CN108141048A - 具有闭环电压控制的无线功率传输接收器 - Google Patents

Abstract

一种用于经由由发射器所生成的无线场来无线地接收功率的装置，包括：谐振器，被配置为基于响应于无线场而在谐振器中感应的电压来生成电流，以对负载进行供电或者充电；第一可变电容器，电气耦合到谐振器并且被配置为响应于第一控制信号来调整第一可变电容器的第一电容；第二可变电容器，电气耦合到谐振器并且被配置为响应于第二控制信号来调整第二可变电容器的第二电容；以及控制电路，被配置为调整第一控制信号和第二控制信号，并将第一控制信号和第二控制信号分别施加到第一可变电容器和第二可变电容器，以基于指示输出到负载的功率电平的电气特性来调整谐振器的谐振频率和输出到负载的电压。

Description

具有闭环电压控制的无线功率传输接收器

技术领域

本公开总体涉及无线功率。更具体地，本公开涉及具有闭环电压控制的无线功率接收器。

背景技术

越来越多并且种类更丰富的电子设备经由可再充电电池供电。这样的设备包括移动电话、便携式音乐播放器、膝上型计算机、平板电脑、计算机外围设备、通信设备(例如蓝牙设备)、数码相机、助听器等。虽然电池技术有所改进，但电池供电的电子设备日益地要求并消耗更多的电量，因此通常需要再充电。可再充电设备通常经由物理连接到电源的电缆或其他类似连接器的有线连接进行充电。电缆和类似连接器有时可能不方便或麻烦，并且可能具有其他缺点。能够在自由空间中传输功率以用于对可再充电电子设备进行充电的无线充电系统可以克服有线充电解决方案的一些缺陷。如此，期望有效且安全地传输功率的无线充电系统和方法以用于对可再充电电子设备进行充电。

发明内容

在所附权利要求范围内的系统、方法和设备的各种实现方式各自具有若干方面，其中没有任何一个方面单独负责本文所描述的期望属性。在不限制所附权利要求范围的情况下，本文描述了一些突出的特征。

在本说明书中描述的主题的一个或多个实现的细节在附图和以下描述中阐述。从描述、附图和权利要求中，其他特征、方面和优点将变得显而易见。注意，以下附图的相对尺寸可能并未按比例绘制。

本公开的一个方面提供一种用于经由由发射器所生成的无线场来无线地接收功率的装置，包括：谐振器，被配置为基于响应于无线场而在谐振器中感应的电压来生成电流，以对负载进行供电或者充电；第一可变电容器，电气耦合到谐振器并且被配置为响应于第一控制信号来调整第一可变电容器的第一电容；第二可变电容器，其电气耦合到谐振器并且被配置为响应于第二控制信号来调整第二可变电容器的第二电容；以及控制电路，被配置为调整第一控制信号和第二控制信号，并将第一控制信号和第二控制信号分别施加到第一可变电容器和第二可变电容器，以基于指示输出到负载的功率电平的电气特性来调整谐振器的谐振频率和输出到负载的电压。

本公开的另一方面提供一种用于经由由发射器所生成的无线场来无线地接收功率的方法，包括：基于响应于无线场而在谐振器中感应的电压来生成电流，以对负载进行供电或者充电；响应于第一控制信号，调整第一可变电容；响应于第二控制信号，调整第二可变电容；将第一控制信号和第二控制信号分别施加到第一可变电容和第二可变电容，以基于指示输出到负载的功率电平的电气特性来调整谐振器的谐振频率和输出到负载的电压。

本公开的另一方面提供一种用于经由由发射器所生成的无线场来无线地接收功率的设备，包括：用于基于响应于无线场而在谐振器中感应的电压来生成电流以对负载进行供电或者充电的部件；用于响应于第一控制信号而调整第一可变电容的部件；用于响应于第二控制信号而调整第二可变电容的部件；以及用于以下的部件，该部件将第一控制信号和第二控制信号分别施加到第一可变电容和第二可变电容，以基于指示输出到负载的功率电平的电气特性来调整谐振器的谐振频率和输出到负载的电压。

本公开的另一方面提供一种用于经由由发射器所生成的无线场来无线地接收功率的装置，包括：谐振器，被配置为基于响应于无线场而在谐振器中感应的电压来生成电流，以对负载进行供电或者充电；第一可变电容器，电气耦合到谐振器并且被配置为响应于第一控制信号来调整第一可变电容器的第一电容；第二可变电容器，电气耦合到谐振器并且被配置为响应于第二控制信号来调整第二可变电容器的第二电容；以及闭环反馈电路，被配置为调整第一控制信号和第二控制信号，并将第一控制信号和第二控制信号分别施加到第一可变电容器和第二可变电容器，以基于参考信号和指示输出到负载的功率电平的电气特性来调整谐振器的谐振频率和输出到负载的电压。

本公开的另一方面提供一种用于经由由发射器所生成的无线场来无线地接收功率的装置，包括：谐振器，被配置为基于响应于无线场而在谐振器中感应的电压来生成电流，以对负载进行供电或者充电；至少一个可变电容器，电气耦合到谐振器并且被配置为响应于第一控制信号来调整至少一个可变电容器的第一电容；以及控制电路，被配置为调整第一控制信号，并且将第一控制信号施加到至少一个可变电容器，以基于指示输出到负载的功率电平的电气特性来同时调整谐振器的谐振频率和输出到负载的电流。

本公开的另一方面提供一种用于经由由发射器所生成的无线场来无线地接收功率的方法，包括：基于响应于无线场而在谐振器中感应的电压生成电流，以对负载进行供电或者充电；响应于第一控制信号，调整至少一个可变电容器的第一电容；将第一控制信号施加到至少一个可变电容器，以基于指示输出到负载的功率电平的电气特性来同时调整谐振器的谐振频率和输出到负载的电流。

本公开的另一方面提供一种用于经由由发射器所生成的无线场来无线地接收功率的装置包括：谐振器，被配置为基于响应于无线场而在谐振器中感应的电压来生成电流，以对负载进行供电或者充电；至少一个可控元件，被配置为响应于至少一个控制信号来同时调整无线功率接收器的谐振频率和电压输出；以及控制电路，被配置为调整并且施加至少一个控制信号，以基于指示输出到负载的功率电平的电气特性来调整谐振器的谐振频率和输出到负载的电压。

本公开的另一方面提供一种用于经由由发射器所生成的无线场来无线地接收功率的方法，包括：基于响应于无线场而在谐振器中感应的电压来生成电流，以对负载进行供电或者充电；响应于至少一个控制信号来同时调整无线功率接收器的谐振频率和电压输出；并且施加至少一个控制信号，以基于指示输出到负载的功率电平的电气特性来调整谐振器的谐振频率和输出到负载的电压。

附图说明

在附图中，除非另有说明，否则相同的附图标记在各个图中指代相同的部分。对于具有诸如“102a”或“102b”等字母字符标识的附图标记，字母字符标识可以区分同一图中存在的两个相似部分或要素。当旨在使得在所有附图中附图标记包含具有相同附图标记的所有部分时，可以省略用于附图标记的字母字符标识。

图1是根据本发明示例性实施例的示例性无线功率传输系统的功能框图。

图2是根据本发明的各种示例性实施例的可以在图1的无线功率传输系统中使用的示例性组件的功能框图。

图3是根据本发明示例性实施例的包括发射或接收天线的图2的发射电路或接收电路的一部分的示意图。

图4是根据本发明示例性实施例的可以在图1的无线功率传输系统中使用的发射器的功能框图。

图5是根据本发明示例性实施例的可以在图1的无线功率传输系统中使用的接收器的功能框图。

图6是可以用于图4的发射电路中的发射电路的一部分的示意图。

图7是示出包括闭环电压控制的无线功率接收器的一部分的示例性实施例的框图。

图8是示出包括闭环电压控制的无线功率接收器的一部分的示例性实施例的框图。

图9是示出包括闭环电压控制的无线功率接收器的一部分的示例性实施例的框图。

图10是示出包括闭环电压控制的无线功率接收器的一部分的示例性实施例的框图。

图11是示出包括闭环电压控制的无线功率接收器的一部分的示例性实施例的框图。

图12是示出包括闭环电压控制的无线功率接收器的一部分的示例性实施例的框图。

图13是示出包括闭环电压控制的无线功率接收器的一部分的示例性实施例的框图。

图14是示出图13的控制器的实施例的功能框图。

图15是示出由图13的控制器所生成的控制逻辑的示例的框图。

图16是图示用于无线功率接收器中的闭环电压控制的方法的示例性实施例的流程图。

图17是用于无线功率接收器中的闭环电压控制的装置的功能框图。

图18是图示用于无线功率接收器中的闭环电压控制的方法的示例性实施例的流程图。

图19是用于无线功率接收器中的闭环电压控制的装置的功能框图。

图20是图示用于无线功率接收器中的闭环电压控制的方法的示例性实施例的流程图。

图21是用于无线功率接收器中的闭环电压控制的装置的功能框图。

附图中所示的各种特征可能并未按比例绘制。因此，为了清楚起见，各种特征的尺寸可能被任意扩大或缩小。此外，一些附图可能并未描绘给定系统、方法或设备的所有组件。最后，在说明书和各附图中，相同的附图标记可以用来表示相同的特征。

具体实施方式

下面结合附图阐述的具体实施方式旨在作为对本发明示例性实施例的描述，而不旨在表示可以实践本发明的仅有的实施例。贯穿本说明书使用的术语“示例性”意思是“用作示例、实例或说明”，并且不应当被解释为比其他示例性实施例优选或有利。为了提供对本发明示例性实施例的全面理解，具体实施方式包括具体细节。在某些情况下，某些设备以框图形式被示出。

在本说明书中，术语“应用”还可以包括具有可执行内容的文件，可执行内容诸如：目标代码、脚本、字节代码、标记语言文件和补丁。此外，本文提到的“应用”还可以包括本质上不可执行的文件，诸如可能需要打开的文档或需要被访问的其他数据文件。

如本说明书中所使用的，术语“组件”、“数据库”、“模块”、“系统”等旨在指代计算机相关的实体，其为硬件、固件、硬件和软件的组合、软件或执行中的软件。例如，组件可以是但不限于在处理器上运行的进程、处理器、对象、可执行文件、执行线程、程序和/或计算机。作为说明，运行在计算设备上的应用和计算设备两者可以作为组件。一个或多个组件可以驻留在进程和/或执行线程内，并且组件可以位于一台计算机上和/或分布在两台或多台计算机之间。此外，这些组件可以从其上存储有各种数据结构的各种计算机可读介质来执行。组件可以通过本地和/或远程进程进行通信，诸如根据具有一个或多个数据包的信号(例如，来自一个组件的数据与本地系统、分布式系统中的另一个组件进行交互，和/或通过信号跨网络(诸如互联网)而与其他系统进行交互)。无线传输功率可以指代在不使用物理电导体的情况下，将与电场、磁场、电磁场或其他场相关的任何形式的能量从发射器传输到接收器(例如功率可以通过自由空间进行传输)。进入无线场(例如磁场)的功率输出可以被“接收天线”接收、捕获或耦合以实现功率传输。

控制接收天线的谐振频率帮助控制发射天线与接收天线之间的磁耦合。控制发射天线与接收天线之间的磁耦合的一个方面允许对由无线功率充电接收设备接收到的电压的控制。

虽然发射谐振器与接收谐振器之间的磁耦合在谐振条件下比其在非谐振条件下相对更高，但是该磁耦合并不是均质的。磁耦合和互感二者随着位置和Z分离而改变。Z分离指代发射谐振器与接收谐振器之间的距离。减少互感导致接收器处的较低的电压，并且较低的磁耦合导致较低的效率和较低的功率传输能力。磁耦合下降的原因之一在于，两个谐振器彼此“失谐”，这引起远离谐振的谐振频率中的偏移。另外，较低电压使得难以设计高效的接收器，因为输入电压中的广泛变化使得接收功率转换器的设计困难并且低效。

本公开描述了具有闭环电压控制的无线功率接收器，闭环电压控制具有可变电容器。闭环电压控制包括反馈系统，其提供控制信号以调整无线功率接收器中的可变电容。调整无线功率接收器中的可变电容可以控制接收天线的谐振频率和由无线功率接收器形成的电压，用于功率输出调节。

图1是根据本发明示例性实施例的示例性无线功率传输系统100的功能框图。输入功率102可以从电源(未示出)被提供给发射器104以用于产生提供能量传输的场105(例如磁，或电磁种类)。接收器108可以耦合到场105并产生输出功率110以用于由耦合到输出功率110的设备(未示出)进行存储或消耗。发射器104和接收器108两者以距离112分开。在一个示例性实施例中，发射器104和接收器108根据相互谐振关系被配置。当接收器108的谐振频率和发射器104的谐振频率基本相同或非常接近时，发射器104与接收器108之间的传输损耗减小。由此，与可能需要非常接近(例如毫米)的大线圈的纯电感解决方案相比，可以在更大距离上提供无线功率传输。谐振电感耦合技术因此可以允许在各种距离上并利用各种感应线圈配置的提高的效率和改进的功率传输。

