CN106253410A - 无线电力接收器 - Google Patents

Abstract

本申请涉及无线电力接收器。示范性实施例是针对将在接收天线处所接收的无线电力传递到负载。一种方法可包括在用于将能量存储于所述天线内的充电阶段期间使所述天线的每一端子耦合到接地电压。所述方法可进一步包括在用于将能量从所述天线传送到输出的输出阶段期间使所述天线的至少一个端子耦合到所述输出。

Description

无线电力接收器

分案申请的相关信息

本案是分案申请。该分案的母案是申请日为2011年2月15日、申请号为201180011054.2、发明名称为“无线电力接收器”的发明专利申请案。

根据35 U.S.C.§119主张优先权

本申请案根据35U.S.C.§119(e)主张以下申请案的优先权：

2010年2月25日申请的题为“反向D类电力接收器(REVERSE CLASS-D POWERRECEIVER)”的第61/308,246号美国临时专利申请案，所述美国临时专利申请案的全部揭示内容在此以引用的方式并入本文中。

技术领域

本发明大体来说涉及无线电力传送，且更具体来说，涉及用于将能量从无线电力接收器传递到负载的系统、装置及方法。

背景技术

正开发在发射器与待充电的装置之间使用空中电力传输的做法。这些做法大体上属于两种类别。一种类别是基于发射天线与待充电的装置上的接收天线之间的平面波辐射(也称为远场辐射)的耦合，所述待充电的装置收集所辐射的电力且对其整流以用于对电池充电。天线大体上为谐振长度，以便改善耦合效率。此做法的缺点为电力耦合随着天线之间的距离增加而迅速衰退。因此，超过合理距离(例如，>1-2米)的充电变得困难。另外，因为系统辐射平面波，所以如果未经由滤波来进行适当控制，则无意的辐射可干扰其它系统。

其它做法是基于嵌入于(例如)“充电”垫或表面中的发射天线与嵌入于待充电的主机装置中的接收天线加整流电路之间的感应耦合。此做法具有以下缺点：发射天线与接收天线之间的间隔必须非常接近(例如，几毫米)。虽然此做法确实具有对同一区域中的多个装置同时充电的能力，但此区域通常较小，因此用户必须将所述装置定位到一特定区域。

如一般所属领域的技术人员应理解，常规无线电力接收器可使用两步过程来将DC电力供应到负载。更具体来说，常规无线电力接收器可使用整流器连同DC/DC转换器以将DC电力供应到负载。存在增加无线电力传送的需要。更具体来说，存在用于将电力从接收器提供到负载的增强的方法、装置及系统的需要。

发明内容

在所附权利要求书的范围内的系统、方法和装置的各种实施方案各自具有若干方面，其中没有单个方面唯一地负责本文描述的所需属性。在不限制所附权利要求书的范围的情况下，本文描述一些突出特征。

本说明书中描述的标的物的一个或一个以上实施方案的细节在附图和下文的描述中陈述。从描述、附图和权利要求书将明了其它特征、方面和优点。应注意，附图的相对尺寸可能未按比例绘制。

本发明中描述的标的物的一个方面提供一种方法。所述方法包括在用于将能量存储于接收无线电力的天线内的充电阶段期间使所述天线的每一端子耦合到接地电压。所述方法进一步包括在用于将所述能量从所述天线传送到输出的输出阶段期间使所述天线的至少一个端子耦合到所述输出。

本发明中描述的标的物的另一方面提供一种方法。所述方法包括在用天线无线接收能量以用于将能量存储于所述天线内时使所述天线的第一端子及第二端子中的每一者耦合到接地电压。所述方法进一步包括在用于将所存储的能量从所述天线传送到输出的输出阶段期间使所述天线的所述第一端子及所述第二端子中的一者耦合到所述输出。此外，所述方法包括在用于将所存储的能量从所述天线传送到所述输出的另一输出阶段期间使所述天线的所述第一端子及所述第二端子中的另一者耦合到所述输出。

本发明中描述的标的物的又一方面提供一种接收器。所述接收器包括接收天线及多个切换元件，其中至少一个切换元件经配置以将所述接收天线的端子选择性地耦合到输出或将所述接收天线的端子从所述输出解耦，且至少一个其它切换元件经配置以将所述接收天线的所述端子选择性地耦合到接地电压或将所述接收天线的所述端子从所述接地电压解耦。

本发明中描述的标的物的另一方面提供一种装置。所述装置包括接收天线及至少一个电流感测比较器，所述至少一个电流感测比较器经配置以比较流经所述接收天线的电流与阈值电流。所述装置进一步包括多个切换元件，其中至少一个切换元件经配置以在流经所述接收天线的所述电流大于所述阈值电流时使所述接收天线选择性地耦合到输出。

本发明中描述的标的物的又一方面提供一种装置。所述装置包括：用于在用于将能量存储于天线内的充电阶段期间使所述天线的每一端子耦合到接地电压的装置；及用于在用于将能量从所述天线传送到输出的输出阶段期间使所述天线的至少一个端子耦合到所述输出的装置。

