CN105379054A - 用于实现通用后盖无线充电解决方案的系统和方法 - Google Patents

用于实现通用后盖无线充电解决方案的系统和方法 Download PDF

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Abstract

本发明揭示用于在接收器中在不同电压电平之间转换电压的系统和方法。在一方面中，提供用于给可充电装置充电的无线电力接收器设备。所述设备包含安置在所述可充电装置的盖子上的多个接收天线，其中所述多个接收天线中的至少一者经配置以根据不同于所述多个接收天线中的至少一个其它者的无线充电协议而无线地接收电力。所述设备包含切换电路，所述切换电路安置在所述盖子上且经配置以从所述多个接收天线中的至少一者接收所述无线电力，且跨越经配置以连接到所述可充电装置的输入的输出从所述多个接收天线中的对应一者选择性地提供相应的电压。

Description

用于实现通用后盖无线充电解决方案的系统和方法
技术领域
本申请案大体上涉及无线电力。更具体来说，本发明针对用于启用通用后盖无线充电解决方案的系统和方法。
背景技术
无线充电实施方案如今使用后盖设计，其中用于接收器的天线/谐振器及电力转换印刷电路板(PCB)放置在电话的后盖中，且DC输出直接连接到PCB的主板上的充电端口引脚。当今，我们具有多个无线充电标准，其全部通常向充电端口引脚提供不同的DC输出电压。设计具有无线充电的电话的手持机OEM将想要具有允许他们使用现有的电话使用任何基于后盖的无线充电的解决方案，而不在电话的设计中进行改变。当前，不存在可用的此类解决方案。以下提议是允许手持机OEM在不进行任何改变的情况下使基于后盖的任何无线充电与手持机配对的解决方案。
发明内容
在所附权利要求书的范围内的系统、方法及装置的各种实施方案各自具有若干方面，其中的单个方面并不单独负责本文所述的合乎需要的属性。在不限制所附权利要求书的范围的情况下，本文描述一些显要特征。
在附图及以下描述中阐述本说明书中描述的标的物的一或多个实施方案的细节。其它特征、方面和优点将从描述、图及权利要求书变得显而易见。应注意，以下各图的相对尺寸可能未按比例绘制。
在一些实施方案中，提供一种用于给可充电装置充电的无线电力接收器设备。所述设备包括安置在所述可充电装置的盖子上的多个接收天线，所述多个接收天线中的至少一者经配置以根据不同于所述多个接收天线中的至少一个其它者的无线充电协议而无线地接收电力。所述设备包括安置在所述盖子上的切换电路，且所述切换电路经配置以从所述多个接收天线中的至少一者接收无线电力且跨越经配置以连接到所述可充电装置的输入的输出从所述多个接收天线中的对应一者选择性地提供相应的电压。
在一些其它实施方案中，一种用于给可充电装置充电的方法包括从安置在所述可充电装置的盖子上的多个接收天线中的至少一者无线地接收电力，其中所述多个接收天线中的至少一者经配置以根据不同于所述多个接收天线中的至少一个其它者的无线充电协议而无线地接收电力。所述方法包括利用安置在所述盖子上的切换电路跨越经配置以连接到所述可充电装置的输入的输出从所述多个接收天线中的对应一者选择性地提供相应的电压。
在又其它实施方案中，提供一种用于给可充电装置充电的无线电力接收器设备。所述设备包括安置在所述可充电装置的盖子上的多个用于无线地接收电力的装置。所述多个用于无线地接收电力的装置中的至少一者经配置以根据不同于所述多个用于无线地接收电力的装置中的至少一个其它者的无线充电协议而无线地接收电力。所述设备包括安置在所述可充电装置的盖子上的用于切换的装置，且所述用于切换的装置经配置以从所述多个用于接收无线电力的装置中的至少一者接收无线电力，且跨越经配置以连接到所述可充电装置的输入的输出从所述多个用于无线地接收电力的装置中的对应一者选择性地提供相应的电压。
在又其它实施方案中，提供一种可无线充电设备。所述设备包括经配置以连接到所述可充电设备的盖子的输出的输入。所述设备包括转换器电路，所述转换器电路可配置以经由所述输入耦合到所述可充电设备的盖子上的多个接收天线中的一者。所述多个接收天线中的所述一者经配置以根据不同于所述多个接收天线中的至少一个其它者的无线充电协议而无线地接收电力。所述转换器电路经配置以从所述多个接收天线中的所述一者选择性地接收输入电压。所述转换器电路经配置以产生基于所述输入电压与电压电平阈值之间的关系而相对于所述输入电压经缩放的输出电压。
在又其它实施方案中，提供一种用于给可充电装置无线地充电的方法。所述方法包括跨越可充电装置的输入从安置在可充电装置的盖子上的多个接收天线中的一者选择性地接收输入电压。所述多个接收天线中的所述一者经配置以根据不同于所述多个接收天线中的至少一个其它者的无线充电协议而无线地接收电力。所述方法包括产生基于输入电压与电压电平阈值之间的关系而相对于输入电压经缩放的输出电压。
在又其它实施方案中，提供一种可无线充电设备。所述设备包括用于从多个接收天线中的一者选择性地接收输入电压的装置。所述多个接收天线中的至少一者经配置以根据不同于所述多个接收天线中的至少一个其它者的无线充电协议而无线地接收电力。所述设备进一步包括用于产生基于输入电压与电压电平阈值之间的关系而相对于输入电压经缩放的输出电压的装置。
附图说明
图1为根据示范性实施方案的示范性无线电力传递系统的功能框图。
图2为根据各种示范性实施方案的可用于图1的无线电力传递系统中的示范性组件的功能框图。
图3为根据示范性实施方案的包含发射或接收线圈的图2的发射电路或接收电路的一部分的示意图。
图4为根据示范性实施方案的可用于图1的无线电力传递系统中的发射器的功能框图。
图5为根据示范性实施方案的可用于图1的无线电力传递系统中的接收器的功能框图。
图6是根据示范性实施方案的利用可以用于图1的无线电力传递系统中的转换器电路的多个接收器的功能框图。
图7是根据示范性实施方案的图6的切换电路的框图。
图8是根据示范性实施方案的包括背靠背场效应晶体管(FET)的图6的切换电路的框图。
图9是根据示范性实施方案的安置在利用转换器电路的可无线充电装置的背板上的多个接收器的功能框图。
图10是根据示范性实施方案的对一或多个无线充电协议的基于时间的检测的流程图。
图11是根据示范性实施方案的实施为多个瓦片电路的图5、6或9的转换器电路的框图。
图12是根据示范性实施方案的可以用于图5、6或9的接收器中的实施为电荷泵电路的转换器电路的示意图。
图13是根据示范性实施方案的可以用于图5、6或9的接收器中的实施为具有比较器的电荷泵电路的转换器电路的示意图。
图14是根据示范性实施方案的用于给可充电装置充电的示范性方法的流程图。
图15是根据示范性实施例的用于给可充电装置充电的无线电力接收器设备的功能框图。
图16是根据示范性实施方案的用于给可无线充电设备充电的示范性方法的流程图。
图17是根据示范性实施方案的可无线充电设备的功能框图。
图18是根据示范性实施方案的转换器电路的示范性输入及输出电压的曲线图。
具体实施方式
下文结合附图阐述的详细描述既定作为示范性实施方案的描述，且无意表示可实践的仅有实施方案。术语“示范性”当在整个此描述中使用时意指“充当实例、例子或说明”且不一定应被解释为比其它示范性实施方案优选或有利。出于提供对示范性实施方案的透彻理解的目的，所述详细描述包含具体细节。在一些情况下，以框图形式展示一些装置。
无线地传递电力可指在不使用物理电导体的情况下从发射器到接收器传送与电场、磁场、电磁场或其它场相关联的任何形式的能量(例如，可经由自由空间传送电力)。到无线场(例如，磁场或电磁场)的电力输出可由“接收天线”接收、俘获或耦合以实现电力传递。将理解，贯穿此说明书，两个组件“耦合”可指其通过直接或间接方式进行的相互作用，且可进一步指物理连接(例如，有线)的耦合或物理断开(例如，无线)的耦合。
图1为根据示范性实施方案的示范性无线电力传递系统100的功能框图。输入电力102可从电源(图中未展示)提供到传输器104以用于产生用于提供能量传送的场105。接收器108可耦合到场105且产生输出电力110以供耦合到输出电力110的装置(未展示)存储或消耗。发射器104与接收器108两者分开距离112。在一个示范性实施方案中，发射器104及接收器108根据相互谐振关系而配置。当接收器108的谐振频率与发射器104的谐振频率实质上相同或极为接近时，发射器104与接收器108之间的传输损失最小。由此,可与可需要大线圈极其接近(例如，mm)的纯电感解决方案相比在较大距离上提供无线电力传递。谐振电感耦合技术因此可允许在各种距离上且利用多种电感线圈配置进行的改进的效率和电力传送。
