JP2022501996A - ワイヤレス充電受信機回路、制御方法、及び端末デバイス - Google Patents

ワイヤレス充電受信機回路、制御方法、及び端末デバイス Download PDF

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Abstract

本願は、ワイヤレス充電受信機、制御方法、及び端末デバイスを開示し、ワイヤレス充電の分野に関連し、ワイヤレス充電受信機回路における二次コイルと対応するワイヤレス充電送信機回路における一次コイルとの間の伝送距離の大幅な増加に起因するワイヤレス充電受信機回路の出力電圧及び出力電力の減少を、ある程度補償する。ワイヤレス充電受信機回路は、Ｎ個のキャパシタ・スイッチ網（２００）、整流回路（３００）、及びコントローラ（ＣＴＲＬ）を含み、Ｎは１以上の整数である。各キャパシタ・スイッチ網（２００）の第１端部は整流回路（３００）の第１入力端部に接続され、各キャパシタ・スイッチ網（２００）の第２端部は整流回路（３００）の第２入力端部に接続される。コントローラ（ＣＴＲＬ）はＮ個の出力端部を含む。Ｎ個の出力端部は、Ｎ個のキャパシタ・スイッチ網（２００）に１対１に対応し、各々の出力端部は、対応するキャパシタ・スイッチ網（２００）における第１可制御スイッチ・デバイス（Ｓｎ）の制御端部と、対応するキャパシタ・スイッチ網（２００）における第２可制御スイッチ・デバイス（Ｓｎ’）の制御端部とに接続されるように構成される。

Description

本願は、２０１８年９月３０日に中国国家知識産権局に出願された「ワイヤレス充電受信機回路、制御方法、及び端末デバイス」と題する中国特許出願第２０１８１１１６１３４３．０号に対する優先権を主張しており、その全体が参照により本願に組み込まれる。
技術分野
本願は、ワイヤレス充電の分野、特にワイヤレス充電受信機回路、制御方法、端末デバイスに関連する。
背景
図１は、ワイヤレス充電システムの概略的な原理図である。ワイヤレス充電システムは、ワイヤレス充電送信機回路１０１とワイヤレス充電受信機回路１０２とを含む。実装において、エネルギはワイヤレス充電送信機回路１０１とワイヤレス充電受信機回路１０２との間で磁気誘導により無線で伝送されることが可能である。例えば、ワイヤレス充電送信機回路１０１は、交流電源Ｖｓ、一次直列共振キャパシタＣｐ、及び一次コイルＬｐを含み、ワイヤレス充電受信機回路１０２は、二次コイルＬｓ、二次直列共振キャパシタＣｓ、及び整流回路１０２１を含む。交流電源Ｖｓは、特定の周波数を有する交流電流を出力する。一次直列共振キャパシタＣｐ及び一次コイルＬｐは、直列共振を生成し、特定の周波数を有する交流を生成する。この場合、エネルギは、一次コイルＬｐと二次コイルＬｓとの間の磁気誘導を介してワイヤレス充電受信機回路１０２へ無線伝送される。二次コイルＬｓと二次直列共振キャパシタＣｓは直列共振を生成し、ある動作周波数を有する交流を発生する。整流回路１０２１は、動作周波数を有する入力の交流を直流に変換し、負荷ＲＬを駆動する。
一次コイルＬｐと二次コイルＬｓとの結合効率は、一次コイルＬｐと二次コイルＬｓとの間の伝送距離に関係する。一次コイルＬｐと二次コイルＬｓとの間の伝送距離が増加すると、一次コイルＬｐと二次コイルＬｓとの間の結合効率は低下し、その結果、整流回路１０２１の出力電圧及び出力電力は減少する。
従来技術においてワイヤレス充電受信機回路１０２の側で整流回路の出力電圧及び出力電力を増加させる方法は、次のとおりである：ワイヤレス充電送信機回路１０１の側で出力される交流周波数が減少させられ、その結果、ワイヤレス充電受信機回路１０２の側で整流回路へ入力される交流の動作周波数が減少させられる。これは、伝送距離の増加に起因するワイヤレス充電受信機回路１０２の側の出力電圧及び出力電力の減少を補償する。しかしながら、無線電力伝送プロトコル（wireless power consortium，WPC）を使用するワイヤレス充電システムでは、ワイヤレス充電送信機回路１０１の側の交流周波数は、限られた調整レンジを有する。一次コイルＬｐと二次コイルＬｓとの間の伝送距離が比較的大きい場合には、ワイヤレス充電受信機回路１０２の側の整流回路に入力される交流の動作周波数もまた、限られた調整レンジを有する。その結果、ワイヤレス充電受信機回路１０２の側の整流回路の出力電圧及び出力電力もまた、限られた調整レンジを有する。
本願は、ワイヤレス充電受信機回路における二次コイルと対応するワイヤレス充電送信機回路における一次コイルとの間の伝送距離が比較的大きい場合に、ワイヤレス充電受信機回路の側の整流回路に入力される交流電流の動作周波数をある程度調整するためのワイヤレス充電受信機回路を提供する。
更に、本願は、ワイヤレス充電受信機回路を制御するための制御方法、及びワイヤレス充電受信機回路を使用する端末デバイスを更に提供する。
上記目的を達成するために、以下の技術的解決策が本願の実施態様において使用される。
第１態様によれば、本願の実施形態は、Ｎ個のキャパシタ・スイッチ網と、整流回路と、コントローラとを含むワイヤレス充電受信機回路を提供し、Ｎは１以上の整数である。各々のキャパシタ・スイッチ網の第１端部は整流回路の第１入力端部に接続され、各々のキャパシタ・スイッチ網の第２端部は整流回路の第２入力端部に接続される。各々のキャパシタ・スイッチ網は、第１キャパシタと、第２キャパシタと、第１可制御スイッチ・デバイスと、第２可制御スイッチ・デバイスと、グランド点とを含む。グランド点の一方側に位置する第１キャパシタは第１可制御スイッチ・デバイスに直列に接続され、グランド点の他方側に位置する第２キャパシタは第２可制御スイッチ・デバイスに直列に接続される。同じキャパシタ・スイッチ網の中で、第１キャパシタのキャパシタンス値は第２キャパシタのキャパシタンス値に等しいか、又は実質的に等しい。
コントローラはＮ個の出力端部を含む。Ｎ個の出力端部はＮ個のキャパシタ・スイッチ網に１対１に対応し、各々の出力端部は、対応するキャパシタ・スイッチ網における第１可制御スイッチ・デバイスの制御端部と、対応するキャパシタ・スイッチ網における第２可制御スイッチ・デバイスの制御端部とに接続されるように構成される。
コントローラは、整流回路の第１入力端部と第２入力端部との間の交流電圧の動作周波数を取得するように構成される。
動作周波数が第１周波数閾値より小さく、Ｎ個のキャパシタ・スイッチ網におけるものであってワイヤレス充電受信機回路に接続されるキャパシタのキャパシタンス値が、プリセット・キャパシタンス閾値より小さい場合に、コントローラは、各々の出力端部で出力レベルを調整して、各々のキャパシタ・スイッチ網における第１可制御スイッチ・デバイスと第２可制御スイッチ・デバイスとがクローズ又はオープンにされるように制御し、Ｎ個のキャパシタ・スイッチ網におけるものであってワイヤレス充電受信機回路に接続されるキャパシタのキャパシタンス値を増加させるように更に構成されている。
動作周波数が第２周波数閾値より大きい場合に、コントローラは、各々の出力端部で出力レベルを調整して、各々のキャパシタ・スイッチ網における第１可制御スイッチ・デバイスと第２可制御スイッチ・デバイスとがクローズ又はオープンにされるように制御し、Ｎ個のキャパシタ・スイッチ網におけるものであってワイヤレス充電受信機回路に接続されるキャパシタのキャパシタンス値を減少させるように更に構成されている。
第１周波数閾値は第２周波数閾値以下である。
各々のキャパシタ・スイッチ網における第１キャパシタ、第２キャパシタ、第１可制御スイッチ・デバイス、及び第２可制御スイッチ・デバイスは直列に接続されることに留意すべきである。
オプションとして、第１キャパシタの一方端が整流回路の第１入力端部に接続され、第１キャパシタの他方端が第１可制御スイッチ・デバイスの一方端に接続され、第１可制御スイッチ・デバイスの他方端が第２可制御スイッチ・デバイスの一方端に接続され、第２可制御スイッチ・デバイスの他方端が第２キャパシタの一方端に接続され、第２キャパシタの他方端が整流回路の第２入力端部に接続される。この場合、グランド点は、第１可制御スイッチ・デバイスの他方端と第２可制御スイッチ・デバイスの一方端との間に位置する。
オプションとして、第１キャパシタの一方端が整流回路の第１入力端部に接続され、第１キャパシタの他方端が第１可制御スイッチ・デバイスの一方端に接続され、第１可制御スイッチ・デバイスの他方端が第２キャパシタの一方端に接続され、第２キャパシタの他方端が第２可制御スイッチ・デバイスの一方端に接続され、第２可制御スイッチ・デバイスの他方端が整流回路の第２の入力端部に接続される。この場合、グランド点は、第１可制御スイッチ・デバイスの他方端と第２可制御スイッチ・デバイスの一方端との間に位置する。
オプションとして、第１可制御スイッチ・デバイスの一方端は整流回路の第１入力端に接続され、第１可制御スイッチ・デバイスの他方端は第１キャパシタの一方端に接続され、第１キャパシタの他方端は第２キャパシタの一方端に接続され、第２キャパシタの他方端は第２可制御スイッチ・デバイスの一方端に接続され、第２可制御スイッチ・デバイスの他方端は整流回路の第２入力端部に接続される。この場合、グランドは、第１キャパシタの他方端と第２キャパシタの一方端との間に位置する。
オプションとして、第１可制御スイッチ・デバイスの一方端は整流回路の第１入力端部に接続され、第１可制御スイッチ・デバイスの他方端は第１キャパシタの一方端に接続され、第１キャパシタの他方端は第２可制御スイッチ・デバイスの一方端に接続され、
第２可制御スイッチ・デバイスの他方端は第２キャパシタの一方端に接続され、第２キャパシタの他方端は整流回路の第２入力端部に接続される。この場合、グランド点は、第１キャパシタの他方端と第２可制御スイッチ・デバイスの一方端との間に位置する。
本願のこの実施形態で提供されるワイヤレス充電受信機回路において、Ｎ個のキャパシタ・スイッチ網は並列に接続され、コントローラは、各々のキャパシタ・スイッチ網における第１可制御スイッチ・デバイスと第２可制御スイッチ・デバイスとがクローズ又はオープンにされるように制御し、Ｎ個のキャパシタ・スイッチ網におけるものであってワイヤレス充電受信機回路に接続されるキャパシタのキャパシタンス値を制御する。更に、整流回路の第１入力端部と第２入力端部との間に入力される交流電圧の動作周波数が第１周波数閾値より小さい場合には、Ｎ個のキャパシタ・スイッチ網におけるものであってワイヤレス充電受信機回路に接続されるキャパシタのキャパシタンス値は、増加するように制御される。動作周波数が第２周波数閾値より大きい場合、Ｎ個のキャパシタ・スイッチ網におけるものであってワイヤレス充電受信機回路に接続されるキャパシタのキャパシタンス値は、減少するように制御される。換言すれば、Ｎ個のキャパシタ・スイッチ網の各々における第１可制御スイッチ・デバイスと第２可制御スイッチ・デバイスとは、クローズ又はオープンにされるように制御される。このように、ワイヤレス充電受信機回路に接続されたキャパシタは、増加又は減少させることが可能であり、ワイヤレス充電受信機回路の側の整流器回路へ入力される交流の動作周波数を、調整することが可能である。従って、本願は、整流回路へ入力される交流の動作周波数を制御するためのシンプルな回路構造を提供する。
第１態様に関し、第１の可能な実装において、コントローラは、整流回路により出力される電圧と電流を取得し、電圧と電流に基づいて出力電力を取得するように更に構成されている。動作周波数が第１周波数閾値以上であり且つ第２周波数閾値以下であり、キャパシタ・スイッチ網におけるものであってワイヤレス充電受信機回路に接続されるキャパシタのキャパシタンス値が、プリセット・キャパシタンス値より小さく、出力電力がプリセット電力閾値より小さい場合に、コントローラは、各々の出力端部で出力レベルを調整して、各々のキャパシタ・スイッチ網における第１可制御スイッチ・デバイスと第２可制御スイッチ・デバイスとがクローズ又はオープンにされるように制御し、Ｎ個のキャパシタ・スイッチ網におけるものであってワイヤレス充電受信機回路に接続されるキャパシタのキャパシタンス値を増加させるように更に構成されている。
この実装において、Ｎ個のキャパシタ・スイッチ網の各々における第１可制御スイッチ・デバイスと第２可制御スイッチ・デバイスとは、整流回路の出力電力と動作周波数とに基づいて、クローズ又はオープンにされるように調整されることが可能である。このように、ワイヤレス充電受信機回路に接続されたキャパシタを、増加又は減少させることが可能であり、ワイヤレス充電受信機回路の側の整流器回路へ入力される交流の動作周波数を調整することができる。
第１態様又は第１態様の第１の可能な実装に関し、第２の可能な実装において、（ｉ＋１）番目のキャパシタ・スイッチ網における第１キャパシタのキャパシタンス値は、ｉ番目のキャパシタ・スイッチ網における第１キャパシタのキャパシタンス値のＫ倍であり、ｉは整数であり、１≦ｉ≦Ｎ−１及び１≦Ｋ≦１０である。この実装は、第１キャパシタのキャパシタンス値と第２キャパシタのキャパシタンス値とをＮ個のキャパシタ−スイッチ網において設定する方法を提供する。
第１態様、第１態様の第１の可能な実装、又は第２態様の第２の可能な実装に関し、第３の可能な実装において、回路は二次コイルと二次直列共振キャパシタとを更に含む。二次コイルの第１端部は二次直列共振キャパシタの第１端部に接続され、二次直列共振キャパシタの第２端部は、Ｎ個のキャパシタ・スイッチ網の第１端部と整流回路の第１入力端部とに接続され、二次コイルの第２端部は、Ｎ個のキャパシタ・スイッチ網の第２端部と整流回路の第２入力端部とに接続される。二次コイルは、ワイヤレス充電送信機回路の一次コイルに結合されるように構成される。二次直列共振キャパシタと二次コイルとは直列共振を生成する。Ｎ個のキャパシタ・スイッチ網、二次直列共振キャパシタ、及び二次コイルは、並列共振を生成する。
第１態様又は第１態様の第１ないし第３の可能な実装のうちの任意の１つに関し、第４の可能な実装において、ワイヤレス充電受信機回路は、第１フィルタ・キャパシタを更に含む。前記第１フィルタ・キャパシタの第１端部は整流回路の第１出力端部に接続され、第１フィルタ・キャパシタの第２端部は整流回路の第２出力端部に接続される。整流回路によって出力される直流はクラッタを含む。クラッタが第１フィルタ・キャパシタによってフィルタリングされた後に、直流電流を負荷に供給することが可能である。
第１態様の第４の可能な実装に関し、第５の可能な実装において、ワイヤレス充電受信機回路は、直流／直流電圧ステップ・ダウン回路を更に含む。直流／直流電圧ステップ・ダウン回路の第１入力端部は、第１フィルタ・キャパシタの第１端部に接続され、
直流／直流電圧ステップ・ダウン回路の第２入力端部は、第１フィルタ・キャパシタの第２端部に接続され、直流／直流電圧ステップ・ダウン回路の第１出力端部は負荷の第１端部に接続され、直流／直流電圧ステップ・ダウン回路の第２出力端部は負荷の第２端部に接続される。直流／直流電圧ステップ・ダウン回路は、第１フィルタ・キャパシタの２つの端部の間の電圧を減少させ、等価負荷インピーダンスを増加させるように構成される。ワイヤレス充電受信機回路の出力電力が調整される場合に、出力電圧は安定したままであるように要求される。上述したように、並列共振キャパシタのキャパシタンス値が増加する場合、整流回路によって出力される電圧は増加する。この場合、ＤＣ／ＤＣ電圧ステップ・ダウン回路４００（即ち、ワイヤレス充電受信機回路）により出力される電圧が安定的であるように、ＤＣ／ＤＣ電圧ステップ・ダウン回路はそれに応じて調整されることを必要とする。
