CN107005089B

CN107005089B - 无线功率接收器

Info

Publication number: CN107005089B
Application number: CN201580066393.9A
Authority: CN
Inventors: 朴成范; 金道源; 柳荣浩; 金东照; 朴在贤; 宋昑洙; 吕成九
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2014-12-10
Filing date: 2015-12-10
Publication date: 2020-06-23
Anticipated expiration: 2035-12-10
Also published as: EP3231062B1; EP3231062A1; EP3231062A4; AU2015362164A1; KR102106476B1; KR20160070709A; CN107005089A; AU2015362164B2

Abstract

公开了一种无线功率接收器。根据本公开的各种实施方式的无线功率接收器包括：被配置为通过谐振方案接收无线功率的谐振接收单元；被配置为通过感应方案接收无线功率的感应接收单元；以及被配置为处理在谐振接收单元和感应接收单元处接收到的无线功率的功率处理单元。当通过感应方案接收无线功率时，在感应接收单元中流动的电流大于在谐振接收单元中流动的电流，并且当通过谐振方案接收无线功率时，在谐振接收单元中流动的电流大于在感应接收单元中流动的电流。

Description

无线功率接收器

技术领域

本公开涉及无线功率接收器，更具体地，涉及一种用于从无线功率发送器无线地接收功率的无线功率接收器。

背景技术

诸如移动电话或个人数字助理(PDA)的移动终端通常由可再充电电池供电。为了对这种可再充电电池进行充电，电能经由单独的充电装置供应到可再充电电池。通常，通过形成在充电装置和可再充电电池上的接触端子将充电装置电连接到可再充电电池。

然而，在接触式充电方案中，接触端子可能被异物污染，导致电池充电不稳定。此外，如果接触端子暴露于水分，则可能不能正确地执行电池充电。

因此，非接触或无线充电技术最近已经开发并用于许多电子装置。

例如，基于无线功率发送/接收的系统可以使用无线充电技术进行无线充电。示例性的基于无线功率发送/接收的系统可以是当用户将移动电话放置在充电垫上而不是将外部充电连接器连接到移动电话时其电池可以被无线充电的移动电话。无线电动牙刷或无绳电动剃须刀是通常已知的基于无线充电技术的装置。通常，无线充电技术可以提高电子装置的防水能力，因为电子装置可以无线充电且其部件暴露最小或不暴露。当有线充电是可选的时，无线充电技术还可以提高电子装置的便携性。无线充电技术在未来的电动汽车时代也可以显著发展。

无线充电技术可以大致分为基于线圈的电磁感应功率传输方案、基于谐振的谐振功率传输方案以及将电能转换为微波的无线电波辐射(或射频(RF)/微波辐射)功率传输方案。

基于电磁感应的功率传输方案通常基于在初级线圈和次级线圈之间的发送功率。如果磁体绕线圈移动，则可以引起电流。基于该原理，如果在发送器处生成磁场，则可以由于接收器处的磁场的变化而引起电流，从而产生能量。这种现象称为磁感应，而基于磁感应的功率传输方案在能量传输方面是有效的。

至于谐振功率传输方案，麻省理工学院(MIT)的Soljacic教授和一个研究团队在2005年宣布了一项无线充电系统，其中即使电子装置距充电装置距离几米远也可以通过使用作为耦合模式理论的谐振功率传输原理将功率无线发送到电子装置。麻省理工学院团队提出的无线充电系统使用谐振，其中，例如，如果音叉响了，则附近的葡萄酒杯也以相同的频率响。研究小组生成包含以谐振频率谐振的电能的电磁波，而不是谐振声音。当具有谐振频率的电子装置在附近时，谐振的电能被直接发送。未使用的电能被再吸收为电磁场。与其它电磁波不同，谐振电能似乎不影响附近的机器或人类。

发明内容

技术问题

基于电磁感应的功率发送/接收方案可以不同于基于谐振的功率发送/接收方案。例如，基于电磁感应的功率发送/接收方案和基于谐振的功率发送/接收方案在它们的无线功率发送/接收频率方面和在各自的电路元件的值方面可以是不同的。例如，针对基于谐振的功率发送/接收方案设计的无线功率接收器可能不会接收其中设置基于感应方案的无线功率发送器的无线功率。相反，针对感应方案设计的无线功率接收器可能不会接收其中设置基于谐振方案的无线功率发送器的无线功率。

技术方案

本公开的各种实施方式的一个方面是提供一种用于解决上述问题和/或其它问题的无线功率接收器。

根据本公开的一个方面，提供了一种被配置为接收无线功率的无线功率接收器。无线功率接收器包括被配置为通过谐振方案接收无线功率的谐振接收单元；被配置为通过感应方案接收无线功率的感应接收单元；以及被配置为处理在谐振接收单元和感应接收单元处接收到的无线功率的功率处理单元。当由感应方案接收无线功率时，在感应接收单元中流动的电流大于在谐振接收单元中流动的电流，并且当由谐振方案接收无线功率时，在谐振接收单元中流动的电流大于在感应接收单元中流动的电流。

根据本公开的另一方面，提供了一种用于接收无线功率的无线功率接收器。无线功率接收器包括：被配置为通过谐振方案接收无线功率的谐振电路；被配置为通过感应方案接收无线功率的线圈；以及被配置为处理通过谐振电路和线圈接收的无线功率的功率处理单元。当通过感应方案接收无线功率时，在线圈中流动的电流大于在谐振电路中流动的电流，并且当通过谐振方案接收无线功率时，在谐振电路中流动的电流大于在线圈中流动的电流。

根据本公开的另一方面，提供了一种无线功率接收器，其包括被配置为通过感应方案来接收第一频率的无线功率，并且通过谐振方案来接收第二频率的无线功率的功率接收单元；以及被配置为处理第一频率的无线功率和第二频率的无线功率的功率处理单元。

根据本公开的另一方面，提供了一种无线功率接收器，其包括具有第一电容器并且被配置为通过感应方案来接收无线功率的感应接收单元；以及具有第二电容器和线圈的谐振接收单元，第二电容器和线圈连接到第一电容器，并且谐振接收单元被配置为通过使用由第一电容器、第二电容器和线圈形成的谐振频率的谐振方案来接收无线功率。

从以下结合附图公开本公开的示例性实施方式的详细描述中，本公开的其它方面、优点和突出特征对于本领域技术人员将变得显而易见。

附图说明

从以下结合附图的描述中，本公开的某些示例性实施方式的上述和其它方面、特征和优点将更加明显，其中：

图1示出了无线充电系统的整体操作；

图2是根据本公开的实施方式的无线功率发送器和无线功率接收器的框图；

图3a和图3b是根据本公开的各种实施方式的无线功率接收器的框图；

图4是根据本公开的各种实施方式的无线功率接收器的框图；

图5示出了根据比较例的无线功率接收器以与本公开进行比较；

图6示出了根据本公开的各种实施方式的无线功率接收器的电路图；

图7示出了根据本公开的各种实施方式的无线功率接收器的电路图；

图8a至图8k示出了根据本公开的各种实施方式的用于感应方案的线圈和用于谐振方案的线圈的布置；

图9a和图9b示出了根据本公开的各种实施方式的用于感应方案的线圈和用于谐振方案的线圈的各自布置；

图10示出了根据本公开的各种实施方式的线圈的配置；

图11是根据本公开的各种实施方式的无线功率接收器的框图；以及

图12是根据本公开的各种实施方式的功率接收单元的框图。

在整个附图中，相同的附图标记将被理解为指相同的部分、部件和结构。

具体实施方式

在下文中，参考附图描述本公开的实施方式。可以对本公开进行各种改变，并且本公开可以具有多种实施方式。结合附图示出和描述本公开的一些实施方式。然而，可以理解，本公开不限于当前讨论的实施方式。所有改变和/或其等价物或替代物也属于本公开的范围。在整个说明书和附图中，相同或相似的附图标记用于指代相同或相似的元件。

