CN112335153A - 无线电力传输 - Google Patents

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K·J·卢洛福斯
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Abstract

提供了一种电池(100)。所述电池(100)包括第一电子电路(102)，所述第一电子电路被配置为在传输模式中操作为向设备无线地传输电力，并且在接收模式中操作为从所述设备无线地接收电力。所述第一电子电路(102)还被配置为调整所述第一电子电路(102)的电压增益，以在当所述电池(100)正在所述传输模式中操作时电力到所述设备的所述无线传输和当所述电池(100)正在所述接收模式中操作时电力从所述设备的所述无线接收中的任何一个或多个期间补偿所述电池(100)与所述设备之间的电压下降。

Description

无线电力传输
技术领域
本公开涉及用于无线电力传输的电池、设备和操作其的方法。
背景技术
在许多系统中，当不存在可用来给设备供电的市电时，电池用来给设备供电。电池具有触点，并且这些触点能够被污染。在一些应用中，触点的污染能够引起问题。这已经在现有系统中通过完全密封电池来解决。然而，当电池被完成密封时，不可能存在接触点。为了解决此，存在电池与要被供电的设备之间的电力连接是无线的一些现有系统。因此，在这些现有系统中，电池能够向设备无线地传输电力。无线电力传输在许多系统中使用。例如，智能手机能够通过无线电力传输来充电。
然而，无线电力传输遭受与电力损失和电压下降相关联的缺点。电力损失能够通过以有线方式或无线地(例如，以US2017/0133862中描述的方式)用外部电源给电池充电而在一定程度上被补偿。然而，补偿电压下降目前是不可能的，并且这能够负面地影响无线电力传输的效率并且甚至影响正在使用无线电力传输被充电的设备的操作。
发明内容
如上面提及的，使用无线电力传输的现有系统的限制是它们遭受电池与设备之间的低效无线电力传输并且甚至由于与无线电力传输相关联的电压下降的设备的低效操作。因此具有解决现有问题的改进将是有价值的。
因此，根据第一方面，提供了一种电池，包括第一电子电路。所述第一电子电路被配置为在传输模式中操作为向设备无线地传输电力，并且在接收模式中操作为从所述设备无线地接收电力。所述第一电子电路还被配置为调整所述第一电子电路的电压增益，以在当所述电池正在所述传输模式中操作时电力到所述设备的所述无线传输和当所述电池正在所述接收模式中操作时电力从所述设备的所述无线接收中的任何一个或多个期间补偿所述电池与所述设备之间的电压下降。
在一些实施例中，所述第一电子电路可以被配置为在所述传输模式中操作为在所述第一电子电路的所述电压增益独立于所述第一电子电路的负载的频率处或附近向所述设备无线地传输电力，其中，所述第一电子电路的所述负载包括所述设备。
在一些实施例中，所述第一电子电路可以被配置为在当所述电池正在所述传输模式中操作时在电力到所述设备的所述无线传输期间使用变压比来调整所述第一电子电路的所述电压增益。
在一些实施例中，所述第一电子电路可以包括全桥转换器，所述全桥转换器被配置为通过以下方式来调整所述第一电子电路的所述电压增益：被配置为调制电力到所述设备的所述无线传输以在当所述电池正在所述传输模式中操作时电力到所述设备的所述无线传输期间调整所述第一电子电路的所述电压增益。
在一些实施例中，所述第一电子电路可以包括电压倍增器，所述电压倍增器被配置为在当所述电池正在所述接收模式中操作时电力从所述设备的所述无线接收期间调整所述第一电子电路的所述电压增益。在一些实施例中，所述电压倍增器可以包括作为所述电压倍增器操作的所述全桥转换器的部分。
根据第二方面，提供了一种设备，包括第二电子电路。所述第二电子电路被配置为在传输模式中操作为向电池无线地传输电力，并且在接收模式中操作为从所述电池无线地接收电力。所述第二电子电路还被配置为调整所述第二电子电路的电压增益，以在当所述设备正在所述传输模式中操作时电力到所述电池的所述无线传输和当所述设备正在所述接收模式中操作时电力从所述电池的所述无线接收中的任何一个或多个期间补偿所述设备与所述电池之间的电压下降。
在一些实施例中，所述第二电子电路可以被配置为在所述传输模式中操作为在所述第二电子电路的所述电压增益独立于所述第二电子电路的负载的频率处或附近向所述电池无线地传输电力，其中，所述第二电子电路的所述负载包括所述电池。
在一些实施例中，所述第二电子电路可以被配置为在当所述设备正在所述传输模式中操作时在电力到所述电池的所述无线传输期间使用变压比来调整所述第二电子电路的所述电压增益。
在一些实施例中，所述第二电子电路可以包括全桥转换器，所述全桥转换器被配置为通过以下方式来调整所述第二电子电路的所述电压增益：被配置为调制电力到所述电池的所述无线传输，以在当所述设备正在所述传输模式中操作时电力到所述电池的所述无线传输期间调整所述第二电子电路的所述电压增益。
在一些实施例中，所述第二电子电路可以包括全桥整流器，所述全桥整流器被配置为通过以下方式来调整所述第二电子电路的所述电压增益：被配置为对电力从所述电池的所述无线接收进行整流，以在当所述设备正在所述接收模式中操作时在电力从所述电池的所述无线接收期间调整所述第二电子电路的所述电压增益。在一些实施例中，所述全桥整流器可以包括作为所述全桥整流器操作的所述全桥转换器的部分。
在一些实施例中，所述第二电子电路可以包括电压倍增器，所述电压倍增器被配置为在当所述设备正在所述接收模式中操作时在电力从所述电池的所述无线接收期间调整所述第二电子电路的所述电压增益。
根据第三方面，提供了一种系统，包括之前描述的电池和之前描述的设备。
根据第四方面，提供了一种操作包括第一电子电路的电池的方法。所述第一电子电路被配置为在传输模式中操作为向设备无线地传输电力，并且在接收模式中操作为从所述设备无线地接收电力。所述方法包括调整所述第一电子电路的电压增益，以在当所述电池正在所述传输模式中操作时电力到所述设备的所述无线传输和当所述电池正在所述接收模式中操作时电力从所述设备的所述无线接收中的任何一个或多个期间补偿所述电池与所述设备之间的电压下降。
