无线电力发送和接收装置、包含其的设备和其操作方法

无线电力发送和接收装置、包含其的设备和其操作方法
【专利摘要】提供一种无线电力发送和接收装置、包含其的设备和其操作方法。所述无线电力发送和接收装置包括：线圈，所述线圈包括具有第一匝数并被构造为接收电力的第一部分以及具有与第一匝数不同的第二匝数并被构造为发送电力的第二部分；转换和整流单元，被构造为对通过线圈接收的电力进行整流、将向外部供应的电力转换为交流电并将交流电供应到线圈。
【专利说明】无线电力发送和接收装置、包含其的设备和其操作方法
[0001 ] 本申请要求于2015年4月10日在韩国知识产权局提交的第10-2015-0051131号韩国专利申请和于2015年7月8日在韩国知识产权局提交的第10-2015-0097431号韩国专利申请的权益，所述申请的全部公开内容为了所有目的通过引用包含于此。
技术领域
[0002]本公开涉及一种无线电力发送和接收装置以及包括所述无线电力发送和接收装置的设备。
【背景技术】
[0003]无线电力传输技术已经被广泛用于通信装置、便携式装置和各种家用电器的充电器。
[0004]由于已经越来越多地使用便携式装置，因此对便携式装置的电池具有大容量的需求以及对便携式装置能够无空间限制地进行充电的需求已经增大。

【发明内容】

[0005]提供本
【发明内容】
用于以简化形式介绍在下面的【具体实施方式】中进一步描述的发明构思的选择。本
【发明内容】
并不意在确定所要求保护的主题的关键特征或必要技术特征，也不意在用于帮助决定所要求保护的主题的范围。
[0006]—种无线电力发送和接收装置包括:线圈，所述线圈包括具有第一匝数并被构造为接收电力的第一部分以及具有与第一匝数不同的第二匝数并被构造为发送电力的第二部分;转换和整流单元，被构造为对通过线圈接收的电力进行整流、将向外部供应的电力转换为交流电并将交流电供应到线圈。
[0007]第一匝数可大于第二匝数。
[0008]所述转换和整流单元可在通过线圈接收电力的接收模式下电连接到线圈的两个端部;所述转换和整流单元可在通过线圈发送电力的发送模式下电连接到线圈的第一端和设置在线圈的所述两个端部之间的连接端子。
[0009]所述线圈可包括:第一端子，在通过线圈接收电力的接收模式下以及通过线圈发送电力的发送模式下电连接到转换和整流单元;第二端子，在接收模式下电连接到转换和整流单元;第三端子，在发送模式下电连接到转换和整流单元并设置在第一端子和第二端子之间。
[0010]所述无线电力发送和接收装置还可包括:第一开关，电连接到第二端子，被构造为在接收模式下接通并在发送模式下断开;第一电容器，电连接在第一开关与第一节点之间；第二电容器，电连接在第一节点与第一端子之间；第二开关，电连接到第三端子，并被构造为在接收模式下断开并在发送模式下接通;第三电容器，电连接在第二开关与第二节点之间。
[0011]所述转换和整流单元可包括:整流单元，电连接在第一节点和第一端子之间，并被构造为在接收模式下对电压进行整流;转换单元，电连接在第二节点和第一端子之间，被构造为在发送模式下将所述向外部供应的电力的电压转换为交流电压，并被构造为将交流电压输出到第二节点和第一端子。
[0012]所述转换单元可包括:第一发送晶体管，电连接在第三节点和第二节点之间，并被构造为周期性地导通和和截止，其中，所述向外部供应的电力被供应到所述第三节点;第二发送晶体管，电连接在第二节点和地之间，并被构造为与第一发送晶体管互补地导通或截止;第三发送晶体管，电连接在第三节点和第一端子之间，并被构造为与第二发送晶体管同时导通或截止;第四发送晶体管，电连接在第一端子与地之间，并被构造为与第一发送晶体管同时导通或截止。
[0013]所述整流单元可包括:第一接收晶体管，电连接在第四节点与第一节点之间，并被构造为如果从线圈向整流单元流动的电流的值大于第一值则导通，如果电流的值小于第二值则截止，其中，所述整流电压被供应到所述第四节点；第二接收晶体管，电连接在第一节点和地之间，并被构造为如果从线圈向整流单元流动的电流的值小于第三值则导通，如果电流的值大于第四值则截止;第三接收晶体管，电连接在第四节点与第一端子之间，并被构造为与第二接收晶体管同时导通或截止;第四接收晶体管，电连接在第一端子和地之间，并被构造为与第一接收晶体管同时导通或截止。
[0014]所述无线电力发送和接收装置还可包括:第一电容器，电连接到第一节点；第二电容器，电连接在第一节点与第一端子之间；开关，被构造为在接收模式下使第一电容器电连接到第二端子，在发送模式下使第一电容器电连接到第三端子。
[0015]所述转换和整流单元可包括:桥电路，电连接到第一节点和第一端子，被构造为在接收模式下对第一节点和第一端子之间的电压进行整流并输出整流电压，在发送模式下将所述向外部供应的电力的电压转换为交流电压并将交流电压输出到第一节点和第一端子；稳压器，被构造为在接收模式下接收整流电压并输出充电电压;开关装置，并联地电连接到稳压器，被构造为在发送模式下接通，并将所述向外部供应的电力发送到桥电路。
[0016]所述桥电路可包括:第一发送和接收晶体管，电连接在第二节点和第一节点之间，所述整流电压被构造为输出到所述第二节点；第二发送和接收晶体管，电连接在第一节点和地之间；第三发送和接收晶体管，电连接在第二节点和第一端子之间；第四发送和接收晶体管，电连接在第一端子和地之间。
[0017]在发送模式下:第一发送和接收晶体管和第四发送和接收晶体管可被构造为同时导通或截止;第二发送和接收晶体管和第三发送和接收晶体管可被构造为同时导通或截止;第一发送和接收晶体管和第二发送和接收晶体管可被构造为彼此互补地导通或截止，在接收模式下:第一发送和接收晶体管和第四发送和接收晶体管可被构造为同时导通或截止;第二发送和接收晶体管和第三发送和接收晶体管可被构造为同时导通或截止;第一发送和接收晶体管可被构造为如果从线圈向转换和整流单元流动的电流的值大于第一值则导通，如果电流的值小于第二值则截止;第二发送和接收晶体管可被构造为:如果从线圈向转换和整流单元流动的电流的值小于第三值则导通，如果电流的值大于第四值则截止。
[0018]所述第一匝数可小于第二匝数。
[0019]所述转换和整流单元可在接收电力的接收模式下电连接到线圈的两个端部;并且所述转换和整流单元可被构造为在无线地发送电力的发送模式下使用通过升高所述向外部供应的电力而获得的升高了的电力将交流电供应到线圈的第一端和连接端子，所述连接端子设置在线圈的两个端部之间。
[0020]—种设备包括:线圈，所述线圈包括具有第一匝数并被构造为接收电力的第一部分以及具有与第一匝数不同的第二匝数并被构造为发送电力的第二部分;转换和整流单元，被构造为对通过线圈接收的电力进行整流、将向外部供应的电力转换为交流电并将交流电提供到线圈；电力单元，被构造为在通过线圈接收电力的接收模式下接收通过转换和整流单元输出的充电电力并存储电力，并且在通过线圈发送电力的发送模式下将电力供应到转换和整流单元。
[0021]所述第一匝数可大于第二匝数。
[0022]一种操作无线电力发送和接收装置的方法包括:确定是否存在电力接收装置;基于是否存在电力接收装置来设置发送模式或接收模式;输出控制信号，以便基于设置的模式在发送模式下或接收模式下操作无线电力发送和接收装置。
[0023]所述方法还可包括:在发送模式下，使用线圈将电力发送至电力接收装置。
[0024]所述方法还可包括:在接收模式下，使用线圈接收电力;确定接收的电力的值是大于一个值还是小于所述一个值;如果接收的电力小于所述一个值则结束接收模式。
[0025]所述方法还可包括:对在接收模式下通过线圈接收的电力进行整流;在发送模式下将向外部供应的电力转换为交流电并将交流电供应到线圈。
[0026]根据下面的【具体实施方式】、附图和权利要求，其它特征和方面将变得显而易见。
【附图说明】
[0027]图1是示出包括无线电力发送和接收装置的示例的设备的图。
[0028]图2是示出用于为图1的设备无线地提供电力的无线电力发送装置的示例的图。
[0029]图3是示出图1的示例的设备向另一设备无线地发送电力的图。
[0030]图4是示出图1的示例的设备向可穿戴设备无线地发送电力的图。
[0031]图5是示出位于无线电力发送装置和无线电力接收装置之间的电力发送和接收装置的示例的示意图。
[0032]图6是示出包括无线电力发送和接收装置的设备的示例的示意框图。
[0033]图7是示出包括无线电力发送和接收装置的设备的示例的示意图。
[0034]图8是示出图7的无线电力发送和接收装置在发送模式的操作的示例的时序图。
[0035]图9是示出图7的无线电力发送和接收装置在接收模式的操作的示例的时序图。
[0036]图10是示出包括无线电力发送和接收装置的设备的示例的示意图。
[0037]图11是示出图10的无线电力发送和接收装置在发送模式的操作的时序图。
[0038]图12是示出图10的无线电力发送和接收装置在接收模式的操作的时序图。
[0039]图13是示出包括无线电力发送和接收装置的设备的示例的示意图。
[0040]图14是示出图13的无线电力发送和接收装置在发送模式的操作的示例的时序图。
[0041]图15是示出图13的无线电力发送和接收装置在接收模式的操作的时序图。
[0042]图16是示出包括无线电力发送和接收装置的设备的示例的示意图。
[0043]图17是示出图16的无线电力发送和接收装置在发送模式的操作的示例的时序图。
[0044]图18是示出图16的无线电力发送和接收装置在接收模式的操作的示例的时序图。
[0045]图19是示出包括无线电力发送和接收装置的设备的示例的示意图。
[0046]图20是示出图19的无线电力发送和接收装置在发送模式的操作的示例的时序图。
[0047]图21是示出图19的无线电力发送和接收装置在接收模式的操作的示例的时序图。
[0048]图22是示出包括无线电力发送和接收装置的设备的示例的示意图。
[0049]图23是示出图22的无线电力发送和接收装置在发送模式的操作的示例的时序图。
[0050]图24是示出图22的无线电力发送和接收装置在接收模式的操作的示例的时序图。
[0051]图25和图26是示出操作无线电力发送和接收装置的方法的示例的流程图。
[0052]在整个附图和【具体实施方式】中，相同的标号指示相同的元件。附图可不按比例绘制，为了清楚、说明及简洁起见，可放大附图中元件的相对尺寸、比例和描绘。
【具体实施方式】
[0053]在下文中，将参照附图描述本发明构思的实施例。
[0054]提供以下【具体实施方式】以帮助读者获得对这里所描述的方法、装置和/或系统的全面理解。然而，这里所描述的方法、装置和/或系统的各种变换、修改及等同物对于本领域的普通技术人员将是显而易见的。这里所描述的操作顺序仅仅是示例，其并不限于这里所阐述的顺序，而是除了必须以特定顺序出现的操作之外，可做出对本领域的普通技术人员将是显而易见的变换。此外，为了提高清楚性和简洁性，可省略对于本领域的普通技术人员来说公知的功能和结构的描述。
[0055]在整个说明书中，将被理解的是，当元件被称为“连接到”另一元件或“结合到”另一元件时，其可直接“连接到”另一元件或“结合到”另一元件，或者可存在介于它们之间的其它元件。相反，当元件被称为直接连接到”另一元件或“直接结合到”另一元件时，可以不存在介于它们之间的元件。相同的标号始终指示相同的元件。如在此所使用的，术语“和/或”包括所列出的相关项的一项或更多项的任何以及全部组合。
