CN106953425A - 多模电力接收单元及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种多模电力接收单元及其使用方法。本发明的方面可包含例如电力接收单元，其包含：第一无线电力接收器，其经配置以根据第一无线电力标准接收第一无线电力信号；及第二无线电力接收器，其经配置以根据第二无线电力标准接收第二无线电力信号。可控整流器电路经配置以整流所述第一无线电力信号或所述第二无线电力信号。所述可控整流器电路包含整流器电路，其经配置以基于开关控制信号从所述无线电力信号产生经整流的电压。整流器控制电路经配置以确定是所述第一无线电力信号被接收还是所述第二无线电力信号被接收且基于是所述第一无线电力信号被接收还是所述第二无线电力信号被接收而产生所述开关控制信号。
Description
相关申请案的交叉参考
本美国专利申请案依据35 U.S.C.119(e)主张2015年11月18日申请的标题为“多模电力接收单元及其使用方法(MULTI-MODE POWER RECEIVING UNIT AND METHODS FORUSE THEREWITH)”的第62/256,933号美国临时申请案的优先权，所述临时申请案的全部内容出于所有目的特此以引用的方式并入本文中且成为本美国专利申请案的部分。
技术领域
各种实施例大体上涉及无线通信系统且还涉及装置的无线充电。
背景技术
已知通信系统支持无线及/或有线通信装置之间的无线及有线通信。此类通信系统的范围从国家及/或国际蜂窝电话系统到因特网到点对点家庭无线网络。每一类型的通信系统根据一或多个通信标准来构造并因此操作。例如，无线通信系统可根据一或多个标准来操作，所述一或多个标准包含(但不限于)IEEE 802.11、蓝牙，低功耗蓝牙(BLE)、高级移动电话服务(AMPS)、数字AMPS、全球移动通信系统(GSM)、码分多址(CDMA)、本地多点分配系统(LMDS)、多信道多点分配系统(MMDS)及/或其变体。
无线电力联盟(A4WP)已经颁布用于便携式手持电子装置的松散耦合的无线电力传送的互操作性的基线系统规范。此规范支持6.78MHz用于电力传送及2.4GHz的工作频率用于管理数据传送。无线电力联盟(WPC)还公布用于移动装置的无线充电的标准，尤其是Qi低电力规格。
发明内容
一方面，本发明涉及一种电力接收单元，其包括：第一无线电力接收器，其经配置以根据第一无线电力标准接收第一无线电力信号；第二无线电力接收器，其经配置以根据第二无线电力标准接收第二无线电力信号；可控整流器电路，其经配置以整流所述第一无线电力信 号或所述第二无线电力信号中的一者，所述可控整流器电路包括：整流器电路，其经配置以基于开关控制信号从所述无线电力信号产生经整流的电压；及整流器控制电路，其经配置以确定是所述第一无线电力信号被接收还是所述第二无线电力信号被接收且基于是所述第一无线电力信号被接收还是所述第二无线电力信号被接收而产生所述开关控制信号。
另一方面，本发明涉及一种方法，其包括：在包含第一无线电力接收器及第二无线电力接收器的电力接收单元处从电力发射单元接收无线电力信号；确定所述无线电力信号是经由所述第一无线电力接收器接收还是经由所述第二无线电力接收器接收；基于所述无线电力信号是经由所述第一无线电力接收器接收还是经由所述第二无线电力接收器接收而经由所述电力接收单元产生开关控制信号；以及基于开关控制信号经由所述电力接收单元的整流器电路从所述无线电力信号产生经整流的电压。
另一方面，本发明涉及一种电力接收单元，其包括：第一无线电力接收器，其经配置以根据第一无线电力标准接收第一无线电力信号；第二无线电力接收器，其经配置以根据第二无线电力标准接收第二无线电力信号；可控整流器电路，其经配置以整流所述第一无线电力信号或所述第二无线电力信号中的一者，所述可控整流器电路包括：整流器电路，其包含三个半桥整流器，所述整流器电路经配置以基于开关控制信号从所述无线电力信号产生经整流的电压；及整流器控制电路，其经配置以确定是所述第一无线电力信号被接收还是所述第二无线电力信号被接收且基于是所述第一无线电力信号被接收还是所述第二无线电力信号被接收而产生所述开关控制信号以控制所述三个半桥整流器中的选定两者的操作。
附图说明
图1是无线通信装置的实施例的示意框图；
图2是电力接收单元的组件的实施例的示意框图；
图3是电力接收单元的组件的实施例的示意框图；
图4是多个共享线圈的实施例的示意框图；
图5是电力接收单元的组件的实施例的示意框图；
图6是电力接收单元的组件的实施例的示意框图；
图7是电力接收单元的组件的实施例的示意框图；及
图8是方法的实施例的流程图表示。
具体实施方式
