CN116896168A - 在无线电力传送中提供反馈的设备和方法 - Google Patents

Abstract

公开了一种从包括具有谐振频率的第二谐振电路的第二设备无线地接收电力的第一设备。该第一设备包括：第一谐振电路，具有谐振频率；第一电容器，在第一节点处连接到第一谐振电路；整流器，被配置为对在第一节点处出现并以谐振频率振荡的交流(AC)电压进行整流；以及控制电路，连接到第一电容器，并被配置为基于要提供给第二设备的反馈信息来确定第一时间段，并在正常输出模式期间，在第一时间段内向第一电容器交替地施加第一电压和高于第一电压的第二电压。

Description

在无线电力传送中提供反馈的设备和方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2022年4月11日在韩国知识产权局递交的韩国专利申请No.10-2022-0044642的优先权，其主题通过引用整体并入本文。

技术领域

本发明构思一般涉及无线电力传送，并且更具体地，涉及在无线电力传送中提供反馈的设备和方法。

背景技术

术语“无线电力传送”或“无线能量传输”指的是能量传输方法，其中，发射器无线地提供电力，并且接收器无线地接收电力。在难以提供有线电力连接的情况下，或者在无线电力传送比有线电力传送更方便的情况下，可以采用无线电力传送。无线电力传送可以使用发射器和接收器之间的磁场和/或电磁场。发射器和接收器可以关于无线电力传送进行通信。更具体地，发射器和接收器之间的通信信道可以用于传递从接收器到发射器的关于发射器提供的电力的反馈。

发明内容

本发明构思的实施例提供了在无线电力传送期间更有效率地提供从接收器到发射器的反馈的设备和方法。

在一些实施例中，本发明构思提供了一种从第二设备无线地接收电力的第一设备，该第二设备包括具有谐振频率的第二谐振电路。该第一设备包括；第一谐振电路，具有谐振频率；第一电容器，在第一节点处连接到第一谐振电路；整流器，被配置为对在第一节点处出现并以谐振频率振荡的交流(AC)电压进行整流；以及控制电路，连接到第一电容器，并被配置为基于要提供给第二设备的反馈信息来确定第一时间段，并在正常输出模式期间，在第一时间段内向第一电容器交替地施加第一电压和高于第一电压的第二电压。

在一些实施例中，本发明构思提供了一种由第一设备执行的方法，该第一设备从包括具有谐振频率的第二谐振电路的第二设备无线地接收电力。该方法包括：对由具有谐振频率的第一谐振电路生成的交流(AC)电压进行整流，基于要提供给第二设备的反馈信息确定第一时间段和第二时间段，在第一时间段内向连接到第一谐振电路的第一电容器交替地施加第一电压和高于第一电压的第二电压，并在第二时间段内浮置第一电容器。

在一些实施例中，本发明构思提供了一种从第二设备无线地接收电力的第一设备，该第二设备包括具有谐振频率的第二谐振电路。该第一设备包括；第一谐振电路，具有谐振频率；第一电容器，在第一节点处连接到第一谐振电路；第二电容器，在第二节点处连接到第一谐振电路；第一开关，连接到第一电容器；第二开关，连接到第二电容器；以及控制器，被配置为通过控制第一开关和第二开关中的至少一个向第一电容器和第二电容器交替地施加第一电压和高于第一电压的第二电压。

附图说明

通过结合附图考虑以下详细描述，将更清楚地理解本发明构思的优点、益处和特征以及制作和使用，在附图中：

图1是示出了根据本发明构思的实施例的无线电力传送系统的框图；

图2是进一步示出了根据本发明构思的实施例的无线电力传送中的信号关系的时序图；

图3是示出了根据本发明构思的实施例的用于在无线电力传送期间提供反馈的示例性数据包的概念图；

图4A和图4B是示出了可以关于本发明构思的实施例来使用的振幅调制的示例的相应电路图和关联的波形图；

图5是在一个示例中示出了根据本发明构思的实施例的控制电路的框图；

图6A、图6B、图6C和图6D是不同地示出了可以用于生成第二电压的可能实施例的相应框图；

图7是示出了根据本发明构思的实施例的接收器的框图；

图8是在一个示例中示出了根据本发明构思的实施例的在无线电力传送中提供反馈的方法的流程图；

图9和图10是进一步示出了根据本发明构思的实施例的在无线电力传送中提供反馈的不同方法中的步骤的相应流程图；以及

图11是示出了根据本发明构思的实施例的在无线电力传送中提供反馈的方法的流程图。

具体实施方式

在整个书面的说明和附图中，相似的附图标记和标签用于表示相似或类似的元件、组件、电路和/或特征。

图1是示出了根据本发明构思的实施例的无线电力传送系统5的框图。这里，无线电力传送系统5通常可以包括发射器20和接收器10。因此，发射器20可以无线地传送电力，并且接收器10可以无线地接收电力。

在下文中，接收器10或包括接收器10作为组件的设备可以被统称为“第一设备”，并且发射器20或包括发射器20作为组件的设备可以被统称为“第二设备”。在这方面，第二设备可以是无线地提供电力的任一任意设备。第二设备的现成示例包括：一种用于便携式设备的无线充电器和电动车辆无线充电器。此外，在这方面，第一设备可以是无线地接收电力的任一任意设备。第一设备的现成示例包括；便携式设备，例如智能手机、电动工具、电动个人美容设备、膝上型计算机、电器、可穿戴设备和电动车辆。

