CN103296783A - 无线电力传输器和接收器、及无线地接收电力的方法 - Google Patents
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Abstract
公开了无线电力传输器和接收器、以及无线地接收电力的方法。无线电力接收器包括:接收单元,该接收单元使用谐振从无线电力传输器接收电力;和整流单元,该整流单元整流从接收单元接收到的电力,以将电力供应到负载侧。整流单元改变无线电力接收器的输出阻抗,以便改变无线电力传输器的输入电流。
Description
技术领域
本公开涉及无线电力传输器、无线电力接收器、以及无线地接收电力的方法。
背景技术
无线电力传输或者无线能量传递指的是向所期望的装置无线地传递电能的技术。在19世纪,已经广泛地使用了采用电磁感应原理的电动机或者变压器,并且然后已经提出了用于通过辐射电磁波,诸如无线电波或者激光,而传输电能的方法。实际上,在日常生活中频繁使用的电动牙刷或者电动剃刀是基于电磁感应原理而被充电的。直至现在,使用磁感应、谐振(resonance)和短波长射频的长距离传输已经被用作无线能量传递方案。
直到现在,除了电磁感应之外,无线能量传输方案包括基于谐振或者短波射频的远程通信技术。
近来,在无线电力传输技术当中,已经广泛地使用了采用谐振的能量传输方案。
在采用谐振的无线电力传输系统中,因为通过线圈无线地传递在无线电力传输器和无线电力接收器之间产生的电信号,所以使用者可以容易地对于诸如便携式装置的电器进行充电。
另外,无线电力传输器可以接收无线电力接收器的状态的信息以传输电力。如果无线电力接收器包括另外的通信信道或者另外的通信单元以便于将数据传输到无线电力传输器,则需要高的成本。因此,无线电力接收器主要采用负载调制(load modulation)方案以传输数据。根据负载调制方案,无线电力接收器通过改变无线电力接收器的负载(阻抗)来识别无线电力传输器的输入阻抗的变化。
然而,传统的负载调制方案限于磁感应型无线电力传输系统。
发明内容
本公开提供一种无线电力传输器、无线电力接收器、以及接收电力的方法,该无线电力传输器基于谐振,能够通过检测输入电流来识别无线电力接收器的信息。
本公开提供一种无线电力传输器、无线电力接收器、以及接收电力的方法,该无线电力传输器基于谐振,能够通过检测从电源输出的输入电流并且与检测到的输入电流比较来识别无线电力接收器的信息。
根据实施例,提供一种无线电力接收器,该无线电力接收器从无线电力传输器无线地接收电力。无线电力接收器包括:接收单元,该接收单元使用谐振从无线电力传输器接收电力;和整流单元,该整流单元整流从接收单元接收到的电力,以将该电力供应到负载侧。整流单元改变无线电力接收器的输出阻抗,以便改变无线电力传输器的输入电流。
根据另一实施例,提供一种无线电力传输器,该无线电力传输器将电力无线地传输到无线电力接收器。无线电力传输器包括:传输单元,该传输单元使用谐振将从电源供应的电力传输到无线电力接收器;和检测单元,该检测单元检测无线电力传输器的输入电流,以通过使用检测到的输入电流来检测无线电力接收器的输出阻抗的变化。
根据又一实施例,提供一种无线电力接收器接收电力的方法,该无线电力接收器用于从无线电力传输器无线地接收电力。该方法包括:确定要被传输到无线电力传输器的无线电力接收器的状态信息;根据确定的状态信息改变无线电力接收器的输出阻抗;以及根据改变的输出阻抗从无线电力传输器接收改变的电力。
如上所述,根据实施例,通过无线电力传输器的输入电流检测无线电力接收器的输出阻抗的变化,以检测无线电力接收器的信息,使得能够有效地传输电力。
根据实施例,无线电力接收器通过改变输出阻抗而将无线电力接收器的状态信息传输到无线电力传输器,使得无线电力接收器能够接收适合于其状态信息的电力。
同时,下面在实施例的描述中将会直接地以及隐含地描述任何其它各种效果。
附图说明
图1是示出根据实施例的无线电力传输系统的电路图;
图2是示出根据一个实施例的整流单元的结构的视图;
图3是示出根据一个实施例的整流单元320的开关的断开(open)状态的视图;
图4是示出根据一个实施例的整流单元320的开关的短接(short)状态的视图;
图5是示出根据一个实施例的无线电力传输器的电力传输的流程图;以及
图6是示出根据一个实施例的通过无线电力接收器接收电力的方法的流程图。
具体实施方式
在下文中,将会参考附图描述实施例,使得本领域的技术人员能够容易地实现实施例。
图1是示出根据实施例的谐振型无线电力传输系统1000的电路图。
参考图1,无线电力传输系统1000可以包括电源100、无线电力传输器200、无线电力接收器300以及负载侧400。
无线电力传输器200可以包括传输单元210、检测单元220、状态信息确定单元230以及电力控制单元240。
传输单元210可以包括传输感应线圈单元211和传输谐振线圈单元212。
从电源100产生的电力可以被传输到无线电力传输器200,并且通过谐振被传输到与无线电力传输器200进行谐振的无线电力接收器300。通过整流单元320将通过无线电力接收器300接收到的电力传递到负载侧400。负载侧400可以是预定的可充电电池或者需要电力的其它装置。根据实施例,负载侧400的负载电阻器被标注为参考标记RL。根据实施例,负载侧400可以被包括在无线电力接收器300中。