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可以接收功率。场105与由发射器104输出的能量可以被接收器108捕获的区域相对应。发射器104可以包括用于输出能量传输的发射天线114(其在本文中也可以称为线圈)。接收器108还包括用于从该能量传输接收或捕获能量的接收天线118(其在本文中也可以称为线圈)。在一些情况下，场105可以与发射器104的“近场”相对应。近场可以与由发射天线114中的电流和电荷所导致的强反应场的区域相对应，该强反应场最小程度地将功率远离发射天线114进行辐射。在一些情况下，近场可以与在发射天线114的大约一个波长(或其一部分)内的区域相对应。

根据上述内容，因此，根据更具体的实施例，发射器104可以被配置为输出具有与发射天线114的谐振频率对应频率的时变磁场105。当接收器位于场105内时，时变磁场105可以在接收天线118中感应出导致电流流过接收天线118的电压。如上所述，如果接收天线118被配置为在发射天线114的频率处谐振，那么能量可以被更高效地传输。在接收天线118中感应的AC信号可以如上所述地被整流以产生DC信号，该DC信号可以被提供以对负载充电或对负载供电。

图2是根据本发明的各种示例性实施例的、可以在图1的无线功率传输系统100中使用的无线功率传输系统200中的示例性组件的功能框图。发射器204可以包括发射电路206，其可以包括振荡器222、驱动器电路224以及滤波器和匹配电路226。振荡器222可以被配置为在期望的频率(诸如468.75KHz、6.78MHz或13.56MHz)处产生信号，该期望的频率可以响应于频率控制信号223而被调整。振荡器信号可以被提供给驱动器电路224，该驱动器电路224被配置为在例如发射天线214的谐振频率处驱动发射天线214。驱动器电路224可以是被配置为从振荡器222接收方波并输出正弦波的开关放大器。例如，驱动器电路224可以是E类放大器。还可以包括滤波器和匹配电路226，以滤除谐波或其他不需要的频率并且将发射器204的阻抗与发射天线214的阻抗相匹配。作为驱动发射天线214的结果，发射器204可以以足够对电子设备充电或供电的水平无线地输出功率。作为一个示例，所提供的功率可以例如为300毫瓦到5瓦的量级或5瓦到40瓦的量级，以对具有不同功率要求的不同设备供电或充电。也可以提供更高或更低的功率水平。

接收器208可以包括接收电路210，其可以包括匹配电路232以及整流器和开关电路234，以从AC功率输入产生DC功率输出以对电池236进行充电(如图2所示)或者对耦合到接收器208的设备(未示出)进行供电。可以包括匹配电路232以将接收电路210的阻抗与接收天线218的阻抗进行匹配。接收器208和发射器204可以另外在单独的通信信道219(例如蓝牙、Zigbee、蜂窝等)上进行通信。接收器208和发射器204可以备选地使用无线场205的特性而经由带内信令进行通信。

接收器208可以初始具有选择性地禁用的相关负载(例如电池236)，并且可以被配置为确定由发射器204发射并由接收器208接收的功率量是否适合于对电池236充电。此外，接收器208可以被配置为在确定功率量适当时启用负载(例如电池236)。

图3是根据本发明示例性实施例的包括发射或接收天线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所示，在包括下面所描述的示例性实施例中使用的发射或接收电路350可以包括天线352。天线352也可以被称为或被配置为“环路”天线352。天线352在本文中也可以被称为或被配置为“磁性”天线或感应线圈。术语“天线”通常指代可以无线输出或接收用于耦合到另一个“天线”的能量的组件。天线352也可以被称为被配置为无线地输出或接收功率的类型的线圈。如本文所使用的，天线352是被配置为无线地输出和/或接收功率的类型的“功率传输组件”的示例。天线352可以被配置为包括空气芯或者诸如铁氧体芯的物理芯(未示出)。

天线352可以形成谐振电路的一部分，该谐振电路被配置为在谐振频率处谐振。环路或磁性天线352的谐振频率基于电感和电容。电感可以仅为由天线352创建的电感，而电容可以被添加以在期望的谐振频率处创建谐振结构(例如，电容器可以被串联或并联地电连接到天线352)。作为非限制性示例，电容器354和电容器356可以被添加到发射或接收电路350以创建在期望操作频率处谐振的谐振电路。对于较大直径的天线，维持谐振所需的电容大小可以随着环路直径或电感的增加而减小。随着天线直径的增加，近场的有效能量传输面积可以增加。也可以使用其他组件形成其他谐振电路。作为另一个非限制性示例，电容器(未示出)可以被平行放置在天线352的两个端子之间。对于发射天线而言，具有基本上与天线352的谐振频率相对应频率的信号358可以是到天线352的输入。对于接收天线而言，可以输出能够被整流并用于为负载供电或充电的信号358。

图4是根据本发明示例性实施例的可以在图1的无线功率传输系统中使用的发射器404的功能框图。发射器404可以包括发射电路406和发射天线414。发射天线414可以是如图3所示的天线352。发射天线414可以被配置为如上面参考图2所描述的发射天线214。在一些实现中，发射天线414可以是线圈(例如感应线圈)。在一些实现中，发射天线414可以与更大的结构相关联，诸如垫、桌、席、灯或其他固定配置。发射电路406可以通过提供导致在发射天线414周围产生能量(例如磁通量)的振荡信号而向发射天线414提供功率。发射器404可以以任何合适的频率操作。作为示例，发射器404可以在6.78MHz的ISM频带上操作。

发射电路406可以包括用于将发射电路406的阻抗(例如50欧姆)与发射天线414的阻抗进行匹配的固定阻抗匹配电路409以及被配置为将谐波发射减少到防止耦合到接收器108(图1)的设备的自干扰(self-jamming)水平的低通滤波器(LPF)408。其他示例性实施例可以包括不同的滤波器拓扑结构，该滤波器拓扑结构包括但不限于在通过其他频率的同时衰减特定频率的陷波滤波器，并且其他示例性实施例可以包括自适应阻抗匹配，其可以基于可测量的传输度量(诸如到天线414的输出功率或由驱动器电路424汲取的DC电流)而变化。发射电路406还包括被配置为驱动由振荡器423确定信号的驱动器电路424。发射电路406可以由分立器件或电路组成，或备选地可以由集成的组件组成。

发射电路406还可以包括控制器415，该控制器415用于在针对特定接收器的发射阶段(或占空比)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、并且用于调整实现通信协议的输出功率电平以用于通过其附接的接收器而与相邻设备进行交互。应当注意，控制器415在本文也可以被称为处理器。控制器415可以被耦合到存储器470。调整传输路径中的振荡器相位和相关电路可以允许减少带外发射，特别是在从一个频率转换到另一个频率的情况下。

发射电路406还可以包括负载感测电路416，其用于检测由发射天线414产生的近场附近的激活的接收器的存在或不存在。作为示例，负载感测电路416监测流向驱动器电路424的电流，该电流可能受到由发射天线414产生的场附近存在或不存在激活的接收器的影响，这将在下面进一步描述。控制器415监测驱动器电路424上负载变化的检测，以用于确定是否使振荡器423能够发射能量以及是否与激活的接收器进行通信。

发射天线414可以利用绞合线实现或作为天线带来实现，该天线带的厚度、宽度和金属类型被选择成保持电阻损耗较低。

发射器404可以收集并追踪关于接收器设备的行踪和状态的信息，该接收器设备可以与发射器404相关联。因此，发射电路406可以包括连接到控制器415(在本文中也被称为处理器)的存在检测器480、封闭式检测器460或上述两者的组合。响应于来自存在检测器480和封闭式检测器460的存在信号，控制器415可以调整由驱动器电路424输送的功率量。发射器404可以通过多个功率源(诸如例如将在建筑物中存在的AC功率进行转换的AC-DC转换器(未示出)，将DC电源转换成适用于发射器404电压的DC-DC转换器(未示出))来接收功率，或者直接从DC电源(未示出)接收功率。

作为非限制性示例，存在检测器480可以是用于感测被插入到发射器404覆盖区域中的待充电设备的初始存在的运动检测器。在检测之后，发射器404可以被开启并且由设备接收的功率可以被用来以预定方式切换接收器设备上的开关，这又导致发射器404的驱动点阻抗的改变。

作为另一个非限制性示例，存在检测器480可以是能够例如通过红外检测、运动检测或其他合适手段检测人类的检测器。在一些示例性实施例中，可以存在限制发射天线414可以在特定频率处发射的功率量的规则。在一些情况下，这些规则旨在保护人类免受电磁辐射。然而，可以存在这样的环境，其中发射天线414被放置在未被人类占用或者很少被人类占用的区域中，诸如例如车库、工厂车间、商店等。如果这些环境没有人类，那么可以允许增加发射天线414的功率输出超过正常功率限制规定。换句话说，控制器415可以响应于人类存在而将发射天线414的功率输出调整到规定水平或更低，并且当人类在距离发射天线414无线充电场的规定距离之外时而将发射天线414的功率输出调整到高于规定水平的水平。

作为非限制性示例，封闭式检测器460(在本文中也可以被称为封闭式隔室检测器或封闭式空间检测器)可以是诸如感测开关的设备以用于确定封闭物何时处于关闭或打开状态。当发射器处于封闭状态的封闭物中时，可以增加发射器的功率水平。

在示例性实施例中，可以使用发射器404不会无限期地保持开启的方法。在这种情况下，发射器404可以被编程成在用户确定的时间量之后关闭。该特征防止发射器404，特别是驱动器电路424在其周边的无线设备完全充电之后长时间运行。该事件可能由于电路未从中继器或接收天线218发送的信号而检测到设备被完全充电。为了防止发射器404在另一个设备被放置在其周边时自动关闭，发射器404的自动关闭特征可以仅在其周边检测到缺少运动的设定时段之后被激活。用户能够确定非活动时间间隔，并根据需要进行改变。作为非限制性示例，时间间隔可以比假定设备最初被完全放电的情况下对特定类型的无线装置充电所需的时间间隔更长。

图5是根据本发明的示例性实施例的可以在图1的无线功率传输系统中使用的接收器508的功能框图。该接收器508包括接收电路510，其可以包括接收天线518。接收器508还耦合到设备550以用于向其提供接收的功率。应当注意，接收器508被示出为在设备550外部，但是可以被集成到设备550中。能量可以无线传播到接收天线518，然后通过接收电路510的其余部分耦合到设备550。作为示例，充电设备可以包括诸如移动电话、便携式音乐播放器、膝上型计算机、平板计算机、计算机外围设备、通信设备(例如蓝牙设备)、数字相机、助听器(和其他医疗设备)、可穿戴设备等。

接收天线518可以被调谐成与发射天线414(图4)相同的频率谐振或者在发射天线414的指定频率范围内谐振。接收天线518可以具有与发射天线414类似的尺寸，或者可以基于相关联的设备550的尺寸而具有不同大小。作为示例，设备550可以是具有比发射天线414的直径或长度更小的直径或长度尺寸的便携式电子设备。在这样的示例中，接收天线518可以被实现为多匝线圈以便减少调谐电容器(未示出)的电容值并且增加接收线圈的阻抗。作为示例，可以将接收天线518放置在设备550的大致圆周的周围，以便最大化天线直径并减少接收天线518的环形匝(即绕组)数和绕组间的电容。

接收电路510可以向接收天线518提供阻抗匹配。接收电路510包括功率转换电路506，其用于将接收的能量转换成供设备550使用的充电功率。功率转换电路506包括AC-DC转换器520，并且还可以包括DC-DC转换器522。AC-DC转换器520将在接收天线518处接收到的能量信号整流成具有输出电压的非交流功率。DC-DC转换器522(或其他功率调节器)将整流的能量信号转换成具有输出电压和输出电流的、与设备550兼容的能量电势(例如电压)。考虑各种AC-DC转换器，包括部分和完全整流器、调节器、桥接器、倍增器以及线性和开关转换器。

接收电路510还可以包括RX匹配和开关电路512，用于将接收天线518连接到功率转换电路506或备选地用于断开功率转换电路506。从功率转换电路506断开接收天线518不仅暂停设备550的充电，而且还将由发射器404(图2)所“看到”的“负载”进行改变。

当多个接收器508存在于发射器的近场中时，可能期望调整一个或多个接收器的加载和卸载以使其他接收器能够更高效地耦合到发射器。接收器508也可以被隐藏(cloaked)以便消除到其他附近接收器的耦合或减少在附近发射器上的加载。接收器的这种“卸载”在本文也被称为“隐藏(cloaking)”。此外，由接收器508控制并由发射器404检测的卸载与加载之间的这种切换可以提供从接收器508到发射器404的通信机制。此外，协议可以与使得能够从接收器508向发射器404发送消息的该切换相关联。作为示例，切换速度可以在100微秒的量级。

在示例性实施例中，发射器404与接收器508之间的通信可以经由“带外”的分离通信信道/天线或经由“带内”通信而发生，该“带内”通信可以经由用于功率传输的场的调制而发生。

接收电路510还可以包括信令检测器和信标电路514，其用于识别可以与从发射器到接收器的信息信令相对应的接收的能量波动。此外，信令和信标电路514还可以用于检测减少的信号能量(即信标信号)的传输并且将该减少的信号能量整流到标称功率以用于唤醒接收电路510内部的未供电电路或功率耗尽电路，以便配置用于无线充电的接收电路510。