本发明中描述的标的物的另一方面提供一种装置。所述装置包括用于在用天线接收能量以将能量存储于所述天线内时使所述天线的第一端子及第二端子中的每一者耦合到接地电压的装置。所述装置进一步包括用于在用于将能量从所述天线传送到输出的输出阶段期间使所述天线的所述第一端子及所述第二端子中的一者耦合到所述输出的装置。此外，所述装置包括用于在用于将能量从所述天线传送到所述输出的另一输出阶段期间使所述天线的所述第一端子及所述第二端子中的另一者耦合到所述输出的装置。

附图说明

图1展示无线电力传送系统的简化框图。

图2展示无线电力传送系统的简化示意图。

图3说明供用于本发明的示范性实施例中的环形天线的示意图。

图4为根据本发明的示范性实施例的发射器的简化框图。

图5说明根据本发明的示范性实施例的包括一接收器的电子装置的简化框图。

图6为根据本发明的示范性实施例的接收器的电路图。

图7为根据本发明的示范性实施例的包括多个晶体管的接收器的电路图。

图8A为根据本发明的示范性实施例的处于一种配置中的接收器的电路图。

图8B为根据本发明的示范性实施例的图8A的处于另一配置中的接收器的电路图。

图8C为根据本发明的示范性实施例的图8A的处于又一配置中的接收器的电路图。

图9说明根据本发明的示范性实施例的包括一发射器及一接收器的系统。

图10为说明根据本发明的示范性实施例的与接收器相关联的各种信号的曲线图。

图11为说明根据本发明的示范性实施例的与接收器相关联的各种信号的另一曲线图。

图12为说明根据本发明的示范性实施例的与接收器相关联的各种信号的又一曲线图。

图13为说明根据本发明的示范性实施例的方法的流程图。

图14为说明根据本发明的示范性实施例的另一方法的流程图。

具体实施方式

下文中结合随附图式所阐述的详细描述既定作为对本发明的示范性实施例的描述且既定不表示可实践本发明的仅有实施例。遍及此描述所使用的术语“示范性”意味着“充当实例、例子或说明”，且未必应被解释为相比其它示范性实施例优选或有利。所述详细描述包括特定细节以便提供对本发明的示范性实施例的详尽理解。所属领域的技术人员将显而易见的是，可在无这些特定细节的情况下实践本发明的示范性实施例。在一些例子中，以框图形式展示众所周知结构及装置以便避免混淆本文中所呈现的示范性实施例的新颖性。

术语“无线电力”在本文中用以意味着在不使用物理电导体的情况下在发射器与接收器之间传输的与电场、磁场、电磁场或其它者相关联的任何形式的能量。

图1说明根据本发明的各种示范性实施例的无线传输或充电系统100。将输入电力102提供到发射器104以供产生用于提供能量传送的辐射场106。接收器108耦合到辐射场106且产生输出电力110以供耦合到输出电力110的装置(图中未展示)存储或消耗。发射器104与接收器108两者分开达距离112。在一个示范性实施例中，根据相互谐振关系来配置发射器104及接收器108，且在接收器108的谐振频率与发射器104的谐振频率非常接近时，当接收器108位于辐射场106的“近场”中时，发射器104与接收器108之间的传输损失最小。

发射器104进一步包括用于提供用于能量传输的装置的发射天线114，且接收器108进一步包括用于提供用于能量接收的装置的接收天线118。根据应用及将与之相关联的装置来对发射天线及接收天线设定大小。如所陈述，通过将发射天线的近场中的大部分能量耦合到接收天线而非以电磁波形式将多数能量传播到远场来发生有效能量传送。当在此近场中时，可在发射天线114与接收天线118之间形成耦合模式。天线114及118周围可发生此近场耦合的区域在本文中称作耦合模式区。

图2展示无线电力传送系统的简化示意图。发射器104包括振荡器122、功率放大器124，及滤波器与匹配电路126。所述振荡器经配置以在所要频率下产生信号，所述所要频率可响应于调整信号123来加以调整。可由功率放大器124以响应于控制信号125的放大量来放大振荡器信号。可包括滤波器与匹配电路126以滤出谐波或其它不想要的频率且使发射器104的阻抗与发射天线114匹配。

接收器108可包括匹配电路132及整流器与切换电路134，以产生DC电力输出以对电池136(如图2中所展示)充电或对耦合到接收器的装置(图中未展示)供电。可包括匹配电路132以使接收器108的阻抗与接收天线118匹配。接收器108与发射器104可在一单独通信信道119(例如，蓝牙、紫蜂(zigbee)、蜂窝式等)上通信。

如图3中所说明，示范性实施例中所使用的天线可配置为“环形”天线150，其在本文中也可称作“磁性”天线。环形天线可经配置以包括一空气心或物理心(例如，铁氧体心)。空气心环形天线可较能容忍置放于所述心附近的外来物理装置。此外，空气心环形天线允许其它组件置放于心区域内。另外，空气心环形可更易于使得能够将接收天线118(图2)置放于发射天线114(图2)的平面内，在所述平面内，发射天线114(图2)的耦合模式区可更强大。