当接收器108位于由发射器104产生的能量场105中时，接收器108可以接收电力。场105对应于其中由发射器104输出的能量可由接收器108俘获的区。在一些情况下，场105可对应于发射器104的“近场”，如下文将进一步描述。发射器104可包含用于输出能量发射的发射天线114(例如，发射线圈)。接收器108进一步包含用于接收或俘获来自能量发射的能量的接收天线118(例如，接收线圈)。近场可对应于其中存在由发射天线114中的最低限度地辐射电力远离发射天线114的电流和电荷产生的强反应性场的区。在一些情况下，近场可对应于在发射天线114的约一个波长(或其分数)内的区。发射天线114和接收天线118根据应用和待与其相关联的装置而设定大小。如上所述，有效能量传递可通过将发射天线114的场105中的大部分能量耦合到接收天线118而非在电磁波中将大多数能量传播到远场而发生。当定位在场105内时，在发射天线114与接收天线118之间可形成“耦合模式”。发射天线114和接收天线118周围的其中可发生此耦合的区域在本文中被称作耦合模式区。
图2为根据各种示范性实施方案的可用于图1的无线电力传递系统100中的示范性组件的功能框图。发射器204可包含发射电路206，所述发射电路可包含振荡器222、驱动电路224及滤波与匹配电路226。振荡器222可经配置以产生期望频率(例如468.75kHz、6.78MHz或13.56MHz)下的信号，所述期望频率可响应于频率控制信号223来调节。可将振荡器信号提供到经配置以在(例如)发射天线214的谐振频率下驱动发射天线214的驱动器电路224。驱动电路224可为经配置以从振荡器222接收方波并输出正弦波的切换放大器。举例来说，驱动电路224可为E类放大器。还可包含滤波与匹配电路226以滤出谐波或其它不必要的频率，且将发射器204的阻抗匹配到发射天线214。作为驱动发射天线214的结果，发射器204可在足以对电子装置充电或供电的电平下以无线方式输出电力。作为一个实例，所提供的电力可例如约300毫瓦到5瓦，以对具有不同电力需求的不同装置供电或充电。还可提供较高或较低的电力电平。
接收器208可包含接收电路210，所述接收电路可包含匹配电路232和整流器与切换电路234以产生从AC电力输入输出的DC电力，以便为如图2中所示的电池236充电，或者为耦合到接收器108的装置(未图示)供电。可包含匹配电路232以将接收电路210的阻抗匹配到接收天线218。接收器208及发射器204可另外在单独通信信道219(例如，蓝牙、紫蜂、蜂窝等)上通信。接收器208及发射器204可替代地使用无线场205的特性经由带内信令通信。
如下文更完全描述，接收器208(其最初可具有选择性地停用的相关联负荷(例如，电池236))可经配置以确定由发射器204发射并且由接收器208接收的电力量是否适于为电池236充电。此外，接收器208可经配置以在确定电力量适当后即刻启用负荷(例如，电池236)。在一些实施方案中，接收器208可经配置以直接利用从无线电力传送场接收的电力而不对电池组236充电。举例来说，例如近场通信(NFC)或射频识别装置(RFED)等通信装置可经配置以通过与无线电力传送场交互和/或利用所接收电力与发射器204或其它装置通信而从无线电力传送场接收电力并进行通信。
图3为根据示范性实施方案的包含发射或接收天线352的图2的发射电路206或接收电路210的一部分的示意图。如图3中所说明，用于示范性实施方案中的发射或接收电路350(包含下文描述的发射或接收电路)可包含天线352。天线352还可称为或配置为“环路”天线352。天线352还可在本文中被称作或经配置为“磁性”天线或感应线圈。术语“天线”一般是指可无线地输出或接收用于耦合到另一“天线”的能量的组件。天线还可被称作经配置以无线地输出或接收电力的类型的线圈。如本文所使用，天线352为经配置以用无线方式输出和/或接收电力的类型的“电力传递组件”的实例。天线352还可经配置以包含空气芯或物理芯，例如铁氧体芯(未图示)。空气芯环路天线352允许将其它组件放置在芯区域内。此外，空气芯环路可更容易允许将接收天线218(图2)放置在发射天线214(图2)的平面内，在所述平面中，发射天线214(图2)的耦合模式区可能更加强大。
如所陈述，在发射器104与接收器108之间匹配或几乎匹配的谐振期间，可以发生发射器104与接收器108之间的高效能量传递。然而，即使当发射器104与接收器108之间的谐振不匹配时，也可传递能量，但效率可能会受到影响。能量传递的发生是通过将能量从发射天线214线圈的场205耦合到驻留在其中建立此场205的邻域中的接收天线218，而不是将能量从发射天线214传播到自由空间中。
环形或磁性天线的谐振频率是基于电感和电容。电感可仅为由天线352产生的电感，而电容可添加到天线的电感以在所要的谐振频率下产生谐振结构。作为非限制性实例，电容器354及电容器356可添加到发射或接收电路350以产生在谐振频率下选择信号的谐振电路。因此，对于较大直径的天线，维持谐振所需的电容的大小可以随着环路的直径或电感的增加而减小。另外，随着天线的直径增加，近场的高效能量传递区域可增加。使用其它组件形成的其它谐振电路也是可能的。作为另一非限制性实例，可将电容器并联放置在天线352的两个端子之间。对于传输天线，频率实质上对应于天线352的谐振频率的信号358可为对天线352的输入。
在一个实施方案中，发射器104可经配置以输出频率对应于发射天线114的谐振频率的时变磁场。当接收器在场105内时，时变磁场可诱发接收天线118中的电流。如上文所描述,如果接收天线118经配置以在发射天线118的频率下谐振，那么可有效地传递能量。可如上文所描述对在接收天线118中感应的AC信号进行整流，以产生可经提供以为负载充电或供电的DC信号。
图4为根据示范性实施方案的可用于图1的无线电力传递系统中的发射器404的功能框图。发射器404可包含发射电路406和发射天线414。发射天线414可为如图3中所示的天线352。发射电路406可通过提供振荡信号而将射频(RF)电力提供给发射天线414，从而导致在发射天线414周围产生能量(例如，磁通量)。发射器404可在任何合适的频率下操作。举例来说，发射器404可在6.78MHzISM频带下操作。
发射电路406可包含：固定阻抗匹配电路409，其用于将发射电路406的阻抗(例如，50欧姆)匹配到发射天线414；及低通滤波器(LPF)408，其经配置以将谐波发射降低到防止耦合到接收器108(图1)的装置的自干扰的水平。其它示范性实施方案可包含不同滤波器拓扑，包含但不限于使特定频率衰减同时传递其它频率且可包含自适应阻抗匹配的陷波过滤器，所述自适应阻抗匹配可基于可测量的发射度量(例如到天线414的输出电力或由驱动器电路424汲取的DC电流)而变化。发射电路406进一步包含经配置以驱动如通过振荡器423确定的RF信号的驱动电路424。发射电路406可以包括离散装置或电路，或者可包括集成式组合件。从发射天线414输出的示范性RF电力可为大约2.5瓦。
发射电路406可进一步包含控制器415，其用于在特定接收器的发射阶段(或工作循环)期间选择性地启用振荡器423，用于调整振荡器423的频率或相位，及用于调整输出功率电平以用于实施通信协议以便通过其附接的接收器与相邻装置交互。应注意，控制器415在本文中也可被称作处理器。发射路径中的振荡器相位及相关电路的调整可允许对系统的恰当控制。
发射电路406可进一步包含用于检测由发射天线414产生的近场附近的有源接收器的存在或不存在的负荷感测电路416。借助于实例，负荷感测电路416监视流动到驱动器电路424的电流，所述电流可受由发射天线414产生的场附近的有源接收器的存在或不存在影响，如下文将进一步描述。控制器415监视驱动器电路424上的负载变化的检测，用于确定是否启用振荡器423以便发射能量及与有源接收器通信。如下文更全面地描述，在驱动电路424处测得的电流可用以确定无效装置是否定位在发射器404的无线电力传送区内。