接收电路510还包括控制器516，其用于协调本文描述的接收器508的进程，包括本文描述的RX匹配和开关电路512的控制。应当注意，控制器516在本文也可以被称为处理器。接收器508的隐藏还可以在发生其他事件时发生，其他事件包括检测到向设备550提供充电功率的外部有线充电源(例如壁式/USB电源)。除了控制接收器的隐藏之外，控制器516还可以监测信标电路514以确定信标状态并提取从发射器404发送的消息。控制器516还可以调整DC-DC转换器522以提高性能。

图6是可以用于图4的发射电路406中的发射电路600的一部分的示意图。发射电路600可以包括如上面在图4中所描述的驱动器电路624。如上所述，驱动器电路624可以是开关放大器，其可以被配置为接收方波并输出将被提供给发射电路650的正弦波。在一些情况下，驱动器电路624可以被称为放大器电路。驱动器电路624被示出为E类放大器，然而，根据本发明的实施例可以使用任何合适的驱动器电路624。如图4所示，驱动器电路624可以由来自振荡器423的输入信号602进行驱动。驱动器电路624还可以被提供有驱动电压V_D，该驱动电压V_D被配置为控制可以通过发射电路650输送的最大功率。为了消除或减少谐波，发射电路600可以包括滤波器电路626。滤波器电路626可以是三极(电容器634、电感器632和电容器636)低通滤波器电路626。

由滤波器电路626输出的信号可以被提供给包括天线614的发射电路650。发射电路650可以包括串联谐振电路，该串联谐振电路具有电容620和电感(例如可以由于天线的电感或电容或者由于附加电容器组件)，该电感可以在由驱动器电路624提供的经滤波信号的频率处谐振。发射电路650的负载可以由可变电阻器622表示。该负载可以具有无线功率接收器508的功能，该无线功率接收器508被定位成从发射电路650接收功率。

无线充电系统通过使用在谐振处或者谐振附近调谐的发射器和接收器来实现相对高的耦合。将发射线圈和接收线圈调谐到谐振频率允许相对高的功率传输效率，而不牺牲设备放置自由或者设备大小自由。另外，期望能够维持足够的接收器功率输出，同时适应耦合和失谐结果中的广泛变化，该变化归因于可变定位或者其他改变的环境条件。

在示例性实施例中，期望能够具有控制由无线功率接收器所提供的输出功率的能力。在示例性实施例中，控制由无线功率接收器所提供的输出功率控制被提供给与无线功率接收器508耦合的充电接收设备的电荷量。在示例性实施例中，控制由无线功率接收器所提供的输出功率可以包括调节无线功率接收器的输出端的电压和/或电流。通常，无线功率接收器包括将接收到的功率从AC信号转换为直流(DC)信号的方式。调节负载电压或者电流，并且特别地调整耦合到无线功率接收器的电池的充电，通常由将来自无线功率接收器的整流器的输出的能量变换到期望负载的线性或开关DC-DC转换器以及专用电路来执行。然而，这样的DC-DC转换器具有缺点。例如，DC-DC转换器是低效并且昂贵的。关于使用这样的电路的另一挑战在于，其必须能够在感应电压和输出电压的大范围内操作，该大范围是由通过磁场接收功率引起的。期望能够使得无线功率接收器电路在最大功率传输点附近工作，而不使系统低效。利用用于阻抗缩放以便获得高效率的部件是常见的，然而，在低感应电压电平和高电池电压处，除非多个阻抗缩放因子被用于不同的条件，否则接收器传输期望功率的能力被削弱。另外，接收天线中的电流可以增长相当大并且将无线功率接收器中的总耗散增加到不可接受的水平。因此，期望能够从无线功率接收器消除DC-DC转换器，同时调节由无线功率接收器所生成的输出功率，并且找到简化功率接收器电路的方式，消除对于可变阻抗缩放电路的需要，同时以高效率工作。

在示例性实施例中，闭环反馈电路被耦合到一个或多个可变电容器，一个或多个可变电容器可以被配置为调整功率接收器谐振器的谐振频率和无线功率接收器的输出电压中的一个或多个(例如，调整输出电压以将输出电压基本上连续地维持在约束范围内或者基本上恒定)。

图7是示出包括闭环电压控制的无线功率接收器700的一部分的示例性实施例的框图。无线功率接收器700包括与本文所描述的闭环电压控制的描述有关的图5的接收器508的部分。

在示例性实施例中，无线功率接收器700包括接收谐振器718，其耦合到谐振储能电路730。在示例性实施例中，谐振储能电路730包括固定值和可调整值组件，其可以被配置为允许谐振器718在谐振频率处操作。

在示例性实施例中，谐振储能电路730被配置为半桥电路，半桥电路包括电容器702、第一可变电容器710和第二可变电容器720。在示例性实施例中，术语“谐振器”旨在适用于天线或者线圈，其耦合到一个或多个电容器，使得谐振器的谐振频率至少部分地由该天线或者线圈耦合到的一个或多个电容器的值确定。在示例性实施例中，可变电容器710可以是可变或者可调电容器，诸如电压控制电容器或者其他可变或者可调电容器。在示例性实施例中，可变电容器710可以被用于响应于由反馈电路725所提供的控制信号，调谐接收谐振器718的谐振频率。在示例性实施例中，反馈电路725是闭环反馈电路。无线功率接收器700的调谐可以受以下的影响：无线充电表面(诸如发射器板)上的无线功率接收器700的位置、附近的金属、以及其他接收器、设备等的存在。使用可变电容器710来调谐接收谐振器718的谐振频率可以帮助增加发射谐振器与接收谐振器718之间的磁耦合，并且因此增加来自给定无线功率系统的可用的总功率。

在示例性实施例中，无线功率接收器700还包括电容器702、可变或者可调电容器720、整流器电路704、表示负载的电阻器712和反馈电路725。电容器702有助于接收谐振器718的谐振。

在示例性实施例中，可变电容器720可以是可变或者可调电容器，诸如电压控制的电容器或者其他可变或者可调电容器。在示例性实施例中，可变电容器720可以被用于调整被提供到整流器电路704的电压量。在示例性实施例中，可变电容器720和电容器702作为电容分压器工作，其起作用以控制节点745处的电压。

在示例性实施例中，可变电容器720被配置为分路调谐无线功率接收器700，因此允许对输出电压Vout的一些调整。在示例性实施例中，可变电容器720还被配置为有助于接收谐振器718的谐振。在示例性实施例中，可变电容器720被配置为电容分压器，因此能够响应于由反馈电路725所提供的控制信号来减少被提供到整流器电路704的电压。调整可变电容器720影响在节点745处所提供的AC电压Vac。节点745处的电压是操作频率处的均方根(RMS)AC电压，在示例性实施例中操作频率可以是6.78MHz。然而，其他操作频率是可能的。

整流器电路704包括二极管706、二极管707和电容器708。二极管706、二极管707、电容器708的值和规格并且二极管706和707是否利用开关替换等依赖于应用。像这样，预计了各种整流器拓扑。在示例性实施例中，整流器电路704可以是图5所示的AC-DC转换器520的实施例。电压调节功能经由可变电容器710和720以及反馈电路725的控制来提供，因此，在一个方面中，减少对于可以很大、昂贵和/或低效的任何其他专用DC-DC电路(例如，诸如降压转换器)的需要。减少对于另外的很大或昂贵的DC-DC转换电路的需要的能力使得本文所描述的某些实施例的方面能够特别地适于较小的设备或者具有不规则的形状因子的设备(例如，可穿戴或者其他小设备)，这些设备具有集成无线功率接收器电路，其中大小和成本是重要的设计考量，并且其中处理多种感应电压的能力被期望。

电阻器712表示跨接收谐振器718的负载，并且DC输出电压Vout在连接716处出现。在示例性实施例中，负载可以包括可再充电电池，可再充电电池被配置为对无线功率接收器700定位于其中的设备进行供电。备选地，负载可以包括被配置为使用无线接收的功率来接收和/或操作的任何设备、应用或者过程。

在示例性实施例中，反馈电路725包括误差放大器722、第一函数元件726和第二函数元件728。在示例性实施例中，误差放大器722可以使用运算放大器(Op Amp)或者另一电路实现。误差放大器722被配置为在非反相输入处接收连接716上的输出电压Vout，并且被配置为在反相输入处接收连接724上的参考电压Vref。参考电压Vref可以是在连接716上期望的目标输出电压。在示例性实施例中，在连接716上期望的目标输出电压可以是4.2伏特。连接723上的误差放大器722的输出是表示Vout与Vref之间的差的误差信号。备选地，误差放大器722可以使用其他配置(诸如跨导放大器)实现。

在示例性实施例中，第一函数元件726和第二函数元件728表示逻辑和电路，其可以将连接723上误差放大器722的输出变换为适合可变电容器710和可变电容器720的控制信号。在示例性实施例中，第一函数元件726和第二函数元件728可以包括一个或多个查找表，一个或多个查找表对应于连接723上的电压的“函数”，并且基于连接723上的电压来相应地确定可变电容器710和可变电容器720的值。一般而言，响应于增加的电压输出Vout，反馈电路725可以增加可变电容器720(C2)的电容，以从整流器电路704“划分”走电压中的一些，因此减少电压Vout。同时，可变电容器710(C1)的电容被减小，以使接收谐振器718“失调”远离其谐振频率，因此减少接收谐振器中的能量。针对可变电容器710和720的电容值被选择，使得当整流器电路704的输出小于期望电压Vref时，可变电容器710(C1)将接收谐振器718返回到谐振，并且可变电容器720(C2)打开，因此增加到整流器电路704的电压，并且因此增加输出电压Vout。类似地，响应于减少的电压输出Vout，可变电容器720(C2)可以被调整为增加电压输出Vout，并且可变电容器710(C1)可以被调整为增加接收谐振器718中的电流。

图8是示出包括闭环电压控制的无线功率接收器800的一部分的示例性实施例的框图。无线功率接收器800包括与本文所描述的闭环电压控制的描述有关的图5的接收器508的部分。

在示例性实施例中，无线功率接收器800包括接收谐振器818，其耦合到谐振储能电路830。在示例性实施例中，谐振储能电路830包括固定值和可调整值组件，其可以被配置为允许谐振器818在谐振频率处操作。

在示例性实施例中，谐振储能电路830被配置为半桥电路，其具有特性电阻和特性阻抗。在示例性实施例中，谐振储能电路830被耦合到接收谐振器818，接收谐振器818被耦合到在图8中被示出为电阻器803的电阻，并且接收谐振器818被耦合到在图8中被示出为阻抗元件811的阻抗。电阻器803表示接收器谐振器818的电阻损耗，并且阻抗元件811表示“查看”接收谐振器818的阻抗Zinrx。

在示例性实施例中，谐振储能电路830包括跨接收谐振器818并联耦合的可变电容器830，以及与接收谐振器818串联耦合的可变电容器840。在示例性实施例中，可变电容器830和可变电容器840可以各自是可变或者可调电容器，诸如电压控制的电容器或者其他可变或者可调电容器。在示例性实施例中，可变电容器830和可变电容器840被布置在称为“串联分路”的布置中，在该布置中，可变电容器830跨接收谐振器818耦合，并且可变电容器840与接收谐振器818串联耦合。在示例性实施例中，可变电容器830和可变电容器840可以被用于响应于由反馈电路825所提供的相应控制信号，调谐接收谐振器818的谐振频率，同时“查看”接收谐振器818的阻抗Zinrx保持为实数。在示例性实施例中，反馈电路825是闭环反馈电路。无线功率接收器800的调谐可以受以下的影响：无线充电表面(诸如发射器板)上的无线功率接收器800的位置、附近的金属、以及其他接收器、设备等的存在。使用可变电容器830和840来调谐接收谐振器818的谐振频率可以帮助增加发射谐振器与接收谐振器818之间的磁耦合，并且因此增加来自给定无线功率系统的可用的总功率。调整可变电容器830和840还影响在节点845处所提供的AC电压Vac。节点845处的电压是操作频率处的均方根(RMS)AC电压，在示例性实施例中操作频率可以是6.78MHz。然而，其他操作频率是可能的。

在示例性实施例中，无线功率接收器800还包括整流器电路804、表示负载的电阻器812和反馈电路825。

在示例性实施例中，可变电容器830的阻抗和可变电容器840的阻抗操作，以响应于来自反馈电路825的信号来控制节点845处的输出电压。

整流器电路804包括二极管806、二极管807和电容器808。二极管806、二极管807、电容器808的值和规格并且二极管806和807是否利用开关替换等依赖于应用。像这样，预计了各种整流器拓扑。在示例性实施例中，整流器电路804可以是图5所示的AC-DC转换器520的实施例。电压调节功能经由可变电容器830和840以及反馈电路825的控制来提供，因此，在一个方面中，减少对于可以很大、昂贵和/或低效的任何其他专用DC-DC电路(例如，诸如可以大大增加输出电压的电路)的需要。减少对于另外的很大或昂贵的DC-DC转换电路的需要的能力使得本文所描述的某些实施例的方面能够特别地适于较小的设备或者具有不规则的形状因子的设备(例如，可穿戴或者其他小设备)，这些设备具有集成无线功率接收器电路，其中大小和成本是重要的设计考量，并且其中处理多种感应电压的能力被期望。