图1是无线通信装置的实施例的示意框图。无线通信装置100展示为(例如)2G、3G或4G/LTE智能电话，其能够拨打及接听无线电话，且使用802.11a/b/g/n/ac/ad(“WLAN”的"WiFi")、蓝牙(BT)、近场通信(NFC)、移动支付系统(MPS)数据(例如LoopPay)及/或任何其它类型的无线技术来发射及接收数据。除拨打及接听电话及收发数据之外，无线通信装置100任选地运行任何数目或类型的应用。无线通信装置100可从众多不同源汲取能量。作为一个实例，无线通信装置100可从电池101汲取能量。其它能量源包含无线电力传送(WPT)能量源，例如电力发射单元156。在那方面，下文进一步描述的是用于从无线信号采集电力的技术。
无线通信装置100在此实例中展示为智能电话，但本文中所描述的功能及特征可同样地实施于其它主机装置中，例如，膝上型计算机、平板计算机、蜂窝电话、外围主机装置(例如键盘、鼠标、打印机、麦克风、头戴式耳机、双耳式耳机、扬声器或其它外围装置)、交通工具或其它基于交通工具的装置中的驾驶员辅助模块、紧急应答机、寻呼机、包含智能手表的手表、卫星电视接收器、立体声接收器、音乐播放器、家用电器及/或与无线充电或其它无线电力传送兼容的任何电子主机装置。
在所展示的实施例中，无线通信装置100与网络控制器150(例如增强型节点B(eNB)或其它基站)通信。网络控制器150及无线通信装置100建立通信信道(例如控制信道152及数据信道154)且交换数据。无线通信装置100还可暴露于许多其它无线信号源(例如来自电力发射单元156或其它电力发射单元(PTU))，且可结合本文所描述的WPT技术采集无线信号。
在所展示的实施例中，无线通信装置100支持一或多个用户标识模块(SIM)，例如SIM1 102及SIM2 104。电及物理接口106及108(例如)通过系统总线110将SIM1 102及SIM2104连接到用户装备硬件的剩余部分。
无线通信装置100包含通信接口112、系统逻辑114及用户接口118。系统逻辑114可包含硬件、软件、固件或其它逻辑的任何组合。系统逻辑114可(例如)使用一或多个芯片上系统(SoC)、专用集成电路(ASIC)、一或多个处理器、离散模拟及数字电路及其它电路实施。系统逻辑114是无线通信装置100中的任何所要功能性的实施方案的部分。
系统逻辑114可进一步促进(作为实例)解码及播放音乐及视频(例如，MP3、MP4、MPEG、AVI、FLAC、AC3)或WAV解码及回放；运行应用；进行移动支付、接受用户输入；保存及检索应用数据；建立、维持及终止蜂窝电话或针对(作为一个实例)因特网连接性的数据连接；建立、维持及终止无线网络连接、蓝牙连接或其它连接；以及在用户接口118上显示相关信息。用户接口118及输入128可包含图形用户接口(GUI)、触敏显示器、语音或面部识别输入、按钮、开关、扬声器及其它用户接口元件。输入128的 额外实例包含麦克风、视频及静止图像相机、温度传感器、振动传感器、旋转及定向传感器、头戴式耳机及麦克风输入/输出插孔、通用串行总线(USB)连接器、存储器卡槽、辐射传感器(例如，IR传感器及/或其它传感器)及其它类型的输入。
系统逻辑114可包含一或多个处理器116及存储器120。存储器120存储(例如)控制指令122，处理器116执行所述控制指令122以实行针对无线通信装置100的所要功能性。控制参数124提供且指定用于控制指令122的配置及操作选项。存储器120还可存储诊断信息126及无线通信装置100将通过通信接口112发送或已接收的另外任何BT、WiFi、3G、MPS或其它数据。无线通信装置100可包含电力管理单元集成电路(PMUIC)134。在如智能电话的复杂装置中，PMUIC 134可负责产生用于无线通信装置100中的电路的(例如)三十(30)个不同电力供应轨136。
在通信接口112中，射频(RF)发射(Tx)及接收(Rx)电路130处置通过一或多个天线132的BT、WLAN、NFS及/或MPS信号的发射及接收。通信接口112可包含一或多个收发器。收发器可为无线收发器，其包含调制/解调电路、数/模转换器(DAC)、成形表、模/数转换器(ADC)、滤波器、波形整形器、滤波器、前置放大器、功率放大器及/或用于通过一或多个天线或(针对一些装置)通过物理(例如，有线)媒体进行发射及接收的其它逻辑。
仅作为许多可能实施方案实例中的一者，无线通信装置100可包含(例如，针对通信接口112、系统逻辑114及其它电路)BCM59351充电电路、BCM2091EDGE/HSPA多模、多频带蜂窝收发器及BCM59056先进电力管理单元(PMU)，其受控于BCM28150HSPA+芯片上系统(SoC)基带智能电话处理器或BCM25331天线(TM)基带处理器。这些装置或其它类似系统解决方案可如下文描述那样扩展以提供下文所描述的额外的功能性。这些集成电路以及用于无线通信装置100的其它硬件及软件实施方案选项可从加州欧文博通公司(BroadcomCorporation of Irvine California)得到。
电力发射单元156或另一电力发射单元可产生无线电力信号175。在各种实施例中，电力接收单元155是多模装置，其包含操作以根据若干不同无线电力标准接收无线电力信号的多个无线电力接收器，例如无线电力接收器158及158’。可控整流器电路160经由无线电力接收器158及158’接收无线电力信号。可控整流器电路160的输出是无线电力输出信号162Vrect，其可由充电电路164使用以对无线通信装置100的电池101充电及/或提供其它系统电力。