电源100是用于供应具有预定频率的AC电力的AC电源。
传输单元210可以包括传输感应线圈单元211和传输谐振线圈单元212。
传输感应线圈单元211被连接到电源100,并且通过从电源100接收到的电力,AC电流流过它。当AC电流流过传输感应线圈单元211时,通过电磁感应AC电流被感应到与传输感应线圈单元211物理地隔开的传输谐振线圈单元212,使得AC电流流过传输谐振线圈单元212。使用谐振将传输谐振线圈单元212接收到的电力传输到无线电力接收器300,该无线电力接收器300与无线电力传输器200形成谐振电路。
可以使用谐振在彼此阻抗匹配的两个LC电路之间传输电力。当与通过电磁感应传输的电力相比较时,能够以更高的效率将通过谐振传输的电力传输得更远。
传输感应线圈单元211包括传输感应线圈L1和电容器C1。在这样的情况下,电容器C1的电容是被调节的值使得电容器C1以谐振频率ω进行谐振。
电容器C1的一端被连接到电源100的一端,并且电容器C1的另一端被连接到传输感应线圈L1的一端。传输感应线圈L1的另一端被连接到电源100的另一端。
传输谐振线圈单元212包括传输谐振线圈L2、电容器C2、以及电阻器R2。传输谐振线圈L2包括连接到电容器C2的一端的一端和连接到电阻器R2的一端的另一端。电阻器R2的另一端被连接到电容器C2的另一端。电阻器R的电阻表示在传输谐振线圈L2中损耗的电量。在这样的情况下,电容器C2的电容是被调节的值使得电容器C2以谐振频率ω进行谐振。
检测单元220可以测量第一输入阻抗Z1。根据一个实施例,当从电源100朝着无线电力传输器200看时获得第一输入阻抗Z1。
根据实施例,检测单元220可以通过检测输入到无线电力传输器200的电流来检测第一输入阻抗Z1。详细地,假定输入到无线电力传输器200的电压是恒定的,则在检测输入到无线电力传输器200的电流之后,检测单元220可以通过被用于得到阻抗的等式Z=V/I来检测第一输入阻抗Z1。
检测单元220可以检测被输入到无线电力传输器200的平均电流,并且平均输入电流指的是在一个周期期间被输入到无线电力传输器200的电流的平均值。可以通过稍后将会描述的无线电力接收器300的整流单元320来改变平均输入电流。
检测单元220可以通过使用测量的平均输入电流来检测无线电力接收器300的输出阻抗的变化。
状态信息确定单元230基于输出阻抗的变化来确定无线电力接收器300的状态信息。根据一个实施例,无线电力接收器300的状态信息可以包括在无线电力接收器300中当前充电量的信息或者与在无线电力接收器300中充电量的变化相对应的电量的信息。根据一个实施例,无线电力接收器300的状态信息可以包括电力充电完成信息,该电力充电完成信息表示无线电力接收器300经完全地充电。
电力控制单元240根据无线电力接收器300的状态信息来控制要被传输到无线电力接收器300的电力。
电力控制单元240控制电源100,因此能够控制要被传输到无线电力传输器200的电力。因此,能够控制要被传输到无线电力接收器300的电力。
因此,检测电源100所输出的平均输入电流的过程可以指的是无线电力传输器200确定无线电力接收器300的状态的过程。换言之,无线电力接收器300将其状态信息传输到无线电力传输器200,并且无线电力传输器200能够通过使用无线电力接收器300的状态信息来将所期待的电力传输到无线电力接收器300。
无线电力传输器200基于从电源100输出的平均输入电流来检测在无线电力接收器300中当前充电量的信息,以传输与上述信息相对应的电力。
无线电力接收器300可以包括接收单元310和整流单元320。
无线电力接收器300可以被嵌入在诸如蜂窝电话、鼠标、膝上型计算机、以及MP3播放器的电子设备中。
接收单元310包括接收谐振线圈单元311和接收感应线圈单元312。
接收谐振线圈单元311包括接收谐振线圈L3、电容器C3、以及电阻器R3。接收谐振线圈L3包括连接到电容器C3的一端的一端和连接到电阻器R3的一端的另一端。电阻器R3的另一端连接到电容器C2的另一端。电阻器R3的电阻表示在接收谐振线圈L3中损耗的电量。在这样的情况下,通过控制器330调节电容器C3的电容,使得电容器C3以谐振频率ω进行谐振。
接收感应线圈单元312可以包括接收感应线圈L4和电容器C4。接收感应线圈L4的一端连接到电容器C4的一端,并且接收感应线圈L4的另一端连接到整流单元320的另一端。电容器C4的另一端连接到整流单元320的一端。通过控制器330调节电容器C4的电容,使得电容器C4以谐振频率ω进行谐振。
接收谐振线圈单元311在谐振频率下保持与传输谐振线圈单元212的谐振状态。换言之,接收谐振线圈单元311与传输谐振线圈单元212耦合,使得AC电流流过接收谐振线圈单元311,并且无线电力接收器300可以以非辐射(non-radiative)方案从无线电力传输器200接收电力。
接收感应线圈单元312通过电磁感应从接收谐振线圈单元311接收电力,并且在通过整流电路320整流电力之后将接收感应线圈单元312接收到的电力传输到负载侧400。
整流单元320从接收感应线圈单元312接收AC电力,并且整流接收到的AC电力,使得AC电力被转换成DC电力。