电阻器812表示跨接收谐振器818的负载，并且DC输出电压Vout在连接816处出现。在示例性实施例中，负载可以包括可再充电电池，可再充电电池被配置为对无线功率接收器800定位于其中的设备进行供电。备选地，负载可以包括被配置为使用无线接收的功率来接收和/或操作的任何设备、应用或者过程。

在示例性实施例中，反馈电路825包括误差放大器822、第一函数元件826和第二函数元件828。在示例性实施例中，误差放大器822可以使用运算放大器(Op Amp)或者另一电路实现。误差放大器822被配置为在非反相输入处接收连接816上的输出电压Vout，并且被配置为在反相输入处接收连接824上的参考电压Vref。连接823上的误差放大器822的输出是表示Vout与Vref之间的差的误差信号。参考电压Vref可以是在连接816上期望的目标输出电压。在示例性实施例中，在连接816上期望的目标输出电压可以是4.2伏特。备选地，误差放大器822可以使用其他配置(诸如跨导放大器)实现。

在示例性实施例中，可变电容器830和可变电容器840可以被调整，以将接收谐振器818维持在谐振处或谐振附近，并且调整提供给整流器电路804的电压。术语“C”或“Cres”是可变电容器830和840的总电容值。值Cres对应于使得接收谐振器818在谐振处或谐振附近的可变电容器830和可变电容器840的总电容值。可变电容器830的值是x*Cres并且可变电容器840的值是(1-x)*Cres。术语“x”表示0与1之间的数字(1<x<0)，使得可变电容器830的值和可变电容器840的值加在一起以达到值“C”或“Cres”。换句话说，术语“x”是0与1之间的数字，其控制可变电容器830和可变电容器840的值，以当由负载电阻器812所表示的负载变化时，将接收谐振器818维持在谐振处或谐振附近。术语“x”可以被调整，使得“查看”接收谐振器818的阻抗Zinrx被维持为实数阻抗，同时使得连接816中的输出电压Vout保持恒定。因此，可变电容器830或者可变电容器840的电容中的任何改变伴随有另一可变电容器中的对应的改变以维持谐振(例如，或者至少实数负载值)，同时还提供在负载电阻器812处调整阻抗以控制连接816上的输出电压的能力。在示例性实施例中，由可变电容器830提供的总电容的一部分与由可变电容器840提供的总电容的一部分成反比。

作为一个示例，为了确定将可变电容器830和可变电容器840所调整到的值：

找到Cres＝1/ω*L2(其中，ω是谐振频率并且L2是接收谐振器818的电感值。

C2＝x*Cres

C3＝(1-x)*Cres

这针对负载(负载电阻器812)的所有值将阻抗Zinrx维持为实数或近实数，并且调整“x”的值来针对负载(负载电阻器812)的所有值维持节点845处的电压恒定。另外，确定将导致节点845处的特定电压的“x”的值是可能的。

作为示例：

M₁₂＝300×10^-9

r₃＝10

L₂＝750×10^-9

|V₃(ω₀，r₃，x)|＝10

x＝0.492

Z_in1(ω₀，r₃，x)＝53.553+3.473i

P_out3(ω₀，r₃，x)＝10

C₂(x)＝3.614×10^-10|V_c2(ω₀，r₃，x)|＝128.224

C₃(x)＝3.733×10^-10|V_c3(ω₀，r₃，x)|＝62.887

efficiency(ω₀，r₃，x)＝0.829

其中，M₁₂是发射谐振器与接收谐振器之间的互感系数，r3是负载电阻812，L₂是接收谐振器813，V₃是输出电压Vout，x是1与0之间的数字，Z_in1是“查看”接收谐振器818的阻抗Zinrx，Pout3是跨负载电阻812的功率输出，C₂(x)是可变电容器830的值，并且C₃(x)是可变电容器840的值。

在示例性实施例中，第一函数元件826和第二函数元件828表示逻辑和电路，其可以将连接823上的误差放大器822的输出变换为适合可变电容器830和可变电容器840的控制信号。在示例性实施例中，第一函数元件826和第二函数元件828可以包括逻辑或电路，其对应于连接823上的电压的“函数”，并且其基于连接823上的电压来相应地确定可变电容器830和可变电容器840的值。例如，如果连接823上的电压对应于上文所提到的“x”的值，那么可变电容器840的电容等于谐振电容(Cres)乘以1-x；并且可变电容器830的值是谐振电容(Cres)乘以x，其中x在0与1之间。

一般而言，增加的电压Vout将使得可变电容器830和840的电容增加，以“减少”提供到整流器电路804的电压，由此减少电压Vout。类似地，减少的电压Vout将使得可变电容器830和840的电容减少，以“增加”提供到整流器电路804的电压，由此增加电压Vout。在上文所描述的实施例中，可变电容器830和840的电容是互补的(即，当一个增加时，另一个减少)。因此，例如，当可变电容器830的电容增加时，可变电容器840的电容减少，并且节点845处的电压增加。

图9是示出包括闭环电压控制的无线功率接收器900的一部分的示例性实施例的框图。无线功率接收器900包括与本文所描述的闭环电压控制的描述有关的图5的接收器508的部分。

在示例性实施例中，无线功率接收器900包括接收谐振器918，其耦合到谐振储能电路930。在示例性实施例中，谐振储能电路930包括固定值和可调整值组件，其可以被配置为允许谐振器918在谐振频率处操作。

在示例性实施例中，谐振储能电路930被配置为半桥电路，其中接收谐振器918被耦合到可变电容器910。在示例性实施例中，可变电容器910可以是可变或者可调电容器，诸如电压控制电容器或者其他可变或者可调电容器。在示例性实施例中，可变电容器910可以被用于响应于由反馈电路925所提供的控制信号，调谐接收谐振器918的谐振频率。在示例性实施例中，反馈电路925是闭环反馈电路。无线功率接收器900的调谐可以受以下的影响：无线充电表面(诸如发射器板)上的无线功率接收器900的位置、附近的金属、以及其他接收器、设备等的存在。使用可变电容器910来调谐接收谐振器918的谐振频率可以帮助增加发射谐振器与接收谐振器918之间的磁耦合，并且因此增加来自给定无线功率系统的可用的总功率。

在示例性实施例中，无线功率接收器900还包括电容器902、可变或者可调电容器920、整流器电路904、表示负载的电阻器912和反馈电路925。电容器902有助于接收谐振器918的谐振。

在示例性实施例中，电容器920可以是可变或者可调电容器，诸如电压控制的电容器或者其他可变或者可调电容器。在示例性实施例中，可变电容器920可以被用于调整被提供到整流器电路904的电压量。在示例性实施例中，可变电容器920和电容器902作为电容分压器工作，其起作用以控制节点945处的电压。

在示例性实施例中，可变电容器920被配置为分路调谐无线功率接收器900，因此允许对输出电压Vout的调整。在示例性实施例中，可变电容器920还被配置为有助于接收谐振器918的谐振。在示例性实施例中，可变电容器920被配置为电容分压器，因此能够响应于由反馈电路925所提供的控制信号来减少被提供到整流器904的电压。调整可变电容器920影响在节点945处所提供的AC电压Vac。节点945处的电压是操作频率处的均方根(RMS)AC电压，在示例性实施例中操作频率可以是6.78MHz。然而，其他操作频率是可能的。

整流器电路904包括二极管906、二极管907和电容器908。二极管906、二极管907、电容器908的值和规格并且二极管906和907是否利用开关替换等依赖于应用。像这样，预计了各种整流器拓扑。在示例性实施例中，整流器电路904可以是图5所示的AC-DC转换器520的实施例。电压调节功能经由可变电容器910和920以及反馈电路925的控制来提供，因此，在一个方面中，减少对于可以很大、昂贵和/或低效的任何其他专用DC-DC电路(例如，诸如降压转换器)的需要。减少对于另外的很大或昂贵的DC-DC转换电路的需要的能力使得本文所描述的某些实施例的方面能够特别地适于较小的设备或者具有不规则的形状因子的设备(例如，可穿戴或者其他小设备)，这些设备具有集成无线功率接收器电路，其中大小和成本是重要的设计考量，并且其中处理多种感应电压的能力被期望。

电阻器912表示跨接收谐振器918的负载，并且输出电压Vout在连接916处出现。在示例性实施例中，负载可以包括可再充电电池，可再充电电池被配置为对无线功率接收器900定位于其中的设备进行供电。备选地，负载可以包括被配置为使用无线接收的功率来接收和/或操作的任何设备、应用或者过程。

在示例性实施例中，反馈电路925包括误差放大器922、第一可变增益元件936、第二可变增益元件938、相位检测器944、相位误差放大器942和反相器946。

在示例性实施例中，误差放大器922可以使用运算放大器(Op Amp)或者另一电路实现。误差放大器922被配置为在非反相输入处接收连接916上的输出电压Vout，并且被配置为在反相输入处接收连接924上的参考电压Vref。连接923上的误差放大器922的输出是表示Vout与Vref之间的差的误差信号。参考电压Vref可以是在连接916上期望的目标输出电压。在示例性实施例中，在连接916上期望的目标输出电压可以是4.2伏特。备选地，误差放大器922可以使用其他配置(诸如跨导放大器)实现。

在示例性实施例中，第一可变增益元件936和第二可变增益元件938表示逻辑和电路，其可以将连接923上的误差放大器922的输出变换为适合可变电容器920和相位误差放大器942的控制信号。在示例性实施例中，第一可变增益元件936和第二可变增益元件938可以包括一个或多个查找表，一个或多个查找表对应于连接923上的电压的“函数”，并且基于连接723上的电压来确定可变电容器920的值和提供给相位误差放大器942的值。

相位检测器944通过将可变电容器910与接地之间的节点948处的电流和电压与电容器902与整流器电路904之间的节点949处的电流和电压相比较来计算接收谐振器918中的信号的相位。相位检测器944输出与相位差成正比的连接951上的电压(例如，相位检测器944被配置为当节点948和949处的信号同相时，提供零伏特输出)。

连接951上的相位检测器944的输出被提供到相位误差放大器942的非反相输入端，并且可变增益元件938的输出被提供到相位误差放大器942的反相输入端。连接952上的相位误差放大器的输出是与相位检测器944的输出与可变增益元件938的输出之间的差成正比的电压信号。相位误差放大器942的输出被提供到反相器946，其反转来自相位误差放大器942的电压，并且向可变电容器910提供控制信号。

在低电压处，例如，当Vout的值小于参考电压Vref的值时，误差放大器922输出零伏特。因此，可变电容器920(C2)的电容被控制以接近于零，并且节点949处的基本上所有电压被传递到整流器电路904。在该状态中，无线功率接收器900同相操作，其中相位检测器944和相位误差放大器942使得可变电容器910(C1)的电容保持在高值处，从而将接收谐振器918维持在谐振中。

随着接收谐振器918的调谐的改变(例如，由于将无线功率接收器900放置在充电表面(诸如充电板)上)，接收谐振器918变得失谐(即，不再被调谐到谐振频率)，并且相位检测器944检测节点948与949之间的相位差。相位差被提供作为到相位误差放大器942的非反相输入端的电压，相位误差放大器942将该电压与可变增益元件938的输出相比较。相位误差放大器942将电压提供到反相器946，反相器946进而生成控制信号，该控制信号使得可变电容器910(C1)的电容改变并且将接收谐振器918返回到谐振。

当Vout的值增加并且超过参考电压Vref的值时，误差信号由误差放大器922生成。当连接923上的误差信号增加时，可变增益元件936使得可变电容器920(C2)的电容增加。在可变电容器920的电容中的该增加将一些电压分路远离整流器电路904。同时，连接923上的误差信号使得相位误差放大器942跟踪到非谐振条件。换句话说，相位误差放大器942不再维持零相位差，其现在维持幅度的相位差，该幅度由可变增益元件938所提供的误差信号的幅度来给定。这使得控制信号由反相器946提供，控制信号调整可变电容器910的电容以使接收谐振器918失谐远离谐振频率，因此减少通过接收谐振器918的电流。接收谐振器918的该失谐是重要的，因为随着电压误差增加，越来越多的电流将由可变电容器920(C2)分路，这导致接收谐振器918中的高循环电流以及因此非常低的效率。通过改变接收谐振器918的调谐(并且因此减少接收谐振器918与发射谐振器之间的磁耦合)，接收谐振器918中的电流随着电压增加而减少，这维持相对高的效率。例如，当电池被完全充电并且不再能够接受更多功率时，或者在其他期望减少功率的情况下，期望能够降低功率。另外，效率受接收谐振器918的电阻的影响，较低的电流通常导致较低的损耗和较高的效率。

在示例性实施例中，可变增益元件936和可变增益元件938被调整，以提供到整流器电路904的输入端的分路电压降低与接收谐振器918的失谐之间的折中。如果在高电压处观察到接收器谐振器918中的太多循环电流，那么比例A/B将被减小。

图10是示出包括闭环电压控制的无线功率接收器1000的一部分的示例性实施例的框图。无线功率接收器1000包括与本文所描述的闭环电压控制的描述有关的图5的接收器508的部分。

在示例性实施例中，无线功率接收器1000包括接收谐振器1018，其耦合到谐振储能电路1030。在示例性实施例中，谐振储能电路1030包括固定值和可调整值组件，其可以被配置为允许谐振器1018在谐振频率处操作。虽然接收谐振器1018被示出为耦合到谐振储能电路1030，但是接收谐振器1018可以被认为是谐振储能电路1030的一部分，并且因此谐振储能电路1030包括接收谐振器1018的电感和包括谐振储能电路1030的元件中所示的电容。

