CN113258684A - 电力感测电路和包括电力感测电路的电子设备 - Google Patents

电力感测电路和包括电力感测电路的电子设备 Download PDF

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CN113258684A CN202110186433.0A CN202110186433A CN113258684A CN 113258684 A CN113258684 A CN 113258684A CN 202110186433 A CN202110186433 A CN 202110186433A CN 113258684 A CN113258684 A CN 113258684A
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Abstract

一种被配置为在多个电力模式中操作的电子设备包括：电力接收电路，从电力发送设备接收无线电力；以及处理器，被配置为控制所述电子设备的操作，其中，所述多个电力模式包括：持续地提供无线电力的充电模式、提供无线电力的状态和切断无线电力的状态以脉冲周期周期性地重复的电力保持模式、以及切断无线电力的电力切断模式，其中，所述电力接收电路在所述电力保持模式中生成以所述脉冲周期在高电平与低电平之间交替的脉冲标记信号，并且基于通过对所述脉冲标记信号的特定电平部分进行计数所获得的计数值来改变电力模式。

Description

电力感测电路和包括电力感测电路的电子设备
相关申请的交叉引用
本申请基于以下专利申请并要求以下专利申请的优先权：于2020年2月11日在韩国知识产权局提交的第10-2020-0016637号韩国专利申请和于2020年9月21日在韩国知识产权局提交的第10-2020-0121789号韩国专利申请，这两个申请的全部公开内容通过引用合并于此。
技术领域
本发明构思涉及电力感测电路和包括电力感测电路的电子设备，更具体地，涉及无线电力感测电路和包括无线电力感测电路的电子设备。
背景技术
最近，使用电磁感应方法或磁共振方法的无线充电技术已经应用到诸如智能电话之类的电子设备。当电力发送设备(例如，无线充电垫)和电力接收设备(例如，智能电话)相互靠近到特定距离之内时，可以通过电力发送设备的发送线圈和电力接收设备的接收线圈之间的电磁感应或共振现象对电力发送设备的电池进行充电。因此，与通过将电子设备的充电端子连接到电子设备进行充电的传统有线充电技术相比，电子设备的用户可以更方便地对电子设备进行充电。
发明内容
本发明构思提供了无线电力感测电路和包括无线电力感测电路的电子设备。
根据本发明构思的一个方面，提供了一种被配置为在多个电力模式中操作的电子设备，该电子设备包括：电力接收电路，被配置为从外部电力发送设备接收无线电力；以及处理器，被配置为控制所述电子设备的操作，其中，所述多个电力模式包括：持续地提供无线电力的充电模式、提供无线电力的状态和切断无线电力的状态以脉冲(ping)周期周期性地重复的电力保持模式、以及持续地切断无线电力的电力切断模式，并且其中，所述电力接收电路被配置为在所述电力保持模式中生成以所述脉冲周期在高电平与低电平之间交替的脉冲标记信号，并且基于通过对所述脉冲标记信号的特定电平部分进行计数所获得的计数值来改变电力模式。
根据本发明构思的另一方面，提供了一种从电力发送设备接收无线电力的电子设备，该电子设备包括：电力接收电路，被配置为从外部电力发送设备接收电力；以及处理器，被配置为控制所述电力接收电路，其中，所述电力接收电路包括：电力转换电路，被配置为对已接收的电力进行整流并且生成整流电压；以及电力感测电路，被配置为：响应于从所述处理器接收的脉冲启用信号，根据对电力的接收状态进行感测的结果，输出感测结果信号，其中，所述电力感测电路根据对以与所述整流电压的周期相同的周期在高电平与低电平之间交替的脉冲标记信号的特定电平部分进行计数的结果，输出所述感测结果信号。
根据本发明构思的另一方面，提供了一种电力接收电路，该电力接收电路包括：电力转换电路，被配置为通过对从所述电力接收电路外部接收的电力进行整流，生成整流电压；以及电力感测电路，被配置为响应于从处理器接收的脉冲启用信号，根据对电力的接收状态进行感测的结果，输出感测结果信号，其中，所述电力感测电路包括：标记信号生成器，被配置为根据所述整流电压来生成脉冲标记信号；计数器，被配置为通过对所述脉冲标记信号的特定电平部分进行计数，生成计数值；数字比较器，被配置为通过将所述计数值与参考数字值进行比较，生成切换信号；以及第一引脚，被配置为根据所述切换信号来输出所述感测结果信号。
附图说明
根据以下结合附图进行的详细描述，将更清楚地理解本发明构思的实施例，在附图中：
图1是根据本发明构思的示例实施例的无线充电系统的示图；
图2是根据本发明构思的示例实施例的无线充电系统的电力模式的示图；
图3是根据本发明构思的示例实施例的无线充电系统中的电力发送设备的操作方法的流程图；
图4是根据本发明构思的示例实施例的无线充电系统中的电力接收设备的操作方法的流程图；
图5是示出了根据本发明构思的示例实施例的电力接收设备的电力感测电路和处理器的示图；
图6是用于解释根据本发明构思的示例实施例的电力接收设备的电力感测电路的操作的信号的波形图；