第１態様又は第１態様の第１ないし第５の可能な実装のうちの任意の１つに関し、第６の可能な実装において、ワイヤレス充電受信機回路は、第１レジスタと第２レジスタとを更に含む。第１レジスタの第１端部は整流回路の第１出力端部に接続され、第１レジスタの第２端部は第２レジスタの第１端部に接続され、第２レジスタの第２端部は整流回路の第２出力端部に接続され、第２レジスタの第１端部はコントローラの第１入力端部に接続される。第１レジスタと第２レジスタとは整流回路により出力される電圧を測定するように構成される。整流回路によって出力される電圧は、通常、比較的高く、コントローラの入力端部における耐電圧を超える。引出点における電圧は、第１レジスタ及び第２レジスタに対する電圧分配により、コントローラの入力端部における耐電圧よりも低い値に低減される。
第１態様の第５の可能な実装に関し、第７の可能な実装において、ワイヤレス充電受信機回路は、電流サンプリング装置を更に含む。電流サンプリング装置は、第１フィルタ・キャパシタと直流／直流電圧ステップ・ダウン回路との間の正の端部又はグランド端部に位置する。直流サンプリング装置は、コントローラの第２入力端部に接続され、且つ整流回路により出力される電流を測定するように構成される。電流サンプリング装置は、整流回路により出力される電流を測定するように構成されることが可能である。
第１態様の第５の可能な実装に関し、第８の可能な実装において、ワイヤレス充電受信機回路は、第２フィルタ・キャパシタを更に含む。
第２フィルタ・キャパシタの第１端部は、直流／直流電圧ステップ・ダウン回路の第１出力端部と負荷の第１端部との間に接続され、第２フィルタ・キャパシタの第２端部は、直流／直流電圧ステップ・ダウン回路の第２出力端部と負荷の第２端部との間に接続される。第２フィルタ・キャパシタは、ＤＣ／ＤＣ電圧ステップ・ダウン回路によって出力される電流をフィルタリングするように構成される。
第２態様によれば、本願の実施形態は制御方法を提供する。方法は、第１態様又は第１態様の実装のうちの任意の１つによる回路に適用され、以下のステップ：
整流回路の第１入力端部と第２入力端部との間の交流電圧の動作周波数を取得するステップ、及び
動作周波数が第１周波数閾値より小さく、Ｎ個のキャパシタ・スイッチ網におけるものであってワイヤレス充電受信機回路に接続されるキャパシタのキャパシタンス値が、プリセット・キャパシタンス閾値より小さい場合に、各々の出力端部で出力レベルを調整して、各々のキャパシタ・スイッチ網における第１可制御スイッチ・デバイスと第２可制御スイッチ・デバイスとがクローズ又はオープンにされるように制御し、Ｎ個のキャパシタ・スイッチ網におけるものであってワイヤレス充電受信機回路に接続されるキャパシタのキャパシタンス値を増加させるステップ、又は
動作周波数が第２周波数閾値より大きい場合に、各々の出力端部で出力レベルを調整して、各々のキャパシタ・スイッチ網における第１可制御スイッチ・デバイスと第２可制御スイッチ・デバイスとがクローズ又はオープンにされるように制御し、Ｎ個のキャパシタ・スイッチ網におけるものであってワイヤレス充電受信機回路に接続されるキャパシタのキャパシタンス値を減少させるステップを含む。
第１周波数閾値は第２周波数閾値以下である。
第２態様に関し、第１の可能な実装において、方法は、更に以下のステップ：
整流回路により出力される電圧と電流を取得し、電圧と電流に基づいて出力電力を取得するステップと、
動作周波数が第１周波数閾値以上であり且つ第２周波数閾値以下であり、キャパシタ・スイッチ網におけるものであって前記ワイヤレス充電受信機回路に接続される前記キャパシタのキャパシタンス値が、プリセット・キャパシタンス値より小さく、出力電力がプリセット電力閾値より小さい場合に、各々の出力端部で出力レベルを調整して、各々のキャパシタ・スイッチ網における第１可制御スイッチ・デバイスと第２可制御スイッチ・デバイスとがクローズ又はオープンにされるように制御し、Ｎ個のキャパシタ・スイッチ網におけるものであってワイヤレス充電受信機回路に接続されるキャパシタのキャパシタンス値を増加させるステップとを更に含むことが可能である。
第３態様によれば、本願の実施形態は制御装置を提供する。制御装置は取得ユニットと調整ユニットとを含む。取得ユニットは、整流回路の第１入力端部と第２入力端部との間の交流電圧の動作周波数を取得するように構成される。動作周波数が第１周波数閾値より小さく、Ｎ個のキャパシタ・スイッチ網におけるものであってワイヤレス充電受信機回路に接続されるキャパシタのキャパシタンス値が、プリセット・キャパシタンス閾値より小さい場合に、調整ユニットは、各々の出力端部で出力レベルを調整して、各々のキャパシタ・スイッチ網における第１可制御スイッチ・デバイスと第２可制御スイッチ・デバイスとがクローズ又はオープンにされるように制御し、Ｎ個のキャパシタ・スイッチ網におけるものであってワイヤレス充電受信機回路に接続されるキャパシタのキャパシタンス値を増加させるように構成されている。
動作周波数が第２周波数閾値より大きい場合に、調整ユニットは、更に、各々の出力端部で出力レベルを調整して、各々のキャパシタ・スイッチ網における第１可制御スイッチ・デバイスと第２可制御スイッチ・デバイスとがクローズ又はオープンにされるように制御し、Ｎ個のキャパシタ・スイッチ網におけるものであってワイヤレス充電受信機回路に接続されるキャパシタのキャパシタンス値を減少させるように構成されている。第１周波数閾値は第２の周波数閾値以下である。
第３態様に関し、第１の可能な実装において、取得ユニットは、整流回路によって出力される電圧と電流を取得し、電圧と電流に基づいて出力電力を取得するように更に構成される。動作周波数が第１周波数閾値以上であり且つ第２周波数閾値以下であり、キャパシタ・スイッチ網におけるものであってワイヤレス充電受信機回路に接続されるキャパシタのキャパシタンス値が、プリセット・キャパシタンス値より小さく、出力電力がプリセット電力閾値より小さい場合に、調整ユニットは、各々の出力端部で出力レベルを調整して、各々のキャパシタ・スイッチ網における第１可制御スイッチ・デバイスと第２可制御スイッチ・デバイスとがクローズ又はオープンにされるように制御し、Ｎ個のキャパシタ・スイッチ網におけるものであってワイヤレス充電受信機回路に接続されるキャパシタのキャパシタンス値を増加させるように更に構成されている。
第４態様によれば、本願の実施形態は、端末デバイスを提供する。端末デバイスは、第１態様又は第１態様の可能な実装のうちの任意の１つによるワイヤレス充電受信機回路を含む。
第５態様によれば、本願の実施形態は、記憶媒体を提供する。記憶媒体は、コンピュータ・プログラムを記憶する。コンピュータ・プログラムは、第２態様又は第２態様の可能な実装のうちの任意の１つによる制御方法を実施するように、プロセッサによって実行される。
第６態様によれば、本願の実施形態は、制御装置を提供する。制御装置は、第２態様又は第２態様の可能な実装のうちの任意の１つによる方法を実行するように構成される。
第７態様によれば、本願の実施形態は、制御装置を提供する。制御装置は、プロセッサとメモリとを含む。メモリは、プログラムを記憶するように構成される。
プロセッサは、メモリに記憶されたプログラムを呼び出して、第２態様又は第２態様の可能な実装のうちの任意の１つによる方法を実行する。
第８態様によれば、本願の実施形態は、コンピュータ・プログラム製品を提供する。コンピュータ・プログラム製品が制御装置上で動作する場合、制御装置は、第２態様又は第２態様の可能な実装のうちの任意の１つによる方法を実行することが可能である。
第９態様によれば、本願の実施形態は、チップ・システムを提供する。チップ・システムはプロセッサを含む。プロセッサは、第２態様又は第２態様の可能な実装のうちの任意の１つによる方法を実行するために制御装置をサポートするように構成される。
第１０態様によれば、本願の実施形態は、ワイヤレス充電システムを提供する。ワイヤレス充電システムは、第１態様又は第１態様の可能な実装のうちの任意の１つによるワイヤレス充電受信機回路及びワイヤレス充電送信機回路及びを含む。エネルギは、磁気誘導により、ワイヤレス充電受信機回路とワイヤレス充電送信機回路との間で伝送される。
第２態様ないし第１０態様で達成される技術的効果については、第１態様及び第１態様の可能な実装で説明されている内容を参照されたい。
ワイヤレス充電システムの概略的な原理図である。
他のワイヤレス充電システムの概略的な原理図である。
本願の実施形態によるワイヤレス充電システムの概略的な原理図である。
本願の実施形態による別のワイヤレス充電システムの概略的な原理図である。
本願の実施形態による概略的なシミュレーション図である。
本願の実施形態に従ってワイヤレス充電受信機回路の出力電圧が並列共振キャパシタによって変化している概略図である。
本願の実施形態に従ってワイヤレス充電受信機回路の出力電圧が並列共振キャパシタによって変化している別の概略図である。
本願の実施形態に従ってワイヤレス充電受信機回路の出力電圧が並列共振キャパシタによって変化している別の概略図である。
本願の実施形態による端末デバイスの概略的な構造図である。
本願の実施形態によるワイヤレス充電受信機回路の概略的な構造図である。
本願の実施形態による別のワイヤレス充電受信機回路の概略的な構造図である。
本願の実施形態による更に別のワイヤレス充電受信機回路の概略的な構造図である。
本願の実施形態におけるワイヤレス充電受信機回路の偏差性能及び効率と、従来のワイヤレス充電受信機回路の偏差性能及び効率との比較の概略図である。
本願の実施形態によるワイヤレス充電受信機回路の出力電力と可制御スイッチ・デバイス（例えば、ＭＯＳＦＥＴ）を駆動するための時間シーケンスとの間の関係の概略図である。
本願の実施形態による制御方法の概略フローチャート１である。
本願の実施形態による制御方法の概略フローチャート２である。 本願の実施形態による制御方法の概略フローチャート２である。
本願の実施形態による制御装置の概略的な構造図１である。
本願の実施形態による制御装置の概略的な構造図２である。
図１は、ワイヤレス充電システムの概略的な原理図である。図１に示すように、ワイヤレス充電送信機回路１０１では、一次直列共振キャパシタＣｐと一次コイルＬｐとが直列に接続され、ワイヤレス充電受信機回路１０２では、二次コイルＬｓと二次直列共振キャパシタＣｓとが直列に接続される。図１に示すワイヤレス充電システムでは、一次コイルＬｐと二次コイルＬｓとの間の伝送距離は非常に短い。一次コイルＬｐと二次コイルＬｓとの間の伝送距離が増加するにつれて、ワイヤレス充電受信機回路１０２の出力電力は急速に減少する。その結果、ワイヤレス充電受信機回路１０２のアンチ・オフセット能力は貧弱である。
図２は他のワイヤレス充電システムの概略的な原理図である。図２に示すように、ワイヤレス充電送信機回路１０１では、一次直列共振キャパシタＣｐと一次コイルＬｐとが直列に接続され、ワイヤレス充電受信機回路１０２では、二次コイルＬｓと二次直列共振キャパシタＣｓとが並列に接続される。図２に示すワイヤレス充電システムでは、ワイヤレス充電受信機回路１０２のアンチ・オフセット能力は、図１に示すワイヤレス充電受信機回路１０２のものよりも優れているが、並列補償方式では、共振点付近の出力電圧は共振ピークを有し、共振ピークの電圧変化率は比較的高いので、出力電圧を安定的に制御することは困難である。
図３に示すように、本願の実施形態は、ワイヤレス充電送信機回路１０１とワイヤレス充電受信機回路１０２とを含むワイヤレス充電システムを提供する。エネルギは、磁気誘導により、ワイヤレス充電受信機回路とワイヤレス充電送信機回路との間で伝送される。本願のこの実施形態では、ワイヤレス充電送信機回路１０１において、一次直列共振キャパシタＣｐと一次コイルＬｐとが直列に接続され、ワイヤレス充電受信機回路１０２において、二次コイルＬｓが二次直列共振キャパシタＣｓに直列に接続され、且つ並列共振キャパシタＣｄに並列に接続される。ワイヤレス充電送信機回路１０１の一次コイルＬｐとワイヤレス充電受信機回路１０２の二次コイルＬｓとの間の伝送距離が増加する場合には、先ず、先行技術の方法が使用される。伝送距離の増加に起因するワイヤレス充電受信機回路１０２の側の出力電圧及び出力電力の減少を補償するために、ワイヤレス充電送信機回路１０１の側の交流周波数出力は減少させられる。ワイヤレス充電送信機回路１０１の側の交流周波数出力が減少すると、結合中のワイヤレス充電受信機回路１０２の側の動作周波数が減少する。
結合中に、ワイヤレス充電受信機回路１０２の側の動作周波数がある程度低下したことが検出された場合、即ち、一次コイルＬｐと二次コイルＬｓとの間の伝送距離が比較的大きな値になると、ワイヤレス充電送信機回路１０１の側の交流周波数出力を更に低下させることができない。この場合、並列共振キャパシタＣｄのキャパシタンス値が増加させられ、ワイヤレス充電受信機回路１０２の出力電圧を増加させ、ワイヤレス充電送信機回路１０１の一次コイルＬｐとワイヤレス充電受信機回路１０２の二次コイルＬｓとの間の伝送距離の増加に起因するワイヤレス充電受信機回路の出力電圧の減少を防止する。
並列共振キャパシタＣｄの回路への実際の影響をより良くシミュレートするために、図３に基づいて、図４のワイヤレス充電システムは、更に、ワイヤレス充電送信機回路１０１の側にあるレジスタＲｐと、一次磁気結合システム等価漏洩インダクタンスＬｋｐと、ワイヤレス充電受信機回路１０２の側にあるレジスタＲｓと、二次磁気結合システム等価漏洩インダクタンスＬｋｓと、フィルタ・キャパシタＣｆとを含む。例えば、整流回路１０２１は、４つのダイオードを含む整流ブリッジである。この場合、ワイヤレス充電受信機回路１０２の負荷は、非線形負荷である。シミュレーションは、図４に示す原理図に基づいて実行され、概略的なシミュレーション図が図５に示されている。シミュレーション結果は、ワイヤレス充電送信機回路１０１の側にあるライン電流ｉ１及び交流電源Ｖｓの電圧を含む。図５は、更に、ワイヤレス充電受信機回路１０２内の並列共振キャパシタＣｄの端子電圧Ｖｄ（即ち、整流回路１０２１への電圧入力）、ワイヤレス充電受信機回路１０２の側におけるライン電流ｉ２、及び整流回路１０２１へ入力される電流ｉ３を示しており、端子電圧Ｖｄ、ライン電流ｉ２、及び電流ｉ３は、並列共振キャパシタＣｄが共振に関与した後に得られる。並列共振キャパシタＣｄの端子電圧Ｖ２は交流電圧であり、Ｖ２は特定の位相差だけ電源の電圧Ｖ１より遅れる。ワイヤレス充電受信機回路１０２の側のライン電流ｉ２は、近似的に正弦波電流である。整流回路１０２１へ入力される電流ｉ３は、ｉ２の一部である。
ワイヤレス充電システムの出力電圧に影響を与える要因は、ワイヤレス充電受信機回路１０２の動作周波数Ｆｓ、負荷ＲＬ、及び一次コイルＬｐと二次コイルＬｓとの間の伝送距離を含む。一次コイルＬｐと二次コイルＬｓとの間の磁気結合システム等価漏洩インダクタンスＬＫは、一次コイルＬｐと二次コイルＬｓとの間の伝送距離の増加と共に増加する。従って、一次コイルＬｐと二次コイルＬｓとの間の伝送距離は、一次コイルＬｐと二次コイルＬｓとの間の磁気結合システム等価漏洩インダクタンスＬＫで置換されることが可能である。
図６は、ワイヤレス充電受信機回路１０２の出力電圧が並列共振キャパシタＣｄによって変化している概略図である。この場合、負荷ＲＬは１０オームであり、磁気結合システム等価漏洩インダクタンスＬｋは７ｕＨであり、動作周波数Ｆｓは１４０ＫＨｚ、１４５ＫＨｚ、及び１５０ＫＨｚである。より高い動作周波数Ｆｓは、ワイヤレス充電受信機回路１０２のより低い出力電圧を示すことが分かる。更に、出力電圧は並列共振キャパシタＣｄのキャパシタンス値の増加に伴って先ず増加し、次いで減少することを、図６から更に学ぶことができる。言い換えれば、各々の動作周波数Ｆｓの曲線は、単一のピーク点と単調に増加する区間を含んでいる。単調に増加する区間［０，ＭＡＸ １］は、すべての動作周波数Ｆｓの曲線の単調に増加する区間の交わりを求めることによって取得される。
