CN115693979A - 无线充电接收电路、方法、电子设备及无线充电系统 - Google Patents

无线充电接收电路、方法、电子设备及无线充电系统 Download PDF

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CN115693979A CN202110833062.0A CN202110833062A CN115693979A CN 115693979 A CN115693979 A CN 115693979A CN 202110833062 A CN202110833062 A CN 202110833062A CN 115693979 A CN115693979 A CN 115693979A
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Abstract

本申请提供了一种无线充电接收电路(110)、方法、电子设备(10)及无线充电系统,属于无线充电领域。该无线充电接收电路(110)中,控制电路(114)可以控制整流电路(113)对第一谐振电路(111)和/或第二谐振电路(112)传输的电信号进行整流。由于整流电路(113)对不同谐振电路传输的电信号进行整流后输出的电压的大小不同,因此可以通过控制电路(114)控制整流电路(113)对不同谐振电路传输的电信号进行整流,以调节整流电路(113)的输出电压。由此,可以实现对无线充电系统的电压增益的灵活调节,进而有效提高了该无线充电系统对电池(120)进行充电时的灵活性。

Description

无线充电接收电路、方法、电子设备及无线充电系统
技术领域
本申请涉及无线充电技术领域,特别涉及一种无线充电接收电路、电子设备及无线充电系统。
背景技术
无线充电(wireless power transmission,简称WPT)是一种以耦合的电磁场为媒介传递电能,从而为电池进行充电的技术。
相关技术中,无线充电系统一般包括:原边谐振电路、副边谐振电路和整流电路。其中,原边谐振电路可以通过电磁感应的方式向副边谐振电路传输交流电,该整流电路可以对该交流电进行整流后为电池充电。
但是,相关技术中的无线充电系统的电压增益一般是固定的,导致无线充电系统为电池充电时的灵活性较差。其中,无线充电系统的电压增益是指:整流电路的输出电压与加载至原边谐振电路的驱动电压之比。
发明内容
本申请提供了一种无线充电接收电路、方法、电子设备及无线充电系统,可以解决相关技术中的无线充电系统为电池充电时的灵活性较差的技术问题。所述技术方案如下:
一方面,本申请提供了一种无线充电接收电路,所述无线充电接收电路包括:第一谐振电路,第二谐振电路,整流电路和控制电路;
所述第一谐振电路与所述整流电路连接,所述第一谐振电路用于通过电磁感应的方式接收原边谐振电路传输的电信号,并将接收到的电信号输出至所述整流电路;
所述第二谐振电路与所述整流电路连接,所述第二谐振电路用于通过电磁感应的方式接收原边谐振电路传输的电信号,并将接收到的电信号输出至所述整流电路;
所述整流电路分别与所述控制电路和电池连接,所述整流电路用于基于所述控制电路的控制,对所述第一谐振电路传输的电信号和/或所述第二谐振电路传输的电信号进行整流,并基于整流后的电信号后为所述电池充电。
可选地,所述第一谐振电路包括串联的第一感应线圈和第一电容;所述第二谐振电路包括串联的第二感应线圈和第二电容;
其中,所述第一感应线圈的电感值与所述第二感应线圈的电感值不同。
可选地,所述整流电路包括第一半导体器件,第二半导体器件,第三半导体器件,第四半导体器件和第五半导体器件,其中,所述第一半导体器件至所述第四半导体器件组成整流桥;
所述整流桥的第一输入端与所述第一谐振电路的第一输出端连接,所述整流桥的第二输入端分别与所述第一谐振电路的第二输出端和所述第二谐振电路的第一输出端连接,所述第五半导体器件的第一极与所述第二谐振电路的第二输出端连接;
所述整流桥的第一输出端与所述电池的正极连接,所述整流桥的第二输出端和所述第五半导体器件的第二极均与所述电池的负极连接;
所述第五半导体器件的控制极以及所述整流桥中至少一个半导体器件的控制极与所述控制电路连接,所述控制电路用于控制其所连接的半导体器件的工作状态。
可选地,所述控制电路用于控制其所连接的半导体器件的工作状态,使得所述整流电路处于下述工作模式中的任一种工作模式:
工作模式一:所述第五半导体器件关断,所述整流桥中的每个半导体器件按照二极管模式工作;
工作模式二:所述第二半导体器件和所述第五半导体器件关断,所述第一半导体器件导通,所述第三半导体器件和所述第四半导体器件按照二极管模式工作;
工作模式三:所述第一半导体器件和所述第二半导体器件关断,所述第五半导体器件导通,所述第三半导体器件和所述第四半导体器件按照二极管模式工作;
其中,所述第一半导体器件的第一极和所述第二半导体器件的第二极作为所述整流桥的第一输入端与所述第一谐振电路的第一输出端连接;所述第一半导体器件的第二极和所述第三半导体器件的第二极作为所述整流桥的第二输出端与所述电池的负极连接;
所述第三半导体器件的第一极和所述第四半导体器件的第二极作为所述整流桥的第二输入端分别与所述第一谐振电路的第二输出端和所述第二谐振电路的第一输出端连接;所述第二半导体器件的第一极和所述第四半导体器件的第一极作为所述整流桥的第一输出端与所述电池的正极连接。
可选地,所述整流电路还包括第六半导体器件;
所述第六半导体器件的第一极与所述电池的正极连接,所述第六半导体器件的第二极与所述第二谐振电路的输出端连接,所述第六半导体器件的控制极与所述控制电路连接。
可选地,所述控制电路还用于控制所述整流电路处于下述工作模式中的任一种工作模式:
工作模式四:所述第一半导体器件和所述第二半导体器件关断,所述第三半导体器件至所述第六半导体器件中的每个半导体器件按照二极管模式工作;
工作模式五:所述第三半导体器件和所述第四半导体器件关断,所述第一半导体器件,所述第二半导体器件,所述第五半导体器件和所述第六半导体器件中的每个半导体器件按照二极管模式工作。
另一方面,本申请提供了另一种无线充电接收电路,一种无线充电接收电路,所述无线充电接收电路包括:第一谐振电路,调谐电路,整流电路和控制电路;
所述第一谐振电路与所述整流电路连接,所述第一谐振电路用于通过电磁感应的方式接收原边谐振电路传输的电信号,并将接收到的电信号输出至所述整流电路;
所述调谐电路分别与所述第一谐振电路和所述整流电路连接,所述调谐电路用于与所述第一谐振电路串联以构成串联谐振电路;
所述整流电路还分别与所述控制电路和电池连接,所述整流电路用于基于所述控制电路的控制,对所述第一谐振电路传输的电信号或所述串联谐振电路传输的电信号进行整流,并基于整流后的电信号为所述电池充电。
可选地,所述第一谐振电路包括串联的第一感应线圈和第一电容;
所述调谐电路包括第二感应线圈或者第二电容。
可选地,所述整流电路包括第一半导体器件,第二半导体器件,第三半导体器件,第四半导体器件和第五半导体器件,其中,所述第一半导体器件至所述第四半导体器件组成整流桥;
所述整流桥的第一输入端与所述第一谐振电路的第一输出端连接,所述整流桥的第二输入端分别与所述第一谐振电路的第二输出端和所述调谐电路的第一输出端连接,所述第五半导体器件的第一极与所述调谐电路的第二输出端连接;
所述整流桥的第一输出端与所述电池的正极连接,所述整流桥的第二输出端和所述第五半导体器件的第二极均与所述电池的负极连接;
所述第五半导体器件的控制极以及所述整流桥中至少一个半导体器件的控制极与所述控制电路连接,所述控制电路用于控制其所连接的半导体器件的工作状态。
可选地,所述控制电路用于控制其所连接的半导体器件的工作状态,使得所述整流电路处于下述工作模式:
工作模式一:所述第五半导体器件关断,所述整流桥中的每个半导体器件按照二极管模式工作;
