CN109462289B - 一种无线充电接收电路、控制方法和终端设备 - Google Patents

一种无线充电接收电路、控制方法和终端设备 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种无线充电接收电路、控制方法和终端设备，涉及无线充电领域，用于在该无线充电接收电路中的次级线圈和对应的无线充电发送电路中的初级线圈之间的传输距离增加较大时，在一定程度上补偿无线充电接收电路的输出电压和输出功率的下降。无线充电接收电路，包括：N组电容开关网络、整流电路和控制器，N为大于或等于1的整数；每一组电容开关网络的第一端连接整流电路的第一输入端，每一组电容开关网络的第二端连接整流电路的第二输入端；控制器包括N个输出端，N个输出端与N组电容开关网络是一一对应的，每一输出端用于和位于对应的一组电容开关网络内的第一可控开关器件的控制端和第二可控开关器件的控制端连接。

Description

一种无线充电接收电路、控制方法和终端设备
技术领域
本申请涉及无线充电领域，尤其涉及一种无线充电接收电路、控制方法和终端设备。
背景技术
如图1所示，为一种无线充电的原理示意图。无线充电系统包括无线充电发送电路101和无线充电接收电路102，在一种实现方式中，无线充电发送电路101和无线充电接收电路102之间可以通过磁感应方式进行无线能量传输。例如，无线充电发送电路101包括交流电源Vs、初级串联谐振电容Cp和初级线圈Lp，无线充电接收电路102包括次级线圈Ls、次级串联谐振电容Cs以及整流电路1021。交流电源Vs输出一定频率的交流电，通过初级串联谐振电容Cp和初级线圈Lp之间串联谐振，产生特定频率的交流电，通过初级线圈Lp和次级线圈Ls之间的磁感应将能量无线传输给无线充电接收电路102。次级线圈Ls和次级串联谐振电容Cs之间串联谐振，产生工作频率的交流电，由整流电路1021将输入的工作频率的交流电转换为直流电，进而驱动负载RL。
初级线圈Lp和次级线圈Ls之间的耦合效率与初级线圈Lp和次级线圈Ls之间的传输距离相关的。当初级线圈Lp和次级线圈Ls之间的传输距离增大时，初级线圈Lp和次级线圈Ls之间的耦合效率降低，从而导致整流电路1021输出电压和输出功率的下降。
现有技术中，一种方式是通过降低无线充电发送电路101侧输出的交流电频率，使得无线充电接收电路102侧整流电路输入的交流电的工作频率降低，从而提高了无线充电接收电路102侧整流电路的输出电压和输出功率，以此来补偿无线充电接收电路102侧因为传输距离增加而导致的输出电压和输出功率的下降。但是对于采用无线电源传输(wireless power consortium，WPC)协议的无线充电系统来说，无线充电发送电路101侧的交流电频率的调节范围有限，因此初级线圈Lp和次级线圈Ls之间的传输距离较大时，无线充电接收电路102侧的整流电路输入的交流电的工作频率的调节范围也有限，使得无线充电接收电路102侧整流电路的输出电压和输出功率的调节范围也有限。
发明内容
本申请提供一种无线充电接收电路，用于在该无线充电接收电路中的次级线圈和对应的无线充电发送电路中的初级线圈之间的传输距离较大时，在一定程度上对无线充电接收电路侧整流电路输入的交流电的工作频率进行调整。
另外，本申请还提供了用于控制该无线充电接收电路的控制方法和采用该无线充电接收电路的终端设备。
为达到上述目的，本申请的实施例采用如下技术方案：
第一方面，本申请实施例提供了一种无线充电接收电路，包括：N组电容开关网络、整流电路和控制器，N为大于或等于1的整数。每一组电容开关网络的第一端连接整流电路的第一输入端，每一组电容开关网络的第二端连接整流电路的第二输入端。每一组电容开关网络包括第一电容、第二电容、第一可控开关器件、第二可控开关器件和接地点。位于接地点一侧的第一电容和第一可控开关器件串联，位于接地点另一侧的第二电容和第二可控开关器件串联。其中，同一组电容开关网络中的第一电容的电容值和第二电容的电容值相等或实质相等的。
控制器包括N个输出端，N个输出端与N组电容开关网络是一一对应的，每一输出端用于和位于对应的一组电容开关网络内的第一可控开关器件的控制端和第二可控开关器件的控制端连接。
控制器用于获取整流电路的第一输入端和第二输入端之间的交流电压的工作频率。
在工作频率小于第一频率阈值，且N组电容开关网络中接入所述无线充电接收电路的电容的电容值小于预设电容阈值的情况下，控制器还用于调节每一输出端的输出电平，控制位于每一组电容开关网络内的第一可控开关器件的导通和关断，以及位于每一组电容开关网络内的第二可控开关器件的导通和关断，以增加N组电容开关网络中接入所述无线充电接收电路的电容的电容值。
在工作频率大于第二频率阈值的情况下，所述控制器还用于调节每一输出端的输出电平，控制位于每一组电容开关网络内的第一可控开关器件的导通和关断，以及位于每一组电容开关网络内的第二可控开关器件的导通和关断，以减少N组电容开关网络中接入所述无线充电接收电路的电容的电容值。
其中，第一频率阈值小于或等于第二频率阈值。
需要说明的是，位于每一组电容开关网络内的第一电容、第二电容、第一可控开关器件和第二可控开关器件以串联的方式连接在一起。
可选的，所述第一电容的一端连接所述整流电路的第一输入端，另一端连接所述第一可控开关器件的一端，所述第一可控开关器件的另一端连接所述第二可控开关器件的一端，所述第二可控开关器件的另一端连接所述第二电容的一端，所述第二电容的另一端连接所述整流电路的第二输入端。这种情况下，所述接地点位于所述第一可控开关器件的另一端和所述第二可控开关器件的一端之间。
可选的，所述第一电容的一端连接所述整流电路的第一输入端，另一端连接所述第一可控开关器件的一端，所述第一可控开关器件的另一端连接所述第二电容的一端，所述第二电容的另一端连接所述第二可控开关器件的一端，所述第二可控开关器件的另一端连接所述整流电路的第二输入端。这种情况下，所述接地点位于所述第一可控开关器件的另一端和所述第二电容的一端之间。
可选的，所述第一可控开关器件的一端连接所述整流电路的第一输入端，另一端连接所述第一电容的一端，所述第一电容的另一端连接所述第二电容的一端，所述第二电容的另一端连接所述第二可控开关器件的一端，所述第二可控开关器件的另一端连接所述整流电路的第二输入端。这种情况下，所述接地点位于所述第一电容的另一端和所述第二电容的一端之间。
可选的，所述第一可控开关器件的一端连接所述整流电路的第一输入端，另一端连接所述第一电容的一端，所述第一电容的另一端连接所述第二可控开关器件的一端，所述第二可控开关器件的另一端连接所述第二电容的一端，所述第二电容的另一端连接所述整流电路的第二输入端。这种情况下，所述接地点位于所述第一电容的另一端和所述第二可控开关器件的一端之间。
在本申请实施例提供的无线充电接收电路中，通过采用N组电容开关网络并联的方式，并通过控制器控制位于每一组电容开关网络内的第一可控开关器件的导通和关断，以及，位于每一组电容开关网络内的第二可控开关器件的导通和关断，来控制N组电容开关网络中接入该无线充电接收电路的电容的电容值。进一步地，在整流电路的第一输入端和第二输入端之间输入的交流电的工作频率小于第一频率阈值时，控制增加N组电容开关网络中接入该无线充电接收电路内的电容的电容值。在上述工作频率大于第二频率阈值时，控制减小N组电容开关网络中接入该无线充电接收电路内的电容的电容值。也即，通过控制位于该N组电容开关网络中的每一组电容开关网络中的第一可控开关器件和第二可控开关器件的导通和关断，就能够实现增加接入无线充电接收电路的电容或减小接入无线充电接收电路的电容，进而能够实现对无线充电接收电路侧整流电路输入的交流电的工作频率进行调整。因此，本申请提供了一种便捷的控制该整流电路输入的交流电的工作频率的电路结构。
结合第一方面，在第一种可能的实施方式中，
控制器还用于获取整流电路输出的电压和电流，并根据电压和电流得到输出功率。在工作频率大于或等于第一频率阈值并且小于或等于第二频率阈值，电容开关网络中接入所述无线充电接收电路的电容的电容值小于预设电容阈值，且输出功率小于预设功率阈值的情况下，控制器还用于调节每一输出端的输出电平，控制位于每一组电容开关网络内的第一可控开关器件的导通和关断，以及位于每一组电容开关网络内的第二可控开关器件的导通和关断，以增加N组电容开关网络中接入所述无线充电接收电路的电容的电容值。