这里使用的术语“包括(comprise)”和/或“包括(comprising)”是指存在所公开的功能、操作或部件，但不排除存在或添加一个或多个其它功能、操作或部件。将进一步理解，当在本说明书中使用术语“包括(comprise)”和/或“具有(have)”时是指存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件，但不排除存在或添加一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或其组合。

如本文所用，术语“A或B”或“A和/或B中的至少一个”包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。例如，“A或B”或“A和/或B中的至少一个”均可以包括A，或包括B，或包括A和B。

这里使用的诸如“第一(first)”，“第二(second)”等的序数可以修饰各种实施方式的各种部件，但不限制这些部件。例如，这些术语不限制部件的顺序和/或重要性。这些术语仅用于将一个部件与另一个部件区分开来。例如，第一用户装置和第二用户装置是彼此不同的用户装置。例如，根据本公开的各种实施方式，第一部件可以被表示为第二部件，反之亦然，这将不脱离本公开的范围。

当部件“连接到”或“联接到”另一个部件时，部件可以直接连接或联接到其它部件，或者其它部件可介入其间。相反，当部件“直接连接到”或“直接联接到”另一个部件时，没有其它中间部件可介入其间。

本文使用的术语仅用于描述其一些实施方式，而不是限制本公开。应该理解，除非另有明文规定，单数形式“一(a)”、“一(an)”和“该(the)”包括复数。

除非另有定义，本文使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与本公开实施方式所属的本领域普通技术人员通常理解的相同的含义。还将进一步理解，诸如在通常使用的字典中定义的术语可以被解释为具有与其在相关领域的背景下的含义一致的含义，并且不会以理想化或过度形式的意义来解释，除非明确如此定义。

根据本公开的各种实施方式的无线功率接收器可以包括在各种电子装置中。例如，电子装置可以包括智能电话、平板电脑(PC)、移动电话、视频电话、电子书阅读器、台式PC、笔记本PC、上网本计算机、工作站、服务器、个人数字助理(PDA)、便携式多媒体播放器(PMP)、MP3播放器、移动医疗装置、相机或可穿戴装置(例如，智能眼镜、头戴式装置(HMD)、电子服装、电子手链、电子项链、电子应用配件(或配件)、电子纹身、智能镜子或智能手表)中的至少一个。

首先，参照图1，图1示出了可以应用于本公开的实施方式的无线充电系统80的操作。

图1示出了无线充电系统80的操作。如图1所示，无线充电系统80可以包括无线功率发送器100和多个无线功率接收器110-1、110-2...110-n。

无线功率发送器100可以分别向无线功率接收器110-1、110-2...110-n无线地发送功率1-1、1-2...1-n。

无线功率发送器100可以与无线功率接收器110-1、110-2...110-n形成电连接。例如，无线功率发送器100可以将电磁波形式的无线功率发送到无线功率接收器110-1、110-2...110-n。无线功率发送器100可以基于感应方案或谐振方案来发送无线功率。

无线功率发送器100可以执行与无线功率接收器110-1、110-2...110-n的双向(或两向)通信。无线功率发送器100和无线功率接收器110-1、110-2...110-n可以处理或发送/接收以预定帧配置的包2-1、2-2...2-n。无线功率接收器110-1、110-2...110-n可以实现为移动通信终端、PDA、PMP、智能电话等。

无线功率发送器100可以向多个无线功率接收器110-1、110-2...110-n无线地提供功率。例如，无线功率发送器100可以通过谐振方案向多个无线功率接收器110-1、110-2...110-n发送功率。在无线功率发送器100采用谐振方案的情况下，可以基于无线功率发送器100与多个无线功率接收器110-1、110-2...110-n之间的距离对多个无线功率接收器110-1、110-2...110-n进行充电或操作。在无线功率发送器100采用电磁感应方案的情况下，可以基于无线功率发送器100与多个无线功率接收器110-1、110-2...110-n之间的距离对多个无线功率接收器110-1、110-2...110-n进行充电或操作，该距离优选地小于或等于10cm。

无线功率接收器110-1、110-2...110-n可以通过从无线功率发送器100接收无线功率来对电池充电。此外，无线功率接收器110-1、110-2...110-n可以向无线功率发送器100发送用于请求发送无线功率的信号、用于接收无线功率的信息、无线功率接收器的状态信息或用于无线功率发送器100的控制信息。

此外，无线功率接收器110-1、110-2...110-n可以向无线功率发送器100发送指示其充电状态的消息。

无线功率发送器100可以包括显示器(未示出)以基于从无线功率接收器110-1、110-2...110-n接收的消息来显示无线功率接收器110-1、110-2...110-n的一个或多个操作状态。此外，无线功率发送器100还可以显示直到无线功率接收器110-1、110-2...110-n被完全充电的期望时间。

无线功率发送器100还可以发送用于禁用无线功率接收器110-1、110-2...110-n的无线充电中的一个或多个的控制信号。在从无线功率发送器100接收到用于禁用无线充电的控制信号时，无线功率接收器110-1、110-2...110-n中的一个或多个可以禁用无线充电功能。

图2是根据本公开的实施方式的无线功率发送器200和无线功率接收器250的框图。

如图2所示，无线功率发送器200可以包括功率传输单元211、控制器212和通信单元213。无线功率接收器250可以包括功率接收单元251、控制器252和通信单元253。

功率传输单元211可以提供由无线功率发送器200使用的功率，并且可以无线地向无线功率接收器250提供功率。功率传输单元211可以以交流电(AC)的形式供应功率，并且还可以以直流电(DC)的形式供应功率，并且使用逆变器(未示出)将DC功率转换成AC功率以供应AC信号形式的功率。功率传输单元211可以以内置电池或接收外部功率的功率接收接口的形式实现，并且将接收的功率提供给其它部件。本领域技术人员将容易理解，功率传输单元211不受限制，只要功率传输单元211是能够以预定AC信号提供功率的装置即可。

此外，功率传输单元211可以向无线功率接收器250提供AC功率。功率传输单元211还可以包括谐振电路(未示出)或感应电路(未示出)，因此功率传输单元211可以发送或接收预定的电磁波。在功率传输单元211由谐振电路实现的情况下，谐振电路的环形线圈(未示出)的电感L可以改变。本领域技术人员将容易理解，功率传输单元211不受限制，只要功率传输单元211能够发送和接收电磁波即可。

控制器212可以控制无线功率发送器200的一个或多个操作。控制器212或控制器252可以使用来自存储器(未示出)的用于控制的算法、程序或应用来控制无线功率发送器200的一个或多个操作。控制器212可以以中央处理单元(CPU)、微处理器或小型计算机的形式实现。控制器252可以控制无线功率发送器200的整体操作。

通信单元213可以以预定的方式与无线功率接收器250进行通信。通信单元213可以使用近场通信(NFC)、Zigbee通信、红外通信、可见光通信、蓝牙通信、蓝牙低功耗(BLE)方案等与无线功率接收器250的通信单元253进行通信。通信单元213可以使用具有冲突避免(CSMA/CA)算法的载波侦听多路访问。上述通信方案仅仅是说明性的。本公开的实施方式对应于在通信单元213中执行的特定通信方案，并且本公开的范围不受限制。