工作模式二:所述第二半导体器件和所述第五半导体器件关断,所述第一半导体器件导通,所述第三半导体器件和所述第四半导体器件按照二极管模式工作;
工作模式六:所述第三半导体器件和第四半导体器件关断,所述第五半导体器件导通,所述第一半导体器件和所述第二半导体器件按照二极管模式工作;
其中,所述第一半导体器件的第一极和所述第二半导体器件的第二极作为所述整流桥的第一输入端与所述第一谐振电路的第一输出端连接;所述第一半导体器件的第二极和所述第三半导体器件的第二极作为所述整流桥的第二输出端与所述电池的负极连接;
所述第三半导体器件的第一极和所述第四半导体器件的第二极作为所述整流桥的第二输入端分别与所述第一谐振电路的第二输出端和所述调谐电路的第一输出端连接;所述第二半导体器件的第一极和所述第四半导体器件的第一极作为所述整流桥的第一输出端与所述电池的正极连接。
可选地,所述整流电路还包括第六半导体器件;
所述第六半导体器件的第一极与所述电池的正极连接,所述第六半导体器件的第二极与所述调谐电路的输出端连接,所述第六半导体器件的控制极与所述控制电路连接。
可选地,所述控制电路还用于控制所述整流电路处于下述工作模式:
工作模式五:所述第三半导体器件和所述第四半导体器件关断,所述第一半导体器件,所述第二半导体器件,所述第五半导体器件和所述第六半导体器件中的每个半导体器件按照二极管模式工作。
又一方面,本申请提供了一种无线充电控制方法,应用于无线充电接收电路中的控制电路,所述无线充电接收电路还包括:第一谐振电路,第二谐振电路和整流电路,所述第一谐振电路用于通过电磁感应的方式接收原边谐振电路传输的电信号,所述第二谐振电路用于通过电磁感应的方式接收原边谐振电路传输的电信号;所述方法包括:
所述控制电路向所述整流电路输出控制信号,以控制所述整流电路对所述第一谐振电路传输的电信号和/或所述第二谐振电路传输的电信号进行整流,并基于整流后的电信号后为所述电池充电。
再一方面,本申请提供了一种无线充电控制方法,应用于无线充电接收电路中的控制电路,所述无线充电接收电路还包括:第一谐振电路,调谐电路和整流电路,所述第一谐振电路用于通过电磁感应的方式接收原边谐振电路传输的电信号,所述调谐电路用于与所述第一谐振电路串联以构成串联谐振电路;所述方法包括:
所述控制电路向所述整流电路输出控制信号,以控制所述整流电路对所述第一谐振电路传输的电信号或所述串联谐振电路传输的电信号进行整流,并基于整流后的电信号为所述电池充电。
再一方面,本申请提供了一种电子设备,所述电子设备包括:如上述方面所述的任一无线充电接收电路,以及电池;
所述无线充电接收电路与所述电池连接,用于为所述电池充电。
可选地,所述电子设备还包括:第一滤波电路、电压转换电路和第二滤波电路;
所述第一滤波电路与所述无线充电接收电路中整流电路的输出端连接,所述第一滤波电路用于对所述整流电路输出的电信号进行滤波;
所述电压转换电路的输入端与所述第一滤波电路的输出端连接,所述电压转换电路的输出端与所述第二滤波电路的输入端连接,所述电压转换电路用于对所述第一滤波电路输出的电信号进行电压转换;
所述第二滤波电路的输出端与所述电池连接,所述第二滤波电路用于对所述电压转换电路输出的电信号进行滤波后为所述电池充电。
再一方面,本申请提供了一种无线充电系统,所述无线充电系统包括:功率发射设备,以及如上述方面所述的电子设备;
其中,所述功率发射设备包括原边谐振电路,所述原边谐振电路用于通过电磁感应的方式向所述电子设备中的谐振电路传输电信号。
本申请提供的技术方案带来的有益效果至少可以包括:
提供了一种无线充电接收电路、方法、电子设备及无线充电系统。该无线充电接收电路中,控制电路可以控制整流电路对第一谐振电路和/或第二谐振电路传输的电信号进行整流。由于整流电路对不同谐振电路传输的电信号进行整流后输出的电压的大小不同,因此可以通过控制电路控制整流电路对不同谐振电路传输的电信号进行整流,以调节整流电路的输出电压。由此,可以实现对无线充电系统的电压增益的灵活调节,进而有效提高了该无线充电系统对电池进行充电时的灵活性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请实施例提供的一种无线充电系统的结构示意图;
图2是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3是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4是本申请实施例提供的一种整流电路处于工作模式一时的等效电路图;
图5是本申请实施例提供的另一种整流电路处于工作模式一时的等效电路图;
图6是本申请实施例提供的一种整流电路处于工作模式二时的等效电路图;
图7是本申请实施例提供的另一种整流电路处于工作模式二时的等效电路图;
图8是本申请实施例提供的一种整流电路处于工作模式三时的等效电路图;
图9是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10是本申请实施例提供的一种整流电路处于工作模式四时的等效电路图;
图11是本申请实施例提供的一种整流电路处于工作模式五时的等效电路图;
图12是本申请实施例提供的再一种无线充电接收电路的结构示意图;
图13是本申请实施例提供的再一种无线充电接收电路的结构示意图;
图14是本申请实施例提供的一种整流电路处于工作模式六时的等效电路图;
图15是本申请实施例提供的另一种整流电路处于工作模式六时的等效电路图;
图16是本申请实施例提供的再一种无线充电接收电路的结构示意图;
图17是本申请实施例提供的另一种整流电路处于工作模式五时的等效电路图;
图18是本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
附图中的各个标号说明如下:
10-电子设备,20-功率发射设备;
110-无线充电接收电路,120-电池,130-第一滤波电路,140-电压转换电路,150-第二滤波电路,210-原边谐振电路;
111-第一谐振电路,112-第二谐振电路,113-整流电路,114-控制电路,115-调谐电路;
第一谐振电路111中的器件标识:L1-第一电感,C1-第一电容;
第二谐振电路112中的器件标识:L2-第二电感,C2-第二电容;
整流电路113中的器件标识:B1-整流桥,D1-第一半导体器件,D2-第二半导体器件,D3-第三半导体器件,D4-第四半导体器件,D5-第五半导体器件,D6-第六半导体器件;
第一滤波电路130中的器件标识:C3-第三电容;
第二滤波电路150中的器件标识:C4-第四电容。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本申请作进一步地详细描述。
本申请的实施方式部分使用的术语仅用于对本申请的实施例进行解释,而非旨在限定本申请。除非另作定义,本申请的实施方式使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”、“第三”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性,而只是用来区分不同的组成部分。同样,“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制,而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同,并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接,而是可以包括电性的连接,不管是直接的还是间接的。在本申请实施例中提及的“和/或”,表示可以存在三种关系,例如,A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