无线电力传送可以使用多种方法来完成。例如，无线电力传送可以通过经由磁感应共同耦接的两个电感器发生。磁感应提供了相对高的电力传送效率，但需要两个电感器紧靠磁场设置。然而，这种方法的电力传送效率会随着两个电感器之间距离的增加而急剧下降。备选地，可以使用谐振电感耦合来完成无线电力传送。因此，该方法使用两个谐振电路之间的谐振来传送电力，并且相对于磁感应方法可以允许增加两个谐振电路之间的距离。

在下文中，将描述基于谐振电感耦合方法来提供无线电力传送的本发明构思的某些实施例，然而本发明构思的范围不限于此。进一步注意，当包括接收器10的设备中包括的电池(参见例如图6C的元件64c或图6D的元件64d)通过无线电力传送充电时，无线电力传送通常可以被称为“无线充电”。

参考图1，发射器20可以包括驱动器21、谐振电路23、包络检测器25、有源滤波器27和解码器29。驱动器21可以驱动谐振电路23以通过谐振电路23进行无线电力传送。例如，驱动器21可以向谐振电路23提供具有谐振电路23的谐振频率的传输信号TX。如下文更详细描述的，驱动器21可以基于(或响应于)由解码器29提供的第四信号SIG4生成传输信号TX，并且由谐振电路23提供的电力可以取决于传输信号TX。

发射器20的谐振电路23可以具有与接收器10的谐振电路12相同的谐振频率。例如，谐振电路23可以包括串联连接的电感器和电容器，并且当电感器具有电感L且电容器具有电容C时，可以通过公式1来计算谐振频率F₀。

[公式1]

谐振电路23中的电感器和电容器可以分别具有电感和电容，使得谐振电路23具有与接收器10的谐振电路12相同的谐振频率。在一些实施例中，谐振电路23还可以包括与电感器和电容器串联连接的电阻器。

包络检测器25可以从谐振电路23接收第一信号SIG1，并检测第一信号SIG1的包络。接收器10可以通过阻抗变化向发射器20发信号。如以下参考图2所述，接收器10的阻抗变化可以引起第一信号SIG1的振幅变化，且包络检测器25可以通过检测第一信号SIG1的包络来生成第二信号SIG2，并将生成的第二信号SIG2提供给有源滤波器27。

有源滤波器27可以对从包络检测器25提供的第二信号SIG2进行放大和滤波。例如，有源滤波器27可以通过放大与第一信号SIG1的包络相对应的第二信号SIG2来增加振幅，并执行滤波(例如，带通滤波)以去除噪声。相应地，由有源滤波器27生成的第三信号SIG3可以与如以下参考图2描述的脉冲信号相对应。

解码器29可以通过对从有源滤波器27提供的第三信号SIG3进行解码来生成第四信号SIG4。在一些实施例中，第三信号SIG3可以与由幅移键控调制的信号相对应，并且解码器29可以对第三信号SIG3进行解码以提取信息，例如，由接收器10提供的反馈信息FB。在一些实施例中，反馈信息FB可以包括关于从发射器20提供给接收器10的电力的信息，并且解码器29可以通过基于从第三信号SIG3提取的信息生成第四信号SIG4来调整电力。

参考图1，接收器10可以包括谐振电路12、整流器14、控制电路16、第一电容器C1和第二电容器C2。谐振电路12可以具有与上述发射器20的谐振电路23相同的谐振频率。例如，谐振电路12可以包括串联连接的电感器和电容器，并且电感器和电容器可以分别具有电感和电容以对应于与发射器20的谐振频率相同的谐振频率。如图1所示，谐振电路12可以连接到第一节点N1和第二节点N2，且包括在第一节点N1和第二节点N2之间串联连接的电感器和电容器。在一些实施例中，谐振电路12还可以包括串联连接到第一节点N1和第二节点N2之间的电感器或电容器的电阻器。

整流器14可以经由第一节点N1和第二节点N2连接到谐振电路12。当发射器20生成用于电力传送的以谐振频率振荡的电磁波时，可以通过接收器10的谐振电路12在第一节点N1和第二节点N2处生成以谐振频率振荡的电压，例如交流(AC)电压。整流器14可以对该在第一节点N1和第二节点N2处生成的AC电压进行整流，并生成整流电压V_REC。整流电压V_REC可以用于向接收器10中的组件提供电力，并且可以被输出到接收器10的外部并用于向包括接收器10的设备中的组件提供电力。在一些实施例中，整流器14可以是全波整流器或半波整流器，并且包括二极管。

第一电容器C1可以经由第一节点N1连接到谐振电路12，并且第二电容器C2可以经由第二节点N2连接到谐振电路12。此外，第一电容器C1和第二电容器C2可以连接到控制电路16。在一些实施例中，第一电容器C1和第二电容器C2可以具有相同的电容。在一些实施例中，第一电容器C1和第二电容器C2可以是分立元件，并且与接收器10的其他组件一起安装在印刷电路板(PCB)上。

控制电路16可以基于反馈信息FB向第一电容器C1和第二电容器C2施加电压，或浮置第一电容器C1和第二电容器C2。当第一电容器C1和第二电容器C2被控制电路16浮置时，第一节点N1和第二节点N2的AC电压可以在谐振频率处具有第一振幅。当控制电路16向第一电容器C1和第二电容器C2施加电压时，接收器10相对于发射器20的阻抗不仅包括谐振电路12，还包括第一电容器C1和第二电容器C2。因此，第一节点N1和第二节点N2的AC电压可以具有第二振幅，并且第二振幅可以与第一振幅不同。

