在實施例中，整流器可以是硅整流器并且可以等同于如圖4所示的二極管Dl。
[0079]整流器可將從接收感應(yīng)線圈320接收到的AC電力轉(zhuǎn)換成DC電力。
[0080]平滑電路可去除經(jīng)整流器轉(zhuǎn)換的DC電力中所包括的AC分量，并且可輸出平滑DC電力。在實施例中，平滑電路可以是整流電容器C5，但其不限于此。
[0081 ]負(fù)載400可以是任意可再充電電池或者需要DC電力的裝置。例如，負(fù)載400可表示電池。
[0082]無線電力接收器300可安裝在需要電力的電子設(shè)備比如移動電話、筆記本式計算機、鼠標(biāo)等中。因此，接收諧振線圈310和接收感應(yīng)線圈320可具有適合于電子設(shè)備的形狀。
[0083]無線電力發(fā)送器200可使用帶內(nèi)或帶外通信來與無線電力接收器300交換信息。
[0084]帶內(nèi)通信可以指的是使用具有在無線電力傳輸中所使用的頻率的信號來在無線電力發(fā)送器200與無線電力接收器300之間交換信息的通信。無線電力接收器300還可包括開關(guān)，并且可基于開關(guān)的切換操作而接收或者不接收無線電力發(fā)送器200發(fā)送的電力。因此，無線電力發(fā)送器200可檢測無線電力發(fā)送器200消耗的電力量，以使得無線電力發(fā)送器200可識別包括在無線電力接收器300中的開關(guān)的接通或關(guān)斷信號。
[0085]具體地，無線電力接收器300可使用電阻器和開關(guān)來改變該電阻器所吸收的電力的量以改變無線電力發(fā)送器200消耗的電力。無線電力發(fā)送器200檢測所消耗的電力的改變以獲得無線電力接收器300的狀態(tài)信息。開關(guān)和電阻器可級聯(lián)連接。在實施例中，無線電力接收器300的狀態(tài)信息可包括關(guān)于無線電力接收器300的充電電流量和充電量的趨勢的信息。
[0086]更具體地，當(dāng)斷開開關(guān)時，電阻器所吸收的電力變?yōu)榱悖⑶覠o線電力發(fā)送器200消耗的電力也可減少。
[0087]當(dāng)閉合開關(guān)時，電阻器吸收的電力變得大于零，并且無線電力發(fā)送器200消耗的電力可增大。在無線電力接收器中，當(dāng)重復(fù)上述操作時，無線電力發(fā)送器200可通過檢測無線電力發(fā)送器200消耗的電力來與無線電力接收器300進(jìn)行數(shù)字通信。
[0088]無線電力發(fā)送器200可接收無線電力接收器300的狀態(tài)信息并且基于上述操作來發(fā)送適合于狀態(tài)信息的電力。
[0089]反之，可以在無線電力發(fā)送器200的一側(cè)包括電阻器和開關(guān)，以使得無線電力發(fā)送器200的狀態(tài)信息可被發(fā)送至無線電力接收器300。在實施例中，無線電力發(fā)送器200的狀態(tài)信息可包括關(guān)于無線電力發(fā)送器200可以供給的最大供電量、無線電力發(fā)送器200正向其供給電力的無線電力接收器的數(shù)量以及無線電力發(fā)送器200的可用電力量的信息。
[0090]接下來，將描述帶外通信。
[0091]帶外通信可以指的是基于除了諧振頻帶外的另外的頻帶來交換在電力傳輸中所需要的信息的通信。無線電力發(fā)送器200和無線電力接收器300可包括帶外通信模塊并且彼此交換傳輸電力所需的信息。帶外通信模塊可安裝在電源中。在實施例中，帶外通信模塊可使用諸如藍(lán)牙、紫蜂(ZigBee)、無線LAN和近場通信(NFC)的短距離通信方法，但其不限于此。
[0092]下文中，將參照圖1至圖4來描述根據(jù)本發(fā)明的實施例的無線電力接收器以及無線電力接收器的接收電力的方法。
[0093]圖5是用于描述根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的無線電力接收器的配置的圖。
[0094]具體地，圖5是示出當(dāng)在電力傳輸中無線電力發(fā)送器200使用的頻帶是低頻帶時無線電力接收器300的配置的圖。
[0095]參照圖5，無線電力接收器300可包括接收線圈340、第一頻率匹配單元345和第一整流器370。