在各种实施例中，可控整流器电路160包含具有切换电路的整流器，其经配置以基于包含针对每一切换电路的接通信号及关断信号的开关控制信号从无线电力信号产生 经整流的电压Vrect。整流器控制电路产生开关控制信号，所述开关控制信号产生取决于电流加载条件的整流器工作循环。另外，系统逻辑114可实行对可控整流器电路的控制。特定来说，一或多个处理器116可执行控制指令122以改变影响可控整流器电路160的开关时序及整流器工作循环的切换参数。另外，存储器120还可存储标称控制参数166。标称控制参数166可针对无线通信装置100的预定义操作场景设置或改变可控整流器电路160的切换时序。举例来说，开关时序及整流器工作循环可基于负载的改变而变化且可在以下场景中有所不同，例如在无线通信装置100的启动期间、在无线通信装置100的正常操作期间、在无线通信装置100的高电力或低电力消耗(或通过将当前电力消耗与一或多个电力阈值进行比较而确定的任何其它电力消耗模式)期间，或在任何其它预定义操作场景期间。在一些实施方案中，标称控制参数166可存储于一次可编程(OTP)存储器中，其中(例如)在工厂校准过程期间确定标称控制参数166。
电力接收单元155及电力发射单元156任选地交换控制数据125以便合作建立充电会话，且进一步改进电力传送及效率。在所展示的实施例中，电力接收单元155经由包含于发射/接收电路130中的无线无线电单元或包含于电力接收单元155中的专用无线无线电单元与PTU(例如电力发射单元156)的收发器185无线耦合。发射/接收电路130或专用无线无线电单元在系统逻辑114或PRU 155的专用处理器的控制下操作以建立无线连接，例如经由连接建立程序与电力发射单元156的低功耗蓝牙(BLE)连接，且进一步经由无线连接与电力发射单元156交换控制数据125。尽管以上结合电力发射单元156与PRU 155之间的BLE无线控制信道描述，但可同样采用使用无线电力信号175的其它无线标准及/或负载调制的其它无线控制信道。
如先前描述，电力接收单元155是多模装置，其包含操作以根据若干不同无线电力标准接收无线电力信号的多个无线电力接收器，例如无线电力接收器158及158’。在一个操作模式中，电力发射单元156及PRU 155根据松散耦合的无线电力传送规范(例如A4WP基线系统规范1.0(BSS 1.0))操作。在此操作模式中，无线电力信号175是经由无线电力接收器158从电力发射单元156及PRU 155发送以传送能量以结合充电会话对无线通信装置进行充电的6.78MHZ信号。控制数据125经由2.4GHz蓝牙LE兼容链路在电力发射单元156与PRU 155之间交换以控制从电力发射单元156到PRU 155的电力传送。
在两个其它操作模式中，无线电力接收器158’根据无线电力联盟(WPC)Qi低电力规范或电力事物联盟(PMA)标准接收无线电力信号。尽管已根据A4WP、WPC及PMA在三模式操作方面描述两个无线电力接收器158和158’，但是另外或替代地，也可同样 采用其它无线电力传送标准，且可同样包含三个或更多个无线电力接收器。此外，尽管无线电力接收器158及158’被展示为单独装置，但无线电力接收器158及158’可任选地共享一或多个组件。
结合所附的图2到5呈现描述电力发射单元156及电力接收单元155的操作的另外实施例(包含众多任选功能及特征)。
图2是电力接收单元的组件的实施例的示意性框图200。仅作为一个实例，无线电力接收器158包含储能电路，其包含线圈L1和电容器C3s，其经调谐以采集6.78MHz的无线电力联盟(A4WP)电力发射。无线电力接收器158’包含储能电路，其包含线圈L2及电容器C2s，其经调谐以采集用于PMA或WPA电力发射的80到300kHz信号。线圈L1和L2各自被展示具有表示每个线圈的电阻的串联电阻器，然而，可采用外部串联电阻(例如)以解谐谐振槽以用于以更宽频率带宽的操作。
可控整流器电路160经配置以对经由无线电力接收器158或158’接收的无线电力信号进行整流。特定来说，可控整流器电路包含具有半桥整流器212、214及216的整流器电路210，其经配置以基于开关控制信号222进行操作以从所接收的无线电力信号产生经整流的电压Vrect。整流器控制电路220经配置以确定无线电力信号是经由无线电力接收器158接收还是经由无线电力接收器158’接收，且任选地确定所接收的无线电力信号的种类(A4WP、WPA、PMA等等)以便产生开关控制信号222以操作需要对所接收的电力信号进行整流的特定半桥。举例来说，当无线电力信号经由无线电力接收器158接收时，整流器控制电路220产生开关控制信号222以控制半桥整流器212及214来整流所接收的无线电力信号，且进一步控制半桥整流器216以断开线圈L2上的电路从而停止无线电力接收器158’的路径中的电流流动。当无线电力信号经由无线电力接收器158’接收时，整流器控制电路220产生开关控制信号222以控制半桥整流器214及216来整流所接收的无线电力信号，且进一步控制半桥整流器212以断开线圈L1上的电路从而停止无线电力接收器158的路径中的电流流动。