通信单元213可以发送关于无线功率发送器200的信息的信号。通信单元213可以单播、多播或广播该信号。

通信单元213可以从无线功率接收器250接收功率信息。功率信息可以包括无线功率接收器250的电池容量、剩余电池电量、充电次数、使用量和电池百分比。

通信单元213可以发送用于控制无线功率接收器250的充电功能的充电功能控制信号。充电功能控制信号可以是用于通过控制无线功率接收器250的功率接收单元251来启用或禁用充电功能的控制信号。

通信单元213除了从无线功率接收器250接收信号之外，通信单元213还可以从其它无线功率发送器(未示出)接收信号。例如，通信单元213可以从另一个无线功率发送器接收通知信号。

在图2中，由于功率传输单元211和通信单元213被配置为不同的硬件，所以无线功率发送器200看起来以带外类型进行通信，但这是说明性的。在本公开中，功率传输单元211和通信单元213可以一体地实现，因此无线功率发送器200可以以带内类型执行通信。

无线功率发送器200可以与无线功率接收器250交换各种信号。因此，无线功率接收器250可以订阅通过由无线功率发送器200管理的无线功率网络所提供的充电过程。一旦订阅，可以执行通过无线功率发送/接收的充电过程。

功率接收单元251可以基于感应方案或谐振方案从功率传输单元211接收无线功率。

图3A是根据本公开的各种实施方式的无线功率接收器的框图。

根据本公开的各种实施方式的无线功率接收器300可以包括感应接收单元310、谐振接收单元320、整流器330、DC/DC转换器340、负载350、控制器360和连接器370，如图3A所示。在本公开的各种实施方式中，整流器330、DC/DC转换器340和控制器360可被实现为功率处理单元364。

感应接收单元310可以基于感应方案从无线功率发送器(例如，图2的无线功率发送器200)接收无线功率301。在这种情况下，无线功率发送器可以被设计为基于感应方案发送无线功率。无线功率发送器可以例如以感应方案中定义的第一频率发送无线功率。在无线功率联盟(WPC)标准中，第一频率可以被定义为例如100kHz。第一频率可以在100～200kHz的范围内确定。

感应接收单元310可以接收第一频率的无线功率。感应接收单元310可以包括至少一个电容器和至少一个线圈，以便以第一频率有效地接收无线功率。将在下面更详细地描述包括在感应接收单元310中的至少一个电容器和至少一个线圈之间的连接。可以将包括在感应接收单元310中的至少一个电容器和至少一个线圈的电容和电感的阻抗确定为对应于第一频率。或者，可以如感应方案中所定义的那样确定电容和电感。此外，感应接收单元310还可以包括能够执行阻抗匹配的匹配元件。感应接收单元310还可以包括这样的匹配元件，通过该匹配元件能够高效率地接收第一频率的无线功率。

谐振接收单元320可以基于谐振方案从无线功率发送器接收无线功率302。在这种情况下，无线功率发送器可以被设计为基于谐振方案发送无线功率。无线功率发送器可以以例如在谐振方案中定义的第二频率来发送无线功率。在无线电联盟(A4WP)标准中，第二频率可以被定义为例如6.78MHz。

谐振接收单元320可以以第二频率接收无线功率。谐振接收单元320可以包括至少一个电容器和至少一个线圈，以便有效地以第二频率接收无线功率。将在下面更详细地描述包括在谐振接收单元320中的至少一个电容器和至少一个线圈之间的连接。可以将包括在谐振接收单元320中的至少一个电容器和至少一个线圈的电容和电感的阻抗确定为对应于第二频率。或者，可以如谐振方案中所定义的那样确定电容和电感。此外，谐振接收单元320还可以包括能够执行阻抗匹配的匹配元件。谐振接收单元320还可以包括这样的匹配元件，通过该匹配元件能够高效率地接收或传送第二频率的无线功率。

如图3A所示，感应接收单元310可以直接连接到谐振接收单元320。换句话说，在感应接收单元310和谐振接收单元320之间不设置开关元件。因此，无线功率接收器300可以不在感应接收单元310和整流器330之间包括任何额外的开关元件。此外，无线功率接收器300可以不在谐振接收单元320和整流器330之间包括任何额外的开关元件。

由感应接收单元310接收到的第一频率的无线功率301可以被传送到整流器330。在这种情况下，如图3A所示，感应接收单元310和谐振接收单元320可以串联连接，并且如果接收到第一频率的无线功率301，则可以将第一频率的无线功率301传送到整流器330而不受谐振接收单元320的影响。更具体地，谐振接收单元320在第一频率处的阻抗可以远小于感应接收单元310和功率处理单元364的阻抗。因此，在第一频率处，谐振接收单元320可以被解释为短路，并且感应接收单元310和整流器330可以被解释为通过短路连接。因此，第一频率的无线功率301可以从感应接收单元310传送到整流器330。如果根据本公开的各种实施方式的谐振接收单元320串联连接到感应接收单元310，则谐振接收单元320在第一频率处可以具有小于阈值的阻抗。最后，如果以第一频率执行无线充电，则在感应接收单元310中流动的电流可以具有大于在谐振接收单元320中流动的电流的大小。例如，在感应接收单元310的线圈中流动的电流可以具有大于在谐振接收单元320的谐振电路中流动的电流的大小。由于谐振接收单元320的阻抗如上所述非常小，所以可以忽略由谐振接收单元320的阻抗导致的功耗。

谐振接收单元320可以以第二频率接收无线功率302。谐振接收单元320可以将接收到的无线功率302传送到整流器330。

整流器330可以将从感应接收单元310接收的无线功率301和从谐振接收单元320接收的无线功率302中的至少一个整流为DC功率。例如，整流器330可以以桥式二极管(未示出)的形式实现。DC/DC转换器340可以以预定增益转换经整流的功率。例如，DC/DC转换器340可以将经整流的功率转换为大约5V的输出电压。对于可以施加到DC/DC转换器340的前端的电压，可以预定最小值和最大值。负载350可以存储从DC/DC转换器340接收的转换功率。

控制器360可以控制无线功率接收器300的部件的操作。控制器360可以由例如功率管理集成芯片(PMIC)(未示出)、处理器(未示出)等来实现。处理器可以是中央处理单元(CPU)(未示出)、应用处理器(AP)(未示出)或通信处理器(CP)(未示出)中的一个或多个。处理器可以例如执行与无线功率接收器300的至少一个其它部件的控制和/或通信有关的操作或数据处理。

连接器370可以连接到DC/DC转换器340。连接器370可以提供用于以有线方式接收外部功率的导线管。例如，可以实现连接器370以使得可以插入用于供电的端子，并且其类型可以不受限制。如果通过电线从连接器370接收功率，则DC/DC转换器340可以将功率的电压的大小转换成与负载350对应的大小，并将转换的功率传送到负载350。根据实施方式，DC/DC转换器340可以由功率管理集成电路(PMIC)来实现。

图3B是根据本公开的各种实施方式的无线功率接收器的框图。

如图3B所示，谐振接收单元320可以连接到感应接收单元310，并且感应接收单元310可以连接到整流器330。谐振接收单元320可以接收第二频率的无线功率302。

由谐振接收单元320接收的第二频率的无线功率302可以被传送到整流器330。在这种情况下，如图3B所示，感应接收单元310可以与谐振接收单元320串联连接，并且如果接收到第二频率的无线功率302，则可以将第二频率的无线功率302传送到整流器330而不受感应接收单元310的影响。更具体地，在感应接收单元310内并联连接的一些元件的第二频率处的阻抗可以远大于谐振接收单元320和功率处理单元364的阻抗，因此元件可以被解释为开路，并且阻抗可以被忽略。因此，在第二频率处，可以忽略感应接收单元310的一些元件。因此，第二频率处的无线功率可以从谐振接收单元320传送到整流器330。