[0096]接收線圈340可從無線電力發(fā)送器200無線地接收電力。接收線圈340接收到的電力具有的頻率可以是低頻帶，并且該頻帶可以在10kHz至300kHz的范圍內(nèi)，但這僅僅是示例。
[0097]當(dāng)無線電力接收器300接收到的電力具有的頻帶是低頻帶時，接收線圈340可對應(yīng)于圖1中所示的接收感應(yīng)線圈320，并且無線電力接收器300可被實現(xiàn)為緊密耦合方法。在該情況下，無線電力發(fā)送器也可僅包括圖1中所示的發(fā)送感應(yīng)線圈210，并且也可被實現(xiàn)為緊密耦合方法。
[0098]接收線圈340的電感可以是16uH，但這僅僅是示例。
[0099]第一頻率匹配單元345可將無線電力接收器300使用的頻帶與接收線圈340接收到的電力具有的頻帶進(jìn)行匹配，并且在對頻帶進(jìn)行匹配之后，第一頻率匹配單元345可將匹配狀態(tài)的電力輸出至第一整流器370。
[0100]第一頻率匹配單元345可包括第一電容器C6和第二電容器C7。第一電容器C6和第二電容器C7可以是恒定電容器和可變電容器之一。例如，當(dāng)?shù)谝浑娙萜鰿6和第二電容器C7中的每一個是恒定電容器時，第一電容器C7的電容可以是137nF以及第二電容器C7的電容可以是1.6nF，但這僅僅是示例。
[0101]第一頻率匹配單元345可以使用接收線圈340的電感以及第一電容器C6和第二電容器C7的電容來執(zhí)行頻率匹配。
[0102]第一整流器370可從第一頻率匹配單元345接收具有頻率匹配狀態(tài)的電力，并且將電力輸送至負(fù)載400 ο具體地，第一整流器370可從第一頻率匹配單元345接收具有完成了頻率匹配的狀態(tài)的AC電力，將AC電力整流為DC電力，并且將經(jīng)整流的DC電力輸送至負(fù)載400。
[0103]圖6是用于描述根據(jù)本發(fā)明的又一實施例的無線電力接收器的配置的圖。
[0104]具體地，圖6是示出當(dāng)在電力傳輸中無線電力發(fā)送器200使用的頻帶是高頻帶時無線電力接收器300的配置的圖。
[0105]參照圖6，無線電力接收器300可包括接收線圈350、第二頻率匹配單元355和第二整流器380。
[0106]接收線圈350可從無線電力發(fā)送器200無線地接收電力。接收線圈350接收到的電力具有的頻帶可以是高頻帶，并且頻帶可以是6.78MHz和13.56MHz之一，但這僅僅是示例。
[0107]當(dāng)無線電力接收器300接收到的電力具有的頻帶是高頻帶時，接收線圈350可對應(yīng)于圖1中所示的接收感應(yīng)線圈320，并且無線電力接收器300可被實現(xiàn)為松散耦合方法的直接耦合方法。
[0108]在另一實施例中，當(dāng)無線電力接收器300接收到的電力具有的頻帶是高頻帶時，接收線圈350可對應(yīng)于圖1中所示的接收感應(yīng)線圈320，并且無線電力接收器300還可包括接收諧振線圈(未示出)，并且可被實現(xiàn)為松散耦合方法的感應(yīng)耦合方法。
[0109]接收線圈350的電感可以是2uH，但這僅僅是示例。
[0110]第二頻率匹配單元355可將無線電力接收器300使用的頻帶與接收線圈350接收到的電力具有的頻帶進(jìn)行匹配，并且可將匹配狀態(tài)的電力輸出至第二整流器380。
[0111]第二頻率匹配單元355可包括第三電容器C8和第四電容器C9。第三電容器C8和第四電容器C9可以是恒定電容器和可變電容器之一。
[0112]例如，當(dāng)?shù)谌娙萜鰿8和第四電容器C9中的每一個是恒定電容器時，第三電容器CS的電容可以是InF并且第四電容器C9的電容可以是0.1nF，但這些數(shù)字僅僅是示例。
[0113]第二頻率匹配單元355可使用接收線圈350的電感以及第三電容器CS和第四電容器C9的電容來執(zhí)行頻率匹配。
[0114]第二整流器380可從第二頻率匹配單元355接收具有頻率匹配狀態(tài)的電力，并將電力輸送至負(fù)載400。
[0115]具體地，第二整流器380可從第二頻率匹配單元355接收具有完成了頻率匹配的狀態(tài)的AC電力，將AC電力整流為DC電力，并將經(jīng)整流的DC電力輸送至負(fù)載400。