因为全波整流器传统上包含两个半桥整流器，所以整流器电路210以仅1.5个全波整流器的等价物来支持两个无线电力接收器的操作。当无线电力信号经由无线电力接收器158接收时，整流器控制电路220产生开关控制信号222以操作三个半桥整流器的第一真子集(212及214)，且经配置以在无线电力信号经由无线电力接收器158’接收时产生开关控制信号222以操作三个半桥整流器的第二真子集(214及216)。半桥整流器214用于整流无线电力信号，无论其是从无线电力接收器158还是158’接收。半桥整流器212仅在无线电力信号是从无线电力接收器158接收时被采用，且半桥整流器216仅在无线 电力信号是从无线电力接收器158’接收时被采用。
整流器控制电路220基于确定无线电力接收器158或158’中的哪一者正接收无线电力信号来选择要使用的半桥整流器的特定子集。在各种实施例中，整流器控制电路220基于检测到的所接收的能量来确定哪个无线电力接收器(158或158’)正接收特定无线电力信号。特定来说，整流器控制电路220可通过监测点224、226及/或228处的信号以确定是否超过能量阈值(指示特定无线电力由无线电力接收器158或158’接收)来操作。另外或替代地，由与电力发射单元通信的无线无线电单元结合无线充电会话的建立而接收的充电会话数据232可用于基于对正被建立的会话的特定类型的识别来确定哪个无线电力接收器应当是活动的。举例来说，当结合A4WP兼容PTU建立BLE无线充电会话时，指示此会话建立的充电会话数据232可由整流器控制电路220使用以指示无线电力接收器158(举例来说)可为活动的且选择半桥整流器212及214，并选择符合6.78MHz操作的标称时序参数。
尽管单独展示整流器电路210及整流器控制电路220，但在各种实施方案中，整流器电路210及整流器控制电路220被集成到集成电路芯片中。用于实施半桥整流器212、214及216中的每一者的两个切换电路可为例如金属氧化物半导体FET(MOSFET)，或其它类型的晶体管或其它类型的开关。虽然未明确展示，但每一此切换电路可包括相关联的二极管，例如与这些切换电路的FET实施方案相关联的体二极管。在其它实施方案中，可使用不具有体二极管的开关。举例来说，包含共射共基连接的晶体管的FET切换结构可实施半桥整流器212、214及216的开关。
除了选择要控制的半桥整流器的特定子集之外，整流器控制电路220还基于所接收的无线电力信号的类型及频率且例如进一步基于负载条件来控制所选择的半桥整流器的子集的时序。在操作中，整流器控制电路220使用开关控制信号222来控制半桥整流器212、214及/或216的所选择的子集以产生无线电力输出信号Vrect作为无线电力信号的全波整流版本信号，其由电容器C1滤波为大体上恒定的DC电压--例如，具有可接受的变化或涟波的DC电压。开关控制信号222包含接通信号及关断信号以个别地控制当前使用的半桥电路中的每一者的接通及关断状态从而提供有效整流。
整流器控制电路220产生开关控制信号222，所述开关控制信号222具有取决于所接收的无线电力信号的频率的时序且具有取决于由RL表示的电流负载的工作循环。整流器控制电路220可包含在高频(高于1MHz)下操作的处理器或其它电路，且使用高带宽/低传播延迟比较器以在经由无线电力接收器158接收的无线电力信号的情况下基于点224及226处的信号感测何时接通及断开H桥中的电力FET以及在经由无线电力接 收器158’接收的无线电力信号的情况下基于点224及228处的信号感测何时接通及断开H桥中的电力FET。因为无线电力系统通常经设计以在固定(A4WP)或缓慢变化(PMA/WPC)频率下操作，所以整流器控制电路220可将整流器工作循环控制为取决于此时的负载条件的标称值。
在其它实例中，系统逻辑114、处理器或其它电路可用于实施整流器控制电路220。特定来说，一或多个处理器116可执行控制指令122以改变影响可控整流器电路220的开关时序及整流器工作循环的切换参数。另外，存储器120还可存储标称控制参数166。标称控制参数166可针对无线通信装置100的预定义操作场景设置或更改可控整流器电路220的切换时序。举例来说，开关时序及整流器工作循环可基于负载的改变而变化且可在以下场景中有所不同，例如在无线通信装置100的启动期间、在无线通信装置100的正常操作期间、在无线通信装置100的高电力或低电力消耗(或通过将当前电力消耗与一或多个电力阈值进行比较而确定的任何其它电力消耗模式)期间，或在任何其它预定义操作场景期间。在一些实施方案中，标称控制参数166可存储于一次可编程(OTP)存储器中，其中(例如)在工厂校准过程期间确定标称控制参数166。长期来说，随着负载电力增加及减少，延迟时序将改变，从而导致整流器工作循环的值不同，但短期来说(在若干载波时钟循环的跨度上)，时序保持相对恒定。