整流单元320可以改变输出阻抗ZL,当从接收感应线圈单元312朝着负载侧400看时获得该输出阻抗ZL。根据一个实施例,输出阻抗ZL可以指的是当从接收感应线圈单元312朝着整流单元320看时获得的阻抗。
整流单元320通过开关SW的断开或者短接来改变输出阻抗ZL,使得能够改变第一输入阻抗Z1。在下文中,将会描述根据由整流单元320改变的第一输入阻抗Z1的、电源100所输出的平均输入电流的变化。
第三输入阻抗Z3可以指的是当从接收谐振线圈L3看负载侧400时所测量的阻抗,并且可以通过等式1来表达:
等式1
在这样的情况下,ω表示当传输谐振线圈L2与接收谐振线圈L3谐振时的谐振频率,并且M3表示接收谐振线圈L3与接收感应线圈L4之间的互感(mutual inductance)。此外,ZL表示输出阻抗。
等式1是基于频域的等式,并且甚至下述等式也是基于频域来表达。
第二输入阻抗Z2意指当从无线电力传输器200看无线电力接收器300时所测量的阻抗,并且可以被表达为等式2:
等式2
在这样的情况下,M2表示传输谐振线圈L2和接收谐振线圈L3之间的互感,并且C3表示当接收谐振线圈单元311被变换成等效电路时表达的电容器。另外,电阻器R3的电阻表示在接收谐振线圈L3中损耗的电量。
虽然电容器C3和泄漏电阻器R3可以具有固定的值,但互感M2可以随着传输谐振线圈L2和接收谐振线圈L3之间的耦合系数K2而变化。
耦合系数K2表示传输谐振线圈L2和接收谐振线圈L3之间的电磁耦合的程度,并且可以按照无线电力系统1000中的无线电力传输器200和无线电力接收器300之间的距离、方向以及位置中的至少一个而变化。
第一输入阻抗Z1是当从电源100看无线电力传输器200时所测量的阻抗,并且可以被表达为等式3:
等式3
在这样的情况下,M1表示传输感应线圈L1和传输谐振线圈L2之间的互感。
假定R1和R2在等式1至3中具有非常小的值,R1和R2可以变成“0”(零)。另外,如果确定谐振频率ω使得在谐振频率ω出现传输感应线圈L1和电容器C1之间、传输谐振线圈L2和电容器C2之间、接收谐振线圈L3和电容器C3之间的谐振,则第一输入阻抗Z1可以被表达为等式4。
等式4
此外,如果表示互感和耦合系数之间的关系的下述等式5至等式7被应用于等式4,则等式4可以被表达为等式8。
等式5
在这样的情况下,耦合系数K1指的是传输感应线圈L1和传输谐振线圈L2之间的电磁耦合的程度,并且M1指的是在传输感应线圈L1和传输谐振线圈L2之间的互感。
等式6
在等式6中,耦合系数K2指的是传输谐振线圈L2和接收谐振线圈L3之间的电磁耦合的程度,并且M2指的是传输谐振线圈L2和接收谐振线圈L3之间的互感。
等式7
在等式7中,耦合系数K3指的是接收谐振线圈L3和接收感应线圈L4之间的电磁耦合的程度,并且M3指的是接收谐振线圈L3和接收感应线圈L4之间的互感。
等式8
结果,关于等式8,随着输出阻抗ZL被改变,第一输入阻抗Z1可以被改变。因为从电源100输出的输入电流可以被表达为输入电压与第一输入阻抗Z1的比率,所以随着第一输入阻抗Z1被改变,输入电流可以被改变。将会参考图2至图4更加详细地描述其详情。
控制器330可以通过将控制信号施加给整流单元320来控制整流单元320。控制信号可以被用于断开或者短接开关SW。
在下文中,将会参考图2至图3描述根据开关SW的断开或者短接的输出阻抗ZL和第一输入阻抗Z1的变化。在这样的情况下,通过第一输入阻抗Z1的变化来执行负载调制。
图2是示出根据一个实施例的整流单元320的结构的视图。
参考图2,整流单元320包括桥式二极管(bridge diode)321和开关322。
整流单元320可以将从接收单元310接收的AC电力整流成DC电力以被传输到负载侧400。
桥式二极管321具有四个二极管彼此连接的结构。桥式二极管321将要被传输到负载侧400的AC电流整流成DC电流,使得DC电流可以被传输到负载侧400。
取决于控制器330的控制信号,开关322被断开或者短接,以改变要被传输到负载侧400的电流的流动。
在下文中,将会描述在开关322的断开状态或者短接状态中根据输出阻抗Z1的变化的第一输入阻抗Z1的变化。
图3是示出根据一个实施例的整流单元320的开关322的断开状态的视图。
参考图3,如果通过控制器330的控制信号断开开关322,则整流单元320可以被表达为在图3中示出的电路。
如果开关322被断开,则输出阻抗ZL可以被表达为等式9。换言之,如果开关322被断开,则桥式二极管321可以改变从接收单元310输入到桥式二极管321的电流的流动。详细地,如果开关322被断开,则电流沿着在图3中示出的箭头而流动。
在这样的情况下,输出阻抗ZL可以被表达为等式9。
等式9
ZL=RL
通过将等式9替代成等式8,第一输入阻抗Z1可以表达为等式10。
等式10
图4是示出根据一个实施例的整流单元320的开关322的短接状态的视图。
参考图4,如果通过控制器330的控制信号短接开关322,则整流单元320可以表达为在图4中示出的电路。
如果开关322被短接,则电流可以沿着在图4中示出的箭头流动,并且输出阻抗ZL可以表达为等式11。
等式11
ZL=0
