CN106549506A - 无线功率发射机中的调谐 - Google Patents

无线功率发射机中的调谐 Download PDF

Info

Publication number
CN106549506A
CN106549506A CN201610705817.8A CN201610705817A CN106549506A CN 106549506 A CN106549506 A CN 106549506A CN 201610705817 A CN201610705817 A CN 201610705817A CN 106549506 A CN106549506 A CN 106549506A
Authority
CN
China
Prior art keywords
capacitor
capacitance
transmitter coil
group
solid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201610705817.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106549506B (zh
Inventor
B·肖
杨松楠
X·E·林
L·邵
J·陈
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Intel Corp
Original Assignee
Intel Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Intel Corp filed Critical Intel Corp
Publication of CN106549506A publication Critical patent/CN106549506A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106549506B publication Critical patent/CN106549506B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/10—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling
    • H02J50/12—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling of the resonant type
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/90—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power involving detection or optimisation of position, e.g. alignment

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Amplifiers (AREA)
  • Transmitters (AREA)

Abstract

在此描述用于在系统、方法和装置中在无线功率发射机中进行调谐的技术。例如，装置可以包括发射机线圈，被配置为：生成磁场。所述装置还可以包括：与发射机线圈串联的电容器集合，其中，该集合中的每个电容器的电容值与电抗偏移关联。