图3是电力接收单元的组件的实施例的示意性框图300。特定来说，展示包含与结合图2描述的电力接收单元类似且由共同参考数字表示的元件的电力接收单元。然而，在此实施例中，单个接收线圈L3由两个无线电力接收器158及158’共享。举例来说，电容器C2可在具有电感器L3的第一储能电路中选择，电感器L3形成被调谐为以A4WP频率谐振的无线电力接收器158。电容器C3可在具有电感器L3的第二储能电路中选择，电感器L3形成被调谐为以WPA及/或PMA频率谐振的无线电力接收器158’。其它无线标准可同样以类似方式实施。
如在图2的双线圈电力接收单元中，可控整流器电路160经配置以对经由无线电力接收器158(L3，C2)或158’(L3，C3)接收的无线电力信号进行整流。特定来说，可控整流器电路包含具有半桥整流器212、214及216的整流器电路310，其经配置以基于开关控制信号222进行操作以从所接收的无线功率信号产生整流电压Vrect。整流器控制电路220经配置为确定无线电力信号是经由无线电力接收器158接收还是经由无线电力接收器158’接收，且任选地确定所接收的无线电力信号的种类(A4WP、WPA、PMA等等)以便产生开关控制信号222以操作需要对所接收的电力信号进行整流的特定半桥。举例来说，当无线电力信号经由无线电力接收器158(L3，C2)接收时，整流器控制电路220 产生开关控制信号222以控制半桥整流器212及214来整流所接收的无线电力信号。当无线电力信号经由无线电力接收器158’(L3，C3)接收时，整流器控制电路220产生开关控制信号222以控制半桥整流器214及216来整流所接收的无线电力信号。
图4是多个共享线圈的实施例的示意性框图400。如结合图1所论述，无线通信装置可包含具有移动支付系统(MPS)功能性的Tx/Rx电路130。当MPS功能性经由磁性移动支付系统(例如与磁条卡读取器介接的LoopPay系统)操作时，与MPS相关联的天线132可经由可同样适用于无线电力传送的一或多个线圈402实施。尽管特定选择逻辑430被呈现为其它切换网络，且可同样地采用其它电路。
在各种实施例中，无线通信装置可包含选择逻辑430，其选择性地将线圈402耦合到电力接收单元155的无线电力接收器或Tx/Rx电路130的磁性MPS。特定来说，选择逻辑可经由由用户响应于与无线通信装置的用户接口的交互而产生的应用选择信号410进行操作。在其它实例中，应用选择信号410可基于由无线通信装置运行的特定应用来产生。以此方式，当MPS应用由无线通信装置启动以便发起移动支付时，可产生应用选择信号410以将线圈402耦合到Tx/Rx电路130的磁性MPS。当WPT应用由无线通信装置启动以便发起无线电力传送时，可产生应用选择信号410以将线圈402耦合到PRU 155。
图5是电力接收单元的组件的实施例的示意性框图。特定来说，展示包含与结合图2描述的电力接收单元类似且由共同参考数字表示的许多元件的电力接收单元。然而，在此实例中，无线电力接收器158及158’由各自在整流器控制电路520的控制下操作的两个全整流器电路510及510’个别地支持。
类似于整流器控制电路220，整流器控制电路520基于检测所接收的能量来确定哪个无线电力接收器(158或158’)正在接收特定无线电力信号。特定来说，整流器控制电路520可通过监测引脚512处的信号以确定是否超过能量阈值(指示特定无线电力由无线电力接收器158或158’接收)来操作。在一种操作模式中，整流器控制电路520断开一个或两个整流器510及510’一段时间以监测引脚512处的信号，以确定无线电力接收器158及158’中的哪一者正接收最强的信号，及/或无线电力接收器158及158’是否正接收足够强的信号以支持无线充电或无线电力接收器158及158’两者都正在接收足够强的信号以支持无线充电。
另外或替代地，结合无线充电会话的建立，由与电力发射单元通信的无线无线电单元结合无线充电会话的建立接收的充电会话(C/S)数据232可用于基于正被建立的会话的特定类型的识别来确定哪个无线电力接收器应当是活动的。整流器控制电路520还可 基于引脚512处的信号产生开关控制信号222，其具有取决于所接收的无线电力信号的频率的时序且具有取决于由RL表示的电流负载的工作循环。在此情况下，未使用的接收回路的回路电流应为低。虽然未明确展示，但软箝位可包含于整流器电路510及510’中的每一者中以保护芯片免受潜在高电压影响。
除了支持结合图2描述的功能和特征之外，此实施例支持若干额外操作模式。在各种实施例中，整流器控制电路520响应于选择性地启用或停用整流器电路510及510’的同时操作的模式控制数据516。举例来说，因为采用单独的整流器电路510及510’，所以无线电力接收器158及158’可在整流器控制电路520的控制下操作以同时从两个不同的无线电力信号采集电力。以此方式，可基于整流器电路510及510’的输出的组合来产生输出电压Vrect。