换言之,在开关322被短接的一个周期期间,输出阻抗ZL可以被表达为等式11。另外,在开关322被断开的一个周期期间,输出阻抗ZL可以被表达为等式9。换言之,如果开关322被短接,则桥式二极管321改变从接收单元310输入到桥式二极管321的电流的流动,使得在一个周期期间的输出阻抗ZL可以被表达为等式11。如果开关322被断开,则桥式二极管321改变从接收单元310输入的电流的流动,使得在另一周期期间的输出阻抗ZL可以被表达为等式9。
因此,在开关322被断开的一个周期期间,第一输入阻抗ZL可以被表达为等式10。在开关322被短接的另一周期期间,第一输入阻抗Z1可以被表达为等式12。
等式12
第一输入阻抗Z1可以被获得作为从电源100输出的输入电压与输入电流的比率。随着如上所述断开或者短接开关322,第一输入阻抗Z1变化。随着第一输入阻抗Z1变化,从电源100输出的输入电流变化。在这样的情况下,假定预先已知从电源100输出的输入电压,则检测单元200可以通过测量被输入到无线电力传输器200的输入电流来检测无线电力传输器200的第一输入阻抗Z1。详细地,检测单元220可以以周期的单位来测量被输入到无线电力传输器200的输入电流,并且基于测量的输入电流来检测第一输入阻抗Z1。
检测单元220可以基于第一输入阻抗Z1来检测无线电力接收器300的输出阻抗的变化。
因此,通过在一个周期期间与从电源100输出的平均输入电流或第一输入阻抗Z1进行比较,能够识别开关322的断开状态或者短接状态。因此,无线电力传输器200可以检测无线电力接收器300的状态,以根据检测到的无线电力接收器的状态来传输所期待的电力。
例如,当无线电力接收器300将数字数据1传输到无线电力传输器200时,控制器330可以短接开关322。另外,当无线电力接收器300传输数字数据0时,控制器330可以断开开关322。自然地,上面的描述仅是用于示例性目的。换言之,当无线电力接收器300将数字数据1传输到无线电力传输器200时,控制器330可以断开开关322。另外,当无线电力接收器330传输数字数据0时,控制器330可以短接开关322。
检测单元220可以通过无线电力传输器200的平均输入电流或者第一输入阻抗Z1的检测和比较来检查开关322的短接状态或者断开状态,使得能够接收到无线电力接收器300的状态信息。
因此,无线电力传输器200能够通过接收无线电力接收器300的状态信息来传输所期待的电力。
例如,当无线电力接收器300将表示无线电力接收器300经完全充电的电力充电完成信息传输到无线电力传输器200时,无线电力接收器300执行与电力充电完成信息相对应的切换操作,并且无线电力传输器200检测平均输入电流或者第一输入阻抗Z1,以接收无线电力接收器300的电力充电完成信息。无线电力传输器200根据接收到的电力充电完成信息来控制电源100,以停止到无线电力接收器300的电力传输。
图5是示出根据一个实施例的无线电力传输器的电力传输的流程图。
在下文中,将会参考图1至图4描述根据一个实施例的无线电力传输器的电力传输。
首先,无线电力传输器200的检测单元220检测随着无线电力接收器300的输出阻抗被改变而改变的无线电力传输器200的输入电流(步骤S101)。输入电流可以从电源100输出,并且然后被输入到无线电力传输器200。检测单元220可以检测一个周期期间的输入电流。一个周期可以是无线电力接收器300的开关322保持短接状态或者断开状态的时间。
换言之,无线电力接收器300的整流单元320可以改变输出阻抗ZL。因此,无线电力传输器200的输入电流可以改变。详细地,控制器330可以通过将控制信号传输到整流单元320的开关322来改变输出阻抗ZL。换言之,无线电力接收器300可以改变输出阻抗ZL以便于将其状态信息传输到无线电力传输器200。控制信号可以是断开或者短接开关322的信号。在上面已经参考图1至图4描述了改变输出阻抗ZL的过程。
根据一个实施例,输出阻抗ZL可以是当从接收单元310向整流单元320看时所测量的阻抗。
其后,无线电力传输器200的检测单元220基于由检测单元220检测到的输入电流来检测无线电力传输器200的输入阻抗(步骤S103)。假定无线电力传输器200的输入电压是恒定的,则检测单元220可以基于输入电流来检测无线电力传输器200的输入阻抗,该输入电流是通过与阻抗有关的等式,Z=V/I来检测的。无线电力传输器200的输入阻抗是参考图1至图4描述的第一输入阻抗。
无线电力传输器200的检测单元220可以通过使用检测到的无线电力传输器200的输入阻抗来检查无线电力接收器300的输出阻抗的变化(步骤S105)。根据一个实施例,检测单元220可以通过将在一个当前周期期间的输入阻抗与在一个先前周期期间检测到的输入阻抗进行比较,来识别输出阻抗的变化。换言之,根据无线电力接收器300的切换操作以一个周期的单位可以改变输入阻抗,并且检测单元220可以基于每个周期的输入阻抗来检查输出阻抗的变化。
无线电力传输器200的状态信息确定单元230基于检查到的输出阻抗的变化来确定无线电力接收器300的状态信息(步骤S107)。
换言之,因为改变输出阻抗是无线电力接收器300将无线电力接收器300的状态信息传输到无线电力传输器200的过程,所以状态信息确定单元230能够基于输出阻抗的变化来检查无线电力接收器300的状态信息。