图1是本申请实施例提供的一种无线充电系统的结构示意图,如图1所示,该无线充电系统包括电子设备10和功率发射设备20。其中,电子设备10中包括无线充电接收电路110和电池120,功率发射设备20中包括原边谐振电路210。该原边谐振电路210用于通过电磁感应的方式向该无线充电接收电路110传输电信号,该无线充电接收电路110与电池120连接,用于基于接收到的电信号为该电池120充电。
图2是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。如图2所示,该无线充电接收电路110包括:第一谐振电路111,第二谐振电路112,整流电路113和控制电路114。该控制电路114可以为微控制单元(microcontroller unit,简称MCU)。
其中,第一谐振电路111与整流电路113连接,该第一谐振电路111用于通过电磁感应的方式接收原边谐振电路210传输的电信号,并将接收到的电信号输出至该整流电路113。
第二谐振电路112与整流电路113连接,该第二谐振电路112用于通过电磁感应的方式接收原边谐振电路210传输的电信号,并将接收到的电信号输出至该整流电路113。
整流电路113分别与控制电路114和电池120连接,该整流电路113用于基于该控制电路114的控制,对第一谐振电路111传输的电信号和/或第二谐振电路112传输的电信号进行整流,并基于整流后的电信号后为电池120充电。
在本申请实施例中,该整流电路113具有三个输入端,该第一谐振电路111的两个输出端分别与整流电路113的第一输入端IN1和第二输入端IN2连接,该第二谐振电路112的两个输出端分别与整流电路113的第二输入端IN2和第三输入端IN3连接。该整流电路113还具有一个控制端CON1,控制电路114能够向整流电路113的控制端CON1输出控制信号,从而控制整流电路113对第一谐振电路111传输的电信号和/或第二谐振电路112传输的电信号进行整流。
作为一种可能的示例,该控制电路114可以控制整流电路113对第一输入端IN1和第二输入端IN2接收到的电信号进行整流,即控制电路114可以控制整流电路113对该第一谐振电路111传输的电信号进行整流。
作为另一种可能的示例,控制电路114可以控制整流电路113对第二输入端IN2和第三输入端IN3接收到的电信号进行整流,即控制电路114可以控制整流电路113对该第二谐振电路112传输的电信号进行整流。
作为又一种可能的示例,控制电路114可以控制整流电路113对第一输入端IN1和第三输入端IN3接收到的电信号进行整流,即控制电路114可以控制整流电路113对该第一谐振电路111传输的电信号和第二谐振电路112传输的电信号进行整流。或者,可以理解为,整流电路113可以对第一谐振电路111和第二谐振电路112串联组成的串联谐振电路传输的电信号进行整流。
基于上述分析可知,整流电路113能够单独对第一谐振电路111传输的电信号进行整流,或者,单独对第二谐振电路112传输的电信号进行整流,又或者,可以对第一谐振电路111传输的电信号和第二谐振电路112串联组成的串联谐振电路传输的电信号进行整流。由于上述三种整流方式中,整流电路113的输出电压不同,因此可以使得该无线充电系统的电压增益不同。
综上所述,本申请实施例提供了一种无线充电接收电路,该无线充电接收电路中,控制电路可以控制整流电路对第一谐振电路和/或第二谐振电路传输的电信号进行整流。由于整流电路对不同谐振电路传输的电信号进行整流后输出的电压的大小不同,因此可以通过控制电路控制整流电路对不同谐振电路传输的电信号进行整流,以调节整流电路的输出电压。由此,可以实现对无线充电系统的电压增益的灵活调节,进而有效提高了该无线充电系统对电池进行充电时的灵活性。
图3是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。如图3所示,第一谐振电路111可以包括串联的第一感应线圈L1和第一电容C1;第二谐振电路112可以包括串联的第二感应线圈L2和第二电容C2。其中,第一感应线圈L1的电感值与第二感应线圈L2的电感值不同。
可以理解的是,通过设置第一感应线圈L1和第二感应线圈L2的电感值不同,可以确保整流电路113单独对第一谐振电路111传输的电信号进行整流后输出的电压,与整流电路113单独对第二谐振电路112传输的电信号进行整流后输出的电压不同。由此,控制电路114可以灵活调节整流电路113的输出电压。
对于该第一感应线圈L1和第二感应线圈L2的电感值不同的场景,在原边谐振电路210向无线充电接收电路110传输的电信号的功率较大时,控制电路114可以控制整流电路113对第一谐振电路111和第二谐振电路112中的第一目标谐振电路传输的电信号进行整流。其中,该第一目标谐振电路为感应线圈的电感值较大的谐振电路。由于该第一目标谐振电路中的感应线圈的电感值较大,因此可以确保该整流电路113的输出电压较高。在原边谐振电路210提供的电信号的功率一定的前提下,通过增大整流电路113的输出电压,可以有效降低流经该目标谐振电路中的感应线圈的电流,进而有效避免该感应线圈在大功率场景下发热过高带来损耗的问题。
对于该第一感应线圈L1和第二感应线圈L2的电感值不同的场景,在无线充电接收电路110中的谐振电路中流经的电流一定,且电流较大时,控制电路114可以控制整流电路113对第一谐振电路111和第二谐振电路112中的第二目标谐振电路传输的电信号进行整流。其中,该第二目标谐振电路为感应线圈的电感值较小的谐振电路。由于该第二目标谐振电路中的感应线圈的电感值较小,因此该感应线圈的阻抗较小。在流经谐振电路的电流一定的前提下,通过采用阻抗较小的感应线圈,可以有效降低感应线圈的发热,进而有效避免发热过高带来损耗的问题。
参考图3,整流电路113可以包括第一半导体器件D1,第二半导体器件D2,第三半导体器件D3,第四半导体器件D4和第五半导体器件D5,其中,该第一半导体器件D1至该第四半导体器件D4组成整流桥B1。
由于整流电路113可以包括五个半导体器件,因此,该整流电路113可以称为5级整流电路。
该整流桥B1的第一输入端作为整流电路113的第一输入端IN1,与该第一谐振电路111的第一输出端连接,该整流桥B1的第二输入端作为整流电路113的第二输入端IN2,分别与该第一谐振电路111的第二输出端和该第一谐振电路111的第一输出端连接,该第五半导体器件D5的第一极作为整流电路的第三输入端IN3与该第一谐振电路111的第二输出端连接。
该整流桥B1的第一输出端与该电池120的正极连接,该整流桥B1的第二输出端和该第五半导体器件D5的第二极均与该电池120的负极连接。
其中,第一半导体器件D1的第一极和第二半导体器件D2的第二极作为整流桥B1的第一输入端IN1,且与第一谐振电路111的第一输出端连接;第一半导体器件D1的第二极和第三半导体器件D3的第二极作为整流桥B1的第二输出端,且与电池120的负极连接;该电池120的负极和第五半导体D5的第二极均与地端GND连接。
第三半导体器件D3的第一极和第四半导体器件D4的第二极作为整流桥B1的第二输入端IN2,分别与第一谐振电路111的第二输出端和第一谐振电路111的第一输出端连接;第二半导体器件D2的第一极和第四半导体器件D4的第一极作为该整流桥B1的第一输出端与该电池120的正极连接。
第五半导体器件D5的控制极以及整流桥B1中至少一个半导体器件的控制极与控制电路114连接,控制电路114用于控制其所连接的半导体器件的工作状态,以使得整流电路113对不同谐振电路传输的电信号进行整流。
在本申请实施例中,该控制电路114所连接的半导体器件可以为金属氧化物半导体场效应晶体管(metal-oxide semiconductor field effect transistor,简称MOS-FET),例如可以为具有寄生二极管的场效应晶体管。其中,该场效应晶体管的控制极为栅极。整流桥B1中未与控制电路114连接的半导体器件可以为二极管。