该实施方式可以根据工作频率以及整流电路输出功率调节该N组电容开关网络中的每一组电容开关网络中的第一可控开关器件和第二可控开关器件的导通和关断，就能够实现增加接入无线充电接收电路的电容或减小接入无线充电接收电路的电容，进而能够实现对无线充电接收电路侧整流电路输入的交流电的工作频率进行调整。
结合第一方面或第一方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实施方式中，第i+1组电容开关网络中的第一电容的电容值为第i组电容开关网络中的第一电容的电容值的K倍，i为整数且1≤i≤N-1，1≤K≤10。该实施方式提供了N组电容开关网络中第一电容的电容值和第二电容的电容值的一种设置方式。
结合第一方面、第一方面的第一种可能的实现方式或第二方面的第二种可能的实现方式，在第三种可能的实施方式中，电路还包括次级线圈和次级串联谐振电容。次级线圈的第一端连接次级串联谐振电容的第一端，次级串联谐振电容的第二端连接N组电容开关网络的第一端以及整流电路的第一输入端，次级线圈的第二端连接N组电容开关网络的第二端以及整流电路的第二输入端。次级线圈用于与无线充电发送电路的初级线圈进行耦合。次级串联谐振电容用于与次级线圈产生串联谐振。N组电容开关网络用于与次级串联谐振电容和次级线圈产生并联谐振。
结合第一方面或第一方面的第一种至第三种可能的实现方式中的任一种实现方式，在第四种可能的实施方式中，还包括第一滤波电容，整流电路的第一输出端连接第一滤波电容的第一端，整流电路的第二输出端连接第一滤波电容的第二端。整流电路输出的直流电包含杂波，经过第一滤波电容滤波后，可以为负载供电。
结合第一方面的第四种可能的实现方式，在第五种可能的实施方式中，还包括直流/直流降压电路。第一滤波电容的第一端连接直流/直流降压电路的第一输入端，第一滤波电容的第二端连接直流/直流降压电路的第二输入端，直流/直流降压电路的第一输出端连接负载的第一端，直流/直流降压电路的第二输出端连接负载的第二端。所述直流/直流降压电路用于降低所述第一滤波电容两端的电压，以提高等效的负载阻抗。在调节无线充电接收电路的输出功率时，要求输出电压尽量保持稳定，如前文所述，在增大并联谐振电容的电容值时，会导致整流电路输出的电压增大，因此需要相应地调节DC/DC降压电路，使得DC/DC降压电路(即无线充电接收电路)输出的电压稳定。
结合第一方面或第一方面的第一种至第五种可能的实现方式中的任一种实现方式，在第六种可能的实施方式中，还包括第一电阻和第二电阻；第一电阻的第一端连接整流电路的第一输出端，第一电阻的第二端连接第二电阻的第一端，第二电阻的第二端连接整流电路的第二输出端；第二电阻的第一端连接控制器的第一输入端，第一电阻和第二电阻用于测量整流电路输出的电压。通常整流电路输出的电压较高，超过控制器输入端的耐压值，所以通过第一电阻和第二电阻分压来将引出点的电压降至控制器输入端的耐压值以下。
结合第一方面的第五种可能的实现方式，在第七种可能的实施方式中，还包括电流采样装置。电流采样装置位于第一滤波电容与直流/直流降压电路之间的正极线或接地线上，且电流采样装置连接控制器的第二输入端，用于测量整流电路输出的电流。电流采样装置可以用于测量整流电路输出的电流。
结合第一方面的第五种可能的实现方式，在第八种可能的实施方式中，还包括第二滤波电容；在直流/直流降压电路的第一输出端与负载的第一端之间连接第二滤波电容的第一端，在直流/直流降压电路的第二输出端与负载的第二端之间连接第二滤波电容的第二端。第二滤波电容用于对DC/DC降压电路输出电流进行滤波。
第二方面，本申请实施例提供了一种控制方法，应用于如第一方面及任一实施方式的电路，该方法包括下述步骤。
获取整流电路的第一输入端和第二输入端之间的交流电压的工作频率。
在工作频率小于第一频率阈值，且N组电容开关网络中接入所述无线充电接收电路的电容的电容值小于预设电容阈值的情况下，通过调节每一输出端的输出电平，控制位于每一组电容开关网络内的第一可控开关器件的导通和关断，以及位于每一组电容开关网络内的第二可控开关器件的导通和关断，以增加N组电容开关网络中接入所述无线充电接收电路的电容的电容值。
在工作频率大于第二频率阈值的情况下，通过调节每一输出端的输出电平，控制位于每一组电容开关网络内的第一可控开关器件的导通和关断，以及位于每一组电容开关网络内的第二可控开关器件的导通和关断，以减少N组电容开关网络中接入所述无线充电接收电路的电容的电容值。
其中，第一频率阈值小于或等于第二频率阈值。
结合第二方面，在第一种可能的实施方式中，该方法还可以包括如下步骤。
获取整流电路输出的电压和电流，并根据电压和电流得到输出功率。
在工作频率大于或等于第一频率阈值并且小于或等于第二频率阈值，电容开关网络中接入所述无线充电接收电路的电容的电容值小于预设电容阈值，且输出功率小于预设功率阈值的情况下，通过调节每一输出端的输出电平，控制位于每一组电容开关网络内的第一可控开关器件的导通和关断，以及位于每一组电容开关网络内的第二可控开关器件的导通和关断，以增加N组电容开关网络中接入所述无线充电接收电路的电容的电容值。
第三方面，本申请实施例提供了一种控制装置，该控制装置包括获取单元和调节单元。所述获取单元，用于获取整流电路的第一输入端和第二输入端之间的交流电压的工作频率。在所述工作频率小于第一频率阈值，且N组电容开关网络中接入所述无线充电接收电路的电容的电容值小于预设电容阈值的情况下，所述调节单元，用于调节每一输出端的输出电平，控制位于每一组电容开关网络内的第一可控开关器件的导通和关断，以及位于每一组电容开关网络内的第二可控开关器件的导通和关断，以增加所述N组电容开关网络中接入所述无线充电接收电路的电容的电容值。
在所述工作频率大于第二频率阈值的情况下，所述调节单元，还用于调节每一输出端的输出电平，控制位于每一组电容开关网络内的第一可控开关器件的导通和关断，以及位于每一组电容开关网络内的第二可控开关器件的导通和关断，以减少所述N组电容开关网络中接入所述无线充电接收电路的电容的电容值。其中，所述第一频率阈值小于或等于所述第二频率阈值。
结合第三方面，在第一种可能的实施方式中，所述获取单元，还用于获取所述整流电路输出的电压和电流，并根据所述电压和电流得到输出功率。在所述工作频率大于或等于所述第一频率阈值并且小于或等于所述第二频率阈值，所述电容开关网络中接入所述无线充电接收电路的电容的电容值小于所述预设电容阈值，且所述输出功率小于预设功率阈值的情况下，所述调节单元，还用于调节每一输出端的输出电平，控制位于每一组电容开关网络内的第一可控开关器件的导通和关断，以及位于每一组电容开关网络内的第二可控开关器件的导通和关断，以增加所述N组电容开关网络中接入所述无线充电接收电路的电容的电容值。
第四方面，本申请实施例提供了一种终端设备，包括如第一方面和第一方面的各种可能实施方式所述的无线充电接收电路。
第五方面，本申请实施例提供了一种存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如第二方面及和第二方面的各种可能实施方式所述的控制方法。
第六方面，本申请实施例提供了一种控制装置，用于执行上述第二方面和第二方面的各种可能实施方式所述的方法。
第七方面，本申请实施例提供一种控制装置，包括：处理器和存储器，存储器用于存储程序，处理器调用存储器存储的程序，以执行上述第二方面和第二方面的各种可能实施方式所述的方法。
第八方面，本申请实施例提供一种计算机程序产品，当该计算机程序产品在控制装置上运行时，使得控制装置执行上述第二方面和第二方面的各种可能实施方式所述的方法。
第九方面，本申请实施例提供一种芯片系统，包括：处理器，用于支持控制装置执行上述第二方面和第二方面的各种可能实施方式所述的方法。
第十方面，本申请实施例提供一种无线充电系统，包括无线充电发送电路以及上述第一方面和第一方面的各种可能实施方式所述的无线充电接收电路，所述无线充电接收电路和所述无线充电发送电路之间通过磁感应的方式进行能量传输。
第二方面至第十方面的技术效果可以参照第一方面和第一方面的各种可能实施方式所述内容。
附图说明
图1为一种无线充电系统的原理示意图；
图2为另一种无线充电系统的原理示意图；
图3为本申请实施例提供的一种无线充电系统的原理示意图；