[0116]將圖5的實施例和圖6的實施例進(jìn)行比較，使用緊密耦合方法來傳輸電力的無線電力發(fā)送器的電力傳輸中所使用的頻帶可在10kHz至300kHz的范圍內(nèi)，并且使用松散方法來傳輸電力的無線電力發(fā)送器的電力傳輸中所使用的頻帶可以是6.78MHz或13.56MHz。
[0117]因此，在使用緊密耦合方法的情況下分別使用的接收線圈340的電感、第一電容器C6的電容以及第二電容器C7的電容的值可大于在使用松散耦合方法的情況下分別使用的接收線圈350的電感、第三電容器C8的電容和第四電容器C9的電容的值。
[0118]S卩，當(dāng)改變無線電力發(fā)送器300的電力發(fā)送方法時，可改變包括在頻率匹配單元中的接收線圈的電感和電容器的電容。
[0119]在本發(fā)明的實施例中，當(dāng)從利用不同的電力發(fā)送方法的無線電力發(fā)送器200接收電力時，提供了能夠響應(yīng)于對應(yīng)的無線電力發(fā)送器200的電力發(fā)送方法來接收電力的無線電力接收器。
[0120]圖7是用于描述根據(jù)本發(fā)明的又一實施例的無線電力接收器的配置的圖。
[0121]參照圖7，無線電力接收器300可包括接收線圈360、第一頻率匹配單元345、第一整流器370、第二頻率匹配單元355、第二整流器380、開關(guān)390和控制器395。
[0122]另外，在圖7中，將省略對與圖1至圖6中所示的內(nèi)容重復(fù)的部分的詳細(xì)描述。
[0123]接收線圈360、第一頻率匹配單元345、第一整流器370和負(fù)載400可級聯(lián)連接，并且接收線圈360、第二頻率匹配單元355、第二整流器380和負(fù)載400可級聯(lián)連接。另外，開關(guān)390可連接在第一頻率匹配單元345的一端與第二頻率匹配單元355的一端之間。
[0124]接收線圈360可從無線電力發(fā)送器無線地接收低頻帶或高頻帶的電力。例如，低頻帶可在10kHz至300kHz的范圍內(nèi)，并且高頻帶可以是6.78MHz和13.56MHz之一，但這些僅僅是示例。
[0125]在實施例中，當(dāng)在無線電力發(fā)送器200的電力發(fā)送中所使用的頻帶是低頻帶時，無線電力發(fā)送器200可以被實現(xiàn)為緊密耦合方法。
[0126]在實施例中，當(dāng)無線電力發(fā)送器200在電力發(fā)送中所使用的頻帶是高頻帶時，無線電力發(fā)送器200可被實現(xiàn)為松散親合方法。
[0127]接收線圈360可包括螺旋類型和螺旋形類型之一。
[0128]可基于控制器395的控制而關(guān)斷或接通開關(guān)390。在實施例中，開關(guān)390的關(guān)斷可以指的是斷開狀態(tài)，而開關(guān)390的接通可以指的是閉合狀態(tài)。
[0129]在實施例中，開關(guān)390可以是金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(MOSFET)或者使用電磁體的開關(guān)，但其不限于此。
[0130]開關(guān)390可連接在接收線圈360的一端與另一端之間，并且可通過控制器395的控制而閉合或斷開，以使得接收線圈360的電感可改變。
[0131 ]控制器395可總體地控制無線電力接收器300的操作。
[0132]具體地，控制器395可檢測從無線電力發(fā)送器接收到的電力的頻帶。在實施例中，控制器395可斷開或閉合開關(guān)390以檢測從無線電力發(fā)送器接收到的電力的頻帶是低頻帶還是高頻帶。
[0133]控制器395可基于所檢測到的頻帶來控制開關(guān)390的操作以改變接收線圈360的電感。
[0134]接下來，將參照圖8至圖10描述根據(jù)本發(fā)明的實施例的無線電力接收器的接收電力的方法。為此，將結(jié)合圖1至圖7的內(nèi)容與圖8至圖10的內(nèi)容來描述無線電力接收器的接收電力的方法。
[0135]圖8是用于描述根據(jù)本發(fā)明的實施例的無線電力接收器的接收電力的方法的流程圖。