控制电路114可以向场效应晶体管的控制极输出控制信号,且可以通过调节加载至场效应晶体管的控制极的控制信号的电压,使得该场效应晶体管处于下述状态中的一种:关断、导通或按照二极管模式工作。其中,控制电路114控制场效应晶体管按照二极管模式工作是指:场效应晶体管的通断状态由加载至场效应晶体管的第一极的电压和第二极的电压决定。或者,可以理解为:场效应晶体管可以等效为二极管,且场效应晶体管的第一极可以等效为二极管的负极,场效应晶体管的第二极可以等效为二极管的正极。
可选地,控制电路114控制其所连接的半导体器件的工作状态,可以使得该整流电路113处于下述工作模式中的任一种工作模式:
工作模式一:第五半导体器件D5关断,该整流桥B1中的每个半导体器件按照二极管模式工作。
图4是本申请实施例提供的一种整流电路处于工作模式一时的等效电路图。图5是本申请实施例提供的另一种整流电路处于工作模式一时的等效电路图。如图4和如图5所示,在该工作模式一中,由于第五半导体器件D5关断,进而第二谐振电路112无法接入整流电路113,因此该整流电路113单独对第一谐振电路111传输的电信号进行整流。
参考图4,第一谐振电路111传输的电信号处于正半周期时,第一半导体器件D1和第四半导体器件D4关断,第二半导体器件D2和第三半导体器件D3导通。第一电感L1,第二半导体器件D2,电池120,第三半导体器件D3和第一电容C1组成电流回路。其中,第二半导体器件D2和第三半导体器件D3可以对该电流回路中的电流进行整流,并为电池120充电。
参考图5,第一谐振电路111传输的电信号处于负半周期时,第一半导体器件D1和第四半导体器件D4导通,第二半导体器件D2和第三半导体器件D3关断。第一电感L1,第一电容C1,第四半导体器件D4,电池120和第一半导体器件D1组成电流回路。其中,第一半导体器件D1和第四半导体器件D4可以对该电流回路中的电流进行整流,并为电池120充电。
工作模式二:第二半导体器件D2和第五半导体器件D5关断,第一半导体器件D1导通,该第三半导体器件D3和该第四半导体器件D4按照二极管模式工作。
图6是本申请实施例提供的一种整流电路处于工作模式二时的等效电路图。图7是本申请实施例提供的另一种整流电路处于工作模式二时的等效电路图。如图6和如图7所示,在该工作模式二中,由于第五半导体器件D5关断,进而第二谐振电路112无法接入整流电路113,因此整流电路113单独对第一谐振电路111传输的电信号进行整流。参考图6,第一谐振电路111传输的电信号处于正半周期时,第四半导体器件D4关断,第三半导体器件D3导通。第一电感L1,第一电容C1和第三半导体器件D3组成电流回路。其中,第三半导体器件D3可以对该电流回路中的电流进行整流,并为第一电容C1充电,即该第一电容C1可以存储电能。
参考图7,第一谐振电路111传输的电信号处于负半周期时,第四半导体器件D4导通,第三半导体器件D3关断。第一电感L1,第一电容C1,第四半导体器件D4和电池120组成电流回路。其中,第四半导体器件D4可以对该电流回路中的电流进行整流,并为电池120充电。
可选地,在该工作模式二中,控制电路114加载至第二半导体器件D2的控制极,第五半导体器件D5的控制极和第六半导体器件D6的控制极的电压可以为第一阈值电压,以使得该第二半导体器件D2,第五半导体器件D5和第六半导体器件D6处于关断状态。控制电路114加载至第一半导体器件D1的控制极的电压可以为第二阈值电压,以使得该第一半导体器件D1处于导通状态。控制电路114加载至第三半导体器件D3和第四半导体器件D4的控制极的电压可以为第三阈值电压,以使得第三半导体器件D3和第四半导体器件D4按照二极管模式工作。其中,第三阈值电压位于第一阈值电压与第二阈值电压之间。
或者,控制电路114中可以存储有第一谐振电路111传输的电信号的周期信息。在第一谐振电路111传输的电信号处于正半周期时,控制电路114加载至第三半导体器件D3的控制极的电压为第二阈值电压,控制电路114加载至第四半导体器件D4的控制极的电压为第一阈值电压。在第一谐振电路111传输的电信号处于负半周期时,控制电路114加载至第三半导体器件D3的控制极的电压为第一阈值电压,控制电路114加载至第四半导体器件D4的控制极的电压为第二阈值电压。
可以理解的是,在第一谐振电路111传输的电信号处于负半周期时,整流电路113不仅可以对第一谐振电路111通过电磁感应的方式接收的电信号进行整流,还可以对第一存储电容C1释放的电信号进行整流,因此该整流电路113的输出电压较大。
工作模式三:第一半导体器件D1和第二半导体器件D2关断,第五半导体器件D5导通,第三半导体器件D3和第四半导体器件D4按照二极管模式工作。
图8是本申请实施例提供的一种整流电路处于工作模式三时的等效电路图。如图8所示,在该工作模式三中,由于第一半导体器件D1和第二半导体器件D2关断,进而第一谐振电路111无法接入整流电路113,因此整流电路113单独对第二谐振电路112传输的电信号进行整流。参考图8,第二谐振电路112传输的电信号处于负半周期时,第三半导体器件D3导通,第四半导体器件D4关断。第二电感L2,第二电容C2和第三半导体器件D3组成电流回路。其中,第三半导体器件D3可以对该电流回路中的电流进行整流,并为第二电容C2充电,即该第二电容C2可以存储电能。
参考图8,第二谐振电路112传输的电信号处于正半周期时,第三半导体器件D3关断,第四半导体器件D4导通。第二电感L2,第二电容C2和第四半导体器件D4组成一个回路。其中,第四半导体器件D4可以对该电流回路中的电流进行整流,并为电池120充电。
可以理解的是,在第二谐振电路112传输的电信号处于正半周期时,整流电路113不仅可以对第二谐振电路112通过电磁感应的方式接收的电信号进行整流,还可以对第二电容C2释放的电信号进行整流,因此该整流电路113的输出电压较大。
图9是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。如图9所示,整流电路113还可以包括第六半导体器件D6。该第六半导体器件D6的第一极与电池120的正极连接,该第六半导体器件D6的第二极与第一谐振电路111的输出端连接,该第六半导体器件D6的控制极与控制电路114连接。
由于该整流电路113可以包括六个半导体器件,因此,该整流电路113可以称为6级整流电路。
控制电路114还用于控制整流电路113处于下述工作模式中的任一种工作模式:
工作模式四:第一半导体器件D1和第二半导体器件D2关断,第三半导体器件D3至第六半导体器件D6中的每个半导体器件按照二极管模式工作。
图10是本申请实施例提供的一种整流电路处于工作模式四时的等效电路图。如图10所示,在该工作模式四中,由于第一半导体器件D1和第二半导体器件D2关断,进而第一谐振电路111无法接入整流电路113,因此整流电路113单独对第二谐振电路112传输的电信号进行整流。在第二谐振电路112传输的电信号处于正半周期时,第四半导体器件D4和第五半导体器件D5导通,第三半导体器件D3和第六半导体器件D6关断。第二电感L2,第二电容C2,第四半导体器件D4和第五半导体器件D5组成全桥模式的电流回路。其中,第四半导体器件D4和第五半导体器件D5可以对电流回路中的电流进行整流,并为电池120充电。
在第二谐振电路112传输的电信号处于负半周期时,第四半导体器件D4和第五半导体器件D5关断,第三半导体器件D3和第六半导体器件D6关断。第二电感L2,第二电容C2,第四半导体器件D4和第五半导体器件D5组成全桥模式的电流回路。其中,第三半导体器件D3和第六半导体器件D6可以对电流回路中的电流进行整流,并为电池120充电。
工作模式五:第三半导体器件D3和第四半导体器件D4关断,第一半导体器件D1,第二半导体器件D2,第五半导体器件D5和第六半导体器件D6中的每个半导体器件按照二极管模式工作。