无线电力传输器200的电力控制单元240能够根据检查到的无线电力接收器300的状态信息来确定要被传输到无线电力接收器300的电量,并且控制电源100将所确定量的传输电力供应到无线电力接收器300(步骤S109)。
无线电力传输器200的传输单元210将所确定量的传输电力传输到无线电力接收器300(步骤S111)。
图6是示出根据一个实施例的由无线电力接收器接收电力的方法的流程图。
在下文中,将会基于参考图1至图4进行的描述来描述根据一个实施例由无线电力接收器接收电力的方法。
无线电力接收器300的控制器330确定要被传输到无线电力传输器200的无线电力接收器300的状态信息(步骤S201)。换言之,无线电力接收器300可以创建并且确定要被传输的状态信息,以便于通知无线电力传输器200要被传输的无线电力接收器300的当前状态。
根据一个实施例,无线电力接收器300的状态信息可以包括表示无线电力接收器300已经完全充电的电力充电完成信息、与在无线电力接收器300中充电量的变化相对应的电量或者当前电量的信息、以及表示无线电力接收器300正常地接收电力的充电状态信息中的一个。
无线电力接收器300的控制器330根据所确定的无线电力接收器300的状态信息来创建切换控制信号,以控制整流单元320的开关322的操作(步骤S203)。
无线电力接收器300的整流单元320根据所创建的控制信号来改变无线电力接收器300的输出阻抗(步骤S205)。控制信号可以包括短接信号或者断开信号以改变无线电力接收器300的输出阻抗。已经参考图1至图4描述了改变输出阻抗的过程。
根据一个实施例,输出阻抗ZL可以表示当从无线电力接收器300的接收单元310向整流单元320看时所测量的阻抗。
无线电力接收器300通知无线电力传输器200接收单元310的状态信息,并且接收与状态信息相对应的电力(步骤S205)。根据一个实施例,无线电力接收器300可以通过改变输出阻抗来通知无线电力传输器200该无线电力接收器300的状态信息,使得传输电力增加,并且接收单元310可以接收增加的电力。
根据一个实施例,无线电力接收器300可以通过改变输出阻抗来通知无线电力传输器200表示电力充电完成的无线电力接收器300的状态信息,并且接收单元310可以不从无线电力传输器200接收电力。
可以以在计算机中可执行的并且存储在计算机可读记录介质中的程序来准备根据本公开的电力传输方法和电力接收方法。计算机可读记录介质包括ROM、RAM、CD-ROM、磁带、软盘、以及光数据存储设备,并且包括以载波的形式实现的装置(例如,通过因特网的传输)。
计算机可读记录介质分布在通过网络而相互连接的计算机系统中,以通过分布方案存储计算机可读代码,使得可以执行计算机可读代码。另外,在本公开所属的领域中的程序员能够容易地推出用于实现该方法的函数程序、代码、以及代码段。
虽然已经参照其多个说明性实施例描述了实施例,但是应该理解,本领域的技术人员可以设计出落入本公开的原理的精神和范围内的许多其它修改和实施例。更加具体地,在本公开、附图、和所附权利要求书的范围内,在主题组合布置的组件部分和/或布置方面,各种变化和修改都是可能的。除了组件部分和/或布置方面的变化和修改之外,对于本领域的技术人员来说,替代使用也将是显而易见的。
Claims (20)
1.一种无线电力接收器,所述无线电力接收器从无线电力传输器无线地接收电力,所述无线电力接收器包括:
接收单元,所述接收单元使用谐振从所述无线电力传输器接收电力;和
整流单元,所述整流单元整流从所述接收单元接收到的电力,以将电力供应到负载侧,
其中所述整流单元改变所述无线电力接收器的输出阻抗,以便改变所述无线电力传输器的输入电流。
2.根据权利要求1所述的无线电力接收器,其中所述整流单元包括开关和桥式二极管,并且其中随着所述开关被断开或者短接,所述输出阻抗变化。
3.根据权利要求2所述的无线电力接收器,其中通过随着所述开关被断开或者短接改变输入到所述桥式二极管的电流的流动,所述桥式二极管改变所述输出阻抗。
4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的无线电力接收器,其中所述输出阻抗是当从所述接收单元向所述整流单元看时所测量的阻抗。
5.根据权利要求1所述的无线电力接收器,其中随着通过改变所述输出阻抗而改变所述无线电力传输器的输入电流,所述整流单元将所述无线电力接收器的状态信息通知给所述无线电力传输器。
6.根据权利要求5所述的无线电力接收器,其中所述无线电力接收器的状态信息包括所述无线电力接收器的电力充电完成信息和在所述无线电力接收器中的充电量中的一个。
7.根据权利要求1所述的无线电力接收器,其中所述接收单元包括:
接收谐振线圈,所述接收谐振线圈与所述无线电力传输器的传输谐振线圈谐振耦合,以接收电力;和
接收感应线圈,所述接收感应线圈与所述接收谐振线圈耦合,以接收电力。
8.一种无线电力传输器,所述无线电力传输器将电力无线地传输到无线电力接收器,所述无线电力传输器包括:
传输单元,所述传输单元使用谐振将从电源供应的电力传输到所述无线电力接收器;和
检测单元,所述检测单元检测所述无线电力传输器的输入电流,以通过使用检测到的输入电流来检测所述无线电力接收器的输出阻抗的变化。