发射天线414可以用利兹线实施，或者实施为具有经选择以使电阻损耗保持低的厚度、宽度和金属类型的天线条带。在一个实施方案中，发射天线414大体上可经配置用于与较大结构(例如，桌子、垫子、灯或其它不太便携的配置)相关联。因此，发射天线414通常可不需要“多匝”以便具有可行的尺寸。发射天线414的示范性实施方案可为“电小尺寸的”(即，波长的部分)，且经调谐以通过使用电容器来界定谐振频率而在较低可用频率下谐振。
发射器404可搜集和跟踪关于可与发射器404相关联的接收器的行踪和状态的信息。因而，发射电路406可包含存在检测器480、封闭检测器460或其组合，所述检测器连接到控制器415(本文中也称为处理器)。控制器415可响应于来自存在检测器480及闭合检测器460的存在信号而调整由驱动器电路424递送的电力量。发射器404可经由数个电源接收电力，所述电源例如为用以转换建筑物中存在的常规AC电力的AC-DC转换器(未图示)、用以将常规DC电源转换成适合于发射器404的电压的DC-DC电压转换器，或所述发射器可直接从常规DC电源(未图示)接收电力。
作为非限制性实例，存在检测器480可为用以感测插入到发射器404的覆盖区域中的待充电装置的初始存在的运动检测器。在检测之后，发射器404可接通，且可使用由所述装置接收的RF电力来以预定方式双态触发Rx装置上的开关，此又导致发射器404的驱动点阻抗的改变。
作为另一非限制性实例，存在检测器480可为能够例如通过红外线检测、运动检测或其它合适的方式检测人的检测器。在一些示范性实施方案中，可能存在限制发射天线414可在特定频率下发射的电力量的法规。在一些情况下，这些法规意在保护人免受电磁辐射。然而，可能存在发射天线414放置于不被人类占据或不频繁地被人类占据的区域中的环境，例如车库、工厂车间、商店及其类似者。如果这些环境中没有人类，则可容许将传输天线414的电力输出增加到高于正常电力限制规定。换句话说，控制器415可响应于人的存在而将发射天线414的电力输出调整到法规电平或更低，且当人在距发射天线414的电磁场的法规距离外时将发射天线414的电力输出调整到高于法规电平的电平。
作为非限制性实例，封闭检测器460(在本文中还可称为封闭隔室检测器或封闭空间检测器)可以是例如用于确定何时壳体处于关闭或打开状态的感测开关的装置。当发射器处于呈封闭状态的壳体中时，可增大发射器的功率电平。
在示范性实施方案中，可使用发射器404并不无限地保持的方法。在此情况下，发射器404可经编程以在用户确定的时间量之后切断。此特征防止发射器404(特别是驱动器电路424)在其周边中的无线装置充满电之后运行较长时间。此事件可归因于所述电路未能检测到从中继器或接收天线218发送的装置充满电的信号。为了防止发射器404在另一装置放置在其周边的情况下自动切断，可以仅在于其周边检测不到运动的设定周期之后才激活发射器404自动切断特征。用户可能够确定不活动时间间隔，且按需要改变所述时间间隔。作为非限制性实例，所述时间间隔可长于在装置最初完全放电的假设下将特定类型的无线装置充满电所需的时间。
图5为根据示范性实施方案的可用于图1的无线电力传递系统中的接收器508的功能框图。接收器508包含可包含接收天线518的接收电路510。虽然在此图中未展示，接收器508可包含多个接收天线518。在一些实施方案中，所述多个接收天线518中的每一者可经配置以根据多个不同无线充电标准中的对应一者而接收无线电力。接收器508进一步耦合到用于对其提供接收电力的可充电装置550。应注意，接收器508说明为在可充电装置550的外部，但可集成到可充电装置550中。能量可以无线方式传播到接收天线518，并且接着通过接收电路510的其余部分而耦合到可充电装置550。举例来说，充电装置可包含例如移动电话、便携式音乐播放器、膝上型计算机、平板计算机、计算机外围装置、通信装置(例如，蓝牙装置)、数码相机、助听器(及其它医疗装置)及其类似物等装置。
接收天线518中的每一者可经调谐以在与对应的发射天线414(图4)相同的频率下或在指定频率范围内谐振。接收天线518中的每一者可与对应的发射天线414类似地设定尺寸，或可基于相关联的可充电装置550的尺寸而不同地设定大小。举例来说，可充电装置550可为具有小于发射天线414的直径或长度的直径或长度尺寸的便携式电子装置。在此实例中，接收天线518可实施为多匝线圈，以便降低调谐电容器(未图示)的电容值且增加接收线圈的阻抗。举例来说，接收天线518可放置在可充电装置550的实质性圆周周围以便最大化天线直径及减少接收天线518的环匝(即，绕组)的数目及绕组间电容。
接收电路510可向接收天线518提供阻抗匹配。接收电路510包含用于将接收的RF能量源转换为供可充电装置550使用的充电电力的电力转换电路506。电力转换电路506包含RF到DC电压转换器520且还可包含转换器电路522。RF到DC电压转换器520将在接收线圈518处接收的RF能量信号整流成具有由Vrect表示的输出电压的非交流电力。转换器电路将经整流的RF能量信号转换成能量电势(例如，电压)，其与具有由Vout和Iout表示的输出电压和输出电流的可充电装置550相容。预期各种RF到DC电压转换器，包含局部整流器和全整流器、调节器、桥接器、倍增器以及线性与开关转换器。
接收电路510可进一步包含切换电路512，其用于将接收天线518连接到电力转换电路506或替代地用于断开电力转换电路506。从电力转换电路506断开接收天线518不仅暂停对可充电装置550的充电，而且改变发射器404(图2)所“见到”的“负荷”。
如上文所揭示，发射器404包含负载感测电路416，其可检测提供到发射器驱动器电路424的偏置电流中的波动。因此，发射器404具有用于确定接收器何时存在于发射器的近场中的机制。
当多个接收器508存在于发射器的近场中时，可能需要将一或多个接收器的加载和卸载进行时间多路复用，以使得其它接收器能够更高效地耦合到发射器。接收器508还可被隐匿以便消除到其它附近接收器的耦合或减小附近传输器上的负载。接收器的此“卸载”在本文中也称为“隐匿”。此外，由接收器508控制且由发射器404检测的卸载与加载之间的此切换可提供从接收器508到发射器404的通信机制，如下文更完全解释。另外，可使使得能够将消息从接收器508发送到发射器404的协议与所述切换相关联。作为实例，切换速度可为约100μsec。
在示范性实施方案中，发射器404与接收器508之间的通信是指装置感测和充电控制机制而不是常规的双向通信(即，使用耦合场的带内信令)。换句话说，发射器404可使用对所发射信号的开/关键控来调整能量在近场中是否可供使用。接收器可将能量的这些改变解释为来自发射器404的消息。从接收器侧来看，接收器508可使用接收天线518的调谐和解调谐来调节从所述场接受多少电力。在一些情况下，所述调谐和解调可经由切换电路512实现。发射器404可检测所使用的来自所述场的电力的此差，且将这些改变解译为来自接收器508的消息。注意，可利用对发射功率和负载行为的其它形式的调制。
接收电路510可进一步包含用以识别所接收能量波动的信令检测器与信标电路514，所述能量波动可对应于从传输器到接收器的信息信令。此外，信令与信标电路514还可用以检测减少的RF信号能量(即，信标信号)的发射，及将减少的RF信号能量整流成用于唤醒接收电路510内的未经供电或电力耗尽电路的标称功率以便配置接收电路510以用于进行无线充电。
接收电路510进一步包含用于协调本文所描述的接收器508的过程(包含本文所描述的开关电路512的控制)的处理器516。还可在发生其它事件后即刻发生接收器508的隐匿，包含检测到向可充电装置550提供充电电力的外部有线充电源(例如，墙壁/USB电力)。除控制接收器的隐匿之外，处理器516还可监视信标电路514以确定信标状态和提取从发射器404所发送的消息。处理器516还可调整转换器电路522以便实现改进的性能。
虽然上文论述某些实施方案，存在根据不同实施方案实施无线电力传递的许多额外方式。下文论述根据选择实施方案的转换器电路的各种实施方案。
转换器电路