图11是本申请实施例提供的一种整流电路处于工作模式五时的等效电路图。如图11所示,在该工作模式五中,由于第五半导体器件D5导通,第一半导体器件D1,第二半导体器件D2的任一个半导体器件导通,因此整流电路113对第一谐振电路111传输的电信号和第二谐振电路112串联组成的串联谐振电路传输的电信号进行整流。
第一谐振电路111传输的电信号和第二谐振电路112串联组成的串联谐振电路传输的电信号处于正半周期时,第二半导体器件D2和第五半导体器件D5导通,第一半导体器件D1和第六半导体器件D6关断。第一电感L1,第一电容C1,第二电感L2,第二电容C2,第二半导体器件D2和第五半导体器件D5组成全桥模式的电流回路。其中,第二半导体器件D2和第五半导体器件D5可以对电流回路中的电流进行整流,并为电池120充电。
第一谐振电路111传输的电信号和第二谐振电路112串联组成的串联谐振电路传输的电信号处于负半周期时,第二半导体器件D2和第五半导体器件D5关断,第一半导体器件D1和第六半导体器件D6导通。第一电感L1,第一电容C1,第二电感L2,第二电容C2,第一半导体器件D1和第六半导体器件D6组成全桥模式的电流回路。其中,第一半导体器件D1和第六半导体器件D6可以对电流回路中的电流进行整流,并为电池120充电。
作为一种可能的示例,第一感应线圈L1和第二感应线圈L2的绕制方向相同。第一谐振电路111和第二谐振电路112串联后,两个谐振电路感应到的电信号可以累加,即两个谐振电路感应到的电信号可以相涨。相应的,整流电路113对该串联谐振电路传输的电信号进行整流后得到的电信号的电压值较大,由此可以使得无线充电系统的电压增益较大。
作为另一种可能的示例,第一感应线圈L1和第二感应线圈L2的绕制方向相反。第一谐振电路111和第二谐振电路112串联后,两个谐振电路感应到的电信号可以相消。相应的,整流电路113对该串联谐振电路传输的电信号进行整流后得到的电信号的电压值较小,由此可以使得无线充电系统的电压增益较小。
可以理解的是,对于图9所示的无线充电接收电路,控制电路114还可以控制该第六半导体器件D6关断,以使得该整流电路113处于工作模式一至工作模式三中的任一种工作模式。
还可以理解的是,在本申请实施例中,控制电路114可以控制该整流电路113在多个工作模式之间切换,以实现对整流电路113的输出电压的灵活调节。
以图9所示的无线充电接收电路110为例,若控制电路114可以控制整流电路113在工作模式一和工作模式二之间切换,则该整流电路113中的第一半导体器件D1,第二半导体器件D2、第五半导体器件D5和第六半导体器件D6均为场效应晶体管,第三半导体器件D3和第四半导体器件D4可以为二极管。若控制电路114可以控制整流电路113在工作模式一和工作模式五之间切换,则该整流电路113中的第三半导体器件D3,第四半导体器件D4,第五半导体器件D5和第六半导体器件D6均为场效应晶体管,第一半导体器件D1和第二半导体器件D2可以为二极管。
可选地,在本申请实施例中,该控制电路114还可以与整流电路113的输出端连接,并可以检测该整流电路113的输出电压,能够进行多级整流。进而,控制电路114可以根据该整流电路113的输出电压的大小,调节该整流电路113的工作模式。
下文以第二感应线圈L2的电感值大于第一感应线圈L1的电感值为例,对控制电路114调节整流电路113的工作模式的过程进行说明。
作为一种可能的实现方式,在无线充电系统开始工作时,控制电路114可以控制整流电路113以工作模式五运行。由于在该工作模式五中,整流电路113能够对第一谐振电路111和第二谐振电路112串联组成的串联谐振电路传输的电信号进行整流,因此该整流电路113的输出电压较大。相应的,该无线充电系统的电压增益较大。
由于在无线充电系统开始工作时,原边谐振电路210的输出电压较小,或者无线充电接收电路110与原边谐振电路210的距离可能较远,即无线充电接收电路110与原边谐振电路210之间的耦合效果较差,因此可以控制该无线充电系统的电压增益较大,以确保对电池的充电效果。
当控制电路114检测到整流电路113的输出电压大于目标电压时,控制电路114可以控制整流电路113切换至工作模式一、工作模式二、工作模式三或工作模式四。由于在该工作模式一至工作模式四中,整流电路113均单独对一个谐振电路传输的电信号进行整流,因此该整流电路113的输出电压较小。相应的,该无线充电系统的电压增益较小。
由于当整流电路113的输出电压大于目标电压时,控制电路114可以确定原边谐振电路210的输出电压较大,或者无线充电接收电路110与原边谐振电路210的距离可能较近,即无线充电接收电路110与原边谐振电路210之间的耦合效果较好,因此可以将无线充电系统的电压增益调小。由此,可以避免整流电路113的输出电压过大而导致整流电路113所连接的芯片的烧坏,进而影响后级电路的正常工作。
作为另一种可能的实现方式,在无线充电系统开始工作时,控制电路114可以控制整流电路113以工作模式二或工作模式三运行,以使得该无线充电系统的电压增益较大。控制电路114在检测到整流电路113的输出电压大于目标电压时,可以控制整流电路113切换至工作模式一或工作模式四,以将无线充电系统的电压增益调小。
综上所述,本申请实施例提供了一种无线充电接收电路,该无线充电接收电路中,控制电路可以控制整流电路对第一谐振电路或串联谐振电路传输的电信号进行整流。由于整流电路对不同谐振电路传输的电信号进行整流后输出的电压的大小不同,因此可以通过控制电路控制整流电路对不同谐振电路传输的电信号进行整流,以调节整流电路的输出电压。另外,还可以进行多级整流,由此,可以实现对无线充电系统的电压增益的灵活调节,进而有效提高了该无线充电系统对电池进行充电时的灵活性。
本申请实施例提供了另一种无线充电接收电路,如图12所示,该无线充电接收电路110包括:第一谐振电路111,调谐电路115,整流电路113和控制电路114。
其中,第一谐振电路111与整流电路113连接,该第一谐振电路111用于通过电磁感应的方式接收原边谐振电路210传输的电信号,并将接收到的电信号输出至该整流电路113。
调谐电路115分别与第一谐振电路111和整流电路113电路连接,该调谐电路115用于与该第一谐振电路111串联以构成串联谐振电路。
整流电路113还分别与控制电路114和电池120连接,该整流电路113用于基于该控制电路114的控制,对第一谐振电路111传输的电信号或串联谐振电路传输的电信号进行整流,并基于整流后的电信号为该电池120充电。
在本申请实施例中,该整流电路113具有三个输入端,该第一谐振电路111的两个输入端分别与整流电路113的第一输入端IN1和第二输入端IN2连接。该串联谐振电路的两个输入端分别与整流电路113的第一输入端IN1和第三输入端IN3连接。该整流电路113还具有一个控制端CON1,控制电路114能够向整流电路113的控制端CON1输出控制信号,从而控制整流电路113对第一谐振电路111传输的电信号或串联谐振电路传输的电信号进行整流。
作为一种可能的示例,该控制电路114可以控制整流电路113对第一输入端IN1和第二输入端IN2接收到的电信号进行整流,即控制电路114可以控制整流电路113对该第一谐振电路111传输的电信号进行整流。
作为另一种可能的示例,控制电路114可以控制整流电路113对第一输入端IN1和第三输入端IN3接收到的电信号进行整流,即控制电路114可以控制整流电路113对第一谐振电路111和调谐电路115串联组成的串联谐振电路传输的电信号进行整流。
基于上述分析可知,整流电路113能够单独对第一谐振电路111传输的电信号进行整流,或者,可以对第一谐振电路111传输的电信号和调谐电路115串联组成的串联谐振电路传输的电信号进行整流。由于上述两种方式中,整流电路113输出的电压不同,因此可以使得该无线充电系统的电压增益不同。