图4为本申请实施例提供的另一种无线充电系统的原理示意图；
图5为本申请实施例提供的一种仿真示意图；
图6为本申请实施例提供的一种无线充电接收电路输出电压随并联谐振电容变化的示意图；
图7为本申请实施例提供的另一种无线充电接收电路输出电压随并联谐振电容变化的示意图；
图8为本申请实施例提供的又一种无线充电接收电路输出电压随并联谐振电容变化的示意图；
图9为本申请实施例提供的一种终端设备的结构示意图；
图10为本申请实施例提供的一种无线充电接收电路的结构示意图；
图11为本申请实施例提供的另一种无线充电接收电路的结构示意图；
图12为本申请实施例提供的又一种无线充电接收电路的结构示意图；
图13为本申请实施例的无线充电接收电路与传统无线充电接收电路的偏位能力及效率的对比示意图；
图14为本申请实施例的可控开关器件(例如MOSFET)驱动时序与无线充电接收电路的输出功率之间关系的示意图；
图15为本申请实施例提供的一种控制方法流程示意图一；
图16为本申请实施例提供的一种控制方法流程示意图二；
图17为本申请实施例提供的一种控制装置结构示意图一；
图18为本申请实施例提供的一种控制装置结构示意图二。
具体实施方式
如图1所示，为一种无线充电的原理示意图。请继续参见附图1，无线充电发送电路101采用初级串联谐振电容Cp和初级线圈Lp串联，无线充电接收电路102采用次级线圈Ls和次级串联谐振电容Cs串联。在图1所示的无线充电系统中，初级线圈Lp和次级线圈Ls之间的传输距离很近。随着初级线圈Lp和次级线圈Ls之间的传输距离的增加，无线充电接收电路102的输出功率快速下降，因此，该无线充电接收电路102的抗偏移能力差。
如图2所示，为另一种无线充电的原理示意图。请继续参见图2，无线充电发送电路101采用初级串联谐振电容Cp和初级线圈Lp串联，无线充电接收电路102采用次级线圈Ls和次级串联谐振电容Cs并联。在图2所示的无线充电系统中，虽然无线充电接收电路102的抗偏移能力相对于图1所示的无线充电接收电路102更好，但由于并联补偿方式在谐振点附近的输出电压具有谐振峰，而谐振峰的电压变化率较大，因此难以平稳地控制输出电压。
如图3所示，本申请实施例提供了一种无线充电系统，包括无线充电发送电路101和无线充电接收电路102，所述无线充电接收电路和所述无线充电发送电路之间通过磁感应的方式进行能量传输。本申请实施例中，无线充电发送电路101仍可以采用初级串联谐振电容Cp和初级线圈Lp串联，无线充电接收电路102采用次级线圈Ls和次级串联谐振电容Cs串联后再与并联谐振电容Cd并联。当无线充电发送电路101的初级线圈Lp和无线充电接收电路102的次级线圈Ls之间的传输距离增加时，首先采用现有技术中降低无线充电发送电路101侧输出的交流电频率的方式来补偿无线充电接收电路102侧因为传输距离增加而导致的输出电压和输出功率的下降。在降低无线充电发送电路101侧输出的交流电频率时，无线充电接收电路102侧耦合的工作频率降低。当检测到无线充电接收电路102侧耦合的工作频率降低至一定程度时，即当初级线圈Lp和次级线圈Ls之间的传输距离增加较大时，无法再进一步降低无线充电发送电路101侧输出的交流电频率，此时通过增加并联谐振电容Cd的电容值来增加无线充电接收电路102的输出电压，以此来防止由于无线充电发送电路101的初级线圈Lp和无线充电接收电路102的次级线圈Ls之间的传输距离增加，而导致的无线充电接收电路的输出电压降低。
为了更符合实际电路来对并联谐振电容Cd的作用进行仿真，图4在图3基础上进一步补充了：无线充电发送电路101侧的线阻Rp、初级磁耦合系统等效漏感Lkp，以及无线充电接收电路102侧的线阻Rs、次级磁耦合系统等效漏感Lks、滤波电容Cf。并且示例性的，整流电路1021为包括四个二极管的整流桥，此时无线充电接收电路102的负载为非线性的负载。对图4所示的原理图进行仿真，得到图5所示的仿真示意图，仿真结果包括：无线充电发送电路101侧的线电流i1、交流电源Vs的电压。图5还示出了并联谐振电容Cd参与谐振后，无线充电接收电路102中的并联谐振电容Cd的端电压Vd(即整流电路1021的输入电压)、无线充电接收电路102侧的线电流i2以及整流电路1021的输入电流i3。其中，并联谐振电容Cd的端电压V2为交流电，并且V2滞后电源电压V1一定相位差，无线充电接收电路102侧的线电流i2为近似正弦波，整流电路1021的输入电流i3为i2的一部分。
影响无线充电系统输出电压的因素包括无线充电接收电路102的工作频率Fs、负载RL以及初级线圈Lp和次级线圈Ls之间的传输距离。其中，随着初级线圈Lp和次级线圈Ls之间的传输距离增大，初级线圈Lp和次级线圈Ls之间的磁耦合系统等效漏感LK也增大，所以可以用初级线圈Lp和次级线圈Ls之间的磁耦合系统等效漏感LK等效代替初级线圈Lp和次级线圈Ls之间的传输距离。
如图6所示，为一种无线充电接收电路102输出电压随并联谐振电容Cd变化的示意图。此时，负载RL为10欧姆，磁耦合系统等效漏感Lk为7uH，工作频率Fs分别为140KHz、145KHz、150KHz。从中可以看出，当工作频率Fs越高时，无线充电接收电路102输出电压越低。并且从图6中还可以看出，输出电压随并联谐振电容Cd电容值增大而先增大后减小，即各个工作频率Fs曲线均包括单峰值点和单调递增区间，取各个工作频率Fs曲线的单调递增区间的交集得到单调递增区间[0,MAX1]。
如图7所示，为另一种无线充电接收电路102输出电压随并联谐振电容Cd变化的示意图。此时，负载RL为10欧姆，工作频率Fs为145KHz，磁耦合系统等效漏感Lk分别为3uH、5uH、7uH。从图7中可以看出，当磁耦合系统等效漏感LK越高(即，无线充电发送电路101与无线充电接收电路102之间的距离越大，初级线圈Lp与次级线圈Ls之间的距离越大)时，无线充电接收电路102输出电压越低。继续参见图7，容易知道，输出电压随并联谐振电容Cd电容值增大而先增大后减小，即各个磁耦合系统等效漏感Lk曲线均包括单峰值点和单调递增区间，取各个磁耦合系统等效漏感Lk曲线的单调递增区间的交集得到单调递增区间[0,MAX2]。
如图8所示，为又一种无线充电接收电路102输出电压随并联谐振电容Cd变化的示意图。此时，工作频率Fs为145KHz，磁耦合系统等效漏感Lk为7uH，负载RL分别为10Ω、15Ω、20Ω。从图8中可以看出，当负载RL越高，则无线充电接收电路102输出电压越高.继续参见图8，容易看出，输出电压随并联谐振电容Cd电容值增大而先增大后减小，即各个负载RL曲线均包括单峰值点和单调递增区间，取各个负载RL曲线的单调递增区间的交集得到单调递增区间[0,MAX3]。
结合图6-8来看，可以将单调递增区间[0,MAX1]、[0,MAX2]、[0,MAX3]的交集[0，MAX]作为控制并联谐振电容Cd的电容值的单调递增区间，将MAX作为预设电容阈值，并联谐振电容Cd在单调递增区间[0，MAX]范围内时，输出电压始终随着并联谐振电容Cd电容的增加而单调递增，并联谐振电容Cd增加过程中只要不超过预设电容阈值MAX，无线充电接收电路102输出电压均能随之增加。
现有的可调节电容器件的电容值的调节范围较小，因此可以将并联谐振电容Cd等效为多个子电容C1-Cn并联，这样各个子电容的电容值可以不受限制，等效的并联谐振电容Cd的电容值也可以在大范围内进行调节。再将子电容C1-Cn中的每一个分别与开关可控开关器件S1-Sn中的每一个串联，通过控制开关可控开关器件S1-Sn的导通和关断来控制并联的子电容C1-Cn的数目，从而达到调节等效并联谐振电容Cd的电容值的目的。但是如图5所示，并联谐振电容Cd的端电压V2为交流电，单个开关可控开关器件只能在半周期中实现关断或导通，并且考虑到电路平衡作用，因此进一步地，如图10所示，将电容C1-Cn中的每一个进一步等效为串联并且电容值相同的电容对，例如(C1,C1’)……(Cn,Cn’)，并且每个电容是否接入所述无线充电接收电路仍由一个开关可控开关器件的导通和关断来控制，例如，开关可控开关器件S1的导通和关断控制电容C1是否接入所述无线充电接收电路，开关可控开关器件S1’的导通和关断控制电容C1是否接入所述无线充电接收电路。需要说明的是，开关可控开关器件S1和S1’的驱动信号是连接在一起的，所以可以控制电容C1和C1’是否同时接入所述无线充电接收电路，其他电容(C2,C2’)……(Cn,Cn’)的控制方式同理。