[0056]在此使用的术语仅用于描述特定实施例，而不是意图限制本发明构思。如在此所使用的，除非上下文另外清楚地指明，否则单数的形式也意图包括复数的形式。还将理解的是，在该说明书中使用的术语“包括”和/或“包含”列举存在的所陈述的特征、整体、步骤、操作、构件、元件和/或它们组成的组，但不排除存在或添加一个或更多个其它特征、整数、步骤、操作、构件、元件和/或它们组成的组。
[0057]在下文中，将参照示出本发明构思的实施例的示意图描述本发明构思的实施例。在附图中，例如，由于生产技术和/或公差，可估计所示出的形状的变形。因此，本发明构思的实施例不应被解释为局限于在此示出的区域的特定形状，例如，应被解释为包括由于制造导致的形状的改变。下面的实施例还可由其中一个或其组合构成。
[0058]这里所描述的特征可以以不同的形式实施，并且将不被解释为被这里所描述的示例所限制。更确切的说，已经提供了这里所描述的示例，以使本公开将是彻底的和完整的，并将把本公开的全部范围传达给本领域的普通技术人员。
[0059]图1是包括无线电力发送和接收装置10的设备I的示例的图。设备I包括无线电力发送和接收装置10以及电力单元20。
[0060]无线电力发送和接收装置10可无线地接收发送的电力、输出充电电力、接收存储在电池中的电力供应和/或无线地发送电力。无线电力发送和接收装置10可包括用于发送和接收电力的发送和接收线圈以及用于对接收的电力进行整流或为发送和接收线圈供应交流电的桥电路。发送和接收线圈以及桥电路可设置在印刷电路板(PCB)中或柔性印刷电路板(FPCB)中。
[0061]电力单元20可包括电池，可存储电力，并可通过使用存储的电力为包括无线电力发送和接收装置10的设备I的各个元件供应电力。
[0062]如图1中示出的，尽管设备I可包括无线电力发送和接收装置10，但包括在无线电力发送和接收装置10中的元件可被设置为彼此分开，和/或可通过各种方式与设备I 一体地形成。例如，无线电力发送和接收装置10的发送和接收线圈可设置在与设备I分开或与设备I一体的壳体中，桥电路可设置于存在于设备I的内部或外部的PCB中。
[0063]图2是为图1的设备I无线地供应电力的无线电力发送和接收装置2的示例的图。在图2中，标号I指包括无线电力发送和接收装置的设备I，标号2指无线电力发送装置。
[0064]如图2所示，当对设备I进行充电时，用户可将设备I设置为与无线电力发送装置2相邻。由于装置2可无线地发送电力，因此设备I可接收无线地发送的电力并使用接收的电力为设备I内部的电池充电。
[0065]图3是图1的设备I将电力无线地发送至另一设备3的示例的图。在图3中，标号I指包括无线电力发送和接收装置的设备I (第一设备)，标号3指另一设备(第二设备)。
[0066]设备I和另一设备3可均是诸如智能手机等的移动设备，但不限于此并可以是任何移动或非移动装置。如图3所示，设备I设置为与另一设备3相邻，从而通过使用设备I为另一设备3充电。也就是说，包括在设备I中的无线电力发送和接收装置可无线地发送电力，且包括在另一设备3中的无线电力接收装置可接收无线地发送的电力，从而执行无线电力充电。用户可将设备I和另一设备3设置成具有充电的期望状态。
[0067]此外或可选地，另一设备3可包括无线电力发送和接收装置。在该构造中，另一设备3可无线地发送电力，设备I可接收无线地发送的电力。
[0068]图4是示出图1的设备I为可穿戴设备4无线地发送电力的示例的图。在图4中，标号I指包括无线电力发送和接收装置的设备I，标号4指可穿戴设备。
[0069]如图4所示，设备I被设置为与可穿戴设备4相邻，从而通过使用设备I为可穿戴设备4充电。用户可将设备I和可穿戴设备4设置成具有充电的期望状态。
[0070]尽管图2、图3和图4示出了接收无线地发送的电力或无线地发送电力的设备I，但无线电力发送和接收装置(例如设备3或可穿戴设备4)以及包括无线电力发送和接收装置的设备I可通过除了上面参照图2、图3和图4描述的方法之外的各种方法接收或发送电力。
[0071]图5是示出位于无线电力发送装置5和无线电力接收装置6之间的电力发送和接收装置的示例的示意图。无线电力发送装置5包括电力单元51、转换单元52和电力发送单元53。无线电力接收装置6包括电力接收单元61、整流单元62和电力单元63。
[0072]电力单元51可将电源电压Vs供应到转换单元52。转换单元52可转换电源电压Vs以输出交流电压Vt。电力发送单元53包括电力发送线圈TL，可接收供应的交流电压Vt，并可无线地发送电力。
[0073]电力接收单元61包括电力接收线圈RL，可接收无线地发送的电力，并可输出接收电压Vr。整流单元62可对接收电压Vr整流以输出充电电压Vc。电力单元63可包括电池，可接收供应的充电电压Vc，并可存储电力。
[0074]充电电压Vc的值可具有比接收电压Vr的最大值低的值。整流单元62可包括诸如低压差线性(LDO)稳压器的稳压器以均勾地输出充电电压Vc的值，因此，充电电压Vc的值可具有比接收电压Vr的最大值低的值。因此，接收电压Vr可具有合适的值以产生充电电压Vc。接收电压Vr的值可根据转换单元52或任何其它单元的操作频率而不同。也就是说，当在合适的范围内改变操作频率时，可平稳地执行无线电力传输。
[0075]尽管在图5中示出为分开的线圈，但可使用单个线圈单元(包括一个或更多个线圈和/或具有一个或更多个部分的单个线圈)来同时作为无线电力发送装置5和无线电力接收装置6。在无线地发送电力的发送模式中使用的线圈匝数可被控制为与在接收无线地发送的电力的接收模式中使用的线圈匝数不同。此外或可选地，由电力单元51和/或63供应的电压可在无线地发送电力的发送模式下升高。因此，转换单元52的操作频率可设置在合适的范围之内，结果，可更平稳地执行无线电力传输。
[0076]图2的无线电力发送装置2可包括与例如图5的无线电力发送装置5的构造相同的构造。图3的另一设备3和图4的可穿戴设备4可包括例如与图5的无线电力接收装置6的构造相同的构造。然而，不同的构造是可行的。
[0077]图6是示出包括无线电力发送和接收装置10的设备I的示例的示意性框图。设备I包括无线电力发送和接收装置10和电力单元20。无线电力发送和接收装置10包括发送和接收单元110、转换和整流单元120以及控制单元140。
[0078]发送和接收单元110可包括接收无线地发送的电力并无线地发送电力的发送和接收线圈。在发送和接收线圈的一部分中，可通过具有第一匝数的第一部分接收无线地发送的电力，并可通过具有第二匝数的第二部分无线地发送电力。
[0079]转换和整流单元120可通过发送和接收单元110接收电力并对接收的电力进行整流、产生充电电力并将充电电力输出到电力单元20。转换和整流单元120可从电力单元20接收供应的电力、将供应的电力转换为交流电并将交流电输出到发送和接收单元110。交流电可被供应到发送和接收单元110的发送和接收线圈。转换和整流单元120可包括均具有分开的桥电路的整流单元和转换单元，和/或可包括单个桥电路，所述单个桥电路用作输出充电电力的整流单元并用作产生交流电的转换单元。
[0080]控制单元140可控制发送和接收单元110和/或转换和整流单元120。控制单元140可从无线电力接收装置接收可提供到无线电力接收装置的与电压有关的信息，检测关于充电电力大小的信息，并可检测与转换和整流单元120内部的一些节点的电压和/或流经一些路径的电流有关的信息，以控制转换和整流单元120。
[0081]发送和接收线圈的第一匝数和第二匝数可彼此不同。例如，第二匝数可比第一匝数少，但不限于此。转换和整流单元120可在接收无线地发送的电力的接收模式中电连接到发送和接收单元110的发送和接收线圈的两端。转换和整流单元120可在无线地发送电力的发送模式中电连接到发送和接收单元110的发送和接收线圈的一端并电连接到设置在发送和接收线圈的两端之间的连接端子(tab)。
[0082]在发送和接收单元110无线地发送电力的情况下，转换和整流单元120可放大由电力单元20供应的电力并将放大的电力转换为交流电。在这种情况下，转换和整流单元120可在接收模式和发送模式电连接到发送和接收线圈的两端。可选地，转换和整流单元120可在发送模式电连接到发送和接收单元110的发送和接收线圈的两端，并可在接收模式电连接到发送和接收单元110的发送和接收线圈的一端并电连接到发送和接收线圈两端之间存在的连接端子，但所述构造不限于此。例如，转换和整流单元120可在接收模式电连接到发送和接收单元110的发送和接收线圈的两端，并可在发送模式下电连接到发送和接收单元110的发送和接收线圈的一端并电连接到发送和接收线圈两端之间存在的连接端子(tab)。
[0083]电力单元20可包括电池，可从转换和整流单元120接收充电电力供应，可存储电力，并可通过使用存储的电力为转换和整流单元120供应电力。电力单元20可不仅为转换和整流单元120供应电力，还为设备I的其它元件供应电力。
[0084]图7是包括无线电力发送和接收装置11的设备1-1的示例的示意图。设备1-1包括无线电力发送和接收装置11和电力单元21。无线电力发送和接收装置11包括发送和接收单元111、整流单元121、转换单元131和控制单元141。也就是说，如图7所示，转换和整流单元(图6中的120)可包括:整流单元121，包括桥电路1212;转换单元131，包括桥电路1311。
[0085]发送和接收单元111可接收无线地发送的电力并且可无线地发送电力。发送和接收单元111包括发送和接收线圈L1、开关Sll、电容器Cll、电容器C21、开关S21和电容器C31。
[0086]发送和接收线圈LI可包括:公共端子TC1，在接收模式(接收无线地发送的电力)和发送模式(无线地发送电力)下电连接到整流单元121和转换单元131;接收端子TRl，在接收模式下电连接到整流单元121;发送端子TTl，在发送模式下电连接到转换单元131，并且设置在接收端子TRl与公共端子TCl之间。发送端子TTl可以为设置在发送和接收线圈LI的端部之间的连接端子。发送和接收线圈LI的位于公共端子TCl与接收端子TRl之间的匝数可以为例如12至15，但不限于此。公共端子TCl与发送端子TTl之间的匝数可以为10，但不限于此。
[0087]开关Sll可根据控制单元141的控制连接到接收端子TRl，可在接收模式下接通，并且可在发送模式下断开。电容器CU可连接在开关Sll与节点Nll之间。电容器C21可连接在节点Nll与公共端子TCl之间(在本说明书中，“连接”可包括电连接中的所有情形)。在接收模式下，可通过发送和接收线圈LI的位于公共端子TCl与接收端子TRl之间的部分来接收无线地发送的电力，发送和接收线圈LI的位于公共端子TCl和接收端子TRl之间的部分和电容器Cll(或电容器Cll和电容器C21)可用作谐振回路。电容器C21可检测无线电力发送和接收装置11与无线电力发送器之间的相对位置。例如，无线电力发送器可发送具有通过发送和接收线圈LI的位于公共端子TC I与接收端子TRI之间的部分的电感以及电容器C11的电容和电容器C21的电容而确定的谐振频率的无线电力，可确定无线电力发送和接收装置11是否存在和/或可确定无线电力发送和接收装置11的位置等。无线电力发送器可根据确定的结果来发送具有通过发送和接收线圈LI的位于公共端子TCl与接收端子TRl之间的部分的电感以及电容器Cll的电容而确定的谐振频率的无线电力。
