无线电力接收器和管理其电力的方法_2

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0、接收谐振线圈310W及接收感应线圈320的等效电路可W与在图2中 示出的等效电路相同。
[0067] 图3是示出根据一个实施例的电源装置100和无线电力传送器200的等效电路的电 路图。
[0068] 如在图3中所示的,通过使用分别具有预定的电感和电容的电感器Ll和L2和电容 器Cl和C2可W构造传输感应线圈210和传输谐振线圈220。
[0069] 图4是示出根据一个实施例的无线电力接收器300的等效电路的电路图。
[0070] 如在图4中所示,通过使用分别具有预定的电感和电容的电感器L3和L4和电容器 C3和C4可W构造接收谐振线圈310和接收感应线圈320。
[0071] 整流单元330可W通过将从接收感应线圈320接收到的AC电力转换成DC电力来将 DC电力传递到负载400。
[0072] 详细地,整流单元330可W包括整流器和平滑电路。根据一个实施例,整流器可W 包括娃整流器并且可W与如在图4中示出的二极管Dl等效。
[0073] 整流器能够将从接收感应线圈320接收到的AC电力转换成DC电力。
[0074] 平滑电路能够通过移除在通过整流器转换的DC电力中包括的AC分量输出平滑的 DC电力。根据一个实施例,如在图4中所示的,平滑电路可W包括整流电容器巧,但是实施例 不限于此。
[0075] 负载400可W是预定的可充电电池或者要求DC电力的装置。例如,负载400可W指 的是电池。
[0076] 无线电力接收器300可W被安装在需求电力的电子装置中,诸如蜂窝电话、膝上型 计算机或者鼠标。因此,接收谐振线圈310和接收感应线圈320可W具有与电子装置的形状 适合的形状。
[0077] 无线电力传送器200可W通过带内通信或者带外通信与无线电力接收器300交换 信息。
[0078] 带内通信指的是用于通过具有在无线电力传输中使用的频率的信号在无线电力 传送器200和无线电力接收器300之间交换信息的通信。无线电力接收器300可W进一步包 括开关并且可W通过开关的切换操作来接收或者不接收从无线电力传送器200传输的电 力。因此,无线电力传送器200能够通过检测在无线电力传送器200中消耗的电力的量来识 别在无线电力接收器300中包括的开关的接通信号或者断开信号。
[0079] 详细地,无线电力接收器300可W通过使用电阻器和开关来调整在电阻器中吸收 的电力的量而改变在无线电力传送器200中消耗的电力。无线电力传送器200可W通过检测 电力消耗的变化来获取无线电力接收器300的状态信息。开关可W被串联地连接到电阻器。 根据一个实施例,无线电力接收器300的状态信息可W包括关于无线电力接收器300中的当 前充电量和充电量的改变的信息。
[0080] 更加详细地,如果开关被断开,则在电阻器中吸收的电力变成零,并且减少了在无 线电力传送器200中消耗的电力。
[0081] 如果开关短路,则在电阻器中吸收的电力变成大于零,并且增加了在无线电力传 送器200中消耗的电力。如果无线电力接收器重复W上操作,则无线电力传送器200检测其 中消耗的电力W与无线电力接收器300进行数字通信。
[0082] 无线电力传送器200通过W上操作接收无线电力接收器300的状态信息,使得无线 电力传送器200能够传送适当的电力。
[0083] 相反地,无线电力传送器200可W包括电阻器和开关W将无线电力传送器200的状 态信息传送到无线电力接收器300。根据一个实施例,无线电力传送器200的状态信息可W 包括关于要从无线电力传送器200供应的最大电力量、从无线电力传送器200接收电力的无 线电力接收器300的数目W及无线电力传送器200的可用电力量的信息。
[0084] 在下文中,将描述带外通信。
[0085] 带外通信指的是为了交换对于电力传输所必需的信息通过除了谐振频带之外的 特定的频带执行的通信。无线电力传送器200和无线电力接收器300可W被装备有带外通信 模块W交换电力传输所必需的信息。带外通信模块可W被安装在电源装置中。在一个实施 例中,带外通信模块可W使用诸如蓝牙、紫蜂(ZigbeeKWLAN或者NFC的短距离通信技术,但 是实施例不限于此。
[0086] 将会参考图5至图9和图1至图4描述根据实施例的无线电力接收器300及其无线电 力传输方案。
[0087] 图5是示出根据另一实施例的无线电力接收器300的框图。
[0088] 根据实施例,假定从无线电力接收器300单独地提供负载400。
[0089] 无线电力接收器300可W将从无线电力传送器200已经接收到的电力传送到负载 400。
[0090] 参考图5,无线电力接收器可W包括接收感应线圈320、整流单元330、W及DC-DC转 换器350。根据实施例,如果无线电力接收器300通过谐振从无线电力传送器200接收电力, 则无线电力接收器300可W进一步包括接收谐振线圈310。根据实施例,如果无线电力接收 器300通过电磁感应从无线电力传送器200接收电力,则无线电力接收器300可W不包括接 收谐振线圈310。
[0091] 接收感应线圈320从无线电力传送器200接收电力。详细地,接收感应线圈320可W 通过电磁感应或者谐振接收电力。在接收感应线圈320中接收到的电力可W是AC电力。
[0092] 整流单元330可W将在接收感应线圈320中接收到的AC电力转换成DC电力。
[0093] 整流单元330可W包括整流器331和平滑电路332。