由发射器20的谐振电路23生成的电压也可以具有在谐振频率处变化的振幅，并且相应地，可以使用振幅调制向发射器20提供反馈信息FB。这里，假设在谐振频率处的振幅在当向第一电容器C1和第二电容器C2施加电压时(而不是当浮置第一电容器C1和第二电容器C2时)增加，但应当理解，相反的情况也是可能的。下面参考图5来描述控制电路16的示例。

反馈信息FB可以是在无线电力传送中从接收器10提供给发射器20的信息。例如，当由发射器20提供的电力过大时，接收器10可以向发射器20提供反馈信息FB以请求降低电力。备选地，当由发射器20提供的电力不足时，接收器10可以向发射器20提供反馈信息FB以请求增加电力。反馈信息FB可以在接收器10内部或接收器10外部生成。如上所述，可以使用用于无线电力传送的信道将反馈信息FB从接收器10提供给发射器20。这种带内通信(例如，电力线通信)可以允许省略用于反馈信息FB的附加通信信道，从而降低与接收器10和发射器20相关联的成本，并且还提高接收器10和发射器20的操作效率。

为了使发射器20准确地接收反馈信息FB，可能需要调整振幅调制中的振幅变化量(例如，图2的DEP)。例如，当无线电力传送系统5暴露于相对嘈杂的环境时，发射器20和接收器10之间的距离增加，或由于发射器20的内部状态和/或接收器10的内部状态而发生电力传输/接收的变化。相应地，为了使发射器20成功地识别反馈信息FB，在振幅调制中可能需要增加的振幅变化量。此外，当振幅变化量增加时，无线电力传送的效率可能降低。相应地，可能需要减小正常状态下的振幅变化量。这里，振幅调制中的振幅变化量可以被简称为“深度”。

为了调整振幅调制中的深度，可以调整第一电容器C1和第二电容器C2的电容，但是在这种情况下，可能需要附加组件(例如，附加电容器)来提供可变电容。当这样的附加组件是分立元件时，接收器10的成本和所需的实现面积都可能增加，并且控制电路16的引脚输出(pin-out)也可能增加。

如下文一些附加细节所述，控制电路16可以向第一电容器C1和第二电容器C2施加两个或多个不同的电压(例如，第一电压和高于第一电压的第二电压)。相应地，振幅调制的深度可以有效地增加，或被更有效率地调整。结果，可以自适应地调整传送反馈信息FB的通信配置，可以在更广泛的环境下向发射器20稳定地提供反馈信息FB，并且可以提高无线电力传送系统5的可靠性。此外，可以省略调整振幅调制的深度所需的组件，并且可以减少与接收器10(或包括接收器10的设备)相关联的实现面积和成本。

图2是进一步示出了根据本发明构思的实施例的无线电力传送中的信号关系的时序图。更具体地，图2的时序图示出了图1的发射器20的第一信号SIG1、第二信号SIG2和第三信号SIG3之间的关系。

参考图1和图2，从谐振电路23提供的第一信号SIG1可以以谐振频率(例如，1/t_RES)振荡。此外，第一信号SIG1的振幅可以关于接收器10的阻抗的变化来改变。由包络检测器25生成的第二信号SIG2可以对应于第一信号SIG1的包络。如图2所示，第二信号SIG2可以关于第一信号SIG1的振幅变化而改变，并且第二信号SIG2的振幅可以对应于第一信号SIG1的振幅的变化量(例如，深度DEP)。

第三信号SIG3可以由有源滤波器27通过对第二信号SIG2进行放大和滤波来生成。因此，如图2所示，第三信号SIG3可以在时间点t21与时间点t22之间的时间段以及时间点t23与时间点t24之间的时间段内具有低电平，并且在时间点t22与时间点t23之间的时间段内具有高电平。此外，如下文参考图3所述，第三信号SIG3的电平可以指示比特，并且解码器29可以通过对比特进行解码来提取反馈信息FB。

参考图2，第一信号SIG1的振幅相对高的时间段可以被称为第一时间段D1，并且第一信号SIG1的振幅相对低的时间段可以被称为第二时间段D2。相应地，控制电路16可以在第一时间段D1内向第一电容器C1和第二电容器C2施加电压，并在第二时间段D2内浮置第一电容器C1和第二电容器C2。

图3是示出了根据本发明构思的实施例的可以在无线电力传送期间用于反馈的示例性数据包的概念图。假设一个更具体的示例，图3示出了从接收器10传递到发射器20的数据包的结构(或格式)，以便传递反馈信息FB。然而，图3的数据包仅仅是说明性的，并且本领域的技术人员将理解，可以在接收器10和发射器20之间以不同方式传递反馈信息。

参考图1和图3，数据包通常可以包括前导码字段、报头字段、消息字段和校验和字段。前导码字段可以通知数据包的开始并提供同步，报头字段可以指示数据包的类型，消息字段可以包括有效载荷，并且校验和字段可以包括用于验证数据包完整性的值。

该数据包可以包括一系列字节，并且一个字节可以包括开始比特、第一比特b0至第八比特b7、奇偶校验比特和停止比特，如图3所示。开始比特可以指示字节的开始，第一比特b0至第八比特b7可以对应于数据，奇偶校验比特可以具有用于验证第一比特b0至第八比特b7的完整性的值，并且停止比特可以指示字节的结束。可以根据在与一个比特相对应的时间段(例如，比特时段t_CLK)内是否发生信号转变(例如，电平变化)来确定比特的值。例如，发生信号转变的第一比特b0的值可以是1，而没有发生信号转变的第二比特的值可以是0。因此，可以缩短图2的第一时间段D1和第二时间段D2来传输值1(D1＝D2＝t_CLK/2)，并且可以放大图2的第一时间段D1和第二时间段D2来传输值0(D1＝D2＝t_CLK)。