在示例性实施例中，谐振储能电路1030被配置为全桥电路，全桥电路具有第一桥部分，第一桥部分包括电容器1032、第一可变电容器1034和电阻器1036。谐振储能电路1030还具有第二桥部分，第二桥部分包括电容器1037、第二可变电容器1038和电阻器1039。谐振储能电路1030还包括电容器1035，其被耦合作为分路电容器。在示例性实施例中，电容器1032和1037是固定值电容器，其有助于谐振储能电路1030的谐振。

在示例性实施例中，第一可变电容器1034和第二可变电容器1038被配置为串联谐振电容器并且可以具有可调整值，该可调整值依赖于接收谐振器1018的期望谐振频率。在示例性实施例中，第一可变电容器1034和第二可变电容器1038具有可调整值，该可调整值还控制节点1045和节点1047上的电压输出。电阻器1036和1039相应地表示第一可变电容器1034和第二可变电容器1038的串联寄生电阻。

在示例性实施例中，第一可变电容器1034和第二可变电容器1038可以是可变或者可调电容器，诸如电压控制的可变电容器或者其他可变或者可调电容器或者可变电抗或者阻抗元件。在示例性实施例中，第一可变电容器1034和第二可变电容器1038可以被用于响应于由反馈电路1025所提供的控制信号，调谐接收谐振器1018的谐振频率和节点1045和节点1047上的电压输出。第一可变电容器1034和第二可变电容器1038包括谐振储能电路1030的电容的一部分。在示例性实施例中，变化第一可变电容器1034和第二可变电容器1038之一或二者的电抗或者阻抗变化谐振储能电路1030的谐振频率，并且因此变化谐振储能电路1030中的电压和电流。例如，通过变化特定感兴趣频率处的第一可变电容器1034和第二可变电容器1038之一或二者的电抗或者阻抗，特定电压可以在节点1045和节点1047处生成，该特定感兴趣频率在示例性实施例中可以是6.78MHz。在示例性实施例中，反馈电路1025是闭环反馈电路。

无线功率接收器1000的调谐可以受以下的影响：无线充电表面(诸如发射器板)上的无线功率接收器1000的位置、附近的金属、以及其他接收器、设备等的存在。使用可变电容器1034和可变电容器1038来调谐接收谐振器1018的谐振频率可以帮助增加发射谐振器与接收谐振器1018之间的磁耦合，并且因此增加来自给定无线功率系统的可用的总功率。

在示例性实施例中，无线功率接收器1000还包括第一电磁干扰(EMI)滤波器1042、第二EMI滤波器1044、第一整流器电路1004、第二整流器电路1054、表示负载的电阻器1012和反馈电路1025。

在示例性实施例中，第一可变电容器1034和第二可变电容器1038可以被调整，目的为二者都控制接收谐振器1018的期望谐振频率；并且控制节点1045和节点1047上的电压输出。调整第一可变电容器1034和第二可变电容器1038使得能够实现谐振储能电路1030的连续线性调谐，以在输出1016处建立电流调节。

在示例性实施例中，第一可变电容器1034和第二可变电容器1038被配置为响应于由反馈电路1025提供的控制信号来调整提供给整流器电路1004和整流器电路1054的电压和电流。调整第一可变电容器1034和第二可变电容器1038影响在节点1045和节点1047处所提供的AC电压Vac。节点1045和节点1047处的电压是操作频率处的均方根(RMS)AC电压，在示例性实施例中操作频率可以是6.78MHz。然而，其他操作频率是可能的。

整流器电路1004包括二极管1006、二极管1007和电容器1008。整流器电路1054包括二极管1056、二极管1057和电容器1058。二极管1006、二极管1007、电容器1008、二极管1056、二极管1057和电容器1058的值和规格并且二极管1006、1007、1056和1057是否利用开关替换等依赖于应用。像这样，预计了各种整流器拓扑。在示例性实施例中，整流器电路1004和整流器电路1054可以是图5所示的AC-DC转换器520的实施例。电压调节功能经由可变电容器1034和1038以及反馈电路1025的控制来提供，因此，在一个方面中，减少对于可以很大、昂贵和/或低效的任何其他专用DC-DC电路(例如，诸如降压转换器)的需要。减少对于另外的很大或昂贵的DC-DC转换电路的需要的能力使得本文所描述的某些实施例的方面能够特别地适于较小的设备或者具有不规则的形状因子的设备(例如，可穿戴或者其他小设备)，这些设备具有集成无线功率接收器电路，其中大小和成本是重要的设计考量，并且其中处理多种感应电压的能力被期望。

电阻器1012表示跨接收谐振器1018的负载，并且DC输出电压Vout在连接1016处出现。在示例性实施例中，负载可以包括可再充电电池，可再充电电池被配置为对无线功率接收器1000定位于其中的设备进行供电。备选地，负载可以包括被配置为使用无线接收的功率来接收和/或操作的任何设备、应用或者过程。

在示例性实施例中，反馈电路1025包括误差放大器1022，其被配置为提供连接1023上的输出。在示例性实施例中，误差放大器1022可以使用运算放大器(Op amp)、运算跨导放大器(OTA)或者另一电路来实现。在示例性实施例中，误差放大器1022被配置为在非反相输入处、在连接1016上接收与输出电流Iout成正比的电压，并且被配置为在反相输入处、在连接1024上接收参考电压Vref，Vref可以与近似为400mA的参考电流的电流Iref成正比。连接1023上的误差放大器1022的输出是表示Iout与Iref之间的差的误差信号。备选地，误差放大器1022可以被配置为将输出电压Vout与参考电压Vref相比较。

在示例性实施例中，连接1023上的误差放大器1022的输出是适合可变电容器1034和可变电容器1038的控制信号。例如，如果误差放大器1022将输出电流Iout与参考电流Iref相比较，那么误差放大器1022改变第一可变电容器1034和第二可变电容器1038处的电压以校正输出电流Iout，使得如果输出电流Iout增加，则可变电容器1034和1038的电容改变以减少输出电流Iout。

图10所示的无线功率接收器1000的示例性实施例根据所有条件中的一个示例性实现将总耗散功率限于600mW，并且贯穿整个感应电压和电池电压范围来增加效率。

在示例性实施例中，可变电容器1034和1038的值相对小，并且可以仅从大约30pF变化到大约180pF以覆盖输出功率的全范围。

在可变电容器1034和1038被实现为电压控制的可变电容器的示例性实施例中，针对可变电容器1034和1038的最大电压额定可以是大约22V峰值。

图11是示出包括闭环电压控制的无线功率接收器1100的一部分的示例性实施例的框图。无线功率接收器1100包括与本文所描述的闭环电压控制的描述有关的图5的接收器508的部分。

在示例性实施例中，无线功率接收器1100包括接收谐振器1118，其耦合到谐振储能电路1130。在示例性实施例中，谐振储能电路1130包括固定值和可调整值组件，其可以被配置为允许谐振器1118在谐振频率处操作。虽然接收谐振器1118被示出为耦合到谐振储能电路1130，但是接收谐振器1118可以被认为是谐振储能电路1130的一部分，并且因此谐振储能电路1130包括接收谐振器1118的电感和包括谐振储能电路1130的元件中所示的电容。

在示例性实施例中，谐振储能电路1130被配置为全桥电路，全桥电路具有第一桥部分，第一桥部分包括电容器1132、第一可变电容器1134和电阻器1136。谐振储能电路1130还具有第二桥部分，第二桥部分包括电容器1137、第二可变电容器1138和电阻器1139。在示例性实施例中，电容器1132和1137是固定值电容器，其有助于谐振储能电路1130的谐振。

在示例性实施例中，第一可变电容器1134和第二可变电容器1138被配置为串联谐振电容器并且可以具有可调整值，该可调整值依赖于接收谐振器1118的期望谐振频率。在示例性实施例中，第一可变电容器1134和第二可变电容器1138具有可调整值，该可调整值还控制节点1145和节点1147上的电压输出。电阻器1136和1139相应地表示第一可变电容器1134和第二可变电容器1138的串联寄生电阻。

在示例性实施例中，电容器1132和1137可以具有固定值并且可以被配置为分路电容器。

在示例性实施例中，第一可变电容器1134和第二可变电容器1138可以是可变或者可调电容器，诸如电压控制的可变电容器或者其他可变或者可调电容器或者可变电抗或者阻抗元件。在示例性实施例中，第一可变电容器1134和第二可变电容器1138可以被用于响应于由反馈电路1125所提供的控制信号，调谐接收谐振器1118的谐振频率和节点1145和节点1147上的电压输出。第一可变电容器1134和第二可变电容器1138包括谐振储能电路1130的电容的一部分。在示例性实施例中，变化第一可变电容器1134和第二可变电容器1138之一或二者的电抗或者阻抗变化谐振储能电路1130的谐振频率，并且因此变化谐振储能电路1130中的电压和电流。例如，通过变化特定感兴趣频率处的第一可变电容器1134和第二可变电容器1138之一或二者的电抗或者阻抗，特定电压可以在节点1145和节点1147处生成，该特定感兴趣频率在示例性实施例中可以是6.78MHz。在示例性实施例中，反馈电路1125是闭环反馈电路。

无线功率接收器1100的调谐可以受以下的影响：无线充电表面(诸如发射器板)上的无线功率接收器1100的位置、附近的金属、以及其他接收器、设备等的存在。使用可变电容器1134和可变电容器1138来调谐接收谐振器1118的谐振频率可以帮助增加发射谐振器与接收谐振器1118之间的磁耦合，并且因此增加来自给定无线功率系统的可用的总功率。

在示例性实施例中，无线功率接收器1100还包括第一电磁干扰(EMI)滤波器1142、第二EMI滤波器1144、第一整流器电路1104、第二整流器电路1154、表示负载的电阻器1112和反馈电路1125。

在示例性实施例中，第一可变电容器1134和第二可变电容器1138可以被调整，目的为二者都控制接收谐振器1118的期望谐振频率；并且控制节点1145和节点1147上的电压输出。调整第一可变电容器1134和第二可变电容器1138使得能够实现谐振储能电路1130的连续线性调谐，以在输出1116处建立电流调节。

在示例性实施例中，第一可变电容器1134和第二可变电容器1138被配置，使得响应于由反馈电路1125提供的控制信号来调整提供给整流器电路1104和整流器电路1154的电压和电流。调整第一可变电容器1134和第二可变电容器1138影响在节点1145和节点1147处所提供的AC电压Vac。节点1145和节点1147处的电压是操作频率处的均方根(RMS)AC电压，在示例性实施例中操作频率可以是6.78MHz。然而，其他操作频率是可能的。

整流器电路1104包括二极管1106、二极管1107和电容器1108。整流器电路1154包括二极管1156、二极管1157和电容器1158。二极管1106、二极管1107、电容器1108、二极管1156、二极管1157和电容器1158的值和规格并且二极管1106、1107、1156和1157是否利用开关替换等依赖于应用。像这样，预计了各种整流器拓扑。在示例性实施例中，整流器电路1104和整流器电路1154可以是图5所示的AC-DC转换器520的实施例。电压调节功能经由可变电容器1134和1138以及反馈电路1125的控制来提供，因此，在一个方面中，减少对于可以很大、昂贵和/或低效的任何其他专用DC-DC电路(例如，诸如降压转换器)的需要。减少对于另外的很大或昂贵的DC-DC转换电路的需要的能力使得本文所描述的某些实施例的方面能够特别地适于较小的设备或者具有不规则的形状因子的设备(例如，可穿戴或者其他小设备)，这些设备具有集成无线功率接收器电路，其中大小和成本是重要的设计考量，并且其中处理多种感应电压的能力被期望。

电阻器1112表示跨接收谐振器1118的负载，并且DC输出电压Vout在连接1116处出现。在示例性实施例中，负载可以包括可再充电电池，可再充电电池被配置为对无线功率接收器1100定位于其中的设备进行供电。备选地，负载可以包括被配置为使用无线接收的功率来接收和/或操作的任何设备、应用或者过程。

在示例性实施例中，反馈电路1125包括误差放大器1122，其被配置为提供连接1123上的输出。在示例性实施例中，误差放大器1122可以使用运算放大器(Op amp)、运算跨导放大器(OTA)或者另一电路来实现。在示例性实施例中，误差放大器1122被配置为在非反相输入处、在连接1116上接收与输出电流Iout成正比的电压，并且被配置为在反相输入处、在连接1124上接收参考电压Vref，Vref可以与近似为400mA的参考电流的电流Iref成正比。连接1123上的误差放大器1122的输出是表示Iout与Iref之间的差的误差信号。备选地，误差放大器1122可以被配置为将输出电压Vout与参考电压Vref相比较。

在示例性实施例中，连接1123上的误差放大器1122的输出是适合可变电容器1134和可变电容器1138的控制信号。例如，如果误差放大器1122将输出电流Iout与参考电流Iref相比较，那么误差放大器1122改变第一可变电容器1134和第二可变电容器1138处的电压以校正输出电流Iout，使得如果输出电流Iout增加，则可变电容器1134和1138的电容改变以减少输出电流Iout。