根据第五方面，提供了一种操作包括第二电子电路的设备的方法。所述第二电子电路被配置为在传输模式中操作为向电池无线地传输电力，并且在接收模式中操作为从所述电池无线地接收电力。所述方法包括调整所述第二电子电路的电压增益，以在当所述设备正在所述传输模式中操作时电力到所述电池的所述无线传输和当所述设备正在所述接收模式中操作时电力从所述电池的所述无线接收中的任何一个或多个期间补偿所述设备与所述电池之间的电压下降。
根据第六方面，提供了一种包括计算机可读介质的计算机程序产品，所述计算机可读介质具有被体现在其中的计算机可读代码，所述计算机可读代码被配置为使得，在由合适的计算机或处理器上执行时，使计算机或处理器执行上面描述的方法。
根据本文中描述的方面和实施例，解决了现有系统的限制。具体地，根据上面描述的方面和实施例，电池与设备之间的电压下降能够通过电池和设备的电路的电压增益的调试来补偿。当电压下降通过调整来补偿时，系统能够变得负载独立。此外，调整能够被双向地执行，使得不管电力传输使从电池到设备还是从设备到电池，与电力传输相关联的电压下降能够被补偿。以这种方式，电力能够沿任一方向以高效方式被无线地传输，并且因此电池和设备两者能够有效地操作。也不存在为了实施这种高效电力传输所需的额外部件。
因此提供了旨在克服现有问题的用于无线电力传输的改进的电池、设备、系统、方法和计算机程序产品。参考下文描述的(一个或多个)实施例，这些和其他方面将是显而易见的并且得以阐明。
附图说明
示范性实施例现在将会仅以范例的方式参考附图来进行描述，其中：
图1是根据实施例的电池的方框图；
图2是根据实施例的设备的方框图；
图3是根据实施例的系统的方框图；
图4是根据另一实施例的系统的方框图；
图5是根据另一实施例的系统的方框图；
图6是根据另一实施例的系统的方框图；并且
图7是根据另一实施例的系统的方框图。
具体实施方式
如上面提及的，本文中提供了用于无线电力传输的改进的电池、设备、系统、方法和计算机程序。本文中描述的设备能够是任何类型的设备。例如，本文中描述的设备能够是器具(诸如家庭器具)、移动设备(诸如智能手机、平板电脑、笔记本电脑或任何其他移动设备)、或任何其他类型的设备。
图1图示了根据实施例的电池100。如图1中图示的，电池100包括第一电子电路102。简短地，第一电子电路102被配置为在传输模式302中操作为向设备200无线地传输电力，并且在接收模式304中从设备200无线地接收电力。因此，无线电力传输能够沿两个方向操作。即，无线电力传输是双向的。以这种方式，无线电力传输能够从电池100向设备200(例如以从电池100为设备200供应电力)和从设备200向电池100(例如从设备200给电池100充电)操作。第一电子电路102还被配置为调整第一电子电路102的电压增益，以在当电池100正在传输模式302中操作时电力到设备200的无线传输和当电池100正在接收模式304中操作时电力从设备200的无线接收中的任何一个或多个期间补偿电池100与设备200之间的电压下降。因此，当电池100正在传输模式302中、在接收模式304中、或在传输模式302和接收模式304两者中操作时，电池100与设备200之间的电压下降能够被补偿。
图2图示了根据实施例的设备200。如图2中图示的，设备200包括第二电子电路202。简洁地，第二电子电路202被配置为在传输模式304中操作为向电池100无线地传输电力，并且在接收模式302中从电池100无线地接收电力。因此，无线电力传输能够沿两个方向操作。即，无线电力传输是双向的。以这种方式，无线电力传输能够从电池100向设备200(例如以从电池100为设备200供应电力或给电池100放电)和从设备200向电池100(例如从设备200给电池100充电)操作。第二电子电路202还被配置为调整第二电子电路202的电压增益，以在当设备200正在传输模式304中操作时电力到电池100的无线传输和当设备200正在接收模式302中操作时电力从电池100的无线接收中的任何一个或多个期间补偿设备200与电池100之间的电压下降。因此，当设备200正在接收模式302中、在传输模式304中、或在接收模式302和传输模式304两者中操作时，设备200与电池100之间的电压下降能够被补偿。
图3图示了根据实施例的系统300。系统300包括之前参考图1描述的电池100和之前参考图2描述的设备。电池100和设备200能够被无线地连接到彼此。例如，在一些实施例中，电池100能够从设备200无线地分离(detachable)。电池100和设备200能够经由无线电力链路被无线地连接到彼此。在一些实施例中，无线电力链路能够是电力被无线地传输的感应链路。
如在图3中图示的，电池100的第一电子电路102被配置为在传输模式中操作为向设备200无线地传输电力，而第二电子电路202被配置为在接收模式中操作为从电池100无线地接收电力(通过图3中的箭头302图示)。而且如图3中图示的，第二电子电路202还被配置为在传输模式中操作为向电池100无线地传输电力，而电池100被配置为在接收模式中操作为从设备200无线地接收电力(通过图3中的箭头304图示)。因此，无线电力传输能够沿两个方向302、304操作。即，无线电力传输是双向的。以这种方式，无线电力传输能够从电池100向设备200(例如以从电池100为设备200供应电力)和从设备200向电池100(例如从设备200给电池100充电)操作。
如之前提到的，第一电子电路102被配置为调整第一电子电路102的电压增益，以在当电池100正在传输模式302中操作时电力到设备200的无线传输和当电池100正在接收模式304中操作时电力从设备200的无线接收中的任何一个或多个期间补偿电池100与设备200之间的电压下降。类似地，第二电子电路202还被配置为调整第二电子电路202的电压增益，以在当设备200正在传输模式304中操作时电力到电池100的无线传输和当设备200正在接收模式302中操作时电力从电池100的无线接收中的任何一个或多个期间补偿设备200与电池100之间的电压下降。