Description

无线功率发射机中的调谐
技术领域
本公开总体上涉及用于无线充电的技术。具体地，本公开涉及调谐无线功率发射机。
背景技术
基本的无线充电系统包括无线功率发射机单元(PTU)和无线功率接收单元(PRU)。例如，PTU可以包括发射(Tx)线圈，PRU可以包括接收(Rx)线圈。磁谐振无线充电可以采用Tx线圈与Rx线圈之间的磁耦合。在一些情况下，PRU被实现在具有不同尺寸的底盘的设备中。在一些情况下，恒流供给设计可以包括，即使当不同尺寸的底盘改变了PRU与PTU之间的磁耦合的谐振频率时，也提供恒流源。
附图说明
图1是向PRU提供功率的PTU的框图，其中，PTU包括被配置为调谐PTU的串联电容器。
图2是示出被配置为调谐发射机线圈的磁耦合的串联电容器的示图。
图3是示出差分功率放大器和串联调谐电容器的示图。
图4是示出使用被配置为经由串联调谐电容器增加粒度的差分功率放大器的流程图。
图5是示出用固态继电器实现的串联调谐电容器的示图。
图6是示出用于调谐无线功率发射机的过程的流程图。
相同的编号在整个公开和附图中用于指代类似的部件和特征。100系列中的编号指代最初出现在图1中的特征；200系列中的编号指代最初出现在图2中的特征；以此类推。
具体实施方式
本公开总体涉及用于无线充电的技术。具体地，在此描述的技术包括无线功率发射单元(PTU)中的装置，该PTU具有被配置为生成磁场的发射(Tx)线圈。该装置还包括与发射机线圈串联的串联电容器集合。该集合中的每个串联电容器的电容值与电抗偏移关联。
如上面所讨论的，在一些情况下，恒流供给设计可以包括，即时当不同尺寸的底盘可能改变无线功率接收单元(PRU)与PTU之间的磁耦合的谐振频率时，也提供恒流源。例如，当与膝上型计算设备相比时，具有PRU的移动计算设备可能具有相对较小的金属底盘。当具有相对较大的金属底盘的计算设备被放置于具有PTU的无线充电设备上时，PTU线圈电感可能会减小，因为在金属底盘感应出的涡电流抵消了一部分由PTU生成的磁场，导致失谐，或者说自谐振频率的电抗偏移。在此描述的技术包括串联电容器，其被配置为生成电抗偏移以将PTU与PRU之间的磁耦合重新调谐到谐振频率。串联电容器被配置为：基于串联电容器集合中的每个串联电容器的电容值，具有基本上均匀的电抗偏移。
在一些情况下，在此描述的技术可以使用无线充电标准协议来实现，例如由无线充电联盟(A4WP)版本1.3提供的规范，2014年11月05日。无线功率接收(Rx)线圈可以是功率接收单元(PRU)中的部件，而无线功率发射(Tx)线圈可以是功率发射单元(PTU)中的部件，如下面详细讨论的。然而，如果适用，在此描述的技术可以使用任何其它无线充电标准协议来实现。
图1是向PRU提供功率的PTU的框图，其中，PTU包括被配置为调谐PTU的串联电容器。PTU 102可以经由谐振器106和108之间的磁感应耦合，如箭头110所指示的，耦合到PRU104。PRU 104可以是被配置为通过感应耦合110接收充电的计算设备111的部件。谐振器106在此可以称为PTU 102的Tx线圈106。谐振器108在此可以称为PRU 104的Rx线圈108。
如图1所示，PTU 102可以包括匹配网络112，其被配置为匹配提供给PTU 102的谐振器106的放大后的振荡。匹配网络112还可以包括串联电容器114。串联电容器114可以被配置为使用继电器，例如下面关于图3详细讨论的固态继电器，进行接通和关断。串联电容器114的操作可以生成电抗偏移，以补偿磁感应耦合110的失谐。串联电容器114的性质可以是使得由一个或多个串联电容器114生成的电抗偏移可以是基本上均匀的。换言之，基于串联电容器114的配置，用于将磁感应耦合110重新调谐回到谐振的电抗偏移的步长大小可以是基本上相同的。串联电容器114可以被配置为PTU的集成部件(例如匹配网络112的部件)，配置为单独的部件，或配置为PTU 102的任何其它部件的集成部件，或者其任何组合。
PTU的其它部件可以包括功率放大器116、振荡器118、电流传感器120、低功耗蓝牙(BLE)模块122、控制器124、直流-直流(DC2DC)转换器126等。电流传感器120可以是安培计、伏特计或任何其它被配置为感测因PTU 102与另一物体(例如PRU 104)之间的感应耦合而发生的负载变化的传感器。电流传感器120可以将负载变化的指示提供给PTU 102的控制器140。控制器140可以对功率放大器116通电，功率放大器116被配置为：接收来自DC2DC转换器126的直流电(DC)，并且对该电流进行放大和振荡。振荡器118可以被配置为以给定频率对所提供的功率进行振荡。