9.根据权利要求8所述的无线电力传输器,其中所述输入阻抗是当从所述电源朝着所述无线电力传输器看时所测量的阻抗。
10.根据权利要求8所述的无线电力传输器,其中所述检测单元通过在一个周期期间检测所述无线电力接收器的平均输入电流来检测所述无线电力接收器的输出阻抗的变化。
11.根据权利要求8所述的无线电力传输器,其中所述传输单元包括:
传输感应线圈,所述传输感应线圈从所述电源接收电力;和
传输谐振线圈,所述传输谐振线圈与所述传输感应线圈耦合,以使用谐振将接收到的电力传输到所述无线电力接收器。
12.根据权利要求8所述的无线电力传输器,进一步包括状态信息确定单元,所述状态信息确定单元基于检测到的输出阻抗的变化来确定所述无线电力接收器的状态信息。
13.根据权利要求12所述的无线电力传输器,进一步包括电力控制单元,所述电力控制单元根据所确定的状态信息来控制要被传输到所述无线电力接收器的电力。
14.一种无线电力接收器接收电力的方法,所述无线电力接收器用于从无线电力传输器无线地接收电力,所述方法包括:
确定要被传输到所述无线电力传输器的所述无线电力接收器的状态信息;
根据确定的状态信息改变所述无线电力接收器的输出阻抗;以及
根据改变的输出阻抗从所述无线电力传输器接收改变的电力。
15.根据权利要求14所述的方法,其中根据确定的状态信息改变所述无线电力接收器的输出阻抗包括:通过改变输入到设置在所述无线电力接收器中的整流单元的电流的流动来改变所述输出阻抗。
16.根据权利要求15所述的方法,其中通过改变输入到设置在所述无线电力接收器中的整流单元的电流的流动来改变所述输出阻抗包括:通过断开或者短接设置在所述整流单元中的开关来改变输入到设置在所述整流单元中的桥式二极管的电流的流动。
17.根据权利要求14所述的方法,其中根据改变的输出阻抗从所述无线电力传输器接收改变的电力包括:
随着所述输出阻抗被改变来改变所述无线电力传输器的输入电流;和
基于改变的输入电流从所述无线电力传输器接收改变的电力。
18.根据权利要求14所述的方法,其中所述无线电力接收器的状态信息包括所述无线电力接收器的电力充电完成信息和在所述无线电力接收器中的充电量中的一个。
19.根据权利要求15所述的方法,其中所述无线电力接收器的输出阻抗是当从设置在所述无线电力接收器中的接收单元朝着所述整流单元看时所测量的阻抗。
20.一种记录介质,所述记录介质记录用于执行根据权利要求14所述的无线电力接收器接收电力的方法的程序。
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104578445A (zh) * | 2013-10-21 | 2015-04-29 | 韩国电子通信研究院 | 提高频谱效率和空间效率的无线电力发送方法及装置 |
CN105990911A (zh) * | 2014-08-18 | 2016-10-05 | 三星电机株式会社 | 用于无线地接收电力的设备和方法以及无线电力供应系统 |
CN107658999A (zh) * | 2016-07-26 | 2018-02-02 | 宁波微鹅电子科技有限公司 | 一种非接触电能传输装置及其控制方法 |
Families Citing this family (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101543059B1 (ko) | 2012-11-09 | 2015-08-07 | 엘지이노텍 주식회사 | 무선전력 수신장치 및 그의 전력 제어 방법 |
WO2015025438A1 (ja) * | 2013-08-23 | 2015-02-26 | 三菱電機エンジニアリング株式会社 | 共振型電力伝送装置及び共振型電力多重伝送システム |
WO2015107528A1 (en) * | 2014-01-19 | 2015-07-23 | Powermat Technologies Ltd. | Wireless power outlet and method of transferring power thereby |
EP3157116A4 (en) * | 2014-05-30 | 2018-01-17 | IHI Corporation | Contactless power-supplying system, power-receiving device, and power-transmitting device |
JP6410511B2 (ja) * | 2014-08-05 | 2018-10-24 | マクセルホールディングス株式会社 | 非接触電力伝送装置 |
KR101792936B1 (ko) * | 2016-03-08 | 2017-11-01 | 엘지이노텍 주식회사 | 무선 전력 수신기 및 그의 동작 방법 |
KR102572577B1 (ko) * | 2016-04-15 | 2023-08-30 | 삼성전자주식회사 | 무선 충전을 제어하는 충전 장치 및 방법 |