因此，电池100与设备200之间的电压下降能够在接收模式中、在传输模式中或在接收模式和传输模式两者中被补偿。实际上，电池100与设备200之间的无线连接能够充当具有极小或没有电压下降的流电或物理连接。
图4图示了根据另一实施例的系统400。图4中图示的系统400包括根据实施例的之前参考图1和3描述的电池100。图4中图示的系统400还包括根据实施例的之前参考图2和3描述的设备。电池100和设备200能够被无线地连接到彼此。例如，在一些实施例中，电池100能够从设备200无线地分离。电池100和设备200能够经由无线电力链路被无线地连接到彼此。在一些实施例中，无线电力链路能够是电力被无线地传输的感应链路。电池100包括之前描述的第一电子电路102，并且应理解第一电子电路102以之前参考图1和3描述的方式进行配置。设备200包括之前描述的第二电子电路202，并且还应理解第二电子电路202以之前参考图2和3描述的方式进行配置。
如图4中图示的，在一些实施例中，电池100的第一电子电路102能够包括全桥转换器104。如之前提到的，第一电子电路102被配置为调整第一电子电路102的电压增益，以在当电池100正在传输模式中操作时电力到设备200的无线传输和当电池100正在接收模式中操作时电力从设备200的无线接收中的任何一个或多个期间补偿电池100与设备200之间的电压下降。图4图示了当电池100正在传输模式中操作时电力到设备200的无线传输(通过箭头402图示)。因此，实际上，在图4中图示的实施例中，电池100正在给设备200供电。在图4中图示的电池100的实施例中，电池100的全桥转换器104被配置为调整第一电子电路102的电压增益。更具体地，电池100的全桥转换器104能够被配置为通过以下方式来调整第一电子电路102的电压增益：被配置为调制电力到设备200的无线传输以在当电池100正在传输模式402中操作时在电力到设备200的无线传输期间调整第一电子电路102的电压增益。
在一些实施例中，电池100的全桥转换器104能够包括一个或多个开关S1、S2、S3、S4。在一些实施例中，电池100的全桥转换器104能够被配置为调制电力到设备200的无线传输，以在电力到设备200的无线传输期间使用一个或多个开关S1、S2、S3、S4来调整第一电子电路102的电压增益，从而在当电池100正在传输模式402中操作时在电力到设备200的无线传输期间调整第一电子电路102的电压增益。本领域技术人员应理解全桥转换器(诸如图4中图示的全桥转换器)的一般操作和全桥转换器104能够用来调制电力到设备200的无线传输的方式。
在一些实施例(例如图4中图示的实施例)中，第一电子电路102可以被配置为当电池100正在传输模式402中操作时在电力到设备200的无线传输期间通过相移调制来调整第一电子电路102的电压增益。在一些实施例(诸如图4中图示的实施例)中，第一电子电路102能够被配置为当电池100正在传输模式402中操作时在电力到设备200的无线传输期间使用变压(或变压器)比来调整第一电子电路102的电压增益。变压比能够例如充当电压振幅中的增益。
电池100处的电压与设备200处的电压的变压比可以例如在当电池100正在传输模式402中操作时电力到设备200的无线传输期间为1比1.4(即1：1.4)。这引起沿相反方向(即在当设备200正在传输模式中操作时电力到电池100的无线传输期间)的设备200处的电压与电池100处的电压的变压比为1比0.7(即1：0.7)。为了对此进行补偿，如随后将会被更详细地解释的，电压倍增器可以被用于相反方向。电压倍增器能够例如被使用为使得沿相反方向的设备200处的电压与电池100处的电压的变压比为1比1.4(即1：(0.7*2)＝1：1.4)。以这种方式，与无线电力传输相关联的电压下降能够通过变压比来补偿。
因此，在一些实施例中，变压比能够用来调试系统400中的沿一个方向的电压增益，而电压倍增器能够用来调整系统400中的沿另一个方向的电压增益。在一些实施例中，变压比能够用来增加系统400中的沿一个方向的电压增益。这引起系统400中的沿另一个方向的电压增益的降低，并且因此电压倍增器能够用来增加系统400中的沿另一个方向的电压增益(以补偿向下变压)，例如通过使用电压倍增器功能。例如，1比1.4(即1：1.4)的变压比可以用来调整系统400中的沿一个方向的电压增益，而电压倍增器能够用来产生系统400中的沿另一个方向的1比1.4(即1：(0.7*2)＝1：1.4)的电压增益。而且，在一些实施例中，相移调制能够用来将系统400中更具体地系统400中的无线电力链路上面的电压增益控制为1比1(即1：1)。
在一些实施例(例如图4中图示的实施例)中，电池100可以包括第一电感器L1，并且设备200可以包括第二电感器L2。电池100的第一电感器L1和设备200的第二电感器L2能够被配置为无线地耦合电池100和设备200。在一些实施例中，电池100可以包括第一电容器C1。第一电容器C1能够被配置为产生与第一电感器L1的串联谐振。以这种方式，根据一些实施例，第一电容器C1和第一电感器L1能够形成第一谐振电路。因此，在一些实施例中，电池100能够包括第一谐振电路。在此类实施例中，第一谐振电路可以被连接到电池100的全桥转换器104(例如根据一些实施例，被连接到电池100的全桥转换器104的一个或多个开关S1、S2、S3、S4)。电池100的全桥转换器104能够被配置为驱动电池100的第一谐振电路。