如所陈述，在发射器104与接收器108之间的匹配或近似匹配谐振期间，发生发射器104与接收器108之间的有效能量传送。然而，甚至当发射器104与接收器108之间的谐振不匹配时，虽然效率可能受影响，但仍可传送能量。通过将来自发射天线的近场的能量耦合到驻留于建立此近场的邻域中的接收天线而非将能量从发射天线传播到自由空间中来发生能量传送。

环形天线或磁性天线的谐振频率是基于电感及电容。环形天线中的电感大体上仅为由所述环形产生的电感，而电容大体上添加到环形天线的电感以在所要谐振频率下建立一谐振结构。作为一非限制性实例，可将电容器152及电容器154添加到所述天线以建立一产生谐振信号156的谐振电路。因此，对于较大直径的环形天线来说，诱发谐振所需的电容的大小随着所述环形的直径或电感增加而减小。此外，随着环形天线或磁性天线的直径增加，近场的有效能量传送区域增大。当然，其它谐振电路是可能的。作为另一非限制性实例，电容器可并联地置放于环形天线的两个端子之间。另外，一般所属领域的技术人员将认识到，对于发射天线，谐振信号156可为到环形天线150的输入。

图4为根据本发明的示范性实施例的发射器200的简化框图。发射器200包括发射电路202及发射天线204。大体来说，发射电路202通过提供致使在发射天线204周围产生近场能量的振荡信号来将RF电力提供到发射天线204。应注意，发射器200可在任何合适的频率下操作。举例来说，发射器200可在13.56MHz ISM频带下操作。

示范性发射电路202包括：固定阻抗匹配电路206，其用于使发射电路202的阻抗(例如，50欧姆)与发射天线204匹配；及低通滤波器(LPF)208，其经配置以将谐波发射减少到防止耦合到接收器108(图1)的装置的自干扰的水平。其它示范性实施例可包括不同的滤波器拓扑(包括(但不限于)使特定频率衰减同时使其它频率通过的陷波滤波器)，且可包括自适应阻抗匹配，所述自适应阻抗匹配可基于可测量的传输量度(例如，到天线的输出功率或由功率放大器汲取的DC电流)而变化。发射电路202进一步包括经配置以驱动如由振荡器212确定的RF信号的功率放大器210。发射电路可由离散装置或电路组成，或替代地可由集成式组合件组成。来自发射天线204的示范性RF功率输出可为约2.5瓦特。

发射电路202进一步包括控制器214，其用于在特定接收器的传输阶段(或工作循环)期间启用振荡器212、用于调整所述振荡器的频率或相位，及用于调整用于实施通信协议(用于经由相邻装置所附接的接收器与相邻装置互动)的输出功率电平。如此项技术中所众所周知的，振荡器相位及传输路径中的相关电路的调整允许减少频带外发射(尤其在从一个频率转变到另一频率时)。

发射电路202可进一步包括负载感测电路216，其用于检测在由发射天线204产生的近场附近的作用中接收器的存在或不存在。举例来说，负载感测电路216监视流动到功率放大器210的电流，其受在由发射天线204产生的近场附近的作用中接收器的存在或不存在影响。对功率放大器210上的负载的改变的检测是由控制器214监视，以用于确定是否启用振荡器212以传输能量且与作用中接收器通信。

发射天线204可通过绞合漆包线(Litz wire)来实施或实施为天线条带，其具有经选择以使电阻损失保持较低的厚度、宽度及金属类型。在常规实施方案中，发射天线204可大体上经配置以与较大结构(例如，桌子、垫、灯或其它不便携带的配置)相关联。因此，发射天线204大体上将不需要“匝”以便具有实际尺寸。发射天线204的示范性实施方案可为“电学上较小的”(即，波长的分数)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。在发射天线204的直径或边长(如果为正方形环)相对于接收天线来说可较大(例如，0.50米)的示范性应用中，发射天线204将未必需要较大数目的匝来获得合理电容。

发射器200可搜集并追踪关于可能与发射器200相关联的接收器装置的行踪及状态的信息。因此，发射器电路202可包括连接到控制器214(在本文中也称作处理器)的存在检测器280、封入式检测器290，或其组合。控制器214可响应于来自存在检测器280及封入式检测器290的存在信号而调整由放大器210递送的电力的量。发射器可经由若干电源(例如，用以转换存在于建筑物中的常规AC电力的AC/DC转换器(图中未展示)、用以将常规DC电源转换成适合于发射器200的电压的DC/DC转换器(图中未展示))接收电力，或可直接从常规DC电源(图中未展示)接收电力。