图7是示出了根据本发明构思的示例实施例的电力接收设备的电力感测电路和处理器的示图；
图8是根据本发明构思的示例实施例的无线充电系统中的电力接收设备的操作方法的流程图；
图9是根据本发明构思的示例实施例的电子设备的示图；
图10是根据本发明构思的示例实施例的无线充电系统中的电力接收设备的操作方法的流程图；以及
图11是根据本发明构思的示例实施例的电子设备的示图。
具体实施方式
在下文中，将结合附图详细描述本发明构思的期望的实施例。
图1是根据本发明构思的示例实施例的无线充电系统的示图。图2是根据本发明构思的示例实施例的无线充电系统的电力模式的示图。
参考图1，无线充电系统可以包括电力发送设备20和电子设备。电子设备可以被称为电力接收设备10，该电力接收设备10从电力发送设备20接收无线电力。
电力发送设备20可以将电力无线地发送到至少一个电力接收设备10。例如，电力发送设备20可以通过使用电磁波来发送无线电力。在示例实施例中，电力发送设备20可以将电力无线地发送到通过特定的认证过程认证的无线电力接收设备10。
电力发送设备20可以包括电力发送电路21、处理器23和通信电路25。电力发送电路21可以提供电力发送设备20所需的电力，并且可以向电力接收设备10无线地提供电力。例如，电力发送电路21可以以交流(AC)波形的形式供应电力，并且可以通过将直流(DC)波形的电力转换成AC波形，供应AC波形的电力。
电力发送电路21还可以包括作为电力发送天线的发送线圈，因此可以发送或接收特定的电磁波。电力发送电路21的发送线圈的电感可以是可变的。电力发送电路21可以被实现为能够提供AC波形的电力并且收发电磁波的各种类型的电路。
处理器23可以控制电力发送设备20的整体操作。处理器23可以通过使用从电力发送设备20的存储器读取的进行控制所需的算法、程序或应用，控制电力发送设备20的整体操作。处理器23可以包括例如中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、微处理器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、应用处理器(AP)中的至少一项，并且可以包括多个核。
通信电路25可以以特定的方式与电力接收设备10进行通信。通信电路25可以通过使用近场通信(NFC)、Zigbee通信、红外通信、可见光通信、蓝牙通信、蓝牙低能量方法等来与电力接收设备10的通信电路15进行通信。
通信电路25可以将用于与电力发送设备20有关的信息的信号发送到电力接收设备10。通信电路25可以从电力接收设备10接收用于与电力接收设备10有关的信息的信号，或者可以从其他电力发送设备接收信号。
图1示出了电力发送电路21和通信电路25是分离的组件，并且电力发送设备20以带外形式进行通信，但是这是个示例。在根据本发明构思的电力发送设备20中，电力发送电路21和通信电路25可以被实现为一个硬件，使得电力发送设备20以带内形式执行通信。
电力接收设备10可以从电力发送设备20接收无线电力。电力接收设备10可以包括电力接收电路11、处理器13和通信电路15。在示例实施例中，电力接收设备10可以不包括一些组件，或者可以包括附加的组件。例如，电力接收设备10还可以包括匹配电路，该匹配电路用于将阻抗匹配到电力接收电路11的电力接收天线200。电力接收设备10的组件中的一些组件可以被组合在单个主体中，同时以相同的方式执行在组合之前对应的组成元件的功能。
电力接收电路11可以包括电力感测电路100、电力接收天线200、电力转换电路300和充电电路400。在示例实施例中，可以通过使用电力管理集成电路(PMIC)的至少一部分来实现电力接收电路11。在图1中，示出了电力接收电路11包括电力感测电路100，但是根据本发明构思的电力接收设备10不限于此，并且电力感测电路100可以被实现为与电力接收电路11分离的配置。例如，电力感测电路100可以被实现为单独的芯片。备选地，例如，电力感测电路100可以被包括在处理器13中。
电力接收天线200可以从电力发送设备20接收无线电力。例如，电力接收天线200可以包括接收线圈，并且接收线圈可以以电磁感应方法接收从电力发送设备20发送的电力。电力接收天线200的接收线圈可以具有圆形、椭圆形、正方形或圆角正方形。根据示例实施例，电力接收天线200可以通过电磁共振方法接收从电力发送设备20发送的电力。
电力转换电路300可以将从电力接收天线200接收的具有特定的频率的电力转换成DC电力并且输出DC电力。电力转换电路300可以包括例如整流器电路，该整流器电路将AC电力转换成DC电力。
充电电路400可以通过使用电力转换电路300的输出电力对电池充电。例如，充电电路400可以包括电池，并且可以通过使用从电力转换电路300输出的整流电压对电池充电。
电力感测电路100可以感测经由电力接收天线200接收的电力。例如，电力感测电路100可以感测从电力转换电路300输出的整流电压(例如，图5中的VRECT)，通过使用已感测的电压，感测电力发送设备20与电力接收设备10之间的电力发送和/或接收的状态，并且根据感测结果来输出感测结果信号(例如，图5中的PDET_B)。
在示例实施例中，电力感测电路100可以在电力保持模式中感测整流电压，并且当确定未从电力发送设备20周期性地接收到脉冲时，可以输出感测结果信号PDET_B，其中感测结果信号PDET_B的电平发生改变。在接收到感测结果信号PDET_B之后，处理器13可以相应地改变电力模式。