图11所示的无线功率接收器1100的示例性实施例根据所有条件中的一个示例性实现将总耗散功率限于600mW，并且贯穿整个感应电压和电池电压范围来增加效率。

在示例性实施例中，可变电容器1132和1138的值相对小，并且可以仅从大约40pF变化到大约280pF以覆盖输出功率的全范围。

在可变电容器1132和1138被实现为电压控制的可变电容器的示例性实施例中，针对可变电容器1132和1138的最大电压额定可以是大约20V峰值或更低。

图12是示出包括闭环电压控制的无线功率接收器1200的一部分的示例性实施例的框图。无线功率接收器1200包括与本文所描述的闭环电压控制的描述有关的图5的接收器508的部分。

在示例性实施例中，无线功率接收器1200包括接收谐振器1218，其耦合到谐振储能电路1230。在示例性实施例中，谐振储能电路1230包括固定值和可调整值组件，其可以被配置为允许谐振器1218在谐振频率处操作。虽然接收谐振器1218被示出为耦合到谐振储能电路1230，但是接收谐振器1218可以被认为是谐振储能电路1230的一部分，并且因此谐振储能电路1230包括接收谐振器1218的电感和包括谐振储能电路1230的元件中所示的电容。

在示例性实施例中，谐振储能电路1230被配置为全桥电路，全桥电路具有电容器1232、电容器1235、电容器1237、可变电容器1234和电阻器1236。

在示例性实施例中，电容器1232和电容器1237具有固定值并且被配置为串联谐振电容器，电容器1232和电容器1237的值依赖于接收谐振器1218的期望谐振频率。在示例性实施例中，电容器1235具有固定值并且被配置为分路电容器。在示例性实施例中，可变电容器1234被配置为分路电容器并且可以具有可调整值，可调整值依赖于接收谐振器1218的期望谐振频率。在示例性实施例中，可变电容器1234具有可调整值，该可调整值还控制节点1245和节点1247上的电压输出。电阻器1236表示可变电容器1234的串联寄生电阻。

在示例性实施例中，可变电容器1234可以是可变或者可调电容器，诸如电压控制的可变电容器或者其他可变或者可调电容器或者可调电抗或者阻抗元件。在示例性实施例中，可变电容器1234可以被用于响应于由反馈电路1225所提供的控制信号，调谐接收谐振器1218的谐振频率和节点1245和节点1247上的电压输出。可变电容器1234包括谐振储能电路1230的电容的一部分。在示例性实施例中，变化可变电容器1234的电抗或者阻抗变化谐振储能电路1230的谐振频率，并且因此变化谐振储能电路1230中的电压和电流。例如，通过变化特定感兴趣频率处的可变电容器1234的电抗或者阻抗，特定电压可以在节点1245和节点1247处生成，该特定感兴趣频率在示例性实施例中可以是6.78MHz。在示例性实施例中，反馈电路1225是闭环反馈电路。

无线功率接收器1200的调谐可以受以下的影响：无线充电表面(诸如发射器板)上的无线功率接收器1200的位置、附近的金属、以及其他接收器、设备等的存在。使用可变电容器1234来调谐接收谐振器1218的谐振频率可以帮助增加发射谐振器与接收谐振器1218之间的磁耦合，并且因此增加来自给定无线功率系统的可用的总功率。

在示例性实施例中，无线功率接收器1200还包括第一电磁干扰(EMI)滤波器1242、第二EMI滤波器1244、第一整流器电路1204、第二整流器电路1254、表示负载的电阻器1212和反馈电路1225。

在示例性实施例中，可变电容器1234可以被调整，目的为二者都控制接收谐振器1218的期望谐振频率；并且控制节点1245和节点1247上的电压输出。调整可变电容器1234使得能够实现谐振储能电路1230的连续线性调谐，以在输出1216处建立电流调节。

在示例性实施例中，可变电容器1234被配置，使得响应于由反馈电路1225提供的控制信号来调整提供给整流器电路1204和整流器电路1254的电压和电流。调整可变电容器1234影响在节点1245和节点1247处所提供的AC电压Vac。节点1245和节点1247处的电压是操作频率处的均方根(RMS)AC电压，在示例性实施例中操作频率可以是6.78MHz。然而，其他操作频率是可能的。

整流器电路1204包括二极管1206、二极管1207和电容器1208。整流器电路1254包括二极管1256、二极管1257和电容器1258。二极管1206、二极管1207、电容器1208、二极管1256、二极管1257和电容器1258的值和规格并且二极管1206、1207、1256和1257是否利用开关替换等依赖于应用。像这样，预计了各种整流器拓扑。在示例性实施例中，整流器电路1204和整流器电路1254可以是图5所示的AC-DC转换器520的实施例。电压调节功能经由可变电容器1234以及反馈电路1225的控制来提供，因此，在一个方面中，减少对于可以很大、昂贵和/或低效的任何其他专用DC-DC电路(例如，诸如降压转换器)的需要。减少对于另外的很大或昂贵的DC-DC转换电路的需要的能力使得本文所描述的某些实施例的方面能够特别地适于较小的设备或者具有不规则的形状因子的设备(例如，可穿戴或者其他小设备)，这些设备具有集成无线功率接收器电路，其中大小和成本是重要的设计考量，并且其中处理多种感应电压的能力被期望。

电阻器1212表示跨接收谐振器1218的负载，并且DC输出电压Vout在连接1216处出现。在示例性实施例中，负载可以包括可再充电电池，可再充电电池被配置为对无线功率接收器1200定位于其中的设备进行供电。备选地，负载可以包括被配置为使用无线接收的功率来接收和/或操作的任何设备、应用或者过程。

在示例性实施例中，反馈电路1225包括误差放大器1222，其被配置为提供连接1223上的输出。在示例性实施例中，误差放大器1222可以使用运算放大器(Op amp)、运算跨导放大器(OTA)或者另一电路来实现。在示例性实施例中，误差放大器1222被配置为在非反相输入处、在连接1216上接收与输出电流Iout成正比的电压，并且被配置为在反相输入处、在连接1224上接收参考电压Vref，Vref可以与近似为400mA的参考电流的电流Iref成正比。连接1223上的误差放大器1222的输出是表示Iout与Iref之间的差的误差信号。备选地，误差放大器1222可以被配置为将输出电压Vout与参考电压Vref相比较。

在示例性实施例中，连接1223上的误差放大器1222的输出是适合可变电容器1234的控制信号。例如，如果误差放大器1222将输出电流Iout与参考电流Iref相比较，那么误差放大器1222改变可变电容器1234处的电压以校正输出电流Iout，使得如果输出电流Iout增加，则可变电容器1234的电容改变以减少输出电流Iout。

图12所示的无线功率接收器1200的示例性实施例根据所有条件中的一个示例性实现将总耗散功率限于400mW，并且贯穿整个感应电压和电池电压范围来增加效率。

在示例性实施例中，可变电容器1234的值相对小，并且可以仅从大约25pF变化到大约150pF以覆盖输出功率的全范围。电容器的物理大小与其值有关。通过适当地选择电容器1232的值和电容器1237的值，可能的是，选择可变电容器1234，使得其最大值相对小，并且因此可变电容器1234的物理大小可以最小化。

在可变电容器1234被实现为电压控制的可变电容器的示例性实施例中，针对可变电容器1234的最大电压额定可以是大约35V峰值。

在最小感应电压和高电池电压处，所调节的电流未达到期望的400mA，然而电流在低电池电压(3V)处达到期望400mA并且在较高的电池电压处减少。

图13是示出包括闭环电压控制的无线功率接收器1300的一部分的示例性实施例的框图。无线功率接收器1300包括与本文所描述的闭环电压控制的描述有关的图5的接收器508的部分。在示例性实施例中，期望无线功率接收器能够具有基于操作条件的阻抗调整的不同阶段，以及在阻抗调整范围和功率传输效率之间的折中，以调整所接受的功率的量。

在示例性实施例中，无线功率接收器1300包括接收谐振器1318，其耦合到谐振储能电路1330。在示例性实施例中，谐振储能电路1330包括固定值和可调整值组件，其可以被配置为允许谐振器1318在谐振频率处操作。虽然接收谐振器1318被示出为耦合到谐振储能电路1330，但是接收谐振器1318可以被认为是谐振储能电路1330的一部分，并且因此谐振储能电路1330包括接收谐振器1318的电感和包括谐振储能电路1330的元件中所示的电容。

在示例性实施例中，谐振储能电路1330被配置为半桥电路，半桥电路包括电容器1331、电容器1332、电容器1337、可变电容器1334、开关1335和开关1339。谐振储能电路1330的输出被提供给电容器1333。电容器1333有助于谐振储能电路1330的谐振并且还提供DC阻隔。

在示例性实施例中，可变电容器1334被配置为串联谐振电容器并且可以具有可调整值，可调整值依赖于接收谐振器1318的期望谐振频率。在示例性实施例中，可变电容器1334具有可调整值，可调整值还至少部分地控制节点1345上的电压输出。

在示例性实施例中，可变电容器1334可以是可变或者可调电容器，诸如电压控制的可变电容器或者其他可变或者可调电容器，或者可调电抗或者阻抗元件。在示例性实施例中，可变电容器1334可以用于响应于由反馈电路1325所提供的控制信号，至少部分地调谐接收谐振器1318的谐振频率和节点1345上的电压输出。在示例性实施例中，反馈电路1325是闭环反馈电路。

电容器1331被耦合为串联谐振电容器并且电容器1333被耦合为串联谐振电容器。电容器1332通过开关1339被切换到谐振储能电路1330内部和外部，并且电容器1337通过开关1335被切换到谐振储能电路1330内部和外部。在示例性实施例中，电容器1332和电容器1337中的每个电容器可以是可切换的固定电容器。开关1335和1339响应于来自反馈电路1325的控制信号。

在示例性实施例中，电容器1331、1333、1332和1337可以具有固定值，该固定值由期望的非谐振性能以及接收谐振器1318的期望的谐振频率来确定。例如，基于期望的谐振和非谐振性能，电容器1332和1337可以具有不同值。

无线功率接收器1300的调谐可以受以下的影响：无线充电表面(诸如发射器板)上的无线功率接收器1300的位置、附近的金属、以及其他接收器、设备等的存在。使用可变电容器1334以及电容器1332和1337来调谐接收谐振器1318的谐振频率可以帮助增加发射谐振器与接收谐振器1318之间的磁耦合，并且因此增加来自无线功率系统(未示出)的可用的总功率。可变电容器1334包括谐振储能电路1330的电容的一部分。在示例性实施例中，变化可变电容器1334的电抗或阻抗，以及控制开关1335和1339以相应地将电容器1337和1332切换到谐振储能电路1330内部和外部变化谐振储能电路1330的谐振频率，并且因此变化谐振储能电路1330中的电压和电流。例如，通过变化特定感兴趣频率处的可变电容器1334的电抗或阻抗，特定电压可以在节点1345处生成，特定感兴趣频率在示例性实施例中可以是6.78MHz。

在示例性实施例中，无线功率接收器1300还包括电磁干扰(EMI)滤波器1341、整流器电路1304、在示例性实施例中被实现为电荷泵1342的阻抗变换元件、开关1344、表示负载的电阻器1312和反馈电路1325。

在示例性实施例中，可变电容器1334、电容器1332和1337以及电荷泵1342可以被调整，目的是控制接收谐振器1318的期望谐振频率；并且控制节点1345上和输出1316处的电压输出。调整可变电容器1334、电容器1332和1337以及电荷泵1342使得能够实现谐振储能电路1330的连续线性调谐，以建立输出1316处的电压和电流调节。

在示例性实施例中，可变电容器1034、电容器1332和1337以及电荷泵1342被配置为响应于由反馈电路1325所提供的控制信号，调整在输出1316处所提供的电压。

在示例性实施例中，反馈电路1325包括控制器1350，控制器1350可以包括控制电路，该控制电路可以被配置为通过连接1346接收电压输出Vout信号以及通过连接1347接收电流输出Iout信号。控制器1350可以被配置为形成多位控制信号，多位控制信号可以通过连接1354向开关1335提供控制信号、通过连接1352向开关1339提供控制信号、通过连接1358向开关1344提供控制信号，并且可以形成可以通过连接1356控制可变电容器1334的附加控制信号。

在示例性实施例中，电荷泵1342可以被配置为向连接1316上的输出电压Vout提供粗略调整，其中开关1344的操作确定电荷泵是否被旁路，或者连接1316上的输出是否被电荷泵1342影响。在示例性实施例中，当电荷泵1342被耦合到连接1316上的输出时，电荷泵1342可以提供被2除(/2)的功能，或者电荷泵1342可以被旁路(例如，不对输出电压作调整，因为输出电压在提供到连接1316上的输出端的电压的可接受范围内)，使得电荷泵1342提供接收谐振器1318的阻抗的粗略调整。调整接收谐振器1318的阻抗是调整无线功率接收器1300的电压输出的另一方式，因为当将AC信号转换为DC信号时，电流＝电压/阻抗。在示例性实施例中，调整接收谐振器1318的阻抗有效地改变接收谐振器1318的电阻。因此，功率可以保持相同，但是电压与电流之间的关系将改变。在一些情况下，这还可以改变无线功率接收器1300的功率输出。

可变电容器1334通过连接1356从控制器1350接收控制信号，该控制信号提供“微调”功能以微调谐振储能电路1330的谐振频率，从而控制接收谐振器1318的阻抗、连接1345上和连接1316上的输出处的电压(和功率)。