如本文中所描述的本发明的各种示范性实施例涉及用于将能量从无线电力接收器传递到负载(例如，电池)的系统、装置及方法。图5说明根据本发明的示范性实施例的电子装置400的框图，电子装置400包括以可操作方式耦合到接收天线504的接收器500。如图5中所说明，接收器500可耦合到负载502，负载502可包含(例如)电池。更具体来说，作为一实例，负载可包含例如相机、移动电话或电动交通工具等电力装置的电池。如本文中所描述，接收器500可经由发射天线504以无线方式从相关联发射器接收能量，且在其接收中，可将经整流的DC电压传递到负载502，负载502可包含(仅举例来说)电池。接收器500的接收天线可经调谐以在与发射天线(例如，图4的发射天线204)相同的频率下或接近相同的频率下谐振。应注意，接收器500为与频率无关的，且可在任何合适频率下操作，例如(仅举例来说)13.56MHz或6.78MHz。应进一步注意，接收器500可在较低频率下操作，例如，适于感应或电动交通工具应用的频率。此外，接收器500可经配置以在松散耦合或紧密耦合(即，感应耦合)的系统内使用。

图6说明根据本发明的示范性实施例的接收器500的电路图。接收器500包括耦合于电容器C1与电容器C2之间的电感器L1。根据一个示范性实施例，电感器L1连同电容器C1及C2(其包含匹配电容器)一起可构成一接收天线551。应注意，可包含任何合适值的电容器C1及C2可确定接收天线的谐振频率。此外，电感器L1可包含(仅举例来说)单匝环(one-turnloop)。接收器500进一步包括耦合于电容器C1的一侧与节点N5之间的节点N1以及耦合于电容器C2的一侧与节点N4之间的节点N2。

接收器500进一步包括第一电流感测比较器550及第二电流感测比较器552。如所说明，第一电流感测比较器550的第一输入耦合到节点N1，且因此经配置以感测流经节点N1的电流。第一电流感测比较器550的第二输入耦合到经配置以供应阈值电流的输入554。此外，第二电流感测比较器552的第一输入耦合到节点N2，且因此经配置以感测流经节点N2的电流。第二电流感测比较器552的第二输入耦合到经配置以供应阈值电流的输入554(如上文所提及)。如所属领域的一般技术人员应了解，第一电流感测比较器550可比较流经节点N1的电流与由输入554产生的电流，且响应于所述比较，可产生一个或一个以上控制信号(例如，控制信号CT1及控制信号CT2)。此外，第二电流感测比较器552可比较流经节点N2的电流与由输入554产生的电流，且响应于所述比较，可产生一个或一个以上控制信号(例如，控制信号CT3及控制信号CT4)。

接收器500进一步包括第一切换元件S1、第二切换元件S2、第三切换元件S3，及第四切换元件S4。应注意，切换元件S1、S2、S3及S4可包含任何合适且已知的切换元件。再次参看图6，接收器500还可包括二极管D1到D4、电容器C3，及输出电压V3。如所属领域的一般技术人员应了解，二极管D1到D4可包含保护性二极管，其中每一二极管D1到D4与一切换元件相关联(例如，二极管D1为与切换元件S4相关联的保护性二极管)。

仅通过实例，参看图7，切换元件S1、S2、S3及S4各自包含一晶体管。在图7中所说明的示范性实施例中，切换元件S1的栅极耦合到控制信号CT1，漏极耦合到节点N4，且源极耦合到接地电压510。切换元件S2的栅极耦合到控制信号CT2，漏极耦合到节点N6，且源极耦合到节点N4。切换元件S3的栅极耦合到控制信号CT3，漏极耦合到节点N3，且源极耦合到接地电压510。此外，切换元件S4的栅极耦合到控制信号CT4，漏极耦合到节点N5，且源极耦合到节点N3。如上文所提及且如下文更充分描述，响应于比较相关联输入处的电流，第一电流感测比较器550可产生用以控制切换元件S1及S2的操作的控制信号。类似地，响应于比较相关联输入处的电流，第二电流感测比较器552可产生用以控制切换元件S3及S4的操作的控制信号。

图8A说明处于一配置中的接收器500，在所述配置中，切换元件S1及S3为闭合的且切换元件S2及S4为断开的。如一般所属领域的技术人员应了解，当接收器500处于图8A中所说明的配置中时，接收天线551的每一端子(即，其中节点N1为接收天线551的第一正端子，且节点N2为接收天线551的第二负端子)耦合到接地电压510。因此，在此配置中，流经节点N1及节点N2中的每一者的电流可增加。图8B说明处于一配置中的接收器500，在所述配置中，切换元件S1及S4为闭合的且切换元件S2及S3为断开的。如一般所属领域的技术人员应了解，图8B中所说明的配置使得从节点N2流到节点1的电流能够流到输出512。图8C说明处于一配置中的接收器500，在所述配置中，切换元件S3及S2为闭合的且切换元件S1及S4为断开的。如一般所属领域的技术人员应了解，图8C中所说明的配置使得从节点N1流到节点N2的电流能够流到输出512。