最后，如果在第二频率进行无线充电，则在谐振接收单元320中流动的电流可以具有大于在感应接收单元310中流动的电流的大小。例如，谐振接收单元320的谐振电路中流动的电流可以具有大于在感应接收单元310的线圈中流动的电流的大小。下面将对其进行详细描述。

感应接收单元310还可以以第一频率接收无线功率301。感应接收单元310可以将接收到的无线功率301传送到整流器330。

如图3A和图3B所示，感应接收单元310可以与谐振接收单元320串联连接。此外，感应接收单元310和谐振接收单元320中的一个可以连接到功率处理单元364。如上所述，在接收到第一频率的无线功率301的情况下，与感应接收单元310串联连接的谐振接收单元320可以被配置为如同谐振接收单元320短路一样。此外，在接收到第二频率的无线功率302的情况下，可以忽略与谐振接收单元320串联连接的感应接收单元310的一些元件的阻抗。因此，即使在接收到第一频率的无线功率301和第二频率的无线功率302的情况下，谐振接收单元320和感应接收单元310的配置也可以不影响无线功率的处理。以下将更详细地描述在感应接收单元310和谐振接收单元320彼此串联连接的情况下的第一频率和第二频率处的阻抗。

图4是根据本公开的各种实施方式的无线功率接收器300的框图。特别地，在图4的情况下，感应接收单元310和谐振接收单元320并联连接。

如图4所示，感应接收单元310可以连接到整流器330。谐振接收单元320也可以连接到整流器330。另外，感应接收单元310和谐振接收单元320可以并联连接。

首先，假设接收到第一频率的无线功率301。可以在感应接收单元310处接收第一频率的无线功率301。与感应接收单元310并联连接的谐振接收单元320的第一频率处的阻抗可以远大于感应接收单元310和功率处理单元364的阻抗。因此，在第一频率处，与感应接收单元310并联连接的谐振接收单元320可以被解释为开路。在谐振接收单元320与感应接收单元310并联连接的情况下，根据本公开的各种实施方式的谐振接收单元320在第一频率处可以具有超过阈值的阻抗。

因此，可以在感应接收单元310处接收第一频率的无线功率301，然后将其传送到整流器330。如上所述，在第一频率处，与感应接收单元310并联连接的谐振接收单元320可以被解释为开路，并且第一频率的无线功率301可以从感应接收单元310传送到整流器330而不受谐振接收单元320的影响。

最后，如果以第一频率执行无线充电，则在感应接收单元310中流动的电流可以具有远大于在谐振接收单元320中流动的电流的大小。例如，在感应接收单元310的线圈中流动的电流可以具有远大于在谐振接收单元320的谐振电路中流动的电流的大小。下面将对其进行详细描述。

接下来，将假定接收第二频率的无线功率302。可以在谐振接收单元320处接收第二频率的无线功率302。与谐振接收单元320并联连接的感应接收单元310在第二频率处的阻抗可以远大于谐振接收单元320和功率处理单元364的阻抗。因此，在第二频率处，与谐振接收单元320并联连接的感应接收单元310可以被解释为开路。在感应接收单元310并联连接到谐振接收单元320的情况下，根据本公开的各种实施方式的感应接收单元310在第二频率处可以具有超过阈值的阻抗。

因此，可以在谐振接收单元320处接收第二频率的无线功率302，然后将其传送到整流器330。如上所述，在第二频率处，与谐振接收单元320并联连接的感应接收单元310可以解释为开路，并且第二频率的无线功率302可以从谐振接收单元320传送到整流器330而不受感应接收单元310的影响。

最后，如果在第二频率处执行无线充电，则在谐振接收单元320中流动的电流可以具有远大于在感应接收单元310中流动的电流的大小。例如，在谐振接收单元320的谐振电路中流动的电流可以具有远大于在感应接收单元310的线圈中流动的电流的大小。下面将对其进行详细描述。

下面将更详细地描述并联连接的感应接收单元310和谐振接收单元320在第一频率和第二频率处的阻抗。

如上所述，可以阻止谐振接收单元320在第一频率处的影响和感应接收单元310在第二频率处的影响，因此根据本公开的实施方式的无线功率接收器300可以在两个频率接收无线功率。

图5示出了根据比较例的无线功率接收器500(例如，类似于图4的无线功率接收器300)以与本公开进行比较。

如图5所示，根据比较例的无线功率接收器500可以包括感应接收单元510和谐振接收单元520。感应接收单元510可以连接到第一开关511，并且第一开关511可以将感应接收单元510连接到整流器530。谐振接收单元520可以连接到第二开关512，并且第二开关512可以将谐振接收单元520连接到整流器530。

控制器560可以输出或生成分别用于控制第一开关511和第二开关512的开/关的开关控制信号561和562。例如，如果确定接收到第一频率的无线功率，则控制器560可以输出开关控制信号561，以接通用于将感应接收单元510连接到整流器530的第一开关511，而控制器560可以输出开关控制信号562以断开第二开关512，以用于将感应接收单元510与整流器530断开。基于开关控制信号561和562，第一开关511可以将感应接收单元510连接到整流器530，并且第二开关512可以将谐振接收单元520与整流器530断开。因此，可以从感应接收单元510接收第一频率的无线功率，然后传送到整流器530。

另一方面，如果确定接收到第二频率的无线功率，则控制器560可以输出开关控制信号561以断开第一开关511，以用于将感应接收单元510与整流器530断开，而控制器560可以输出开关控制信号562以接通用于将谐振接收单元520连接到整流器530的第二开关512。基于开关控制信号561和562，第一开关511可以将感应接收单元510与整流器530断开，并且第二开关512可以将谐振接收单元520连接到整流器530。因此，可以从谐振接收单元520接收第二频率的无线功率，然后传送到整流器530。

换句话说，根据比较例的无线功率接收器500可以将感应接收单元510与谐振接收单元520隔离。也就是说，根据比较例的无线功率接收器500可以在接收到第一频率的无线功率时将谐振接收单元520与感应接收单元510隔离，并且可以在接收到第二频率的无线功率时将感应接收单元510与谐振接收单元520隔离。因此，与根据本公开的各种实施方式的无线功率接收器300不同，根据比较示例的无线功率接收器500可以包括用于隔离的元件(例如，第一开关511和第二开关512)。此外，与根据本公开的各种实施方式的无线功率接收器300不同，根据比较例的无线功率接收器500也可以包括用于隔离的控制程序(例如，用于控制开关控制信号561和562的定时控制程序)。已经在图3A、图3B和图4中描述的根据本公开的各种实施方式的无线功率接收器300可以不包括根据比较例的无线功率接收器的用于隔离的元件或用于隔离的控制程序，从而有助于减少安装面积、简化控制程序以及减少运行控制程序的资源。

图6示出了根据本公开的各种实施方式的无线功率接收器600的电路图。

如图6所示，感应接收单元310可以包括第一线圈311、第一电容器312和第二电容器314。谐振接收单元320可以包括第二线圈321、第三电容器323和第四电容器322。根据图6的实施方式的感应接收单元310可以连接到第一节点601和第二节点602，并且第一节点601和第二节点602可以连接到功率处理单元610(例如，类似于图3A、图3B和图4的功率处理单元364)。根据图6的实施方式的谐振接收单元320可以连接到第一节点601和第二节点602，并且第一节点601和第二节点602可以连接到功率处理单元610。换句话说，感应接收单元310和谐振接收单元320可以并联连接。