处理器13可以例如通过驱动软件来控制电力接收设备10的至少一个其他组件(例如，硬件或软件组件)，并且执行各种数据处理和操作。处理器13可以控制电力接收电路11和通信电路15。
处理器13可以包括例如CPU、GPU、微处理器、ASIC、FPGA和AP中的至少一种，并且可以具有多个核。根据示例实施例，处理器13可以包括AP，电力接收设备10可以独立于处理器13操作，并且附加地或备选地，使用比处理器13更低的功率，或者还可以包括专用于特定的功能的辅助协同处理器(例如，GPU、图像信号处理器、传感器集线器处理器或通信处理器)。
处理器13可以在电力保持模式(例如，图2中的S20)中将脉冲启用信号(例如，图5中的PING_EN)提供给电力感测电路100，以执行脉冲感测操作。响应于脉冲启用信号PING_EN，电力感测电路100可以执行脉冲感测操作，并且根据执行结果将感测结果信号PDET_B提供给处理器13。
电力接收设备10的通信电路15可以与电力发送设备20的通信电路25进行通信。例如，通信电路15可以通过使用电力发送设备20的发送线圈中使用的频带(以带内形式)进行通信，或者例如通信电路15可以通过使用与用于发送线圈中的电力发送的频率不同的频率(以带外形式)进行通信。通信电路15可以发送包括与电力接收设备10的充电状态有关的信息在内的信号。例如，通信电路15可以发送电力保持模式(PHM)分组，以将电力模式改变为电力接收设备10的充电速率比较低的电力保持模式(例如，图2的电力保持模式S20)，并且响应于在电力保持模式(例如，图2的电力保持模式S20)中接收到脉冲，可以发送信号强度分组(SS)。
参考图1和图2，无线充电系统可以在多个电力模式中操作。多个电力模式可以包括充电模式S10、电力保持模式S20和电力切断模式S30。
在充电模式S10中，电力发送设备20可以提供用于对电力接收设备10进行无线充电的电力，并且电力接收设备10可以接收电力并且对内部电池充电。例如，在充电模式S10中，电力发送设备20可以持续地将无线电力发送到电力接收设备10，并且电力接收设备10可以持续地接收无线电力。
当电力接收设备10的内部温度过度地升高、或电力接收设备10内部的电池已充满电时，为了减小电力接收设备10的充电速度，无线充电系统可以通过将模式从充电模式S10改变为电力保持模式S20执行充电操作。因此，在充电模式S10中，电力接收设备10的温度升高的速率可以降低。
在电力保持模式S20中，可以周期性地重复将来自电力发送设备20的电力供应给电力接收没备10或在电力接收设备10处切断来自电力发送设备20的电力的状态。例如，电力发送设备20可以重复地并且以特定的周期提供脉冲，并且电力接收设备10可以感测所述脉冲，所述脉冲表示将电力供应给电力接收设备10或在电力接收设备10处切断电力。在示例实施例中，电力接收设备10可以在电力保持模式S20中生成可以以脉冲周期在高电平与低电平之间交替的脉冲标记信号(例如，图5中的PING_FLAG)，并且可以基于作为对脉冲标记信号PING_FLAG的低电平部分进行计数的结果的计数值(例如，图5中的CV)，感测所述脉冲。电力接收设备10可以根据电力保持模式S20中的脉冲感测操作的结果，将电力模式从电力保持模式S20改变为另一电力模式，例如，电力切断模式S30。
在电力切断模式S30中，电力发送设备20可以不将电力提供给电力接收设备10。例如，在电力切断模式S30中，可以在电力接收设备10处持续地切断无线电力。电力接收设备10可以通过使用内部电池中所充入的内部电力进行操作。
图3是根据本发明构思的示例实施例的无线充电系统中的电力发送设备20的操作方法的流程图。图4是根据本发明构思的示例实施例的无线充电系统中的电力接收设备10的操作方法的流程图。
参考图1和图3，电力发送设备20可以发送用于对电子设备10(即，电力接收设备10)进行充电的充电电力(S110)。操作S110可以与参考图2描述的充电模式S10相对应。
电力发送设备20可以确定是否从电力接收设备10接收到电力保持模式(PHM)分组(S120)。当电力发送设备20没有接收到PHM分组(S120：否)时，电力发送设备20可以保持充电模式S10并且继续执行操作S110。
当电力发送设备20接收到PHM分组(S120：是)时，电力发送设备20可以阻断已被持续地发送到电力接收设备10的电力，并且周期性地发送脉冲(S130)。在这种情况下，所述脉冲可以被定义为以脉冲周期暂时性地提供电力的状态。例如，电力发送设备20可以重复将电力周期性地提供给电力接收设备10的状态(脉冲)和不提供电力的状态。操作S130可以与参考图2描述的电力保持模式S20相对应。
电力发送设备20可以确定在参考时间内是否从电力接收设备10接收到信号强度(SS)分组(S140)。当在参考时间内接收到SS分组(S140：是)时，电力发送设备20可以再次执行操作S130。
在示例实施例中，参考时间可以是脉冲周期的两倍，并且例如在操作S140中，电力发送设备20可以确定特定的SS分组是否已经缺少两次或更多次。例如，电力发送设备20可以确定是否已经在两个脉冲周期内接收到SS分组。