[0088]开关S21可根据控制单元141的控制连接到发送端子TTl，可在接收模式下断开，并且可在发送模式下接通。电容器C31可连接在开关S21与节点N21之间。在发送模式下，可通过发送和接收线圈LI的位于公共端子TCl与发送端子TTl之间的部分来无线地发送电力，发送和接收线圈LI的位于公共端子TCl与发送端子TTl之间的部分和电容器C31可用作谐振回路。
[0089]整流单元121可连接到节点NI I和公共端子TCl，可根据控制单元141的控制在接收模式下对节点Nll与公共端子TCl之间的电压进行整流，并且可输出充电电压。整流单元121包括桥电路1212、平滑电容器(smoothing capacitor) SCl I和稳压器1211。
[0090]桥电路1212可根据控制单元141的控制对节点NI I与公共端子TCl之间的电压进行整流，并且可将整流后的电压输出到节点N31。桥电路1212包括:晶体管RT11，连接在节点Nll与节点N31之间；晶体管RT21，连接在节点Nll与地之间；晶体管RT31，连接在节点N31与公共端子TCl之间；晶体管RT41，连接在公共端子TCl与地之间。桥电路1212中包括的晶体管RTll、RT21、RT31和RT41中的每个可以为包括寄生二极管的场效应晶体管，但不限于此。
[0091]平滑电容器SCll可连接在节点N31与地之间，并且可使节点N31的电压(S卩，整流后的电压)平稳。
[0092]稳压器1211可接收节点N31的电压(S卩，整流后的电压)，并且无论整流后的电压值或负载值如何变化，都可输出具有恒定值(consistent value)的充电电压。稳压器1211中可包括低压差线性(LDO)稳压器等。
[0093]转换单元131可连接到节点N21和公共端子TCl，并且可根据控制单元141的控制在发送模式下将交流电压施加到节点N21与公共端子TCl之间。转换单元131包括桥电路1311和平滑电容器SC21。
[0094]桥电路1311可根据控制单元141的控制利用由电力单元21供应的电力来产生交流电压。也就是说，桥电路1311可用作全桥逆变器。桥电路1311可包括:晶体管TTll，连接在节点N41与节点N21之间；晶体管TT21，连接在节点N21与地之间；晶体管TT31，连接在节点N41与公共端子TCl之间；晶体管TT41，连接在公共端子TCl与地之间。桥电路1311中包括的晶体管TTll、TT21、TT31和TT41中的每个可以为包括寄生二极管的场效应晶体管，但不限于此。
[0095]平滑电容器SC21可使由电力单元21供应的电力的电压(S卩，节点Ν41的电压)平稳。
[0096]控制单元141可输出分别控制开关311和321以及晶体管1?1'11、1^21、1^31、1^41、1'1'11、1721、打31和打41的控制信号。811、。821、(^11、(^21、(^31、(^41、(^11、(^21、(^31和ct41。控制单元141可接收晶体管RT11、RT21、RT31和RT41中的至少一个晶体管的两端的电压，以控制晶体管RT11、RT21、RT31和RT41。控制单元141还可从无线电力接收装置接收以下信息以控制晶体管!'1'11、1'121、1'131和1'141:所述信息与由无线电力接收装置(接收由无线电力发送和接收装置11发送的电力)接收的电压或者可提供给无线电力接收装置的电压相关。
[0097]电力单元21可在接收模式下接收充电电压，储存电力，并且在发送模式下将电力供应给转换单元131。电力单元21可包括电池BI，并且可将电力供应给设备1-1的其它元件。
[0098]图8是示出图7中的无线电力发送和接收装置11在发送模式下的操作的示例的时序图。在图8中，csll表不施加到开关Sll的开关控制彳目号，cs21表不施加到开关S21的开关控制信号，ctl I表示施加到晶体管TTl I的控制信号，ct21表示施加到晶体管TT21的控制信号，ct31表示施加到晶体管TT31的控制信号，ct41表示施加到晶体管TT41的控制信号，V_N41表示节点N41的电压，ν_ΤΤ1表示发送和接收线圈LI的发送端子TTl与公共端子TCl之间的电压，cr 11 -cr41表示分别施加到晶体管RT11-RT41的控制信号。
[0099]现在将参照图7和图8描述无线电力发送和接收装置11在发送模式下的操作。
[0100]在发送模式(无线电力发送和接收装置11无线地发送电力)下，节点Ν41的电压V_N41可与电力单元21的电池BI的输出电压相同。此外或可选地，节点N41的电压V_N41可与由无线电力接收装置(接收从无线电力发送和接收装置11发送的电力)输出的充电电力的电压相同。
[0101]为了使无线电力发送和接收装置11在发送模式下运行，控制单元141可输出处于相对低的电平的开关控制信号csll和处于相对高的电平的开关控制信号cs21。因此，开关Sll可断开，开关S21可接通。也就是说，发送和接收线圈LI可电连接到转换单元131。在这种构造中，发送和接收线圈LI的发送端子TTl和公共端子TCl可电连接到转换单元131。
[0102]控制单元141可输出用于控制转换单元131的桥电路1311的控制信号ctll、ct21、ct31和ct41。控制信号ctll、ct21、ct31和ct41可以为具有50%的占空比的方波。控制信号(^11和(^41的相位与控制信号(^21和(^31的相位可相反。因此，在晶体管1'1'11和1'了41以及晶体管TT21和TT31可互补性地导通或截止的同时，晶体管TTll、TT21、TT31和TT41可周期性地导通或截止。如图8所示，晶体管ΤΤ11、ΤΤ21、ΤΤ31和ΤΤ41的导通周期和截止周期可通过控制信号(^11、(^21、(^31和(^41的频率来确定。也就是说，转换单元131的桥电路1311可用作全桥逆变器。
[0103]根据桥电路1311的操作，交流电压可被施加到节点Ν21与发送和接收线圈LI的公共端子TCl之间，因此交流电压还可被施加到发送和接收线圈LI的发送端子TTl与公共端子TCl之间。电力可通过发送和接收线圈LI的位于发送端子TTl与公共端子TCl之间的部分被无线地发送。
[0104]发送和接收线圈LI的发送端子TTl与公共端子TCl之间的电压ν_ΤΤ1的幅值可通过控制信号(^11、(^21、(^31和(^41的频率来确定。控制单元141可基于从无线电力接收装置接收的信息来确定控制信号01:11、(^21、(^31和(^41的频率。例如，当无线电力接收装置接收低电力时，无线电力接收装置可将与低电力特性相关的信息发送给无线电力发送和接收装置11。控制单元141可响应于所述信息减小控制信号ctll、ct21、ct31和ct41的频率，以使发送端子TTl与公共端子TCl之间的电压ν_ΤΤ1的幅值可增大。另一方面，在无线电力接收装置接收高电力的情况下，无线电力接收装置可将与高电力特性相关的信息发送给无线电力发送和接收装置11，控制单元141可响应于所述信息增大控制信号(^11、(^21、(^31和(^41的频率，如此可使发送端子TTl与公共端子TCl之间的电压ν_ΤΤ1的幅值减小。
[0105]控制单元141可按照使整流单元121的桥电路1212在发送模式下可不运行这样的方式来输出全部的低电平的控制信号ctll、ct21、ct31和ct41。
[0106]图9是示出图7中的无线电力发送和接收装置11在接收模式下的操作的示例的时序图。在图9中，csll表不施加到开关Sll的开关控制彳目号，cs21表不施加到开关S21的开关控制信号，crl I表示施加到晶体管RTl I的控制信号，cr21表示施加到晶体管RT21的控制信号，cr31表示施加到晶体管RT31的控制信号，cr41表示施加到晶体管RT41的控制信号，i_Nll表示从发送和接收单元111通过节点NI I流动到整流单元121的电流。
[0107]现在将参照图7和图9描述无线电力发送和接收装置11在接收模式下的操作。
[0108]为了使无线电力发送和接收装置11在发送模式(无线地发送电力)下运行，控制单元141可输出处于相对高的电平的开关控制信号csll和处于相对低的电平的开关控制信号cs21。因此，开关Sll可接通，开关S21可断开。也就是说，发送和接收线圈LI可电连接到整流单元121。在这种构造中，发送和接收线圈LI的接收端子RTl和公共端子TCl可电连接到整流单元121。
[0109]如果无线电力发送和接收装置11的发送和接收单元111接收无线地发送的电力，则图9中的电流i_Nl I可从发送和接收单元111经由节点NI I流动到整流单元121。
[0110]控制单元141可输出用于控制整流单元121的桥电路1212的控制信号crl 1、cr21、(^31和(^41。为此，控制单元141可接收桥电路1212的晶体管1^11、1^21、1^31和1^41中的至少一个晶体管的两端的电压。例如，控制单元141可响应于晶体管RT11的两端的电压输出控制信号cr 11和cr41并响应于晶体管RT21的两端的电压输出控制信号cr21和cr31。例如，如果晶体管RTll的两端的电压小于第一参考值，则控制单元141可将控制信号crll和cr41的状态从低电平改为高电平，如果晶体管RTll的两端的电压大于第二参考值，则控制单元141可将控制信号crll和cr41的状态从高电平改为低电平。如果晶体管RT21的两端的电压小于第三参考值，则控制单元141可将控制信号cr21和cr31的状态从低电平改为高电平，如果晶体管RT21的两端的电压大于第四参考值，则控制单元141可将控制信号cr21和cr31的状态从高电平改为低电平。
[0111]下面将更详细地描述桥电路1212的操作。
[0112]在电流i_NlI具有负值或具有小于预定值的正值的情况下，由于晶体管RTl I的寄生二极管处于截止状态，因此晶体管RTll的两端的电压高。然后，如果电流i_Nll具有正值，并且具有大于预定值的绝对值，则晶体管RTll的寄生二极管导通，因此晶体管RTll的两端的电压减小至比第一参考值小的值(例如，晶体管RTll的两端的电压可以为0.7V)。此时，控制单元141可将控制信号crll和cr41的状态从低电平改为高电平。因此，晶体管RTll和RT41可导通。然后，如果电流i_Nll具有正值，并且具有小于预定值的绝对值，则流经晶体管RTll的电流的量减小，因此晶体管RTll的两端的电压具有比预定值小的绝对值。此时，控制单元141可将控制信号crll和cr41的状态从高电平改为低电平。因此，晶体管RTll和RT41可截止。
[0113]在电流i_Nll具有正值或具有大于预定值的负值的情况下，由于晶体管RT21的寄生二极管处于截止状态，因此晶体管RT21的两端的电压高。然后，如果电流i_Nll具有负值，并且具有大于预定值的绝对值，则晶体管RT21的寄生二极管导通，因此晶体管RT21的两端的电压小于第一参考值(例如，晶体管RT21的两端的电压可以为0.7V)。此时，控制单元141可将控制信号cr21和cr31的状态从低电平改为高电平。因此，晶体管RT21和RT31可导通。然后，如果电流i_Nll具有负值，并且具有小于预定值的绝对值，则流经晶体管RT21的电流的量减小，因此晶体管RT21的两端的电压具有比预定值小的绝对值。此时，控制单元141可将控制信号cr21和cr31的状态从高电平改为低电平。因此，晶体管RT21和RT31可截止。
[0114]控制单元141可按照使转换单元131的桥电路1311在接收模式下可不运行这样的方式来输出全部的低电平的控制信号ctll、ct21、ct31和ct41。