综上所述,本申请实施例提供了一种无线充电接收电路,该无线充电接收电路中,控制电路可以控制整流电路对第一谐振电路或串联谐振电路传输的电信号进行整流。由于整流电路对不同谐振电路传输的电信号进行整流后输出的电压的大小不同,因此可以通过控制电路控制整流电路对不同谐振电路传输的电信号进行整流,以调节整流电路的输出电压。由此,可以实现对无线充电系统的电压增益的灵活调节,进而有效提高了该无线充电系统对电池进行充电时的灵活性。
图13是本申请实施例提供的再一种无线充电接收电路的结构示意图。如图13所示,该第一谐振电路111可以包括串联的第一感应线圈L1和第一电容C1;该调谐电路115包括第二感应线圈L2或者第二电容C2。图13中以调谐电路115包括第二电容C2为例进行示意。
可以理解的是,谐振电路的谐振频率与该谐振电路中电感的电感值和电容的电容值有关,因此该串联谐振电路的谐振频率与第一谐振电路111的谐振频率不同。进而,串联谐振电路和原边谐振电路210之间的耦合系数,与第一谐振电路111和原边谐振电路210之间的耦合系数不同。由此,整流电路113单独对第一谐振电路111传输的电信号进行整流后输出的电压,与整流电路113对串联谐振电路传输的电信号进行整流后输出的电压不同。也即是,通过增加调谐电路115,可以实现无线充电接收电路中谐振电路的谐振频点的差异化,进而使得该无线充电系统产生不同的电压增益。
参考图13,该整流电路113可以包括第一半导体器件D1,第二半导体器件D2,第三半导体器件D3,第四半导体器件D4和第五半导体器件D5,其中,该第一半导体器件D1至该第四半导体器件D4组成整流桥B1。
由于该整流电路113可以包括五个半导体器件,因此,该整流电路113可以称为5级整流电路。
该整流桥B1的第一输入端作为整流电路113的第一输入端IN1,与该第一谐振电路111的第一输出端连接,该整流桥B1的第二输入端作为整流电路113的第二输入端IN2,分别与该第一谐振电路111的第二输出端和该调谐电路115的第一输出端连接,该第五半导体器件D5的第一极与该调谐电路115的第二输出端连接。
该整流桥B1的第一输出端与该电池120的正极连接,该整流桥B1的第二输出端和该第五半导体器件D5的第二极均与该电池120的负极连接。
该第五半导体器件D5的控制极以及该整流桥B1中至少一个半导体器件的控制极与该控制电路114连接,该控制电路114可以用于向其所连接的半导体器件输出控制信号,进而控制其所连接的半导体器件的工作状态。
可选地,控制电路114用于控制其所连接的半导体器件的工作状态,使得该整流电路113处于下述工作模式:
工作模式一:第五半导体器件D5关断,整流桥B1中的每个半导体器件按照二极管模式工作。
工作模式二:第二半导体器件D2和第五半导体器件D5关断,第一半导体器件D1导通,该第三半导体器件D3和该第四半导体器件D4按照二极管模式工作。
工作模式六:第三半导体器件D3和第四半导体器件D4关断,该第五半导体器件D5导通,该第一半导体器件D1和该第二半导体器件D2按照二极管模式工作。
其中,整流电路113处于工作模式一或工作模式二时的工作原理可以参考上述实施例中的相关描述,此处不再赘述。
图14是本申请实施例提供的一种整流电路处于工作模式六时的等效电路图。图15是本申请实施例提供的另一种整流电路处于工作模式六时的等效电路图。如图14和图15所示,在该工作模式六中,由于第五半导体器件D5导通,第一半导体器件D1和第二半导体器件D2的任一个半导体器件导通,因此整流电路113对第一谐振电路111与调谐电路115串联组成的串联谐振电路传输的电信号进行整流。
第一谐振电路111与调谐电路115串联组成的串联谐振电路传输的电信号处于负半周期时,第一半导体器件D1导通,第二半导体器件D2关断。第一半导体器件D1,第一电容C1和第二电容C2组成电流回路。其中,第一半导体器件D1可以对电流回路中的电流进行整流,并为第一电容C1和第二电容C2充电。
第一谐振电路111与调谐电路115串联组成的串联谐振电路传输的电信号处于正半周期时,第一半导体器件D1关断,第二半导体器件D2导通。第一电感L1,第一电容C1,第二电容C2和第二半导体器件D2组成电流回路。其中,第二半导体器件D2可以对电流回路中的电流进行整流,并为电池120充电。
可以理解的是,第一谐振电路111与调谐电路115串联组成的串联谐振电路传输的电信号处于正半周期时,整流电路113不仅可以对第二谐振电路112通过电磁感应的方式接收的电信号进行整流,还可以对第一电容C1和第二电容C2释放的电信号进行整流,因此该整流电路113的输出电压较大。
图16是本申请实施例提供的再一种无线充电接收电路的结构示意图。如图16所示,整流电路113还可以包括第六半导体器件D6。该第六半导体器件D6的第一极与电池120的正极连接,该第六半导体器件D6的第二极与调谐电路115的输出端连接,该第六半导体器件D6的控制极与控制电路114连接。
由于该整流电路113可以包括六个半导体器件,因此,该整流电路113可以称为6级整流电路。
控制电路114还用于控制该整流电路113处于下述工作模式:
工作模式五:该第三半导体器件D3和该第四半导体器件D4关断,该第一半导体器件D1,该第二半导体器件D2,该第五半导体器件D5和该第六半导体器件D6中的每个半导体器件按照二极管模式工作。
图17是本申请实施例提供的另一种整流电路处于工作模式五时的等效电路图。如图17所示,在该工作模式五中,由于第一半导体器件D1,第二半导体器件D2和第五半导体器件D5均导通,因此整流电路113对第一谐振电路111和调谐电路115串联组成的串联谐振电路传输的电信号进行整流。
其中,整流电路113处于工作模式五时的工作原理可以参考上述实施例中的相关描述,此处不再赘述。
综上所述,本申请实施例提供了一种无线充电接收电路,该无线充电接收电路中,控制电路可以控制整流电路对第一谐振电路或串联谐振电路传输的电信号进行整流。由于整流电路对不同谐振电路传输的电信号进行整流后输出的电压的大小不同,因此可以通过控制电路控制整流电路对不同谐振电路传输的电信号进行整流,以调节整流电路的输出电压。由此,可以实现对无线充电系统的电压增益的灵活调节,进而有效提高了该无线充电系统对电池进行充电时的灵活性。
本申请实施例提供了一种无线充电控制方法,该方法可以应用于上述实施例提供的无线充电接收电路中的控制电路。如图2,图3和图9所示,该无线充电接收电路110还包括:第一谐振电路111,第二谐振电路112和整流电路113,第一谐振电路111用于通过电磁感应的方式接收原边谐振电路210传输的电信号,第二谐振电路112用于通过电磁感应的方式接收原边谐振电路210传输的电信号。该方法包括:
步骤101、控制电路向整流电路输出控制信号,以控制整流电路对第一谐振电路传输的电信号和/或第二谐振电路传输的电信号进行整流,并基于整流后的电信号后为电池充电。
该控制电路对整流电路的控制过程可以参考上述装置实施例中的相关描述,此处不再赘述。
本申请实施例提供了另一种无线充电控制方法,该方法可以应用于上述实施例提供的无线充电接收电路中的控制电路。如图12、图13和图16所示,该无线充电接收电路110还包括:第一谐振电路111,调谐电路115和整流电路113,第一谐振电路111用于通过电磁感应的方式接收原边谐振电路210传输的电信号,调谐电路115用于与第一谐振电路111串联以构成串联谐振电路。该方法包括:
步骤201、控制电路向整流电路输出控制信号,以控制整流电路对第一谐振电路传输的电信号或串联谐振电路传输的电信号进行整流,并基于整流后的电信号为电池充电。
该控制电路对整流电路的控制过程可以参考上述装置实施例中的相关描述,此处不再赘述。
图18是本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图,如图18所示,该电子设备10可以包括:无线充电接收电路110,电池120,第一滤波电路130,电压转换电路140和第二滤波电路150。其中,该无线充电接收电路110可以为上述实施例提供的无线充电接收电路,例如可以为图2,图3,图9,图12或图13所示的电路。