当确定电力发送设备20在参考时间期间还没有接收到SS分组(S140：否)时，电力发送设备20可以确定电力接收设备10断开(detach)，并且可以切断提供给电力接收设备10的电力。例如，如果电力发送设备20确定电力接收设备10断开，则电力发送设备20可以停止将无线电力提供给电力接收设备10。
参考图1和图4，电力接收设备10可以接收充电电力(S210)。操作S210可以与参考图2描述的充电模式S10相对应。
电力接收设备10可以确定电池是否处于可充电的状态中并且充电模式S10是否是可保持的(S220)。当确定电力接收设备10处于可充电的状态中并且充电模式S10是可保持的(S220：是)时，可以保持充电模式S10和并且可以执行图3的操作S110。参考图8和图10详细描述操作S220的示例。
当确定充电模式S10不是可保持的(S220：否)时，电力接收设备10可以将PHM分组发送到电力发送设备20(S230)。电力接收设备10可以确定脉冲是否缺少了等于或长于参考时间的时间(S240)。因为电力发送设备20在接收到PHM分组时发送脉冲，所以通过确定是否周期性地接收到脉冲，可以确定电力发送设备20是在电力保持模式S20中操作还是处于与电力接收设备10分离的状态(无线电力切断的状态)。操作S240可以与参考图2描述的电力保持模式S20相对应。
在示例实施例中，参考时间可以是脉冲周期的两倍，但是这是示例并且不限于此。参考时间可以以各种方式改变。例如，电力接收设备10可以通过使用内部生成的时钟信号，对没有脉冲(缺少脉冲)的时间的长度进行计数，并且可以通过将已计数的值与对应于参考时间的参考数字值进行比较，执行操作S230。因此，即使没有外部处理器的控制，根据本发明构思的电力接收设备10也可以执行脉冲感测操作。稍后参考图5和图6详细描述感测脉冲的配置和操作。
当在参考时间内接收到脉冲(S240：否)时，作为对脉冲的响应，电力接收设备10可以将SS发送到电力发送设备20(S250)。在发送SS之后，可以再次执行操作S240。
当不存在脉冲持续比参考时间更长的时间(S240：是)时，电力接收设备10可以确定没有从电力发送设备20提供电力的状态，即，作为与电力发送设备20分离的状态，并且可以在电力切断模式(例如，图2中的S30)中操作(S260)。例如，电力接收设备10的电力感测电路100可以将感测结果信号提供给处理器13，并且处理器13可以在电力切断模式S30中操作。
图5是示出了根据本发明构思的示例实施例的电力接收设备10的电力感测电路100和处理器13的示图。图6是用于解释根据本发明构思的示例实施例的电力接收设备10的电力感测电路100的操作的信号的波形图。
参考图5，电力接收设备10可以包括电力感测电路100和处理器13，电力感测电路100用于检测由电力发送设备20提供的无线电力，并且处理器13用于控制电力接收设备10的整体操作。电力感测电路100可以包括时钟发生器110、标记信号生成器120、计数器130和数字比较器140。
当从处理器13接收到特定的电平(例如，低电平)的脉冲启用信号PING_EN时，电力感测电路100可以通过使用整流电压VRECT执行脉冲感测操作，并且可以将执行脉冲感测操作的结果作为感测结果信号PDET_B输出到处理器13。在示例实施例中，电力感测电路100可以包括第一引脚P1至第三引脚P3。电力感测电路100可以经由第一引脚P1从处理器13接收脉冲启用信号PING_EN，经由第二引脚P2从电力转换电路(例如，图1中的电力转换电路300)接收整流电压VRECT，并且经由第三引脚P3将感测结果信号PDET_B输出到处理器13。
在示例实施例中，可以由包括在电力感测电路100中的第一反相器INV1接收脉冲启用信号PING_EN，并且第一反相器INV1可以输出经反相的启用信号PDEN。例如，第一反相器INV1可以包括滞后反相器。
响应于经反相的启用信号PDEN，时钟发生器110可以生成时钟信号CLK，该时钟信号CLK是具有恒定周期的方波。例如，当经反相的启用信号PDEN处于高电平时，时钟发生器110可以生成时钟信号CLK。例如，当脉冲启用信号PING_EN从高电平改变为低电平时，时钟发生器110可以开始生成时钟信号CLK。
然而，根据本发明构思的电力感测电路100不限于在其中包括用于生成时钟信号CLK的时钟发生器110。在一些实施例中，电力感测电路100可以从外部(例如，电力感测电路100的外部)接收时钟信号CLK。
标记信号生成器120可以从电力转换电路300接收整流电压VRECT，并且生成脉冲标记信号PING_FLAG。当在电力保持模式(例如，图2中的电力保持模式S20)中从电力发送设备20接收到脉冲时，电力转换电路300可以输出在高电平与低电平之间周期性地交替的整流电压VRECT。标记信号生成器120可以生成具有方波和与整流电压的周期VRECT相同的周期的脉冲标记信号PING_FLAG。例如，当整流电压VRECT高于特定的值(例如，高电平)时，脉冲标记信号PING_FLAG可以具有高电平的方波波形，并且当整流电压VRECT小于特定的值(例如，低电平)时，脉冲标记信号PING_FLAG可以具有低电平的方波波形。