[0115]在接收模式下，整流后的电压可通过桥电路1212的操作被输出到节点N31，稳压器1211可接收整流后的电压，并且将具有均匀大小的充电电压输出到节点N51。充电电压可施加到电力单元21的电池BI，从而可使用充电电压对电池BI进行充电。
[0116]图10是包括无线电力发送和接收装置12的设备1-2的示例的示意图。设备1-2可包括无线电力发送和接收装置12和电力单元22。无线电力发送和接收装置12包括发送和接收单元112、整流单元122、转换单元132和控制单元142。也就是说，如图10所示，转换和整流单元(图6中的120)可包括:整流单元122，包括桥电路1222;转换单元132，包括桥电路1322。
[0117]发送和接收单元112可接收无线地发送的电力，并且可无线地发送电力。发送和接收单元112包括发送和接收线圈L2、开关S12、电容器C12、电容器C22、开关S22和电容器C32。
[0118]发送和接收线圈L2可包括:公共端子TC2，在接收模式(接收无线地发送的电力)和发送模式(无线地发送电力)下电连接到整流单元122和转换单元132;接收端子TR2，在接收模式下电连接到整流单元122，并且设置在发送端子TT2与公共端子TC2之间;发送端子TT2，在发送模式下电连接到转换单元132。接收端子TR2可以为设置在发送和接收线圈L2的端部之间的连接端子。发送和接收线圈L2的位于公共端子TC2与接收端子TR2之间的匝数可以为例如12至15，但不限于此。公共端子TC2与发送端子TT2之间的匝数可以大于15，但不限于此。
[0119]开关S12可根据控制单元142的控制连接到接收端子TR2，可在接收模式下接通，并且可在发送模式下断开。电容器C12可连接在开关S12与节点N12之间。电容器C22可连接在节点N12与公共端子TC2之间。在接收模式下，可通过发送和接收线圈L2的位于公共端子TC2与接收端子TR2之间的部分来接收无线地发送的电力，发送和接收线圈L2的位于公共端子TC2与接收端子TR2之间的部分和电容器C12(或电容器C12和电容器C22)可用作谐振回路。电容器C22的操作和特性可与图7中的电容器C21的操作和特性相似。
[0120]开关S22可根据控制单元142的控制连接到发送端子TT2，可在接收模式下断开，并且可在发送模式下接通。电容器C32可连接在开关S22与节点N22之间。在发送模式下，可通过发送和接收线圈L2的位于公共端子TC2与发送端子TT2之间的部分来无线地发送电力，发送和接收线圈L2的位于公共端子TC2和发送端子TT2之间的部分和电容器C32可用作谐振回路。
[0121]整流单元122可连接到节点N12和公共端子TC2，可根据控制单元142的控制在接收模式下对节点N12与公共端子TC2之间的电压进行整流，并且可输出充电电压。整流单元122包括桥电路1222、平滑电容器SC12和稳压器1221。
[0122]桥电路1222可根据控制单元142的控制对节点N12与公共端子TC2之间的电压进行整流，并且可输出整流后的电压。桥电路1222包括:晶体管RT12，连接在节点N12与节点N32之间；晶体管RT22，连接在节点N12与地之间；晶体管RT32，连接在节点N32与公共端子TC2之间；晶体管RT42，连接在公共端子TC2与地之间。桥电路1222中包括的晶体管RT12、RT22、RT32和RT42中的每个可以为包括寄生二极管的场效应晶体管，但不限于此。
[0123]平滑电容器SC12可连接在节点N32与地之间，并且可使节点N32的电压(S卩，整流后的电压)平稳。
[0124]稳压器1221可接收节点N32的电压(S卩，整流后的电压)，并且无论整流后的电压或负载如何变化，都可输出具有恒定值的充电电压。低压差线性(LDO)稳压器等可用作稳压器1221。
[0125]转换单元132可连接到节点N22和公共端子TC2，可根据控制单元142的控制在发送模式下使由电力单元22供应的电力的电压增大，并且可通过使用增大的电压将交流电压施加到节点N22与公共端子TC2之间。转换单元132包括升压器(booster) 1321、桥电路1322和平滑电容器SC22。
[0126]升压器1321可使由电力单元22供应的电力的电压增大并且将其输出。更详细地讲，升压器1321可使节点N52的电压增大，并且将电压输出到节点N42。
[0127]桥电路1322可根据控制单元142的控制利用由升压器1321输出的电压(S卩，节点N42的电压)来产生交流电压。也就是说，桥电路1322可用作全桥逆变器。桥电路1322可包括:晶体管TT12，连接在节点N42与节点N22之间；晶体管TT22，连接在节点N22与地之间；晶体管TT32，连接在节点N42与公共端子TC2之间；晶体管TT42，连接在公共端子TC2与地之间。桥电路1322中包括的晶体管TT12、TT22、TT32和TT42中的每个可以为包括寄生二极管的场效应晶体管，但不限于此。
[0128]平滑电容器SC22可使由升压器1321输出的电压(S卩，节点Ν42的电压)平稳。
[0129]控制单元142和电力单元22中的每个的操作和特性可分别与以上参照图7中的控制单元141和电力单元21描述的操作和特性相似。
[0130]图11是示出图10中的无线电力发送和接收装置12在发送模式下的操作的示例的时序图。在图11中，CS12表示施加到开关S12的开关控制信号，CS22表示施加到开关S22的开关控制信号，ctl2表示施加到晶体管ΤΤ12的控制信号，ct22表示施加到晶体管ΤΤ22的控制信号，ct32表示施加到晶体管TT32的控制信号，ct42表示施加到晶体管TT42的控制信号，V_N42表示节点N42的电压，v_TT2表示发送和接收线圈L2的发送端子TT2与公共端子TC2之间的电压，crl2-cr42表示分别施加到晶体管RT12-RT42的控制信号。
[0131]现在将参照图10和图11描述无线电力发送和接收装置12在发送模式下的操作。
[0132]升压器1321可使由电力单元22供应的电力的电压(S卩，节点N52的电压)增大，并且将增大的电压输出到节点N42。例如，如果接收由无线电力发送和接收装置12发送的电力的无线电力接收装置输出具有5V的电压的电力，则升压器1321可使节点N52的电压增大并将其输出，以使节点42的电压可大于大约10V。然而，这仅仅为示例，可通过升压器1321将由电力单元22供应的电压增大至各种值。
[0133]在发送模式下控制单元142和桥电路1322的操作和特性以及通过发送和接收单元
112的发送和接收线圈L2的位于发送端子TT2与公共端子TC2之间的部分发送电力的过程可与以上参照图8描述的相似。
[0134]控制单元142可在通过调节升压器1321的升压比来调节发送和接收单元112的发送和接收线圈L2的发送端子TT2与公共端子TC2之间的电压v_TT2的同时保持控制信号ctl2、ct22、ct32 和 ct42 的频率。
[0135]可选地，控制单元142可通过控制升压器1321的升压比以及控制信号ctl2、ct22、ct32和ct42的频率二者来调节发送和接收单元112的发送和接收线圈L2的发送端子TT2与公共端子TC2之间的电压v_TT2。
[0136]图12是示出图10中的无线电力发送和接收装置12在接收模式下的操作的示例的时序图。在图12中，csl2表示施加到开关S12的开关控制信号，cs22表示施加到开关S22的开关控制信号，crl2表示施加到晶体管RT12的控制信号，cr22表示施加到晶体管RT22的控制信号，cr32表示施加到晶体管RT32的控制信号，cr42表示施加到晶体管RT42的控制信号，i_NI2表示从发送和接收单元112通过节点NI2流动到整流单元122的电流。
[0137]无线电力发送和接收装置12在接收模式下的操作和特性可与以上参照图9描述的相似。
[0138]图13是示出包括无线电力发送和接收装置13的设备1-3的示例的示意图。设备1-3包括无线电力发送和接收装置13和电力单元23。无线电力发送和接收装置13包括发送和接收单元113、整流单元123、转换单元133和控制单元143。也就是说，在图13中，转换和整流单元(图6中的120)可包括:整流单元123，包括桥电路1232;转换单元133，包括桥电路1332。
[0139]发送和接收单元113可接收无线地发送的电力，并且可无线地发送电力。发送和接收单元113包括发送和接收线圈L3、开关S13、电容器C13、电容器C23、开关S23和电容器C33。
[0140]发送和接收线圈L3可包括:公共端子TC3，在接收模式(接收无线地发送的电力)和发送模式(无线地发送电力)下电连接到整流单元123和转换单元133;发送和接收端子TRT3，在接收模式下电连接到整流单元123，并且在发送模式下电连接到转换单元133。
[0141]开关S13可根据控制单元143的控制连接到发送和接收端子TRT3，可在接收模式下接通，并且可在发送模式下断开。电容器C13可连接在开关S13与节点N13之间。电容器C23可连接在节点N13与公共端子TC3之间。在接收模式下，发送和接收线圈L3的位于公共端子TC3与发送和接收端子TRT3之间的部分和电容器C13(或电容器C13和电容器C23)可形成谐振回路。电容器C23的操作和特性可与以上参照图7中的电容器C21描述的操作和特性相似。
[0142]开关S23可根据控制单元143的控制连接到发送和接收端子TRT3，可在接收模式下断开，并且可在发送模式下接通。电容器C33可连接在开关S23与节点N23之间。在发送模式下，发送和接收线圈L3的位于公共端子TC3与发送和接收端子TRT3之间的部分和电容器C33可形成谐振回路。
[ΟΜ3] 整流单元123可连接到节点N13和公共端子TC3，可根据控制单元143的控制在接收模式下对节点N13与公共端子TC3之间的电压进行整流，并且可输出充电电压。整流单元123包括桥电路1232、平滑电容器SC13和稳压器1231。
[0144]桥电路1232可根据控制单元143的控制对节点N13与公共端子TC3之间的电压进行整流，并且可将整流后的电压输出到节点N33。桥电路1232包括:晶体管RT13，连接在节点N13与节点N33之间；晶体管RT23，连接在节点N13与地之间；晶体管RT33，连接在节点N33与公共端子TC3之间；晶体管RT43，连接在公共端子TC3与地之间。桥电路1232中包括的晶体管RT13、RT23、RT33和RT43中的每个可以为包括寄生二极管的场效应晶体管，但不限于此。
[0145]平滑电容器SC13可连接在节点N33与地之间，并且可使节点N33的电压(S卩，整流后的电压)平稳。
[0146]稳压器1231可接收节点N33的电压(S卩，整流后的电压)，并且无论整流后的电压或负载的如何变化，都可输出具有恒定值的充电电压。稳压器1231中可包括低压差线性(LDO)
稳压器等。
[ΟΜ7] 转换单元133可连接到节点N23和公共端子TC3，可根据控制单元143的控制在发送模式下使由电力单元23供应的电力的电压增大，并且可通过使用增大的电压将交流电压施加到节点N23与公共端子TC3之间。转换单元133包括升压器1331、桥电路1332和平滑电容器SC23o
[0148]升压器1331可使由电力单元23供应的电力的电压增大并且将其输出。也就是说，升压器1331可使节点N53的电压增大并将所述电压输出到节点N43。