图4A和图4B是示出了可以关于本发明构思的实施例来使用的振幅调制的示例的相应电路图和关联的波形图。假设一个更具体的示例，图4A和图4B示出了在振幅增加时间段(例如，第一时间段D1)内的连接到图1的第一电容器C1的第一节点N1和第三节点N3的电压V_N1和V_N3以及第一电容器C1的电压V_c1。因此，在图4A和图4B中，第三节点N3可以对应于图1的第一电容器C1和控制电路16所连接的节点。

参考图3和图4A，第一节点N1的电压V_N1可以以谐振频率(例如，1/t_RES)振荡。如图4A所示，当向第三节点N3施加地电位以增加振幅时，第一电容器C1的电压V_C1可以与第一节点N1的电压V_N1相同，并且可以具有如图4A中所示的振幅V_X。在图4A中，当第一电容器C1的电容为C₁时，可以通过公式2来计算在第一电容器C1中存储和放电的电荷Q_a。

[公式2]

Q_a＝C₁*C_X

由于通过公式2计算的电荷，接收器中可能会生成电容性负载。并且因此，接收器的阻抗可以改变。

参考图3和图4B，第一节点N1的电压V_N1可以以谐振频率(例如，1/t_RES)振荡。与图4A的向第三节点N3恒定地施加地电位的示例相反，在图4B的示例中，可以向第三节点N3交替地施加不同的电压。例如，如图4B所示，在第一节点N1的电压V_N1的周期t_RES中，可以在第一节点N1的电压V_N1的正半周期(例如，时间点t41至时间点t42)内向第三节点N3施加地电位，并且可以在第一节点N1的电压V_N1的负半周期(例如，时间点t42至时间点t43)内向第三节点N3施加正电压V_P。相应地，第一电容器C1的与第一节点N1的电压V_N1和第三节点N3的电压V_N3之间的差值相对应的电压V_c1可以具有振幅V_Y，并且振幅V_Y可以比图4A的振幅V_X大正电压V_P的幅度。在图4B中，当第一电容器C1的电容为C₁时，可以通过公式3来计算第一电容器C1中存储和放电的电荷Q_b。

[公式3]

Q_b＝C₁*V_Y

由于通过公式3计算的电荷，因此可以在接收器中生成容性负载，并且相应地，接收器的阻抗可以改变。因为图4B的振幅V_Y大于图4A的振幅V_x，所以公式3的电荷Q_b可以大于公式2的电荷Q_a，并且相应地，接收器在图4B的示例中的阻抗变化可以大于在图4A的示例中的阻抗变化。

如以上参考图4B所述，图1的控制电路16可以向第一电容器C1和第二电容器C2交替地施加不同的电压(例如，第一电压和高于第一电压的第二电压)，从而增加振幅调制的深度。也就是说，在图4B所示的示例中，第一电压可以是地电位，并且第二电压可以是正电压V_P。图1中的第一节点N1的电压和第二节点N2的电压可以具有不同的极性，并且相应地，控制电路16可以在向第一电容器C2施加第一电压的同时向第二电容器C2施加第二电压，以及在向第一电容器C1施加第二电压的同时向第二电容器C2施加第一电压。

在一些实施例中，控制电路16可以关于操作模式来控制第一电容器C1和第二电容器C2。例如，控制电路16可以在正常(或标称)输出模式期间向第一电容器C1和第二电容器C2交替地施加第一电压和第二电压，如以上参考图4B所述，而在低输出模式期间，如关于图4A所述，向第一电容器C1和第二电容器C2施加第一电压。

图5是进一步在一个示例中示出了根据本发明构思的实施例的控制电路50的框图。

参考图1和图5，图5的控制电路50在一些实施例中可以对应于图1的控制电路16。这里，第一电容器C1和第二电容器C2可以分别连接到第一节点N1和第二节点N2，其中，控制电路50可以用于响应于反馈信息FB来控制第一电容器C1和第二电容器C2的操作。例如，如图5所示，控制电路50可以包括第一开关SW1、第二开关SW2、第三开关SW3、第四开关SW4、传感器52和控制器54。此外，控制电路50可以包括第一端子T1和第二端子T2，可以通过第一端子T1来接收第一电压V₁，可以通过第二端子T2来接收第二电压V₂，其中，第二电压V₂可以高于第一电压V₁(即，V₂＞V₁)。

本领域的技术人员可以理解，第一开关SW1、第二开关SW2、第三开关SW3和第四开关SW4中的每一个可以具有能够在导通时将其相对端电连接、且还能够在关断时将相对端电断开的任意结构。然而，在一些实施例中，第一开关SW1、第二开关SW2、第三开关SW3和第四开关SW4中的每一个可以包括由控制器54控制的N沟道场效应晶体管(NFET)和/或P沟道场效应晶体管(PFET)。

第一开关SW1、第二开关SW2、第三开关SW3和第四开关SW4中的一个或多个可以在控制器54的控制下不同地连接(由虚线指示)到第一电容器C1或第二电容器C2。这里，例如，第一开关SW1可以连接在接收第一电压V₁的第一端子T1和第一电容器C1之间，并且可以用于选择性地向第一电容器C1施加第一电压V₁。第二开关SW2可以连接在第一端子T1和第二电容器C2之间，并且可以用于选择性地向第二电容器C2施加第一电压V₁。第三开关SW3可以连接在接收第二电压V₂的第二端子T2和第一电容器C1之间，并且可以用于选择性地向第一电容器C1施加第二电压V₂。第四开关SW4可以连接在第二端子T2和第二电容器C2之间，并且可以用于选择性地向第二电容器C2施加第二电压V₂。