通常，无线接收器可归因于发射器与接收器之间的互感的变化性且另外或替代地归因于根据多个无线充电标准(例如，可基于不同特征的无线充电标准，例如基于磁共振、基于非共振、基于紧密耦合配置、基于松散耦合配置及类似者)在不同输入电压下的接收功率而经受宽电压输入范围。然而，接收器的输出电压可受限于如由使用接收器充电的装置指定的有限电压范围。此有限电压范围可处于比从发射器无线地接收的整流电压更低的电压电平。可利用DC到DC向下或降压转换器在接收器中将较高的电压电平转换为较低的电压电平。然而，DC到DC转换器通常将相当大的损耗添加到系统。
在特定实施方案中，转换器电路522可调适到后续转换阶段电压容差相容性以增加转换器电路522的效率。例如，转换器电路522可通过基于输入电压与第一电压电平阈值之间的关系智能地操作而调适到后续转换阶段电压容差相容性。
在选择实施方案中，可与用于给可充电装置充电的接收器中的电力管理集成电路(PMIC)串联地实施转换器电路522。进而，转换器电路522可智能地将从一或多个接收天线518接收的不同输入DC电压转换为不同输出电压，其取决于相对于第一电压电平阈值的输入电压的值。例如，当输入电压的值高于第一电压电平阈值时，转换器电路522可处理所述输入电压以产生相对于输入电压经缩放到减小值、相对于输入电压经缩放到更大值或相对于输入电压经缩放到相同值的输出电压。此外，当输入电压的值处于或低于第一电压电平阈值时，转换器电路522可处理所述输入电压以产生相对于输入电压经缩放到减小值、相对于输入电压经缩放到更大值或相对于输入电压经缩放到相同值的输出电压。在某些实施方案中，可通过将转换器电路522的输入直接连接到转换器电路的输出而实现相对于输入电压经缩放到相同值的输出电压。替代地，可在不将转换器电路522的输入直接连接到转换器电路522的输出的情况下产生相对于输入电压经缩放到相同值的输出电压。
在特定实施方案中，转换器电路522可通过经配置以使输入电压乘以等于合理数目的缩放因数而产生不同的输出电压。作为非限制性实例，转换器电路522可通过使输入电压乘以缩放因数1/2以产生相对于输入电压经缩放到减小值的输出电压，而产生不同的输出电压。作为另一非限制性实例转换器电路522可通过使输入电压乘以缩放因数3以产生相对于输入电压经缩放到增加值的输出电压，而产生不同的输出电压。作为另一非限制性实例，转换器电路522可通过使输入电压乘以缩放因数1以产生相对于输入电压经缩放到相同值的输出电压，而产生不同的输出电压。在各种实施方案中当输出电压相对于输入电压经缩放到减小值时的缩放因数可不同于当输出电压相对于输入电压经缩放到增加值时的缩放因数。虽然在本文中论述特定缩放因数，但可根据不同应用中的不同实施方案使用任何缩放因数。
在某些实施方案中，转换器电路522的所述处理输入电压，使得输出电压限于低于第二电压电平阈值的值。例如，在某些实施方案中，转换器电路522的输入可接收从接收天线导出的整流电压。来自整流电路的电压可横跨大电压范围。作为非限制性实例，所述电压可从大体上5V横跨到大体上20V。转换器电路522可处理输入电压(整流电压)，使得转换器电路522的输出处的电压是输入电压的经缩放版本。在特定实施方案中，当输入电压高于第一电压电平阈值以使得输出电压是输入电压的值的一半值时，转换器电路522可操作以缩放输入电压。例如，如果来自整流器的输入电压是从5V到20V，那么输出电压可在5V到10V的范围内。
在特定实施方案中，转换器电路522可包含相对于输入电压增加输出电压的配置。此可通过基于相对于第一电压电平阈值的输入电压的值按比例增大输出电压而进行。在某些实施方案中，当输入电压处于或低于第一电压电平阈值时，可发生缩放。例如，如果来自整流器的输入电压是从2.5V到10V，那么输出电压可经缩放为在5V到10V的范围内。替代地，当输入电压高于第一电压电平阈值时，缩放可发生。在某些实施方案中，可通过反转相对于输入电压减小输出电压的转换器电路522的电路(例如但不限于下文进一步论述的电荷泵电路)而实施相对于输入电压增加输出电压的转换器电路522。
图6是根据示范性实施方案的利用可以用于图1的无线电力传递系统中的转换器电路的多个接收器的功能框图。图6可对应于如下所述的图5的框图。图6可结合移动电话使用情况而描述。然而，本申请案不受如此限制，且可应用于任何可无线充电装置。图6可被分割为后盖部分(如虚线左边的所有电路所说明)，及主电话板部分(如虚线右边的所有电路所说明)。出于本申请案的目的，术语“后盖”或“盖子”可对应于可从设备的主体移除及/或分离的设备的任何部分。此“后盖”或“盖子”可包含但不限于例如可能附接到设备或可附接到设备的外部盖子、护套、支架或套管。因此，虽然本文中描述的某些实施方案描述“后盖”，但可利用设备的其它部分或组件或附接到设备的其它部分或组件来用于实施如本文中相对于“后盖”所描述的一或多个特征。
在后盖部分内，接收器包含多个接收天线618a、618b及618c。接收天线618a到618c中的每一者可经配置以从无线场105接收能量。天线618a到618c中的每一者可耦合到对应的前端电路620a、620b、620c。前端电路620a、620b、620c中的每一者可包括图5中展示的电路中的一或多者(例如，RF-DC转换器电路520等)且可经配置以从相应的接收线圈618a到618c接收RF电压以作为输入，且输出对应的经整流的DC电压。可根据相应的无线充电标准(例如，根据不同协议、不同电压/电力电平、不同线圈配置及类似者而操作的标准)配置天线618a、618b及618c及/或前端电路620a、620b、620c的一或多个特性。虽然图6展示单独的接收线圈618a到618c，但在一些实施方案中，多个前端电路620a、620b及620c可共享单一线圈618a。另外，在一些实施方案中，前端电路620a中的电路的一部分可由多个前端电路620a、620b及620c共享。因为前端电路620a到620c中的每一者根据不同的无线充电标准而操作，所以每一者可输出不同的经整流的DC电压。前端电路620a到620c中的每一者的输出可耦合到切换电路610的相应的输入。切换电路610的输出可耦合到电话的主电路板上的第一充电端口或引脚612。切换电路610可从前端电路620a到620c选择经整流的DC输出电压中的对应一者且将选定的经整流的DC输出电压供应到第一充电端口612。举例来说，主电路板及后盖两者上的第二充电端口614可连接到例如接地等电压。可在下文结合图7及8更详细地描述切换电路610的示范性实施方案。
在主电话板部分内，第一充电端口612可连接到转换器电路622。在一些实施方案中，转换器电路622可连接到蓝牙低功耗(BLE)电路。转换器电路622可经配置以从多个接收天线618a、618b或618c中的一者选择性地接收输入电压，且基于输入电压与电压电平阈值之间的关系而产生相对于输入电压经缩放的输出电压，如上文且在下文进一步所描述。转换器电路622可实施为集成电路(IC)且可包含电荷泵IC，如下文进一步描述。在一些实施方案中，转换器电路622可从一或多个其它电路接收一或多个控制信号。转换器电路622可与充电IC624串联连接且可将经转换的DC电压供应到充电IC624。充电IC624可利用经转换的DC电压给电话或其它可充电装置的电池650充电，或在替代方案中，可利用经转换的DC电压直接给电话或装置(例如，主电力管理集成电路(PMIC)及/或移动台调制解调器(MSM)处理器)供电。在一些实施方案中，转换器电路622可至少部分基于在其输入处接收的电压而在直通模式或N分模式中操作。例如，当供应到转换器电路622的输入电压小于阈值时，转换器电路622可直接将输入电压传递到其输出。另一方面，当输入电压大于阈值时，转换器电路622可通过合理数目N划分输入电压，且输出经划分的DC电压。此可在下文结合图18更详细地描述。如上文所描述，天线618a到618c/前端电路620a到620c中的每一者可根据不同的无线充电协议操作，且因此可向充电IC624呈现广泛范围的不同输出电压电平。如本文中所描述，转换器电路622经配置以接收广泛范围的输入电压，且将所述广泛范围的输入电压有效地转换为可由充电IC624接收及恰当地利用的电压范围。因此，通过从前端电路620a到620c中的一者选择性地连接多个整流的DC电压中的一者且将它们馈送到转换器电路622(例如，电荷泵电路)，可充电装置可利用相同的两个充电端口(612、614)向根据多个无线充电标准操作的无线充电器高效率地提供通用充电相容性。例如，在一些实施方案中，由根据第一充电协议操作的天线618a供应的平均电压可始终低于转换器电路622的电压阈值。当根据第一充电协议经由天线618a接收电力时，转换器电路622可在直通模式中操作。然而，由根据第二不同充电协议操作的天线618b供应的平均电压可低于或高于转换器电路622的电压阈值。当根据第二充电协议经由天线618b接收电力时，转换器电路622可在直通模式与N分模式(例如，二分)之间交替。以此方式，转换器电路622可经配置以在前端电路620a到602c之间提供有效的转换桥接，其可产生由无线充电协议与充电IC624之间的差异而产生的广泛范围的电压。