[0149]桥电路1332可根据控制单元143的控制利用由升压器1331输出的电压(S卩，节点N43的电压)来产生交流电压。也就是说，桥电路1332可用作全桥逆变器。桥电路1332可包括:晶体管TT13，连接在节点N43与节点N23之间；晶体管TT23，连接在节点N23与地之间；晶体管TT33，连接在节点N43与公共端子TC3之间；晶体管TT43，连接在公共端子TC3与地之间。桥电路1332中包括的晶体管TT13、TT23、TT33和TT43中的每个可以为包括寄生二极管的场效应晶体管，但不限于此。
[0150]平滑电容器SC23可使由升压器1331输出的电压(S卩，节点N43的电压)平稳。
[0151]控制单元143和电力单元23的操作和特性可分别与以上参照图7中的控制单元141和电力单元21描述的操作和特性相似。
[0152]图14是示出图13中的无线电力发送和接收装置13在发送模式下的操作的示例的时序图。在图14中，csl3表示施加到开关S13的开关控制信号，cs23表示施加到开关S23的开关控制信号，ctl3表示施加到晶体管TT13的控制信号，ct23表示施加到晶体管TT23的控制信号，ct33表示施加到晶体管TT33的控制信号，ct43表示施加到晶体管TT43的控制信号，V_N43表示节点N43的电压，v_TRT3表示发送和接收线圈L3的发送和接收端子TRT3与公共端子TC3之间的电压，crl3-cr43表示分别施加到晶体管RT13-RT43的控制信号。
[0153]现在将参照图13和图14描述无线电力发送和接收装置13在发送模式下的操作。
[0154]升压器1331可使由电力单元23供应的电力的电压(S卩，节点N53的电压)增大，并且将增大的电压输出到节点N43。例如，如果接收由无线电力发送和接收装置13发送的电力的无线电力接收装置输出具有5V的电压的电力，则升压器1331可按照使节点43的电压可以为大约7-8V这样的方式来使节点N53的电压增大并将其输出。然而，这仅仅为示例，可通过升压器1331将由电力单元23供应的电压增大至各种值。
[0155]在发送模式下控制单元143和桥电路1332的操作和特性以及通过发送和接收单元
113的发送和接收线圈L3的位于发送和接收端子TRT3与公共端子TC3之间的部分发送电力的过程可与以上参照图8描述的相似。
[0156]控制单元143可在通过调节升压器1331的升压比来调节发送和接收单元113的发送和接收线圈L3的发送和接收端子TRT3与公共端子TC3之间的电压v_TRT3的同时保持控制信号 ctl3、ct23、ct33 和 ct43 的频率。
[0157]可选地，控制单元143可通过控制升压器1331的升压比以及控制信号ctl3、ct23、ct33和ct43的频率二者来调节发送和接收单元113的发送和接收线圈L3的发送和接收端子TRT3与公共端子TC3之间的电压v_TRT3。
[0158]图15是示出图13中的无线电力发送和接收装置13在接收模式下的操作的示例的时序图。在图15中，csl3表示施加到开关S13的开关控制信号，cs23表示施加到开关S23的开关控制信号，crl3表示施加到晶体管RT13的控制信号，cr23表示施加到晶体管RT23的控制信号，cr33表示施加到晶体管RT33的控制信号，cr43表示施加到晶体管RT43的控制信号，i_NI3表示从发送和接收单元113通过节点NI3流动到整流单元123的电流。
[0159]无线电力发送和接收装置13在接收模式下的操作和特性可与以上参照图9描述的相似。
[0160]图16是包括无线电力发送和接收装置14的设备1-4的示例的示意图。设备1-4包括无线电力发送和接收装置14和电力单元24。无线电力发送和接收装置14包括发送和接收单元114、整流单元124、转换单元134和控制单元144。也就是说，在图16中，转换和整流单元(图6中的120)包括:整流单元124，包括桥电路1242 ；转换单元134，包括桥电路1342。
[0161]发送和接收单元114可接收无线地发送的电力并且可无线地发送电力。发送和接收单元114包括发送和接收线圈L4、开关S14、电容器C14、电容器C24、开关S24和电容器C34。
[0162]发送和接收线圈L4可包括:公共端子TC4，在接收模式(接收无线地发送的电力)和发送模式(无线地发送电力)下连接到整流单元124和转换单元134;发送和接收端子TRT4，在接收模式下连接到整流单元124，并且在发送模式下连接到转换单元134。
[0163]开关S14可根据控制单元144的控制连接到发送和接收端子TRT4，可在接收模式下接通，并且可在发送模式下断开。电容器C14可连接在开关S14与节点N14之间。电容器C24可连接在节点N14与公共端子TC4之间。在接收模式下，发送和接收线圈L4的位于公共端子TC4与发送和接收端子TRT4之间的部分和电容器C14(或电容器C14和电容器C24)可形成谐振回路。电容器C24的操作和特性可与图7中的电容器C21的操作和特性相似。
[0164]开关S24可根据控制单元144的控制连接到发送和接收端子TRT4，可在接收模式下断开，并且可在发送模式下接通。电容器C34可连接在开关S24与节点N24之间。在发送模式下，发送和接收线圈L4的位于公共端子TC4与发送和接收端子TRT4之间的部分和电容器C34可形成谐振回路。
[0165]整流单元124可连接到节点N14和公共端子TC4，可根据控制单元144的控制在接收模式下对节点N14与公共端子TC4之间的电压进行整流，并且可输出充电电压。整流单元124包括桥电路1242、平滑电容器SC14和稳压器1241。
[0166]桥电路1242可根据控制单元144的控制对节点N14与公共端子TC4之间的电压进行整流，并且可将整流后的电压输出到节点N34。桥电路1242包括:晶体管RT14，连接在节点N14与节点N34之间；晶体管RT24，连接在节点N14与地之间；晶体管RT34，连接在节点N34与公共端子TC4之间；晶体管RT44，连接在公共端子TC4与地之间。桥电路1242中包括的晶体管RT14、RT24、RT34和RT44中的每个晶体管可以为包括寄生二极管的场效应晶体管，但不限于此。
[0167]平滑电容器SC14可连接在节点N34与地之间，并且可使节点N34的电压(S卩，整流后的电压)平稳。
[0168]稳压器1241可接收节点N34的电压(S卩，整流后的电压)，并且无论整流后的电压或负载如何变化，都可输出具有恒定值的充电电压。稳压器1241中可包括低压差线性(LDO)稳压器等。
[0169]转换单元134可连接到节点N24和公共端子TC4，并且可根据控制单元144的控制在发送模式下使由电力单元24供应的电力的电压增大，并且可通过使用增大的电压将交流电压施加到节点N24与公共端子TC4之间。转换单元134包括升压器1341、桥电路1342和平滑电容器SC24。
[0170]升压器1341可使由电力单元24供应的电力的电压增大并且将其输出。也就是说，升压器1341可使节点N54的电压增大，并且将所述电压输出到节点N44。
[0171]桥电路1342可根据控制单元144的控制利用由升压器1341输出的电压(S卩，节点N44的电压)来产生交流电压。也就是说，桥电路1342可用作全桥逆变器。桥电路1342可包括:晶体管TT14，连接在节点N44与节点N24之间；晶体管TT24，连接在节点N24与地之间。发送和接收线圈L4的公共端子TC4可在发送模式下连接到地。桥电路1342中包括的晶体管TT14和TT24中的每个可以为包括寄生二极管的场效应晶体管，但不限于此。
[0172]平滑电容器SC24可使由升压器1341输出的电压(S卩，节点N44的电压)平稳。
[0173]控制单元144和电力单元24中的每个的操作和特性可分别与以上参照图7中的控制单元141和电力单元21描述的操作和特性相似。
[0174]图17是示出图16中的无线电力发送和接收装置14在发送模式下的操作的示例的时序图。在图17中，csl4表示施加到开关S14的开关控制信号，cs24表示施加到开关S24的开关控制信号，ctl4表示施加到晶体管TT14的控制信号，ct24表示施加到晶体管TT24的控制信号，V_N44表示节点N44的电压，v_TRT4表示发送和接收线圈L4的发送和接收端子TRT4与公共端子TC4之间的电压，crl4-cr44表示分别施加到晶体管RT14-RT44的控制信号。
[0175]现在将参照图16和图17描述无线电力发送和接收装置14在发送模式下的操作。
[0176]升压器1341可使由电力单元24供应的电力的电压(S卩，节点N54的电压)增大，并且将增大的电压输出到节点N44。例如，如果接收由无线电力发送和接收装置14发送的电力的无线电力接收装置输出具有5V的电压的电力，则升压器1341可按照使节点44的电压可以为大约15至16V这样的方式使节点N54的电压增大并将其输出。然而，这仅仅为示例，可通过升压器1341将由电力单元24供应的电压增大至各种值。
[0177]为了使无线电力发送和接收装置14在发送模式下运行，控制单元144可将开关控制信号Cs 14输出为相对低的电平并将开关控制信号cs24输出为相对高的电平。因此，开关S14可断开，开关S24可接通。也就是说，发送和接收线圈L4可电连接到转换单元134。在这种构造中，发送和接收线圈L4的发送和接收端子TRT4和公共端子TC4可电连接到转换单元134。
[0178]控制单元144可输出用于控制转换单元134的桥电路1342的控制信号ctl4和ct24。控制信号ctl4和ct24可以为具有50%的占空比的方波。控制信号ctl4和ct24可具有相反的相位。因此，晶体管TT14和TT24可互补性地导通或截止。也就是说，转换单元134的桥电路1342可用作半桥逆变器。
[0179]根据桥电路1342的操作，交流电压可施加到节点N24与发送和接收线圈L4的公共端子TC4之间，因此交流电压还可施加到发送和接收线圈L4的发送和接收端子TRT4与公共端子TC4之间。因此，可通过发送和接收线圈L4的位于发送和接收端子TRT4与公共端子TC4之间的部分来无线地发送电力。
[0180]发送和接收线圈L4的发送和接收端子TRT4与公共端子TC4之间的电压v_TRT4的幅值可通过控制信号ct 14和ct24的频率来确定。通过控制单元144确定控制信号ct 14和ct24的频率的操作和特性可与以上参照图8描述的相似。
[0181]控制单元144可按照使整流单元124的桥电路1242在发送模式下可不运行这样的方式来输出全部的具有相对低的电平的控制信号crl4、cr24、cr34和cr44。
[0182]控制单元144可在通过调节升压器1341的升压比来调节发送和接收单元114的发送和接收线圈L4的发送和接收端子TRT4与公共端子TC4之间的电压v_TRT4的同时保持控制信号ctl4和ct24的频率。
[0183]可选地，控制单元144可通过控制升压器1341的升压比以及控制信号ctl4和ct24的频率二者来调节发送和接收单元114的发送和接收线圈L4的发送和接收端子TRT4与公共端子TC4之间的电压v_TRT4。
[0184]图18是示出图16中的无线电力发送和接收装置16在接收模式下的操作的示例的时序图。在图18中，csl4表示施加到开关S14的开关控制信号，cs24表示施加到开关S24的开关控制信号，crl4表示施加到晶体管RT14的控制信号，cr24表示施加到晶体管RT24的控制信号，cr34表示施加到晶体管RT34的控制信号，cr44表示施加到晶体管RT44的控制信号，i_N14表示从发送和接收单元114通过节点N14流动到整流单元124的电流。
[0185]无线电力发送和接收装置14在接收模式下的操作和特性可与以上参照图9描述的相似。