第一线圈311的一端可以连接到第四节点315。第一线圈311的另一端可以连接到第一电容器312的一端。第一电容器312的另一端可以连接到第三节点313。第三节点313可以连接到第一节点601。第二电容器314的一端可以连接到第三节点313。第二电容器314的另一端可以连接到第四节点315。第四节点315可以连接到第二节点602。第一线圈311可以具有电感L₁，并且第一电容器312可以具有电容C₁。第二电容器314可以具有电容C₂。

第二线圈321的一端可以连接到第五节点324，第三电容器323的一端和第四电容器322的一端可以连接到第五节点324。第四电容器322的另一端可以连接到第六节点325，第二线圈321的另一端和第二节点602可以连接到第六节点325。第三电容器323的另一端可以连接到第一节点601。第二线圈321可以具有电感L₂，并且第三电容器323可以具有电容C₃。第四电容器322可以具有电容C₄。

考虑到功率处理单元610，感应接收单元310和谐振接收单元320的阻抗可以如数学式图1所示。

数学式图1

[数学式1]

Z_total＝Z₁||Z₂||Z₃

Z₁可以表示如图6所示的第一线圈311和第一电容器312的阻抗。在角频率ω处，Z₁可以是

即

Z₂可以表示如图6所示的第二电容器314的阻抗。在角频率ω处，Z₂可以是

Z₃可以表示如图6所示的第二线圈321、第三电容器323和第四电容器322的阻抗。在角频率ω处，Z₃可以是

即

表1示出了在第一频率和第二频率下的阻抗Z₁，Z₂和Z₃。

表1

首先，假定第一频率为100kHz。在这种情况下，ω可以是6.28×10⁵rad/s，L₁可以是10μH，L₂可以是500nH，C₁可以是300nF，C₂可以是1nF，C₃可以是1nF，C₄可以是500pF。

在这种情况下，Z₁可以是j11.6，Z₂可以是-j1592，Z₃可以是-j1592。换句话说，可以确定在第一频率(即，100kHz)处无线功率接收器600中Z₁是主要的。更具体地，由于感应接收单元310和谐振接收单元320并联连接，所以对应于具有大得多阻抗的Z₃的谐振接收单元320在其对无线功率接收器600的影响方面可以相对不显著。因此，谐振接收单元320可以被解释为被忽略，并且感应接收单元310可以以第一频率接收无线功率，并且以第一频率将接收的无线功率传送到功率处理单元610。

最后，如果以第一频率执行无线充电，则在感应接收单元310中流动的电流可以具有远大于在谐振接收单元320中流动的电流的大小。在感应接收单元310的第一线圈311中流动的电流可以具有远大于在由谐振接收单元320的第二线圈321、第四电容器322和第三电容器323形成的谐振接收单元320中流动的电流的大小。更具体来说，从第一线圈311输出的电流可以沿着Z₂方向、Z₃方向和功率处理单元610的方向流过三条路径。如上所述，Z₂方向和Z₃方向上的阻抗可以具有相对大的值，并且大部分电流可流向具有相对较小值的阻抗的功率处理单元610。例如，功率处理单元610的阻抗可以具有10Ω的值。此外，通过来自无线功率发送器的初级线圈的磁场在感应接收单元310的第一线圈311处感应的电流可以具有远大于在谐振接收单元320的第二线圈321处感应的电流的大小。这是因为当无线功率发送器和感应接收单元310阻抗匹配时，磁场的反射波的强度小。由于谐振接收单元320不被设计为与使用感应方案的无线功率发送器阻抗匹配，所以通过来自无线功率发送器的初级线圈的磁场在谐振接收单元320的第二线圈321处感应的电流可以具有小于在感应接收单元310的第一线圈311处感应的电流的大小。这是因为其中来自无线功率发送器的初级线圈的磁场被谐振接收单元320反射的反射波的强度相对大于感应接收单元310处的反射波。如上所述，根据本公开的各种实施方式的无线功率接收器可以被设计成使得感应接收单元310可以与采用感应方案的无线功率发送器阻抗匹配，并且可以被设计成使得谐振接收单元320不与采用感应方案的无线功率发送器阻抗匹配。

接下来，将假设第二频率为6.78MHz。在这种情况下，ω可以是4.26×10⁷rad/s，L₁可以是10μH，L₂可以是500nH，C₁可以是300nF，C₂可以是1nF，C₃可以是1nF，C₄可以是500pF。

在这种情况下，Z₁可以是j426，Z₂可以是-j23.5，并且Z₃可以是j15.4。换句话说，可以确定在第二频率(即6.78MHz)处无线功率接收器600中Z₂和Z₃是主要的。更具体地，由于感应接收单元310和谐振接收单元320并联连接，所以对应于具有大得多阻抗Z₁的感应接收单元310的第一线圈311和第一电容器312在其对无线功率接收器600的影响方面可以相对不显著。因此，第一线圈311和第一电容器312可以被解释为被忽略，并且谐振接收单元320和第二电容器314可以以第二频率接收无线功率，并且以第二频率将接收的无线功率传送到功率处理单元610。

因此，根据本公开的各种实施方式的无线功率接收器600可以被设计为具有谐振电路，其中第二线圈321、第三电容器323、第四电容器322和第二电容器314可以独自具有或与其它元件一起具有谐振频率为6.78MHz。

最后，如果在第二频率进行无线充电，则在谐振接收单元320中流动的电流可以具有远大于在感应接收单元310中流动的电流的大小。例如，在由谐振接收单元320的第二线圈321、第四电容器322和第三电容器323形成的谐振电路中流动的电流可以具有远大于在感应接收单元310的第一线圈311中流动的电流的大小。

更具体地，从第一线圈311输出的电流可以在Z₁方向、Z₂方向和功率处理单元610的方向上流过三条路径。如上所述，Z₁方向和Z₂方向上的阻抗可以具有相对较大的值，并且大部分电流可以流向具有相对较小值的阻抗的功率处理单元610。例如，功率处理单元610的阻抗可以具有10Ω的值。此外，可以在谐振接收单元320的谐振电路中生成大部分电流，该大部分电流是由无线功率发送器的谐振电路发送的电磁场在功率接收单元251中生成的。这是因为无线功率发送器的谐振电路和谐振接收单元320的谐振电路具有基本上相同或相同的谐振频率。虽然感应接收单元310也可以具有谐振电路，但是由于感应接收单元310的谐振电路具有与无线功率发送器的谐振频率不同的谐振频率，所以通过从无线功率发送器的谐振电路发送的电磁场在感应接收单元310中生成的电流可以具有小于在谐振接收单元320的谐振电路中生成的电流的大小。

在本公开的各种实施方式中，第二电容器314可以被称为共享电容器，因为第二电容器314用在感应接收单元310中，并且也用在谐振接收单元320中。

图7示出了根据本公开的各种实施方式的无线功率接收器700的电路图。

在图7的实施方式中，感应接收单元310可以与谐振接收单元320串联连接。

如图7所示，感应接收单元310可以包括第一线圈311、第一电容器312和第二电容器314。谐振接收单元320可以包括第二线圈321和第四电容器322。与图6的实施方式中的谐振接收单元320不同，谐振接收单元320可以不包括第三电容器323。

根据图7的实施方式的感应接收单元310可以连接到第一节点701，并且谐振接收单元320可以连接到第二节点702。第一节点701和第二节点702可以连接到功率处理单元710。

第一线圈311的一端可以连接到第四节点315。第一线圈311的另一端可以连接到第一电容器312的一端。第一电容器312的另一端可以连接到第三节点313。第三节点313可以连接到第一节点701。第二电容器314的一端可以连接到第三节点313。第二电容器314的另一端可以连接到第四节点315。第四节点315可以连接到第六节点325。第一线圈311可以具有电感L₁，并且第一电容器312可以具有电容C₁。第二电容器314可以具有电容C₂。