参考图18,该第一滤波电路130与该无线充电接收电路110中整流电路113的输出端连接,第一滤波电路130用于对整流电路113输出的电信号进行滤波;该电压转换电路140的输入端与第一滤波电路130的输出端连接,该电压转换电路140的输出端与该第二滤波电路150的输入端连接,该电压转换电路140用于对第一滤波电路130输出的电信号进行电压转换;第二滤波电路150的输出端与电池120连接,该第二滤波电路150用于对该电压转换电路140输出的电信号进行滤波后为电池120充电。
可选地,该电压转换电路140可以为直流/直流(direct/direct,简称DC/DC)转换电路,该DC/DC转换电路可以为低压差线性稳压器(low drop output,简称LDO)。
如图18所示,该第一滤波电路130可以包括第三电容C3,第二滤波电路150可以包括第四电容C4。
可选地,该电子设备10可以为手机、电脑、可穿戴设备、智能家居设备或无线充电车辆等。
本申请实施例还提供了一种无线充电系统,参考图1,该无线充电系统可以包括电子设备10和功率发射设备20。其中,该电子设备可以为上述实施例提供的电子设备,例如可以为图18所示的电子设备10。
以上所述仅为本申请的可选实施例,并不用以限制本申请,凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (17)

1.一种无线充电接收电路(110),所述无线充电接收电路(110)包括:第一谐振电路(111),第二谐振电路(112),整流电路(113)和控制电路(114);
所述第一谐振电路(111)与所述整流电路(113)连接,所述第一谐振电路(111)用于通过电磁感应的方式接收原边谐振电路(210)传输的电信号,并将接收到的电信号输出至所述整流电路(113);
所述第二谐振电路(112)与所述整流电路(113)连接,所述第二谐振电路(112)用于通过电磁感应的方式接收原边谐振电路(210)传输的电信号,并将接收到的电信号输出至所述整流电路(113);
所述整流电路(113)分别与所述控制电路(114)和电池(120)连接,所述整流电路(113)用于基于所述控制电路(114)的控制,对所述第一谐振电路(111)传输的电信号和/或所述第二谐振电路(112)传输的电信号进行整流,并基于整流后的电信号后为所述电池(120)充电。
2.根据权利要求1所述的无线充电接收电路(110),其特征在于,所述第一谐振电路(111)包括串联的第一感应线圈(L1)和第一电容(C1);所述第二谐振电路(112)包括串联的第二感应线圈(L2)和第二电容(C2);
其中,所述第一感应线圈(L1)的电感值与所述第二感应线圈(L2)的电感值不同。
3.根据权利要求1所述的无线充电接收电路(110),其特征在于,所述整流电路(113)包括第一半导体器件(D1),第二半导体器件(D2),第三半导体器件(D3),第四半导体器件(D4)和第五半导体器件(D5),其中,所述第一半导体器件(D1)至所述第四半导体器件(D4)组成整流桥(B1);
所述整流桥(B1)的第一输入端与所述第一谐振电路(111)的第一输出端连接,所述整流桥(B1)的第二输入端分别与所述第一谐振电路(111)的第二输出端和所述第二谐振电路(112)的第一输出端连接,所述第五半导体器件(D5)的第一极与所述第二谐振电路(112)的第二输出端连接;
所述整流桥(B1)的第一输出端与所述电池(120)的正极连接,所述整流桥(B1)的第二输出端和所述第五半导体器件(D5)的第二极均与所述电池(120)的负极连接;
所述第五半导体器件(D5)的控制极以及所述整流桥(B1)中至少一个半导体器件的控制极与所述控制电路(114)连接,所述控制电路(114)用于控制其所连接的半导体器件的工作状态。
4.根据权利要求3所述的无线充电接收电路(110),其特征在于,所述控制电路(114)用于控制其所连接的半导体器件的工作状态,使得所述整流电路(113)处于下述工作模式中的任一种工作模式:
工作模式一:所述第五半导体器件(D5)关断,所述整流桥(B1)中的每个半导体器件按照二极管模式工作;
工作模式二:所述第二半导体器件(D2)和所述第五半导体器件(D5)关断,所述第一半导体器件(D1)导通,所述第三半导体器件(D3)和所述第四半导体器件(D4)按照二极管模式工作;
工作模式三:所述第一半导体器件(D1)和所述第二半导体器件(D2)关断,所述第五半导体器件(D5)导通,所述第三半导体器件(D3)和所述第四半导体器件(D4)按照二极管模式工作;
其中,所述第一半导体器件(D1)的第一极和所述第二半导体器件(D2)的第二极作为所述整流桥(B1)的第一输入端与所述第一谐振电路(111)的第一输出端连接;所述第一半导体器件(D1)的第二极和所述第三半导体器件(D3)的第二极作为所述整流桥(B1)的第二输出端与所述电池(120)的负极连接;
所述第三半导体器件(D3)的第一极和所述第四半导体器件(D4)的第二极作为所述整流桥(B1)的第二输入端分别与所述第一谐振电路(111)的第二输出端和所述第二谐振电路(112)的第一输出端连接;所述第二半导体器件(D2)的第一极和所述第四半导体器件(D4)的第一极作为所述整流桥(B1)的第一输出端与所述电池(120)的正极连接。
5.根据权利要求3所述的无线充电接收电路(110),其特征在于,所述整流电路(113)还包括第六半导体器件(D6);
所述第六半导体器件(D6)的第一极与所述电池(120)的正极连接,所述第六半导体器件(D6)的第二极与所述第二谐振电路(112)的输出端连接,所述第六半导体器件(D6)的控制极与所述控制电路(114)连接。
6.根据权利要求5所述的无线充电接收电路(110),其特征在于,所述控制电路(114)还用于控制所述整流电路(113)处于下述工作模式中的任一种工作模式:
工作模式四:所述第一半导体器件(D1)和所述第二半导体器件(D2)关断,所述第三半导体器件(D3)至所述第六半导体器件(D6)中的每个半导体器件按照二极管模式工作;
工作模式五:所述第三半导体器件(D3)和所述第四半导体器件(D4)关断,所述第一半导体器件(D1),所述第二半导体器件(D2),所述第五半导体器件(D5)和所述第六半导体器件(D6)中的每个半导体器件按照二极管模式工作。
7.一种无线充电接收电路(110),所述无线充电接收电路(110)包括:第一谐振电路(111),调谐电路(115),整流电路(113)和控制电路(114);
所述第一谐振电路(111)与所述整流电路(113)连接,所述第一谐振电路(111)用于通过电磁感应的方式接收原边谐振电路(210)传输的电信号,并将接收到的电信号输出至所述整流电路(113);
所述调谐电路(115)分别与所述第一谐振电路(111)和所述整流电路(113)连接,所述调谐电路(115)用于与所述第一谐振电路(111)串联以构成串联谐振电路;
所述整流电路(113)还分别与所述控制电路(114)和电池(120)连接,所述整流电路(113)用于基于所述控制电路(114)的控制,对所述第一谐振电路(111)传输的电信号或所述串联谐振电路传输的电信号进行整流,并基于整流后的电信号为所述电池(120)充电。
8.根据权利要求7所述的无线充电接收电路(110),其特征在于,所述第一谐振电路(111)包括串联的第一感应线圈(L1)和第一电容(C1);
所述调谐电路(115)包括第二感应线圈(L2)或者第二电容(C2)。
9.根据权利要求7所述的无线充电接收电路(110),其特征在于,所述整流电路(113)包括第一半导体器件(D1),第二半导体器件(D2),第三半导体器件(D3),第四半导体器件(D4)和第五半导体器件(D5),其中,所述第一半导体器件(D1)至所述第四半导体器件(D4)组成整流桥(B1);