在一些情况下，PTU 102与PRU 104之间的无线握手可以指示具有Rx线圈108的计算设备128的尺寸类别。尺寸类别可以基于计算设备128中可能引起失谐的金属部件，提供预期失谐的指示。在一些情况下，无线握手由PTU 102的BLE模块122和PRU 104的BLE模块130来执行。在A4WP标准中，无线握手可以指示具有在匹配网络112处检测到的预定电抗偏移的PRU 104的尺寸类别。然而，在一些情况下，计算设备111的较大底盘可能经由与生成感应耦合110的磁场通量的干扰，与感应耦合110相互作用。在这种情况下，高于预定阈值的电抗偏移可以被传感器120检测到。在检测到高于预定阈值的电抗偏移后，串联电容器114可以被配置为：基于基本上均匀的步长大小，将磁感应耦合110重新调谐到谐振频率，如下面关于图2详细讨论的。
在图1中，感应耦合可能发生在Tx线圈106和Rx线圈108之间，并且当与感应耦合关联的磁通量经过Rx线圈108时，计算设备111可以接收功率。整流器132可以从Rx线圈108接收具有交流电(AC)的电压，并且可以被配置为生成具有直流电(DC)的整流后的电压(Vrect)。如图1所示，DC2DC转换器134可以将DC输出提供给电池136。
PRU 104还可以包括控制器138，其被配置为发起具有无线握手数据的无线广播。如上面讨论的，无线握手广播可以由无线数据传输部件例如BLE模块130来执行。
图1的框图无意指示PTU 102和/或PRU 104要包括图1中所示的所有部件。此外，PTU 102和/或PRU 104可以包括图1中未示出的任何数目的附加部件，这取决于具体实现方式的细节。
图2是示出被配置为调谐发射机线圈的磁耦合的串联电容器的示图。示图200可以称为调谐电路200。如以上关于图1所讨论的那样，串联电容器114可以与Tx线圈106串联。在一些情况下，串联电容器114可以理解为与和发射机线圈106的正常操作关联的串联电容器201串联。如图2所示，串联电容器114可以包括第一串联电容器202、第二串联电容器204、第三串联电容器206以及第四串联电容器208。每个串联电容器可以通过对应的开关210、212、214和216来接通和关断。如图2所示，每个开关210、212、214和216与对应的串联电容器202、204、206、208并联。
在初始状态下，所有开关210、212、214和216可以处于关闭(即，开路)。如果具有金属部件的计算设备(例如图1的计算设备128)被放置在PTU(例如图1的PTU 102)上，则金属部件可能减小磁耦合110的电感，如果计算设备128包括较小量的金属部件或金属材料，则该情况也可能发生。随着电感降低，磁耦合110可能失谐得远离谐振频率。为了重新调谐磁耦合110，可以通过接通串联电容器202、204、206和208中的一个或多个(即短路)来增加电容。打开开关210、212、214或216之一使得对应的电容器被禁用，并且因此用于将对应的电容器在电气上从电路移除。减小来自串联电容器的有效电容器的数量增加了总串联电容。
如上所述，重新调谐可以包括：通过基于激活串联电容器202、204、206、208中的一个或多个电容器或其任何组合来生成电抗偏移，以此来补偿失谐。取决于所使用的串联电容器的预定选择，可以实现串联电容器的各组合之间具有均匀步长大小的电抗偏移。具体地，在公式1中：
在公式1中，C1是第一串联电容器202的电容值，C2是第二串联电容器204的电容值。此外，C3是第三串联电容器206的电容值；C4是第四串联电容器208的电容值，而Ct是与均匀步长大小关联的电容值。图1所示的电容器将根据预定顺序激活或禁用，使得附加电容器的每次激活或禁用将电路的总电容改变均匀电容步长。因此，对于该集合中的串联电容器的每个二进制级数组合，与串联电容器的组合关联的电抗偏移步长大小基本上是均匀的。在此情况下，图2所示的调谐电路所产生的总电抗可以示于公式2中：
在公式2中，Sn是指示每个开关的开关状态的二进制数。Sn＝1表示给定开关的闭合状态。此外，Xc是基于一个或多个串联电容器202、204、206和208的电容开关的电抗偏移。在相邻开关状态(例如S1S2S3S4和S1S2S3S4+1)之间，自适应调谐网络所引入的电抗偏移差可以是公式3所指示的均匀值：
Xc＝1/(jω2n-1Ct) 公式3
此外，对于给定数量的开关，这种自适应调谐电路200配置能够得到最大总电抗偏移补偿范围。替换地，对于所需的同一总电抗偏移补偿范围(Xctotal)，可以用这种电路拓扑来实现最小步长大小，其中，最小步长大小由公式4指示：
Xmin＝Xctotal/(2n-1) 公式4
图3是示出差分功率放大器和串联调谐电容器的示图。在一些情况下，功率放大器116可以是图3所示的差分功率放大器。在此情形下，差分功率放大器116可以包括两个输出，其中，串联调谐电容器202、204、206、208是设置在差分功率放大器116的第一输出处的第一组串联调谐电容器。包括220、222、224和226的第二组串联电容器可以设置在差分功率放大器116的第二输出处。第二组串联电容器可以与Tx线圈106以及另外用于在给定谐振频率下的感应磁耦合的正常操作的串联电容器228串联。包括220、222、224、226的第二组串联电容器可以由包括230、232、234、236的一组开关打开和关闭。
包括220、222、224和226的第二组电容器可以用于进一步减小电抗偏移步长大小的粒度。公式5示出了使用差分功率放大器116的针对给定数量的电容器比特“n”的电抗偏移：