如图4中图示的，在一些实施例中，设备200的第二电子电路202能够包括全桥整流器204。如之前提到的，第二电子电路202被配置为调整第二电子电路202的电压增益，以在当设备200正在传输模式中操作时电力到电池100的无线传输和当设备200正在接收模式中操作时电力从电池100的无线接收中的任何一个或多个期间补偿设备200与电池100之间的电压下降。图4图示了当设备200正在接收模式中操作时电力从电池100的无线接收(通过箭头402图示)。在图4中图示的设备200的实施例中，设备200的全桥整流器204能够被配置为在当设备200在接收模式402中操作时电力从电池100的无线接收期间调整第二电子电路202的电压增益。更具体地，设备200的全桥整流器204能够被配置为通过以下方式来调整第二电子电路202的电压增益：被配置为对电力从电池100的无线接收进行整流以在当设备200在接收模式402中操作时电力从电池100的无线接收期间调整第二电子电路202的电压增益。本领域技术人员应理解全桥整流器(诸如图4中图示的全桥整流器)的一般操作和全桥整流器204能够用来对电力从电池100的无线接收进行整流的方式。
在一些实施例中，设备200的全桥整流器204可以包括一个或多个主体二极管D1、D2、D3、D4。例如，在一些实施例中，设备200的全桥整流器204能够包括至少一个金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)的一个或多个主体二极管D1、D2、D3、D4。在一些实施例中，设备200的全桥整流器204能够被配置为使用一个或多个主体二极管D1、D2、D3、D4对电力从电池100的无线接收进行整流，以在当设备200在接收模式402中操作时电力从电池100的无线接收期间调整第二电子电路202的电压增益。在一个或多个主体二极管D1、D2、D3、D4具有至少一个MOSFET的实施例中，当一个或多个主体二极管D1、D2、D3、D4被用于对电力从电池100的无线接收进行整流时，至少一个MOSFET可以被关闭。
在一些实施例中，设备200的第二电子电路202可以包括全桥转换器。设备200的全桥转换器能够采取与根据一些实施例的电池100的全桥转换器104相同的形式，并且因此电池100的全桥转换器104的对应描述应被理解为也适用于根据这些实施例的设备200的全桥转换器。在设备200包括全桥转换器的实施例中，设备200的全桥整流器204能够包括作为全桥整流器204操作的设备200的全桥转换器的部分。因此，在一些实施例中，设备200的全桥转换器可以包括之前描述的一个或多个主体二极管D1、D2、D3、D4。
在一些实施例中，设备200的全桥转换器可以被配置为切换为作为设备200的全桥整流器204操作。例如，在一些实施例中，设备200的全桥整流器204能够通过在某一位置中操作设备200的全桥转换器来实现。例如，在一些实施例中，当使用设备200的全桥整流器204时，设备200的全桥转换器的支腿可以被设置为相同的状态。设备200的全桥转换器的任何支腿(例如左支腿或右支腿)能够被设置为相同的状态。例如，设备200的全桥转换器的任何主体二极管D1、D2、D3、D4能够被打开。未被用于设备200的全桥整流器204的支腿能够被用作设备200的全桥转换器。因此，在系统400中不需要额外的部件，因为被用于设备200的全桥转换器的主体二极管D1、D2、D3、D4能够被重新用于设备200的全桥整流器204以提供电压下降补偿的额外功能。
尽管未在图4中图示，但是根据一些实施例，设备200的全桥整流器204可以包括一个或多个肖特基二极管。在设备200的全桥整流器204还包括一个或多个主体二极管D1、D2、D3、D4的实施例中，一个或多个肖特基二极管可以与一个或多个主体二极管D1、D2、D3、D4并联。在一些实施例中，设备200的全桥整流器204能够被配置为使用一个或多个肖特基二极管对电力从电池100的无线接收进行整流，以在当设备200在接收模式402中操作时电力从电池100的无线接收期间调整第二电子电路202的电压增益。以这种方式，电力损失可以被最小化。
在一些实施例(诸如图4中图示的实施例)中，设备200可以包括第二电容器C2。第二电容器C2能够被配置为产生与第二电感器L2的串联谐振。以这种方式，根据一些实施例，第二电容器C2和第二电感器L2能够形成第二谐振电路。因此，在一些实施例中，设备200能够包括第二谐振电路。在这些实施例中，第二谐振电路可以被连接到设备200的全桥整流器204，例如根据一些实施例，被连接到设备200的全桥整流器204的一个或多个主体二极管D1、D2、D3、D4。
在一些实施例中，同步整流可以通过控制设备200的全桥转换器的一个或多个主体二极管D1、D2、D3、D4来使用。例如，在设备200的全桥转换器的一个或多个主体二极管D1、D2、D3、D4具有至少一个MOSFET的实施例中，同步整流能够是在至少一个MOSFET在当设备200的全桥转换器的一个或多个主体二极管D1、D2、D3、D4(或设备200的全桥转换器的一个或多个肖特基二极管)正在导电时的时间期间被开启的情况下。同步整流可以改进系统400的效率。
图5图示了根据另一实施例的系统400。在图5中图示的实施例中，电池100的第一电子电路102包括电压倍增器(或电压倍增器电路)106。在一些实施例中，电压倍增器106可以包括被配置为加倍电压的电压倍增器。因此，在一些实施例中，电压倍增器106可以是电压加倍器(或电压加倍器电路)。如之前提到的，第一电子电路102被配置为调整第一电子电路102的电压增益，以在当设备200正在传输模式中操作时电力到电池100的无线传输和当设备200正在接收模式中操作时电力从电池100的无线接收中的任何一个或多个期间补偿电池100与设备200之间的电压下降。图5图示了当设备200正在传输模式中操作时电力到电池100的无线传输(通过箭头404图示)。因此，图5图示了沿与图4相反的方向的电力的无线传输。
在图5中图示的电池100的实施例中，电池100的电压倍增器106能够被配置为在当电池100正在接收模式404中操作时电力从设备200的无线接收期间调整第一电子电路102的电压增益。更具体地，电池100的电压倍增器106能够被配置为通过以下方式来调整第一电子电路102的电压增益：被配置为将电力从设备200的无线接收倍增以在当电池100正在接收模式404中操作时电力从设备200的无线接收期间调整第一电子电路102的电压增益。以这种方式，与无线电力传输相关联的电压下降能够通过电池100的电压倍增器106来补偿。