图9说明根据本发明的示范性实施例的包括接收器500及发射器602的系统600的电路图。根据本发明的一示范性实施例，可由电感器L1接收由发射器700以无线方式发射的能量。此外，根据本文中所描述的示范性实施例中的一者或一者以上，接收器500可将DC电力传递到输出512，输出512可耦合到负载(例如，电子装置的可充电电池)。如上文所提及，负载可包含(仅举例来说)例如相机、移动电话或电动交通工具等电力装置的电池。

图10到12分别说明描绘与接收器500(见图6)相关联的各种信号相对于时间T的曲线图700、800及900。参看图6及10，信号800表示相对于时间T的流经电感器L1的电流。信号802表示节点N1处的相对于时间T的电压，且信号804表示节点N2处的相对于时间T的电压。如图10中所说明，信号802及信号804各自周期性地从大约0.0伏特到大约4.0伏特形成尖峰。通过断开切换元件S1且闭合切换元件S2而产生信号802(其表示节点N1处的电压)的电压尖峰。类似地，通过断开切换元件S3且闭合切换元件S4而产生信号804(其表示节点N2处的电压)的电压尖峰。

参看图6及11，信号903表示相对于时间T的流经电感器L1的电流。信号902表示节点N1处的相对于时间T的电压，且信号904表示节点N2处的相对于时间T的电压。如图11中所说明，信号902及信号904各自周期性地从大约0.0伏特到大约4.0伏特形成尖峰。通过断开切换元件S1且闭合切换元件S2而产生信号902(其表示节点N1处的电压)的电压尖峰。类似地，通过断开切换元件S3且闭合切换元件S4而产生信号904(其表示节点N2处的电压)的电压尖峰。应注意，在图11中，流经电感器L1的电流(即，信号903)的值小于如图10中所说明的流经电感器L1的电流(即，信号800)的值，这是因为在图11中所说明的实施例中释放较大量的能量。换句话说，图11的曲线图中的信号902及904的脉冲的宽度归因于较大量的能量被释放而宽于图10的曲线图中的信号802及804的脉冲，这导致流经电感器L1的电流较小。

参看图6及12，信号950表示相对于时间T的流经电感器L1的电流。另外，信号954表示横跨电感器L1上的电压(即，节点N2处的电压－节点N1处的电压)。

参看图6到12，现将描述接收器500的预期操作。最初，输入554产生阈值电压V2，阈值电压V2又产生可由第一电流感测比较器550及第二电流感测比较器552中的每一者感测的阈值电流。此外，最初闭合切换元件S1及切换元件S3，断开切换元件S2及S4，且因此在电感器L1处接收到能量后，(例如)可从节点N1流到节点N2的电流即刻开始增加。此配置可被称作充电阶段。在节点N1处的电流变得大于供应到第一电流感测比较器552的阈值电流后，第一电流感测比较器550即刻可产生控制信号CT1及CT2，控制信号CT1及CT2又分别断开切换元件S1及闭合切换元件S2。应注意，根据一个示范性实施例，可测量横跨切换元件S1(其可包含一MOSFET)上的电压降以确定节点N1处的电流何时处于足以断开开关S1且闭合开关S2的电平。特定参看图6、10及11，断开切换元件S1且闭合切换元件S2可产生表示节点N2处的电压的信号804中的尖峰。在切换元件S1断开且切换元件S2闭合后，从节点N1流到节点N2的电流即刻可流到输出512中。此配置可被称作输出阶段。

此后，可闭合切换元件S1且可断开切换元件S2。因此，再次闭合切换元件S1及切换元件S3，断开切换元件S2及S4，且因此，在电感器L1处接收到能量后，(例如)可从节点N2流到节点N2的电流即刻开始增加。此配置可被称作充电阶段。在节点N2处的电流变得大于供应到第二电流感测比较器552的阈值电流后，第二电流感测比较器552即刻可产生控制信号CT3及CT4，控制信号CT3及CT4又分别断开切换元件S3及闭合切换元件S4。应注意，根据一个示范性实施例，可测量横跨切换元件S3(其可包含一MOSFET)上的电压降以确定节点N2处的电流何时处于足以断开开关S3且闭合开关S4的电平。特定参看图6、10及11，断开切换元件S3且闭合切换元件S4可产生表示节点N1处的电压的信号802中的尖峰。在切换元件S3断开且切换元件S4闭合后，从节点N2流到节点N1的电流即刻可流到输出512中。此配置可被称作输出阶段。

应注意，根据一个示范性实施例，天线中的电流波形可与电压波形同相。仅通过实例，锁相回路或延迟锁定回路可用以使电流波形与电压波形对准。此外，特定参看图10及11，信号802及804的脉冲的宽度可确定接收器500的负载阻抗的量值。此外，脉冲(即，信号802及804的脉冲)与电流(即，信号800)之间的相位关系可指示电路(即，图6的电路)在谐振频率下是起电阻性、电容性还是电感性作用。虽然使电路起电阻性作用可为有利的，但使电路起电感性或电容性作用以使得未调整到最佳调谐可存在某种优点。