在公式5中，S1与开关216相关，S2与开关214相关，S3与开关212相关，S4与开关210相关。在差分功率放大器116的另一侧上，S1'与开关230相关，S2'与开关232相关，S3'与开关234相关，S4'与开关236相关。如果两侧异步地进行开关并且限于一个步长差(例如，|S1S2S3S4-S′1S′2S′3S′4|≤1)，则自适应调谐网络300所提供的电抗偏移补偿的最小改变可以减小为：1/(jω2nCc)，或者说单端自适应调谐网络200的步长大小的一半。更精细的步长大小可以提供对功率放大器116性能的更严格控制以及更好的功率放大器116效率。
图4是示出使用被配置为经由串联调谐电容器增加粒度的差分功率放大器的流程图。在402，检测电抗偏移步长。在方框404，确定电抗偏移步长是否大于预期的均匀步长的1/2。如果“否”，则PTU 102可以等待一时段t0，如在406所指示的那样，并且返回到402处的电抗检测。如果电抗偏移步长大于预期的均匀步长的1/2，则发起继电器状态的级数(+1或-1)，这样取决于继电器的状态而改变图3的继电器230、232、234和236中的一个或多个继电器的状态。
图5是示出用固态继电器实现的串联调谐电容器的示图。在一些情况下，开关502(例如图2或图3的第一开关集合中的开关210、212、214和216中的一个或多个开关或开关230、232、234和236中的一个或多个开关，或者其任何组合)可以实现为在504总体指示的固态继电器。
与机械继电器相比，固态继电器可以具有更长的寿命。例如，机械继电器可以具有100,000次的可靠操作范围。在基础设施使用中，100,000次操作范围可以与小于1年的使用性相关。换言之，开关可能成为PTU(例如PTU 102)寿命的瓶颈。因此，在此所描述的技术包括：在图2或图3的开关210、212、214和216或230、232、234和236中的一个或多个开关或者其任何组合中实现一个或多个固态继电器504。
在一些情况下，使用固态继电器504可能甚至在关闭状态期间生成寄生电容。更具体地说，固态继电器504中所实现的一些场效应晶体管(FET)可能因与固态继电器504关联的输出电容而并未完全关闭。因此，在此所描述的技术包括：当继电器关闭时，将固态继电器504的输出电容吸收到调谐电容中。由于固态继电器504中的给定FET的输出电容的变化与较大调谐电容相比相对小，因此所吸收的输出电容可能不是显著的。
在一些情况下，固态继电器504可以接收驱动信号。固态继电器504可以设置在高电压和高电流信号的路径上，固态继电器504的栅极驱动可以并非以地为基准，从而使以源极为基准的栅极驱动与以地为基准的逻辑驱动之间的隔离减小。因此，在此所描述的技术包括被配置为实现该功能的光电隔离器(opto-isolator)。可以通过光学方式传送输出信号和输入信号，由此提供输入与输出之间的电子隔离。因此，输出可以连接到固态继电器504的栅极和源极，而输入可以通过以地为基准的逻辑信号驱动。
图6是示出用于无线功率发射机中的调谐的处理的流程图。在方框602，方法600包括：在发射机线圈处生成磁场。在方框604，方法600包括：通过激活与发射机线圈串联的电容器集合中的一个或多个电容器来调谐发射机线圈。该集合中的每个串联电容器的电容值与电抗偏移关联。
在一些情况下，与串联电容器的每个组合关联的电抗偏移基本上是均匀的。方法600还可以包括：经由固态继电器集合中的一个或多个对应固态继电器激活串联电容器集合中的一个或多个串联电容器。激活一个或多个串联电容器可以包括：激活与串联电容器集合中的对应电容器并联的一个或多个对应固态继电器。
此外，在一些情况下，方法600包括：在一个或多个固态继电器的关闭状态期间表现出寄生电容。在此情形下，方法600可以包括：通过该集合中的每个对应串联电容器吸收由每个对应固态继电器所表现出的寄生电容。
串联电容器集合可以包括第一组串联电容器。在此情形下，方法600可以包括：将第一功率输出从差分功率放大器提供给第一组串联电容器，并且选择性地将第二功率输出从差分功率放大器提供给第二组串联电容器。方法600还可以包括：经由第二组串联电容器精细调谐与第一组中的每个串联电容器关联的电抗偏移。精细调谐可以包括：按一半步长大小减小电抗偏移。
在一些情况下，基于串联电容器集合的特性，与串联电容器的组合关联的电抗偏移步长大小基本上是均匀的。例如，所述方法可以包括：激活与第一电容值关联的第一串联电容器，激活与基本上等于第一电容值的两倍的第二电容值关联的串联电容器，激活与基本上等于第一电容值的四倍的第三电容值关联的第三串联电容器，激活与基本上等于第一电容值的八倍的第四电容值关联的第四串联电容器，或其任何组合，以实现电抗偏移的均匀步长大小。
示例
示例1是一种用于无线功率发射机中的调谐的装置。所述装置包括：发射机线圈，被配置为：生成磁场，以用于以无线方式对电池充电；和与发射机线圈串联的电容器集合，所述电容器集合响应于将设备放置在发射机线圈上所引起的失谐而被激活，以重新调谐发射机线圈；其中，该集合中的每个电容器的电容值与电抗偏移关联。