[0186]图19是示出包括无线电力发送和接收装置15的设备1-5的示例的示意图。设备1-5包括无线电力发送和接收装置15和电力单元25。无线电力发送和接收装置15包括发送和接收单元115、转换和整流单元125和控制单元145。也就是说，在图19中，转换和整流单元125的桥电路1252可对接收的电力进行整流并产生充电电力，并且由向外部供应的电力产生交流电。
[0187]发送和接收单元115可接收无线地发送的电力并且可无线地发送电力。发送和接收单元115包括发送和接收线圈L5、电容器Cl 5和电容器C25。
[0188]发送和接收线圈L5可包括在接收模式(接收无线地发送的电力)和发送模式(无线地发送电力)下电连接到转换和整流单元125的公共端子TC5以及发送和接收端子TRT5。
[0189]电容器C15可连接在发送和接收端子TRT5与节点N15之间。电容器C25可连接在节点N15与公共端子TC5之间。因此，在接收模式下，发送和接收线圈L5的位于公共端子TC5与发送和接收端子TRT5之间的部分和电容器C15(或电容器C15和电容器C25)可形成谐振回路。在发送模式下，发送和接收线圈L5的位于公共端子TC5与发送和接收端子TRT5之间的部分和电容器C15可形成谐振回路。电容器C25的操作和特性可与以上参照图7中的电容器C21描述的操作和特性相似。
[0190]转换和整流单元125可连接到节点N15和公共端子TC5，可根据控制单元145的控制在接收模式下对节点N15与公共端子TC5之间的电压进行整流以输出充电电压，并且可将交流电压施加到节点N15与公共端子TC5之间。转换和整流单元125包括桥电路1252、平滑电容器SC15和双向DC-DC转换器1251。
[0191]桥电路1252可根据控制单元145的控制在接收模式下对节点N15与公共端子TC5之间的电压进行整流以将整流后的电压输出到节点N35，并且可在发送模式下通过利用节点N35的电压将交流电压输出到节点N15和公共端子TC5。桥电路1252包括:晶体管T15，连接在节点N15与节点N35之间；晶体管T25，连接在节点N15与地之间；晶体管T35，连接在节点N35与公共端子TC5之间；晶体管T45，连接在公共端子TC5与地之间。桥电路1252中包括的晶体管T15、T25、T35和T45中的每个晶体管可以为包括寄生二极管的场效应晶体管，但不限于此。
[0192]平滑电容器SC15可连接在节点Ν35与地之间，并且可使节点Ν35的电压平稳。
[0193]双向DC-DC转换器1251可根据控制单元145的控制在接收模式下接收节点Ν35的电压，并且无论节点Ν35的电压或负载如何变化，都可将具有恒定值的充电电压输出到节点Ν35，并且可在发送模式下使节点Ν55的电压增大并将电压输出到节点Ν35。如图19所示，双向DC-DC转换器1251可包括:晶体管ST15，一端连接到节点Ν35;晶体管ST25，连接在晶体管ST15的另一端与地之间；线圈CL5，连接在晶体管ST15的另一端与节点Ν55之间。晶体管ST15和ST25中的每个可以为包括寄生二极管的场效应晶体管，但不限于此。
[0194]双向DC-DC转换器1251可在接收模式下执行与降压转换器相似的操作且在发送模式下可执行与升压转换器相似的操作。
[0195]控制单元145和电力单元25的操作和特性可分别与以上参照图7中的控制单元141和电力单元21描述的操作和特性相似。
[0196]图20是示出图19中的无线电力发送和接收装置15在发送模式下的操作的示例的时序图。在图20中，csl5表示施加到晶体管ST15的控制信号，cs25表示施加到晶体管ST25的控制信号，ctl5表示施加到晶体管T15的控制信号，ct25表示施加到晶体管T25的控制信号，ct35表示施加到晶体管T35的控制信号，ct45表示施加到晶体管T45的控制信号，V_N35表示节点N35的电压，v_TRT5表示发送和接收线圈L5的发送和接收端子TRT5与公共端子TC5之间的电压。
[0197]现在将参照图19和图20描述无线电力发送和接收装置15在发送模式下的操作。
[0198]为了使无线电力发送和接收装置15在发送模式下运行，控制单元145可输出处于相对低的电平的控制信号csl5和方波形式的控制信号cs25。因此，晶体管ST15可截止并可按照与二极管相同的方式运行，晶体管ST25可根据控制信号cs25而导通或截止。控制单元145可根据节点N35的电压通过调节控制信号cs25的占空比来使节点N35的电压保持为均匀值。例如，如果接收从无线电力发送和接收装置15发送的电力的无线电力接收装置输出具有5V的电压的充电电力，则控制单元145可调节控制信号cs25的占空比，以使节点N35的电压可以为大约7至8V。然而，这仅仅为示例，充电电力和节点35的电压可根据用途而变化。也就是说，双向DC-DC转换器1251可在发送模式下按照与升压转换器相同的方式执行。
[0199]虽然图20示出了控制单元145输出处于相对低的电平的控制信号csl5的情况，但是控制单元145可输出与控制信号cs25互补的信号作为控制信号csl5。在这种情况下，晶体管ST15可与晶体管ST25互补地导通或截止，双向DC-DC转换器1251可类似地执行为同步升压转换器。
[0200]控制单元145可输出用于控制转换和整流单元125的桥电路1252的控制信号ctl5、ct25、ct35和ct45。控制信号ctl5、ct25、ct35和ct45可以为具有50%的占空比的方波。控制信号ctl5和ct45的相位可与控制信号ct25和ct35的相位相反。因此，晶体管T15和T45以及晶体管T25和T35可互补地导通或截止。如图20所示，转换和整流单元125的桥电路1252可在发送模式下用作全桥逆变器。
[0201]根据桥电路1252的操作，交流电压可施加到节点N15与发送和接收线圈L5的公共端子TC5之间，因此交流电压也可施加到发送和接收线圈L5的发送和接收端子TRT5与公共端子TC5之间。可通过发送和接收线圈L5的位于发送和接收端子TRT5与公共端子TC5之间的部分来无线地发送电力。
[0202]发送和接收线圈L5的位于发送和接收端子TRT5与公共端子TC5之间的电压v_TRT5的幅值可通过控制信号(:1:15、(^25、(^35和(^45的频率来确定。控制单元145确定控制信号ctl5、ct25、ct35和ct45的频率的方法可与以上参照图8描述的方法相似。
[0203]控制单元145可在通过调节控制信号cs25的占空比以及调节节点N35的电压来调节发送和接收单元115的发送和接收线圈L5的发送和接收端子TRT5与公共端子TC5之间的电压v_TRT5的同时保持控制信号ctl5、ct25、ct35和ct45的频率。
[0204]可选地，控制单元145可通过控制控制信号cs25的占空比以及控制信号ctl5、ct25、ct35和ct45的频率二者来调节发送和接收单元115的发送和接收线圈L5的发送和接收端子TRT5与公共端子TC5之间的电压v_TRT5。
[0205]图21是示出图19中的无线电力发送和接收装置15在接收模式下的操作的示例的时序图。在图21中，csl5表示施加到晶体管ST15的控制信号，cs25表示施加到晶体管ST25的控制信号，ctl5表示施加到晶体管T15的控制信号，ct25表示施加到晶体管T25的控制信号，ct35表示施加到晶体管T35的控制信号，ct45表示施加到晶体管T45的控制信号，i_N15表示从发送和接收单元115通过节点N15流动到转换和整流单元125的电流。
[0206]现在将参照图19和图21描述无线电力发送和接收装置15在接收模式下的操作。
[0207]为了使无线电力发送和接收装置15在接收模式(接收无线地发送的电力)下运行，控制单元145可输出方波形式的控制信号csl5以及处于相对低的电平的控制信号cs25。因此，晶体管ST15可根据控制信号csl5导通或截止，晶体管ST25可截止。控制单元145可根据节点N55的电压通过调节控制信号csl5的占空比来将节点N55的电压保持为均匀值。例如，如果节点N55的电压小于阈值电压，则控制单元145可增大控制信号csl5的占空比，如果节点N55的电压大于阈值电压，则控制单元145可减小控制信号csl5的占空比。因此，在接收模式下，双向DC-DC转换器1251可类似地操作为降压转换器。
[0208]虽然图21示出了控制单元145输出处于相对低的电平的控制信号cs25的情况，但是控制单元145可输出与控制信号csl5互补的信号作为控制信号cs25。在这种情况下，晶体管ST25可与晶体管ST15互补地导通或截止，双向DC-DC转换器1251可类似于同步降压转换器。
[0209]如果无线电力发送和接收装置15的发送和接收单元115接收无线地发送的电力，则图21中的电可从发送和接收单元115通过节点N15流动到转换和整流单元125。可通过发送和接收线圈L5的位于公共端子TC5与发送和接收端子TRT5之间的部分来接收电力。
[0210]控制单元145可输出用于控制转换和整流单元125的桥电路1252的控制信号ctl5、ct25、ct35和ct45。为此，控制单元145可接收桥电路1252的晶体管T15、T25、T35和T45中的至少一个晶体管的两端的电压。例如，控制单元145可响应于晶体管Τ15的两端的电压而输出控制信号ctl5和ct45，并且响应于晶体管Τ25的两端的电压而输出控制信号ct25和ct35。如果晶体管T15的两端的电压小于第一参考值，则控制单元145可将控制信号ctl5和ct45的状态从相对低的电平改为相对高的电平，如果晶体管T15的两端的电压大于第二参考值，则控制单元145可将将控制信号ctl5和ct45的状态从相对高的电平改为相对低的电平。如果晶体管T25的两端的电压小于第三参考值，则控制单元145可将控制信号ct25和ct35的状态从相对低的电平改为相对高的电平，如果晶体管T25的两端的电压大于第四参考值，则控制单元145可将控制信号ct25和ct35的状态从相对高的电平改为相对低的电平。
[0211]桥电路1252的操作和特性可与以上参照图9描述的桥电路的操作和特性相似。
[0212]在接收模式下，整流后的电压可通过桥电路1252的操作而输出到节点N35。节点N55的电压可通过与降压转换器类似地操作的双向DC-DC转换器1251保持为充电电压。电力单元25的电池B5可利用节点N55的充电电压进行充电。
[0213]图22是包括无线电力发送和接收装置16的设备1-6的示例的示意图。设备1-6包括无线电力发送和接收装置16和电力单元26。无线电力发送和接收装置16包括发送和接收单元116、转换和整流单元126和控制单元146。也就是说，在图22中，转换和整流单元126的桥电路1262可对接收的电力进行整流并产生充电电力，并且由向外部供应的电力产生交流电。
[0214]发送和接收单元116可接收无线地发送的电力并且可无线地发送电力。发送和接收单元116包括发送和接收线圈L6、开关S36、电容器C16和电容器C26。
[0215]发送和接收线圈L6可包括:公共端子TC6，在接收模式(接收无线地发送的电力)和发送模式(无线地发送电力)下连接到转换和整流单元126;接收端子TR6，在接收模式下连接到转换和整流单元126;发送端子TT6，在发送模式下连接到转换和整流单元126，并且设置在接收端子TR6与公共端子TC6之间。发送端子TT6可以为设置在发送和接收线圈L6的两个端部之间的连接端子。发送和接收线圈L6的位于公共端子TC6与接收端子TR6之间的匝数可以为例如12至15。公共端子TC6与发送端子TT6之间的匝数可以为10，但不限于此。