図７は、ワイヤレス充電受信機回路１０２の出力電圧が並列共振キャパシタＣｄによって変化している別の概略図である。この場合、負荷ＲＬは１０オームであり、動作周波数Ｆｓは１４５ＫＨｚであり、磁気結合システム等価漏洩インダクタンスＬｋは３ ｕＨ、５ｕＨ、及び７ｕＨである。より高い磁気結合システム等価漏洩インダクタンスＬＫ（即ち、ワイヤレス充電送信機回路１０１とワイヤレス充電受信機回路１０２との間のより長い距離、又は一次コイルＬｐと二次コイルＬｓとの間のより長い距離）は、ワイヤレス充電受信機回路１０２のより低い出力電圧を示すことを、図７から学ぶことができる。図７に示すように、並列共振キャパシタＣｄのキャパシタンス値の増加に伴って、出力電圧は先ず増加し、次いで減少することが容易に分かる。言い換えれば、各々の磁気結合システム等価漏洩インダクタンスＬｋ曲線は、単一のピーク点と単調に増加する区間とを含む。単調に増加する区間［０，ＭＡＸ ２］は、すべての磁気結合システム等価漏洩インダクタンスＬｋ曲線の単調に増加する区間の交わりを求めることによって取得される。
図８は、ワイヤレス充電受信機回路１０２の出力電圧が並列共振キャパシタＣｄによって変化している別の概略図である。この場合、動作周波数Ｆｓは１４５ＫＨｚであり、磁気結合システム等価漏洩インダクタンスＬｋは７ｕＨであり、負荷ＲＬは１０オーム、１５オーム、２０オームである。より高い負荷ＲＬは、ワイヤレス充電受信機回路１０２のより高い出力電圧を示すことを、図８から学ぶことができる。図８に示されるように、並列共振キャパシタＣｄのキャパシタンス値の増加に伴って、出力電圧は、先ず増加し、次いで減少することを、容易に学ぶことができる。言い換えれば、各々の負荷ＲＬ曲線は、単一のピーク点と単調に増加する区間とを含む。単調に増加する区間［０， ＭＡＸ ３］は、すべての負荷ＲＬ曲線の単調に増加する区間の交わりを求めることによって取得される。
図６から図８を参照すると、単調に増加する間隔［０，ＭＡＸ １］、［０，ＭＡＸ ２］、及び［０，ＭＡＸ ３］の交わり［０，ＭＡＸ］が、並列共振キャパシタＣｄのキャパシタンス値を制御するために使用される単調に増加する区間として使用されることが可能であり、ＭＡＸは、プリセット・キャパシタンス閾値として使用されてもよいことを学ぶことができる。並列共振キャパシタＣｄのキャパシタンス値が単調に増加する区間［０， ＭＡＸ］内に入ると、出力電圧は、並列共振キャパシタＣｄのキャパシタンス値の増加とともに常に単調に増加する。ワイヤレス充電受信機回路１０２の出力電圧は、並列共振キャパシタＣｄのキャパシタンス値の増加に伴って増加することが可能である。ただし、並列共振キャパシタＣｄのキャパシタンス値が、増加するプロセスにおいて、プリセット・キャパシタンス閾値ＭＡＸを超えないことを条件とする。
既存の調節可能なキャパシタ・デバイスのキャパシタンス値の調整レンジは比較的小さい。従って、並列共振キャパシタＣｄは、並列に接続された複数のサブ・キャパシタＣ１ないしＣｎと等価であるとすることが可能である。このように、各々のサブ・キャパシタのキャパシタンス値は制限されないことが可能であり、等価並列共振キャパシタＣｄのキャパシタンス値は、大きなレンジで調整されることが可能である。従って、各サブ・キャパシタＣ１ないしＣｎは、各々の可制御スイッチ・デバイスＳ１ないしＳｎに直列に接続される。並列に接続されたサブ・キャパシタＣ１ないしＣｎの量は、クローズ又はオープンにされる可制御スイッチ・デバイスＳ１ないしＳｎを制御することによって制御され、等価な並列共振キャパシタＣｄのキャパシタンス値を調整する。しかしながら、図５に示すように、並列共振キャパシタＣｄの端子電圧Ｖ２は交流電圧であるので、１つの可制御スイッチ・デバイスは半周期でのみクローズ又はオープンにされることが可能であり、回路バランス効果が考慮される。更に、図１０に示すように、各キャパシタＣ１ないしＣｎは、更に、キャパシタが直列に接続され且つ同じキャパシタンス値を有するキャパシタ対、例えば（Ｃ１，Ｃ１’），．．．，（Ｃｎ，Ｃｎ’）と等価である。更に、各キャパシタがワイヤレス充電受信機回路に接続されてるか否かは、１つの可制御スイッチ・デバイスをクローズ又はオープンにするように制御することによって、依然として制御される。例えば、キャパシタＣ１がワイヤレス充電受信機回路に接続されるか否かは、可制御スイッチ・デバイスＳ１をクローズ又はオープンにするように制御することによって制御され、キャパシタＣ１’がワイヤレス充電受信機回路に接続されるか否かは、可制御スイッチ・デバイスＳ１’をクローズ又はオープンにするように制御することによって制御される。なお、可制御スイッチ・デバイスＳ１及びＳ１’の駆動信号は一緒につながっており、従って、キャパシタＣ１及びＣ１’がワイヤレス充電受信機回路に同時に接続されるかどうかを制御することができることに留意すべきである。同様の制御方法が、他のキャパシタ（Ｃ２，Ｃ２’），．．．，（Ｃｎ，Ｃｎ’）に使用されてもよい。
「キャパシタがワイヤレス充電受信機回路に接続されるか否か」は、キャパシタに対応する可制御スイッチ・デバイスがクローズにされる場合に、キャパシタはワイヤレス充電受信機回路に接続されること、或いはキャパシタに対応する可制御スイッチ・デバイスがオープンにされる場合に、キャパシタはワイヤレス充電受信機回路に接続されていないことを意味する。キャパシタがワイヤレス充電受信機回路に接続される場合、キャパシタは、ワイヤレス充電受信機回路の動作キャパシタの一部であり、従って、キャパシタは、ワイヤレス充電受信機回路の出力電圧及び動作周波数に影響を及ぼすことが可能である。キャパシタがワイヤレス充電受信機回路に接続されない場合、キャパシタは、ワイヤレス充電受信機回路の動作キャパシタの一部ではなく、従って、キャパシタは、ワイヤレス充電受信機回路の出力電圧及び動作周波数に影響を及ぼさない。この場合、キャパシタは、ワイヤレス充電受信機回路の動作に関与しないか、又は事実上関与しない。
説明を容易にするために、本願の実施態様においては、第１端部、第１入力端部、又は第１出力端部は、添付図面において第１端部、第１入力端部、又は第１出力端部が属するデバイス又は回路において数字「１」によって表現され、第２端部、第２入力端部、又は第２出力端部は、添付図面において第２端部、第２入力端部、又は第２出力端部が属するデバイス又は回路において数字「２」によって表現されている。
本願の実施形態におけるワイヤレス充電受信機回路は、端末デバイスに適用されてもよい。端末デバイスは、ワイヤレス通信機能を有するハンドヘルド・デバイス、車載デバイス、ウェアラブル・デバイス、又はコンピューティング・デバイス、又はワイヤレス・モデムに接続された別の処理デバイスを含む。端末デバイスは、代替的に、加入者ユニット（subscriber unit）、セルラー電話（cellular phone）、スマートフォン（smart phone）、ワイヤレス・データ・カード、パーソナル・デジタル・アシスタント（personal digital assistant，PDA）コンピュータ、タブレット・コンピュータ、ワイヤレス・モデム（modem）、ハンドヘルド（handheld）デバイス、ラップトップ・コンピュータ（laptop computer）、コードレス電話（cordless phone）、無線ローカル・ループ（wireless local loop，WLL）ステーション、マシン・タイプ・コミュニケーション（machine type communication，MTC）端末、ユーザー装置（user equipment，UE）、移動局（mobile station，MS）、端末デバイス（terminal device）、中継装置（relay equipment）等を含むことが可能である。中継装置は、例えば、５Ｇ住宅用ゲートウェイ（residential gateway，RG）又は無線リレー（radio relay）であってもよい。
図９は、本願の実施形態による端末デバイスの概略的な構造図である。図９において、端末デバイスが携帯電話であることは、携帯電話の汎用ハードウェア・アーキテクチャを説明するための例として使用されている。
携帯電話９００は、無線周波数（radio frequency，RF）回路９１０、メモリ９２０、別の入力デバイス９３０、ディスプレイ９４０、センサー９５０、オーディオ回路９６０、Ｉ／Ｏサブシステム９７０、プロセッサ９８０、及び電源９９０のような構成要素を含むことができる。当業者は、図に示す携帯電話の構造が、携帯電話に関する如何なる限定も構成せず、図示されているものよりも多い又は少ない構成要素を含んでもよいこと、幾つかの構成要素は組み合わせられてもよいこと、一部の構成要素は分割されてもよいこと、或いは異なる構成要素の配置が使用されてもよいことを理解することができる。当業者は、ディスプレイ９４０がユーザー・インターフェース（user interface，UI）であること、ディスプレイ９４０はディスプレイ・パネル９４１及びタッチ・パネル９４２を含んでもよいことを理解することができる。図示されていないが、携帯電話は、カメラ及びブルートゥース・モジュールのような機能モジュール又は構成要素を更に含んでもよい。詳細はここでは説明されない。
更に、プロセッサ９８０は、ＲＦ回路９１０、メモリ９２０、オーディオ回路９６０、Ｉ／Ｏサブシステム９７０、及び電源９９０に接続される。Ｉ／Ｏサブシステム９７０は、別の入力デバイス９３０、ディスプレイ９４０、及びセンサー９５０に接続される。ＲＦ回路９１０は、情報の受信及び送信プロセス又は呼プロセスにおいて信号を受信及び送信するように構成されてもよい。特に、ＲＦ回路９１０は、ネットワーク側からダウンリンク情報を受信し、次いで、処理のためにダウンリンク情報をプロセッサ９８０に送信する。メモリ９２０は、ソフトウェア・プログラム及びソフトウェア・モジュールを記憶するように構成されてもよい。プロセッサ９８０は、メモリ９２０に記憶されたソフトウェア・プログラム及びソフトウェア・モジュールを実行し、携帯電話の様々な機能アプリケーション及びデータ処理を実行し、例えば、本願の実施形態では端末デバイスによって実行される方法及び機能を実行する。別の入力デバイス９３０は、入力されたデジタル又はキャラクタ報を受信し、携帯電話のユーザー設定及び機能制御に関連するキーボード信号入力を生成するように構成されてもよい。ディスプレイ９４０は、ユーザーによって入力された情報又はユーザーに提供された情報及び携帯電話の様々なメニューを表示するように構成されることが可能であり、更にユーザー入力を受けることが可能である。センサー９５０は、光学センサー、運動センサー、又は別のセンサーであってもよい。オーディオ回路９６０は、ユーザーと携帯電話との間のオーディオ・インターフェースを提供することができる。Ｉ／Ｏサブシステム９７０は、外部入力／出力デバイスを制御するように構成され、外部デバイスは、入力コントローラ、センサー・コントローラ、及び他のデバイスのディスプレイ・コントローラを含んでもよい。プロセッサ９８０は、携帯電話２００の制御センターである。プロセッサ９８０は、様々なインターフェース及びケーブルを介して、携帯電話全体の各部分に接続される。更に、プロセッサ９８０は、携帯電話９００の様々な機能を実行し、メモリ９２０に記憶されているソフトウェア・プログラム及び／又はモジュールを動作させ又は実行し、メモリ９２０に記憶されているデータを呼び出すことによってデータを処理し、携帯電話上で全体的なモニタリングを実行する。
電源９９０は、本願の実施形態では、バッテリ及びワイヤレス充電受信機回路を含む可能性がある。電源９９０は、前述の構成要素に電力を供給するように構成される。好ましくは、電源は、電力管理システムによりプロセッサ９８０に論理的に接続され、電力管理システムにより充電管理、放電管理、及び電力消費管理などの機能を実施することができる。
本願の実施形態におけるワイヤレス充電受信機回路の場合、負荷ＲＬは、電源９９０以外の端末デバイスの構成要素及びバッテリを含む。ワイヤレス充電受信機回路は、ワイヤレス充電送信機回路からエネルギを取得し、電力を負荷ＲＬに供給することができる。
図１０は、本願の実施形態によるワイヤレス充電受信機回路の概略的な構造図である。ワイヤレス充電受信機回路は、Ｎ個のキャパシタ・スイッチ網２００と、整流回路３００と、コントローラＣＴＲＬとを含み、Ｎは１以上の整数である。説明を明確化のために、本願の実施形態における添付図面は、具体例として複数のキャパシタ・スイッチ網２００を示しているが、複数のキャパシタ・スイッチ網２００の使用を限定するようには意図されていないことに留意すべきである。
各キャパシタ・スイッチ網２００の第１端部は、整流回路３００の第１入力端部に接続される。各キャパシタ・スイッチ網２００の第２端部は、整流回路３００の第２入力端部に接続される。具体的に言えば、少なくとも２つのキャパシタ・スイッチ網２００がある場合に、キャパシタ・スイッチ網２００は並列に接続される。換言すれば、全てのキャパシタ・スイッチ網２００の第１端部は整流回路３００の第１入力端部に接続され、全てのキャパシタ・スイッチ網２００の第２端部は整流回路３００の第２入力端部に接続される。
例えば、整流回路３００は、図１０に示す４つのダイオード（Ｄ１ないしＤ４）を含む整流ブリッジとして実現されるか、あるいは別の方法で実装されてもよく、例えば集積整流チップとして実装されてもよい。これは本願で限定されない。
オプションとして、ワイヤレス充電受信機回路は、第１フィルタ・キャパシタＣｆ１を更に含む。整流回路３００の第１出力端部は、第１フィルタ・キャパシタＣｆ１の第１端部に接続され、整流回路３００の第２出力端部は、第１フィルタ・キャパシタＣｆ１の第２端部に接続される。整流回路３００による直流出力は、クラッタを含む。クラッタが第１フィルタ・キャパシタＣｆ１によってフィルタリングされた後、直流電流を負荷ＲＬに供給することができる。
以下、ｎ番目（１≦ｎ≦Ｎ）のキャパシタ・スイッチ網２００を例として使用することによって、キャパシタ・スイッチ網２００の動作原理を説明する。
キャパシタ・スイッチ網２００は、第１キャパシタＣｎ、第２キャパシタＣｎ’、第１可制御スイッチ・デバイスＳｎ、第２可制御スイッチ・デバイスＳｎ’、及びグランド点Ｍを含む。グランド点Ｍは、整流回路３００のグランド端部ＧＮＤに接続されてもよい。グランド点Ｍの一方側に位置する第１キャパシタＣｎは、第１可制御スイッチ・デバイスＳｎに直列に接続され、グランド点Ｍの他方側に位置する第２キャパシタＣｎ’は、第２可制御スイッチ・デバイスＳｎ’に直列に接続される。同じキャパシタ・スイッチ網２００において、第１キャパシタＣｎのキャパシタンス値は、第２キャパシタＣｎ’のキャパシタンス値に等しい。第１キャパシタＣｎ及び第２キャパシタＣｎ’に対する制限は、キャパシタ・スイッチ網２００内のグランド点Ｍにおける電位が０であることを保証し、そうでなければ、不均衡による電流がグランド点Ｍに生じる。