当第一开关SW1和第三开关SW均关断时，可以电浮置第一电容器C1。当第二开关SW2和第四开关SW4均关断时，可以浮置第二电容器C2。

传感器52可以连接到第一节点N1，并且可以被配置为通过检测在第一节点N1处出现的电压和/或电流来检测AC电压的相位。与图4B一致，为了在AC电压的正半周期内向第一电容器C1(或第二电容器C2)施加第一电压V₁(或第二电压V₂)，并在AC电压的负半周期内向第一电容器C1(或第二电容器C2)施加第二电压V₂(或第一电压V₁)，传感器52可以检测AC电压的相位。例如，传感器52可以将第一节点N1的电压与阈值电压进行比较，在第一节点N1的电压大于或等于阈值电压的时间段(例如，AC电压的正半周期)内生成激活检测信号DET，并在第一节点N1的电压小于阈值电压的时间段(例如，AC电压的负半周期)内生成去激活检测信号DET。备选地或附加地，传感器52可以检测第二节点N2的电压和/或电流，或检测第一节点N1和第二节点N2的电压和/或电流。

控制器54可以响应于反馈信息FB和检测信号DET来控制第一开关SW1、第二开关SW2、第三开关SW3和第四开关SW4。例如，控制器54可以对反馈信息FB进行编码，并识别与编码的比特相关的第一时间段D1和第二时间段D2。控制器54可以以这样的方式来控制第一开关SW1、第二开关SW2、第三开关SW3和第四开关SW4，以便在第一时间段D1内向第一电容器C1和第二电容器C2交替地施加第一电压V₁和第二电压V₂，并控制(例如，关断)第一开关SW1、第二开关SW2、第三开关SW3和第四开关SW4以在第二时间段D2内浮置第一电容器C1和第二电容器C2。

因此，控制器54可以在第一时间段D1内响应于检测信号DET来识别AC电压的正半周期和负半周期。控制器54可以在AC电压的正半周期(例如，图4B的从时间点t41至时间点t42)内导通第一开关SW1和第四开关SW4，并关断第二开关SW2和第三开关SW3。此外，控制器54可以在AC电压的负半周期(例如，图4B的从时间点t42至时间点t43)内关断第一开关SW1和第四开关SW4，并导通第二开关SW2和第三开关SW3。

控制器54可以被称为被配置为如上所述操作的可选目标。例如，控制器54可以包括设计为执行指定功能的诸如中央处理单元(CPU)之类的可编程组件、诸如现场可编程门阵列(FPGA)之类的可重构组件、和/或诸如知识产权(IP)核心之类的组件。

图6A、图6B、图6C和图6D(以下统称为“图6A至图6D”)是示出了可以被配置为生成上述第二电压的各种实施例的相应框图。也就是说，图1的控制电路16可以向第一电容器C1和第二电容器C2交替地施加第一电压和第二电压，其中，第二电压高于第一电压。关于图6A至图6D的实施例，假设第一电压为地电位，并且假设第二电压为高于地电位的正电压。

参考图6A，第二电压可以对应于整流电压V_REC。例如，如图6A中所示，接收器60a可以包括谐振电路62a、整流器64a和控制电路66a。谐振电路62a可以在第一节点N1和第二节点N2之间生成AC电压V_AC。整流器64a可以通过对AC电压V_AC进行整流来生成整流电压V_REC，并且可以将整流电压V_REC提供给控制电路66a的第二端子T2。

参考图6B，第二电压可以对应于从整流电压V_REC生成的直流(DC)电压V_DC。例如，如图6B所示，接收器60b可以包括谐振电路62b、整流器64b和控制电路66b，还可以包括电压发生器68b。电压发生器68b可以从整流器64b接收整流电压V_REC，并从整流电压V_REC生成DC电压V_DC。可以向控制电路66b的第二端子T2提供直流电压V_DC。电压发生器68b可以从控制电路66b接收控制信号CTR，并且响应于控制信号CTR调整DC电压V_DC的幅度。例如，如关于图4B所描述的，振幅调制的深度可以关于DC电压V_DC的幅度来改变。为了调整振幅调制的深度，控制电路66b中包括的控制器66_1可以根据无线电力传送的操作模式(或操作状态)通过控制信号CTR来调整DC电压V_DC的幅度。在一些实施例中，电压发生器68b可以包括稳压器(例如，低压降(LDO)稳压器)，并且稳压器的参考电压可以由控制信号CTR调整。

参考图6C，第二电压可以对应于独立于AC电压的外部电压V_EXT。例如，如图6C所示，包括接收器62c的移动系统60c可以包括电池64c作为电源，并且电池64c可以向接收器62c提供独立于由接收器62c生成的AC电压的外部电压V_EXT。接收器62c可以从电池64c接收外部电压V_EXT，并且接收器62c中包括的控制电路可以使用该外部电压V_EXT作为第二电压。移动系统60c可以包括例如，诸如智能手机之类的便携式设备、电动工具、个人电器、膝上型计算机、可穿戴设备、电动车辆等。

参考图6D，第二电压可以对应于独立于AC电压的外部电压V_EXT，其中，外部电压V_EXT是可调整的。例如，如图6D所示，移动系统60d可以包括接收器62d和电池64d，并且还可以包括电压发生器66d。电压发生器66d可以从电池64d提供的电池电压V_BAT生成外部电压V_EXT，并响应于从接收器62d接收到的控制信号CTR来调整外部电压V_EXT的幅度。在一些实施例中，电压发生器66d可以包括在接收器62d中，如图6B所示。因此，控制信号CTR不需要暴露于接收器62d的外部。