图13为说明根据一个或一个以上示范性实施例的另一方法950的流程图。方法950可包括在用于将能量存储于天线内的充电阶段期间使天线的每一端子耦合到接地电压(由数字952所描绘)。另外，方法950可包括在用于将能量从天线传送到输出的输出阶段期间使天线的至少一个端子耦合到输出(由数字954所描绘)。

图14为说明根据一个或一个以上示范性实施例的另一方法980的流程图。方法980可包括在以无线方式接收能量以将能量存储于天线内时使天线的第一端子与第二端子中的每一者耦合到接地电压(由数字982所描绘)。方法980可进一步包括在用于将能量从天线传送到输出的输出阶段期间使天线的第一端子与第二端子中的一者耦合到输出(由数字984所描绘)。另外，方法980可包括在用于将能量从天线传送到输出的另一输出阶段期间使天线的第一端子与第二端子中的另一者耦合到输出(由数字986所描绘)。

本文中所描述的本发明的示范性实施例可减少或可能消除对降压式或升压式电压调节器及相关联组件的需要。因此，可减少板区域、BOM成本及功率转换级的数目。此外，功率转换级的减少可增加效率。因此，与常规方法相比，本发明的实施例可需要用于接收无线电力(即，使天线连接到整流器以将RF功率转换到DC且接着使用开关模式或线性调节器来调节DC)的较少组件。

所属领域的技术人员将理解，可使用各种不同技术及技艺中的任一者来表示信息及信号。举例来说，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可能遍及以上描述而引用的数据、指令、命令、信息、信号、位、符号及码片。

所属领域的技术人员将进一步了解，结合本文中所揭示的示范性实施例所描述的各种说明性逻辑块、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。为了清楚地说明硬件与软件的此可互换性，上文已大体上在功能性方面描述各种说明性组件、块、模块、电路及步骤。此功能性实施为硬件还是软件取决于特定应用及强加于整个系统的设计约束。所属领域的技术人员可针对每一特定应用以变化方式来实施所描述的功能性，但这些实施决策不应被解释为会造成偏离本发明的示范性实施例的范围。

可通过以下各者来实施或执行结合本文中所揭示的示范性实施例所描述的各种说明性逻辑块、模块及电路：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中所描述的功能的任何组合。通用处理器可为微处理器，但或者，处理器可为任何常规的处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器也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、结合DSP核心的一个或一个以上微处理器，或任何其它此配置。

结合本文中所揭示的示范性实施例所描述的方法或算法的步骤可直接体现于硬件中、由处理器执行的软件模块中，或两者的组合中。软件模块可驻留于随机存取存储器(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、CD-ROM或此项技术中已知的任何其它形式的存储媒体中。示范性存储媒体耦合到处理器以使得所述处理器可从所述存储媒体读取信息及将信息写入到所述存储媒体。或者，存储媒体可与处理器成一体式。处理器及存储媒体可驻留于ASIC中。ASIC可驻留于用户终端中。或者，处理器及存储媒体可作为离散组件而驻留于用户终端中。

在一个或一个以上示范性实施例中，可以硬件、软件、固件或其任何组合实施所描述的功能。如果以软件实施，则所述功能可作为一个或一个以上指令或代码存储于计算机可读媒体上或经由计算机可读媒体来传输。计算机可读媒体包括计算机存储媒体与通信媒体两者，通信媒体包括促进计算机程序从一处到另一处的传递的任何媒体。存储媒体可为可由计算机存取的任何可用媒体。举例来说且并非限制，这些计算机可读媒体可包含RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储装置、磁盘存储装置或其它磁性存储装置，或可用以载运或存储呈指令或数据结构形式的所要程序代码并可由计算机存取的任何其它媒体。且，将任何连接适当地称为计算机可读媒体。举例来说，如果使用同轴电缆、光纤缆线、双绞线、数字订户线(DSL)或例如红外线、无线电及微波的无线技术从网站、服务器或其它远程源传输软件，则同轴电缆、光纤缆线、双绞线、DSL或例如红外线、无线电及微波的无线技术包括于媒体的定义中。如本文中所使用，磁盘及光盘包括压缩光盘(CD)、激光光盘、光学光盘、数字多功能光盘(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，而光盘通过激光以光学方式再现数据。上述各者的组合也应包括在计算机可读媒体的范围内。

提供对所揭示的示范性实施例的先前描述以使任何所属领域的技术人员能够制造或使用本发明。所属领域的技术人员将易于显而易见对这些示范性实施例的各种修改，且在不偏离本发明的精神或范围的情况下，可将本文中所界定的一般原理应用于其它实施例。因此，本发明既定不限于本文中所展示的示范性实施例，而应被赋予与本文中所揭示的原理及新颖特征相一致的最广泛范围。

Claims (33)

1.一种用于将能量从无线电力接收器传递到负载的方法，所述方法包含：

在用于存储能量的充电阶段期间，驱动第一切换元件而将接收无线电力的接收天线的第一端子耦合到参考电压，且驱动第二切换元件而将所述接收天线的第二端子耦合到所述参考电压，所述接收天线位于发射天线的耦合模式区内，且在操作地与所述发射天线耦合时从所述发射天线接收所述无线电力；及