所谓的“电容是否接入所述无线充电接收电路”是指，如果对应于该电容的可控开关器件是导通的，则该电容是接入所述无线充电接收电路的，如果对应于该电容的可控开关器件是关断的，则该电容是没有被接入所述无线充电接收电路的。在电容是接入所述无线充电接收电路时，则该电容是该无线充电接收电路的工作电容的一部分，也即，该电容能够影响该无线充电接收电路的输出电压和工作频率。在电容没有接入所述无线充电接收电路时，则该电容不是该无线充电接收电路的工作电容的一部分，也即，该电容不能够影响该无线充电接收电路的输出电压和工作频率，这种情况下，该电容是没有工作的，或者，没有实际参与到所述无线充电接收电路的工作中。
为简便描述起见，本申请实施例中所涉及的第一端、第一输入端、第一输出端在附图中的所属器件或电路中用标号“1”表示，第二端、第二输入端、第二输出端在附图中的所属器件或电路中用标号“2”表示。
本申请实施例涉及的无线充电接收电路可以应用于终端设备。该终端设备包括：各种具有无线通信功能的手持设备、车载设备、可穿戴设备、计算设备或连接到无线调制解调器的其它处理设备；还可以包括用户单元(subscriber unit)、蜂窝电话(cellularphone)、智能电话(smart phone)、无线数据卡、个人数字助理(personal digitalassistant，PDA)电脑、平板型电脑、无线调制解调器(modem)、手持设备(handheld)、膝上型电脑(laptop computer)、无绳电话(cordless phone)或者无线本地环路(wireless localloop，WLL)台、机器类型通信(machine type communication,MTC)终端、用户设备(userequipment，UE)，移动台(mobile station，MS)，终端设备(terminal device)或者中继设备(relay equipment)等。其中，中继设备例如可以是5G家庭网关(residential gateway，RG)，或者无线中继(radio relay)等。
如图9所示，为本申请实施例提供的一种终端设备的结构示意图。图9中以终端设备为手机为例，对手机的通用硬件架构进行说明。
手机900可以包括：射频(radio frequency，RF)电路910、存储器920、其他输入设备930、显示屏990、传感器950、音频电路960、I/O子系统970、处理器980、以及电源990等部件。本领域技术人员可以理解，图中所示的手机的结构并不构成对手机的限定，可以包括比图示更多或者更少的部件，或者组合某些部件，或者拆分某些部件，或者不同的部件布置。本领域技术人员可以理解显示屏940属于用户界面(user interface，UI)，显示屏940可以包括显示面板941和触摸面板942。尽管未示出，手机还可以包括摄像头、蓝牙模块等功能模块或器件，在此不再赘述。
进一步地，处理器980分别与RF电路910、存储器920、音频电路960、I/O子系统970、以及电源990连接。I/O子系统970分别与其他输入设备930、显示屏940、传感器950连接。其中，RF电路910可用于在收发信息或通话过程中对信号的接收和发送，特别地，接收来自网络侧的下行信息后，发送给处理器980处理。存储器920可用于存储软件程序以及模块。处理器980通过运行存储在存储器920的软件程序以及模块，从而执行手机的各种功能应用以及数据处理，例如执行本申请实施例中终端设备的方法和功能。其他输入设备930可用于接收输入的数字或字符信息，以及产生与手机的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。显示屏940可用于显示由用户输入的信息或提供给用户的信息以及手机的各种菜单，还可以接受用户输入。传感器950可以为光传感器、运动传感器或者其他传感器。音频电路960可提供用户与手机之间的音频接口。I/O子系统970用来控制输入输出的外部设备，外部设备可以包括其他设备输入控制器、传感器控制器、显示控制器。处理器980是手机200的控制中心，利用各种接口和线路连接整个手机的各个部分，通过运行或执行存储在存储器920内的软件程序和/或模块，以及调用存储在存储器920内的数据，执行手机900的各种功能和处理数据，从而对手机进行整体监控。
电源990可以包括电池和本申请实施例涉及的无线充电接收电路，电源990用于给上述各个部件供电。优选的，电源可以通过电源管理系统与处理器980逻辑相连，从而通过电源管理系统实现管理充电、放电、以及功耗等功能。
对于本申请实施例涉及的无线充电接收电路来说，负载RL包括电池以及终端设备中除了电源990以外的上述各部件，无线充电接收电路可以从无线充电发送电路获取能量，并为负载RL供电。
如图10所示，为本申请实施例提供的一种无线充电接收电路的结构示意图。该无线充电接收电路包括：N组电容开关网络200、整流电路300和控制器CTRL，N为大于或等于1的整数。需要说明的是，为了说明清楚，本申请实施例中的附图示例性的示出多组电容开关网络200，但并不意在限定采用多组电容开关网络200。
每一组电容开关网络200的第一端连接整流电路300的第一输入端。每一组电容开关网络200的第二端连接整流电路300的第二输入端。也就是说，当电容开关网络200的数量多于1组时，各电容开关网络200之间并联，即所有电容开关网络200的第一端均连接整流电路300的第一输入端，所有电容开关网络200的第二端均连接整流电路300的第二输入端。
示例性的，整流电路300的一种实现方式是如图10所示的包括四个二极管(D1-D4)的整流桥，还可以是其他实现方式，例如集成的整流芯片等等，本申请并不限定。
可选的，该无线充电接收电路还包括第一滤波电容Cf1，整流电路300的第一输出端连接第一滤波电容Cf1的第一端，整流电路300的第二输出端连接第一滤波电容Cf1的第二端。整流电路300输出的直流电包含杂波，经过第一滤波电容Cf1滤波后，可以为负载RL供电。
下面以第n(1≤n≤N)组电容开关网络200为例，对电容开关网络200的工作原理进行说明：
电容开关网络200包括：第一电容Cn、第二电容Cn’、第一可控开关器件Sn、第二可控开关器件Sn’和接地点M，接地点M可以连接整流电路300的接地端GND。位于接地点M一侧的第一电容Cn和第一可控开关器件Sn串联，位于接地点M另一侧的第二电容Cn’和第二可控开关器件Sn串联，其中，同一组电容开关网络200中的第一电容Cn的电容值和第二电容Cn’的电容值相等。上述对第一电容Cn、第二电容Cn’的限定，保证了电容开关网络200的接地点M电位为0，否则，会在接地点M产生不平衡电流。
同一组电容开关网络200中的第一电容Cn的电容值与第二电容Cn’的电容值相等，不同组电容开关网络200之间的第一电容Cn的电容值可以不同。一种可能的实现方式中，第i+1组电容开关网络中的第一电容的电容值为第i组电容开关网络中的第一电容的电容值的K倍，第i+1组电容开关网络中的第二电容的电容值为第i组电容开关网络中的第二电容的电容值的K倍，i为整数且1≤i≤N-1，1≤K≤10。例如，第i组电容开关网络200中的第一电容和第二电容的电容值为a*Ki，第i+1组电容开关网络200中的第一电容与第二电容的电容值为a*Ki+1，a为比例系数。示例性的，K可以为2。
示例性的，第一电容Cn、第二电容Cn’、第一可控开关器件Sn和第二可控开关器件Sn’的一种串联方式如图10所示，第一电容Cn、第一可控开关器件Sn、第二可控开关器件Sn’、第二电容Cn’依次串联，电容开关网络200的接地点M位于第一可控开关器件Sn和第二可控开关器件Sn’之间。第一电容Cn的第一端连接整流电路300的第一输入端，第一电容Cn的第二端连接第一可控开关器件Sn的第一端，第一可控开关器件Sn的第二端连接第二可控开关器件Sn的第一端，第二可控开关器件的第二端连接第二电容Cn’的第一端，第二电容Cn’的第二端连接整流电路300的第二输入端，第一可控开关器件Sn的第二端和第二可控开关器件Sn’的第一端之间的公共点接地。