示例2包括如示例1所述的装置，包括或排除可选特征。在该示例中，对于该集合中的电容器的每个二进制级数组合，与电容器的组合关联的电抗偏移步长大小基本上是均匀的。
示例3包括如示例1至2中任一项所述的装置，包括或排除可选特征。在该示例中，所述装置包括：固态继电器集合，每个固态继电器被配置为：激活电容器集合中的对应电容器。可选地，固态继电器集合中的每个固态继电器与电容器集合中的对应电容器并联。可选地，每个固态继电器被配置为：在关闭状态期间表现出寄生电容。可选地，该集合中的每个电容器被配置为：吸收每个对应固态继电器所表现出的寄生电容。
示例4包括如示例1至3中任一项所述的装置，包括或排除可选特征。在该示例中，所述电容器集合包括第一组电容器。所述装置还包括：差分功率放大器，包括第一输出和第二输出，其中，所述第一组电容器设置在第一输出处；和第二组电容器，设置在第二输出处。可选地，所述第二组电容器被配置为：减小与所述第一组电容器的两个相邻组合步长关联的电抗偏移差。可选地，所述减小是一半步长大小。
示例5包括如示例1至4中任一项所述的装置，包括或排除可选特征。在该示例中，所述电容器集合包括：第一电容器，与第一电容值关联；第二电容器，与基本上等于第一电容值的两倍的第二电容值关联；第三电容器，与基本上等于第一电容值的四倍的第三电容值关联；以及第四电容器，与基本上等于第一电容值的八倍的第四电容值关联。
示例6是一种用于无线功率发射机中的调谐的方法。所述方法包括：在发射机线圈处生成磁场；以及通过激活与发射机线圈串联的电容器集合中的一个或多个电容器来调谐发射机线圈，其中，该集合中的每个电容器的电容值与电抗偏移关联。
示例7包括如示例6所述的方法，包括或排除可选特征。在该示例中，与该集合中的电容器的两个相邻组合步长关联的电抗偏移差基本上是均匀的。
示例8包括如示例6至7中任一项所述的方法，包括或排除可选特征。在该示例中，所述方法包括：经由固态继电器集合中的一个或多个对应固态继电器激活所述电容器集合中的一个或多个电容器。可选地，激活所述一个或多个电容器包括：激活与所述电容器集合中的对应电容器并联的所述一个或多个对应固态继电器。可选地，所述方法包括：在一个或多个固态继电器的关闭状态期间表现出寄生电容。可选地，所述方法包括：通过该集合中的每个对应电容器吸收每个对应固态继电器所表现出的寄生电容。
示例9包括如示例6至8中任一项所述的方法，包括或排除可选特征。在该示例中，所述电容器集合包括第一组电容器。所述方法还包括：将第一功率输出从差分功率放大器提供给所述第一组电容器集合；以及选择性地将第二功率输出从差分功率放大器提供给第二组电容器。可选地，所述方法还包括：经由所述第二组电容器精细调谐与所述第一组电容器中的每个电容器关联的电抗偏移。可选地，精细调谐包括：按一半步长大小减小电抗偏移。
示例10包括如示例6至9中任一项所述的方法，包括或排除可选特征。在该示例中，所述方法包括：激活与第一电容值关联的第一电容器；激活与基本上等于第一电容值的两倍的第二电容值关联的第二电容器；激活与基本上等于第一电容值的四倍的第三电容值关联的第三电容器；以及激活与基本上等于第一电容值的八倍的第四电容值关联的第四电容器。
示例11是一种用于无线功率发射机中的调谐的系统。所述系统包括：发射机线圈，被配置为：生成磁场，以用于以无线方式对电池充电；和与发射机线圈串联的电容器集合，其中，该集合中的每个电容器的电容值与电抗偏移关联；和固态继电器集合，每个固态继电器被配置为：激活电容器集合中的对应电容器，以调谐发射机线圈。
示例12包括如示例11所述的系统，包括或排除可选特征。在该示例中，与该集合中的电容器的两个相邻组合步长关联的电抗偏移差基本上是均匀的。
示例13包括如示例11至12中任一项所述的系统，包括或排除可选特征。在该示例中，固态继电器集合中的每个固态继电器与电容器集合中的对应电容器并联。
示例14包括如示例11至13中任一项所述的系统，包括或排除可选特征。在该示例中，电容器集合包括第一组电容器。所述系统还包括：差分功率放大器，包括第一输出和第二输出，其中，所述第一组电容器设置在第一输出处；第二组电容器，设置在第二输出处。
示例15包括如示例11至14中任一项所述的系统，包括或排除可选特征。在该示例中，电容器集合包括：第一电容器，与第一电容值关联；第二电容器，与基本上等于第一电容值的两倍的第二电容值关联；第三电容器，与基本上等于第一电容值的四倍的第三电容值关联；以及第四电容器，与基本上等于第一电容值的八倍的第四电容值关联。
示例16是一种无线功率发射机。所述无线功率发射机包括：发射机线圈，用于生成磁场，以用于对包括无线功率接收机的电子设备进行供电；功率放大器，用于将电流传送到发射机线圈；和匹配网络，在功率放大器与发射机线圈之间。所述匹配网络包括：与发射机线圈串联的电容器集合，所述电容器集合响应于将设备放置在发射机线圈上所引起的失谐而被激活，以重新调谐发射机线圈；其中，该集合中的每个电容器的电容值与电抗偏移关联。