结550包括(例如)加法电路或其它电路以组合整流器电路510及510’的电流输出以产生经整流的电压Vrect。此加法电路可包含一或多个电阻器，一或多个FET或其它晶体管或二极管或其它电路组件。除了包含加法电路之外，结550可任选地在整流器控制电路520的控制下操作以断开负载并测量整流器电路510与510’之间的电流流动方向，从而确定无线电力接收器158及158’中的哪一者正接收最强信号。此监测可在若干整流器循环或其它感测时间窗口上进行，且由整流器控制电路520单独使用或与引脚512处的信号及充电会话数据232组合使用，以确定操作无线电力接收器158或158’中的哪一者，及/或是否无线电力接收器158及158’中的任一者或两者正在接收足够强的信号以支持无线充电。
整流器控制电路520还可响应于模式控制数据516，其选择性地将整流器电路510及510’中的一者或两者切换到发射模式而不是接收模式以支持(例如)线圈L1及L2的磁性支付系统操作。当整流器电路510处于发射模式时，整流器控制电路520产生开关控制信号222以从Vrect电压产生由无线电力接收器158或158’发射的磁信号。在上文论述的MPS实例中，MPS数据514由整流器控制电路520接收并用于调制由无线电力接收器158及158’发射的磁信号。举例来说，可以此方式产生LoopPay兼容信号用于与销售点终端处的磁条读取器介接。
整流器控制电路520还可以响应于模式控制数据516，其选择性地将一个整流器电路510或510’切换到发射模式，而另一个整流器电路510或510’同时以接收模式操作。在此操作模式中，功能550由整流器控制电路520控制，以允许从支持无线电力接收器的操作的一个整流器电路510或510’到支持作为无线电力发射器的操作的另一个整流器电路的反向电流流动。这允许使用一个整流器电路进行电力采集，而另一个电路用于发 射信号以支持近场通信、磁性支付系统或其它发射。
图6是电力接收单元的组件的实施例的示意性框图。特定来说，展示包含与结合图2描述的电力接收单元类似且由共同参考数字表示的许多元件的电力接收单元。然而，在此实例中，无线电力接收器158及158’由具有两个半桥整流器的整流器电路610支持。整流器控制电路620还可基于引脚612处的信号产生开关控制信号222。此电路可类似于图5的电路以具有针对无线电力接收器158或158’的半桥整流而不是全桥整流的半桥模式进行操作。
当由每一线圈接收不同的信号时，整流器控制电路620也可以双半桥模式操作。此外，当两个线圈均接收相同的无线电力信号时，在全桥模式下的整流器控制电路620将配合两个线圈作为全桥电路操作。整流器控制电路620可操作以估计每一引脚612上的活动且确定全桥模式、半桥模式或双半桥是否适当。
图7是电力接收单元的组件的实施例的示意性框图。特定来说，展示包含与结合图3描述的电力接收单元类似且由共同参考数字表示的电力接收单元。然而，在此实例中，无线电力接收器158及158’共享单个线圈且由具有两个半桥整流器的整流器电路710支持。整流器控制电路720还可基于引脚712处的信号产生开关控制信号222。开关702选择性地短接电容器C2以改变无线电力接收器158及158’的谐振频率(例如)用于以WPC/PMA模式或A4WP模式的操作。整流器控制电路720可包含极低电力检测器和电荷泵以确定何时改变开关702的状态以将匹配调整到正确的值。在实施例中，整流器控制电路720在检测期间选择性地短接C2以确定存在的无线电力信号的类型。
图8是方法的实施例的流程图表示800。特定来说，提出一种结合图1到7描述的一或多个功能及特征使用的方法。步骤802包含在包含第一无线电力接收器和第二无线电力接收器的电力接收单元处从电力发射单元接收无线电力信号。步骤804包含确定无线电力信号是经由第一无线电力接收器接收还是经由第二无线电力接收器接收。步骤806包括基于无线电力信号是经由第一无线电力接收器接收还是经由第二无线电力接收器接收而经由电力接收单元产生开关控制信号。步骤808包括基于开关控制信号经由电力接收单元的整流器电路从无线电力信号产生经整流的电压。
在各种实施例中，开关控制信号经产生以配置至少一个半桥整流器，其经配置以在无线电力信号经由第一无线电力接收器接收时对无线电力信号进行整流，且在无线电力信号经由第二无线电力接收器接收时进一步对无线电力信号进行整流。整流器电路可包含三个半桥整流器，且开关控制信号可经产生以在无线电力信号经由第一无线电力接收器接收时操作三个半桥整流器的第一真子集，且在无线电力信号经由第二无线电力接收 器接收时操作三个半桥整流器的第二真子集。举例来说，三个半桥整流器中的单一者可在第一真子集及第二真子集两者中。
在各种实施例中，确定无线电力信号是经由第一无线电力接收器接收还是经由第二无线电力接收器接收是基于检测从第一电力接收器或第二电力接收器中的一者接收的能量。确定无线电力信号是经由第一无线电力接收器接收还是经由第二无线电力接收器接收还可基于来自经由无线无线电单元传达的无线充电会话建立程序的数据。