[0136]參照圖8，無線電力接收器300可關(guān)斷開關(guān)390以檢測無線電力發(fā)送器200在電力發(fā)送中所使用的頻帶(S101)。在實施例中，無線電力發(fā)送器200在電力發(fā)送中所使用的頻帶可以是低頻帶或高頻帶。例如，低頻帶可以在10kHz至300kHz的范圍內(nèi)，而高頻帶可以是6.78MHz和13.56MHz之一，但這些僅僅是示例。
[0137]在實施例中，當(dāng)無線電力發(fā)送器200在電力發(fā)送中所使用的頻帶是低頻帶時，無線電力發(fā)送器200可被實現(xiàn)為緊密耦合方法。
[0138]在實施例中，當(dāng)無線電力發(fā)送器200在電力發(fā)送中所使用的頻帶是高頻帶時，無線電力發(fā)送器200可被實現(xiàn)為松散親合方法。
[0139]在實施例中，開關(guān)390的關(guān)斷可以指的是斷開狀態(tài)，而開關(guān)390的接通可以指的是閉合狀態(tài)。無線電力接收器300可關(guān)斷開關(guān)390以檢測從無線電力發(fā)送器200接收到的電力的頻帶是低頻帶還是高頻帶。
[0140]然后，無線電力接收器300在開關(guān)390關(guān)斷時從無線電力發(fā)送器200無線地接收電力(S103)。即，無線電力接收器300可使用緊密耦合方法或松散耦合方法來從無線電力發(fā)送器無線地接收電力。
[0141]然后，無線電力接收器300感測利用所接收到的電力產(chǎn)生的、第一整流器370的電流和第二整流器380的電流，以檢測無線電力發(fā)送器200在電力發(fā)送中使用的頻帶(S105)。在實施例中，無線電力接收器300感測第一整流器370的電流和第二整流器380的電流，以使得無線電力接收器300可確定無線電力發(fā)送器200在電力發(fā)送中使用的頻帶是高頻帶還是低頻帶。
[0142]在另一實施例中，控制器395感測第一整流器370的輸出電壓和第二整流器380的輸出電壓而不是第一整流器370的電流和第二整流器380的電流，以使得可檢測無線電力發(fā)送器200發(fā)送的電力的頻帶。
[0143]在實施例中，當(dāng)僅在第一整流器370中感測到電流時，無線電力接收器300可將無線電力發(fā)送器200在電力發(fā)送中使用的頻帶確定為低頻帶。這將參照圖9來進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0144]圖9是用于描述根據(jù)本發(fā)明的實施例的無線電力發(fā)送器的操作的圖。
[0145]參照圖9，控制器395可關(guān)斷開關(guān)390。開關(guān)390的關(guān)斷狀態(tài)會意味著開關(guān)390斷開，如圖9所示。在該狀況下，接收線圈360可從無線電力發(fā)送器接收電力，并且控制器390可感測流經(jīng)第一整流器370和第二整流器380的電流。
[0146]當(dāng)僅在第一整流器370中感測到電流時，控制器395可將無線電力發(fā)送器200發(fā)送的電力的頻帶確定為低頻帶。即，當(dāng)無線電力發(fā)送器200在電力發(fā)送中使用的頻帶是低頻帶時，接收線圈360接收到的電力可通過與低頻帶的頻率匹配的第一頻率匹配單元345輸送至第一整流器370，并且電流可流經(jīng)第一整流器370。然而，第二頻率匹配單元355與高頻帶的頻率匹配，因此，無法傳遞低頻帶的電力。
[0147]在另一實施例中，可感測到流經(jīng)第一整流器370和第二整流器380的電流。在這種情況下，當(dāng)流經(jīng)第一整流器370的電流大于流經(jīng)第二整流器380的電流并且與流經(jīng)第一整流器370的電流相比時流經(jīng)第二整流器380的電流小到足以被忽視時，控制器395可確定無線電力發(fā)送器200發(fā)送的電力的頻帶是低頻帶。
[0148]將再次描述圖8。