示例17包括如示例16所述的无线功率发射机，包括或排除可选特征。在该示例中，对于该集合中的电容器的每个二进制级数组合，与电容器的组合关联的电抗偏移步长大小基本上是均匀的。
示例18包括如示例16至17中任一项所述的无线功率发射机，包括或排除可选特征。在该示例中，所述匹配网络包括：固态继电器集合，每个固态继电器被配置为：激活所述电容器集合中的对应电容器。可选地，所述固态继电器集合中的每个固态继电器与所述电容器集合中的对应电容器并联。可选地，每个固态继电器被配置为：在关闭状态期间表现出寄生电容。可选地，该集合中的每个电容器被配置为：吸收每个对应固态继电器所表现出的寄生电容。
示例19包括如示例16至18中任一项所述的无线功率发射机，包括或排除可选特征。在该示例中，所述电容器集合包括第一组电容器。所述无线功率发射机还包括：差分功率放大器，包括第一输出和第二输出，其中，所述第一组电容器设置在第一输出处；以及第二组电容器，设置在第二输出处。可选地，所述第二组电容器被配置为：减小与所述第一组电容器的两个相邻组合步长关联的电抗偏移差。可选地，所述减小是一半步长大小。
示例20包括如示例16至19中任一项所述的无线功率发射机，包括或排除可选特征。在该示例中，所述电容器集合包括：第一电容器，与第一电容值关联；第二电容器，与基本上等于第一电容值的两倍的第二电容值关联；第三电容器，与基本上等于第一电容值的四倍的第三电容值关联；以及第四电容器，与基本上等于第一电容值的八倍的第四电容值关联。
示例21是一种用于以无线方式对电子设备充电的装置。所述装置包括：用于将电流传送到发射机线圈的单元；以及用于响应于将电子设备放置在发射机线圈上所引起的失谐，通过激活与发射机线圈串联的电容器集合中的一个或多个电容器来调谐发射机线圈的单元；其中，该集合中的每个电容器的电容值与电抗偏移关联。
示例22包括如示例21所述的装置，包括或排除可选特征。在该示例中，对于该集合中的电容器的每个二进制级数组合，与电容器的组合关联的电抗偏移步长大小基本上是均匀的。
示例23包括如示例21至22中任一项所述的装置，包括或排除可选特征。在该示例中，所述用于调谐发射机线圈的单元包括：固态继电器集合，每个固态继电器被配置为：激活所述电容器集合中的对应电容器。可选地，所述固态继电器集合中的每个固态继电器与所述电容器集合中的对应电容器并联。可选地，每个固态继电器被配置为：在关闭状态期间表现出寄生电容。可选地，该集合中的每个电容器被配置为：吸收每个对应固态继电器所表现出的寄生电容。
示例24包括如示例21至23中任一项所述的装置，包括或排除可选特征。在该示例中，所述电容器集合包括：第一组电容器；所述用于将电流传送到发射机线圈的单元包括差分功率放大器，其包括第一输出和第二输出，其中，所述第一组电容器设置在第一输出处；以及所述电容器集合包括：第二组电容器，设置在第二输出处。可选地，所述第二组电容器被配置为：减小与所述第一组电容器的两个相邻组合步长关联的电抗偏移差。可选地，所述减小是一半步长大小。
示例25包括如示例21至24中任一项所述的装置，包括或排除可选特征。在该示例中，所述电容器集合包括：第一电容器，与第一电容值关联；第二电容器，与基本上等于第一电容值的两倍的第二电容值关联；第三电容器，与基本上等于第一电容值的四倍的第三电容值关联；以及第四电容器，与基本上等于第一电容值的八倍的第四电容值关联。
并非在此所描述并且示出的所有部件、特征、结构、特性等需要包括于特定一个或多个方面中。如果说明书声明部件、特征、集合或特性“可以”、“可”、“可能”或“会”被包括，例如，则该特定部件、特征、结构或特性无需被包括。如果说明书或权利要求指代“一个”或“某个”要素，则这并不表示仅存在要素之一。如果说明书或权利要求指代“附加”要素，则这并不排除存在多于一个的附加要素。
要注意，虽然已经参照特定实现方式描述了一些方面，但其它实现方式根据一些方面是可能的。此外，附图所示的和/或在此所描述的电路元件或其它特征的布置和/或顺序无需按所示出和描述的特定方式被布置。很多其它布置根据一些方面是可能的。
在附图所示的每个系统中，一些情况下的要素可以均具有相同标号或不同标号，以说明所表示的要素可以是不同和/或相似的。然而，要素可以灵活得足以具有不同的实现方式，并且随在此所示出或描述的一些或所有系统工作。附图所示的各个要素可以是相同或不同的。哪一个指代为第一要素以及哪一个称为第一要素是任意的。
应理解，可以在一个或多个方面中任何地方使用前述示例中的细节。例如，也可以关于在此所描述的方法或计算机可读介质来实现上述计算设备的所有可选特征。此外，虽然流程图和/或状态图在此已经用于描述方面，但本技术在此不限于这些示图或对应描述。例如，流程无需移动通过每个所示框或状态或处于与在此所示出并且描述的确切相同的顺序。
本教导不限于在此所列出的特定细节。实际上，本领域技术人员应理解，可以在本教导的范围内进行来自前述描述和附图的很多其它变形。相应地，所附权利要求包括限定本教导的范围的对其的任何修改。