电力感测电路100可以包括第二反相器INV2，其中第二反相器INV2使脉冲标记信号PING_FLAG反相，并且电力感测电路100可以包括与门ANDG，其中与门ANDG接收经反相的脉冲标记信号PING_FLAG和经反相的启用信号PDEN，并且输出经反相的脉冲标记信号PING_FLAG和经反相的启用信号PDEN的经逻辑相乘的信号。经由与门ANDG输出的信号可以提供给计数器130。例如，当经反相的启用信号PDEN处于高电平时，与门ANDG可以将经反相的脉冲标记信号PING_FLAG提供给计数器130，并且当经反相的启用信号PDEN处于低电平时，与门ANDG可以将低电平信号提供给计数器130。在图5中，将电力感测电路100示出为包括与门ANDG，但是根据本发明构思的电力感测电路100不限于此，并且可以以各种方式实现用于响应于经转换的启用信号PDEN将经反相的脉冲标记信号PING_FLAG选择性地提供给计数器130的电路。
计数器130可以接收时钟信号CLK，并且输出通过对时钟信号CLK进行计数获得的计数值CV。当脉冲启用信号PING_EN处于低电平时，与门ANDG可以将经反相的脉冲标记信号PING_FLAG提供给计数器130，并且当脉冲启用信号PING_EN处于高电平时，计数器130可以被复位。当脉冲启用信号PING_EN处于低电平时，计数器130可以通过使用时钟信号CLK，对经反相的脉冲标记信号PING_FLAG的高电平时段进行计数。例如，当脉冲启用信号PING_EN处于低电平时，计数器130可以通过使用从时钟发生器110接收的时钟信号CLK，对脉冲标记信号PING_FLAG的低电平部分进行计数，并且可以将计数值CV作为数字信号进行输出。然而，当脉冲标记信号PING_FLAG处于高电平时，计数器130可以被复位。
计数器130可以将计数值CV输出到数字比较器140。数字比较器140可以将参考数字值RDV与计数值CV进行比较，并且输出比较结果作为切换信号CR。响应于经反相的启用信号PDEN，数字比较器140可以执行比较操作。当经反相的启用信号PDEN处于高电平时，数字比较器140可以将参考数字值RDV与计数值CV进行比较。例如，当参考数字值RDV大于计数值CV时，可以输出高电平的切换信号CR，并且当参考数字值RDV小于计数值CV时，可以输出低电平的切换信号CR。
参考数字值RDV可以是用于确定没有接收到脉冲的部分的参考值。例如，参考数字值RDV可以与图4中的操作S240中的参考时间相对应。在示例实施例中，参考数字值RDV可以是已经预设在电力感测电路100内部的存储器中的值，或者可以已经预设在电力接收设备10内部的存储器中的值。备选地，在示例实施例中，参考数字值RDV可以是通过处理器13改变的值。
电力感测电路100可以包括晶体管TR以及电阻器R1和R2。从数字比较器140输出的切换信号CR可以提供给晶体管TR，并且响应于切换信号CR，晶体管TR可以经由第二引脚P2输出感测结果信号PDET_B。因此，当参考数字值RDV大于计数值CV时，可以输出低电平的感测结果信号PDET_B，并且当参考数字值RDV小于计数值CV时，可以输出高电平的感测结果信号PDET_B。
电力接收设备10内部产生的电源电压VPP可以提供给时钟发生器110、计数器130、数字比较器140、以及电阻器R1和R2。此外，标记信号生成器120也可以通过使用电源电压VPP进行操作。因此，即使当从电力发送设备20发送的电力被切断时，电力检测电路100也可以通过使用内部产生的电源电压VPP进行操作。
处理器13可以将脉冲启用信号PING_EN提供给电力感测电路100，以执行脉冲感测操作。响应于脉冲启用信号PING_EN，电力感测电路100可以执行脉冲感测操作，并且根据执行结果将感测结果信号PDET_B提供给处理器13。例如，当脉冲启用信号PING_EN处于高电平时，电力感测电路100可以不执行脉冲检测操作，并且当脉冲启用信号PING_EN从高电平改变为低电平时，电力感测电路100可以执行脉冲感测操作。当感测结果信号PDET_B从低电平改变为高电平时，处理器13可以确定还没有从电力发送设备接收到脉冲，并且可以确定状态是电力接收设备10与电力发送设备20断开的电力切断模式(S30)。
根据比较示例的电子设备可以包括单独的电容器和单独的电阻器，单独的电容器和单独的电阻器形成在电力感测电路外部并且连接到电力感测电路的输出引脚。因为当接收到脉冲时电荷在单独的电容器中累积并且当没有接收到脉冲时进行放电，所以根据比较示例的电子设备的电力感测电路可以通过根据存储在单独的电容器中的电荷量测量电压，来感测无线电力的接收状态。在根据比较示例的电子设备中，因为分别根据单独的电容器的电容值和单独的电阻器的电阻值来确定感测准确度，所以存在需要提供具有比较大的电容的电容器的问题。
根据本发明构思的技术思想的电力接收设备10可以形成在电力检测电路100外部，并且可以不包括连接到电力感测电路100的输出引脚的单独的电容器和单独的电阻器。电力感测电路100可以通过使用时钟信号CLK，对脉冲标记信号PING_FLAG的波形进行计数，并且可以通过将已计数的计数值CV与参考数字值RDV进行比较，来感测无线电力接收状态，即，脉冲。因此，通过不包括用于检测脉冲的单独的电容器和单独的电阻器，电力接收设备10可以提高空间效率以及无线电力接收状态的感测准确度和感测速度。
参考图5和图6，当脉冲启用信号PING_EN从高电平转变到低电平时，可以生成时钟信号CLK，并且感测结果信号PDET_B可以从高电平转换到低电平。例如，当脉冲启用信号PING_EN从高电平转变到低电平时，电力感测电路100可以开始脉冲感测操作。