[0149]然后，無線電力接收器300確定是否僅感測到第一整流器370的電流(S107)，并且當(dāng)僅感測到第一整流器370的電流時，無線電力接收器300確定無線電力發(fā)送器200在電力發(fā)送中使用的頻帶是低頻帶(S109)。當(dāng)無線電力發(fā)送器200在電力發(fā)送中使用的頻帶被確定為低頻帶時，無線電力接收器300可將開關(guān)390保持處于關(guān)斷狀態(tài)并接收電力。即，如圖9所示，無線電力接收器300可斷開開關(guān)390以接收低頻帶的電力。在該情況下，由于開關(guān)390處于斷開狀態(tài)，因此接收線圈360的電感不改變。
[0150]同時，當(dāng)僅未檢測到第一整流器370的電流時，無線電力接收器300接通開關(guān)390(Slll)0
[0151]當(dāng)開關(guān)390接通時，無線電力接收器300確定是否僅感測到第二整流器380的電流(S113)0
[0152]當(dāng)僅感測到第二整流器380的電流時，無線電力接收器300確定無線電力發(fā)送器200在電力發(fā)送中使用的頻帶是高頻帶(S115)。將參照圖10來描述操作Slll至S113。
[0153]圖10是用于描述根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的無線電力接收器的操作的圖。
[0154]參照圖10，控制器395可接通開關(guān)390。如圖10所示，開關(guān)390接通的狀態(tài)意味著開關(guān)閉合。在該狀況下，接收線圈360可從無線電力發(fā)送器接收電力，并且控制器390可感測流經(jīng)第一整流器370和第二整流器380的電流。
[0155]當(dāng)僅在第二整流器380中感測到電流時，控制器395可將無線電力發(fā)送器200發(fā)送的電力的頻帶確定為高頻帶。即，當(dāng)無線電力發(fā)送器200在電力發(fā)送中使用的頻帶是高頻帶時，接收線圈360接收到的電力可通過與高頻帶的頻率匹配的第二頻率匹配單元355輸送至第二整流器380，并且電流可流經(jīng)第二整流器380。然而，第一頻率匹配單元345與低頻帶的頻率匹配，因此，無法傳遞高頻帶的功率。
[0156]當(dāng)無線電力發(fā)送器200在電力發(fā)送中使用的頻帶被確定為低頻帶時，無線電力接收器300可將開關(guān)390保持處于接通狀態(tài)并接收電力。即，如圖10所示，無線電力接收器300可閉合開關(guān)390以接收高頻帶的電力。在這種情況下，由于開關(guān)390處于閉合狀態(tài)，因此僅可使用接收線圈的一部分而不是整個接收線圈360。相應(yīng)地，可改變接收線圈360的電感。例如，當(dāng)接收線圈360的總電感為16uH并且當(dāng)無線電力接收器300接收高頻帶的電力時，由于開關(guān)390閉合，因此接收線圈390的電感可減小至2uH。同時，當(dāng)無線電力接收器300接收低頻帶的電力時，由于開關(guān)390斷開，因此接收線圈390可具有16uH的原電感。
[0157]根據(jù)本發(fā)明的各個實施例的無線電力接收器可與無線電力發(fā)送器在電力發(fā)送中使用的頻帶無關(guān)地接收電力，因此，可改進(jìn)使用其中嵌入有無線電力接收器的終端的用戶的便利性。即，用戶可以容易地對終端充電而與無線電力發(fā)送器使用的直接耦合方法或感應(yīng)親合方法無關(guān)。
[0158]另外，根據(jù)本發(fā)明的實施例，由于使用了一個接收線圈，因此與使用兩個線圈而與電力發(fā)送方法無關(guān)的情況相比，可節(jié)省終端的空間并且可極大地節(jié)省成本。
[0159]上述根據(jù)本發(fā)明的方法可被制作為在計算機中執(zhí)行的程序，并且可存儲在計算機可讀介質(zhì)中。計算機可讀介質(zhì)的示例可包括只讀存儲器(R0M)、隨機存取存儲器(RAM)、致密盤ROM(CD-ROM)、磁帶、軟盤、光學(xué)數(shù)據(jù)存儲裝置等。另外，計算機可讀記錄介質(zhì)的示例可包括以載波(例如，通過互聯(lián)網(wǎng)的傳輸)實現(xiàn)的介質(zhì)。
[0160]計算機可讀介質(zhì)可分布在計算機系統(tǒng)中，并且計算機可讀代碼可以分布式方法存儲并執(zhí)行。另外，用于實現(xiàn)該方法的功能程序、代碼和代碼段可由本發(fā)明所屬的本領(lǐng)域編程人員容易地推出。