第二线圈321的一端可以连接到第五节点324，第四电容器322的一端可以连接到第五节点324。第四电容器322的另一端可以连接到第六节点325，第二线圈321的另一端和第四节点315可以连接到第六节点325。第二线圈321可以具有电感L₂，并且第四电容器322可以具有电容C₄。

考虑到功率处理单元710，感应接收单元310和谐振接收单元320的阻抗可以如数学式图2所示。

数学式图2

[数学式2]

Z_total＝(Z₁||Z₂)+Z₃

Z₁可以表示如图7所示的第一线圈311和第一电容器312的阻抗。在角频率ω处，Z₁可以是

即

Z₂可以表示如图7所示的第二电容器314的阻抗。在角频率ω处，Z₂可以是

Z₃可以表示如图7所示的第二线圈321和第四电容器322的阻抗。在角频率ω处，Z₃可以是

即

表2示出了在第一频率和第二频率下的阻抗Z₁，Z₂和Z₃。

表2

首先，假定第一频率为100kHz。在这种情况下，ω可以是6.28×10⁵rad/s，L₁可以是10μH，L₂可以是500nH，C₁可以是300nF，C₂可以是1nF，并且C₄可以是500pF。

在这种情况下，Z₁可以是j11.6，Z₂可以是-j1592，Z₃可以是j0.134。换句话说，在第一频率(即100kHz)的环境中，可以确定无线功率接收器中的(Z1||Z2)是主要的。更具体地，由于感应接收单元310与谐振接收单元320串联连接，所以对应于具有较小阻抗的Z₃的谐振接收单元320在其对无线功率接收器的影响方面可相对不显著。因此，在第一频率的环境中，谐振接收单元320可以具有可忽略的阻抗(例如，短路)，并且感应接收单元310可以接收第一频率的无线功率并将接收到的无线功率传送到功率处理单元710。换句话说，由于在谐振接收单元320中消耗的功率相对不显著，所以来自感应接收单元310的大部分功率可以被传送到功率处理单元710而不被消耗。

最后，如果在第一频率执行无线充电，则在感应接收单元310中流动的电流可以具有远大于在谐振接收单元320中流动的电流的大小。如上所述，当通过感应方案接收到功率时，从谐振接收单元320的第二线圈321输出的电流的强度可以比从第一线圈311输出的电流的强度相对更小。

接下来，将假设第二频率为6.78MHz。在这种情况下，ω可以是4.26×10⁷rad/s，L₁可以是10μH，L₂可以是500nH，C₁可以是300nF，C₂可以是1nF，并且C₄可以是500pF。

在这种情况下，Z₁可以是j426，Z₂可以是-j23.5，并且Z₃可以是j38.9。换句话说，可以确定在第二频率(即6.78MHz)的无线功率接收器700中Z₂和Z₃是主要的。更具体地，由于Z₁与Z₂并联连接，所以具有更大阻抗的Z₁的影响可以相对不显著。因此，第一线圈311和第一电容器312可以具有非常大的阻抗(例如，开路)，并且谐振接收单元320和第二电容器314可以以第二频率接收无线功率，并以第二频率将接收到的无线功率传送到功率处理单元710。换句话说，由于第一线圈311和第一电容器312的功率消耗可以相对不显著，所以来自谐振接收单元320的大部分功率可以被传送到功率处理单元710。

因此，根据本公开的各种实施方式的无线功率接收器700可以被设计为具有谐振电路，其中第二线圈321、第四电容器322和第二电容器314可以独自具有或与其它元件一起具有谐振频率6.78MHz。

最后，如果在第二频率进行无线充电，则在谐振接收单元320中流动的电流可以具有大于在感应接收单元310中流动的电流的大小。如上所述，由于谐振接收单元320具有与采用谐振方案的无线功率发送器基本上相同或相同的频率，可以在谐振接收单元320中生成从无线功率发送器以第二频率发送的电磁波的大部分电流。

图8a至图8k示出了根据本公开的各种实施方式的用于感应方案的线圈和用于谐振方案的线圈的布置。

参考图8a，用于感应方案的线圈820可以设置在用于谐振方案的线圈810内。用于感应方案的线圈820设置在用于谐振方案的线圈810内的例子仅仅是说明性的。用于谐振方案的线圈810可以设置在用于感应方案的线圈820内。在图8a的实施方式中，用于感应方案的线圈820可以设置在用于谐振方案的线圈810的相对中心。

用于谐振方案的线圈810和用于感应方案的线圈820可以与连接830串联连接。在另一个实施方式中，用于谐振方案的线圈810和用于感应方案的线圈820还可以包括它们的匹配电路。用于谐振方案的线圈810和用于感应方案的线圈820可以串联连接，其间插入匹配电路。

如上所述，用于谐振方案的线圈810和用于感应方案的线圈820可以形成在一个印刷电路板(PCB)上。

参考图8b，用于感应方案的线圈820可以设置在用于谐振方案的线圈810内。用于谐振方案的线圈810和用于感应方案的线圈820可以如连接840所示并联连接。在另一实施方式中，用于谐振方案的线圈810和用于感应方案的线圈820还可以包括它们的匹配电路。用于谐振方案的线圈810和用于感应方案的线圈820可以并联连接，其间插入匹配电路。此外，在用于谐振方案的线圈810和用于感应方案的线圈820之间还可以包括额外的电容器，如例如图6所示。

参考图8c，用于感应方案的线圈820可以设置在用于谐振方案的线圈810内。可以在用于谐振方案的线圈810内额外形成通信天线850。具有无线功率接收器的电子装置(未示出)可以经由通信天线850与另一电子装置(未示出)通信。在一些实施方式中，通信天线850基于各种通信方案，例如，NFC、蓝牙、BLE和Zigbee。在图8c的实施方式中，通信天线850可以设置在用于谐振方案的线圈810的相对中心。

如上所述，通信天线850也可以形成在PCB上，从而减少相应的安装面积。

图8d示出了根据本公开的各种实施方式的实现。如图8d所示，用于谐振方案的线圈811可以是多次缠绕的连续回路。此外，用于感应方案的线圈821也可以具有多次缠绕的连续回路。在图8d的实施方式中，NFC天线851可以设置在用于感应方案的线圈821的外部，并且在用于谐振方案的线圈811内部。图8e示出了根据本公开的各种实施方式的实现。用于谐振方案的线圈812可以具有一次缠绕的连续回路。参考图8f，用于感应方案的线圈820可以设置在用于谐振方案的线圈810内。用于感应方案的线圈820可以布置在用于谐振方案的线圈810的相对右侧。此外，用于感应方案的通信天线850可以布置在用于谐振方案的线圈810的相对左侧。图8g示出了根据本公开的各种实施方式的实现，并且用于谐振方案的线圈811可以具有多次缠绕的连续回路。此外，用于感应方案的线圈821也可以具有多次缠绕的连续回路。在图8g的实施方式中，NFC天线851可以布置在用于谐振方案的线圈811内的相对左侧，并且用于感应方案的线圈821可以设置在用于谐振方案的线圈811内的相对右侧。

参考图8h，用于感应方案的线圈820可以设置在用于谐振方案的线圈810内。用于感应方案的线圈820可以设置在用于谐振方案的线圈810的相对右侧。此外，用于感应方案的通信天线850可以设置在用于谐振方案的线圈810的相对左侧。通信天线850的一部分可以与用于谐振方案的线圈810的一部分重叠。图8i示出了根据本公开的各种实施方式的实现，并且用于谐振方案的线圈811可以具有多次缠绕的连续回路。此外，用于感应方案的线圈821也可以具有多次缠绕的连续回路。在图8i的实施方式中，NFC天线851的一部分可以与用于谐振方案的线圈811的一部分重叠。