Claims (25)

1.一种用于无线功率发射机中的调谐的装置，包括：
发射机线圈，被配置为：生成磁场，用于以无线方式对电池充电；和
与发射机线圈串联布置的电容器集合，被配置为：响应于将设备放置在发射机线圈上时的失谐而重新调谐发射机线圈；
其中，该集合中的每个电容器的电容值与电抗偏移关联。
2.如权利要求1所述的装置，其中，对于该集合中的电容器的每个二进制级数组合，与电容器组合关联的电抗偏移步长大小基本上是均匀的。
3.如权利要求1或2所述的装置，包括固态继电器集合，每个固态继电器被配置为：激活所述电容器集合中的对应电容器。
4.如权利要求3所述的装置，其中，所述固态继电器集合中的每个固态继电器与所述电容器集合中的对应电容器并联。
5.如权利要求4所述的装置，其中，每个固态继电器被配置为：在关闭状态期间表现出寄生电容。
6.如权利要求5所述的装置，其中，该集合中的每个电容器被配置为：吸收每个对应固态继电器所表现出的寄生电容。
7.如权利要求1或2所述的装置，其中，所述电容器集合包括串联布置的第一组电容器，所述装置还包括：
差分功率放大器，包括第一输出和第二输出，其中，所述第一组电容器设置在第一输出处；
第二组电容器，设置在第二输出处。
8.如权利要求7所述的装置，其中，所述第二组电容器被配置为：减小与所述第一组电容器的两个相邻组合步长关联的电抗偏移差。
9.如权利要求8所述的装置，其中，所述减小是一半步长大小。
10.如权利要求1或2所述的装置，其中，所述电容器集合包括：
第一电容器，与第一电容值关联；
第二电容器，与基本上等于第一电容值的两倍的第二电容值关联；
第三电容器，与基本上等于第一电容值的四倍的第三电容值关联；和
第四电容器，与基本上等于第一电容值的八倍的第四电容值关联。
11.一种用于无线功率发射机中的调谐的方法，包括：
在发射机线圈处生成磁场；以及
通过激活与发射机线圈串联布置的电容器集合中的一个或多个电容器来调谐发射机线圈，其中，该集合中的每个电容器的电容值与电抗偏移关联。
12.如权利要求11所述的方法，其中，与该集合中的电容器的两个相邻组合步长关联的电抗偏移差基本上是均匀的。
13.如权利要求11或12所述的方法，包括：经由固态继电器集合中的一个或多个对应固态继电器激活所述电容器集合中的一个或多个电容器。
14.如权利要求13所述的方法，其中，激活一个或多个电容器包括：激活与所述电容器集合中的对应电容器并联的所述一个或多个对应固态继电器。
15.如权利要求14所述的方法，包括：在一个或多个固态继电器的关闭状态期间表现出寄生电容。
16.如权利要求15所述的方法，包括：通过该集合中的每个对应电容器吸收每个对应固态继电器所表现出的寄生电容。
17.如权利要求11或12所述的方法，其中，所述电容器集合包括第一组电容器，所述方法还包括：
将第一功率输出从差分功率放大器提供给所述第一组电容器；以及
选择性地将第二功率输出从差分功率放大器提供给第二组电容器。
18.如权利要求17所述的方法，包括：经由所述第二组电容器精细调谐与所述第一组电容器中的每个电容器关联的电抗偏移。
19.一种无线功率发射机，包括：
发射机线圈，用于生成磁场，以用于对包括无线功率接收机的电子设备进行供电；
功率放大器，用于将电流传送到发射机线圈；和
功率放大器与发射机线圈之间的匹配网络，所述匹配网络包括：
与发射机线圈串联布置的电容器集合，所述电容器集合响应于将设备放置在发射机线圈上所引起的失谐而被激活，以重新调谐发射机线圈；
其中，该集合中的每个电容器的电容值与电抗偏移关联。
20.如权利要求19所述的无线功率发射机，其中，对于所述集合中的串联电容器的每个二进制级数组合，与电容器的组合关联的电抗偏移步长大小基本上是均匀的。
21.如权利要求19或20所述的无线功率发射机，其中，所述电容器集合包括与发射机线圈串联布置的第一组电容器，所述无线功率发射机还包括：
差分功率放大器，包括第一输出和第二输出，其中，所述第一组电容器设置在第一输出处；
第二组电容器，设置在第二输出处，并且布置为与发射机线圈串联。
22.如权利要求21所述的无线功率发射机，其中，所述第二组电容器被配置为：减小与所述第一组电容器的两个相邻组合步长关联的电抗偏移差。
23.一种用于以无线方式对电子设备充电的装置，包括：
用于将电流传送到发射机线圈的单元；和
用于响应于将电子设备放置在发射机线圈上所引起的失谐，通过激活与发射机线圈串联布置的电容器集合中的一个或多个电容器来调谐发射机线圈的单元；
其中，所述集合中的每个电容器的电容值与电抗偏移关联。
24.如权利要求23所述的装置，其中，对于所述集合中的串联电容器的每个二进制级数组合，与电容器组合关联的电抗偏移步长大小基本上是均匀的。
25.如权利要求22或23所述的装置，其中：
所述电容器集合包括与发射机线圈串联布置的第一组电容器；
所述用于将电流传送到发射机线圈的单元包括差分功率放大器，所述差分功率放大器包括第一输出和第二输出，其中，所述第一组电容器设置在第一输出处；以及
所述电容器集合包括第二组电容器，所述第二组电容器设置在第二输出处并且布置为与发射机线圈串联。
CN201610705817.8A 2015-09-23 2016-08-23 无线功率发射机中的调谐 Expired - Fee Related CN106549506B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14/863,139 2015-09-23
US14/863,139 US10431991B2 (en) 2015-09-23 2015-09-23 Tuning in a wireless power transmitter