示例性的，第一电容Cn、第二电容Cn’、第一可控开关器件Sn和第二可控开关器件Sn’的另一种串联方式如图11所示，第一可控开关器件Sn、第一电容Cn、第二电容Cn’、第二可控开关器件Sn’依次串联，电容开关网络200’的接地点M位于第一电容Cn和第二电容Cn’之间。第一可控开关器件Sn的第一端连接整流电路300的第一输入端，第一可控开关器件Sn的第二端连接第一电容Cn的第一端，第一电容Cn的第二端连接第二电容Cn’的第一端，第二电容Cn’的第二端连接第二可控开关器件Sn’的第一端，第二可控开关器件Sn’的第二端连接整流电路300的第二输入端，第一电容Cn的第二端和第二电容Cn’的第一端之间的公共点接地。
可控开关器件(无论是第一可控开关器件Sn还是第二可控开关器件Sn’)包括控制端，可控开关器件的控制端为第一电平时，该可控开关器件导通，可控开关器件的控制端为第二电平时，该可控开关器件关断，通过控制控制端为不同电平即可以起到控制该可控开关器件开关的作用。
示例性的，第一可控开关器件Sn和第二可控开关器件Sn’的一种实现方式是如图10或图11所示的N型金属-氧化物半导体场效应晶体管(metal-oxide-semiconductorfield-effect transistor，MOSFET)，MOSFET的G端为控制端，当MOSFET的G端为第一电平时，S端和D端导通，当MOSFET的G端为第二电平时，S端和D端关断。其中，第一电平为高电平，第二电平为低电平。需要说明的是，可控开关器件还可以是其他实现方式，例如P型MOSFET等等，电路相应进行调整即可应用于本申请实施例，因此本申请并不限定可控开关器件的具体实现方式。
控制器CTRL包括N个输出端，N个输出端与N组电容开关网络是一一对应的，每一输出端用于和位于对应的一组电容开关网络内的第一可控开关器件Sn的控制端和第二可控开关器件Sn’的控制端连接。例如，控制器CTRL的第n输出端连接第n组电容开关网络中第一可控开关器件Sn的控制端和第二可控开关器件Sn’的控制端，1≤n≤N。当第n输出端输出第一电平时，第n组电容开关网络中第一可控开关器件Sn以及第二可控开关器件Sn’导通，使得第n组电容开关网络中第一电容Cn和第二电容Cn’接入所述无线充电接收电路中，并联电容的电容值增加。当第n输出端输出第二电平时，第n组电容开关网络中第一可控开关器件Sn以及第二可控开关器件Sn’关断，使得第n组电容开关网络中第一电容Cn和第二电容Cn’从电路中断开，并联电容的电容值降低。
控制器CTRL可以与电容开关网络200共地，因此不必增加驱动或辅助供电电源隔离，可以简化电路设计。
控制器CTRL用于：
获取整流电路300的第一输入端和第二输入端之间的交流电压的工作频率，例如，控制器CTRL可以通过专用集成电路(integrated circuit，IC)获取所述工作频率。
在工作频率小于第一频率阈值，并且N组电容开关网络200中接入的第一电容Cn和第二电容Cn’的电容值小于预设电容阈值MAX的情况下，通过调节每一输出端的输出电平，控制位于每一组电容开关网络200内的第一可控开关器件Sn的导通和关断，以及位于每一组电容开关网络200内的第二可控开关器件Sn’的导通和关断，增加N组电容开关网络200中接入无线充电接收电路的电容的电容值。
在工作频率大于第二频率阈值的情况下，通过调节每一输出端的输出电平，控制位于每一组电容开关网络内的第一可控开关器件的导通和关断，以及位于每一组电容开关网络200内的第二可控开关器件的导通和关断，以减少N组电容开关网络中接入所述无线充电接收电路的电容的电容值。其中，第一频率阈值小于或等于第二频率阈值。
控制器CTRL内部可以有比例积分运算器，将工作频率和预设频率阈值的差值输入比例积分运算器得到工作频率与预设频率阈值的比较结果。
如前文所述，当传输距离增大时，可以通过降低无线充电发送电路101侧输出的交流电频率，来补偿无线充电接收电路102侧因为传输距离增加导致的输出电压和输出功率的下降，此时，无线充电接收电路102侧谐振的工作频率也会相应下降。因为无线充电发送电路101侧的交流电频率的调节范围有限，无线充电接收电路102侧谐振的工作频率的调节范围也有限，因此当该工作频率下降到第一频率阈值以下时，控制增加并联谐振电容Cd的电容值，以此补偿无线充电接收电路的输出电压和输出功率的下降，当该工作频率上升到第二频率阈值以上时，控制减少并联谐振电容Cd的电容值，以防止无线充电接收电路的输出电压和输出功率过大。
在一种可能的实施方式中，控制器可以按照各组电容开关网络200中第一电容和第二电容的电容值的大小次序，控制输出端输出第一电平或第二电平。例如，如前文所述，假设第i组电容开关网络200中的第一电容和第二电容的电容值为a*Ki，第i+1组电容开关网络200中的第一电容与第二电容的电容值为a*Ki+1。在增加电容开关网络中接入的第一电容和第二电容的电容值前，控制器的第1输出端至第i输出端均输出第一电平，第i+1输出端至第N输出端输出第二电平。当满足上述增加电容值的条件时，控制器的第1输出端至第i+1输出端输出第一电平，第i+2输出端至第N输出端输出第二电平。
或者，在另一种可能的实施方式中，控制器可以按照电容值的最小步进方式，控制输出端输出第一电平或第二电平。例如，如前文所述，假设第i组电容开关网络200中的第一电容和第二电容的电容值为a*Ki，第i+1组电容开关网络200中的第一电容与第二电容的电容值为a*Ki+1。在增加电容开关网络中接入的第一电容和第二电容的电容值前，控制器的第i输出端输出第一电平，其他输出端均输出第二电平。当满足上述增加电容值的条件时，控制器的第1输出端和第i输出端输出第一电平，其他输出端均输出第二电平。
需要说明的是，每次改变并联谐振电容Cd的电容值时，不限定上述控制方式。
可选的，该无线充电接收电路还包括次级线圈Ls和次级串联谐振电容Cs。次级线圈Ls的第一端连接次级串联谐振电容Cs的第一端，次级串联谐振电容Cs的第二端连接N组电容开关网络200的第一端以及整流电路300的第一输入端。次级线圈Ls的第二端连接N组电容开关网络200的第二端以及整流电路300的第二输入端。
次级线圈Ls用于与无线充电发送电路的初级线圈进行耦合。次级串联谐振电容Cs用于与次级线圈Ls产生串联谐振。N组电容开关网络200用于与次级串联谐振电容Cs和次级线圈Ls产生并联谐振。
本申请实施例提供的无线充电接收电路，通过采用N组电容开关网络并联的方式，并通过控制器控制位于每一组电容开关网络内的第一可控开关器件的导通和关断，以及，位于每一组电容开关网络内的第二可控开关器件的导通和关断，来控制N组电容开关网络中接入该无线充电接收电路的电容的电容值。进一步地，在整流电路的第一输入端和第二输入端之间输入的交流电的工作频率小于第一频率阈值时，控制增加N组电容开关网络中接入该无线充电接收电路内的电容的电容值。在上述工作频率大于第二频率阈值时，控制减小N组电容开关网络中接入该无线充电接收电路内的电容的电容值。也即，通过控制位于该N组电容开关网络中的每一组电容开关网络中的第一可控开关器件和第二可控开关器件的导通和关断，就能够实现增加接入无线充电接收电路的电容或减小接入无线充电接收电路的电容，进而能够实现对无线充电接收电路侧整流电路输入的交流电的工作频率进行调整。因此，本申请提供了一种便捷的控制该整流电路输入的交流电的工作频率的电路结构。
可选的，如图12所示，该无线充电接收电路还可以包括直流/直流(directcurrent/direct current，DC/DC)降压电路400。
第一滤波电容Cf1的第一端连接DC/DC降压电路400的第一输入端，第一滤波电容Cf1的第二端连接DC/DC降压电路400的第二输入端，DC/DC降压电路400的第一输出端连接负载RL的第一端，DC/DC降压电路400的第二输出端连接负载RL的第二端，用于降低第一滤波电容Cf1两端的电压，以提高等效的负载阻抗。
在调节无线充电接收电路的输出功率时，要求输出电压尽量保持稳定，如前文所述，在增大并联谐振电容的电容值时，会导致整流电路300输出的电压增大，因此需要相应地调节DC/DC降压电路400，使得DC/DC降压电路400(即无线充电接收电路)输出的电压稳定。
可选的，如图12所示，该无线充电接收电路还可以包括：第一电阻R1和第二电阻R2。