[0161]所書寫的該說明書闡述了本發(fā)明的最佳模式。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，可以在不背離本發(fā)明的范圍的情況下以及在不改變基本特征的情況下進(jìn)行各種修改。因此，應(yīng)該以描述的意義而不是出于限制目的來考慮上述實施例。本發(fā)明的范圍不由詳細(xì)描述來限定而是由所附權(quán)利要求來限定，并且包括從所附權(quán)利要求的含義、范圍和等同物得到的所有修改或變更。
[0162]根據(jù)本發(fā)明的實施例的無線電力接收器400可安裝在移動終端比如移動電話、智能電話、膝上型計算機、用于數(shù)字廣播的終端、個人數(shù)字助理(PDA)、便攜式多媒體播放器(PMP)、導(dǎo)航系統(tǒng)等中。
[0163]然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該容易理解，除了可應(yīng)用于移動終端的情況外，根據(jù)本說明書中描述的實施例的結(jié)構(gòu)可應(yīng)用于諸如數(shù)字TV、臺式計算機等固定終端。
[0164]【工業(yè)應(yīng)用性】
[0165]根據(jù)本發(fā)明的實施例的無線電力接收器可以應(yīng)用于無線充電系統(tǒng)的領(lǐng)域。
【主權(quán)項】
1.一種無線電力接收器，其從無線電力發(fā)送器無線地接收電力，所述無線電力接收器包括: 接收線圈，被配置成通過磁場從所述無線電力發(fā)送器無線地接收所述電力；以及 開關(guān)，連接至所述接收線圈的一端和另一端， 其中，所述無線電力接收器基于所述無線電力發(fā)送器發(fā)送的電力的頻帶來控制所述開關(guān)的操作。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線電力接收器，其中，所述無線電力發(fā)送器發(fā)送的所述電力的頻帶包括第一頻帶和第二頻帶，并且所述第一頻帶低于所述第二頻帶。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無線電力接收器，其中，當(dāng)所述無線電力發(fā)送器發(fā)送的所述電力的頻帶是所述第一頻帶時，所述無線電力接收器斷開所述開關(guān)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無線電力接收器，其中，所述無線電力接收器斷開所述開關(guān)以保持所述接收線圈的電感。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無線電力接收器，其中，當(dāng)所述無線電力發(fā)送器發(fā)送的所述電力的頻帶是所述第二頻帶時，所述無線電力接收器閉合所述開關(guān)。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的無線電力接收器，其中，所述無線電力接收器閉合所述開關(guān)以減小所述接收線圈的電感。7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無線電力接收器，還包括: 第一整流器，被配置成對從所述接收線圈接收到的所述第一頻帶的電力進(jìn)行整流并將經(jīng)整流的電力輸送至負(fù)載；以及 第二整流器，被配置成對從所述接收線圈接收到的所述第二頻帶的電力進(jìn)行整流并將經(jīng)整流的電力輸送至所述負(fù)載。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的無線電力接收器，其中，所述無線電力接收器感測流經(jīng)所述第一整流器的電流和流經(jīng)所述第二整流器的電流，并且檢測所述無線電力發(fā)送器發(fā)送的所述電力的頻帶。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的無線電力接收器，其中，當(dāng)僅感測到流經(jīng)所述第一整流器的電流時，所述無線電力接收器確定所述無線電力發(fā)送器發(fā)送的所述電力的頻帶是所述第一頻帶，并且斷開所述開關(guān)。