同一のキャパシタ・スイッチ網２００において、第１キャパシタＣｎのキャパシタンス値は、第２キャパシタＣｎ’のキャパシタンス値に等しい。異なるキャパシタ・スイッチ網２００における第１キャパシタＣｎのキャパシタンス値は、相違していてもよい。可能な実装において、（ｉ＋１）番目のキャパシタ・スイッチ網における第１キャパシタのキャパシタンス値は、ｉ番目のキャパシタ・スイッチ網における第１キャパシタのキャパシタンス値のＫ倍であり、（ｉ＋１）番目のキャパシタ・スイッチ網における第２キャパシタのキャパシタンス値は、ｉ番目のキャパシタ・スイッチ網における第２キャパシタのキャパシタンス値のＫ倍であり、ここで、ｉは整数であり、１≦ｉ≦Ｎ−１であり、１≦Ｋ≦１０である。例えば、ｉ番目のキャパシタ・スイッチ網２００における第１キャパシタ及び第２キャパシタのキャパシタンス値はそれぞれａ＊Ｋｉであり、（ｉ＋１）番目のキャパシタ・スイッチ網２００における第１キャパシタ及び第２キャパシタのキャパシタンス値はそれぞれａ＊Ｋｉ＋１であり、ａは比例係数である。例えば、Ｋは２であってもよい。
例えば、第１キャパシタＣｎ、第２キャパシタＣｎ’、第１可制御スイッチ・デバイスＳｎ、及び第２可制御スイッチ・デバイスＳｎ’は、図１０に示すような方法で直列に接続される。第１キャパシタＣｎ、第１可制御スイッチ・デバイスＳｎ、第２可制御スイッチ・デバイスＳｎ’、第２キャパシタＣｎ’は、順に直列に接続され、キャパシタ・スイッチ網２００内のグランド点Ｍは、第１可制御スイッチ・デバイスＳｎと第２可制御スイッチ・デバイスＳｎ’との間に位置する。第１キャパシタＣｎの第１端部は整流回路３００の第１入力端部に接続され、第１キャパシタＣｎの第２端部は第１可制御スイッチ・デバイスＳｎの第１端部に接続され、第１可制御スイッチ・デバイスＳｎの第２端部は第２可制御スイッチ・デバイスＳｎ’の第１端部に接続され、第２可制御スイッチ・デバイスＳｎの第２端部は第２キャパシタＣｎ’の第１端部に接続され、第２キャパシタＣｎ’の第２端部は整流回路３００の第２入力端部に接続され、及び第１可制御スイッチ・デバイスＳｎの第２端部と第２可制御スイッチ・デバイスＳｎ’の第１端部との間の共通の接続点は接地される。
例えば、第１キャパシタＣｎ、第２キャパシタＣｎ’、第１可制御スイッチ・デバイスＳｎ、及び第２可制御スイッチ・デバイスＳｎ’は、図１１に示す別の方法で直列に接続される。第１可制御スイッチ・デバイスＳｎ、第１キャパシタＣｎ、第２キャパシタＣｎ’、及び第２可制御スイッチ・デバイスＳｎ’は、順に直列に接続され、キャパシタ・スイッチ網２００’内のグランド点Ｍは、第１キャパシタＣｎと第２キャパシタＣｎ’との間に位置する。第１可制御スイッチ・デバイスＳｎの第１端部は整流回路３００の第１入力端部に接続され、第１可制御スイッチ・デバイスＳｎの第２端部は第１キャパシタＣｎの第１端部に接続され、第１キャパシタＣｎの第２端部は第２キャパシタＣｎ’の第１端部に接続され、第２キャパシタＣｎ’の第２端部は第２可制御スイッチ・デバイスＳｎ’の第１端部に接続され、第２可制御スイッチ・デバイスＳｎ’の第２端部は整流回路３００の第２入力端部に接続され、第１キャパシタＣｎの第２端部と第２キャパシタＣｎ’の第１端部との間の共通の接続点は接地される。
（第１可制御スイッチ・デバイスＳｎ又は第２可制御スイッチ・デバイスＳｎ’によらず）可制御スイッチ・デバイスは、制御端部を含む。可制御スイッチ・デバイスの制御端部が第１レベルにある場合に、可制御スイッチ・デバイスは閉じられる。可制御スイッチ・デバイスの制御端部が第２レベルにある場合に、可制御スイッチ・デバイスは開かれる。可制御スイッチ・デバイスは、異なるレベルの信号を制御端部に入力するように制御することによって、クローズ又はオープンにされるように制御されることが可能である。
例えば、第１可制御スイッチ・デバイスＳｎ及び第２可制御スイッチ・デバイスＳｎ’は、それぞれ、図１０又は図１１に示すＮ型金属酸化物半導体電界効果トランジスタ（metal-oxide-semiconductor field-effect transistor，MOSFET）として実現される。ＭＯＳＦＥＴのＧ端部は制御端部である。第１レベル信号がＭＯＳＦＥＴのＧ端部に入力されると、ＭＯＳＦＥＴのＳ端部及びＤ端部はクローズにされる。第２レベル信号がＭＯＳＦＥＴのＧ端部に入力されると、ＭＯＳＦＥＴのＳ端部及びＤ端部はオープンにされる。第１レベルは高レベルであり、第２レベルは低レベルである。代替的に、可制御スイッチ・デバイスは、別の方法で実現されてもよく、例えばＰ型ＭＯＳＦＥＴとして実現されてもよいことに留意すべきである。相応して調整された後に、回路は本願の実施形態に適用されることが可能である。従って、可制御スイッチ・デバイスの具体的な実装は本願において限定されない。
コントローラＣＴＲＬはＮ個の出力端部を含む。Ｎ個の出力端部はＮ個のキャパシタ・スイッチ網に１対１に対応し、各々の出力端部は、対応するキャパシタ・スイッチ網における第１可制御スイッチ・デバイスＳｎの制御端部と、対応するキャパシタ・スイッチ網における第２可制御スイッチ・デバイスＳｎ’の制御端部とに接続されるように構成される。例えば、コントローラＣＴＲＬのｎ番目の出力端部は、ｎ番目のキャパシタ・スイッチ網における第１可制御スイッチ・デバイスＳｎの制御端部と、ｎ番目のキャパシタ・スイッチ網における第２可制御スイッチ・デバイスＳｎ’の制御端部とに接続され、ここで、１≦ｎ≦Ｎである。ｎ番目の出力端部が第１レベルを出力すると、ｎ番目のキャパシタ・スイッチ網における第１可制御スイッチ・デバイスＳｎと第２可制御スイッチ・デバイスＳｎ’とがクローズにされ、その結果、ｎ番目のキャパシタ・スイッチ網における第１キャパシタＣｎと第２キャパシタＣｎ’とがワイヤレス充電受信機回路に接続され、並列に接続されたキャパシタのキャパシタンス値は増加する。ｎ番目の出力端部が第２レベルを出力すると、ｎ番目のキャパシタ・スイッチ網における第１可制御スイッチ・デバイスＳｎと第２可制御スイッチ・デバイスＳｎ’とがオープンにされ、その結果、ｎ番目のキャパシタ・スイッチ網における第１キャパシタＣｎと第２のキャパシタＣｎ’とが回路から切り離され、並列に接続されたキャパシタのキャパシタンス値は減少する。
コントローラＣＴＲＬは、キャパシタ・スイッチ網２００とグランド点を共有することができる。従って、駆動のための電源を追加する必要がなく、また、絶縁のために電源供給を補助する必要もなく、回路設計を単純化することができる。
コントローラＣＴＲＬは、整流回路３００の第１入力端部と第２入力端部との間の交流電圧の動作周波数を取得するように構成されている。例えば、コントローラＣＴＲＬは、特定用途向け集積回路（integrated circuit，IC）を介して動作周波数を取得することができる。
動作周波数が第１周波数閾値未満であり、かつＮ個のキャパシタ・スイッチ網２００におけるものであってワイヤレス充電受信機回路に接続されている第１キャパシタＣｎ及び第２キャパシタＣｎ’のキャパシタンス値が、プリセット・キャパシタンス閾値ＭＡＸ未満である場合、コントローラＣＴＲＬは、各々の出力端部で出力レベルを調整して、各キャパシタ・スイッチ網２００における第１可制御スイッチ・デバイスＳｎと第２可制御スイッチ・デバイスＳｎ’とがクローズ又はオープンにされるように制御し、Ｎ個のキャパシタ・スイッチ網２００におけるものであってワイヤレス充電受信機回路に接続されているキャパシタのキャパシタンス値を増加させる。
動作周波数が第２周波数閾値より大きい場合、コントローラＣＴＲＬは、各々の出力端部で出力レベルを調整して、各キャパシタ・スイッチ網２００における第１可制御スイッチ・デバイスと第２可制御スイッチ・デバイスとがクローズ又はオープンにされるように制御し、Ｎ個のキャパシタ・スイッチ網におけるものであってワイヤレス充電受信機回路に接続されているキャパシタのキャパシタンス値を減少させる。第１周波数閾値は第２の周波数閾値以下である。
コントローラＣＴＲＬは比例積分計算器を含む可能性がある。動作周波数とプリセット周波数閾値との間の比較結果を得るために、動作周波数とプリセット周波数閾値との間の差分は比例積分計算器に入力される。
上述したように、伝送距離が増加すると、伝送距離の増加に起因するワイヤレス充電受信機回路１０２の側の出力電圧及び出力電力の減少を補償するために、ワイヤレス充電送信機回路１０１の側で出力される交流周波数が低減する可能性がある。この場合、ワイヤレス充電受信機回路１０２の側の共振動作周波数も減少する。ワイヤレス充電送信機回路１０１の側における交流周波数の調整レンジは制限され、ワイヤレス充電受信機回路１０２の側における共振動作周波数の調整レンジも制限される。従って、
動作周波数が第１周波数閾値を下回る値に低下した場合には、並列共振キャパシタＣｄのキャパシタンス値は増やされるように制御され、ワイヤレス充電受信機回路の出力電圧及び出力電力の減少を補償するか、或いは動作周波数が第２周波数閾値を上回る値に上昇した場合には、並列共振キャパシタＣｄのキャパシタンス値は減らされるように制御され、ワイヤレス充電受信機回路の出力電圧及び出力電力が過剰に高くなることを防止する。
可能な実装において、コントローラは、各キャパシタ・スイッチ網２００における第１キャパシタ及び第２キャパシタのキャパシタンス値の順に、第１レベル又は第２レベルを出力するように出力端部を制御することができる。例えば、上述したように、ｉ番目のキャパシタ・スイッチ網２００における第１キャパシタ及び第２キャパシタのキャパシタンス値はそれぞれａ＊Ｋｉであり、（ｉ＋１）番目のキャパシタ・スイッチ網２００における第１キャパシタ及び第２キャパシタのキャパシタンス値はそれぞれａ＊Ｋｉ＋１であると仮定される。キャパシタ・スイッチ網におけるものであってワイヤレス充電受信機回路に接続されている第１キャパシタ及び第２キャパシタのキャパシタンス値が増やされる前に、コントローラの１番目の出力端部からｉ番目の出力端部まではすべて第１レベルを出力し、コントローラの（ｉ＋１）番目の出力端部からＮ番目の出力端部まではすべて第２レベルを出力する。
キャパシタンス値が増やされる前述の条件が満たされると、コントローラの１番目の出力端部から（ｉ＋１）番目の出力端部までは第１レベルを出力し、コントローラの（ｉ＋２）番目の出力端部からＮ番目の出力端部までは第２レベルを出力する。
代替的に、別の可能な実装において、コントローラは、最小キャパシタンス・ステップ・モードにおいて、第１レベル又は第２レベルを出力するように出力端部を制御することができる。例えば、上述したように、ｉ番目のキャパシタ・スイッチ網２００における第１キャパシタ及び第２キャパシタのキャパシタンス値はそれぞれａ＊Ｋｉであり、（ｉ＋１）番目のキャパシタ・スイッチ網２００における第１キャパシタ及び第２キャパシタのキャパシタンス値はａ＊Ｋｉ＋１であると仮定される。キャパシタ・スイッチ網におけるものであってワイヤレス充電受信機回路に接続される第１キャパシタ及び第２キャパシタのキャパシタンス値が増やされる前に、コントローラのｉ番目の出力端部は第１レベルを出力し、コントローラの他のすべての出力端部は第２レベルを出力する。キャパシタンス値が増やされる前述の条件が満たされると、コントローラの１番目の出力端部及びｉ番目の出力端部は第１レベルを出力し、コントローラの他のすべての出力端部は第２レベルを出力する。
並列共振キャパシタＣｄのキャパシタンス値をその都度変化させるために使用される上述の制御方法は限定されないことに留意すべきである。
オプションとして、ワイヤレス充電受信機回路は、更に、二次コイルＬｓと二次直列共振キャパシタＣｓとを含む。二次コイルＬｓの第１端部は、二次直列共振キャパシタＣｓの第１端部に接続され、二次直列共振キャパシタＣｓの第２端部は、Ｎ個のキャパシタ・スイッチ網２００の第１端部と整流回路３００の第１入力端部とに接続される。二次コイルＬｓの第２端部は、Ｎ個のキャパシタ・スイッチ網２００の第２端部と整流回路３００の第２入力端部とに接続される。
二次コイルＬｓは、ワイヤレス充電送信機回路の一次コイルに結合されるように構成される。二次直列共振キャパシタＣｓと二次コイルＬｓとは直列共振を生成する。Ｎ個のキャパシタ・スイッチ網２００、二次直列共振キャパシタＣｓ、及び二次コイルＬｓは、並列共振を生成する。
本願のこの実施形態で提供されるワイヤレス充電受信機回路では、Ｎ個のキャパシタ・スイッチ網は並列に接続され、コントローラは、各々のキャパシタ・スイッチ網における第１可制御スイッチ・デバイスと第２可制御スイッチ・デバイスとがクローズ又はオープンにされるように制御し、Ｎ個のキャパシタ・スイッチ網におけるものであってワイヤレス充電受信機回路に接続されるキャパシタのキャパシタンス値を制御する。更に、整流回路の第１入力端部と第２入力端部との間に入力される交流電圧の動作周波数が、第１周波数閾値未満である場合には、Ｎ個のキャパシタ・スイッチ網におけるものであってワイヤレス充電受信機回路に接続されるキャパシタのキャパシタンス値は、増加するように制御される。動作周波数が第２周波数閾値より大きい場合には、Ｎ個のキャパシタ・スイッチ網におけるものであってワイヤレス充電受信機回路に接続されるキャパシタのキャパシタンス値は、減少するように制御される。換言すれば、Ｎ個のキャパシタ・スイッチ網の各々における第１可制御スイッチ・デバイス及び第２可制御スイッチ・デバイスは、クローズ又はオープンにされるように制御される。このように、ワイヤレス充電受信機回路に接続されたキャパシタは増加又は減少させることが可能であり、ワイヤレス充電受信機回路の側の整流回路に入力される交流の動作周波数を調整することができる。従って、本願は、整流回路に入力される交流の動作周波数を制御するためのシンプルな回路構造を提供する。
オプションとして、図１２に示すように、ワイヤレス充電受信機回路は、直流／直流（direct current/direct current，DC/DC）電圧ステップ・ダウン回路４００を更に含んでもよい。
ＤＣ／ＤＣ電圧ステップ・ダウン回路４００の第１入力端部は第１フィルタ・キャパシタＣｆ１の第１端部に接続され、ＤＣ／ＤＣ電圧ステップ・ダウン回路４００の第２入力端部は第１フィルタ・キャパシタＣｆ１の第２端部に接続され、ＤＣ／ＤＣ電圧ステップ・ダウン回路４００の第１出力端部は負荷ＲＬの第１端部に接続され、ＤＣ／ＤＣ電圧ステップ・ダウン回路４００の第２出力端部が負荷ＲＬの第２端部に接続される。ＤＣ／ＤＣ電圧ステップ・ダウン回路４００は、第１フィルタ・キャパシタＣｆ１の２つの端部の間の電圧を減少させ、等価負荷インピーダンスを増加させるように構成される。
ワイヤレス充電受信機回路の出力電力が調整される場合に、出力電圧は安定したままであるように要求される。上述のように、並列共振キャパシタのキャパシタンス値が増やされる場合に、整流回路３００による電圧出力は増やされる。この場合、ＤＣ／ＤＣ電圧ステップ・ダウン回路４００（すなわち、ワイヤレス充電受信機回路）による電圧出力が安定するように、ＤＣ／ＤＣ電圧ステップ・ダウン回路４００は、相応に調整されることを必要とする。
オプションとして、図１２に示されるように、ワイヤレス充電受信機回路は、第１レジスタＲ１と第２レジスタＲ２とを更に含んでもよい。
第１レジスタＲ１の第１端部は、第１フィルタ・キャパシタＣｆ１の第１端部とＤＣ／ＤＣ電圧ステップ・ダウン回路４００の第１入力端部との間に接続され、且つ整流回路３００の第１出力端部に接続され、第１レジスタＲ１の第２端部は、第２レジスタＲ２の第１端部に接続され、第２レジスタＲ２の第２端部は、整流回路３００の第２出力端部に接続される。第２レジスタＲ１の第１端部は、コントローラＣＴＲＬの第１入力端部に接続される。第１レジスタＲ１及び第２レジスタＲ２は、整流回路３００によって出力される電圧Ｖ３を測定するように構成される。