在第一滤波电容Cf1的第一端与DC/DC降压电路400的第一输入端之间连接第一电阻R1的第一端连接整流电路300的第一输出端，第一电阻R1的第二端连接第二电阻R2的第一端，第二电阻R2的第二端连接整流电路300的第二输出端。第二电阻R1的第一端连接控制器CTRL的第一输入端，第一电阻R1和第二电阻R2用于测量整流电路300输出的电压V3。
其中，第一电阻R1的第二端以及第二电阻R1的第一端处引出点的电压Vx＝V3*R2/(R1+R2)，通过V3＝Vx*(R1+R2)/R2即可以反推出整流电路300输出的电压V3。需要说明的是，通过分压测量电压V3的原因在于通常整流电路300输出的电压V3较高，超过控制器CTRL输入端的耐压值，所以通过第一电阻和第二电阻分压来将引出点的电压降至控制器CTRL输入端的耐压值以下。
可选的，如果DC/DC降压电路400不包括滤波电容，则该无线充电接收电路还可以包括第二滤波电容Cf2。在DC/DC降压电路400的第一输出端与负载RL的第一端之间连接第二滤波电容Cf2的第一端，在DC/DC降压电路400的第二输出端与负载RL的第二端之间连接第二滤波电容Cf2的第二端。第二滤波电容Cf2用于对DC/DC降压电路400输出电流进行滤波。
可选的，该无线充电接收电路还可以包括电流采样装置CuSa。电流采样装置CuSa位于第一滤波电容Cf1与DC/DC降压电路400之间的正极线或接地线上，该电流采样装置CuSa连接控制器CTRL的第二输入端，用于测量整流电路300输出的电流i4。电流采样装置CuSa可以利用电阻两端的压降与电阻阻值的比值来测量电流。
需要说明的是，还可以有其他测量整流电路输出的电压V3和电流i4的方式，本申请并不限定。
控制器CTRL还可以用于：
获取整流电路输出的电压V3和电流i4。根据电压V3和电流i4得到输出功率P＝V3*i4。
在工作频率大于或等于第一频率阈值并且小于或等于第二频率阈值，电容开关网络中接入所述无线充电接收电路的电容的电容值小于预设电容阈值，并且输出功率小于预设功率阈值的情况下，通过调节每一输出端的输出电平，控制位于每一组电容开关网络内的第一可控开关器件的导通和关断，以及位于每一组电容开关网络内的第二可控开关器件的导通和关断，以增加N组电容开关网络中接入所述无线充电接收电路的电容的电容值。
关于如何增加N组电容开关网络中接入所述无线充电接收电路的电容的电容值可以参照前文描述，在此不再重复。
该实施方式可以根据工作频率以及整流电路输出功率调节该N组电容开关网络中的每一组电容开关网络中的第一可控开关器件和第二可控开关器件的导通和关断，就能够实现增加接入无线充电接收电路的电容或减小接入无线充电接收电路的电容，进而能够实现对无线充电接收电路侧整流电路输入的交流电的工作频率进行调整。
如图13所示，为本申请实施例的无线充电接收电路与传统无线充电接收电路的偏位能力及效率的对比示意图，偏位指相对于初级线圈或次级线圈所在平面的平行面或垂直面上传输距离的变化，示例性的，图13以垂直面保持传输距离5mm,平行面传输距离从0mm逐渐增加为例进行说明。从中可以看出，在各个偏位的距离上，本方案均高于传统方案的传输效率，提升约10％。并且在相对于初级线圈或次级线圈所在平面的平行面上偏位8mm时仍能保证一定的传输效率，而传统方案在该偏位为5mm时即已经无法传输。
如图14所示，为本申请实施例的可控开关器件(例如MOSFET)驱动时序与无线充电接收电路的输出功率之间关系的示意图。其中，横坐标为时间，单位为ms。S1/S1’表示第1组电容开关网络中第一可控开关器件S1和第二可控开关器件S1’的控制时序，S2/S2’表示第2组电容开关网络中第一可控开关器件S2和第二可控开关器件S2’的控制时序，S3/S3’表示第3组电容开关网络中第一可控开关器件S3和第二可控开关器件S3’的控制时序。第1组电容开关网络至第3组电容开关网络中的第一电容或第二电容的电容值依次递增。G表示S3/S3’、S2/S2’、S1/S1’的二进制编码对应的十进制编码，S1/S1’对应二进制的最低位，S3/S3’对应二进制的最高位。例如，假设S3/S3’为1，S2/S2’为0，S1/S1’为1，则二进制编码为101，对应的十进制编码G为5。V_out表示无线充电接收电路输出的电压，i_out表示无线充电接收电路输出的电流。该控制方式实际为控制器按照电容值的最小步进方式(二进制)，控制输出端输出第一电平或第二电平。
从图14中可以看出，无线充电接收电路正常工作时，V_out能始终稳定在5.5V左右。随着时间推移，G的数值逐渐增大，接入所述无线充电接收电路中的并联谐振电容的电容值逐渐增大，i_out逐渐增大，在V_out稳定的情况下，使得无线充电接收电路输出的功率也逐渐增大。
本申请的上述电路结构还可应用在偏移带载、偏移启动、高低频兼容等方面。
本申请实施例提供了一种控制方法，应用于上述无线充电接收电路，如图15所示，该方法包括：
S1501、获取整流电路的第一输入端和第二输入端之间的交流电压的工作频率。
S1502、在工作频率小于第一频率阈值，且N组电容开关网络中接入所述无线充电接收电路的电容的电容值小于预设电容阈值的情况下，通过调节每一输出端的输出电平，控制位于每一组电容开关网络内的第一可控开关器件的导通和关断，以及位于每一组电容开关网络内的第二可控开关器件的导通和关断，以增加N组电容开关网络中接入所述无线充电接收电路的电容的电容值。
S1503、在工作频率大于第二频率阈值的情况下，通过调节每一输出端的输出电平，控制位于每一组电容开关网络内的第一可控开关器件的导通和关断，以及位于每一组电容开关网络内的第二可控开关器件的导通和关断，以减少N组电容开关网络中接入所述无线充电接收电路的电容的电容值。
其中，第一频率阈值小于或等于第二频率阈值。
可选的，如图16所示，该方法还可以包括：
S1504、获取整流电路输出的电压和电流，并根据电压和电流得到输出功率。
S1505、在工作频率大于或等于第一频率阈值并且小于或等于第二频率阈值，电容开关网络中接入所述无线充电接收电路的电容的电容值小于预设电容阈值，且输出功率小于预设功率阈值的情况下，通过调节每一输出端的输出电平，控制位于每一组电容开关网络内的第一可控开关器件的导通和关断，以及位于每一组电容开关网络内的第二可控开关器件的导通和关断，以增加N组电容开关网络中接入所述无线充电接收电路的电容的电容值。
关于上述控制方法，具体可以参照前文所述控制器的内容，在此不再重复。
本申请实施例还提供一种控制装置，可以用于执行上述实施方式中控制器的功能。本申请实施例可以根据上述方法示例对控制装置进行功能模块的划分，例如，可以对应各个功能划分各个功能模块，也可以将两个或两个以上的功能集成在一个处理模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。需要说明的是，本申请中对模块的划分是示意性的，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。
在采用对应各个功能划分各个功能模块的情况下，图17示出了上述实施例中所涉及的控制装置的一种可能的结构示意图，控制装置17可以包括：获取单元1711、调节单元1712。上述各单元用于支持控制装置执行图15-16中任一附图中的相关方法。本申请提供的控制装置用于执行控制器的功能，因此，其相应的特征和所能达到的有益效果可参考上文所提供的对应的实施方式中的有益效果，此处不再赘述。
示例性的，获取单元1711用于支持控制装置17执行图15中的过程S1501，或图16中的过程S1501、S1504。调节单元1712用于支持控制装置17执行图15中的过程S1502-S1503，或图16中的过程S1502-S1503、S1505。其中，上述方法实施例涉及的各步骤的所有相关内容均可以援引到对应功能模块的功能描述，在此不再赘述。
一种可能的实施方式中，获取单元1711，用于获取整流电路的第一输入端和第二输入端之间的交流电压的工作频率。
在工作频率小于第一频率阈值，且N组电容开关网络中接入所述无线充电接收电路的电容的电容值小于预设电容阈值的情况下，调节单元1712，用于通过调节每一输出端的输出电平，控制位于每一组电容开关网络内的第一可控开关器件的导通和关断，以及位于每一组电容开关网络内的第二可控开关器件的导通和关断，以增加N组电容开关网络中接入所述无线充电接收电路的电容的电容值。