在特定实施方案中，转换器电路622的操作可由可充电装置内的一或多个电路配置。所述一或多个电路可根据不同实施方案配置转换器电路622的操作的任何方面以用于不同应用，包含但不限于阈值的电压电平、转换器电路622应经配置以产生的电压电平、输出电压可在其内经缩放的范围，及缩放因数，可通过所述缩放因数通过使输入电压乘以所述缩放因数而产生不同的输出电压。所述一或多个电路可通过将转换器电路622的操作的方面的配置传送到转换器电路622而设定转换器电路622的操作的任何方面。在某些实施方案中，转换器电路622的操作的一方面可由过压保护电路及/或欠压检测电路设定。所述过压保护及欠压检测电路可为经配置以管理输入到可充电装置的电压、电流或电力的可充电装置上的任何电路。
图7是根据示范性实施方案的图6的切换电路610的框图。切换电路610可包括多个开关702、704及706，每一开关具有连接到图6的前端电路620a到620c(图7中未展示)中的相应一者的第一端子。以此方式，开关702、704、706中的每一者可从图6的前端电路620a到620c中的相应一者接收整流的DC电压(当存在时)。开关702、704、706中的每一者的第二端子可连接到公共节点708，所述公共节点可继而连接到切换电路610的输出。开关702、704、706中的每一者可例如直接或间接地由前端电路620a到620c中的一或多者控制。在其它实施方案中，例如在下文结合图8描述的实施方案中，切换电路610内的开关可自身进行控制，使得当存在来自前端电路620a到620c中的一者的经整流的DC电压时，适当的开关闭合且将本电压转发到转换器电路622。
图8是根据示范性实施方案的包括背靠背场效应晶体管(FET)的图6的切换电路610的框图。切换电路610可包括背靠背连接的MOSFET的两个分组。例如，第一MOSFET802的漏极电极可从前端电路620a接收输入，且第一MOSFET802的源极电极可连接到第二MOSFET804的源极电极。第二MOSFET804的漏极电极可从前端电路620b接收输入，而第二MOSFET的栅极电极可连接到第一MOSFET802的漏极电极以及第一电阻器812的第一端子。第一电阻器812的第二端子可接地。第一MOSFET802的栅极可同样连接到第二MOSFET804的漏极电极以及第二电阻器814的第一端子。第二电阻器814的第二端子可接地。所述第一和第二MOSFET802/804中的每一者的源极电极可连接到第三MOSFET806的漏极电极。第三MOSFET806的源极可连接到第四MOSFET808的源极电极以及切换电路610的输出，所述输出可提供到转换器电路622。第四MOSFET808的漏极电极可从前端电路620c接收输入。第四MOSFET808的栅极电极可连接到第三MOSFET806的漏极电极以及第三电阻器816的第一端子。第三电阻器816的第二端子可接地。第三MOSFET806的栅极电极可同样连接到第四MOSFET808的漏极电极以及第四电阻器818的第一端子，而第四电阻器818的第二端子可接地。
在操作中，如果可无线充电装置(例如，移动电话)放置在根据由前端电路620a支持的充电协议(例如，第一充电协议)操作的无线充电器上，那么经整流的DC电压可印压在第一MOSFET802的漏极电极以及第二MOSFET804的栅极电极处。在此条件中，MOSFET802及806将接通，而MOSFET804及808将关断。来自前端电路620a的经整流的DC电压可穿过MOSFET802及806到达主要电话PCB上的转换器电路622。
如果可无线充电装置(例如，移动电话)放置在根据由前端电路620b支持的充电协议(例如，第二充电协议)操作的无线充电器上，那么经整流的DC电压可印压在第二MOSFET804的漏极电极以及第一MOSFET802的栅极电极处。在此条件中，MOSFET804及806将接通，而MOSFET802及808将关断。来自前端电路620b的经整流的DC电压可穿过MOSFET804及806到达主要电话PCB上的转换器电路622。
如果可无线充电装置(例如，移动电话)放置在根据由前端电路620c支持的充电协议(例如，第三充电协议)操作的无线充电器上，那么经整流的DC电压可印压在第四MOSFET808的漏极电极以及第三MOSFET806的栅极电极处。在此条件中，MOSFET808将接通，而MOSFET806将关断。来自前端电路620c的经整流的DC电压可穿过MOSFET808到达主要电话PCB上的转换器电路622。
可利用图8中展示的切换电路610，其中移动装置(例如，电话)的后盖包含三个不同的前端电路620a到620c，因此支持三个不同的无线充电协议。在操作中，三个上述输入中的任一者处的经整流的DC电压的存在致使适当的MOSFET开启/关闭，使得切换电路610自身进行调节。因此，除经整流的DC电压自身以外，不需要控制信号控制切换电路610的操作。
图9是根据示范性实施方案的安置在利用转换器电路的可无线充电装置的背板上的多个接收器的功能框图。图9可被分割为后盖部分(如虚线左边的所有电路所说明)，及主电话板部分(如虚线右边的所有电路所说明)。在后盖部分内，接收器包含多个接收天线918a及918b。接收天线918a及918b中的每一者可经配置以从无线场105接收能量。天线918a及918b中的每一者可耦合到对应的前端电路920a及920b。前端电路920a及920b中的每一者可包括图5中展示的电路中的一或多者(例如，开关电路506、RF到DC转换器电路520等)且可经配置以从相应的接收线圈918a及918b接收RF电压以作为输入，且输出对应的经整流的DC电压。天线918a及918b及/或前端电路920a及920b的一或多个特性可根据相应的无线充电标准进行配置。虽然图9展示单独的接收线圈918a及918b，但在一些实施方案中，多个前端电路920a及920b可共享单一线圈918a。另外，在一些实施方案中前端电路920a中的电路的一部分可由多个前端电路920a及920b共享。因为前端电路920a及920b中的每一者根据不同的无线充电标准而操作，每一前端电路可输出不同的经整流的DC电压。前端电路920a及920b中的每一者的输出可耦合到切换电路910的相应的输入。切换电路910的输出可耦合到电话的主要电路板上的第一充电端口或引脚912。切换电路910可从前端电路920a及920b选择经整流的DC输出电压中的对应一者且将选定的经整流的DC输出电压供应到第一充电端口912。切换电路910可包括如先前结合图7及8描述的电路中的任一者的至少一部分。举例来说，后盖及主要电路板中的每一者上的第二充电端口914可连接到例如接地(未图示)等电压。
在主电话板部分内，第一充电端口912可连接到转换器电路922。在一些实施方案中，转换器电路922可经配置以从多个接收天线918a或918b中的一者选择性地接收输入电压，且产生基于输入电压与电压电平阈值之间的关系而相对于输入电压经缩放的输出电压，如上文且在下文进一步描述。转换器电路922可实施为集成电路(IC)且可包含电荷泵IC，如下文进一步描述。在一些实施方案中，转换器电路922可从一或多个其它电路接收一或多个控制信号。在一些实施方案中，转换器电路922可与充电IC(例如，一或多个电力管理集成电路(PMIC))及/或无线通信集成电路(无线IC)串联连接，且可将经转换的DC电压供应到一或多个IC，类似于先前结合图6所描述的IC。在一些实施方案中，主电话板部分还可包括另一电力转换器(例如，降压/升压变换器)及/或MSM处理器。因此，通过从前端电路920a及920b中的一者选择性地连接多个整流的DC电压中的一者且将它们馈送到转换器电路922(例如，电荷泵电路)，可充电装置可利用相同的两个充电端口(612、914)向根据多个无线充电标准操作的无线充电器提供通用充电相容性。