[0216]开关S36可根据控制单元146的控制在接收模式下连接接收端子TR6和电容器C16的一端，并且可在发送模式下连接发送端子TT6和电容器C16的一端。
[0217]电容器C16可连接在开关S36与节点N16之间。电容器C26可连接在节点N16与公共端子TC6之间。在接收模式下，发送和接收线圈L6的位于公共端子TC6与接收端子TR6之间的部分和电容器C16(或电容器C16和电容器C26)可形成谐振回路。在发送模式下，发送和接收线圈L6的位于公共端子TC6与发送端子TT6之间的部分和电容器C16可形成谐振回路。电容器C26的操作和特性可与图7中的电容器C21的操作和特性相似。
[0218]转换和整流单元126可连接到节点N16和公共端子TC6，可根据控制单元146的控制在接收模式下对节点N16与公共端子TC6之间的电压进行整流以输出充电电压，并且可在发送模式下将交流电压施加到节点N16与公共端子TC6之间。转换和整流单元126包括桥电路1262、平滑电容器SC16、开关ST46和稳压器1261。开关ST46可与稳压器1261并联连接。
[0219]桥电路1262可根据控制单元146的控制在接收模式下对节点N16与公共端子TC6之间的电压进行整流以将整流后的电压输出到节点N36，并且可在发送模式下通过利用节点N36的电压将交流电压输出到节点N16和公共端子TC6。桥电路1262包括:晶体管T16，连接在节点N16与节点N36之间；晶体管T26，连接在节点N16与地之间；晶体管T36，连接在节点N36与公共端子TC6之间；晶体管T46，连接在公共端子TC6与地之间。桥电路1262中包括的晶体管T16、T26、T36和T46中的每个晶体管可以为包括寄生二极管的场效应晶体管，但不限于此。
[0220]平滑电容器SC16可连接在节点Ν36与地之间，并且可使节点Ν36的电压(S卩，整流后的电压)平稳。
[0221]稳压器1261可在接收模式下接收节点Ν36的电压(S卩，整流后的电压)，并且无论整流后的电压或负载如何变化，都可输出具有恒定值的充电电压。稳压器1261中可包括低压差线性(LDO)稳压器等。
[0222]开关S36可根据控制单元146的控制在接收模式下断开且在发送模式下接通。因此，节点Ν56的电压(由电力单元26供应的电力的电压)可在发送模式下被发送到节点Ν36。
[0223]控制单元146和电力单元26的操作和特性可分别与以上参照图7中的控制单元141和电力单元21描述的操作和特性相似。
[0224]图23是示出图22中的无线电力发送和接收装置16在发送模式下的操作的示例的时序图。在图23中，cs36表示施加到开关S36的开关控制信号，cs46表示施加到晶体管ST46的控制信号，ctl6表示施加到晶体管T16的控制信号，ct26表示施加到晶体管T26的控制信号，ct36表示施加到晶体管T36的控制信号，ct46表示施加到晶体管T46的控制信号，V_N36表示节点N36的电压，v_TT6表示发送和接收线圈L6的发送端子TT6与公共端子TC6之间的电压。
[0225]现在将参照图22和图23描述无线电力发送和接收装置16在发送模式下的操作。
[0226]为了使无线电力发送和接收装置16在发送模式(无线地发送电力)下运行，控制单元146可输出处于相对低的电平的开关控制信号cs36和处于相对高的电平的开关控制信号cs46。因此，开关S36可连接发送和接收线圈L6的电容器C16的一端和发送和接收端子ΤΤ6。也就是说，在发送模式下，发送和接收线圈L6的发送端子TT6和公共端子TC6可电连接到转换和整流单元126。晶体管ST46可导通。因此，在发送模式下，节点N36的电压V_N36可与电力单元126的电池B6的输出电压相同。节点N36的电压V_N36也可与由无线电力接收装置(接收从无线电力发送和接收装置16发送的电力)输出的充电电力的电压相同。
[0227]控制单元146可输出用于控制转换和整流单元126的桥电路1262的控制信号ctl6、ct26、ct36和ct46。通过参照图8和图20的描述，控制单元146的操作、转换和整流单元126的桥电路1262根据控制单元146的操作的操作以及根据桥电路1262通过发送和接收线圈L6的位于发送端子TT6与公共端子TC6之间的部分发送电力的操作将是容易理解的。
[0228]图24是示出图22中的无线电力发送和接收装置16在接收模式下的操作的示例的时序图。在图24中，cs36表示施加到开关S36的开关控制信号，cs46表示施加到晶体管ST46的控制信号，ctl6表示施加到晶体管T16的控制信号，ct26表示施加到晶体管T26的控制信号，ct36表示施加到晶体管T36的控制信号，ct46表示施加到晶体管T46的控制信号，i_N16表示从发送和接收单元116通过节点N16流动到转换和整流单元126的电流。
[0229]现在将参照图22和图24描述无线电力发送和接收装置16在接收模式下的操作。
[0230]为了使无线电力发送和接收装置16在接收模式(接收无线地发送的电力)下运行，控制单元146可输出处于相对高的电平的开关控制信号cs36和处于相对低的电平的开关控制信号cs46。因此，开关S36可连接发送和接收线圈L6的电容器C16的一端和接收端子TR6。也就是说，在接收模式下，发送和接收线圈L6的接收端子TR6和公共端子TC6可电连接到转换和整流单元126。晶体管ST46可截止。因此，在接收模式下，节点N56的电压可通过电压调节器1261的操作来确定。
[0231]在接收模式下控制单元146、转换和整理单元126的桥电路1262、通过发送和接收线圈L6的接收端子TR6和公共端子TC6的电力的接收以及电压调节器1261的操作和特性可与以上参照图9和图21描述的相似。
[0232]图25是示出操作无线电力发送和接收装置的方法的示例的流程图。可分别通过图6的控制单元140、图7的控制单元141、图10的控制单元142、图13的控制单元143、图16的控制单元144、图19的控制单元145或图22的控制单元146来执行图25的操作。
[0233]控制单元可确定是否设置了发送模式(步骤S110)。例如，在用户将无线电力发送和接收装置设置为发送模式的情况下，可将信号传输到控制单元的输入端。控制单元可基于输入端的信号确定无线电力发送和接收装置的模式是否被设置为发送模式。
[0234]接着，如果确定无线电力发送和接收装置的模式被设置为发送模式，则控制单元可以按照使无线电力发送和接收装置以发送模式操作的方式输出控制信号(S120)。控制单元可输出如图8、图11、图14、图17、图20或图23所示的控制信号，从而控制无线电力发送和接收装置以发送模式进行操作。
[0235]在步骤S120中，控制单元可控制无线电力发送和接收装置以发送模式进行操作，同时控制无线电力发送和接收装置周期性地以接收模式进行操作。在这种情况下，在将无线电力发送至另一设备时，无线电力发送和接收装置可从外部无线电力发送装置接收供应的无线电力。在这种情况下，控制单元可基于包括无线电力接收装置的设备的电力单元的电压和/或包括无线电力发送和接收装置的设备的电力单元的电压来确定接收和发送电力的时间。
[0236]如果确定无线电力发送和接收装置的模式未被设置为发送模式，则控制单元可以按照使无线电力发送和接收装置以接收模式进行操作的方式输出控制信号(S130)。控制单元可输出如图9、图12、图15、图18、图21或图24所示的控制信号，从而控制无线电力发送和接收装置以接收模式进行操作。
[0237]图26是示出操作无线电力发送和接收装置的方法的示例的流程图。可分别通过图6的控制单元140、图7的控制单元141、图10的控制单元142、图13的控制单元143、图16的控制单元144、图19的控制单元145或图22的控制单元146来执行图26的操作。
[0238]控制单元可控制无线电力发送和接收装置以发送模式进行操作(步骤S210)。
[0239]接着，控制单元可确定是否存在无线电力接收装置(S220)。在步骤S220中，控制单元可通过利用无线电力发送和接收装置的发送和接收线圈或单独的线圈(或天线)等输出信号然后检测发送和接收线圈的阻抗变化或确定是否接收了与预定信号等有关的响应信号来确定是否存在无线电力接收装置。
[0240]根据在步骤S220中确定的结果，如果确定存在无线电力接收装置，则控制单元可控制无线电力发送和接收装置以发送模式进行操作并无线地发送电力(步骤S230)。控制单元可输出如图8、图11、图14、图17、图20或图23所示的控制信号，从而控制无线电力发送和接收装置以发送模式进行操作并无线地发送电力。
[0241]根据在步骤S220中确定的结果，如果确定不存在无线电力接收装置，则控制单元控制无线电力发送和接收装置以接收模式进行操作(步骤S240)。
[0242]接着，控制单元可确定接收的电力是否大于参考值(步骤S250)。控制单元可基于发送和接收线圈的两端的电压的大小或整流电压的大小来确定接收的电力是否大于参考值。
[0243]根据在步骤S250中确定的结果，如果确定接收的电力大于参考值，则控制单元可控制无线电力发送和接收装置以接收模式进行操作并接收电力(S260)。控制单元可输出如图9、图12、图15、图18、图21或图24所示的控制信号，从而控制无线电力发送和接收装置以接收模式进行操作并接收电力。
[0244]根据在步骤S250中确定的结果，如果确定接收的电力小于参考值，则控制单元可结束操作。
[0245]控制单元可周期性地重复图26的步骤S210至步骤S250。
[0246]如以上阐述的，无线电力发送和接收装置以及包括无线电力发送和接收装置的设备可不受地点限制地使用无线电力传输技术。此外，可发送无线电力并可接收无线电力的装置和/或设备可以是便宜且容易实现的。
[0247]通过硬件组件实现示出在例如图1、图5至图7、图10、图13、图16、图19和图22中的执行在此关于图1、图5至图7、图10、图13、图16、图19和图22所描述的操作的设备、单元、模块、装置和其它组件。硬件组件的示例包括控制器、传感器、发生器、驱动器和本领域普通技术人员知晓的任何其它电子组件。在一个示例中，通过一个或更多个处理器或计算机来实现硬件组件。通过一个或更多个处理元件(诸如逻辑门阵列、控制器和算术逻辑单元、数字信号处理器、微型计算机、可编程逻辑控制器、现场可编程门阵列、可编程逻辑阵列、微处理器或本领域普通技术人员知晓的能够以限定的方式响应于并执行指令从而获得预期结果的装置的组合或任何其它装置)实现处理器或计算机。在一个示例中，处理器或计算机包括(或连接到)一个或更多个存储了通过处理器或计算机执行的指令或软件的存储器。通过处理器或计算机实现的硬件组件执行诸如操作系统(OS)和在OS上运行的一个或更多个软件应用的指令或软件以执行在此关于图1、图5至图7、图10、图13、图16、图19和图22描述的操作。硬件组件还响应于指令或软件的执行来存取、操作、处理、创建和存储数据。为简单起见，单数的术语“处理器”或“计算机”可用于描述这里所描述的示例，但在另外的示例中，使用了多个处理器或计算机，或者处理器或计算机包括多个处理元件或多种形式的处理元件，或者包括二者。在一个示例中，硬件组件包括多处理器，在另一示例中，硬件组件包括处理器和控制器。硬件组件具有任意一个或更多个不同的处理配置，其示例包括单个处理器、独立处理器、并行处理器、单指令单数据(SISD)多重处理、单指令多数据(SMD)多重处理、多指令单数据(MISD)多重处理和多指令多数据(MHffi)多重处理。