在工作频率大于第二频率阈值的情况下调节单元1712，还用于通过调节每一输出端的输出电平，控制位于每一组电容开关网络内的第一可控开关器件的导通和关断，以及位于每一组电容开关网络内的第二可控开关器件的导通和关断，以减少N组电容开关网络中接入所述无线充电接收电路的电容的电容值，其中，第一频率阈值小于或等于第二频率阈值。
一种可能的实施方式中，获取单元1711，还用于获取整流电路输出的电压和电流，并根据电压和电流得到输出功率。
在工作频率大于或等于第一频率阈值并且小于或等于第二频率阈值，电容开关网络中接入所述无线充电接收电路的电容的电容值小于预设电容阈值，且输出功率小于预设功率阈值的情况下调节单元1712，还用于通过调节每一输出端的输出电平，控制位于每一组电容开关网络内的第一可控开关器件的导通和关断，以及位于每一组电容开关网络内的第二可控开关器件的导通和关断，以增加N组电容开关网络中接入所述无线充电接收电路的电容的电容值。
图18示出了上述实施例中所涉及的控制装置的又一种可能的结构示意图。控制装置18包括：处理模块1822、通信模块1823。可选的，控制装置18还可以包括存储模块1821。上述各模块用于支持控制装置执行图15-16中任一附图中的相关方法。
一种可能的方式，处理模块1822用于对控制装置18的动作进行控制管理或者执行相应的处理功能，例如执行获取单元1711、调节单元1712的功能。通信模块1823用于支持控制装置18与其他设备通信的功能。存储模块1821用于存储控制装置的程序代码和/或数据。
其中，处理模块1822可以是处理器或控制器，例如可以是中央处理器(centralprocessing unit，CPU)，通用处理器，数字信号处理器(digital signal processor，DSP)，专用集成电路(application-specific integrated circuit，ASIC)，现场可编程门阵列(field programmable gate array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、晶体管逻辑器件、硬件部件或者其任意组合。其可以实现或执行结合本申请公开内容所描述的各种示例性的逻辑方框，模块和电路。所述处理器也可以是实现计算功能的组合，例如包含一个或多个微处理器组合，DSP和微处理器的组合等等。通信模块1823可以是网络接口或通信接口等。存储模块1821可以是存储器。
一种可能的方式，处理模块1822可以为图9中的处理器980，通信模块1823可以为图9中的RF电路910，存储模块1821可以为图9中的存储器920。其中，一个或多个程序被存储在存储器中，一个或多个程序包括指令，指令当被控制装置执行时使控制装置执行图15-16中任一附图中的相关方法。
本申请实施例还提供一种控制装置，包括：处理器和存储器，所述存储器用于存储程序，所述处理器调用存储器存储的程序，以使控制装置执行图15-16中任一附图中的相关方法。
本申请实施例还提供一种存储一个或多个程序的计算机存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时，使控制装置执行图15-16中任一附图中的相关方法。
本申请实施例还提供了一种包含指令的计算机程序产品，当该计算机程序产品在控制装置上运行时，使得控制装置执行图15-16中任一附图中的相关方法。
本申请实施例提供了一种芯片系统，该芯片系统包括处理器，用于支持控制装置执行图15-16中任一附图中的相关方法。例如控制设备根据第一指示信息和第二指示信息确定通过数据流通信的发送端和接收端，其中，第一指示信息用于指示第一设备为发送端，第二指示信息用于指示第二设备为接收端，或者，第一指示信息用于指示第一设备为接收端，第二指示信息用于指示第二设备为发送端，数据流包括标识数据流的第一信息，第一信息用于指示发送端通过数据流发送数据，还用于指示接收端通过数据流接收数据；控制设备获取数据流的带宽信息；控制设备发送数据流信息，发送带宽信息，其中，数据流信息用于指示发送端的端口标识、接收端的端口标识中的至少一项，发送端的端口标识、接收端的端口标识以及带宽信息用于数据流的创建。在一种可能的设计中，该芯片系统还包括存储器，该存储器，用于保存终端设备必要的程序指令和数据。该芯片系统，可以包括芯片，集成电路，也可以包含芯片和其他分立器件，本申请实施例对此不作具体限定。
其中，本申请提供的控制装置、计算机存储介质、计算机程序产品或者芯片系统均用于执行上文控制器所提供的控制方法，因此，其所能达到的有益效果可参考上文所提供的实施方式中的有益效果，此处不再赘述。
应理解，在本申请的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，设备或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件程序实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式来实现。该计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本申请实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或者数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(Digital Subscriber Line，DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可以用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质(例如，软盘、硬盘、磁带)，光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘(Solid State Disk，SSD))等。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (22)

1.一种无线充电接收电路，其特征在于，包括：N组电容开关网络、整流电路和控制器，N为大于或等于1的整数；每一组电容开关网络的第一端连接所述整流电路的第一输入端，每一组电容开关网络的第二端连接所述整流电路的第二输入端；
每一组电容开关网络包括第一电容、第二电容、第一可控开关器件、第二可控开关器件和接地点，位于所述接地点一侧的所述第一电容和所述第一可控开关器件串联，位于所述接地点另一侧的所述第二电容和所述第二可控开关器件串联，其中，同一组电容开关网络中的所述第一电容的电容值和所述第二电容的电容值相等；
所述控制器包括N个输出端，所述N个输出端与所述N组电容开关网络是一一对应的，每一输出端用于和位于对应的一组电容开关网络内的第一可控开关器件的控制端和第二可控开关器件的控制端连接；
所述控制器用于：
获取所述整流电路的第一输入端和第二输入端之间的交流电压的工作频率；
在所述工作频率小于第一频率阈值，且所述N组电容开关网络中接入所述无线充电接收电路的电容的电容值小于预设电容阈值的情况下，通过调节每一输出端的输出电平，控制位于每一组电容开关网络内的第一可控开关器件的导通和关断，以及位于每一组电容开关网络内的第二可控开关器件的导通和关断，以增加所述N组电容开关网络中接入所述无线充电接收电路的电容的电容值；
在所述工作频率大于第二频率阈值的情况下，通过调节每一输出端的输出电平，控制位于每一组电容开关网络内的第一可控开关器件的导通和关断，以及位于每一组电容开关网络内的第二可控开关器件的导通和关断，以减少所述N组电容开关网络中接入所述无线充电接收电路的电容的电容值，其中，所述第一频率阈值小于或等于所述第二频率阈值。
2.根据权利要求1所述的无线充电接收电路，其特征在于，所述控制器还用于：
获取所述整流电路输出的电压和电流，并根据所述电压和电流得到输出功率；
在所述工作频率大于或等于所述第一频率阈值并且小于或等于所述第二频率阈值，所述电容开关网络中接入所述无线充电接收电路的电容的电容值小于所述预设电容阈值，且所述输出功率小于预设功率阈值的情况下，通过调节每一输出端的输出电平，控制位于每一组电容开关网络内的第一可控开关器件的导通和关断，以及位于每一组电容开关网络内的第二可控开关器件的导通和关断，以增加所述N组电容开关网络中接入所述无线充电接收电路的电容的电容值。