在特定实施方案中，转换器电路922的操作可由可充电装置内的一或多个电路配置。所述一或多个电路可根据不同实施方案配置转换器电路922的操作的任何方面以用于不同应用，包含但不限于阈值的电压电平、转换器电路922应经配置以产生的电压电平、输出电压可在其内经缩放的范围，及缩放因数，可通过所述缩放因数通过使输入电压乘以所述缩放因数而产生不同的输出电压。所述一或多个电路可通过将转换器电路922的操作的方面的配置传送到转换器电路922而设定转换器电路922的操作的任何方面。在某些实施方案中，转换器电路922的操作的一方面可由过压保护电路及/或欠压检测电路设定。所述过压保护及欠压检测电路可为经配置以管理输入到可充电装置的电压、电流或电力的可充电装置上的任何电路。
图10是根据示范性实施方案的对一或多个无线充电协议的基于时间的检测的流程图1000。举例来说，流程图1000可对应于先前结合图6或9中的任一者论述的电路。流程图1000可开始于在框1002处的唤醒警告。流程图1000可随后前进到框1002，其中可开始用于特定无线充电标准的第一充电或通信序列。流程图1000可随后前进到框1004，其包含等待预定量的时间以让定时器到期(例如，3秒，作为非限制性实例)。一旦定时器已到期，流程图1000可前进到框1008，其中确定低功耗蓝牙连接是否被检测为可用。如果确定是“是”，那么流程图1000可前进到框1010，其中可无线充电装置(例如，移动电话)内的第一序列发射器(例如，经配置以根据第一序列通信的发射器)可向充电器发射继续曾在框1004中启动的第一充电或通信序列的指示。如果在框1008处的确定是“否”，那么流程图1000可替代地前进到框1012，其中可无线充电装置(例如，移动电话)内的第二序列发射器(例如，经配置以根据不同于第一序列的第二充电或通信序列通信的发射器)可发射停止框1004的第一序列且启用“POWER_OK”状态的指示。从框1010及1012中的任一者，流程图1000可前进到“结束”框1018。如果在流程图1000期间的任何时间处，无线电力被中断，如在框1014处，那么流程图1000可前进到框1016，其包含将结合框1006论述的定时器复位。流程图1000可随后前进到框1006，其中移动装置可等待定时器到期。
虽然特定无线充电协议、时间帧、无线通信及发射器的类型可结合流程图1000进行论述，但它们仅是示范性的，且任何无线充电协议、时间帧、无线通信及发射器的类型可被替代，同时仍保持在此描述的范围内。
图11是根据示范性实施方案的实施为多个瓦片电路的图5、6或9的转换器电路的框图。在所说明的实施方案中，转换器电路622包含主控瓦片电路1104(例如，主控电荷泵电路)及从属瓦片电路1106A、1106B(例如，从属电荷泵电路)。此布置可通过并联实施多个瓦片电路而实现转换器电路622的可缩放性。此还可根据不同实施方案实现针对不同电力电平的增加的电力处置。转换器电路622经由在切换电路610的输出及转换器电路622的输入两者处的第一充电端口612从前端电路620a到620c中的一者接收输入电压，且产生最终经由充电电路624馈送到可充电装置650的输出电压。
在某些实施方案中，主控瓦片电路1104指定从属瓦片电路1106A、1106B的操作。可通过将从属瓦片电路的时钟输出端口1110设定到特定电压电平(例如但不限于接地)而将从属瓦片电路1106A、1106B指派给“从属”指定。类似地，可通过不将主控瓦片电路1108的时钟输出端口设定到用于指定从属瓦片电路的特定电压电平(例如但不限于接地)而将主控瓦片电路1104指派给“主控”指定。可通过由外部时钟1102确定的时钟信号驱动瓦片电路中的每一者。在特定实施方案中，从属瓦片可经配置以使用时钟信号的与主控瓦片所利用的相位不同的相位。在某些实施方案中，从属瓦片可经配置以使用时钟信号的与主控瓦片所利用的相位不同的相位以减少输出纹波及噪声。外部时钟1102可连接到主控瓦片电路的时钟输入端口1112以使用时钟信号驱动主控瓦片电路。主控瓦片电路1104可随后根据时钟信号而操作并且还经由主控瓦片电路的时钟输出端口与从属瓦片电路的时钟输入端口1116之间的连接而驱动从属瓦片电路1106A、1106B以根据所述时钟信号操作。虽然在所说明的实施方案中将外部时钟1102呈现为在转换器电路622外部，但可以任何方式实施外部时钟，例如但不限于成为转换器电路622的部分或在瓦片电路内部(例如但不限于主控瓦片电路1104)。
在某些实施方案中，转换器电路622的操作模式可跨越转换器电路622的瓦片电路中的每一者而同步且由主控瓦片电路1104控制。主控瓦片电路1104可经由瓦片电路中的每一者的模式端口之间的连接而控制从属瓦片电路1106A、1106B的操作模式。模式的类型可包含转换器电路622接收输入电压及产生基于输入电压与第一电压电平阈值之间的关系而经缩放到输入电压的值的输出电压的方式。模式的某些实例可包含产生经缩放到输入电压的减小值、输入电压的增加值或与转换器电路622的输入电压相同的值的输出电压的模式。
在选择实施方案中，瓦片电路1104、1106A、1106B中的每一者经由每一相应的电压输入端口1118接收转换器电路622的输入电压。而且，瓦片电路1104、1106A、1106B中的每一者可经由每一相应的电压输出端口1120产生输出电压，所述输出电压还是转换器电路622的输出电压。每一瓦片电路1104、1106A、1106B可产生处于相同电压电平的输出电压。然而，每一瓦片电路1104、1106A、1106B与特定量的电流一起产生其输出电压。因此，可基于通过组合转换器电路622的瓦片电路1104、1106A、1106B(其各自产生处于相同电压电平的输出电压)而产生的电流的量来增加转换器电路622的输出处呈现的功率。例如，在某些实施方案中，可通过增加由转换器电路622使用的瓦片电路的数目而增加转换器电路622的功率输出。
在特定实施方案中，转换器电路622可实施为电荷泵电路。可实施电荷泵电路使用电容器作为储能元件将DC电压从一个电压电平转换到另一电压电平。在若干实施方案中，可以任何方式将转换器电路622实施为电荷泵电路以用于接收输入电压且产生基于输入电压与电压电平阈值之间的关系而经缩放到输入电压的值的输出电压。转换器电路622可如何实施为电荷泵电路的某些非限制性实例可包含(但不限于)：其中所有瓦片电路可实施为电荷泵电路；其中转换器电路622可实施为电荷泵电路的单一瓦片电路；或其中转换器电路622部分实施为电荷泵电路。
图12是根据示范性实施方案的可用于图5、6或9的接收器中的实施为电荷泵电路的转换器电路的示意图。电荷泵电路1200可经配置以在电荷泵电路1200的输入处接收从无线地接收的电力导出的输入电压1202。电荷泵电路还可在电荷泵电路1200的输出处产生当输入电压高于第一电压电平阈值时经缩放到输入电压的减小值的输出电压1220。电荷泵电路1200可包含第一开关1203、第二开关1204及第三开关1214。当输入电压处于或低于第一电压电平时，第一开关1203闭合且第二开关1204及第三开关1214两者可在第一模式中操作，其中第一开关1204连接到第一节点1206且第二开关1214连接到第二节点1212。当输入电压高于第一电压电平阈值时，第一开关1203打开且第二开关1204及第三开关1214两者可在第二模式中操作，其中第一开关1204交替地连接到第一节点1206或第三节点1208，且第二开关1214交替地连接到第二节点1212或第四节点1206。第一模式中的电荷泵电路1200的操作使得电荷泵电路1200能够将电荷泵电路1200的输入电压1202直接连接到电荷泵电路1200的输出电压1220。类似地，第二模式中的电荷泵电路1200的操作配置电荷泵电路1200以接收从无线地所接收电力导出的输入电压1202且产生当输入电压1202高于第一电压电平阈值时经缩放到输入电压1202的减小值的输出电压1220。在某些实施方案中输出电压1220的经缩放值是输入电压1202的值的一半。在第二模式中，利用具有交替地耦合到输入电压1202或输出电压1220的第一端及交替地耦合到输出电压1220或接地的第二端的第一电容器1210以产生经缩放到输入电压1202的减小值的输出电压1220。在某些实施方案中，第二电容器1218可耦合在输出电压1220与接地之间以存储电荷泵电路1200的输出处的输出电压1220，且减少由产电荷泵生的电压噪声。在某些实施方案中，构成电荷泵电路1200的组件的性质及配置可经修改以实现与输入电压的减小值(或当电荷泵电路反向实施时与输入电压的增加值)不同的对输出电压的缩放。