第１レジスタＲ１の第２端部と第２レジスタＲ１の第１端部との間のリード・アウト・ポイントにおける電圧Ｖｘは、Ｖｘ＝Ｖ３＊Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２）である。逆に、整流回路３００によって出力される電圧Ｖ３は、Ｖ３＝Ｖｘ＊（Ｒ１＋Ｒ２）／Ｒ２に従って導出されてもよい。整流回路３００によって出力される電圧Ｖ３は、通常、比較的高く、コントローラＣＴＲＬの入力端部における耐電圧を超えるので、電圧Ｖ３は、電圧分割によって測定されることに留意すべきである。リード・アウト点の電圧は、第１レジスタ及び第２レジスタに対する電圧配分により、コントローラＣＴＲＬの入力端部における耐電圧よりも低い値に減らされる。
オプションとして、ＤＣ／ＤＣ電圧ステップ・ダウン回路４００がフィルタ・キャパシタを含まない場合、ワイヤレス充電受信機回路は、第２フィルタ・キャパシタＣｆ２を更に含んでもよい。第２フィルタ・キャパシタＣｆ２の第１端部は、ＤＣ／ＤＣ電圧ステップ・ダウン回路４００の第１出力端部と負荷ＲＬの第１端部との間に接続され、第２フィルタ・キャパシタＣｆ２の第２端部は、ＤＣ／ＤＣ電圧ステップ・ダウン回路４００の第２出力端部と負荷ＲＬの第２端部との間に接続される。第２フィルタ・キャパシタＣｆ２は、ＤＣ／ＤＣ電圧ステップ・ダウン回路４００によって出力される電流をフィルタリングするように構成される。
オプションとして、ワイヤレス充電受信機回路は、電流サンプリング装置ＣｕＳａを更に含むことができる。電流サンプリング装置ＣｕＳａは、第１フィルタ・キャパシタＣｆ１とＤＣ／ＤＣ電圧ステップ・ダウン回路４００との間の正の端部又はグランド端部に位置する。電流サンプリング装置ＣｕＳａは、コントローラＣＴＲＬの第２入力端部に接続され、整流回路３００によって出力される電流ｉ４を測定するように構成される。電流サンプリング装置ＣｕＳａは、レジスタの２つの端部の間の電圧降下の、レジスタの抵抗値に対する比率に基づいて、電流を測定することができる。
整流回路により出力される電圧Ｖ３及び電流ｉ４を測定する別の方法が存在し得ることに留意すべきである。これは本願で限定されない。
コントローラＣＴＲＬは、更に、
整流回路により出力される電圧Ｖ３と電流ｉ４を取得し、電圧Ｖ３と電流ｉ４に基づいて出力電力Ｐ＝Ｖ３＊ｉ４を取得し、
動作周波数が第１周波数閾値以上であり且つ第２周波数閾値以下であり、キャパシタ・スイッチ網におけるものであってワイヤレス充電受信機回路に接続されるキャパシタのキャパシタンス値が、プリセット・キャパシタンス閾値より小さく、出力電力がプリセット電力閾値より小さい場合に、各々の出力端部で出力レベルを調整して、各々のキャパシタ・スイッチ網における第１可制御スイッチ・デバイスと第２可制御スイッチ・デバイスとがクローズ又はオープンにされるように制御し、Ｎ個のキャパシタ・スイッチ網におけるものであってワイヤレス充電受信機回路に接続されるキャパシタのキャパシタンス値を増加させるように構成されていてもよい。
Ｎ個のキャパシタ・スイッチ網におけるものであってワイヤレス充電受信機回路に接続されるキャパシタのキャパシタンス値を増加させる具体的な方法については、前述の説明を参照されたい。詳細はここで再び説明されない。
本実施形態では、Ｎ個のキャパシタ・スイッチ網の各々における第１可制御スイッチ・デバイスと第２可制御スイッチ・デバイスとは、整流回路の出力電力及び動作周波数に基づいて、クローズ又はオープンにされるように調整されることが可能である。このように、ワイヤレス充電受信機回路に接続されたキャパシタを増加又は減少させることが可能であり、ワイヤレス充電受信機回路の側の整流回路に入力される交流の動作周波数を調整することができる。
図１３は、本願の実施形態におけるワイヤレス充電受信機回路の偏差性能及び効率と、従来のワイヤレス充電受信機回路の偏差性能及び効率との比較の概略図である。逸脱とは、一次コイル又は二次コイルが位置する平面に対して平行又は垂直な平面における、一次コイルと二次コイルとの間の伝送距離の変化をいう。例えば、図１３では、垂直面において伝送距離は５ｍｍのままであり、平行面において伝送距離は０ｍｍから徐々に増やされることが、説明例として使用されている。各々の偏差距離に関して、本解決策の伝送効率は、従来の解決策の伝送効率よりも高く、約１０％増加していることを、学ぶことができる。更に、一次コイル又は二次コイルが位置する平面と平行な平面に対して偏差が８ｍｍに達する場合でも依然として、特定の伝送効率を保証することが可能である。しかしながら、従来の解決策は、偏差が５ｍｍである場合に、伝送を実行することはできない。
図１４は、本願の実施形態による、可制御スイッチ・デバイス（例えば、ＭＯＳＦＥＴ）を駆動するための時間シーケンスと、ワイヤレス充電受信機回路の出力電力との関係の概略図である。水平座標はミリ秒（ｍｓ）で時間を表す。Ｓ１／Ｓ１’は第１キャパシタ・スイッチ網における第１可制御スイッチ・デバイスＳ１及び第２可制御スイッチ・デバイスＳ１’の制御時間シーケンスを表し、Ｓ２／Ｓ２’は第２キャパシタ・スイッチ網における第１可制御スイッチ・デバイスＳ２及び第２可制御スイッチ・デバイスＳ２’の制御時間シーケンスを表し、Ｓ３／Ｓ３’は第３キャパシタ・スイッチ網における第１可制御スイッチ・デバイスＳ３及び第２可制御スイッチ・デバイスＳ３’の制御時間シーケンスを表す。第１キャパシタ・スイッチ網ないし第３キャパシタ・スイッチ網における第１キャパシタ又は第２キャパシタのキャパシタンス値は、順次増加している。ＧはＳ３／Ｓ３’、Ｓ２／Ｓ２’、Ｓ１／Ｓ１’のバイナリ・コードに対応する１０進コードを表す。Ｓ１／Ｓ１’はバイナリ・コードの最下位ビットに対応し、Ｓ３／Ｓ３’はバイナリ・コードの最上位ビットに対応する。例えば、Ｓ３／Ｓ３’は１であり、Ｓ２／Ｓ２’は０であり、Ｓ１／Ｓ１’は１であると仮定すると、バイナリ・コードを１０１であり、対応する１０進コードＧは５である。Ｖ＿ｏｕｔはワイヤレス充電受信機回路により出力された電圧を表し、ｉ＿ｏｕｔはワイヤレス充電受信機回路により出力された電流を表す。この制御方法は、実際には次のようになる：コントローラは、最小キャパシタンス・ステップ・モード（バイナリ形式）において、第１レベル又は第２レベルを出力するように出力端部を制御する。
図１４から、ワイヤレス充電受信機回路が正常に動作すると、Ｖ＿ｏｕｔは約５．５Ｖで安定したままになり得ることを、学ぶことができる。Ｇの値は経時的に徐々に増加し、ワイヤレス充電受信機回路に接続された並列共振キャパシタのキャパシタンス値は経時的に徐々に増加し、ｉ＿ｏｕｔは経時的に徐々に増加する。Ｖ＿ｏｕｔが安定すると、ワイヤレス充電受信機回路の出力電力も徐々に増加する。
本願における上記の回路構造は、更に、偏差の中で正常に動作し、偏差の中で正常に始まり、様々な動作周波数においてデバイスに互換性を提供すること等を行うことができる。
本願の実施形態は制御方法を提供する。制御方法はワイヤレス充電受信機回路に適用される。図１５に示されるように方法は以下のステップを含む。
Ｓ１５０１：整流回路の第１入力端部と第２入力端部との間の交流電圧の動作周波数を取得する。
Ｓ１５０２：動作周波数が第１周波数閾値より小さく、Ｎ個のキャパシタ・スイッチ網におけるものであってワイヤレス充電受信機回路に接続されるキャパシタのキャパシタンス値が、プリセット・キャパシタンス閾値より小さい場合に、各々の出力端部で出力レベルを調整して、各々のキャパシタ・スイッチ網における第１可制御スイッチ・デバイスと第２可制御スイッチ・デバイスとがクローズ又はオープンにされるように制御し、Ｎ個のキャパシタ・スイッチ網におけるものであってワイヤレス充電受信機回路に接続されるキャパシタのキャパシタンス値を増加させる。
Ｓ１５０３：動作周波数が第２周波数閾値より大きい場合に、各々の出力端部で出力レベルを調整して、各々のキャパシタ・スイッチ網における第１可制御スイッチ・デバイスと第２可制御スイッチ・デバイスとがクローズ又はオープンにされるように制御し、Ｎ個のキャパシタ・スイッチ網におけるものであってワイヤレス充電受信機回路に接続されるキャパシタのキャパシタンス値を減少させる。
第１周波数閾値は第２周波数閾値以下である。
オプションとして、図１６Ａ及び図１６Ｂに示されるように、方法は以下のステップを更に含むことができる。
Ｓ１５０４：整流回路により出力される電圧と電流を取得し、電圧と電流に基づいて出力電力を取得する。
Ｓ１５０５：動作周波数が第１周波数閾値以上であり且つ第２周波数閾値以下であり、キャパシタ・スイッチ網におけるものであってワイヤレス充電受信機回路に接続されるキャパシタのキャパシタンス値が、プリセット・キャパシタンス閾値より小さく、出力電力がプリセット電力閾値より小さい場合に、各々の出力端部で出力レベルを調整して、各々のキャパシタ・スイッチ網における第１可制御スイッチ・デバイスと第２可制御スイッチ・デバイスとがクローズ又はオープンにされるように制御し、Ｎ個のキャパシタ・スイッチ網におけるものであってワイヤレス充電受信機回路に接続されるキャパシタのキャパシタンス値を増加させる。
制御方法の詳細については、コントローラの上記内容を参照されたい。詳細はここでは再び説明されない。
本願の実施形態は制御装置を更に提供する。制御装置は、前述の実装におけるコントローラの機能を実行するように構成されてもよい。本願の実施形態において、制御装置は、前述の方法例に基づいて機能モジュールに分割されてもよい。例えば、各々の機能モジュールは、各々の対応する機能に基づいて分割によって得られてもよいし、又は２つ以上の機能が１つの処理モジュールに統合されてもよい。統合モジュールは、ハードウェアの形態で実装されてもよいし、又はソフトウェア機能モジュールの形態で実装されてもよい。本願では、モジュールへの分割は一例であって単なる論理的な関数分割であり、実際の実装では分割である可能性がある。
各々の機能モジュールが、対応する機能各々に基づいて分割によって得られる場合に、図１７は、前述の実施形態における制御装置の可能な構造の概略図である。制御装置１７は、取得ユニット１７１１及び調整ユニット１７１２を含んでもよい。前述のユニットは、図１５、図１６Ａ及び図１６Ｂの何れかの関連する方法を実行するために制御装置をサポートするように構成される。本願で提供される制御装置は、コントローラの機能を実行するように構成される。従って、制御装置の対応する特徴及び制御装置によって達成され得る有益な効果については、前述の対応する実装で説明されている有益な効果を参照されたい。詳細はここでは再び説明されない。
例えば、取得ユニット１７１１は、図１５のプロセスＳ１５０１や、図１６（Ａ）及び図１６（Ｂ）のプロセスＳ１５０１及びＳ１５０４を実行するために制御装置１７をサポートするように構成される。調整ユニット１７１２は、図１５のプロセスＳ１５０２及びＳ１５０３、又は図１６Ａ及び図１６ＢのプロセスＳ１５０２、Ｓ１５０３、及びＳ１５０５を実行するために制御装置１７をサポートするように構成される。前述の方法の実施形態におけるステップの全ての関連する内容は、対応する機能モジュールの機能説明において引用されることが可能である。詳細はここで再び説明されない。
可能な実装において、取得ユニット１７１１は、整流回路の第１入力端部と第２入力端部との間の交流電圧の動作周波数を取得するように構成される。
動作周波数が第１周波数閾値より小さく、Ｎ個のキャパシタ・スイッチ網におけるものであってワイヤレス充電受信機回路に接続されるキャパシタのキャパシタンス値が、プリセット・キャパシタンス閾値より小さい場合に、調整ユニット１７１２は、各々の出力端部で出力レベルを調整して、各々のキャパシタ・スイッチ網における第１可制御スイッチ・デバイスと第２可制御スイッチ・デバイスとがクローズ又はオープンにされるように制御し、Ｎ個のキャパシタ・スイッチ網におけるものであってワイヤレス充電受信機回路に接続されるキャパシタのキャパシタンス値を増加させるように構成される。
動作周波数が第２周波数閾値より大きい場合に、調整ユニット１７１２は、各々の出力端部で出力レベルを調整して、各々のキャパシタ・スイッチ網における第１可制御スイッチ・デバイスと第２可制御スイッチ・デバイスとがクローズ又はオープンにされるように制御し、Ｎ個のキャパシタ・スイッチ網におけるものであって前記ワイヤレス充電受信機回路に接続されるキャパシタのキャパシタンス値を減少させるように構成される。第１周波数閾値は第２周波数閾値以下である。
可能な実装において、
取得ユニット１７１１は、更に、整流回路により出力される電圧と電流を取得し、電圧と電流に基づいて出力電力を取得するように構成される。
動作周波数が前記第１周波数閾値以上であり且つ第２周波数閾値以下であり、キャパシタ・スイッチ網におけるものであってワイヤレス充電受信機回路に接続されるキャパシタのキャパシタンス値が、プリセット・キャパシタンス閾値より小さく、出力電力がプリセット電力閾値より小さい場合に、調整ユニット１７１２は、各々の出力端部で出力レベルを調整して、各々のキャパシタ・スイッチ網における第１可制御スイッチ・デバイスと第２可制御スイッチ・デバイスとがクローズ又はオープンにされるように制御し、Ｎ個のキャパシタ・スイッチ網におけるものであってワイヤレス充電受信機回路に接続されるキャパシタのキャパシタンス値を増加させるように更に構成される。
図１８は、前述の実施形態における制御装置の別の可能な構造の概略図である。制御装置１８は、処理モジュール１８２２及び通信モジュール１８２３を含む。オプションとして、制御装置１８は、ストレージ・モジュール１８２１を更に含んでもよい。前述のモジュールは、図１５、図１６Ａ及び図１６Ｂの何れかの関連する方法を実行するために制御装置をサポートするように構成される。
可能な方法において、処理モジュール１８２２は、制御装置１８の動作を制御及び管理するように、又は対応する処理機能を実行するように、例えば取得ユニット１７１１及び調整ユニット１７１２の機能を実行するように構成される。通信モジュール１８２３は、他のデバイスと通信するために制御装置１８をサポートするように構成される。ストレージ・モジュール１８２１は、制御装置のプログラム・コード及び／又はデータを記憶するように構成される。
処理モジュール１８２２は、例えば、中央処理ユニット（central processing unit，CPU）、汎用プロセッサ、デジタル信号プロセッサ（digital signal processor，DSP）、特定用途向け集積回路（application-specific integrated circuit，ASIC）、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（field programmable gate array，FPGA）、又は他のプログラマブル・ロジック・デバイス、トランジスタ・ロジック・デバイス、ハードウェア構成要素、又はそれらの任意の組み合わせのような、プロセッサ又はコントローラであってもよい。処理モジュール１８２２は、本願で開示されるコンテンツに関連して説明される様々な例示的な論理ブロック、モジュール、及び回路を実装又は実行してもよい。プロセッサは、計算機能を実装するプロセッサの組み合わせ、例えば１つ以上のマイクロプロセッサの組み合わせ、又はＤＳＰとマイクロプロセッサの組み合わせであってもよい。通信モジュール１８２３は、ネットワーク・インターフェース、通信インターフェース等であってもよい。ストレージ・モジュール１８２１はメモリであってもよい。