US10000133B2 (en) * | 2016-04-20 | 2018-06-19 | Qualcomm Incorporated | Systems and methods for identifying an ideal operation frequency for wireless power transfer |
EP3386071A1 (en) * | 2017-04-05 | 2018-10-10 | MBDA UK Limited | Inductive power transfer system |
CA3059128A1 (en) * | 2017-04-05 | 2018-10-11 | Mbda Uk Limited | Inductive power transfer system |
KR101996316B1 (ko) * | 2017-07-25 | 2019-07-04 | 부경대학교 산학협력단 | 무선 충전 장치 및 그 제어 방법 |
CN113196611A (zh) * | 2018-11-06 | 2021-07-30 | 胡玛沃克斯公司 | 用于无线充电的双功能接收/发射元件 |
US20210344232A1 (en) * | 2020-05-04 | 2021-11-04 | Apple Inc. | Wireless Power Relay with Constant Power Controlled Converter |
US11563336B2 (en) | 2020-09-23 | 2023-01-24 | Halo Microelectronics Co., Ltd. | Wireless charging receiver circuit and chip, and wireless charging receiver |
CN111934440B (zh) * | 2020-09-23 | 2021-01-15 | 广东希荻微电子有限公司 | 一种无线充电接收电路、芯片以及无线充电接收器 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010252446A (ja) * | 2009-04-13 | 2010-11-04 | Nippon Soken Inc | 非接触給電設備、非接触受電装置および非接触給電システム |
US20110199046A1 (en) * | 2010-02-12 | 2011-08-18 | Fu Da Tong Technology Co., Ltd. | Frequency modulation type wirelss power supply and charger system |
CN102301564A (zh) * | 2009-02-09 | 2011-12-28 | 株式会社丰田自动织机 | 非接触电力传送装置 |
Family Cites Families (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB0722516D0 (en) * | 2007-11-15 | 2007-12-27 | Innovision Res & Tech Plc | Near field communication devices |
EP2333932A4 (en) * | 2008-09-29 | 2015-12-30 | Murata Manufacturing Co | NON-CONTACT ENERGY RECEPTION CIRCUIT AND NON-CONTACT ENERGY TRANSMISSION SYSTEM |
US9136914B2 (en) * | 2009-01-22 | 2015-09-15 | Qualcomm Incorporated | Impedance change detection in wireless power transmission |
JP2011050140A (ja) | 2009-08-26 | 2011-03-10 | Sony Corp | 非接触給電装置、非接触受電装置、非接触給電方法、非接触受電方法および非接触給電システム |
JP5459058B2 (ja) | 2009-11-09 | 2014-04-02 | 株式会社豊田自動織機 | 共鳴型非接触電力伝送装置 |
US9154002B2 (en) | 2010-01-25 | 2015-10-06 | Access Business Group International Llc | Systems and methods for detecting data communication over a wireless power link |
JP2011229265A (ja) * | 2010-04-19 | 2011-11-10 | Panasonic Electric Works Co Ltd | 非接触電力伝送装置 |
JP5579503B2 (ja) * | 2010-05-29 | 2014-08-27 | 三洋電機株式会社 | 電池パック、電池駆動機器、充電台及び電池パックの充電方法 |