在一些实施例中，电池100的电压倍增器106能够包括一个或多个主体二极管D6、D7。例如，在一些实施例中，电池100的电压倍增器106能够包括至少一个金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)的一个或多个主体二极管D6、D7。在一个或多个主体二极管D6、D7具有至少一个MOSFET的实施例中，至少一个MOSFET可以在一个或多个主体二极管D6、D7被用于使电力从设备200的无线接收倍增时被关闭。
如之前描述的，在一些实施例中，电池100可以包括全桥转换器104。在这些实施例中，电池100的电压倍增器106能够包括作为电压倍增器106操作的全桥转换器104的部分。因此，在一些实施例中，电池100的全桥转换器104可以包括之前描述的一个或多个主体二极管D6、D7。在一些实施例中，电池100的全桥转换器104可以被配置为切换为作为电池100的电压倍增器106操作。例如，在一些实施例中，电池100的电压倍增器106能够通过在某一位置中操作电池100的全桥转换器104来实现。
例如，在一些实施例中，当使用电池100的电压倍增器106时，电池100的全桥转换器104的一个支腿可以被关闭。例如，在主体二极管D6、D7具有至少一个MOSFET的实施例中，电池100的全桥转换器104的一个支腿的MOSFET可以被关闭。电池100的全桥转换器104的另一个支腿能够被设置为相同的状态。即，电池100的全桥转换器104的另一个支腿可以是静态的。在主体二极管D6、D7具有至少一个MOSFET的实施例中，例如，电池100的全桥转换器104的另一个支腿能够是静态的，其中一个MOSFET被开启，另一个MOSFET被关闭，并且MOSFET在操作期间不切换。电池100的全桥转换器104的任何支腿(例如左支腿或右支腿)能够被设置为相同的状态。未被用于电池100的电压倍增器106的支腿能够被用作电池100的全桥转换器104。因此，因此，在系统400中不需要额外的部件，因为被用于电池100的全桥转换器104的主体二极管D6、D7能够被重新用于电池100的电压倍增器106以提供电压下降补偿的额外功能。
在一些实施例(诸如图5中图示的实施例)中，电池100可以包括第一电感器L1，并且设备200可以包括第二电感器L2。电池100的第一电感器L1和设备200的第二电感器L2能够被配置为无线地耦合电池100和设备200。在一些实施例中，电池100可以包括第一电容器C1。第一电容器C1能够被配置为产生与第一电感器L1的串联谐振。以这种方式，根据一些实施例，第一电容器C1和第一电感器L1能够形成第一谐振电路。因此，在一些实施例中，电池100能够包括第一谐振电路。在此类实施例中，第一谐振电路可以被连接到电池100的电压倍增器106，例如根据一些实施例被连接到电池100的电压倍增器106的一个或多个主体二极管D6、D7。
如图5中图示的，在一些实施例中，设备200的第二电子电路202能够包括全桥转换器206。如之前提到的，第二电子电路202被配置为调整第二电子电路202的电压增益，以在当设备200正在传输模式中操作时电力到电池100的无线传输和当设备200正在接收模式中操作时电力从电池100的无线接收中的任何一个或多个期间补偿设备200与电池100之间的电压下降。图5图示了当设备200正在传输模式中操作时电力到电池100的无线传输(通过箭头404图示)。因此，实际上，在图5中图示的实施例中，设备200正在给电池100充电。在图5中图示的设备200的实施例中，设备200的全桥转换器206被配置为调整第二电子电路202的电压增益。更具体地，设备200的全桥转换器206能够被配置为通过以下方式来调整第二电子电路202的电压增益：被配置为调制电力到电池100的无线传输以在当设备200正在传输模式404中操作时电力到电池100的无线传输期间调整第二电子电路202的电压增益。
在一些实施例中，设备200的全桥转换器206能够包括一个或多个开关S5、S6、S7、S8。在一些实施例中，设备200的全桥转换器206能够被配置为调制电力到电池100的无线传输，以在电力到电池100的无线传输期间使用一个或多个开关S5、S6、S7、S8调整第二电子电路202的电压增益，从而当设备200正在传输模式404中操作时在电力到电池100的无线传输期间调整第二电子电路202的电压增益。本领域技术人员应理解全桥转换器(例如图5中图示的全桥转换器)的一般操作和全桥转换器206能够用来调制电力到电池100的无线传输的方式。在一些实施例(例如图5中图示的实施例)中，第二电子电路202可以被配置为当设备200正在传输模式404中操作时在电力到电池100的无线传输期间通过相移调制来调整第二电子电路202的电压增益。例如，第二电子电路202可以被配置为通过相移调制来控制第二电子电路202(例如设备200的全桥转换器206处)的电压，以将从系统的一端到系统的另一端的电压传输维持在1比1处。在一些实施例(诸如图5中图示的实施例)中，第二电子电路202能够被配置为在当设备200正在传输模式404中操作时电力到电池100的无线传输期间使用变压比(或变压器比)来调整第二电子电路202的电压增益。变压比能够例如充当电压振幅中的增益。
如之前参考图4提到的，在电池100处的电压与设备200处的电压的变压比例如在当电池100正在如图4中图示的传输模式402中操作时电力到设备200的无线传输期间为1比1.4(即1：1.4)的情况下，这引起沿相反方向(即在当设备200正在如图5中图示的传输模式404中操作时电力到电池100的无线传输期间)的设备200处的电压与电池100处的电压的变压比为1比0.7(即1：0.7)。为了对此进行补偿，电池100的第一电子电路102包括之前描述的电压倍增器106。电池100的电压倍增器106能够例如被使用为使得在当设备200正在传输模式404中操作时电力到电池100的无线传输期间的设备200处的电压与电池100处的电压的变压比为1比1.4(即1：(0.7*2)＝1：1.4)。