可能な方法において、処理モジュール１８２２は図９のプロセッサ９８０であってもよく、通信モジュール１８２３は図９のＲＦ回路９１０であってもよく、ストレージ・モジュール１８２１は図９のメモリ９２０であってもよい。１つ以上のプログラムはメモリに記憶される。１つ以上のプログラムは命令を含む。この命令が制御装置によって実行されると、制御装置は、図１５、図１６Ａ、及び図１６Ｂの何れかの関連する方法を実行することを可能にする。
本願の実施形態は、更に、プロセッサ及びメモリを含む制御装置を提供する。メモリはプログラムを記憶するように構成される。プロセッサは、メモリに記憶されたプログラムを呼び出して、制御装置が図１５、図１６Ａ及び図１６Ｂの何れかの関連する方法を実行することを可能にする。
本願の実施形態は、更に、１つ以上のプログラムを記憶するコンピュータ記憶媒体を提供する。コンピュータ記憶媒体はコンピュータ・プログラムを記憶する。コンピュータ・プログラムがプロセッサによって実行されると、制御装置は、図１５、図１６Ａ及び図１６Ｂの何れかの関連する方法を実行することを可能にする。
本願の実施形態は、命令を含むコンピュータ・プログラム製品を更に提供する。コンピュータ・プログラム製品が制御装置上で実行される場合に、制御装置は、図１５、図１６Ａ及び図１６Ｂの何れかの関連する方法を実行することを可能にする。
本願の実施形態はチップ・システムを提供する。チップ・システムは、図１５、図１６Ａ及び図１６Ｂの何れかの関連する方法を実行するために制御装置をサポートするように構成されたプロセッサを含む。例えば、制御装置は、第１指示情報と第２指示情報とに基づいて、データ・ストリームを使用することによって互いに通信する送信エンドと受信エンドとを決定する。第１指示情報は第１デバイスが送信エンドであることを示すために使用され、且つ第２指示情報は第２デバイスが受信エンドであることを示すために使用されるか、又は第１指示情報は第１デバイスが受信エンドであることを示すために使用され、且つ第２指示情報は第２デバイスが送信エンドであることを示すために使用される。データ・ストリームは、データ・ストリームを識別する第１情報を含む。第１情報は、データ・ストリームを使用することによってデータを送信するための送信エンドを示すために使用され、更に、データ・ストリームを使用することによってデータを受信するための受信エンドを示すために使用される。制御デバイスはデータ・ストリームの帯域幅情報を取得する。制御デバイスは、データ・ストリームに関する情報を送信し、帯域幅情報を送信する。データ・ストリームに関する情報は、送信エンドのポート識別子、及び受信エンドのポート識別子の少なくとも１つを示すために使用される。送信エンドのポート識別子、受信エンドのポート識別子、及び帯域幅情報は、データ・ストリームを作成するために使用される。可能な設計において、チップ・システムはメモリを更に含む。メモリは、端末デバイスに必要なプログラム命令とデータを記憶するように構成される。チップ・システムは、チップと集積回路とを含んでもよいし、又はチップと別の個別デバイスとを含んでもよい。これは本願の実施態様において具体的に限定されない。
本願で提供される制御装置、コンピュータ記憶媒体、コンピュータ・プログラム製品、及びチップ・システムは全て、コントローラにより実行される前述の制御方法を実行するように構成される。従って、制御装置、コンピュータ記憶媒体、コンピュータ・プログラム製品、及びチップ・システムによって達成されることが可能な有益な効果については、前述の実装における有益な効果を参照されたい。詳細はここで再び説明されない。
前述のプロセスのシーケンス番号は、本願の実施態様における実行シーケンスを意味していないことが理解されるべきである。プロセスの実行シーケンスは、プロセスの機能及び内部論理に従って決定されるべきであり、本願の実施態様の実装プロセスに対する何らかの限定として解釈されるべきではない。
当業者は、本明細書で開示される実施形態で説明される例との組み合わせにおいて、ユニット及びアルゴリズム・ステップは、電子ハードウェア又はコンピュータ・ソフトウェアと電子ハードウェアとの組み合わせによって実現される可能性があることを認識することができる。機能がハードウェア又はソフトウェアによって実行されるかどうかは、特定のアプリケーション及び技術的解決策の設計制約条件に依存する。当業者は、各々の特定の用途について、説明された機能を実現するために様々な方法を使用することが可能であるが、その実現は本願の範囲を超えている、と考えられるべきではない。
便宜上及び簡潔な説明の目的で、前述のシステム、装置、及びユニットの詳細な動作プロセスについては、前述の方法の実施形態における対応するプロセスを参照されたいということは、当業者によって明確に理解されることが可能であり、詳細はここで再び説明されない。
本願で提供される幾つかの実施形態において、開示されるシステム、デバイス、及び方法は、他の方法で実施されてもよいことは理解されるはずである。例えば、説明されるデバイスの実施形態は単なる例である。例えば、ユニットへの分割は、単なる論理な機能分割であり、実際の実装では他の分割であってもよい。例えば、複数のユニット又は構成要素は、別のシステムに結合又は統合されてもよいし、或いは幾つかの特徴は、無視されるか又は実行されなくてもよい。更に、図示又は説明された相互の結合、直接的な結合、又は通信接続は、幾つかのインターフェースを介して実現されてもよい。デバイス又はユニット間の間接的な結合又は通信接続は、電子的、機械的、又は他の形式で実現されることが可能である。
別個のパーツとして説明されるユニットは物理的に別々であってもなくてもよいし、ユニットとして図示されるパーツは物理的なユニットであってもなくてもよいし、一カ所に位置していてもよいし、或いは複数のネットワーク・ユニットに分散されていてもよい。ユニットの一部又は全部は、実施形態の解決策の目的を達成するために、実際の要件に基づいて選択されてもよい。
更に、本願の実施形態における機能ユニットは、１つの処理ユニットに統合されてもよいし、或いは各ユニットは物理的に単独で存在してもよいし、或いは複数のユニットが１つのユニットに統合されてもよい。
前述の実施形態の全部又は一部は、ソフトウェア、ハードウェア、ファームウェア、又はそれらの任意の組み合わせによって実現されることが可能である。ソフトウェア・プログラムが実施形態を実現するために使用される場合、実施形態は、全体的又は部分的に、コンピュータ・プログラム製品の形式で実現されることが可能である。コンピュータ・プログラム製品は１つ以上のコンピュータ命令を含む。コンピュータ・プログラム命令がコンピュータ上でロードされて実行される場合、本願の実施形態による手順又は機能は全部又は部分的に生成される。コンピュータは、汎用コンピュータ、専用コンピュータ、コンピュータ・ネットワーク、又は他のプログラム可能な装置であってもよい。コンピュータ命令は、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体に記憶されてもよいし、又はコンピュータ読み取り可能な記憶媒体から別のコンピュータ読み取り可能な記憶媒体へ伝送されてもよい。例えば、コンピュータ命令は、ウェブサイト、コンピュータ、サーバー、又はデータ・センターから、別のウェブサイト、コンピュータ、サーバー、又はデータ・センターへ、有線（例えば、同軸ケーブル、光ファイバ、又はデジタル加入者回線（Digital Subscriber Line，DSL））又は無線（例えば、赤外線、無線、又はマイクロ波）方式で伝送されることが可能である。コンピュータ読み取り可能な記憶媒体は、コンピュータによってアクセス可能な任意の利用可能な媒体、又は１つ以上の利用可能な媒体を統合するサーバー又はデータ・センターのようなデータ・ストレージ・デバイスであってもよい。利用可能な媒体は、磁気媒体（例えば、フロッピー・ディスク、ハード・ディスク、又は磁気テープ）、光媒体（例えば、ＤＶＤ）、半導体媒体（例えば、ソリッド・ステート・ドライブ（Solid State Disk，SSD））等であってもよい。
前述の説明は、本願の単なる具体的な実装に過ぎず、本願の保護範囲を限定するようには意図されていない。本願で開示された技術的範囲内で、当業者により容易に把握される如何なる変形又は置換も、本願の保護範囲に該当するものとする。従って、本願の保護範囲はクレームの保護範囲に従うものとする。
本願は、２０１８年９月３０日に中国国家知識産権局に出願された「ワイヤレス充電受信機回路、制御方法、及び端末デバイス」と題する中国特許出願第２０１８１１１６１３４３．０号に対する優先権を主張しており、その全体が参照により本願に組み込まれる。
技術分野
本願は、ワイヤレス充電の分野、特にワイヤレス充電受信機回路、制御方法、端末デバイスに関連する。
背景
図１は、ワイヤレス充電システムの概略的な原理図である。ワイヤレス充電システムは、ワイヤレス充電送信機回路１０１とワイヤレス充電受信機回路１０２とを含む。実装において、エネルギはワイヤレス充電送信機回路１０１とワイヤレス充電受信機回路１０２との間で磁気誘導により無線で伝送されることが可能である。例えば、ワイヤレス充電送信機回路１０１は、交流電源Ｖｓ、一次直列共振キャパシタＣｐ、及び一次コイルＬｐを含み、ワイヤレス充電受信機回路１０２は、二次コイルＬｓ、二次直列共振キャパシタＣｓ、及び整流回路１０２１を含む。交流電源Ｖｓは、特定の周波数を有する交流電流を出力する。一次直列共振キャパシタＣｐ及び一次コイルＬｐは、直列共振を生成し、特定の周波数を有する交流を生成する。この場合、エネルギは、一次コイルＬｐと二次コイルＬｓとの間の磁気誘導を介してワイヤレス充電受信機回路１０２へ無線伝送される。二次コイルＬｓと二次直列共振キャパシタＣｓは直列共振を生成し、ある動作周波数を有する交流を発生する。整流回路１０２１は、動作周波数を有する入力の交流を直流に変換し、負荷ＲＬを駆動する。
一次コイルＬｐと二次コイルＬｓとの結合効率は、一次コイルＬｐと二次コイルＬｓとの間の伝送距離に関係する。一次コイルＬｐと二次コイルＬｓとの間の伝送距離が増加すると、一次コイルＬｐと二次コイルＬｓとの間の結合効率は低下し、その結果、整流回路１０２１の出力電圧及び出力電力は減少する。
従来技術においてワイヤレス充電受信機回路１０２の側で整流回路の出力電圧及び出力電力を増加させる方法は、次のとおりである：ワイヤレス充電送信機回路１０１の側で出力される交流周波数が減少させられ、その結果、ワイヤレス充電受信機回路１０２の側で整流回路へ入力される交流の動作周波数が減少させられる。これは、伝送距離の増加に起因するワイヤレス充電受信機回路１０２の側の出力電圧及び出力電力の減少を補償する。しかしながら、無線電力コンソーシアム（wireless power consortium，WPC）プロトコルを使用するワイヤレス充電システムでは、ワイヤレス充電送信機回路１０１の側の交流周波数は、限られた調整レンジを有する。一次コイルＬｐと二次コイルＬｓとの間の伝送距離が比較的大きい場合には、ワイヤレス充電受信機回路１０２の側の整流回路に入力される交流の動作周波数もまた、限られた調整レンジを有する。その結果、ワイヤレス充電受信機回路１０２の側の整流回路の出力電圧及び出力電力もまた、限られた調整レンジを有する。
本願は、ワイヤレス充電受信機回路における二次コイルと対応するワイヤレス充電送信機回路における一次コイルとの間の伝送距離が比較的大きい場合に、ワイヤレス充電受信機回路の側の整流回路に入力される交流電流の動作周波数をある程度調整するためのワイヤレス充電受信機回路を提供する。
更に、本願は、ワイヤレス充電受信機回路を制御するための制御方法、及びワイヤレス充電受信機回路を使用する端末デバイスを更に提供する。
上記目的を達成するために、以下の技術的解決策が本願の実施態様において使用される。
第１態様によれば、本願の実施形態は、Ｎ個のキャパシタ・スイッチ網と、整流回路と、コントローラとを含むワイヤレス充電受信機回路を提供し、Ｎは１以上の整数である。各々のキャパシタ・スイッチ網の第１端部は整流回路の第１入力端部に接続され、各々のキャパシタ・スイッチ網の第２端部は整流回路の第２入力端部に接続される。各々のキャパシタ・スイッチ網は、第１キャパシタと、第２キャパシタと、第１可制御スイッチ・デバイスと、第２可制御スイッチ・デバイスと、グランド点とを含む。グランド点の一方側に位置する第１キャパシタは第１可制御スイッチ・デバイスに直列に接続され、グランド点の他方側に位置する第２キャパシタは第２可制御スイッチ・デバイスに直列に接続される。同じキャパシタ・スイッチ網の中で、第１キャパシタのキャパシタンス値は第２キャパシタのキャパシタンス値に等しいか、又は実質的に等しい。
コントローラはＮ個の出力端部を含む。Ｎ個の出力端部はＮ個のキャパシタ・スイッチ網に１対１に対応し、各々の出力端部は、対応するキャパシタ・スイッチ網における第１可制御スイッチ・デバイスの制御端部と、対応するキャパシタ・スイッチ網における第２可制御スイッチ・デバイスの制御端部とに接続されるように構成される。
コントローラは、整流回路の第１入力端部と第２入力端部との間の交流電圧の動作周波数を取得するように構成される。
動作周波数が第１周波数閾値より小さく、Ｎ個のキャパシタ・スイッチ網におけるものであってワイヤレス充電受信機回路に接続されるキャパシタのキャパシタンス値のトータル値が、プリセット・キャパシタンス閾値より小さい場合に、コントローラは、各々の出力端部で出力レベルを調整して、各々のキャパシタ・スイッチ網における第１可制御スイッチ・デバイスと第２可制御スイッチ・デバイスとがクローズ又はオープンにされるように制御し、Ｎ個のキャパシタ・スイッチ網におけるものであってワイヤレス充電受信機回路に接続されるキャパシタのキャパシタンス値のトータル値を増加させるように更に構成されている。
動作周波数が第２周波数閾値より大きい場合に、コントローラは、各々の出力端部で出力レベルを調整して、各々のキャパシタ・スイッチ網における第１可制御スイッチ・デバイスと第２可制御スイッチ・デバイスとがクローズ又はオープンにされるように制御し、Ｎ個のキャパシタ・スイッチ網におけるものであってワイヤレス充電受信機回路に接続されるキャパシタのキャパシタンス値のトータル値を減少させるように更に構成されている。
第１周波数閾値は第２周波数閾値以下である。
各々のキャパシタ・スイッチ網における第１キャパシタ、第２キャパシタ、第１可制御スイッチ・デバイス、及び第２可制御スイッチ・デバイスは直列に接続されることに留意すべきである。
オプションとして、第１キャパシタの一方端が整流回路の第１入力端部に接続され、第１キャパシタの他方端が第１可制御スイッチ・デバイスの一方端に接続され、第１可制御スイッチ・デバイスの他方端が第２可制御スイッチ・デバイスの一方端に接続され、第２可制御スイッチ・デバイスの他方端が第２キャパシタの一方端に接続され、第２キャパシタの他方端が整流回路の第２入力端部に接続される。この場合、グランド点は、第１可制御スイッチ・デバイスの他方端と第２可制御スイッチ・デバイスの一方端との間に位置する。
オプションとして、第１キャパシタの一方端が整流回路の第１入力端部に接続され、第１キャパシタの他方端が第１可制御スイッチ・デバイスの一方端に接続され、第１可制御スイッチ・デバイスの他方端が第２キャパシタの一方端に接続され、第２キャパシタの他方端が第２可制御スイッチ・デバイスの一方端に接続され、第２可制御スイッチ・デバイスの他方端が整流回路の第２の入力端部に接続される。この場合、グランド点は、第１可制御スイッチ・デバイスの他方端と第２可制御スイッチ・デバイスの一方端との間に位置する。