[0248]通过如上所述的执行指令或软件的处理器或计算机执行在图25和图26中描述的执行在此关于图25和图26描述的操作的方法，以执行在此所描述的操作。
[0249]为了单独或集体地指示或配置处理器或计算机作为机用计算机或专用计算机进行操作来执行如上所述的通过硬件组件和所述方法执行的操作，用于控制处理器或计算机以实现硬件组件以及执行在如上所述方法的指令或操作被写为计算机程序、代码段、指令或其任意组合。在一个示例中，指令或软件包括通过处理器或计算机直接执行的机器代码，诸如由编译器产生的机器代码。在另一示例中，指令或软件包括使用解释器通过处理器或计算机执行的高级别代码。本领域的普通程序员在理解本说明书之后，基于公开了执行通过如上所述的硬件组件和方法执行的操作的算法的附图中的框图和流程图以及说明书中的相应的描述，可容易地编写指令或软件。
[0250]用于控制处理器或计算机以实现如上描述的硬件组件并执行如上描述的方法的指令或软件以及任何相关联的数据、数据文件和数据结构被记录、存储或固定在一个或更多个非暂时性计算机可读存储介质之中或之上。非暂时性计算机可读存储介质的示例包括只读存储器(ROM )、随机存取存储器(RAM )、闪存、CD-ROM、CD-R、CD+R、CD-RW、CD+RW、DVD-ROM 、DVD-R、DVD+R、DVD-Rff、DVD+Rff、DVD-RAM、BD-ROM、BD-R、BD-R LTH、BD-RE、磁带、软盘、磁光数据存储装置、光学数据存储装置、硬盘、固态盘和本领域普通技术人员已知的能够以非暂时性方式存储指令或软件以及任何相关联的数据、数据文件和数据结构并能够将指令或软件以及任何相关联的数据、数据文件和数据结构提供到处理器或计算机以使处理器或计算机能执行指令的任何装置。在一个示例中，指令或软件以及任何相关联的数据、数据文件和数据结构分布在连接互联网的计算机系统上，以便通过处理器或计算机以分布式方式存储、访问和执行指令和软件以及任何相关联的数据、数据文件和数据结构。
[0251]仅仅作为未详尽的示例，这里所描述的装置可以是诸如蜂窝电话、智能电话、可穿戴智能装置(例如，戒指、手表、眼镜、手镯、脚链、腰带、项链、耳环、头带、头盔或嵌入在衣服中的装置)、便携式个人计算机(PC)(例如，膝上型轻便电脑、笔记本、小型笔记本、上网本或超移动PC(UMPC)、平板卩以丨&131的))、平板手机、个人数字助理(？0八)、数码相机、便携式游戏控制器、MP3播放器、便携式/个人多媒体播放器(PMP)、掌上电子书、全球定位系统(GPS)导航装置或传感器的移动装置、或者诸如台式PC、高清电视(HDTV)、DVD播放器、蓝光播放器、机顶盒或家用电器的固定装置、或者能够无线或互连网通信的任何其它移动或固定装置。在一个示例中，可穿戴装置是被设计为可直接地安装在用户的身体上的装置，例如，眼镜或手镯。在另一示例中，可穿戴装置是使用结合装置而安装在用户的身体上的装置，例如，使用臂带结合到用户的手臂或者使用挂绳挂在用户的颈部的智能电话或平板。
[0252]虽然本公开包含特定的示例，但是对于本领域普通技术人员将清楚的是，在没有脱离权利要求和它们的等同物的精神和范围的情况下，可以在形式上和细节上对这些示例做各种变化。这里所描述的示例将仅被理解为描述性含义，而非出于限制的目的。在每个示例中的特征或方面的描述将被认为是可适用于其它示例中的相似特征或方面。如果以不同的顺序执行描述的技术，和/或如果以不同的方式组合描述的系统、构造、装置或者电路中的组件和/或用其它组件或者它们的等同物来替换或者补充描述的系统、构造、装置或者电路中的组件，则可以获得适当的结果。因此，本公开的范围不是由【具体实施方式】限定的，而是由权利要求和它们的等同物限定，并且在权利要求和它们的等同物的范围内的所有变型将被解释为包含于本公开中。
【主权项】
1.一种无线电力发送和接收装置，包括: 线圈，所述线圈包括: 第一部分，具有第一匝数并被构造为接收电力； 第二部分，具有与第一匝数不同的第二匝数并被构造为发送电力； 转换和整流单元，被构造为: 对通过线圈接收的电力进行整流； 将向外部供应的电力转换为交流电； 将交流电供应到线圈。2.根据权利要求1所述的无线电力发送和接收装置，其中，所述第一匝数大于第二匝数。3.根据权利要求1所述的无线电力发送和接收装置，其中: 所述转换和整流单元在通过线圈接收电力的接收模式下电连接到线圈的两个端部；所述转换和整流单元在通过线圈发送电力的发送模式下电连接到线圈的第一端和设置在线圈的所述两个端部之间的连接端子。4.根据权利要求1所述的无线电力发送和接收装置，其中，所述线圈包括: 第一端子，在通过线圈接收电力的接收模式下以及通过线圈发送电力的发送模式下电连接到转换和整流单元； 第二端子，在接收模式下电连接到转换和整流单元； 第三端子，在发送模式下电连接到转换和整流单元并设置在第一端子和第二端子之间。5.根据权利要求4所述的无线电力发送和接收装置，所述无线电力发送和接收装置还包括: 第一开关，电连接到第二端子，被构造为在接收模式下接通并在发送模式下断开； 第一电容器，电连接在第一开关与第一节点之间； 第二电容器，电连接在第一节点与第一端子之间； 第二开关，电连接到第三端子，并被构造为在接收模式下断开并在发送模式下接通； 第三电容器，电连接在第二开关与第二节点之间。6.根据权利要求5所述的无线电力发送和接收装置，其中，所述转换和整流单元包括: 整流单元，电连接在第一节点和第一端子之间，并被构造为在接收模式下对电压进行整流； 转换单元，电连接在第二节点和第一端子之间，被构造为在发送模式下将所述向外部供应的电力的电压转换为交流电压，并被构造为将交流电压输出到第二节点和第一端子。7.根据权利要求6所述的无线电力发送和接收装置，其中，所述转换单元包括: 第一发送晶体管，电连接在第三节点和第二节点之间，并被构造为周期性地导通或截止，其中，所述向外部供应的电力被供应到所述第三节点； 第二发送晶体管，电连接在第二节点和地之间，并被构造为与第一发送晶体管互补地导通或截止； 第三发送晶体管，电连接在第三节点和第一端子之间，并被构造为与第二发送晶体管同时导通或截止； 第四发送晶体管，电连接在第一端子与地之间，并被构造为与第一发送晶体管同时导通或截止。8.根据权利要求6所述的无线电力发送和接收装置，其中，所述整流单元包括: 第一接收晶体管，电连接在第四节点与第一节点之间，并被构造为如果从线圈向整流单元流动的电流的值大于第一值则导通，如果电流的值小于第二值则截止，其中，所述整流电压被供应到所述第四节点； 第二接收晶体管，电连接在第一节点和地之间，并被构造为如果从线圈向整流单元流动的电流的值小于第三值则导通，如果电流的值大于第四值则截止； 第三接收晶体管，电连接在第四节点与第一端子之间，并被构造为与第二接收晶体管同时导通或截止； 第四接收晶体管，电连接在第一端子和地之间，并被构造为与第一接收晶体管同时导通或截止。9.根据权利要求4所述的无线电力发送和接收装置，所述无线电力发送和接收装置还包括: 第一电容器，电连接到第一节点； 第二电容器，电连接在第一节点与第一端子之间； 开关，被构造为在接收模式下使第一电容器电连接到第二端子，在发送模式下使第一电容器电连接到第三端子。10.根据权利要求9所述的无线电力发送和接收装置，其中，所述转换和整流单元包括: 桥电路，电连接到第一节点和第一端子，并被构造为: 在接收模式下对第一节点和第一端子之间的电压进行整流并输出整流电压； 在发送模式下将所述向外部供应的电力的电压转换为交流电压并将交流电压输出到第一节点和第一端子； 稳压器，被构造为在接收模式下接收整流电压并输出充电电压； 开关装置，并联地电连接到稳压器，被构造为在发送模式下接通，并将所述向外部供应的电力发送到桥电路。11.根据权利要求10所述的无线电力发送和接收装置，其中，所述桥电路包括: 第一发送和接收晶体管，电连接在第二节点和第一节点之间，所述整流电压被构造为输出到所述第二节点； 第二发送和接收晶体管，电连接在第一节点和地之间； 第三发送和接收晶体管，电连接在第二节点和第一端子之间； 第四发送和接收晶体管，电连接在第一端子和地之间。12.根据权利要求11所述的无线电力发送和接收装置，其中: 在发送模式下: 第一发送和接收晶体管和第四发送和接收晶体管被构造为同时导通或截止； 第二发送和接收晶体管和第三发送和接收晶体管被构造为同时导通或截止； 第一发送和接收晶体管和第二发送和接收晶体管被构造为彼此互补地导通或截止， 在接收模式下: 第一发送和接收晶体管和第四发送和接收晶体管被构造为同时导通或截止； 第二发送和接收晶体管和第三发送和接收晶体管被构造为同时导通或截止； 第一发送和接收晶体管被构造为如果从线圈向转换和整流单元流动的电流的值大于第一值则导通，如果电流的值小于第二值则截止； 第二发送和接收晶体管被构造为如果从线圈向转换和整流单元流动的电流的值小于第三值则导通，如果电流的值大于第四值则截止。13.根据权利要求1所述的无线电力发送和接收装置，其中，所述第一匝数小于第二匝数。14.根据权利要求1所述的无线电力发送和接收装置，其中: 所述转换和整流单元在接收电力的接收模式下电连接到线圈的两个端部； 所述转换和整流单元被构造为在无线地发送电力的发送模式下使用通过升高所述向外部供应的电力而获得的升高了的电力将交流电供应到线圈的第一端和连接端子，所述连接端子设置在线圈的两个端部之间。15.—种设备，包括: 线圈，所述线圈包括: 第一部分，具有第一匝数，并被构造为接收电力； 第二部分，具有与第一匝数不同的第二匝数，并被构造为发送电力； 转换和整流单元，被构造为: 对通过线圈接收的电力进行整流； 将向外部供应电力转换为交流电； 将交流电提供到线圈； 电力单元，被构造为: 在通过线圈接收电力的接收模式下接收通过转换和整流单元输出的充电电力并存储电力； 在通过线圈发送电力的发送模式下将电力供应到转换和整流单元。16.根据权利要求15所述的设备，其中，所述第一匝数大于第二匝数。17.—种操作无线电力发送和接收装置的方法，所述方法包括: 确定是否存在电力接收装置； 基于是否存在电力接收装置来设置发送模式或接收模式； 输出控制信号，以便基于设置的模式在发送模式下或接收模式下操作无线电力发送和接收装置。18.根据权利要求17所述的方法，所述方法还包括: 在发送模式下，使用线圈将电力发送至电力接收装置。19.根据权利要求17所述的方法，所述方法还包括: 在接收模式下: 使用线圈接收电力； 确定接收的电力的值是大于一个值还是小于所述一个值； 如果接收的电力小于所述一个值则结束接收模式。20.根据权利要求17所述的方法，所述方法还包括: 对在接收模式下通过线圈接收的电力进行整流；在发送模式下将向外部供应的电力转换为交流电并将交流电供应到线圈。
【文档编号】H02J50/10GK106059097SQ201610217466
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年4月8日 公开号201610217466.6, CN 106059097 A, CN 106059097A, CN 201610217466, CN-A-106059097, CN106059097 A, CN106059097A, CN201610217466, CN201610217466.6
【发明人】赵相镐
【申请人】三星电机株式会社