参考图8j，用于感应方案的线圈820可以设置在用于谐振方案的线圈810内。用于感应方案的线圈820可以设置在用于谐振方案的线圈810的相对右侧。此外，用于感应方案的通信天线850可以设置在用于谐振方案的线圈810的相对左侧。通信天线850的一部分可以放置在用于谐振方案的线圈810外部。图8k示出了根据本公开的各种实施方式的实现，并且用于谐振方案的线圈811可以具有多次缠绕的连续回路。此外，用于感应方案的线圈821也可以具有多次缠绕的连续回路。在图8k的实施方式中，NFC天线851的一部分可以设置在用于谐振方案的线圈811的外部。

图9a和图9b示出了根据本公开的各种实施方式的用于感应方案的线圈和用于谐振方案的线圈的布置。

图9a示出了根据本公开的各种实施方式的实现，并且用于感应方案的线圈820可以设置在用于谐振方案的线圈810内。通信天线850可以额外地形成在用于谐振方案的线圈810内。在图9a的实施方式中，通信天线850可以设置在用于谐振方案的线圈810的相对中心。磁性安全传输(MST)天线或MST天线860可以放置在用于谐振方案的线圈810的外部。图9b示出了根据本公开的各种实施方式的实现，并且用于谐振方案的线圈811可以具有多次缠绕的连续回路。此外，用于感应方案的线圈821也可以具有多次缠绕的连续回路。在图9b的实施方式中，NFC天线851可以设置在用于感应方案的线圈821的外部，并且在用于谐振方案的线圈811的内部。可以将MST天线861放置在用于谐振方案的线圈811的外部。MST天线860也可以形成在一个PCB上，从而减少相应的安装面积。

图10示出了根据本公开的各种实施方式的线圈的配置。

例如，用于感应方案的线圈或用作MST天线的线圈通常可以具有几个mH或以上的相对较大的电感，并且可以具有1Ω或更小的相对较小的电阻。为了具有相对较大的电感和/或较小的电阻，可以增加由用于感应方案的线圈或用作MST天线的线圈占用的面积，导致安装面积的增加。根据本公开的各种实施方式的线圈可以由如图10所示的2层子线圈1010和1020组成，用于相应的占用面积的减小和电感的增加。上述2层结构仅仅是说明性的。根据本公开的各种实施方式的线圈可以包括多个子线圈，并且多个子线圈可以设置在不同的层中。

图11是根据本公开的各种实施方式的无线功率接收器1100的框图。

如图11所示，无线功率接收器1100可以包括功率接收单元1110和功率处理单元1120。

功率接收单元1110可以通过感应方案以第一频率接收无线功率，并将接收的无线功率传送到功率处理单元1120。功率接收单元1110可以通过谐振方案以第二频率接收无线功率，并将接收的无线功率传送到功率处理单元1120。换句话说，功率接收单元1110可以基于感应方案和谐振方案来接收无线功率。

功率处理单元1120可以处理从功率接收单元1110提供的第一频率的无线功率或第二频率的无线功率。例如，功率处理单元1120可以包括整流器(例如，类似于图3a的整流器330)、DC/DC转换器(例如，类似于图3a的DC/DC转换器340)和负载(例如，类似于图3a的负载350)中的至少一个。

图12是根据本公开的各种实施方式的图11的功率接收单元1110的框图。

如图12所示，功率接收单元1110可以包括第一电路1210和第二电路1220。第一电路1210可以包括例如至少一个线圈和至少一个电容器。第一电路1210的线圈是用于感应方案的线圈，并且可以用于以第一频率接收无线功率。第二电路1220可以包括例如至少一个线圈和至少一个电容器。第二电路1220的线圈是用于谐振方案的线圈，并且可以用于以第二频率接收无线功率。

在第二频率处，第一电路1210的阻抗Z₁₂₁₁可以超过阈值，因此第一电路1210可以被解释为并联开路。此外，在第一频率处，第二电路1220的阻抗Z₁₂₂₁可以超过阈值，因此第二电路1220可以被解释为并联开路。

功率接收单元1110还可以包括共享电容器1230。

第一电路1210和共享电容器1230可以通过感应方案来接收第一频率的无线功率。在第一频率处，第二电路1220可以被解释为开路，并且第一电路1210和共享电容器1230可以接收第一频率的无线功率，并将接收到的无线功率传送到功率处理单元1120。

第二电路1220和共享电容器1230可以形成谐振电路。谐振电路的谐振频率可以设定为例如第二频率。在第二频率，第一电路1210可以被解释为开路，并且第二电路1220和共享电容器1230可以接收第二频率的无线功率，并将接收到的无线功率传送到功率处理单元1120。

根据本公开的各种实施方式，被配置为接收无线功率的无线功率接收器可以包括被配置为通过谐振方案接收无线功率的谐振接收单元；被配置为通过感应方案接收无线功率的感应接收单元；以及被配置为处理在谐振接收单元和感应接收单元处接收到的无线功率的功率处理单元。当通过感应方案接收无线功率时，在感应接收单元中流动的电流大于在谐振接收单元中流动的电流，并且当通过谐振方案接收无线功率时，在谐振接收单元中流动的电流大于在感应接收单元中流动的电流。

根据本公开的各种实施方式，谐振接收单元和感应接收单元可以并联连接。

根据本公开的各种实施方式，感应接收单元可以包括具有第一端和第二端的第一线圈，并且第一端连接到功率处理单元；具有第一端和第二端的第一电容器，其第一端连接到第一线圈的第二端；以及具有第一端和第二端的第二电容器，其第一端连接到第一线圈的第一端，并且第二端连接到第一电容器的第二端。根据本公开的各种实施方式，谐振接收单元可以包括具有第一端和第二端的第二线圈；具有第一端和第二端的第三电容器，其第一端连接到第二线圈的第一端，并且第二端连接到第一电容器的第二端；以及具有第一端和第二端的第四电容器，其第一端连接到第二线圈的第一端，并且第二端连接到第二线圈的第二端、第一线圈的第一端以及第二电容器的第一端。

根据本公开的各种实施方式，第二电容器、第三电容器、第四电容器和第二线圈可以构成谐振电路。谐振电路的谐振频率可以是在谐振方案中定义的频率。

根据本公开的各种实施方式，在谐振方案中定义的频率处，考虑到功率处理单元，第一线圈和第一电容器的阻抗可超过阈值。在感应方案中定义的频率处，考虑到功率处理单元，第二线圈、第三电容器和第四电容器的阻抗可超过阈值。

根据本公开的各种实施方式，第一线圈和第二线圈可以形成在一个PCB上，并且第一线圈可以形成在第二线圈的内侧上。此外，还可以在PCB上形成天线。

根据本公开的各种实施方式，谐振接收单元和感应接收单元可以串联连接。

根据本公开的各种实施方式，感应接收单元可以包括具有第一端和第二端的第一线圈；具有第一端和第二端的第一电容器，其第一端连接到第一线圈的第二端，其第二端连接到功率处理单元；以及具有第一端和第二端的第二电容器，其第一端连接到第一线圈的第一端，并且第二端连接到第一电容器的第二端。谐振接收单元可以包括具有第一端和第二端的第二线圈；以及具有第一端和第二端的第四电容器，其第一端连接到第二线圈的第一端，并且第二端连接到第二线圈的第二端、第一线圈的第一端和第二电容器的第一端。