オプションとして、第１可制御スイッチ・デバイスの一方端は整流回路の第１入力端に接続され、第１可制御スイッチ・デバイスの他方端は第１キャパシタの一方端に接続され、第１キャパシタの他方端は第２キャパシタの一方端に接続され、第２キャパシタの他方端は第２可制御スイッチ・デバイスの一方端に接続され、第２可制御スイッチ・デバイスの他方端は整流回路の第２入力端部に接続される。この場合、グランドは、第１キャパシタの他方端と第２キャパシタの一方端との間に位置する。
オプションとして、第１可制御スイッチ・デバイスの一方端は整流回路の第１入力端部に接続され、第１可制御スイッチ・デバイスの他方端は第１キャパシタの一方端に接続され、第１キャパシタの他方端は第２可制御スイッチ・デバイスの一方端に接続され、
第２可制御スイッチ・デバイスの他方端は第２キャパシタの一方端に接続され、第２キャパシタの他方端は整流回路の第２入力端部に接続される。この場合、グランド点は、第１キャパシタの他方端と第２可制御スイッチ・デバイスの一方端との間に位置する。
本願のこの実施形態で提供されるワイヤレス充電受信機回路において、Ｎ個のキャパシタ・スイッチ網は並列に接続され、コントローラは、各々のキャパシタ・スイッチ網における第１可制御スイッチ・デバイスと第２可制御スイッチ・デバイスとがクローズ又はオープンにされるように制御し、Ｎ個のキャパシタ・スイッチ網におけるものであってワイヤレス充電受信機回路に接続されるキャパシタのキャパシタンス値のトータル値を制御する。更に、整流回路の第１入力端部と第２入力端部との間に入力される交流電圧の動作周波数が第１周波数閾値より小さい場合には、Ｎ個のキャパシタ・スイッチ網におけるものであってワイヤレス充電受信機回路に接続されるキャパシタのキャパシタンス値のトータル値は、増加するように制御される。動作周波数が第２周波数閾値より大きい場合、Ｎ個のキャパシタ・スイッチ網におけるものであってワイヤレス充電受信機回路に接続されるキャパシタのキャパシタンス値のトータル値は、減少するように制御される。換言すれば、Ｎ個のキャパシタ・スイッチ網の各々における第１可制御スイッチ・デバイスと第２可制御スイッチ・デバイスとは、クローズ又はオープンにされるように制御される。このように、ワイヤレス充電受信機回路に接続されたキャパシタのキャパシタンス値のトータル値は、増加又は減少させることが可能であり、ワイヤレス充電受信機回路の側の整流器回路へ入力される交流の動作周波数を、調整することが可能である。従って、本願は、整流回路へ入力される交流の動作周波数を制御するためのシンプルな回路構造を提供する。
第１態様に関し、第１の可能な実装において、コントローラは、整流回路により出力される電圧と電流を取得し、電圧と電流に基づいて出力電力を取得するように更に構成されている。動作周波数が第１周波数閾値以上であり且つ第２周波数閾値以下であり、Ｎ個のキャパシタ・スイッチ網におけるものであってワイヤレス充電受信機回路に接続されるキャパシタのキャパシタンス値のトータル値が、プリセット・キャパシタンス値より小さく、出力電力がプリセット電力閾値より小さい場合に、コントローラは、各々の出力端部で出力レベルを調整して、各々のキャパシタ・スイッチ網における第１可制御スイッチ・デバイスと第２可制御スイッチ・デバイスとがクローズ又はオープンにされるように制御し、Ｎ個のキャパシタ・スイッチ網におけるものであってワイヤレス充電受信機回路に接続されるキャパシタのキャパシタンス値のトータル値を増加させるように更に構成されている。
この実装において、Ｎ個のキャパシタ・スイッチ網の各々における第１可制御スイッチ・デバイスと第２可制御スイッチ・デバイスとは、整流回路の出力電力と動作周波数とに基づいて、クローズ又はオープンにされるように制御されることが可能である。このように、ワイヤレス充電受信機回路に接続されたキャパシタのキャパシタンス値のトータル値を、増加又は減少させることが可能であり、ワイヤレス充電受信機回路の側の整流器回路へ入力される交流の動作周波数を調整することができる。
第１態様又は第１態様の第１の可能な実装に関し、第２の可能な実装において、（ｉ＋１）番目のキャパシタ・スイッチ網における第１キャパシタのキャパシタンス値は、ｉ番目のキャパシタ・スイッチ網における第１キャパシタのキャパシタンス値のＫ倍であり、ｉは整数であり、１≦ｉ≦Ｎ−１及び１≦Ｋ≦１０である。この実装は、第１キャパシタのキャパシタンス値と第２キャパシタのキャパシタンス値とをＮ個のキャパシタ−スイッチ網において設定する方法を提供する。
第１態様、第１態様の第１の可能な実装、又は第２態様の第２の可能な実装に関し、第３の可能な実装において、回路は二次コイルと二次直列共振キャパシタとを更に含む。二次コイルの第１端部は二次直列共振キャパシタの第１端部に接続され、二次直列共振キャパシタの第２端部は、Ｎ個のキャパシタ・スイッチ網の第１端部と整流回路の第１入力端部とに接続され、二次コイルの第２端部は、Ｎ個のキャパシタ・スイッチ網の第２端部と整流回路の第２入力端部とに接続される。二次コイルは、ワイヤレス充電送信機回路の一次コイルに結合されるように構成される。二次直列共振キャパシタと二次コイルとは直列共振を生成する。Ｎ個のキャパシタ・スイッチ網、二次直列共振キャパシタ、及び二次コイルは、並列共振を生成する。
第１態様又は第１態様の第１ないし第３の可能な実装のうちの任意の１つに関し、第４の可能な実装において、ワイヤレス充電受信機回路は、第１フィルタ・キャパシタを更に含む。前記第１フィルタ・キャパシタの第１端部は整流回路の第１出力端部に接続され、第１フィルタ・キャパシタの第２端部は整流回路の第２出力端部に接続される。整流回路によって出力される直流はクラッタを含む。クラッタが第１フィルタ・キャパシタによってフィルタリングされた後に、直流電流を負荷に供給することが可能である。
第１態様の第４の可能な実装に関し、第５の可能な実装において、ワイヤレス充電受信機回路は、直流／直流電圧ステップ・ダウン回路を更に含む。直流／直流電圧ステップ・ダウン回路の第１入力端部は、第１フィルタ・キャパシタの第１端部に接続され、
直流／直流電圧ステップ・ダウン回路の第２入力端部は、第１フィルタ・キャパシタの第２端部に接続され、直流／直流電圧ステップ・ダウン回路の第１出力端部は負荷の第１端部に接続され、直流／直流電圧ステップ・ダウン回路の第２出力端部は負荷の第２端部に接続される。直流／直流電圧ステップ・ダウン回路は、第１フィルタ・キャパシタの２つの端部の間の電圧を減少させ、等価負荷インピーダンスを増加させるように構成される。ワイヤレス充電受信機回路の出力電力が調整される場合に、出力電圧は安定したままであるように要求される。上述したように、並列共振キャパシタのキャパシタンス値が増加する場合、整流回路によって出力される電圧は増加する。この場合、ＤＣ／ＤＣ電圧ステップ・ダウン回路４００（即ち、ワイヤレス充電受信機回路）により出力される電圧が安定的であるように、ＤＣ／ＤＣ電圧ステップ・ダウン回路はそれに応じて調整されることを必要とする。
第１態様又は第１態様の第１ないし第５の可能な実装のうちの任意の１つに関し、第６の可能な実装において、ワイヤレス充電受信機回路は、第１レジスタと第２レジスタとを更に含む。第１レジスタの第１端部は整流回路の第１出力端部に接続され、第１レジスタの第２端部は第２レジスタの第１端部に接続され、第２レジスタの第２端部は整流回路の第２出力端部に接続され、第２レジスタの第１端部はコントローラの第１入力端部に接続される。第１レジスタと第２レジスタとは整流回路により出力される電圧を測定するように構成される。整流回路によって出力される電圧は、通常、比較的高く、コントローラの入力端部における耐電圧を超える。引出点における電圧は、第１レジスタ及び第２レジスタに対する電圧分配により、コントローラの入力端部における耐電圧よりも低い値に低減される。
第１態様の第５の可能な実装に関し、第７の可能な実装において、ワイヤレス充電受信機回路は、電流サンプリング装置を更に含む。電流サンプリング装置は、第１フィルタ・キャパシタと直流／直流電圧ステップ・ダウン回路との間の正の端部又はグランド端部に位置する。直流サンプリング装置は、コントローラの第２入力端部に接続され、且つ整流回路により出力される電流を測定するように構成される。電流サンプリング装置は、整流回路により出力される電流を測定するように構成されることが可能である。
第１態様の第５の可能な実装に関し、第８の可能な実装において、ワイヤレス充電受信機回路は、第２フィルタ・キャパシタを更に含む。
第２フィルタ・キャパシタの第１端部は、直流／直流電圧ステップ・ダウン回路の第１出力端部と負荷の第１端部との間に接続され、第２フィルタ・キャパシタの第２端部は、直流／直流電圧ステップ・ダウン回路の第２出力端部と負荷の第２端部との間に接続される。第２フィルタ・キャパシタは、ＤＣ／ＤＣ電圧ステップ・ダウン回路によって出力される電流をフィルタリングするように構成される。
第２態様によれば、本願の実施形態は制御方法を提供する。方法は、第１態様又は第１態様の実装のうちの任意の１つによるワイヤレス充電受信機回路に適用され、以下のステップ：
整流回路の第１入力端部と第２入力端部との間の交流電圧の動作周波数を取得するステップ、及び
動作周波数が第１周波数閾値より小さく、Ｎ個のキャパシタ・スイッチ網におけるものであってワイヤレス充電受信機回路に接続されるキャパシタのキャパシタンス値のトータル値が、プリセット・キャパシタンス閾値より小さい場合に、各々の出力端部で出力レベルを調整して、各々のキャパシタ・スイッチ網における第１可制御スイッチ・デバイスと第２可制御スイッチ・デバイスとがクローズ又はオープンにされるように制御し、Ｎ個のキャパシタ・スイッチ網におけるものであってワイヤレス充電受信機回路に接続されるキャパシタのキャパシタンス値のトータル値を増加させるステップ、又は
動作周波数が第２周波数閾値より大きい場合に、各々の出力端部で出力レベルを調整して、各々のキャパシタ・スイッチ網における第１可制御スイッチ・デバイスと第２可制御スイッチ・デバイスとがクローズ又はオープンにされるように制御し、Ｎ個のキャパシタ・スイッチ網におけるものであってワイヤレス充電受信機回路に接続されるキャパシタのキャパシタンス値のトータル値を減少させるステップを含む。
第１周波数閾値は第２周波数閾値以下である。
第２態様に関し、第１の可能な実装において、方法は、更に以下のステップ：
整流回路により出力される電圧と電流を取得し、電圧と電流に基づいて出力電力を取得するステップと、
動作周波数が第１周波数閾値以上であり且つ第２周波数閾値以下であり、Ｎ個のキャパシタ・スイッチ網におけるものであって前記ワイヤレス充電受信機回路に接続される前記キャパシタのキャパシタンス値のトータル値が、プリセット・キャパシタンス値より小さく、出力電力がプリセット電力閾値より小さい場合に、各々の出力端部で出力レベルを調整して、各々のキャパシタ・スイッチ網における第１可制御スイッチ・デバイスと第２可制御スイッチ・デバイスとがクローズ又はオープンにされるように制御し、Ｎ個のキャパシタ・スイッチ網におけるものであってワイヤレス充電受信機回路に接続されるキャパシタのキャパシタンス値のトータル値を増加させるステップとを更に含むことが可能である。
第３態様によれば、本願の実施形態は制御装置を提供する。制御装置は取得ユニットと調整ユニットとを含む。取得ユニットは、整流回路の第１入力端部と第２入力端部との間の交流電圧の動作周波数を取得するように構成される。動作周波数が第１周波数閾値より小さく、Ｎ個のキャパシタ・スイッチ網におけるものであってワイヤレス充電受信機回路に接続されるキャパシタのキャパシタンス値のトータル値が、プリセット・キャパシタンス閾値より小さい場合に、調整ユニットは、各々の出力端部で出力レベルを調整して、各々のキャパシタ・スイッチ網における第１可制御スイッチ・デバイスと第２可制御スイッチ・デバイスとがクローズ又はオープンにされるように制御し、Ｎ個のキャパシタ・スイッチ網におけるものであってワイヤレス充電受信機回路に接続されるキャパシタのキャパシタンス値のトータル値を増加させるように構成されている。
動作周波数が第２周波数閾値より大きい場合に、調整ユニットは、更に、各々の出力端部で出力レベルを調整して、各々のキャパシタ・スイッチ網における第１可制御スイッチ・デバイスと第２可制御スイッチ・デバイスとがクローズ又はオープンにされるように制御し、Ｎ個のキャパシタ・スイッチ網におけるものであってワイヤレス充電受信機回路に接続されるキャパシタのキャパシタンス値のトータル値を減少させるように構成されている。第１周波数閾値は第２の周波数閾値以下である。
第３態様に関し、第１の可能な実装において、取得ユニットは、整流回路によって出力される電圧と電流を取得し、電圧と電流に基づいて出力電力を取得するように更に構成される。動作周波数が第１周波数閾値以上であり且つ第２周波数閾値以下であり、Ｎ個のキャパシタ・スイッチ網におけるものであってワイヤレス充電受信機回路に接続されるキャパシタのキャパシタンス値のトータル値が、プリセット・キャパシタンス値より小さく、出力電力がプリセット電力閾値より小さい場合に、調整ユニットは、各々の出力端部で出力レベルを調整して、各々のキャパシタ・スイッチ網における第１可制御スイッチ・デバイスと第２可制御スイッチ・デバイスとがクローズ又はオープンにされるように制御し、Ｎ個のキャパシタ・スイッチ網におけるものであってワイヤレス充電受信機回路に接続されるキャパシタのキャパシタンス値のトータル値を増加させるように更に構成されている。
第４態様によれば、本願の実施形態は、端末デバイスを提供する。端末デバイスは、第１態様又は第１態様の可能な実装のうちの任意の１つによるワイヤレス充電受信機回路を含む。
第５態様によれば、本願の実施形態は、記憶媒体を提供する。記憶媒体は、コンピュータ・プログラムを記憶する。コンピュータ・プログラムは、第２態様又は第２態様の可能な実装のうちの任意の１つによる制御方法を実施するように、プロセッサによって実行される。
第６態様によれば、本願の実施形態は、制御装置を提供する。制御装置は、第２態様又は第２態様の可能な実装のうちの任意の１つによる方法を実行するように構成される。
第７態様によれば、本願の実施形態は、制御装置を提供する。制御装置は、プロセッサとメモリとを含む。メモリは、プログラムを記憶するように構成される。
プロセッサは、メモリに記憶されたプログラムを呼び出して、第２態様又は第２態様の可能な実装のうちの任意の１つによる方法を実行する。
第８態様によれば、本願の実施形態は、コンピュータ・プログラム製品を提供する。コンピュータ・プログラム製品が制御装置上で動作する場合、制御装置は、第２態様又は第２態様の可能な実装のうちの任意の１つによる方法を実行することが可能である。
第９態様によれば、本願の実施形態は、チップ・システムを提供する。チップ・システムはプロセッサを含む。プロセッサは、第２態様又は第２態様の可能な実装のうちの任意の１つによる方法を実行するために制御装置をサポートするように構成される。
第１０態様によれば、本願の実施形態は、ワイヤレス充電システムを提供する。ワイヤレス充電システムは、第１態様又は第１態様の可能な実装のうちの任意の１つによるワイヤレス充電受信機回路及びワイヤレス充電送信機回路及びを含む。エネルギは、磁気誘導により、ワイヤレス充電受信機回路とワイヤレス充電送信機回路との間で伝送される。
第２態様ないし第１０態様で達成される技術的効果については、第１態様及び第１態様の可能な実装で説明されている内容を参照されたい。
ワイヤレス充電システムの概略的な原理図である。
他のワイヤレス充電システムの概略的な原理図である。
本願の実施形態によるワイヤレス充電システムの概略的な原理図である。