3.根据权利要求1所述的无线充电接收电路，其特征在于，第i+1组电容开关网络中的所述第一电容的电容值为第i组电容开关网络中的所述第一电容的电容值的K倍，i为整数且1≤i≤N-1，1≤K≤10。
4.根据权利要求1-3任一项所述的无线充电接收电路，其特征在于，所述电路还包括次级线圈和次级串联谐振电容，所述次级线圈的第一端连接所述次级串联谐振电容的第一端，所述次级串联谐振电容的第二端连接所述N组电容开关网络的第一端以及所述整流电路的第一输入端，所述次级线圈的第二端连接所述N组电容开关网络的第二端以及所述整流电路的第二输入端。
5.根据权利要求1-3任一项所述的无线充电接收电路，其特征在于，还包括第一滤波电容，所述整流电路的第一输出端连接所述第一滤波电容的第一端，所述整流电路的第二输出端连接所述第一滤波电容的第二端。
6.根据权利要求4所述的无线充电接收电路，其特征在于，还包括第一滤波电容，所述整流电路的第一输出端连接所述第一滤波电容的第一端，所述整流电路的第二输出端连接所述第一滤波电容的第二端。
7.根据权利要求5所述的无线充电接收电路，其特征在于，还包括直流/直流降压电路；
所述第一滤波电容的第一端连接所述直流/直流降压电路的第一输入端，所述第一滤波电容的第二端连接所述直流/直流降压电路的第二输入端，所述直流/直流降压电路的第一输出端连接负载的第一端，所述直流/直流降压电路的第二输出端连接所述负载的第二端；所述直流/直流降压电路用于降低所述第一滤波电容两端的电压。
8.根据权利要求6所述的无线充电接收电路，其特征在于，还包括直流/直流降压电路；
所述第一滤波电容的第一端连接所述直流/直流降压电路的第一输入端，所述第一滤波电容的第二端连接所述直流/直流降压电路的第二输入端，所述直流/直流降压电路的第一输出端连接负载的第一端，所述直流/直流降压电路的第二输出端连接所述负载的第二端；所述直流/直流降压电路用于降低所述第一滤波电容两端的电压。
9.根据权利要求1-3、6-8任一项所述的无线充电接收电路，其特征在于，还包括第一电阻和第二电阻；
所述第一电阻的第一端连接所述整流电路的第一输出端，所述第一电阻的第二端连接所述第二电阻的第一端，所述第二电阻的第二端连接所述整流电路的第二输出端；所述第二电阻的第一端连接所述控制器的第一输入端，所述第一电阻和第二电阻用于测量所述整流电路输出的电压。
10.根据权利要求4所述的无线充电接收电路，其特征在于，还包括第一电阻和第二电阻；
所述第一电阻的第一端连接所述整流电路的第一输出端，所述第一电阻的第二端连接所述第二电阻的第一端，所述第二电阻的第二端连接所述整流电路的第二输出端；所述第二电阻的第一端连接所述控制器的第一输入端，所述第一电阻和第二电阻用于测量所述整流电路输出的电压。
11.根据权利要求5所述的无线充电接收电路，其特征在于，还包括第一电阻和第二电阻；
所述第一电阻的第一端连接所述整流电路的第一输出端，所述第一电阻的第二端连接所述第二电阻的第一端，所述第二电阻的第二端连接所述整流电路的第二输出端；所述第二电阻的第一端连接所述控制器的第一输入端，所述第一电阻和第二电阻用于测量所述整流电路输出的电压。
12.根据权利要求7所述的无线充电接收电路，其特征在于，还包括电流采样装置；
所述电流采样装置位于所述第一滤波电容与所述直流/直流降压电路之间的正极线或接地线上，且所述电流采样装置连接所述控制器的第二输入端，用于测量所述整流电路输出的电流。
13.根据权利要求8所述的无线充电接收电路，其特征在于，还包括电流采样装置；
所述电流采样装置位于所述第一滤波电容与所述直流/直流降压电路之间的正极线或接地线上，且所述电流采样装置连接所述控制器的第二输入端，用于测量所述整流电路输出的电流。
14.根据权利要求7所述的无线充电接收电路，其特征在于，还包括第二滤波电容；
在所述直流/直流降压电路的第一输出端与所述负载的第一端之间连接所述第二滤波电容的第一端，在所述直流/直流降压电路的第二输出端与所述负载的第二端之间连接所述第二滤波电容的第二端。
15.根据权利要求8所述的无线充电接收电路，其特征在于，还包括第二滤波电容；
在所述直流/直流降压电路的第一输出端与所述负载的第一端之间连接所述第二滤波电容的第一端，在所述直流/直流降压电路的第二输出端与所述负载的第二端之间连接所述第二滤波电容的第二端。
16.一种应用于无线充电接收电路的控制方法，其特征在于，应用于如权利要求1-9任一项所述的电路，所述方法包括：
获取整流电路的第一输入端和第二输入端之间的交流电压的工作频率；
在所述工作频率小于第一频率阈值，且N组电容开关网络中接入所述无线充电接收电路的电容的电容值小于预设电容阈值的情况下，通过调节每一输出端的输出电平，控制位于每一组电容开关网络内的第一可控开关器件的导通和关断，以及位于每一组电容开关网络内的第二可控开关器件的导通和关断，以增加所述N组电容开关网络中接入所述无线充电接收电路的电容的电容值；
在所述工作频率大于第二频率阈值的情况下，通过调节每一输出端的输出电平，控制位于每一组电容开关网络内的第一可控开关器件的导通和关断，以及位于每一组电容开关网络内的第二可控开关器件的导通和关断，以减少所述N组电容开关网络中接入所述无线充电接收电路的电容的电容值，其中，所述第一频率阈值小于或等于所述第二频率阈值。
17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
获取所述整流电路输出的电压和电流，并根据所述电压和电流得到输出功率；
在所述工作频率大于或等于所述第一频率阈值并且小于或等于所述第二频率阈值，所述电容开关网络中接入所述无线充电接收电路的电容的电容值小于所述预设电容阈值，且所述输出功率小于预设功率阈值的情况下，通过调节每一输出端的输出电平，控制位于每一组电容开关网络内的第一可控开关器件的导通和关断，以及位于每一组电容开关网络内的第二可控开关器件的导通和关断，以增加所述N组电容开关网络中接入所述无线充电接收电路的电容的电容值。
18.一种应用于无线充电接收电路的控制装置，其特征在于，包括：
获取单元，用于获取整流电路的第一输入端和第二输入端之间的交流电压的工作频率；
在所述工作频率小于第一频率阈值，且N组电容开关网络中接入所述无线充电接收电路的电容的电容值小于预设电容阈值的情况下，调节单元，用于调节每一输出端的输出电平，控制位于每一组电容开关网络内的第一可控开关器件的导通和关断，以及位于每一组电容开关网络内的第二可控开关器件的导通和关断，以增加所述N组电容开关网络中接入所述无线充电接收电路的电容的电容值；
在所述工作频率大于第二频率阈值的情况下，所述调节单元，还用于调节每一输出端的输出电平，控制位于每一组电容开关网络内的第一可控开关器件的导通和关断，以及位于每一组电容开关网络内的第二可控开关器件的导通和关断，以减少所述N组电容开关网络中接入所述无线充电接收电路的电容的电容值，其中，所述第一频率阈值小于或等于所述第二频率阈值。
19.根据权利要求18所述的控制装置，其特征在于，
所述获取单元，还用于获取所述整流电路输出的电压和电流，并根据所述电压和电流得到输出功率；
在所述工作频率大于或等于所述第一频率阈值并且小于或等于所述第二频率阈值，所述电容开关网络中接入所述无线充电接收电路的电容的电容值小于所述预设电容阈值，且所述输出功率小于预设功率阈值的情况下，所述调节单元，还用于调节每一输出端的输出电平，控制位于每一组电容开关网络内的第一可控开关器件的导通和关断，以及位于每一组电容开关网络内的第二可控开关器件的导通和关断，增加所述N组电容开关网络中接入所述无线充电接收电路的电容的电容值。
20.一种终端设备，其特征在于，包括如权利要求1-15任一项所述的无线充电接收电路。
21.一种存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求16或17所述的控制方法。
22.一种无线充电系统，其特征在于，包括无线充电发送电路以及如权利要求1-15任一项所述的无线充电接收电路，所述无线充电接收电路和所述无线充电发送电路之间通过磁感应的方式进行能量传输。
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