图13是根据示范性实施方案的可以用于图5、6或9的接收器中的实施为具有比较器的电荷泵电路的转换器电路的示意图。电荷泵电路1300利用第一比较器1306(例如，比较器电路)，所述第一比较器比较输入电压1302与电压电平阈值1304以操作第一晶体管1308，所述第一晶体管使得能够当输入电压处于或低于电压电平阈值1304时将输入电压1302传递到输出。当输入电压高于电压电平阈值1304时，比较器1306停用晶体管1308且使得时钟信号1318能够穿过且交替地操作晶体管(1320、1324)及(1322、1326)以将电荷从输入电压节点1330传递到输出节点1332，且在输出处提供相对于Vin缩小的电压。
虽然上文所论述转换器电路(及实施为电荷泵电路的转换器电路)的各种电路的分布状况，但可在根据某些实施方案的转换器电路的实施方案中与不同配置的不同电路组件一起利用不同的电路分布状况。
图14是根据示范性实施方案的用于给可充电装置充电的示范性方法的流程图1400。在某些实施方案中，过程1400可在可无线充电装置(例如移动电话)的后盖上或由所述后盖执行，如先前结合图5到9中的任一者所描述。虽然以特定次序说明图14中的过程，但在某些实施方案中，可以不同次序、同时执行本文中的框，或忽略所述框，且可添加额外框。所属领域的技术人员将了解，可在可经配置以无线地接收电力以用于给可充电装置充电或操作所述可充电装置的任何可充电装置中实施所说明的实施方案的过程。
框1402可包含从安置在可充电装置的盖子上的多个接收天线中的至少一者无线地接收电力。在一些实施方案中，所述盖子可为后盖，但本申请案不如此受限制。所述多个接收天线中的至少一者经配置以根据不同于所述多个接收天线中的至少一个其它者的无线充电协议而无线地接收电力。
框1404可包含利用安置在所述盖子上的切换电路跨越经配置以连接到可充电装置的输入的输出从所述多个接收天线中的对应一者选择性地提供相应的电压。在一些实施方案中，所述输入可包括第一和第二输入端子且所述输出可包括经配置以物理地并电接触所述第一和第二输入端子的第一和第二输出端子。
图15是根据示范性实施例的用于给可充电装置充电的无线电力接收器设备1500的功能框图。设备1500包括用于先前相对于图5到9论述的各种动作的装置1502及装置1504。设备1500包含安置在可充电装置的盖子上的多个用于无线地接收电力的装置1502。在一些实施方案中，所述盖子可包括可充电装置的后盖，但本申请案不如此受限制。所述多个用于无线地接收电力的装置中的至少一者经配置以根据不同于所述多个用于无线地接收电力的装置中的至少一个其它者的无线充电协议而无线地接收电力。在一实施方案中，装置1502可经配置以执行上文相对于图14的框1402所论述的功能中的一或多者。在各种实施方案中，装置1502可由多个接收器线圈618a到618c(图6)或918a及918b(图9)实施。
设备1500进一步包含用于切换的装置1504，其安置在可充电装置的盖子上且经配置以从所述多个用于接收无线电力的装置中的至少一者接收无线电力，且跨越经配置以连接到可充电装置的输入的输出从所述多个用于无线地接收电力的装置中的对应一者选择性地提供相应的电压。在一些实施方案中，所述输入可包括第一和第二输入端子且所述输出可包括经配置以物理地并电接触所述第一和第二输入端子的第一和第二输出端子。在一实施方案中，装置1504可经配置以执行上文相对于图14的框1404所论述的功能中的一或多者。在各种实施方案中，装置1504可由切换电路610(图6)或切换电路910(图9)实施。
图16是根据示范性实施方案的用于给可无线充电设备充电的示范性方法的流程图1600。在某些实施方案中，过程1600可由如先前结合图5到13中的任一者描述的可充电装置执行。虽然以特定次序说明图16中的过程，但在某些实施方案中，可以不同次序、同时执行本文中的框，或忽略所述框，且可添加额外框。所属领域的技术人员将了解，可在可经配置以经由电力的无线传递给可充电装置充电或供电的任何接收器中实施所说明的实施方案的过程。
框1602可包含跨越可充电装置的输入从安置在可充电装置的盖子上的多个接收天线中的一者选择性地接收输入电压。在一些实施方案中，所述盖子可包括可充电装置的后盖，但本申请案不如此受限制。在一些实施方案中，所述输入可包括第一和第二输入端子。框1604可包含产生基于输入电压与电压电平阈值之间的关系而相对于输入电压经缩放的输出电压。
图17是根据示范性实施方案的可无线充电设备1700的功能框图。设备1700包括用于相对于图5到13及16论述的各种动作的装置1702及装置1704。设备1700包含用于从多个接收天线中的一者选择性地接收输入电压的装置1702。在一实施方案中，装置1702可经配置以执行上文相对于图16的框1602所论述的功能中的一或多者。在各种实施方案中，装置1702可由转换器电路622(图6)或转换器电路922(图9)实施。
设备1700进一步包含用于产生基于输入电压与电压电平阈值之间的关系而相对于输入电压经缩放的输出电压的装置1704。在一实施方案中，装置1704可经配置以执行上文相对于图16的框1604所论述的功能中的一或多者。在各种实施方案中，装置1704可由转换器电路622(图6)或转换器电路922(图9)实施。
图18是根据示范性实施方案的转换器电路的示范性输入及输出电压的曲线图1800。曲线图说明如何相对于时间绘制输入电压1806(实线)及输出电压1808(粗虚线)两者。虽然在图18中说明特定电压及时间尺度，但它们仅是示范性的且不具限制性。电压及时间尺度可为任何值，其取决于特定实施方案。如所说明，当输入电压1806低于电压电平阈值1804(在非限制性说明的实施方案中是大约10V)时，输入电压1806及输出电压1808相同(例如，它们彼此跟踪)。当输入电压1806高于第一电压电平阈值1804时，输出电压1808经缩放到输入电压1806的减小值(例如，在非限制性说明的实施方案中是输入电压电平的大约1/2)。虽然上文所论述某些实施方案，但存在根据不同实施方案实施转换器电路的许多额外方式。
可使用各种不同技艺和技术中的任一者来表示信息和信号。例如，可通过电压、电流、电磁波、磁场或磁粒子、光场或光粒子或其任何组合来表示贯穿以上描述可能参考的数据、指令、命令、信息、信号、位、符号和码片。
结合本文揭示的实施方案所描述的各种说明性逻辑、逻辑块、模块、电路及算法步骤可实施为电子硬件、计算机软件，或两者的组合。为清晰地说明硬件与软件的此可互换性，以上已大体就其功能性来描述了各种说明性组件、块、模块、电路和步骤。此类功能性是实施为硬件还是软件取决于具体应用及施加于整个系统的设计约束。可针对每一特定应用以不同方式来实施所描述的功能性，但此类实施方案决策不应被解释为会导致脱离实施方案的范围。
可使用通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑装置、离散门或晶体管逻辑、离散硬件组件或其经设计以执行本文所描述的功能的任何组合来实施或执行结合本文中所揭示的实施方案而描述的各种说明性块、模块和电路。通用处理器可为微处理器，但在替代方案中，处理器可为任何常规的处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器还可实施为计算装置的组合，例如，DSP与微处理器的组合、多个微处理器的组合、一或多个微处理器与DSP核心的联合，或任何其它此配置。