图7是在一个示例中示出了根据本发明构思的实施例的接收器70的框图。如图7所示，接收器70可以包括谐振电路72、整流器74、控制电路76以及第一电容器和第二电容器C11、C12、C21和C22。

参考图1和图7，添加到第一节点N1和第二节点N2的电容越大，AC电压的振幅就越大。相应地，为了增加振幅调制的深度，可以调整添加到第一节点N1和第二节点N2的电容。例如，如图7所示，两个第一电容器C11和C12可以连接到第一节点N1，并且两个第二电容器C21和C22可以连接到第二节点N2。在正常输出模式期间，控制电路76可以浮置两个第一电容器C11和C12中的一个(例如，C12)，并浮置两个第二电容器C21和C22中的一个(例如，C22)。然而，在高输出模式期间，控制电路76可以向两个第一电容器C11和C12两者共同交替地施加第一电压和第二电压，并且向两个第二电容器C21和C22两者共同交替地施加第一电压和第二电压。在此，在正常输出模式期间浮置的电容器(例如，C12和C22)可以被称为“辅助电容器”。

图7的实施例假设两(2)个电容器连接到节点，然而本发明构思不限于此。例如，接收器70可以包括连接到第一节点N1的三个或更多电容器和连接到第二节点N2的三个或更多电容器，其中，控制电路76可以根据操作模式可变地控制这些电容器。

图8是在一个示例中示出了根据本发明构思的实施例的在无线电力传送中提供反馈的方法的流程图。这里，假设图8的方法由图1的无线电力传送系统执行。

参考图1和图8，对AC电压进行整流(S20)。例如，谐振电路12可以在第一节点N1和第二节点N2处生成以谐振频率振荡的AC电压，该谐振频率由于发射器20感应的电磁波产生。整流器14可以通过对AC电压进行整流来生成整流电压V_REC。如上所述，整流电压V_REC可以向接收器10的组件和包括接收器10的设备的组件提供电力。

可以确定第一时间段D1和第二时间段D2(S40)。如上面参考图2所述，第一时间段D1可以是AC电压的振幅相对高的时间段(例如，与振幅调制中的高电平相对应的时间段)。相反，第二时间段D2可以是AC电压的振幅相对低的时间段(例如，与振幅调制中的低电平相对应的时间段)。控制电路16可以用于响应于反馈信息FB来确定第一时间段D1和第二时间段D2。下文将参考图9以某些附加的细节来描述方法步骤S40的一个示例。

可以关于第一时间段D1来向电容器交替地施加第一电压和第二电压(S60)。例如，控制电路16可以在第一时间段D1内向第一电容器C1和第二电容器C2交替地施加第一电压和第二电压，而不是施加恒定电压(例如，地电位)。因此，如以上参考图4A和图4B所述，第一电容器C1的电压和第二电容器C2的电压可以具有比向其施加恒定电压时更高的振幅，结果，可以增加振幅调制的深度。控制电路16可以检测AC电压的相位，并基于检测到的相位交替地提供第一电压和第二电压。下文将参考图10以某些附加的细节来描述方法步骤S60的一个示例。

电容器在第二时间段D2内浮置(S80)。例如，控制电路16可以在第二时间段D2内浮置第一电容器C1和第二电容器C2。由于浮置的第一电容器C1和第二电容器C2，AC电压的振幅在第二时间段D2内可以比在第一时间段D1内减小，并且因此，可以生成低电平的振幅调制。

图9是在一个示例中进一步示出了根据本发明构思的示例实施例的在无线电力传送中提供反馈的方法的流程图。更具体地，图9示出了图8的方法中的方法步骤S40的示例(S40’)，其中，确定了第一时间段D1和第二时间段D2。

参考图1和图9，可以对反馈信息FB进行编码(S42)。例如，如以上参考图3所述，控制电路16可以通过对反馈信息FB进行编码来生成至少一个数据包。控制电路16可以基于反馈信息FB来确定数据包的字段的值，并且生成包括与确定的值相对应的字段的数据包。数据包可以包括一系列字节，并且一个字节可以包括一系列比特，每个比特在比特时间段t_CLK中指示1或0。

然后，可以关于(或基于)编码的比特来确定第一时间段D1和第二时间段D2(S44)。例如，如上参考图3所述，如果在比特时间段t_CLK中发生转变，信号可以指示1，否则如果在比特时间段t_CLK中不发生转变，信号可以指示0。因此，控制电路16可以根据比特时间段中的值来确定第一时间段D1和第二时间段D2，该比特时间段中的值分别与通过在步骤S42中对反馈信息FB进行编码而生成的编码的比特相对应。例如，当如生成图3所示的编码的比特时，可以确定在比特时问段t_CLK中与第三比特b2相对应的具有缩短长度(例如，t_CLK/2)的第二时间段D2，并且可以在第二时间段D2之后确定第一时间段D1。此外，可以确定在比特时间段t_CLK中与第四比特b3相对应的具有放大的长度(例如，t_CLK)的第二时间段D2。如以上参考图8所述，控制电路16可以根据确定的第一时间段D1和第二时间段D2来控制第一电容器C1和第二电容器C2。

图10是在一个示例中示出了根据本发明构思的实施例的在无线电力传送中提供反馈的方法的流程图。更具体地，图10在一个示例(S60’)中示出了图8的方法中的方法步骤S60，其中，在第一时间段D1内向电容器交替地施加第一电压和第二电压。