所述整流桥(B1)的第一输入端与所述第一谐振电路(111)的第一输出端连接,所述整流桥(B1)的第二输入端分别与所述第一谐振电路(111)的第二输出端和所述调谐电路(115)的第一输出端连接,所述第五半导体器件(D5)的第一极与所述调谐电路(115)的第二输出端连接;
所述整流桥(B1)的第一输出端与所述电池(120)的正极连接,所述整流桥(B1)的第二输出端和所述第五半导体器件(D5)的第二极均与所述电池(120)的负极连接;
所述第五半导体器件(D5)的控制极以及所述整流桥(B1)中至少一个半导体器件的控制极与所述控制电路(114)连接,所述控制电路(114)用于控制其所连接的半导体器件的工作状态。
10.根据权利要求9所述的无线充电接收电路(110),其特征在于,所述控制电路(114)用于控制其所连接的半导体器件的工作状态,使得所述整流电路(113)处于下述工作模式:
工作模式一:所述第五半导体器件(D5)关断,所述整流桥(B1)中的每个半导体器件按照二极管模式工作;
工作模式二:所述第二半导体器件(D2)和所述第五半导体器件(D5)关断,所述第一半导体器件(D1)导通,所述第三半导体器件(D3)和所述第四半导体器件(D4)按照二极管模式工作;
工作模式六:所述第三半导体器件(D3)和第四半导体器件(D4)关断,所述第五半导体器件(D5)导通,所述第一半导体器件(D1)和所述第二半导体器件(D2)按照二极管模式工作;
其中,所述第一半导体器件(D1)的第一极和所述第二半导体器件(D2)的第二极作为所述整流桥(B1)的第一输入端与所述第一谐振电路(111)的第一输出端连接;所述第一半导体器件(D1)的第二极和所述第三半导体器件(D3)的第二极作为所述整流桥(B1)的第二输出端与所述电池(120)的负极连接;
所述第三半导体器件(D3)的第一极和所述第四半导体器件(D4)的第二极作为所述整流桥(B1)的第二输入端分别与所述第一谐振电路(111)的第二输出端和所述调谐电路(115)的第一输出端连接;所述第二半导体器件(D2)的第一极和所述第四半导体器件(D4)的第一极作为所述整流桥(B1)的第一输出端与所述电池(120)的正极连接。
11.根据权利要求9所述的无线充电接收电路(110),其特征在于,所述整流电路(113)还包括第六半导体器件(D6);
所述第六半导体器件(D6)的第一极与所述电池(120)的正极连接,所述第六半导体器件(D6)的第二极与所述调谐电路(115)的输出端连接,所述第六半导体器件(D6)的控制极与所述控制电路(114)连接。
12.根据权利要求11所述的无线充电接收电路(110),其特征在于,所述控制电路(114)还用于控制所述整流电路(113)处于下述工作模式:
工作模式五:所述第三半导体器件(D3)和所述第四半导体器件(D4)关断,所述第一半导体器件(D1),所述第二半导体器件(D2),所述第五半导体器件(D5)和所述第六半导体器件(D6)中的每个半导体器件按照二极管模式工作。
13.一种无线充电控制方法,其特征在于,应用于无线充电接收电路(110)中的控制电路(114),所述无线充电接收电路(110)还包括:第一谐振电路(111),第二谐振电路(112)和整流电路(113),所述第一谐振电路(111)用于通过电磁感应的方式接收原边谐振电路(210)传输的电信号,所述第二谐振电路(112)用于通过电磁感应的方式接收原边谐振电路(210)传输的电信号;所述方法包括:
所述控制电路(114)向所述整流电路(113)输出控制信号,以控制所述整流电路(113)对所述第一谐振电路(111)传输的电信号和/或所述第二谐振电路(112)传输的电信号进行整流,并基于整流后的电信号后为所述电池(120)充电。
14.一种无线充电控制方法,其特征在于,应用于无线充电接收电路(110)中的控制电路(114),所述无线充电接收电路(110)还包括:第一谐振电路(111),调谐电路(115)和整流电路(113),所述第一谐振电路(111)用于通过电磁感应的方式接收原边谐振电路(210)传输的电信号,所述调谐电路(115)用于与所述第一谐振电路(111)串联以构成串联谐振电路;所述方法包括:
所述控制电路(114)向所述整流电路(113)输出控制信号,以控制所述整流电路(113)对所述第一谐振电路(111)传输的电信号或所述串联谐振电路传输的电信号进行整流,并基于整流后的电信号为所述电池(120)充电。
15.一种电子设备(10),其特征在于,所述电子设备(10)包括:如权利要求1至12任一所述的无线充电接收电路(110),以及电池(120);
所述无线充电接收电路(110)与所述电池(120)连接,用于为所述电池(120)充电。
16.根据权利要求15所述的电子设备(10),其特征在于,所述电子设备(10)还包括:第一滤波电路(130)、电压转换电路(140)和第二滤波电路(150);
所述第一滤波电路(130)与所述无线充电接收电路(110)中整流电路(113)的输出端连接,所述第一滤波电路(130)用于对所述整流电路(113)输出的电信号进行滤波;
所述电压转换电路(140)的输入端与所述第一滤波电路(130)的输出端连接,所述电压转换电路(140)的输出端与所述第二滤波电路(150)的输入端连接,所述电压转换电路(140)用于对所述第一滤波电路(130)输出的电信号进行电压转换;
所述第二滤波电路(150)的输出端与所述电池(120)连接,所述第二滤波电路(150)用于对所述电压转换电路(140)输出的电信号进行滤波后为所述电池(120)充电。
17.一种无线充电系统,其特征在于,所述无线充电系统包括:功率发射设备,以及如权利要求13或14所述的电子设备(10);
其中,所述功率发射设备包括原边谐振电路(210),所述原边谐振电路(210)用于通过电磁感应的方式向所述电子设备(10)中的谐振电路传输电信号。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005027400A (ja) * 2003-06-30 2005-01-27 Tsubakimoto Chain Co 非接触受電装置
JP6088234B2 (ja) * 2011-12-23 2017-03-01 株式会社半導体エネルギー研究所 受電装置、無線給電システム
WO2013103756A1 (en) * 2012-01-06 2013-07-11 Access Business Group International Llc Wireless power receiver system
KR20140121200A (ko) * 2013-04-05 2014-10-15 엘지전자 주식회사 무선 전력 수신장치 및 무선 전력 송수신장치
CN106471707B (zh) * 2014-05-15 2018-04-03 日产自动车株式会社 非接触供电装置
KR102538112B1 (ko) * 2018-04-18 2023-05-31 삼성전자주식회사 무선으로 전력을 공급하는 디스플레이 시스템
US11330981B2 (en) * 2018-12-20 2022-05-17 Pacesetter, Inc. Method and apparatus for a burst operation pressure sensor
US11159056B2 (en) * 2019-09-12 2021-10-26 Spark Connected LLC Wireless power receiver circuit and method

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