组合控制用于调整连接1316处的输出功率的不同组件的效果可能导致在成本、大小和效率方面的最优的阻抗控制系统。不同的调谐方法可以在不同的程度上控制接收谐振器1318的阻抗，并且从而控制连接1316上的功率输出。例如，确定电荷泵1344是否有助于输出1316处的信号可以提供对以下的大体或者粗略控制：接收谐振器1318处的阻抗，以及由此的连接1316处的电压和电流的。在另一示例中，控制可变电容器1334的电容可以提供对谐振储能电路1330的精细控制，并且因此，提供对接收谐振器1318处的阻抗以及由此的连接1345处的电压的精细控制。

在示例性实施例中，电容器1332和1337可以提供在由电荷泵1344所提供的粗略阻抗调整与由可变电容器1334所提供的精细阻抗调整之间的水平和程度上，对接收谐振器1318处的阻抗并且由此的连接1345处的电压的附加中间调整。例如，可以选择电容器1332和1337的值，使得一个电容器对于接收谐振器1318的阻抗的影响是另一个的两倍。例如，电容器1332的值可以是电容器1337的值的两倍，使得电容器1337在电容器1337由开关1335切换为影响接收谐振器1318的谐振频率情况下的影响量，是电容器1332在电容器1332由开关1339切换为影响接收谐振器1318的谐振频率情况下的影响量的近似一半，并且电容器1337由开关1335切换使得电容器1337不影响接收谐振器1318的谐振频率。在备选实施例中，当开关1335和开关1339被控制使得电容器1337和电容器1332二者影响接收谐振器1318的谐振频率时，电容器1332和1337对接收谐振器1318的谐振频率产生的影响可以被组合。控制接收谐振器1318的谐振频率确定连接1345处的电压，并且因此，确定连接1316上的输出处的电压和电流。

在示例性实施例中，电容器1337可以具有小于或大于电容器1332的值的一个值。在示例性实施例中，相应地被提供给开关1335、1339和1344的连接1354、1352和1358上的控制信号可以一起包括，或者开关1335、1339和1344的控制可以对应于或者映射到或者作为三位控制字，其中最低有效位(LSB)(0)可以被用于控制开关1335，并且因此确定电容器1337的值是否是谐振储能电路1330的一部分，中间位(1)可以被用于控制开关1339，并且因此确定电容器1332的值是否是谐振储能电路1330的一部分，并且最高有效位(MSB)(2)可以被用于控制开关1344，并且因此确定电荷泵1342是否对接收谐振器1318的阻抗有贡献。查看整流器1304的阻抗可以通过使用电荷泵1342在整流器1304的输出处划分输入电压来增加，或者可以通过旁路电荷泵来1342减少。在示例性实施例中，使用三位控制方法连同电容器1332和1337的不同的电容值，以及对电荷泵1342的粗略调整提供对谐振储能电路1330的电容和连接1316上的电压和电流输出的八(8)个水平的控制。

在示例性实施例中，控制器1350生成连接1354、1352、1358和1356上的控制信号，使得对接收谐振器1318的功率控制和阻抗控制是逐渐的，并且可以在系统内排名，从具有最大影响的那些到具有最小影响的那些。在示例性实施例中，电荷泵1342可以具有最大影响，因为电荷泵1342的控制是二进制的，其中电荷泵1342处于一个模式或者另一模式，诸如提供对开关1344的控制，以控制电荷泵1342是否被旁路。这样的阻抗控制方法倾向于将实数阻抗的比例保持为复阻抗基本上是实数，这提供了高效的功率传输。提供调整的更精细增量的接收谐振器1318的功率控制和阻抗控制的方法(诸如相应地控制开关1335和1339以控制由电容器1337和1332所提供的电容，并且控制可变电容器1334的电容)可以用于使接收谐振器1318失谐远离谐振，从而增加接收谐振器1318处的阻抗的虚部，以减少传输到无线功率接收器1300的功率的量。

在示例性实施例中，电荷泵1342可以提供2:1或1:1的比例来以在示例性实施例中的倍数4(或者，6dB)改变输入阻抗。例如，由电荷泵1342所提供的阻抗变换可以与电压变换的平方成正比。在示例性实施例中，可以期望的是，功率控制的下一更精细阶段可以以倍数3db改变接收谐振器1318的输入阻抗。例如，这可以通过仔细地选择电容器1332的值来完成，使得控制开关1339以将电容器1332放置到谐振储能电路1330中以近似3db的倍数来改变接收谐振器1318的输入阻抗。类似地，仔细地选择电容器1337的值，使得控制开关1335以将电容器1337放置到谐振储能电路1330中以近似1.5db的倍数改变接收谐振器1318的输入阻抗。类似地，控制开关1339以将电容器1332放置到谐振储能电路1330中并且控制开关1335以将电容器1337放置到谐振储能电路1330中可以以近似4.5dB的倍数改变接收谐振器1318的输入阻抗。具有若干个可切换的分路串联电容器(诸如电容器1332和1337)可以改进阻抗控制的分辨率，使得由可变电容器1334完成的微调可以最小化。使用可变电容器1334，由可变电容器1332所提供的接收谐振器1318的输入阻抗上的精细控制可以从使无线功率接收器1300失谐的最小值变化到使无线功率接收器1300谐振的最大值。

虽然在图13中未示出，但是整流器电路1304可以被实现为可切换的整流器，并且可以取代或者附加于电荷泵1342来使用，以提供上文所提到的4:1阻抗变换(2:1电压变换)。在另一备选实施例中，使用可切换的整流器和电荷泵1342的组合将提供16:1实数阻抗变换，这将是4:1电压变换。这样的配置将提供具有广泛范围的耦合参数的接收器中的更宽范围的操作。

虽然被示出为2：1的比例，但是电荷泵1342的比例可以是任何任意的整数比。然而，具有小整数比的电荷泵趋向于小得多、更高效并且成本更低。3:1、3:2和3:3(旁路)的整数比将可以使用，这相应地引起9:1、2.75:1和1:1的阻抗变换。具有具备这样宽泛比例的电荷泵可以减少对于无线功率接收器1300中的其他的可切换调谐元件的需要。

调整可变电容器1334以及电容器1332和1337影响在节点1345处所提供的AC电压Vac。另外，调整电荷泵1342影响在输出1316处所提供的AC电压Vac。节点1345处的电压是操作频率处的均方根(RMS)AC电压，在示例性实施例中操作频率可以是6.78MHz。然而，其他操作频率是可能的。

整流器电路1304包括二极管1306、二极管1307和电容器1308。二极管1306、二极管1307、电容器1308的值和规格并且二极管1306和1307是否利用开关替换等依赖于应用。像这样，预计了各种整流器拓扑。在示例性实施例中，整流器电路1304可以是图5所示的AC-DC转换器520的实施例。电压调节功能经由可变电容器1334、电容器1332和1337、电荷泵1342以及反馈电路1325的控制来提供，因此，在一个方面中，减少对于可以很大、昂贵和/或低效的任何其他专用DC-DC电路(例如，诸如降压转换器)的需要。减少对于另外的很大或昂贵的DC-DC转换电路的需要的能力使得本文所描述的某些实施例的方面能够特别地适于较小的设备或者具有不规则的形状因子的设备(例如，可穿戴或者其他小设备)，这些设备具有集成无线功率接收器电路，其中大小和成本是重要的设计考量，并且其中处理多种感应电压的能力被期望。

电阻器1312表示跨接收谐振器1318的负载，并且DC输出电压Vout在连接1316处出现。在示例性实施例中，负载可以包括可再充电电池，可再充电电池被配置为对无线功率接收器1300定位于其中的设备进行供电。备选地，负载可以包括被配置为使用无线接收的功率来接收和/或操作的任何设备、应用或者过程。

图14是示出图13的控制器的实施例的功能框图。在示例性实施例中，控制器1400是图13的控制器1350的一个可能实现。在示例性实施例中，控制器1400包括电池充电控制器1402、可变电容器过电压保护元件1404、加法器1410、比例加积分(PI)控制环1416、加法器1428、模拟数字转换器(ADC)1432和数字模拟转换器(DAC)1434。

PI控制环1416包括运算放大器(op-amp)1414和反馈网络，反馈网络包括电阻器1418、电容器1422和电容器1424。在示例性实施例中，PI控制环1416确定接收谐振器1318(图13)的阻抗应当被调整的方式以获得期望输出。

电池充电控制器1402通过连接1346(图13)接收电压输出Vout信号，并且通过连接1347(图13)接收电流输出Iout信号。电池充电控制器1402的输出通过连接1406被提供到加法器1410。连接1406上的信号被配置为将电池维持在期望的电荷电平处，并且连接1406上的信号可以被配置为将运算放大器的输出驱动到更高或更低，这取决于连接1346上的电压输出Vout信号和连接1347上的电流输出Iout信号的电平。

可变电容器过电压保护元件1404测量跨可变电容器1334的电压，并且生成连接1408上的控制信号，该控制信号通过加法器1410加和到PI控制环1416中。响应于连接1408上的信号，PI控制环1416可以调整无线功率接收器1300(图3)的输出功率，目的是如果可变电容器过电压保护元件1404确定存在过电压状况，则减少跨可变电容器1334的电压。

加法器将电池充电控制器1402和可变电容器过电压保护元件1404的输出组合并且向连接1412上的运算放大器1414提供输入。

运算放大器1414向加法器1428提供连接1426上的控制信号。加法器1428的输出通过连接1356(图13)被提供到ADC 1432。加法器1428的输出还通过连接1356被提供，以提供微调控制功能来控制可变电容器1334(图13)的值。

连接1356上的加法器1428的输出被提供到ADC 1432，ADC 1432在该示例性实施例中是三(3)位ADC，被配置为生成三位字以通过图13的连接1354、1352和1358来相应地控制开关1335、1339和1344的操作。

ADC 1432的输出还被提供给DAC 1434，DAC 1434生成连接1436上的模拟信号，模拟信号被提供给加法器1428。

当连接1356上的加法器1428的输出到达其调谐极限时，ADC1432增加或减小包括连接1354、1352和1358上的值的控制字，以通过相应地控制开关1335、1339和1344来控制阻抗调整，使得连接1356上的微调调整信号应当不再在其极限处，并且因此，可以提供可变电容器1334(图13)上的进一步的微调控制。

图15是示出由图13的控制器所生成的控制逻辑的示例的框图。逻辑表1500示出了三位控制字1502的八(8)个状态，其可以被用于相应地通过图13的连接1354、1352和1358来控制开关1335、1339和1344的状态。控制器1350可以在相应连接1354、1352和1358(图13)上生成三个位LSB(0)、B(1)和MSB(2)，使得开关1335、1339和1344(图13)被控制以获得呈现给接收谐振器1318的期望阻抗，如在图13中所描述的。例如，字0,0,0可以对应于比字0,1,0更低水平的阻抗调整，并且字0,1,0可以对应于比字1,1,0更低水平的阻抗调整等等。作为示例性实施例的另一示例，如果电荷泵1342(图13，MSB(2))提供2:1电压变换，那么电容器1332(图13，B(1))可以提供近似1.41的电压变换，并且电容器1337(图13，LSB(0))可以提供近似1.19:1的电压变换。

图16是图示用于无线功率接收器中的闭环电压控制的方法1600的示例性实施例的流程图。方法1600中的框可以按照或不按照示出的次序来执行。方法1600的描述将与在本文中所描述的各种实施例有关。

在框1602中，第一可变电容器被调整为控制无线功率接收器中的接收谐振器的谐振频率。

在框1604中，第二可变电容器被调整为控制无线功率接收器的电压输出。在示例性实施例中，控制接收谐振器的谐振频率的第一可变电容器的调整还影响第二可变电容器被控制以调整无线功率接收器的电压输出的方式；并且相反地，控制无线功率接收器的电压输出的第二可变电容器的调整还影响第一可变电容器被控制以调整接收谐振器的谐振频率的方式。

在框1606中，闭环反馈电路将控制信号施加到第一可变电容器和第二可变电容器。

图17是用于无线功率接收器中的闭环电压控制的装置1700的功能框图。装置1700包括部件1702，用于调整第一可变电容器以控制无线功率接收器中的接收谐振器的谐振频率。在某些实施例中，用于调整第一可变电容器以控制无线功率接收器中的接收谐振器的谐振频率的部件1702可以被配置为执行在方法1600(图16)的操作框1602中所描述的功能中的一个或多个功能。在示例性实施例中，用于调整第一可变电容器以控制无线功率接收器中的接收谐振器的谐振频率的部件1702可以包括本文所描述的接收电路。

装置1700还包括部件1704，用于调整第二可变电容器以控制无线功率接收器的电压输出。在某些实施例中，用于调整第二可变电容器以控制无线功率接收器的电压输出的部件1704可以被配置为执行在方法1600(图16)的操作框1604中所描述的功能中的一个或多个功能。在示例性实施例中，用于调整第二可变电容器以控制无线功率接收器的电压输出的部件1704可以包括本文所描述的接收电路。

装置1700还包括施加针对第一可变电容器和第二可变电容器的控制信号的部件1706。在某些实施例中，施加针对第一可变电容器和第二可变电容器的控制信号的部件1706可以被配置为执行方法1600(图16)的操作框1606中所描述的功能中的一个或多个功能。在示例性实施例中，施加针对第一可变电容器和第二可变电容器的控制信号的部件1706可以包括本文所描述的接收电路。