因此，在一些实施例中，变压比能够用来调整系统400中的沿一个方向的电压增益，而电压倍增器能够用来调整系统400中的沿另一个方向的电压增益。在一些实施例中，变压比能够用来增加系统400中的沿一个方向的电压增益。这引起系统400中的沿另一个方向的电压增益的降低，并且因此电压倍增器能够用来增加系统400中的沿另一个方向的电压增益(以补偿向下变压)，例如通过使用电压倍增器功能。例如，1比1.4(即1：1.4)的变压比可以用来调整系统400中的沿一个方向的电压增益，而电压倍增器能够用来产生系统400中的沿另一个方向的1比1.4(即1：(0.7*2)＝1：1.4)的电压增益。而且，在一些实施例中，相移调制能够用来将系统400中更具体地系统400中的无线电力链路上面的电压增益控制为1比1(即1：1)。
在一些实施例(例如图5中图示的实施例)中，控制选项可以用来控制电池100处的输出电压。例如，根据一些实施例，电池100的电压倍增器106可以控制电池100处的输出电压。在一些实施例中，当电池100的电压倍增器106以特定占空比被开启和关闭时，电池100处的输出电压能够根据一些实施例在输出上进行控制。在一些实施例(诸如图5中图示的实施例)中，设备200可以包括第二电容器C2。第二电容器C2能够被配置为产生与第二电感器L2的串联谐振。以这种方式，根据一些实施例，第二电容器C2和第二电感器L2能够形成第二谐振电路。因此，在一些实施例中，设备200能够包括第二谐振电路。在这些实施例中，第二谐振电路可以被连接到设备200的全桥转换器206，例如根据一些实施例，被连接到设备200的全桥转换器206的一个或多个开关S5、S6、S7、S8。设备200的全桥转换器206能够被配置为驱动设备200的第二谐振电路。
图6图示了根据另一实施例的系统600。图6中的系统600是如之前参考图4描述的。然而，图6图示了包括完全形式的全桥整流器204的设备200的第二电子电路202。因此，在图6的图示的实施例中，根据一些实施例，设备200的全桥整流器204能够包括一个或多个开关S5、S6、S7、S8。一个或多个开关S5、S6、S7、S8包括之前参考参考图4描述的一个或多个主体二极管D1、D2、D3、D4。因此应理解附随图4的描述也适用于图6。在图6的图示的实施例中，当使用设备200的全桥整流器204时，一个或多个开关S5、S6、S7、S8可以被关闭。在一个或多个开关S5、S6、S7、S8包括至少一个MOSFET的一个或多个主体二极管D1、D2、D3、D4的实施例中，如之前参考图4描述的，当一个或多个主体二极管D1、D2、D3、D4被用于对电力从电池100的无线接收进行整流时，至少一个MOSFET可以被关闭。
图7图示了根据另一实施例的系统600。图7中的系统600是如之前参考图5描述的。然而，图7图示了包括完全形式的电压倍增器106的电池100的第一电子电路102。因此，在图7的图示的实施例中，电池100的电压倍增器106能够包括根据一些实施例的一个或多个开关S1、S2、S3、S4。一个或多个开关包括之前参考图5描述的一个或多个主体二极管D6、D7。因此应理解伴随附图5的描述也适用于图7。在图7的图示的实施例中，如之前参考图5描述的，当使用电池100的电压倍增器106时，电池100的全桥转换器104的一个支腿可以被关闭。例如，电池100的电压倍增器106的一个支腿的开关S1、S2可以被关闭。例如，在开关S1、S2的主体二极管具有至少一个MOSFET的实施例中，电池100的全桥转换器104的一个支腿的MOSFET可以被关闭。
电池100的全桥转换器104的另一个支腿能够被设置为相同的状态。即，电池100的全桥转换器104的另一个支腿可以是静态的。在开关S3、S4的主体二极管具有至少一个MOSFET的实施例中，例如，电池100的全桥转换器104的另一个支腿能够是静态的，其中一个MOSFET被开启，另一个MOSFET被关闭，并且MOSFET在操作期间不切换。电池100的全桥转换器104的任何支腿(例如左支腿或右支腿)能够被设置为相同的状态。未被用于电池100的电压倍增器106的支腿能够被用作电池100的全桥转换器104。因此，在系统400中不需要额外的部件，因为被用于电池100的全桥转换器104的开关S1、S2、S3、S4的主体二极管能够被重新用于电池100的电压倍增器106以提供电压下降补偿的额外功能。
尽管未在图中图示，但是在一些实施例中，第二电子电路202可以包括被配置为在当设备200正在接收模式中操作时电力从电池100的无线接收期间调整第二电子电路202的电压增益的电压倍增器。例如，根据一些实施例，图4的第二电子电路202可以包括这样的电压倍增器而非全桥整流器204。类似地，例如，根据一些实施例，图6的第二电子电路202可以包括这样的电压倍增器而非全桥整流器204。在第二电子电路202包括这样的电压倍增器的实施例中，第二电子电路202的电压倍增器可以以与之前关于第一电子电路102的电压倍增器描述的相同的方式操作，和/或可以以与之前关于第一电子电路102的电压倍增器描述的相同的方式进行配置。在一些实施例中，第二电子电路202的电压倍增器可以包括被配置为加倍电压的电压倍增器。因此，在一些实施例中，第二电子电路202的电压倍增器可以是电压加倍器(或电压加倍器电路)。
在本文中描述的任何实施例中，电池100的第一电子电路102能够被配置为在传输模式302、402、602中操作为在第一电子电路102的电压增益独立于第一电子电路102的负载的频率处(或附近)向设备200无线地传输电力。第一电子电路102的负载包括设备200。第一电子电路102的电压增益独立于第一电子电路102的负载的点能够被称为负载独立点。即，根据一些实施例，无线电力能够在处于或靠近(或接近)负载独立点的频率处被传输给设备200。负载独立点能够包括系统300、400、600的传输功能的第二谐振峰值处的频率。该第二谐振峰值的振幅比系统300、400、600的传输功能的第一谐振峰值更不依赖于系统300、400、600的负载。