在脉冲启用信号PING_EN从高电平转变到低电平之后，电力接收设备10可以将PHM分组发送到电力发送设备20。电力发送设备20可以将脉冲提供到电力接收设备10，使得在从电力接收设备10接收到PHM分组时，生成在高电平与低电平之间周期性地交替的整流电压VRECT。因此，整流电压VRECT可以以恒定的周期(例如，脉冲周期PP)在高电平与低电平之间交替。
标记信号生成器120可以生成具有方波和与整流电压的周期VRECT(即，脉冲周期PP)相同的周期的脉冲标记信号PING_FLAG。例如，当整流电压VRECT处于高电平时，脉冲标记信号PING_FLAG可以具有高电平，并且当整流电压VRECT处于低电平时，脉冲标记信号PING_FLAG可以具有低电平。在这种情况下，当在接收到脉冲时整流电压VRECT处于高电平时，作为对脉冲的响应，电力接收设备10可以将SS分组发送到电力发送设备20。
计数器130可以通过使用时钟信号CLK，对脉冲标记信号PING_FLAG的低电平部分LP进行计数，并且根据计数结果输出计数值CV。当脉冲标记信号PING_FLAG处于高电平时，计数值CV可以被复位。
当计数值CV变成等于或大于与最大检测时间DT相对应的参考数字值RDV时，感测结果信号PDET_B可以从低电平转变到高电平。
例如，当脉冲标记信号PING_FLAG的脉冲周期PP是大约400ms时，用于确定缺少脉冲的参考时间可以作为最大检测时间DT被设置成脉冲标记信号PING_FLAG的周期的两倍或大约800ms。可以设置与大约800ms的参考时间相对应的参考数字值RDV。参考数字值RDV可以被不同地设置，并且可以被改变。
图7是示出了根据本发明构思的示例实施例的电力接收设备10A的电力感测电路100A和处理器13的示图。在参考图7的描述中，省略了对与图5中的附图标记相同的附图标记的重复描述。
参考图7，电力接收设备10A可以包括电力感测电路100A和处理器13，电力感测电路100A用于感测由电力发送设备提供的无线电力，并且处理器13用于控制电力接收设备10A的整体操作。电力感测电路100A可以包括时钟发生器110、标记信号生成器120、计数器130、数字比较器140和参考设置电路150。
当从处理器13接收到特定的电平(例如，低电平)的脉冲启用信号PING_EN时，电力感测电路100A可以通过使用整流电压VRECT执行脉冲感测操作，并且可以将执行脉冲感测操作的结果作为感测结果信号PDET_B输出到处理器13。在示例实施例中，电力感测电路100可以包括第一引脚P1至第四引脚P4。电力感测电路100可以经由第一引脚P1从处理器13接收脉冲启用信号PING_EN，经由第二引脚P2从电力转换电路(例如，图1中的电力转换电路300)接收整流电压VRECT，并且经由第三引脚P3将感测结果信号PDET_B输出到处理器13。
在示例实施例中，电力感测电路100A可以经由第四引脚P4与处理器13进行通信，并且可以接收控制信号。例如，电力感测电路100A和处理器13可以经由集成电路间(I2C)总线相互通信。电力感测电路100A可以经由第四引脚P4接收参考值控制信号CRP。
响应于从处理器13接收的参考值控制信号CRP，参考设置电路150可以设置参考数字值RDV，并且可以将参考数字值RDV输出到数字比较器140。数字比较器140可以将从参考设置电路150输出的参考数字值RDV与计数值CV进行比较。例如，参考数字值RDV可以设置成具有与脉冲周期PP的两倍相对应的值。
在示例实施例中，处理器13可以在充电模式S10中发送参考值控制信号CRP，即，在整流电压VRECT变成大约0V之前，可以将参考值控制信号CRP发送到参考设置电路150。参考设置电路150可以设置参考数字值RDV。
在示例实施例中，可以通过使用电力接收设备10A内部的电源电压VPP来驱动参考设置电路150。因此，即使当没有从电力发送设备20接收到无线电力时，电力接收设备10A也可以驱动无线电力感测电路100A。
图8是根据本发明构思的示例实施例的无线充电系统中的电力接收设备的操作方法的流程图。图8中的操作S220可以是图4中的操作S220的示例。图8中的操作S220可以包括操作S221和操作S223。
参考图8，电力接收设备10可以感测包括在充电电路(例如，图1中的充电电路400)中的电池的充电量(S221)。电力接收设备10可以确定充电量是否已经达到极限值(S223)。在这种情况下，极限值可以意味着上限值。
例如，当充电量还未达到极限值(S223：否)时，电力接收设备可以执行图4中的操作S210。电力接收设备10可以确定当充电电路的充电量还未达到极限值时，电池处于可再充电的状态并且充电模式S10是可保持的。
然而，当充电量已经达到极限值(S223：是)时，电力接收设备10可以执行图4中的操作S230。电力接收设备10可以确定当充电电路的充电量达到极限值时，难以保持充电模式S10，并且可以将电力模式从充电模式S10改变为电力保持模式S20以减小充电速度。
图9是根据本发明构思的示例实施例的电子设备10B的示图。图10是根据本发明构思的示例实施例的无线充电系统中的电力接收设备的操作方法的流程图。在参考图9的描述中，省略了对与图1中的附图标记相同的附图标记的重复描述。图10中的操作S220A可以包括图4中的操作S220的示例。图10中的操作S220A可以包括操作S221A和操作S223A。