[0094] 整流器331可W包括至少一个二极管。根据实施例,二极管可W指的是娃二极管。 根据一个实施例,尽管整流器331可W通过使用一个二极管执行整流功能,但是整流单元 330可W具有其中至少一个二极管被优选地布置的结构。如在图5中所示,整流器331可W包 括桥接二极管。桥接二极管结构是其中四个二极管被相互连接W执行整流功能的电路结 构。
[0095] 整流器331执行将接收到的AC电力转换成DC电力的整流功能。根据实施例,因为电 力与电压或者电流成比例,为了便于解释,假定电力、电压、W及电流值具有相同的概念。整 流功能指的是允许电流仅在一个方向上流动的功能。换旨之,整流器331的正向电阻低,并 且整流器331的反向电阻足够大,使得电流仅在一个方向上流动。
[0096] 平滑电路332可W通过从整流器331的DC输出电力去除波纹分量(ripple component)而输出稳定的DC电流。
[0097] 平滑电路332可W包括用于平滑的电容器。
[009引 DC-DC转换器350可W在将从平滑电路332输出的DC电压转换成AC电压之后输出通 过增强或者降低转换的AC电压而整流的DC电压。
[0099] DC-DC转换器350可W包括切换调节器或者线性调节器。
[0100] 线性调节器是接收输入电压,提供所要求的量的输出电压,并且将剩余的电压排 放为热的转换器。
[0101] 切换调节器是通过脉冲宽度调制(PWM)方案调节输出电压的转换器。
[0102] DC-DC转换器350可W将负载400要求的DC电压供应到负载400。
[0103] 然而,因为DC-DC转换器350表示85%的电力传输效率,所W大约15%的效率损耗 可能发生。
[0104] 另外,因为当从DC-DC转换器350的输入端子朝着负载400看时获得的阻抗可能变 化,电力传输效率可能被降低。下面将会参考图6描述其详情。
[0105] 图6是解释当从图5的DC-DC转换器350的输入端子朝着负载400看时获得的阻抗的 变化的视图。
[0106] 参考图6,假定负载400的实际阻抗被标注为参考标记化,当从DC-DC转换器350的 输入端子朝着负载400看时获得的输入阻抗Rin可W被表达为等式1。
[0107][等式 1]
[0109] 在等式I中,Ed指的是DC-DC转换器350的转换效率,Vout指的是被施加到负载400 的阻抗化的输出电压,并且Vin指的是DC-DC转换器350的输入电压。根据实施例,负载400可 W包括电池,但是实施例不限于此。
[0110] 假定输出电压Vout、负载400的阻抗化、W及转换效率Ed是恒定的,根据被施加到 DC-DC转换器350的输入电压Vin输入阻抗Rin变化。如果输入阻抗Rin变化,则传送器和接收 器之间的电力传输效率可能被降低。
[0111] 在下文中,将会参考图7描述表示在传送器和接收器之间的改善的电力传输效率 的无线电力接收器300的结构。
[0112] 图7是示出根据另一实施例的包括无线电力接收器300的无线电力传输系统1000 的框图。
[0113] 电源装置100和无线电力传送器200具有与图1至图4相同的电源装置和无线电力 传送器。
[0114] 参考图7,无线电力接收器300可W包括接收感应线圈320、整流单元330、W及电力 管理单元360。
[0115] 根据一个实施例,如果无线电力接收器300通过谐振从无线电力传送器200接收电 力,则无线电力接收器300可W进一步包括参考图1至图4已经描述的谐振线圈310。根据一 个实施例,如果无线电力接收器300通过电磁感应从无线电力传送器200接收电力,则无线 电力接收器300可W不包括接收谐振线圈310。
[0116] 接收感应线圈320从传送器接收电力。详细地,接收感应线圈320通过电磁感应或 者谐振接收电力。在接收感应线圈320中接收到的电力可W包括AC电力。
[0117] 整流单元330可W将在接收感应线圈320中接收到的AC电力转换成DC电力。
[0118] 整流单元330可W包括整流器331和平滑电路332。
[0119] 整流器331可W包括至少一个二极管。根据实施例,二极管可W指的是娃二极管。 根据一个实施例,尽管整流器331可W通过使用至少一个二极管执行整流功能,但是整流器 331可W优选地具有其中至少一个二极管被布置的结构。如在图5中所示,根据一个实施例, 整流器331可W包括桥接二极管。桥接二极管具有其中四个二极管被相互连接W执行整流 功能的电路结构。
[0120] 整流器331执行将接收到的AC电力转换成DC电力的整流功能。根据实施例,因为电 力与电压或者电流成比例,假定电力、电压、W及电流具有相同的概念。整流功能指的是允 许电流仅在一个方向上流动的功能。换言之,整流器331的正向电阻低,并且整流器331的反 向电阻足够大,使得电流仅可W在一个方向上流动。
[0121] 平滑电路332可W通过从整流器331的DC输出电力去除波纹分量而输出稳定的DC 电流。
[0122] 平滑电路332可W包括用于平滑的电容器。
[0123] 电力管理单元360可W通过调节整流的DC电力恒定地保持被传送到负载400的电 力。
[0124] 电力管理单元360可W包括电压限制单元361、控制器362、W及调制单元363。
[0125] 如果从整流单元330输出的DC电力等于或者大于第一阔值,则电压限制单元361吸 收与第一阔值或者更大相对应的DC电力W保护负载400。根据一个实施例,第一阔值可W指 的是防止负载400被损坏的最大电压。
[0126] 换言之,电压限制单元361通过防止瞬间过电压被施加到负载400对负载400进行 保护。
[0127] 根据一个实施例,电压限制单元361可W包括齐纳二极管。当大于预定电压的电压 被施加于其上时齐纳二极管允许电流流动,并且当小于预定电压的
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