类似地，在本文中描述的任何实施例中，设备200的第二电子电路202能够被配置为在传输模式304、404、604中操作为在第二电子电路202的电压增益独立于第二电子电路202的负载的频率处(或附近)向电池100无线地传输电力。第二电子电路202的负载包括电池100。第二电子电路202的电压增益独立于第二电子电路202的负载的点能够被称为负载独立点。即，根据一些实施例，无线电力能够在处于或靠近(或接近)负载独立点的频率处被传输给电池100。如之前提到的，负载独立点能够包括系统300、400、600的传输功能的第二谐振峰值处的频率。该第二谐振峰值的振幅比系统300、400、600的传输功能的第一谐振峰值更不依赖于系统300、400、600的负载。
在本文中描述的任何实施例中，通过从电池100到设备200的方向的变压比得到的电压能够比通过电压倍增器得到的电压更高效。因此，当使用沿从电池100到设备200的方向的变压比时，当在电池100上行进时使用最高效方向。这意味着电池时间能够由于更少的电力损失而被增加。
还提供了操作本文中描述的电池100的方法，电池100包括被配置为在传输模式302、402、602中操作为向设备200无线地传输电力并且在接收模式304、404、604中操作为从设备200无线地接收电力的第一电子电路102。该方法包括调整第一电子电路102的电压增益以在当电池100正在传输模式302、402、602中操作时电力到设备200的无线传输和当电池100正在接收模式304、404、604中操作时电力从设备200的无线接收中的任何一个或多个期间补偿电池100与设备200之间的电压下降。还应理解，该方法可以包括对应于之前参考图1、3、4、5、6和7描述的电池100的操作的任何其他步骤和步骤的任何组合。
还提供了操作本文中描述的设备200的方法，设备200包括被配置为在传输模式304、404、604中操作为向电池100无线地传输电力并且在接收模式302、402、602中操作为从电池100无线地接收电力的第二电子电路202。该方法包括调整第二电子电路202的电压增益以在当设备200正在传输模式304、404、604中操作时电力到电池100的无线传输和当设备200正在接收模式302、402、602中操作时电力从电池100的无线接收中的任何一个或多个期间补偿设备200与电池100之间的电压下降。应理解，该方法可以包括对应于之前参考图1、3、4、5、6和7描述的设备200的操作的任何其他步骤和步骤的任何组合。
除了之前描述的电池100、设备200、系统300、400、600和方法之外，还提供了包括计算机可读介质的计算机程序产品。所述计算机可读介质具有被体现在其中的计算机可读代码。所述计算机可读代码被配置为使得，当在合适的计算机或处理器上运行时，使计算机或处理器执行本文中描述的任何方法。计算机可读介质可以例如是能够承载计算机程序产品的任何实体或设备。例如，计算机可读介质可以包括存储介质，诸如ROM(诸如，CDROM或半导体ROM)，或者磁记录介质(诸如，硬盘)。此外，计算机可读介质可以是诸如电学或光学信号的可传送计算机可读介质，其可以经由电缆或光缆或通过无线电或其他工具来传达。当计算机程序产品体现在这种信号中时，计算机可读介质可以由这种线缆或其他设备或单元构成。替代地，计算机可读介质可以是计算机程序产品被体现在其中的集成电路，集成电路适于执行本文中描述的任何方法，或者用于本文中描述的任何方法的执行。
因此本文中提供饿了改进的电池100、设备200、系统300、400、600、方法和计算机程序产品。
本领域技术人员通过研究附图、公开内容以及权利要求，在实践本文中描述的原理和技术时能够理解并实现对所公开的实施例的其他变型。在权利要求中，“包括”一词不排除其他元件或步骤，并且词语“一”或“一个”不排除多个。单个处理器或其他单元可以实现在权利要求中记载的若干项的功能。尽管特定措施是在互不相同的从属权利要求中记载的，但是这并不指示不能有利地使用这些措施的组合。计算机程序可以被存储或分布在合适的介质上，例如与其他硬件一起或作为其他硬件的部分供应的光学存储介质或固态介质，但是也可以被以其他形式分布，例如经由互联网或其他有线或无线的电信系统。权利要求中的任何附图标记都不应被解释为对范围的限制。

Claims (14)

1.一种包括第一电子电路(102)的电池(100)，所述第一电子电路被配置为：
在传输模式(302、402、602)中操作为向设备(200)无线地传输电力；
在接收模式(304、404、604)中操作为从所述设备(200)无线地接收电力；以及
调整所述第一电子电路(102)的电压增益，以在当所述电池(100)正在所述传输模式(302、402、602)中操作时电力到所述设备(200)的所述无线传输和当所述电池(100)正在所述接收模式(304、404、604)中操作时电力从所述设备(200)的所述无线接收中的任何一个或多个期间补偿所述电池(100)与所述设备(200)之间的电压下降，
其中，所述第一电子电路(102)包括：
电压倍增器(106)，其被配置为在当所述电池(100)正在所述接收模式(304、404、604)中操作时电力从所述设备(200)的所述无线接收期间调整所述第一电子电路(102)的所述电压增益。
2.根据权利要求1所述的电池(100)，其中，所述第一电子电路(102)被配置为：
在所述传输模式(302、402、602)中操作为在所述第一电子电路(102)的所述电压增益独立于所述第一电子电路(102)的负载的频率处或附近向所述设备(200)无线地传输电力，其中，所述第一电子电路(102)的所述负载包括所述设备(200)。