参考图9，电子设备10B可以被称为电力接收设备10B，该电力接收设备10B从电力发送设备(例如，图1中的电力发送设备20)接收无线电力。电力接收设备10B可以包括电力接收电路11、处理器13和通信电路15。
电力接收设备10B还可以包括温度传感器17。温度传感器17可以测量电力接收设备10B的内部温度。温度传感器17可以在电力接收设备10B接收到无线电力时开始测量温度。例如，温度传感器17可以根据特定的周期，周期性地执行温度测量操作，或者可以非周期性地执行温度测量。温度传感器17可以测量电力接收设备10B中的一个点的温度，并且可以测量例如电力感测电路100、电力接收天线200、电力转换电路300、充电电路400、处理器13和通信电路15中的至少一个的元件温度。
处理器13可以接收由温度传感器17测量的温度信息，并且可以管理温度信息。处理器13可以基于温度信息，改变电力接收设备10B的电力模式。
在图9中，仅示出了包括在电子设备10B中的温度传感器17，但是电力接收设备10B可以包括能够进行各种感测操作的传感器模块。传感器模块可以感测电力接收设备10B的操作状态(例如，电力或温度)或外部环境状态(例如，用户状态)，并且生成与所感测的状态相对应的信号。例如，传感器模块可以包括手势传感器、陀螺仪传感器、大气压力传感器、磁性传感器、加速度传感器、握持传感器、接近传感器、颜色传感器、红外(IR)传感器、生物特征传感器、温度传感器、湿度传感器或照度传感器。
参考图9和图10，电力接收设备10B可以测量其中的温度(S221A)。例如，可以测量包括在电力接收设备10B中的组件中的至少一个的温度。
电力接收设备10B可以确定已测量的温度是否小于参考温度(S223A)。在示例实施例中，参考温度可以意味着其中温度被测量的组件正常操作的极限温度。
当已测量的温度小于参考温度(S223A：是)时，电力接收设备10B可以执行图4中的操作S210。电力接收设备10B可以保持充电模式S10。
然而，当已测量的温度等于或高于参考温度(S223A：否)时，电力接收设备10B可以执行图4中的操作S230。电力接收设备10B可以确定当电力接收设备10B的内部温度达到参考温度时难以保持充电模式S10，并且可以将电力模式从充电模式S10改变为电力保持模式S20，以通过减小充电速度来降低温度。
在示例实施例中，温度传感器17可以测量电力接收设备10B的多个组件的相应温度，并且可以将已测量的温度与对应的参考温度进行比较(S220A)。当已测量的温度中的每一个小于对应的参考温度时，可以执行图4中的操作S210，但是当已测量的温度中的至少一个大于或等于对应的参考温度时，可以执行图4中的操作S230。
图11是根据本发明构思的示例实施例的电子设备10C的示图。在参考图11的描述中，省略了对与图1中的附图标记相同的附图标记的重复描述。
参考图11，电子设备10C可以被称为电力接收设备10C，该电力接收设备10C从电力发送设备(例如，图1中的电力发送设备20)接收无线电力。电力接收设备10C可以包括电力接收电路11、处理器13、通信电路15和显示器19。显示器19可以是用于将关于电力接收设备10C的信息可视地提供给电力接收设备10C的用户的设备。显示器19可以包括能够测量通过触摸施加的压力的强度的触摸电路或压力传感器。
显示器19可以在充电模式(例如，图2中的充电模式S10)中向用户指示其处于“充电”状态。在充电模式S10中，处理器13可以控制图形用户界面(GUI)，并且可以向用户显示电力接收设备10C处于充电状态。备选地，在示例实施例中，在充电模式S10中，电力接收设备10C可以通过发光元件发射特定的颜色，向用户显示充电状态。
此外，显示器19可以在电力保持模式(例如，图2中的S20)中向用户指示其处于“充电”状态。例如，在电力保持模式S20中，电力接收设备10C可以向用户显示与充电模式S10的状态相同的状态，即，充电状态。因此，在电力保持模式S20中，即使当将电力供应给电力接收设备10C的状态和切断电力的状态重复时，也可以通过向用户持续地显示“充电”状态而不显示电力被切断，来防止用户的混淆。
然而，在电力切断模式(例如，图2中的电力切断模式S30)中，显示器19可以向用户显示电力接收设备10C处于无线充电被切断的状态。备选地，在示例实施例中，在电力切断模式S30中，通过发光元件发射特定的颜色或切断来自发光元件的无线电力，电力接收设备10C可以向用户显示充电被切断。
尽管已经参考本发明构思的实施例具体示出和描述了本发明构思，但是将理解，在不脱离所附权利要求的精神和范围的情况下，可以在其中进行形式和细节上的各种改变。

Claims (20)

1.一种被配置为在多个电力模式中操作的电子设备，所述电子设备包括：
电力接收电路，被配置为从外部电力发送设备接收无线电力；以及
处理器，被配置为控制所述电子设备的操作，
其中，所述多个电力模式包括：持续地提供所述无线电力的充电模式、提供所述无线电力的状态和切断所述无线电力的状态以脉冲周期周期性地重复的电力保持模式、以及持续地切断所述无线电力的电力切断模式，并且
其中，所述电力接收电路被配置为在所述电力保持模式中生成以所述脉冲周期在高电平与低电平之间交替的脉冲标记信号，并且基于通过对所述脉冲标记信号的特定电平部分进行计数所获得的计数值来改变所述电力模式。