如本文中也可使用，术语“可操作地耦合到”、“耦合到”及/或“耦合”包含项之间的直接耦合及/或经由介入项的项之间的间接耦合(例如，项包含(但不限于)组件、元件、电路及/或模块)，其中对于间接耦合，介入项目不修改信号的信息，但可调整其电流电平、电压电平及/或电力电平。如本文可进一步使用，推断的耦合(即，其中一个元件通过推断耦合到另一个元件)包含以与“耦合到”相同的方式在两个项之间的直接及间接耦合。如本文甚至可进一步使用，术语“可操作到”或“可操作地耦合到”指示项包含电力连接、输入、输出等等中的一或多者以在被激活时执行一或多个其对应功能，且可进一步包含到一或多个其它项的推断耦合。如本文中进一步使用，术语“与……相关联”包含单独项的直接及/或间接耦合及/或一个项嵌入于另一项内。
如本文也可使用，术语“处理模块”、“模块”、“处理电路”及/或“处理单元”(例如，包含各种模块及/或电路，例如可操作、实施及/或用于编码、用于解码、用于基带处理等)可为单个处理装置或多个处理装置。此处理装置可为微处理器、微控制器、数字信号处理器、微型计算机，中央处理单元，现场可编程门阵列、可编程逻辑装置、状态机、逻辑电路、模拟电路、数字电路及/或基于电路及/或操作指令的硬译码来操纵信号(模拟及/或数字)的任何装置。处理模块、模块、处理电路及/或处理单元可以具有相关联的存储器及/或集成存储器元件，其可为单个存储器装置、多个存储器装置及/或处理模块的嵌入式电路、模块，处理电路及/或处理单元。此存储器装置可为只读存储器(ROM)，随机存取存储器(RAM)、易失性存储器、非易失性存储器、静态存储器、动态存储器、快闪存储器、高速缓冲存储器及/或存储数字信息的任何装置。应注意，如果处理模块、模块、处理电路及/或处理单元包括一个以上处理装置，那么处理装置可定位于中央(例如，经由有线及/或无线总线结构直接耦合在一起)，或可分布式定位(例如，经由通过局域网及/或广域网的间接耦合的云计算)。还应注意，如果处理模块、模块、处理电路及/或处理单元经由状态机、模拟电路、数字电路及/或逻辑电路实施其功能中的一或多者，那么存储对应的操作指令的存储器及/或存储器元件可嵌入于包括状态机、模拟电路、数字电路及/或逻辑电路的电路内或位于其外部。进一步注意的是，存储器元件可 存储且处理模块、模块、处理电路及/或处理单元执行对应于图中一或多者中所说明的至少一些步骤及/或功能的经硬译码及/或操作指令。此存储器装置或存储器元件可包含于制品中。
上文已经借助于说明指定的功能及其关系的执行的方法步骤描述各种实施例。为了便于描述，这些功能构建块及方法步骤的边界和顺序已在本文中任意定义。只要适当地执行指定的功能及关系，便可界定替代的边界及序列。任何此类替代边界或序列因此在权利要求的范围及精神内。此外，为了便于描述，这些功能构建块的边界已被任意定义。只要适当地执行某些重要功能，便可界定替代边界。类似地，也可在本文中任意地界定流程图框以说明某些重要功能性。在所使用的程度上，流程图框边界及序列可以其它方式界定并仍然执行某些重要的功能性。功能构建块以及流程图框及序列两者的此替代界定因此在权利要求的范围和精神内。所属领域的一般技术人员还将认识到，本文中的功能构建块以及其它说明性块、模块及组件可如所说明那样实施，或由离散组件，专用集成电路、执行适当软件的处理器及类似物或其任何组合来实施。
设备、制品、机器的物理实施例及/或包含一或多个实施例的过程的物理实施例可包含本文所描述的方面、特征、概念、实例等等中的一或多者。此外，从图到图，实施例可并入可使用相同或不同参考数字的相同或类似命名的功能、步骤、模块等等，且因而，功能、步骤、模块等等可为相同或类似的功能、步骤、模块等等或不同的功能、步骤、模块等等。
术语“模块”用于各种描述中。模块包含功能块，其经由硬件实施以执行一或多个模块功能，例如处理一或多个输入信号以产生一或多个输出信号。实施模块的硬件自身可结合软件及/或固件操作。如本文所使用，模块可以含有自身是模块的一或多个子模块。
虽然在本文中已经明确地描述各种选项、方法、功能及特征的特定组合，但这些选项、方法、功能和特征的其它组合同样是可能的。各种实施例不受本文揭示的特定实例的限制且明确地并入这些其它组合。
Claims (20)
1.一种电力接收单元，其包括：
第一无线电力接收器，其经配置以根据第一无线电力标准接收第一无线电力信号；
第二无线电力接收器，其经配置以根据第二无线电力标准接收第二无线电力信号；
可控整流器电路，其经配置以整流所述第一无线电力信号或所述第二无线电力信号中的一者，所述可控整流器电路包括：
整流器电路，其经配置以基于开关控制信号从所述无线电力信号产生经整流的电压；及
整流器控制电路，其经配置以确定是所述第一无线电力信号被接收还是所述第二无线电力信号被接收且基于是所述第一无线电力信号被接收还是所述第二无线电力信号被接收而产生所述开关控制信号。