10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的無線電力接收器，其中，當(dāng)僅感測到流經(jīng)所述第二整流器的電流時，所述無線電力接收器確定所述無線電力發(fā)送器發(fā)送的所述電力的頻帶是所述第二頻帶，并且閉合所述開關(guān)。11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的無線電力接收器，其中，當(dāng)流經(jīng)所述第一整流器的電流大于流經(jīng)所述第二整流器的電流時，所述無線電力接收器確定所述無線電力發(fā)送器發(fā)送的所述電力的頻帶是所述第一頻帶，并且斷開所述開關(guān)。12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的無線電力接收器，其中，當(dāng)流經(jīng)所述第二整流器的電流大于流經(jīng)所述第一整流器的電流時，所述無線電力接收器確定所述無線電力發(fā)送器發(fā)送的所述電力的頻帶是所述第二頻帶，并且閉合所述開關(guān)。13.根據(jù)權(quán)利要求7所述的無線電力接收器，其中，所述無線電力接收器感測所述第一整流器的輸出電壓和所述第二整流器的輸出電壓，并且檢測所述無線電力發(fā)送器發(fā)送的所述電力的頻帶。14.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無線電力接收器，其中，所述無線電力接收器斷開所述開關(guān)并且檢測所述無線電力發(fā)送器發(fā)送的所述電力的頻帶。15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的無線電力接收器，其中，當(dāng)所述無線電力發(fā)送器發(fā)送的所述電力的頻帶是所述第一頻帶時，所述無線電力接收器保持所述開關(guān)的斷開狀態(tài)。16.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無線電力接收器，其中，所述無線電力接收器閉合所述開關(guān)并且檢測所述無線電力發(fā)送器發(fā)送的所述電力的頻帶。17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的無線電力接收器，其中，當(dāng)所述無線電力發(fā)送器發(fā)送的所述電力的頻帶是所述第二頻帶時，所述無線電力接收器保持所述開關(guān)的閉合狀態(tài)。18.根據(jù)權(quán)利要求7所述的無線電力接收器，還包括: 第一頻率匹配單元和第二頻率匹配單元；以及 所述負(fù)載，被配置成從所述第一整流器和所述第二整流器接收經(jīng)整流的電力， 其中，所述接收線圈、所述第一頻率匹配單元、所述第一整流器和所述負(fù)載級聯(lián)連接，所述接收線圈、所述第二頻率匹配單元、所述第二整流器和所述負(fù)載級聯(lián)連接，以及所述開關(guān)連接在所述第一頻率匹配單元的一端與所述第二頻率匹配單元的一端之間。19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的無線電力接收器，其中，所述第一頻率匹配單元和所述第二頻率匹配單元中的每一個均包括電容器。20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的無線電力接收器，其中，所述第一頻率匹配單元和所述第二頻率匹配單元使所述無線電力接收器使用的頻帶與從所述接收線圈接收到的電力具有的頻帶匹配，并且所述第一頻率匹配單元將匹配的電力輸出至所述第一整流器且所述第二頻率匹配單元將匹配的電力輸出至所述第二整流器。
【文檔編號】H02J5/00GK105900311SQ201480055729
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2014年8月19日
【發(fā)明人】裴守鎬
【申請人】Lg伊諾特有限公司