图18是图示用于无线功率接收器中的闭环电压控制的方法1800的示例性实施例的流程图。方法1800中的框可以按照或不按照示出的次序来执行。方法1800的描述将与在本文中所描述的各种实施例有关。

在框1802中，至少一个可变电容器被调整，以控制接收谐振器的谐振频率并且控制无线功率接收器中的电压输出。

在框1804中，闭环反馈电路施加针对至少一个可变电容器的控制信号。

图19是用于无线功率接收器中的闭环电压控制的装置1900的功能框图。装置1900包括部件1902，用于调整至少一个可变电容器，以控制接收谐振器的谐振频率并且控制无线功率接收器中的电压输出。在某些实施例中，用于调整至少一个可变电容器以控制接收谐振器的谐振频率并且控制无线功率接收器中的电压输出的部件1902可以被配置为执行方法1800(图18)的操作框1802中所描述的功能中的一个或多个功能。在示例性实施例中，用于调整至少一个可变电容器以控制接收谐振器的谐振频率并且控制无线功率接收器中的电压输出的部件1902可以包括本文所描述的接收电路。

装置1900还包括施加针对至少一个可变电容器的控制信号的部件1904。在某些实施例中，施加针对至少一个可变电容器的控制信号的部件1904可以被配置为执行方法1800(图18)的操作框1804中所描述的功能中的一个或多个功能。在示例性实施例中，施加针对至少一个可变电容器的控制信号的部件1904可以包括本文所描述的接收电路。

图20是图示用于无线功率接收器中的闭环电压控制的方法2000的示例性实施例的流程图。方法2000中的框可以按照或不按照示出的次序来执行。方法2000的描述将与在本文中所描述的各种实施例有关。

在框2002中，至少一个可变电容器和一个电荷泵被调整为控制接收谐振器的阻抗并且控制无线功率接收器中的电压输出。

在框2004中，闭环反馈电路施加针对至少一个可变电容器以及针对电荷泵的控制信号。

图21是用于无线功率接收器中的闭环电压控制的装置2100的功能框图。装置2100包括部件2102，用于调整至少一个可变电容器和一个电荷泵，以控制接收谐振器的阻抗并且控制无线功率接收器中的电压输出。在某些实施例中，用于调整至少一个可变电容器和一个电荷泵以控制接收谐振器的阻抗并且控制无线功率接收器中的电压输出的部件2102可以被配置为执行方法2000(图20)的操作框2002中所描述的功能中的一个或多个功能。在示例性实施例中，用于调整至少一个可变电容器和一个电荷泵以控制接收谐振器的阻抗并且控制无线功率接收器中的电压输出的部件2102可以包括本文所描述的接收电路。

装置2100还包括施加针对至少一个可变电容器和电荷泵的控制信号的部件2104。在某些实施例中，施加针对至少一个可变电容器和电荷泵的控制信号的部件2104可以被配置为执行方法2000(图20)的操作框2004中所描述的功能中的一个或多个功能。在示例性实施例中，施加针对至少一个电容器和电荷泵的控制信号的部件2104可以包括本文所描述的接收电路。

上述方法的各种操作可以通过能够执行操作的任何合适的装置来执行，诸如通过各种(多个)硬件和/或软件组件、电路和/或(多个)模块来执行。通常，图中所示的任何操作可以通过能够执行该操作的相应功能装置来执行。

鉴于以上公开内容，例如，基于本说明书中的流程图和相关描述，编程领域中的普通技术人员能够毫无困难地编写计算机代码或识别适当的硬件和/或电路以实现公开的本发明。因此，特定的一组程序代码指令或详细的硬件设备被认为没有必要为了充分理解如何制作和使用本发明而公开。所要求保护的计算机实现过程的创造性功能在上面的描述中并结合附图被更详细地解释，附图能够图示各种过程流程。

在一个或多个示例性方面中，所描述的功能可以用硬件、软件、固件或其任何组合来实现。如果以软件实现，那么功能可以被存储在计算机可读介质上，或作为计算机可读介质上的一个或多个指令或代码被传输。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质两者，通信介质包括有助于将计算机程序从一处传输到另一处的任何介质。存储介质可以是能够由计算机访问的任何可用介质。作为示例而非限制，这种计算机可读介质可以包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其他光盘存储器、磁盘存储器或其他磁存储设备、或者可以用于以指令或数据结构的形式携带或存储期望的程序代码并且可以由计算机访问的任何其他介质。

此外，任何连接都可被适当地称为计算机可读介质。例如，如果从使用同轴电缆，光纤光缆，双绞线，数字用户线路(“DSL”)或诸如红外线、无线电、微波等无线技术而从网站、服务器或其他远程源传输软件，那么同轴电缆，光纤光缆，双绞线，DSL或诸如红外线、无线电、微波等无线技术都被包括在介质的定义中。

本文所使用的盘和碟包括压缩光碟(CD)、激光碟、光碟、数字通用光碟(DVD)、软盘和蓝光碟，其中盘通常磁性地复制数据，而碟使用激光光学地复制数据。上述的组合也应当包括在计算机可读介质的范围内。

尽管已经详细说明和描述了选定的方面，但将理解的是，在不脱离由所附权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可以在这些选定的方面中进行各种替换和更改。

Claims (30)

1.一种用于经由由发射器所生成的无线场来无线地接收功率的装置，所述装置包括：

谐振器，被配置为基于响应于所述无线场而在所述谐振器中感应的电压来生成电流，以对负载进行供电或者充电；

第一可变电容器，电气耦合到所述谐振器，并且被配置为响应于第一控制信号来调整所述第一可变电容器的第一电容；

第二可变电容器，电气耦合到所述谐振器，并且被配置为响应于第二控制信号来调整所述第二可变电容器的第二电容；以及

控制电路，被配置为调整所述第一控制信号和所述第二控制信号，并将所述第一控制信号和所述第二控制信号分别施加到所述第一可变电容器和所述第二可变电容器，以基于指示输出到所述负载的功率电平的电气特性，来调整所述谐振器的谐振频率和输出到所述负载的电压。

2.根据权利要求1所述的装置，其中所述控制电路包括闭环反馈电路，被配置为响应于参考信号来调整所述第一可变电容器和所述第二可变电容器。

3.根据权利要求1所述的装置，其中所述第一可变电容器被配置为调整所述谐振器的所述谐振频率，并且所述第二可变电容器被配置为调整所述负载的所述电压输出。

4.根据权利要求1所述的装置，其中所述第一可变电容器和所述第二可变电容器各自被配置为提供总电容的一部分，所述总电容被配置为同时调整所述谐振器的所述谐振频率和所述负载的电压输出。

5.根据权利要求4所述的装置，其中由所述第一可变电容器和所述第二可变电容器所提供的所述总电容的所述部分使得所述谐振器随着所述负载变化而保持在所述谐振频率处，并且使得所述谐振器的阻抗被维持为实数。

6.根据权利要求1所述的装置，其中所述控制电路被配置为响应于所述负载的所述电压输出和参考电压，通过调整所述第一可变电容器来控制所述谐振器的所述谐振频率。

7.根据权利要求1所述的装置，其中所述控制电路被配置为响应于所述负载的所述电压输出和参考电压，通过调整所述第二可变电容器来控制所述电压输出。

8.根据权利要求1所述的装置，其中所述控制电路被配置为响应于所述负载的所述电压输出、参考电压和跨所述谐振器的信号的相位差，通过调整所述第一可变电容器来控制所述谐振器的所述谐振频率。

9.根据权利要求1所述的装置，其中所述控制电路被配置为响应于所述负载的所述电压输出和参考电压，通过调整所述第二可变电容器来控制所述电压输出。

10.根据权利要求4所述的装置，其中所述控制电路被配置为响应于所述负载的所述电压输出和参考电压，来控制所述谐振器的所述谐振频率和无线功率接收器的所述电压输出。

11.根据权利要求10所述的装置，其中由所述第一可变电容器提供的所述总电容的所述部分与由所述第二可变电容器提供的所述总电容的所述部分成反比。

12.根据权利要求1所述的装置，其中：

响应于增加的电压输出，所述第二可变电容器被调整为减少所述电压输出；以及

所述第一可变电容器被调整为减少所述谐振器中的所述电流。

13.根据权利要求1所述的装置，其中：

响应于减少的电压输出，所述第二可变电容器被调整为增加所述电压输出；以及

所述第一可变电容器被调整为增加所述谐振器中的所述电流。

14.一种用于经由由发射器所生成的无线场来无线地接收功率的方法，所述方法包括：

基于响应于所述无线场而在谐振器中感应的电压来生成电流，以对负载进行供电或者充电；

响应于第一控制信号，调整第一可变电容；

响应于第二控制信号，调整第二可变电容；以及

将所述第一控制信号和所述第二控制信号分别施加到所述第一可变电容和所述第二可变电容，以基于指示输出到所述负载的功率电平的电气特性，来调整所述谐振器的谐振频率和输出到所述负载的电压。

15.根据权利要求14所述的方法，还包括：响应于参考信号来施加所述第一控制信号和所述第二控制信号。

16.根据权利要求14所述的方法，还包括：调整所述第一可变电容以调整所述谐振器的所述谐振频率，以及调整所述第二可变电容以调整输出到所述负载的所述电压。

17.根据权利要求14所述的方法，还包括：调整所述第一可变电容和所述第二可变电容以提供总电容的一部分，以同时调整所述谐振器的所述谐振频率和输出到所述负载的所述电压。

18.根据权利要求17所述的方法，其中由所述第一可变电容和所述第二可变电容所提供的所述总电容的所述部分使得所述谐振器随着所述负载变化而保持在所述谐振频率处，并且使得所述谐振器的阻抗被维持为实数。

19.根据权利要求14所述的方法，还包括：响应于输出到所述负载的所述电压和参考电压，通过调整所述第一可变电容来控制所述谐振器的所述谐振频率。

20.根据权利要求16所述的方法，还包括：响应于输出到所述负载的所述电压和参考电压，通过调整所述第二可变电容来控制输出到所述负载的所述电压。

21.根据权利要求14所述的方法，还包括：响应于输出到所述负载的所述电压、参考电压和跨所述谐振器的信号的相位差，通过调整所述第一可变电容来控制所述谐振频率。

22.根据权利要求14所述的方法，还包括：响应于输出到所述负载的所述电压和参考电压，通过调整所述第二可变电容来控制输出到所述负载的所述电压。

23.根据权利要求17所述的方法，还包括：响应于输出到所述负载的所述电压和参考电压，来控制所述谐振器的所述谐振频率和输出到所述负载的所述电压。

24.根据权利要求17所述的方法，其中由所述第一可变电容提供的所述总电容的所述部分与由所述第二可变电容提供的所述总电容的所述部分成反比。

25.根据权利要求14所述的方法，还包括：

响应于输出到所述负载的增加的电压来调整所述第二可变电容，以减少输出到所述负载的所述电压；以及

调整所述第一可变电容，以减少所述谐振器中的所述电流。

26.根据权利要求14所述的方法，还包括：

响应于输出到所述负载的减少的电压来调整所述第二可变电容，以增加输出到所述负载的所述电压；以及

调整所述第一可变电容，以增加所述谐振器中的所述电流。

27.一种用于经由由发射器所生成的无线场来无线地接收功率的设备，所述设备包括：

用于响应于所述无线场来生成电流以对负载进行供电或者充电的部件；

用于响应于第一控制信号而调整第一电容的部件；

用于响应于第二控制信号而调整第二电容的部件；以及

用于以下的部件，该部件将所述第一控制信号和所述第二控制信号分别施加到用于调整所述第一电容的所述部件和用于调整所述第二电容的部件，以基于指示输出到所述负载的功率电平的电气特性，来调整用于生成所述电流的部件的谐振频率和输出到所述负载的电压。

28.根据权利要求27所述的设备，还包括：用于响应于参考信号来施加所述第一控制信号和所述第二控制信号的部件。

29.一种用于经由由发射器所生成的无线场来无线地接收功率的装置，所述装置包括：

谐振器，被配置为基于响应于所述无线场而在所述谐振器中感应的电压来生成电流，以对负载进行供电或者充电；

第一可变电容器，电气耦合到所述谐振器，并且被配置为响应于第一控制信号来调整所述第一可变电容器的第一电容；

第二可变电容器，电气耦合到所述谐振器，并且被配置为响应于第二控制信号来调整所述第二可变电容器的第二电容；以及

闭环反馈电路，被配置为调整所述第一控制信号和所述第二控制信号，并将所述第一控制信号和所述第二控制信号分别施加到所述第一可变电容器和所述第二可变电容器，以基于参考信号和指示输出到所述负载的功率电平的电气特性，来调整所述谐振器的谐振频率和输出到所述负载的电压。

30.根据权利要求29所述的装置，其中：

响应于增加的电压输出，所述第二可变电容器被调整为减少所述电压输出，并且所述第一可变电容器被调整为使所述谐振器失谐远离谐振；以及

响应于减少的电压输出，所述第二可变电容器被调整为增加所述电压输出，并且所述第一可变电容器被调整为将所述谐振器调谐到更接近于谐振。