3.根据权利要求1或2所述的电池(100)，其中，所述第一电子电路(102)被配置为在当所述电池(100)正在所述传输模式(302、402、602)中操作时电力到所述设备(200)的所述无线传输期间使用变压比来调整所述第一电子电路(102)的所述电压增益。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的电池(100)，其中，所述第一电子电路(102)包括：
全桥转换器(104)，其被配置为通过以下方式来调整所述第一电子电路(102)的所述电压增益：
被配置为调制电力到所述设备(200)的所述无线传输以在当所述电池(100)正在所述传输模式(302、402、602)中操作时电力到所述设备(200)的所述无线传输期间调整所述第一电子电路(102)的所述电压增益。
5.根据权利要求4所述的电池(100)，其中，所述电压倍增器(106)包括作为所述电压倍增器(106)操作的所述全桥转换器(104)的部分。
6.一种系统(300、400、600)，包括：
根据权利要求1至5中的任一项所述的电池(100)；以及
包括第二电子电路(202)的设备(200)，所述第二电子电路被配置为：
在传输模式(304、404、604)中操作为向电池(100)无线地传输电力；
在接收模式(302、402、602)中操作为从所述电池(100)无线地接收电力；以及
调整所述第二电子电路(202)的电压增益，以当所述设备(200)正在所述传输模式(304、404、604)中操作时电力到所述电池(100)的所述无线传输和当所述设备(200)正在所述接收模式(302、402、602)中操作时电力从所述电池(100)的所述无线接收中的任何一个或多个期间补偿所述设备(200)与所述电池(100)之间的电压下降。
7.根据权利要求6所述的(300、400、600)，其中，所述第二电子电路(202)被配置为：
在所述传输模式(304、404、604)中操作为在所述第二电子电路(202)的所述电压增益独立于所述第二电子电路(202)的负载的频率处或附近向所述电池(100)无线地传输电力，其中，所述第二电子电路(202)的所述负载包括所述电池(100)。
8.根据权利要求6或7中的任一项所述的(300、400、600)，其中，所述第二电子电路(202)被配置为在当所述设备(200)正在所述传输模式(304、404、604)中操作时电力到所述电池(100)的所述无线传输期间使用变压比来调整所述第二电子电路(202)的所述电压增益。
9.根据权利要求6至8中的任一项所述的(300、400、600)，其中，所述第二电子电路(202)包括：
全桥转换器(206)，其被配置为通过以下方式来调整所述第二电子电路(202)的所述电压增益：
被配置为调制电力到所述电池(100)的所述无线传输，以在当所述设备(200)正在所述传输模式(304、404、604)中操作时电力到所述电池(100)的所述无线传输期间调整所述第二电子电路(202)的所述电压增益。
10.根据权利要求6至9中的任一项所述的(300、400、600)，其中，所述第二电子电路(202)包括：
全桥整流器(204)，其被配置为通过以下方式来调整所述第二电子电路(202)的所述电压增益：
被配置为对电力从所述电池(100)的所述无线接收进行整流，以在当所述设备(200)正在所述接收模式(302、402、602)中操作时电力从所述电池(100)的所述无线接收期间调整所述第二电子电路(202)的所述电压增益。
11.根据当从属于权利要求9时的权利要求10所述的系统(300、400、600)，其中，所述全桥整流器(204)包括作为所述全桥整流器(204)操作的所述全桥转换器(206)的部分。
12.根据权利要求6至9中的任一项所述的(300、400、600)，其中，所述第二电子电路(202)包括：
电压倍增器，其被配置为当所述设备(200)正在所述接收模式中操作时在电力从所述电池(100)的所述无线接收期间调整所述第二电子电路(202)的所述电压增益。
13.一种操作包括电池(100)的系统(300、400、600)的方法，其中，所述电池包括第一电子电路(102)，所述第一电子电路被配置为在传输模式(302、402、602)中操作为向设备(200)无线地传输电力，并且在接收模式(304、404、604)中操作为从所述设备(200)无线地接收电力，其中，所述方法包括：
调整所述第一电子电路(102)的电压增益，以在当所述电池(100)正在所述传输模式(302、402、602)中操作时电力到所述设备(200)的所述无线传输和当所述电池(100)正在所述接收模式(304、404、604)中操作时电力从所述设备(200)的所述无线接收中的任何一个或多个期间补偿所述电池(100)与所述设备(200)之间的电压下降，其中，在当所述电池(100)正在所述接收模式(304、404、604)中操作时电力从所述设备(200)的所述无线接收期间使用所述第一电子电路(102)的电压倍增器来调整所述第一电子电路(102)的所述电压增益。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述系统(300、400、600)包括设备(200)，并且所述设备(200)包括第二电子电路(202)，所述第二电子电路被配置为在传输模式(304、404、604)中操作为向电池(100)无线地传输电力，并且在接收模式(302、402、602)中操作为从所述电池(100)无线地接收电力，其中，所述方法包括：
调整所述第二电子电路(202)的电压增益，以在当所述设备(200)正在所述传输模式(304、404、604)中操作时电力到所述电池(100)的所述无线传输和当所述设备(200)正在所述接收模式(302、402、602)中操作时电力从所述电池(100)的所述无线接收中的任何一个或多个期间补偿所述设备(200)与所述电池(100)之间的电压下降。
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