参考图1和图10，可以在AC电压的正半周期内向第一电容器C1施加第一电压(S62)，可以在AC电压的正半周期内向第二电容器C2施加第二电压(S64)。如以上参考图1所述，AC电压可以指第一节点N1和第二节点N2之间的电压。因此，第一节点N1的电压可以具有与AC电压相同的极性，而第二节点N2的电压可以具有与AC电压的极性相反的极性。

控制电路16可以基于第一节点N1和/或第二节点N2的电压和/或电流来检测交流电压的相位，并基于检测到的相位来识别AC电压的正半周期和负半周期。对于AC电压的正半周期，控制电路16可以向第一电容器C1施加相对低的第一电压，使得第一电容器C1两端之间的电压增加，并向第二电容器C2施加相对高的第二电压，使得第二电容器C2两端之间的电压增加。

参考图1和图10，可以在AC电压的负半周期内向第一电容器C1施加第二电压(S66)，并且可以在AC电压的负半周期内向第二电容器C2施加第一电压(S68)。对于AC电压的负半周期，控制电路16可以向第一电容器C1施加相对高的第二电压，使得第一电容器C1两端之间的电压增加，并向第二电容器C2施加相对低的第一电压，使得第二电容器C2两端之间的电压增加。

图11是在一个示例中示出了根据本发明构思的实施例的在无线电力传送中提供反馈的方法的流程图。更具体地，图11的流程图示出了支持分别与不同振幅调制的深度相对应的多种操作模式(例如，低输出模式、正常输出模式和高输出模式)的方法。在一些实施例中，图11的方法可以由图7的控制电路76来执行。因此，图11的方法假设图7的第一电容器C12和第二电容器C22是辅助电容器。

参考图11，确定操作模式(S101)。例如，控制电路76或控制电路76中包括的控制器可以确定低输出模式、正常输出模式和高输出模式之一。控制电路76可以基于各种因素来确定操作模式。在一些实施例中，当即使反馈信息FB已经在低输出模式(或正常输出模式)下被传输到发射器，从发射器提供的电力也没有改变时，控制电路76可以估计在反馈信息FB的传输中发生了问题，并且相应地，确定正常输出模式(或高输出模式)。

此外，确定操作模式是否是高输出模式(S102)。如果操作模式是高输出模式(S102＝是)，然后图11的方法可以前进到步骤S103和S104，否则如果操作模式不是高输出模式(S102＝否)，则该方法可以前进到步骤S105。

因此，如果操作模式是高输出模式(S102＝是)，则可以在第一时间段内向电容器和辅助电容器交替地施加第一电压和第二电压(S103)。例如，在高输出模式下，控制电路76可以在第一时间段内向两个第一电容器C11和C12交替地施加第一电压和第二电压。此外，在高输出模式下，控制电路76可以在第一时间段内向两个第二电容器C21和C22交替地施加第二电压和第一电压。相应地，AC电压在高输出模式下可以具有比在低输出模式或正常输出模式下更大的振幅。然后，可以在第二时间段内浮置电容器和辅助电容器(S104)。例如，控制电路76可以在高输出模式下在第二时间段内浮置两个第一电容器C11和C12以及两个第二电容器C21和C22中的全部。

然而，如果操作模式不是高输出模式(S120＝否)，则辅助电容器可以被浮置(S105)。如上所述，辅助电容器可以在高输出模式下使用，并且可以在低输出模式和正常输出模式下不使用。例如，在低输出模式和正常输出模式下，控制电路76可以浮置第一电容器C12和第二电容器C22作为辅助电容器。

接着，确定操作模式是否是低输出模式(S106)。如果操作模式是低输出模式(S106＝是)，则方法可以前进到步骤S107和S108，否则如果操作模式不是低输出模式(S106＝否)，则操作模式是正常输出模式，且方法可以前进到步骤S109和S110。

因此，如果操作模式是低输出模式(S106＝是)，则可以在第一时间段内向电容器施加第一电压(S107)。例如，在低输出模式下，控制电路76可以在第一时间段内向第一电容器C11和第二电容器C21施加第一电压。相应地，AC电压可以在低输出模式下具有比在正常输出模式或高输出模式下低的振幅。

然后，可以在第二时间段内浮置电容器(S108)。例如，在低输出模式下，控制电路76可以在第二时间段内浮置第一电容器C11和第二电容器C21，并且相应地，可以将全部电容器与辅助电容器一起浮置(S105)。

如果操作模式是正常输出模式(S106＝否)，则可以在第一时间段内向电容器交替地施加第一电压和第二电压(S109)。例如，在正常输出模式下，控制电路76可以在第一时间段内向第一电容器C11交替地施加第一电压和第二电压。此外，在正常输出模式下，控制电路76可以在第一时间段内向第二电容器C21交替地施加第二电压和第一电压。相应地，AC电压在正常输出模式下可以具有比在低输出模式下大的振幅，且在正常输出模式下可以具有比在高输出模式下小的振幅。

然后，可以在第二时间段内浮置电容器(S110)。例如，在正常输出模式下，控制电路76可以在第二时间段内浮置第一电容器C11和第二电容器C21，并且相应地，可以将全部电容器与辅助电容器一起浮置(S105)。

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所限定的本发明构思的范围的情况下，可以进行形式和细节上的多种改变。

Claims (20)

1.一种从第二设备无线地接收电力的第一设备，所述第二设备包括具有谐振频率的第二谐振电路，所述第一设备包括：

第一谐振电路，具有所述谐振频率；

第一电容器，在第一节点处连接到所述第一谐振电路；

整流器，被配置为对在所述第一节点处出现并以所述谐振频率振荡的交流AC电压进行整流；以及

控制电路，连接到所述第一电容器，并被配置为基于要提供给所述第二设备的反馈信息来确定第一时间段，并在正常输出模式期间，在所述第一时间段内向所述第一电容器交替地施加第一电压和高于所述第一电压的第二电压。