EP2580844A4 (en) | 2010-06-11 | 2016-05-25 | Mojo Mobility Inc | WIRELESS POWER TRANSFER SYSTEM SUPPORTING INTEROPERABILITY AND MULTIPOLAR MAGNETS FOR USE WITH THIS SYSTEM |
EP2598366A2 (en) * | 2010-07-29 | 2013-06-05 | Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki | Resonance type non-contact power supply system |
JP5461340B2 (ja) * | 2010-08-17 | 2014-04-02 | 日本電信電話株式会社 | 共鳴型無線電力伝送装置 |
US20130285605A1 (en) * | 2011-01-18 | 2013-10-31 | Mojo Mobility, Inc. | Systems and methods for wireless power transfer |
US9496732B2 (en) * | 2011-01-18 | 2016-11-15 | Mojo Mobility, Inc. | Systems and methods for wireless power transfer |
US10115520B2 (en) * | 2011-01-18 | 2018-10-30 | Mojo Mobility, Inc. | Systems and method for wireless power transfer |
US9306401B2 (en) * | 2011-06-29 | 2016-04-05 | Lg Electronics Inc. | Wireless power transmitter and wireless power transfer method thereof in many-to-one communication |
US9444289B2 (en) * | 2011-09-09 | 2016-09-13 | Lg Electronics Inc. | Wireless power system and resonant frequency changing method thereof |
US9912166B2 (en) * | 2012-09-11 | 2018-03-06 | Access Business Group International Llc | Wireless power control |
-
2012
- 2012-03-05 KR KR1020120022237A patent/KR101262615B1/ko active IP Right Grant
- 2012-12-12 US US13/712,596 patent/US9343928B2/en active Active
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2013
- 2013-01-16 CN CN201310015588.3A patent/CN103296783B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102301564A (zh) * | 2009-02-09 | 2011-12-28 | 株式会社丰田自动织机 | 非接触电力传送装置 |
JP2010252446A (ja) * | 2009-04-13 | 2010-11-04 | Nippon Soken Inc | 非接触給電設備、非接触受電装置および非接触給電システム |
US20110199046A1 (en) * | 2010-02-12 | 2011-08-18 | Fu Da Tong Technology Co., Ltd. | Frequency modulation type wirelss power supply and charger system |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104578445A (zh) * | 2013-10-21 | 2015-04-29 | 韩国电子通信研究院 | 提高频谱效率和空间效率的无线电力发送方法及装置 |
CN105990911A (zh) * | 2014-08-18 | 2016-10-05 | 三星电机株式会社 | 用于无线地接收电力的设备和方法以及无线电力供应系统 |
CN107658999A (zh) * | 2016-07-26 | 2018-02-02 | 宁波微鹅电子科技有限公司 | 一种非接触电能传输装置及其控制方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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