2.根据权利要求1所述的电力接收单元，其中所述整流器电路包含至少一个半桥整流器，其经配置以在所述第一无线电力信号被接收时整流所述第一无线电力信号，且经配置以在所述第二无线电力信号被接收时整流所述第二无线电力信号。
3.根据权利要求1所述的电力接收单元，其中所述整流器电路包含三个半桥整流器。
4.根据权利要求3所述的电力接收单元，其中所述整流器控制电路进一步经配置以在所述第一无线电力信号被接收时产生所述开关控制信号以操作所述三个半桥整流器的第一真子集，且经配置以在所述第二无线电力信号被接收时产生所述开关控制信号以操作所述三个半桥整流器的第二真子集。
5.根据权利要求4所述的电力接收单元，其中所述三个半桥整流器中的单一者在所述第一真子集及所述第二真子集两者中。
6.根据权利要求1所述的电力接收单元，其中所述整流器控制电路基于检测从所述第一电力接收器或所述第二电力接收器中的一者接收的能量来确定是所述第一无线电力信号被接收还是所述第二无线电力信号被接收。
7.根据权利要求1所述的电力接收单元，其进一步包括：
无线无线电单元，其与电力发射单元通信以建立无线充电会话；
其中所述整流器控制电路基于来自无线充电会话的数据来确定是所述第一无线电力信号被接收还是所述第二无线电力信号被接收。
8.根据权利要求1所述的电力接收单元，其中所述第一无线电力接收器包含第一线圈且所述第二无线电力接收器包含第二线圈。
9.根据权利要求8所述的电力接收单元，其中与磁性移动支付系统共享所述第一线圈及所述第二线圈；且
其中选择逻辑响应于应用选择信号而选择性地将所述第一线圈及所述第二线圈耦合到所述无线电力接收器或所述磁性移动支付系统。
10.根据权利要求1所述的电力接收单元，其中所述第一无线电力接收器进一步经配置以根据第三无线电力标准接收第三无线电力信号。
11.一种方法，其包括：
在包含第一无线电力接收器及第二无线电力接收器的电力接收单元处从电力发射单元接收无线电力信号；
确定所述无线电力信号是经由所述第一无线电力接收器接收还是经由所述第二无线电力接收器接收；
基于所述无线电力信号是经由所述第一无线电力接收器接收还是经由所述第二无线电力接收器接收而经由所述电力接收单元产生开关控制信号；以及
基于开关控制信号经由所述电力接收单元的整流器电路从所述无线电力信号产生经整流的电压。
12.根据权利要求11所述的方法，其中所述开关控制信号经产生以配置至少一个半桥整流器，所述至少一个半桥整流器经配置以在所述无线电力信号经由所述第一无线电力接收器接收时整流所述无线电力信号且进一步在所述无线电力信号经由所述第二无线电力接收器接收时整流所述无线电力信号。
13.根据权利要求11所述的方法，其中所述整流器电路包含三个半桥整流器；
其中所述开关控制信号经产生以在所述无线电力信号经由所述第一无线电力接收器接收时操作所述三个半桥整流器的第一真子集，且在所述无线电力信号经由所述第二无线电力接收器接收时操作所述三个半桥整流器的第二真子集。
14.根据权利要求13所述的方法，其中所述三个半桥整流器中的单一者在所述第一真子集及所述第二真子集两者中。
15.根据权利要求11所述的方法，其中确定所述无线电力信号是经由所述第一无线电力接收器接收还是经由所述第二无线电力接收器接收是基于检测从所述第一电力接收器或所述第二电力接收器中的一者接收的能量。
16.根据权利要求12所述的方法，其中确定所述无线电力信号是经由所述第一无线电力接收器接收还是经由所述第二无线电力接收器接收是基于来自经由无线无线电单元传达的无线充电会话建立程序的数据。
17.一种电力接收单元，其包括：
第一无线电力接收器，其经配置以根据第一无线电力标准接收第一无线电力信号；
第二无线电力接收器，其经配置以根据第二无线电力标准接收第二无线电力信号；
可控整流器电路，其经配置以整流所述第一无线电力信号或所述第二无线电力信号中的一者，所述可控整流器电路包括：
整流器电路，其包含三个半桥整流器，所述整流器电路经配置以基于开关控制信号从所述无线电力信号产生经整流的电压；及
整流器控制电路，其经配置以确定是所述第一无线电力信号被接收还是所述第二无线电力信号被接收且基于是所述第一无线电力信号被接收还是所述第二无线电力信号被接收而产生所述开关控制信号以控制所述三个半桥整流器中的选定两者的操作。
18.根据权利要求17所述的电力接收单元，其中所述整流器控制电路基于检测从所述第一电力接收器或所述第二电力接收器中的一者接收的能量来确定是所述第一无线电力信号被接收还是所述第二无线电力信号被接收。
19.根据权利要求17所述的电力接收单元，其进一步包括：
无线无线电单元，其与电力发射单元通信以建立无线充电会话；
其中所述整流器控制电路基于来自无线充电会话的数据来确定是所述第一无线电力信号被接收还是所述第二无线电力信号被接收。
20.根据权利要求17所述的电力接收单元，其中所述第一无线电力接收器及所述第二无线电力接收器共享单个线圈。
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