2.根据权利要求1所述的第一设备，其中，所述控制电路还被配置为基于所述反馈信息确定第二时间段，并且在所述第二时间段内浮置所述第一电容器。

3.根据权利要求2所述的第一设备，其中，所述控制电路还被配置为对所述反馈信息进行编码，并基于由对所述反馈信息的编码而产生的编码的比特来确定所述第一时间段和所述第二时间段。

4.根据权利要求1所述的第一设备，其中，所述控制电路还被配置为在所述AC电压的正半周期内向所述第一电容器施加所述第一电压，并在所述AC电压的负半周期内向所述第一电容器施加所述第二电压。

5.根据权利要求1所述的第一设备，其中，所述控制电路还被配置为在低输出模式期间，在所述第一时间段内向所述第一电容器施加所述第一电压。

6.根据权利要求1所述的第一设备，还包括：

第二电容器，连接在所述第一节点与所述控制电路之间，

其中，所述控制电路还被配置为在所述正常输出模式期间浮置所述第二电容器，并在高输出模式期间在所述第一时间段内向所述第一电容器和所述第二电容器交替地施加所述第一电压和所述第二电压。

7.根据权利要求1所述的第一设备，还包括：

第三电容器，在第二节点处连接到所述第一谐振电路，

其中，所述控制电路还被配置为在所述第一时间段内向所述第三电容器交替地施加所述第二电压和所述第一电压。

8.根据权利要求1所述的第一设备，其中，所述第一电压为地电位，并且所述第二电压为由所述整流器对所述AC电压进行整流后的电压。

9.根据权利要求1所述的第一设备，还包括：

直流DC电压发生器，被配置为从由所述整流器对所述AC电压进行整流后的电压生成DC电压，

其中，所述第一电压为地电位，并且所述第二电压为所述DC电压。

10.根据权利要求9所述的第一设备，其中，所述DC电压发生器还被配置为响应于控制信号调整所述DC电压的幅度，并且

所述控制电路还被配置为响应于操作模式生成所述控制信号。

11.根据权利要求1所述的第一设备，其中，所述控制电路还被配置为接收独立于所述AC电压的外部电压，所述第一电压为地电位，并且所述第二电压是所述外部电压。

12.一种由第一设备执行的方法，所述第一设备从包括具有谐振频率的第二谐振电路的第二设备无线地接收电力，所述方法包括：

对由具有所述谐振频率的第一谐振电路生成的交流AC电压进行整流；

基于要提供给所述第二设备的反馈信息来确定第一时间段和第二时间段；

在所述第一时间段内向连接到所述第一谐振电路的第一电容器交替地施加第一电压和高于所述第一电压的第二电压；以及

在所述第二时间段内浮置所述第一电容器。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，确定所述第一时间段和所述第二时间段包括：

对所述反馈信息进行编码；以及

基于由对所述反馈信息的编码产生的至少一个编码的比特来确定所述第一时间段和所述第二时间段。

14.根据权利要求12所述的方法，其中，交替地施加所述第一电压和所述第二电压包括：

在所述AC电压的正半周期内向所述第一电容器施加所述第一电压；以及

在所述AC电压的负半周期内向所述第一电容器施加所述第二电压。

15.根据权利要求12所述的方法，其中，交替地施加所述第一电压和所述第二电压在正常输出模式期间执行，且包括在低输出模式期间在所述第一时间段内向所述第一电容器施加所述第一电压。

16.根据权利要求12所述的方法，还包括：

在正常输出模式期间，浮置连接到所述第一谐振电路的第二电容器；以及

在高输出模式期间，在所述第一时间段内向所述第二电容器交替地施加所述第一电压和所述第二电压。

17.一种从第二设备无线地接收电力的第一设备，所述第二设备包括具有谐振频率的第二谐振电路，所述第一设备包括：

第一谐振电路，具有所述谐振频率；

第一电容器，在第一节点处连接到所述第一谐振电路；

第二电容器，在第二节点处连接到所述第一谐振电路；

第一开关，连接到所述第一电容器；

第二开关，连接到所述第二电容器；以及

控制器，被配置为通过控制所述第一开关和所述第二开关中的至少一个开关向所述第一电容器和所述第二电容器交替地施加第一电压和高于所述第一电压的第二电压。

18.根据权利要求17所述的第一设备，其中，所述控制器还被配置为基于提供给所述第二设备的反馈信息来确定第一时间段和第二时间段，并控制所述第一开关和所述第二开关中的所述至少一个开关使得所述第一时间段内向所述第一电容器和所述第二电容器施加所述第一电压和所述第二电压，并在所述第二时间段内浮置所述第一电容器和所述第二电容器。

19.根据权利要求17所述的第一设备，还包括：

整流器，配置为对在所述第一节点和所述第二节点处出现并以所述谐振频率振荡的交流AC电压进行整流，

其中，所述第一电压为地电位，并且

所述第二电压为以下之一：由所述整流器整流后的电压、从所述整流后的电压生成的直流DC电压、以及独立于所述AC电压的外部电压。

20.根据权利要求17所述的第一设备，还包括：

第三电容器，连接到所述第一节点；

第四电容器，连接到所述第二节点；

第三开关，连接到所述第三电容器；以及

第四开关，连接到所述第四电容器，

其中，所述控制器还被配置为通过控制所述第三开关和所述第四开关中的至少一个开关向所述第三电容器和所述第四电容器交替地施加所述第一电压和所述第二电压。