在用于将所述能量从所述接收天线传送到耦合到所述负载的输出的输出阶段期间，仅驱动所述第一切换元件及所述第二切换元件中的一者而将所述第一端子及所述第二端子中的仅一者从所述参考电压解耦。

2.根据权利要求1所述的方法，其进一步包含：在所述输出阶段期间，在所述第二端子耦合到所述参考电压时，将所述第一端子耦合到所述输出。

3.根据权利要求2所述的方法，其进一步包含：在另一输出阶段期间，在所述第一端子耦合到所述参考电压时，将所述第二端子耦合到所述输出。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述接收天线在电感器处接收无线电力，所述电感器具有耦合到第一电容器的一个端子以及耦合到第二电容器的第二端子。

5.根据权利要求1所述的方法，其进一步包含感测所述接收天线的每一端子中的电流。

6.根据权利要求1所述的方法，其进一步包含：在所述输出阶段期间，在所述第二端子中的电流超过阈值电流电平后即刻将所述第一端子耦合到所述输出。

7.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一切换元件包含至少一个第一晶体管，且所述第二切换元件包含至少一个第二晶体管。

8.根据权利要求7所述的方法，其中所述至少一个第一晶体管包含第一对晶体管，所述第一对晶体管被彼此反相地驱动，且所述至少一个第二晶体管包含第二对晶体管，所述第二对晶体管被彼此反相地驱动。

9.根据权利要求1所述的方法，其进一步包含将能量从所述输出传递到电子装置的电池。

10.一种用于将能量从无线电力接收器传递到负载的方法，所述方法包含：

在接收天线从发射天线无线地接收能量以存储能量时，将所述接收天线的第一端子及第二端子中的每一者耦合到参考电压；

在用于将所存储的能量从所述接收天线传送到输出的输出阶段期间，在所述接收天线的所述第一端子及所述第二端子中的一者耦合到所述参考电压时，将所述接收天线的所述第一端子及所述第二端子中的另一者从所述参考电压解耦，且将所述接收天线的所述第一端子及所述第二端子中的所述另一者耦合到所述输出；及

在用于将所存储的能量从所述接收天线传送到所述输出的另一输出阶段期间，在所述接收天线的所述第一端子及所述第二端子中的所述另一者耦合到所述参考电压时，将所述接收天线的所述第一端子及所述第二端子中的所述一者从所述参考电压解耦，且将所述接收天线的所述第一端子及所述第二端子中的所述一者耦合到所述输出。

11.根据权利要求10所述的方法，其中将所述接收天线的所述第一端子及所述第二端子中的每一者耦合到所述参考电压包含经由第一切换元件将所述接收天线的所述第一端子选择性地耦合到所述参考电压且经由第二切换元件将所述接收天线的所述第二端子选择性地耦合到所述参考电压。

12.根据权利要求11所述的方法，其进一步包含感测横跨所述第一切换元件及所述第二切换元件中的至少一者的电压降。

13.根据权利要求11所述的方法，其中在所述输出阶段期间将所述接收天线的所述第一端子及所述第二端子中的所述另一者耦合到所述输出包含响应于横跨所述第一切换元件及所述第二切换元件中的所述一者的电压降为足够高而经由第三切换元件将所述第一端子耦合到所述输出。

14.根据权利要求13所述的方法，其中在另一输出阶段期间将所述接收天线的所述第一端子及所述第二端子中的所述一者耦合到所述输出包含将所述第二端子从所述参考电压选择性地解耦且经由第四切换元件将所述第二端子耦合到所述输出。

15.根据权利要求11所述的方法，其中在所述输出阶段期间将所述接收天线的所述第一端子及所述第二端子中的所述另一者耦合到所述输出包含将所述第一端子从所述参考电压选择性地解耦且经由第三切换元件将所述第一端子耦合到所述输出。

16.根据权利要求11所述的方法，其进一步包含感测流经所述第一端子及所述第二端子中的至少一者的电流。

17.一种用于将能量从发射器传递到负载的接收器，所述接收器位于所述发射器的发射天线的耦合模式区中，所述接收器包含：

接收天线；及

多个切换元件，其包含：

至少一个切换元件，其经配置以选择性地将所述接收天线的第一端子耦合到输出或将所述接收天线的所述第一端子从所述输出解耦，及选择性地将所述接收天线的所述第一端子耦合到参考电压或将所述接收天线的所述第一端子从所述参考电压解耦；及

至少一个其它切换元件，其经配置以选择性地将所述接收天线的第二端子耦合到所述输出或将所述接收天线的所述第二端子从所述输出解耦，及选择性地将所述接收天线的所述第二端子耦合到所述参考电压或将所述接收天线的所述第二端子从所述参考电压解耦，所述至少一个切换元件与所述至少一个其它切换元件能够彼此独立地操作。

18.根据权利要求17所述的接收器，其中所述至少一个其它切换元件响应于在地与所述第一端子之间流动的电流，且所述至少一个切换元件响应于在地与所述第一端子之间流动的另一电流。