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106549506A true CN106549506A (zh) 2017-03-29
CN106549506B CN106549506B (zh) 2020-08-21

Family

ID=58283352

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610705817.8A Expired - Fee Related CN106549506B (zh) 2015-09-23 2016-08-23 无线功率发射机中的调谐

Country Status (2)

Country Link
US (1) US10431991B2 (zh)
CN (1) CN106549506B (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20170279292A1 (en) * 2016-03-28 2017-09-28 Intel Corporation Multimode operation of wireless power system with single receiver
US10326491B2 (en) * 2017-05-23 2019-06-18 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Ltd. Transceiving device
US10714985B2 (en) * 2017-10-11 2020-07-14 Spark Connected LLC Wireless power transfer system and method
US20230075393A1 (en) * 2020-02-18 2023-03-09 Gan Systems Inc. Apparatus, systems and methods for load-adaptive 3d wireless charging

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1669222A (zh) * 2002-06-10 2005-09-14 Gct半导体公司 有宽调谐范围和低相位噪声的lc振荡器
US20090134949A1 (en) * 2007-11-27 2009-05-28 Qualcomm Incorporated Methods and apparatuses for inductor tuning in radio frequency integrated circuits
US20100109445A1 (en) * 2008-09-27 2010-05-06 Kurs Andre B Wireless energy transfer systems
US20100117456A1 (en) * 2005-07-12 2010-05-13 Aristeidis Karalis Applications of wireless energy transfer using coupled antennas
CN102150340A (zh) * 2008-09-17 2011-08-10 高通股份有限公司 用于无线功率发射的发射器
CN102893532A (zh) * 2010-05-13 2013-01-23 高通股份有限公司 无线电力系统内的谐振检测和控制
CN104471821A (zh) * 2012-07-16 2015-03-25 高通股份有限公司 用于无线电力传递系统的调谐电路及方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7571513B2 (en) * 2006-06-06 2009-08-11 Sam Kim Carpet cleaner with pressed-down suction
JP4312225B2 (ja) 2006-11-09 2009-08-12 トヨタ自動車株式会社 車載ディーゼルエンジン
KR20130033867A (ko) * 2011-09-27 2013-04-04 삼성전기주식회사 무선 전력 전송 시스템
US9472958B2 (en) * 2012-07-18 2016-10-18 WIPQTUS Inc. Wireless power system
US9787114B2 (en) * 2014-07-11 2017-10-10 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Wireless power transmitter and wireless power transmission system

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1669222A (zh) * 2002-06-10 2005-09-14 Gct半导体公司 有宽调谐范围和低相位噪声的lc振荡器
US20100117456A1 (en) * 2005-07-12 2010-05-13 Aristeidis Karalis Applications of wireless energy transfer using coupled antennas
US20090134949A1 (en) * 2007-11-27 2009-05-28 Qualcomm Incorporated Methods and apparatuses for inductor tuning in radio frequency integrated circuits
CN102150340A (zh) * 2008-09-17 2011-08-10 高通股份有限公司 用于无线功率发射的发射器
US20100109445A1 (en) * 2008-09-27 2010-05-06 Kurs Andre B Wireless energy transfer systems
CN102893532A (zh) * 2010-05-13 2013-01-23 高通股份有限公司 无线电力系统内的谐振检测和控制
CN104471821A (zh) * 2012-07-16 2015-03-25 高通股份有限公司 用于无线电力传递系统的调谐电路及方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN106549506B (zh) 2020-08-21
US20170085097A1 (en) 2017-03-23
US10431991B2 (en) 2019-10-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10541552B2 (en) Near field communication (NFC) coexistence
CN105794122B (zh) 提供无线电力的装置、方法和设备
CN105281441B (zh) 无线电力发送器及无线电力传输系统
JP6592095B2 (ja) 送電装置及び非接触給電システム
CN106549506A (zh) 无线功率发射机中的调谐
US10361565B2 (en) Detecting resonant frequencies
US20160197510A1 (en) Wireless near field communication device and power transmitter and a method for wirelessly transmitting operating power to another device
CN108737999B (zh) 近场通信装置
EP3479457B1 (en) Apparatus and method for wireless power charging of subsequent receiver
US20170005502A1 (en) Wireless charging device
US10389162B2 (en) Power receiving unit reflected reactance and tuning methods
US20190326769A1 (en) Charging pads and methods for charging receiver devices having different frequency standards
JP2017006000A (ja) 受電装置、及び給電システム
CN107251362B (zh) 用于利用由相移电流驱动的发射线圈进行无线功率传输的方法和装置
CN106537801A (zh) 非接触通信装置、天线电路、天线驱动装置、非接触供电装置、电子设备、调谐方法、发现方法和实现这些方法的程序
CN104393623B (zh) 一种用于磁共振无线充电系统的频率锁定方法及系统
US20160072301A1 (en) System and method for wireless power transfer using a two half-bridge to one full-bridge switchover
CN106451816A (zh) 无线电力发射机及无线电力传输方法
US20210075272A1 (en) Coil configuration in a wireless power transmitter
US10425049B2 (en) Wireless electric power transmitter
JP5955408B2 (ja) 可搬電気機器のエネルギー蓄積器を充電するための充電装置
US11171518B2 (en) Wireless power system with reconfigurable rectifier circuitry
KR20120033758A (ko) 전자기장 공진기를 이용한 무선 전력전송장치

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20200821

Termination date: 20210823