根据本公开的各种实施方式，第二电容器、第四电容器和第二线圈可以构成谐振电路。谐振电路的谐振频率可以是在谐振方案中定义的频率。

根据本公开的各种实施方式，在谐振方案中定义的频率处，考虑到功率处理单元，第一线圈和第一电容器的阻抗可超过阈值。

根据本公开的各种实施方式，在感应方案中定义的频率处，考虑到功率处理单元，第二线圈和第四电容器的阻抗可以小于不同于所述阈值的第二阈值。

根据本公开的各种实施方式，功率处理单元可以包括下述中的至少一个：被配置为将来自感应接收单元和谐振接收单元中的至少一个的交流电(AC)形式的无线功率整流为直流电(DC)形式的无线功率的整流器；被配置为以预定增益对由整流器整流的无线功率进行转换的DC/DC转换器；以及被配置为存储由DC/DC转换器转换的无线功率的负载。

根据本公开的各种实施方式，无线功率接收器可以包括：被配置为通过感应方案来接收第一频率的无线功率，并且通过谐振方案来接收第二频率的无线功率的功率接收单元；以及被配置为处理第一频率的无线功率和第二频率的无线功率的功率处理单元。

根据本公开的各种实施方式，功率接收单元可以包括：用于感应方案和谐振方案的共享电容器；被配置为通过感应方案与共享电容器接收第一频率的无线功率的第一电路；以及被配置为通过谐振方案与共享电容器接收第二频率的无线功率的第二电路。

根据本公开的各种实施方式，在第二频率处，考虑到功率处理单元，第一电路的阻抗可超过阈值。在第一频率处，考虑到功率处理单元，第二电路的阻抗可超过阈值。

根据本公开的各种实施方式，第一电路和共享电容器可以构成谐振电路，并且谐振电路可以具有在谐振方案中定义的谐振频率。

根据本公开的各种实施方式，无线功率接收器可以包括具有第一电容器并且被配置为通过感应方案来接收无线功率的感应接收单元；以及具有第二电容器和线圈的谐振接收单元，第二电容器和线圈连接到第一电容器，并且谐振接收单元被配置为通过使用由第一电容器、第二电容器和线圈形成的谐振频率的谐振方案来接收无线功率。

根据本公开的各种实施方式，用于接收无线功率的无线功率接收器可以包括：被配置为通过谐振方案接收无线功率的谐振电路；被配置为通过感应方案接收无线功率的线圈；以及被配置为处理通过谐振电路和线圈接收的无线功率的功率处理单元。当通过感应方案接收无线功率时，在线圈中流动的电流大于在谐振电路中流动的电流，并且当通过谐振方案接收无线功率时，在谐振电路中流动的电流大于在线圈中流动的电流。

无线功率接收器的上述部件中的每一个可以配置有一个或多个部件，其名称可以根据无线功率接收器的类型而变化。在各种实施方式中，无线功率接收器可以包括上述部件中的至少一个，其中一些可以被省略，或者可以进一步包括额外的其它部件。此外，根据本公开的各种实施方式的无线功率接收器的一些部件可以通过组合来配置为一个实体，从而以相同的方式执行部件的先前功能。

本文所用的术语“单元(unit)”可以指包括例如硬件、软件或固件中的一个或组合的单元。术语“单元(unit)”可以与例如模块、逻辑、逻辑块、部件或电路等术语互换使用。单元可以是整体构造的部分或其一部分的最小单元。单元可以是用于执行一个或多个功能的最小单元，或其一部分。单元可以机械地或电子地实现。例如，模块可以包括将来已知或将要开发的并执行某些操作的应用专用集成电路(ASIC)芯片、现场可编程门阵列(FPGA)或可编程逻辑器件中的至少一个。

根据本公开的各种实施方式的模块或编程模块可以包括上述部件中的至少一个，其中一些可以被省略，或者可以进一步包括额外的其它部件。根据本公开的各种实施方式的由模块、编程模块或其它部件执行的操作可以以顺序、并行、迭代或启发式方式来执行。一些操作可以以不同的顺序执行或省略，或者可以添加其它操作。

从前面的描述可以明显看出，本公开的各种实施方式的一个方面可以提供能够基于通过电磁感应的感应方案和通过电磁谐振的谐振方案来接收无线功率的无线功率接收器。本公开的各种实施方式的另一方面可以提供能够从基于感应方案的无线功率发送器和基于谐振方案的无线功率发送器两者接收无线功率的无线功率接收器。因此，可以提供能够在各种无线充电环境中对其电池充电的无线功率接收器，无论无线充电环境如何。

在根据本公开的各种实施方式的无线功率接收器中，用于感应方案的电路和用于谐振方案的电路可以彼此直接连接。因此，根据本公开的各种实施方式的无线功率接收器可以不需要用于选择谐振方案和感应方案之一的附加开关和开关控制算法。

为了说明和理解所公开的技术细节，已经公开了本文公开的实施方式，但这并不意图限制本公开的范围。因此，本公开的范围应被解释为包括基于本公开的技术概念的所有修改或各种其它实施方式。

Claims

1.一种被配置为接收无线功率的无线功率接收器，所述无线功率接收器包括：

谐振接收单元，被配置为通过谐振方案接收第二频率的无线功率；

感应接收单元，被配置为通过感应方案接收第一频率的无线功率；以及

功率处理单元，被配置为处理在所述谐振接收单元和所述感应接收单元处接收到的无线功率；

其中，当通过所述感应方案接收所述无线功率时，在所述感应接收单元中流动的电流大于在所述谐振接收单元中流动的电流，并且当通过所述谐振方案接收所述无线功率时，在所述谐振接收单元中流动的电流大于在所述感应接收单元中流动的电流，

其中，所述感应接收单元包括：

第一线圈，具有第一端和第二端，并且所述第一线圈的第一端连接到所述功率处理单元的第一端；

第一电容器，具有第一端和第二端，所述第一电容器的第一端连接到所述第一线圈的第二端，所述第一电容器的第二端连接到所述功率处理单元的第二端；以及

第二电容器，具有第一端和第二端，所述第二电容器的第一端连接到所述第一线圈的第一端和所述功率处理单元的第一端，并且所述第二电容器的第二端连接到所述第一电容器的第二端和所述功率处理单元的第二端；并且

其中，所述谐振接收单元包括：

第二线圈，具有第一端和第二端，所述第二线圈的第二端连接到所述功率处理单元的第一端；

第三电容器，具有第一端和第二端，所述第三电容器的第一端连接到所述第二线圈的第一端，并且所述第三电容器的第二端连接到所述第一电容器的第二端和所述功率处理单元的第二端；以及

第四电容器，具有第一端和第二端，所述第四电容器的第一端连接到所述第二线圈的第一端，并且所述第四电容器的第二端连接到所述第二线圈的第二端、所述第一线圈的第一端、所述第二电容器的第一端和所述功率处理单元的第一端。

2.根据权利要求1所述的无线功率接收器，其中，在所述第二频率处，考虑到所述功率处理单元，所述第一线圈和所述第一电容器的阻抗超过阈值。

3.根据权利要求1所述的无线功率接收器，其中，在所述第一频率处，考虑到所述功率处理单元，所述第二线圈、所述第三电容器和所述第四电容器的阻抗超过阈值。

4.根据权利要求1所述的无线功率接收器，其中，所述第一线圈和所述第二线圈形成在一个印刷电路板上，并且所述第一线圈形成在所述第二线圈的内侧。

5.根据权利要求4所述的无线功率接收器，还包括形成在所述印刷电路板上的天线。