19.根据权利要求17所述的接收器，其中所述接收天线包含耦合于匹配电容器之间的单匝电感器。

20.根据权利要求17所述的接收器，其中所述多个切换元件中的每一切换元件包含晶体管。

21.根据权利要求17所述的接收器，其中所述接收天线经配置以在适合于电动交通工具充电或感应耦合中的至少一个者的频率下操作。

22.根据权利要求17所述的接收器，其进一步包含：第一电流感测比较器，其经配置以比较流经所述接收天线的所述第一端子的电流与阈值电流；及第二感测比较器，其经配置以比较流经所述接收天线的所述第二端子的电流与所述阈值电流。

23.一种用于将能量从发射器传递到负载的装置，所述装置位于所述发射器的发射天线的耦合模式区中，所述装置包含：

包括第一端子和第二端子的接收天线，其中在用于存储能量的充电阶段期间，所述接收天线的所述第一端子和所述第二端子中的每一端子耦合到参考电压；

第一电流感测比较器，其经配置以比较流经所述接收天线的所述第一端子的电流与阈值电流；及

多个切换元件，其中至少一个切换元件经配置以在流经所述接收天线的所述第一端子的所述电流大于所述阈值电流时将所述接收天线的所述第二端子选择性地耦合到输出。

24.根据权利要求23所述的装置，其中所述第一电流感测比较器经配置以比较流经所述接收天线的正端子的电流与所述阈值电流。

25.根据权利要求23所述的装置，其进一步包含第二电流感测比较器，其经配置以比较流经所述接收天线的所述第二端子的电流与所述阈值电流，且至少一个其它切换元件经配置以在流经所述接收天线的所述第二端子的所述电流大于所述阈值电流时将所述接收天线的所述第一端子选择性地耦合到所述输出。

26.根据权利要求23所述的装置，其中所述第一电流感测比较器经配置以将第一控制信号传递到所述多个切换元件中的所述至少一个切换元件以将所述接收天线的所述第二端子从参考电压解耦，且将第二控制信号传递到所述多个切换元件中的所述至少一个切换元件以将所述接收天线的所述第二端子耦合到所述输出。

27.根据权利要求23所述的装置，其中所述输出耦合到电子装置的电池。

28.一种用于将能量从发射器传递到负载的装置，所述装置位于所述发射器的发射天线的耦合模式区中，所述装置包含：

用于接收无线电力的装置，其包括第一端子和第二端子；

用于在用于存储能量的充电阶段期间将所述用于接收无线电力的装置的所述第一端子和所述第二端子中的每一端子耦合到参考电压的装置；及

用于在用于将能量从所述用于接收无线电力的装置传送到输出的输出阶段期间，在所述用于接收无线电力的装置的所述第二端子耦合到所述参考电压时，将所述用于接收无线电力的装置的所述第一端子从所述参考电压解耦且将所述第一端子耦合到所述输出的装置；及

用于在用于将能量从所述用于接收无线电力的装置传送到所述输出的另一输出阶段期间，在所述第一端子耦合到所述参考电压时，将所述第二端子从所述参考电压解耦且将所述第二端子耦合到所述输出的装置。

29.根据权利要求28所述的装置，其中所述用于将所述第一端子从所述参考电压解耦且将所述第一端子耦合到所述输出的装置能够独立于所述用于将所述第二端子从所述参考电压解耦且将所述第二端子耦合到所述输出的装置操作。

30.根据权利要求28所述的装置，其进一步包含用于感测所述用于接收无线电力的装置的正端子及所述用于接收无线电力的装置的负端子中的每一者中的电流的装置。

31.一种用于将能量从无线电力接收器传递到负载的装置，所述装置位于所述发射器的发射天线的耦合模式区中，所述装置包含：

用于接收无线电力的装置，其包括第一端子和第二端子；

用于在用所述用于接收无线电力的装置接收能量以存储能量时将所述用于接收无线电力的装置的所述第一端子及所述第二端子中的每一者耦合到参考电压的装置；

用于在用于将能量从所述用于接收无线电力的装置传送到输出的输出阶段期间，将所述用于接收无线电力的装置的所述第一端子及所述第二端子中的一者耦合到所述输出的第一装置；及

用于在用于将能量从所述用于接收无线电力的装置传送到所述输出的另一输出阶段期间，将所述用于接收无线电力的装置的所述第一端子及所述第二端子中的另一者耦合到所述输出的第二装置，所述第一装置与所述第二装置能够彼此独立地操作。

32.根据权利要求31所述的装置，其进一步包含用于经由第一切换元件将所述用于接收无线电力的装置的所述第一端子选择性地耦合到所述参考电压且经由第二切换元件将所述用于接收无线电力的装置的所述第二端子选择性地耦合到所述参考电压的装置。

33.根据权利要求31所述的装置，其进一步包含用于比较流经所述第一端子及所述第二端子中的至少一者的电流与阈值电流的装置。