2.根据权利要求1所述的电子设备，其中，所述电力接收电路包括：
电力转换电路，被配置为对已接收的无线电力进行整流并且生成整流电压；以及
电力感测电路，被配置为响应于从所述处理器接收的脉冲启用信号，根据对所述无线电力的接收状态进行感测的结果，生成感测结果信号。
3.根据权利要求2所述的电子设备，其中，所述电力感测电路包括：
标记信号生成器，被配置为根据所述整流电压来生成脉冲标记信号；
计数器，被配置为生成计数值，所述计数值是通过对所述脉冲标记信号的特定电平部分进行计数而生成的；
数字比较器，被配置为通过将所述计数值与参考数字值进行比较，生成切换信号；以及
输出引脚，被配置为根据所述切换信号来输出所述感测结果信号。
4.根据权利要求3所述的电子设备，其中，所述计数器和所述数字比较器通过接收在所述电子设备中产生的电源电压进行操作。
5.根据权利要求3所述的电子设备，其中，所述电力感测电路还包括时钟发生器，所述时钟发生器被配置为根据所述脉冲启用信号来生成时钟信号并将所述时钟信号输出到所述计数器。
6.根据权利要求3所述的电子设备，其中，所述电力感测电路还包括参考设置电路，所述参考设置电路被配置为根据从所述处理器接收的参考值控制信号来生成所述参考数字值并将所述参考数字值输出到所述数字比较器。
7.根据权利要求1所述的电子设备，其中，当所述电子设备在所述充电模式中进行操作的同时所述电子设备的内部温度等于或大于参考温度时，所述处理器通过将电力模式改变为所述电力保持模式来进行操作。
8.根据权利要求1所述的电子设备，
其中，所述电力接收电路还包括：通过所述无线电力充电的充电电路，并且
其中，当所述充电电路在所述充电模式中达到极限充电量时，所述处理器通过将电力模式改变为所述电力保持模式来进行操作。
9.一种从电力发送设备接收无线电力的电子设备，所述电子设备包括：
电力接收电路，被配置为从外部电力发送设备接收电力；以及
处理器，被配置为控制所述电力接收电路，
其中，所述电力接收电路包括：
电力转换电路，被配置为对已接收的电力进行整流并且生成整流电压；以及
电力感测电路，被配置为响应于从所述处理器接收的脉冲启用信号，根据对所述电力的接收状态进行感测的结果，输出感测结果信号，
其中，所述电力感测电路根据对以与所述整流电压的周期相同的周期在高电平与低电平之间交替的脉冲标记信号的特定电平部分进行计数的结果，输出所述感测结果信号。
10.根据权利要求9所述的电子设备，其中，所述电力感测电路包括：
标记信号生成器，被配置为根据所述整流电压来生成脉冲标记信号；
计数器，被配置为通过对所述脉冲标记信号的特定电平部分进行计数，生成计数值；
数字比较器，被配置为通过将所述计数值与参考数字值进行比较，生成切换信号；以及
输出引脚，被配置为根据所述切换信号来输出所述感测结果信号。
11.根据权利要求10所述的电子设备，其中，所述计数器和所述数字比较器通过接收在所述电子设备中产生的电源电压进行操作。
12.根据权利要求10所述的电子设备，其中，所述电力感测电路还包括参考设置电路，所述参考设置电路被配置为根据从所述处理器接收的参考值控制信号来生成所述参考数字值并将所述参考数字值输出到所述数字比较器。
13.根据权利要求9所述的电子设备，其中，当所述电子设备的内部温度等于或大于参考温度时，所述处理器经由所述通信电路发送电力保持模式分组。
14.根据权利要求9所述的电子设备，
其中，所述电力接收电路还包括：通过所述整流电压充电的充电电路，并且
其中，当所述充电电路达到极限充电量时，所述处理器经由所述通信电路发送电力保持模式分组。
15.根据权利要求9所述的电子设备，其中，当在高电平与低电平之间交替的所述整流电压具有高电平时，所述处理器经由所述通信电路发送信号强度分组。
16.一种电力接收电路，包括：
电力转换电路，被配置为通过对从所述电力接收电路的外部接收的电力进行整流，生成整流电压；以及
电力感测电路，被配置为响应于从处理器接收的脉冲启用信号，根据对所述电力的接收状态进行感测的结果，输出感测结果信号，
其中，所述电力感测电路包括：
标记信号生成器，被配置为根据所述整流电压来生成脉冲标记信号；
计数器，被配置为通过对所述脉冲标记信号的特定电平部分进行计数，生成计数值；
数字比较器，被配置为通过将所述计数值与参考数字值进行比较，生成切换信号；以及
第一引脚，被配置为根据所述切换信号来输出所述感测结果信号。
17.根据权利要求16所述的电力接收电路，其中，所述电力感测电路还包括时钟发生器，所述时钟发生器被配置为根据所述脉冲启用信号来生成时钟信号并将所述时钟信号输出到所述计数器。
18.根据权利要求16所述的电力接收电路，其中，所述电力感测电路还包括第二引脚，所述第二引脚与所述第一引脚不同并且被配置为接收所述脉冲启用信号。
19.根据权利要求16所述的电力接收电路，
其中，所述电力感测电路还包括与外部处理器进行通信的第三引脚，并且
其中，所述参考设置电路根据经由所述第三引脚接收的参考值控制信号，生成所述参考数字值。
20.根据权利要求19所述的电力接收电路，其中，在所述整流电压变成0V之前，所述参考设置电路接收所述参考值控制信号。
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