结合本文中所揭示的实施方案而描述的方法或算法的步骤及功能可直接体现于硬件、由处理器执行的软件模块或其两者的组合中。如果以软件来实施，那么可将功能作为一或多个指令或代码存储在有形的非暂时性计算机可读媒体上或经由有形的非暂时性计算机可读媒体进行传输。软件模块可驻留在随机存取存储器(RAM)、快闪存储器、只读存储器(ROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)、寄存器、硬盘、可装卸式磁盘、CDROM或此项技术中已知的任何其它形式的存储媒体中。存储媒体耦合到处理器，使得处理器可从存储媒体读取信息及将信息写入到存储媒体。在替代方案中，存储媒体可集成到处理器。如本文中所使用，磁盘及光盘包含压缩光盘(CD)、激光光盘、光学光盘、数字影音光盘(DVD)、软性磁盘及蓝光光盘，其中磁盘通常以磁性方式再现数据，而光盘利用激光以光学方式再现数据。以上各者的组合也应包含在计算机可读媒体的范围内。处理器及存储媒体可以驻留在ASIC中。ASIC可以驻留于用户终端中。在替代例中，处理器及存储媒体可作为离散组件驻留于用户终端中。
为了概述本发明的目的，本文已描述了某些实施方案的某些方面、优点以及新颖特征。应理解，不一定所有此类优点均可根据任何特定实施方案来实现。因此，可以按照如本文所教示来实现或优化一个优点或一组优点而不一定实现本文可能教示或建议的其它优点的方式来体现或实施本发明。
可容易明白上述实施方案的各种修改，且本文中界定的通用原理可应用于其它实施方案而不脱离申请案的精神或范围。因此，本申请案无意限于本文中所示的实施方案，而应被赋予与本文中所揭示的原理和新颖特征相一致的最广泛范围。

Claims (30)

1.一种用于给可充电装置充电的无线电力接收器设备，其包括：
多个接收天线，其安置在所述可充电装置的盖子上，所述多个接收天线中的至少一者经配置以根据不同于所述多个接收天线中的至少一个其它者的无线充电协议而无线地接收电力；及
切换电路，其安置在所述盖子上且经配置以从所述多个接收天线中的至少一者接收所述无线电力，且跨越经配置以连接到所述可充电装置的输入的输出从所述多个接收天线中的对应一者选择性地提供相应的电压。
2.根据权利要求1所述的设备，其包括至少一个前端电路，所述至少一个前端电路安置在所述盖子上且经配置以对从所述多个接收天线中的至少一者接收的交流电进行整流，且将直流电提供给所述切换电路。
3.根据权利要求1所述的设备，其中所述输出包括第一输出端子及第二输出端子，且所述切换电路包括多个开关，所述多个开关经配置以当从所述多个接收天线中的所述对应一者接收所述无线电力时跨越所述第一和第二输出端子选择性地提供所述相应的电压。
4.根据权利要求3所述的设备，其中所述多个开关包括具有连接在一起的源极电极的至少一对晶体管。
5.根据权利要求1所述的设备，其中所述切换电路经配置以当从所述多个接收天线中的所述对应一者接收无线电力时停用到用于从所述多个接收天线中的任何其它接收天线接收的无线电力的所述输出的电路路径。
6.根据权利要求1所述的设备，其中所述切换电路包括经配置以停用从所述多个天线的第一天线到所述输出的第一电路路径的第一开关，且其中响应于无线场经由所述多个天线的第二天线而产生的经整流的DC电压经配置以控制所述第一开关停用所述第一电路路径。
7.一种用于给可充电装置充电的方法，其包括：
从安置在所述可充电装置的盖子上的多个接收天线中的至少一者无线地接收电力，其中所述多个接收天线中的至少一者经配置以根据不同于所述多个接收天线中的至少一个其它者的无线充电协议而无线地接收电力；
利用安置在所述盖子上的切换电路跨越经配置以连接到所述可充电装置的输入的输出从所述多个接收天线中的对应一者选择性地提供相应的电压。
8.根据权利要求7所述的方法，其包括对从所述多个接收天线中的至少一者接收的交流电进行整流且将直流电提供给所述切换电路。
9.根据权利要求7所述的方法，其包括当从所述多个接收天线中的所述对应一者接收所述无线电力时，利用所述切换电路内的多个开关跨越所述输出的第一输出端子及第二输出端子选择性地提供所述相应的电压。
10.根据权利要求9所述的方法，其中所述多个开关包括具有连接在一起的源极电极的至少一对晶体管。
11.根据权利要求7所述的方法，其包括当从所述多个接收天线中的所述对应一者接收无线电力时，停用所述输出与所述多个接收天线中的任何其它接收天线之间的电路路径。
12.根据权利要求7所述的方法，其包括响应于检测到经由所述多个天线的第二天线产生的经整流的DC电压的存在，停用从所述多个天线的第一天线到所述输出的第一电路路径。
13.一种可无线充电设备，其包括：
输入，其经配置以连接到所述可充电设备的盖子的输出；
转换器电路，其可配置以经由所述输入耦合到所述可充电设备的所述盖子上的多个接收天线中的一者，所述多个接收天线中的所述一者经配置以根据不同于所述多个接收天线中的至少一个其它者的无线充电协议而无线地接收电力，所述转换器电路经配置以：
从所述多个接收天线中的所述一者选择性地接收输入电压；及
产生基于所述输入电压与电压电平阈值之间的关系而相对于所述输入电压经缩放的输出电压。
14.根据权利要求13所述的设备，其中所述转换器电路经配置以当所述输入电压小于所述电压电平阈值时产生大体上等于所述输入电压的所述输出电压。
15.根据权利要求13所述的设备，其中所述转换器电路经配置以当所述输入电压大于或等于所述电压电平阈值时使所述输入电压乘以缩放因数以产生所述输出电压。
16.根据权利要求13所述的设备，其中所述转换器电路包括电荷泵电路。
17.根据权利要求16所述的设备，其中所述电荷泵电路安置在集成电路上，所述集成电路物理上与连接到所述多个接收天线中的一或多者且安置在所述可充电设备的所述盖子上的至少一整流器电路分开。
18.根据权利要求13所述的设备，其中所述转换器电路包括主控电荷泵电路及与所述主控电荷泵电路并联连接的至少一个从属电荷泵电路，其中所述主控电荷泵电路经配置以控制所述至少一个从属电荷泵电路的操作。
19.根据权利要求18所述的设备，其中所述主控电荷泵电路及所述至少一个从属电荷泵电路中的每一者提供所述输出电压。
20.根据权利要求18所述的设备，其中由所述转换器电路提供的电力的量至少部分基于在来自所述主控电荷泵电路及所述至少一个从属电荷泵电路的所述输出电压下提供的电流的总量。
21.根据权利要求13所述的设备，其包括通信电路，所述通信电路经配置以与多个充电器中的至少一者通信以用于控制充电序列。
22.一种用于给可充电装置无线地充电的方法，其包括：
在所述可充电装置的输入处从安置在所述可充电装置的盖子上的多个接收天线中的一者选择性地接收输入电压，所述多个接收天线中的所述一者经配置以根据不同于所述多个接收天线中的至少一个其它者的无线充电协议而无线地接收电力；及
产生基于所述输入电压与电压电平阈值之间的关系而相对于所述输入电压经缩放的输出电压。
23.根据权利要求22所述的方法，其包括当所述输入电压小于所述电压电平阈值时产生大体上等于所述输入电压的所述输出电压。
24.根据权利要求22所述的方法，其包括当所述输入电压大于或等于所述电压电平阈值时，使所述输入电压乘以缩放因数以产生所述输出电压。
25.根据权利要求22所述的方法，其包括利用电荷泵电路产生所述输出电压。
26.根据权利要求25所述的方法，所述电荷泵电路安置在集成电路上，所述集成电路物理上与连接到所述多个接收天线中的一或多者且安置在可充电设备的所述盖子上的整流器电路分开，所述整流器电路经配置以产生所述输入电压。
27.根据权利要求25所述的方法，其中所述电荷泵电路包括与至少一个从属电荷泵电路并联连接的主控电荷泵电路，所述方法包括经由所述主控电荷泵电路控制所述至少一个从属电荷泵电路的操作。
28.根据权利要求27所述的方法，其中所述主控电荷泵电路及所述至少一个从属电荷泵电路中的每一者产生所述输出电压。
29.根据权利要求27所述的方法，其包括通过调整在来自所述主控电荷泵电路及所述至少一个从属电荷泵电路的所述输出电压下提供的电流的总量而调整提供给所述可充电装置的电力的量。
30.根据权利要求22所述的方法，其包括经由用于控制充电序列的通信电路而与多个充电器中的至少一者通信。
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