本願の実施形態による別のワイヤレス充電システムの概略的な原理図である。
本願の実施形態による概略的なシミュレーション図である。
本願の実施形態に従ってワイヤレス充電受信機回路の出力電圧が並列共振キャパシタによって変化している概略図である。
本願の実施形態に従ってワイヤレス充電受信機回路の出力電圧が並列共振キャパシタによって変化している別の概略図である。
本願の実施形態に従ってワイヤレス充電受信機回路の出力電圧が並列共振キャパシタによって変化している別の概略図である。
本願の実施形態による端末デバイスの概略的な構造図である。
本願の実施形態によるワイヤレス充電受信機回路の概略的な構造図である。
本願の実施形態による別のワイヤレス充電受信機回路の概略的な構造図である。
本願の実施形態による更に別のワイヤレス充電受信機回路の概略的な構造図である。
本願の実施形態におけるワイヤレス充電受信機回路の偏差性能及び効率と、従来のワイヤレス充電受信機回路の偏差性能及び効率との比較の概略図である。
本願の実施形態によるワイヤレス充電受信機回路の出力電力と可制御スイッチ・デバイス（例えば、ＭＯＳＦＥＴ）を駆動するための時間シーケンスとの間の関係の概略図である。
本願の実施形態による制御方法の概略フローチャート１である。
本願の実施形態による制御方法の概略フローチャート２である。 本願の実施形態による制御方法の概略フローチャート２である。
本願の実施形態による制御装置の概略的な構造図１である。
本願の実施形態による制御装置の概略的な構造図２である。
図１は、ワイヤレス充電システムの概略的な原理図である。図１に示すように、ワイヤレス充電送信機回路１０１では、一次直列共振キャパシタＣｐと一次コイルＬｐとが直列に接続され、ワイヤレス充電受信機回路１０２では、二次コイルＬｓと二次直列共振キャパシタＣｓとが直列に接続される。図１に示すワイヤレス充電システムでは、一次コイルＬｐと二次コイルＬｓとの間の伝送距離は非常に短い。一次コイルＬｐと二次コイルＬｓとの間の伝送距離が増加するにつれて、ワイヤレス充電受信機回路１０２の出力電力は急速に減少する。その結果、ワイヤレス充電受信機回路１０２のアンチ・オフセット能力は貧弱である。
図２は他のワイヤレス充電システムの概略的な原理図である。図２に示すように、ワイヤレス充電送信機回路１０１では、一次直列共振キャパシタＣｐと一次コイルＬｐとが直列に接続され、ワイヤレス充電受信機回路１０２では、二次コイルＬｓと二次直列共振キャパシタＣｓとが並列に接続される。図２に示すワイヤレス充電システムでは、ワイヤレス充電受信機回路１０２のアンチ・オフセット能力は、図１に示すワイヤレス充電受信機回路１０２のものよりも優れているが、並列補償方式では、共振点付近の出力電圧は共振ピークを有し、共振ピークの電圧変化率は比較的高いので、出力電圧を安定的に制御することは困難である。
図３に示すように、本願の実施形態は、ワイヤレス充電送信機回路１０１とワイヤレス充電受信機回路１０２とを含むワイヤレス充電システムを提供する。エネルギは、磁気誘導により、ワイヤレス充電受信機回路とワイヤレス充電送信機回路との間で伝送される。本願のこの実施形態では、ワイヤレス充電送信機回路１０１において、一次直列共振キャパシタＣｐと一次コイルＬｐとが直列に接続され、ワイヤレス充電受信機回路１０２において、二次コイルＬｓが二次直列共振キャパシタＣｓに直列に接続され、且つ並列共振キャパシタＣｄに並列に接続される。ワイヤレス充電送信機回路１０１の一次コイルＬｐとワイヤレス充電受信機回路１０２の二次コイルＬｓとの間の伝送距離が増加する場合には、先ず、先行技術の方法が使用される。伝送距離の増加に起因するワイヤレス充電受信機回路１０２の側の出力電圧及び出力電力の減少を補償するために、ワイヤレス充電送信機回路１０１の側の交流周波数出力は減少させられる。ワイヤレス充電送信機回路１０１の側の交流周波数出力が減少すると、結合中のワイヤレス充電受信機回路１０２の側の動作周波数が減少する。
結合中に、ワイヤレス充電受信機回路１０２の側の動作周波数がある程度低下したことが検出された場合、即ち、一次コイルＬｐと二次コイルＬｓとの間の伝送距離が比較的大きな値になると、ワイヤレス充電送信機回路１０１の側の交流周波数出力を更に低下させることができない。この場合、並列共振キャパシタＣｄのキャパシタンス値が増加させられ、ワイヤレス充電受信機回路１０２の出力電圧を増加させ、ワイヤレス充電送信機回路１０１の一次コイルＬｐとワイヤレス充電受信機回路１０２の二次コイルＬｓとの間の伝送距離の増加に起因するワイヤレス充電受信機回路の出力電圧の減少を防止する。
並列共振キャパシタＣｄの回路への実際の影響をより良くシミュレートするために、図３に基づいて、図４のワイヤレス充電システムは、更に、ワイヤレス充電送信機回路１０１の側にあるレジスタＲｐと、一次磁気結合システム等価漏洩インダクタンスＬｋｐと、ワイヤレス充電受信機回路１０２の側にあるレジスタＲｓと、二次磁気結合システム等価漏洩インダクタンスＬｋｓと、フィルタ・キャパシタＣｆとを含む。例えば、整流回路１０２１は、４つのダイオードを含む整流ブリッジである。この場合、ワイヤレス充電受信機回路１０２の負荷は、非線形負荷である。シミュレーションは、図４に示す原理図に基づいて実行され、概略的なシミュレーション図が図５に示されている。シミュレーション結果は、ワイヤレス充電送信機回路１０１の側にあるライン電流ｉ１及び交流電源Ｖｓの電圧を含む。図５は、更に、ワイヤレス充電受信機回路１０２内の並列共振キャパシタＣｄの端子電圧Ｖｄ（即ち、整流回路１０２１への電圧入力）、ワイヤレス充電受信機回路１０２の側におけるライン電流ｉ２、及び整流回路１０２１へ入力される電流ｉ３を示しており、端子電圧Ｖｄ、ライン電流ｉ２、及び電流ｉ３は、並列共振キャパシタＣｄが共振に関与した後に得られる。並列共振キャパシタＣｄの端子電圧Ｖｄは交流電圧であり、Ｖｄは特定の位相差だけ電源の電圧Ｖ１より遅れる。ワイヤレス充電受信機回路１０２の側のライン電流ｉ２は、近似的に正弦波電流である。整流回路１０２１へ入力される電流ｉ３は、ｉ２の一部である。
ワイヤレス充電システムの出力電圧に影響を与える要因は、ワイヤレス充電受信機回路１０２の動作周波数Ｆｓ、負荷ＲＬ、及び一次コイルＬｐと二次コイルＬｓとの間の伝送距離を含む。一次コイルＬｐと二次コイルＬｓとの間の磁気結合システム等価漏洩インダクタンスＬＫは、一次コイルＬｐと二次コイルＬｓとの間の伝送距離の増加と共に増加する。従って、一次コイルＬｐと二次コイルＬｓとの間の伝送距離は、一次コイルＬｐと二次コイルＬｓとの間の磁気結合システム等価漏洩インダクタンスＬＫで置換されることが可能である。
図６は、ワイヤレス充電受信機回路１０２の出力電圧が並列共振キャパシタＣｄによって変化している概略図である。この場合、負荷ＲＬは１０オームであり、磁気結合システム等価漏洩インダクタンスＬｋは７ｕＨであり、動作周波数Ｆｓは１４０ＫＨｚ、１４５ＫＨｚ、及び１５０ＫＨｚである。より高い動作周波数Ｆｓは、ワイヤレス充電受信機回路１０２のより低い出力電圧を示すことが分かる。更に、出力電圧は並列共振キャパシタＣｄのキャパシタンス値の増加に伴って先ず増加し、次いで減少することを、図６から更に学ぶことができる。言い換えれば、各々の動作周波数Ｆｓの曲線は、単一のピーク点と単調に増加する区間を含んでいる。単調に増加する区間［０，ＭＡＸ １］は、すべての動作周波数Ｆｓの曲線の単調に増加する区間の交わりを求めることによって取得される。
図７は、ワイヤレス充電受信機回路１０２の出力電圧が並列共振キャパシタＣｄによって変化している別の概略図である。この場合、負荷ＲＬは１０オームであり、動作周波数Ｆｓは１４５ＫＨｚであり、磁気結合システム等価漏洩インダクタンスＬｋは３ ｕＨ、５ｕＨ、及び７ｕＨである。より高い磁気結合システム等価漏洩インダクタンスＬＫ（即ち、ワイヤレス充電送信機回路１０１とワイヤレス充電受信機回路１０２との間のより長い距離、又は一次コイルＬｐと二次コイルＬｓとの間のより長い距離）は、ワイヤレス充電受信機回路１０２のより低い出力電圧を示すことを、図７から学ぶことができる。図７に示すように、並列共振キャパシタＣｄのキャパシタンス値の増加に伴って、出力電圧は先ず増加し、次いで減少することが容易に分かる。言い換えれば、各々の磁気結合システム等価漏洩インダクタンスＬｋ曲線は、単一のピーク点と単調に増加する区間とを含む。単調に増加する区間［０，ＭＡＸ ２］は、すべての磁気結合システム等価漏洩インダクタンスＬｋ曲線の単調に増加する区間の交わりを求めることによって取得される。
図８は、ワイヤレス充電受信機回路１０２の出力電圧が並列共振キャパシタＣｄによって変化している別の概略図である。この場合、動作周波数Ｆｓは１４５ＫＨｚであり、磁気結合システム等価漏洩インダクタンスＬｋは７ｕＨであり、負荷ＲＬは１０オーム、１５オーム、２０オームである。より高い負荷ＲＬは、ワイヤレス充電受信機回路１０２のより高い出力電圧を示すことを、図８から学ぶことができる。図８に示されるように、並列共振キャパシタＣｄのキャパシタンス値の増加に伴って、出力電圧は、先ず増加し、次いで減少することを、容易に学ぶことができる。言い換えれば、各々の負荷ＲＬ曲線は、単一のピーク点と単調に増加する区間とを含む。単調に増加する区間［０， ＭＡＸ ３］は、すべての負荷ＲＬ曲線の単調に増加する区間の交わりを求めることによって取得される。
図６から図８を参照すると、単調に増加する間隔［０，ＭＡＸ １］、［０，ＭＡＸ ２］、及び［０，ＭＡＸ ３］の交わり［０，ＭＡＸ］が、並列共振キャパシタＣｄのキャパシタンス値を制御するために使用される単調に増加する区間として使用されることが可能であり、ＭＡＸは、プリセット・キャパシタンス閾値として使用されてもよいことを学ぶことができる。並列共振キャパシタＣｄのキャパシタンス値が単調に増加する区間［０， ＭＡＸ］内に入ると、出力電圧は、並列共振キャパシタＣｄのキャパシタンス値の増加とともに常に単調に増加する。ワイヤレス充電受信機回路１０２の出力電圧は、並列共振キャパシタＣｄのキャパシタンス値の増加に伴って増加することが可能である。ただし、並列共振キャパシタＣｄのキャパシタンス値が、増加するプロセスにおいて、プリセット・キャパシタンス閾値ＭＡＸを超えないことを条件とする。
既存の調節可能なキャパシタ・デバイスのキャパシタンス値の調整レンジは比較的小さい。従って、並列共振キャパシタＣｄは、並列に接続された複数のサブ・キャパシタＣ１ないしＣｎと等価であるとすることが可能である。このように、各々のサブ・キャパシタのキャパシタンス値は制限されないことが可能であり、等価並列共振キャパシタＣｄのキャパシタンス値は、大きなレンジで調整されることが可能である。従って、各サブ・キャパシタＣ１ないしＣｎは、各々の可制御スイッチ・デバイスＳ１ないしＳｎに直列に接続される。並列に接続されたサブ・キャパシタＣ１ないしＣｎの量は、クローズ又はオープンにされる可制御スイッチ・デバイスＳ１ないしＳｎを制御することによって制御され、等価な並列共振キャパシタＣｄのキャパシタンス値を調整する。しかしながら、図５に示すように、並列共振キャパシタＣｄの端子電圧Ｖｄは交流電圧であるので、１つの可制御スイッチ・デバイスは半周期でのみクローズ又はオープンにされることが可能であり、回路バランス効果が考慮される。更に、図１０に示すように、各キャパシタＣ１ないしＣｎは、更に、キャパシタが直列に接続され且つ同じキャパシタンス値を有するキャパシタ対、例えば（Ｃ１，Ｃ１’），．．．，（Ｃｎ，Ｃｎ’）と等価である。更に、各キャパシタがワイヤレス充電受信機回路に接続されてるか否かは、１つの可制御スイッチ・デバイスをクローズ又はオープンにするように制御することによって、依然として制御される。例えば、キャパシタＣ１がワイヤレス充電受信機回路に接続されるか否かは、可制御スイッチ・デバイスＳ１をクローズ又はオープンにするように制御することによって制御され、キャパシタＣ１’がワイヤレス充電受信機回路に接続されるか否かは、可制御スイッチ・デバイスＳ１’をクローズ又はオープンにするように制御することによって制御される。なお、可制御スイッチ・デバイスＳ１及びＳ１’の駆動信号は一緒につながっており、従って、キャパシタＣ１及びＣ１’がワイヤレス充電受信機回路に同時に接続されるかどうかを制御することができることに留意すべきである。同様の制御方法が、他のキャパシタ（Ｃ２，Ｃ２’），．．．，（Ｃｎ，Ｃｎ’）に使用されてもよい。
「キャパシタがワイヤレス充電受信機回路に接続されるか否か」は、キャパシタに対応する可制御スイッチ・デバイスがクローズにされる場合に、キャパシタはワイヤレス充電受信機回路に接続されること、或いはキャパシタに対応する可制御スイッチ・デバイスがオープンにされる場合に、キャパシタはワイヤレス充電受信機回路に接続されていないことを意味する。キャパシタがワイヤレス充電受信機回路に接続される場合、キャパシタは、ワイヤレス充電受信機回路の動作キャパシタの一部であり、従って、キャパシタは、ワイヤレス充電受信機回路の出力電圧及び動作周波数に影響を及ぼすことが可能である。キャパシタがワイヤレス充電受信機回路に接続されない場合、キャパシタは、ワイヤレス充電受信機回路の動作キャパシタの一部ではなく、従って、キャパシタは、ワイヤレス充電受信機回路の出力電圧及び動作周波数に影響を及ぼさない。この場合、キャパシタは、ワイヤレス充電受信機回路の動作に関与しないか、又は事実上関与しない。
説明を容易にするために、本願の実施態様においては、第１端部、第１入力端部、又は第１出力端部は、添付図面において第１端部、第１入力端部、又は第１出力端部が属するデバイス又は回路において数字「１」によって表現され、第２端部、第２入力端部、又は第２出力端部は、添付図面において第２端部、第２入力端部、又は第２出力端部が属するデバイス又は回路において数字「２」によって表現されている。
本願の実施形態におけるワイヤレス充電受信機回路は、端末デバイスに適用されてもよい。端末デバイスは、ワイヤレス通信機能を有するハンドヘルド・デバイス、車載デバイス、ウェアラブル・デバイス、又はコンピューティング・デバイス、又はワイヤレス・モデムに接続された別の処理デバイスを含む。端末デバイスは、代替的に、加入者ユニット（subscriber unit）、セルラー電話（cellular phone）、スマートフォン（smart phone）、ワイヤレス・データ・カード、パーソナル・デジタル・アシスタント（personal digital assistant，PDA）コンピュータ、タブレット・コンピュータ、ワイヤレス・モデム（modem）、ハンドヘルド（handheld）デバイス、ラップトップ・コンピュータ（laptop computer）、コードレス電話（cordless phone）、無線ローカル・ループ（wireless local loop，WLL）ステーション、マシン・タイプ・コミュニケーション（machine type communication，MTC）端末、ユーザー装置（user equipment，UE）、移動局（mobile station，MS）、端末デバイス（terminal device）、中継装置（relay equipment）等を含むことが可能である。中継装置は、例えば、５Ｇ住宅用ゲートウェイ（residential gateway，RG）又は無線リレー（radio relay）であってもよい。
図９は、本願の実施形態による端末デバイスの概略的な構造図である。図９において、端末デバイスが携帯電話であることは、携帯電話の汎用ハードウェア・アーキテクチャを説明するための例として使用されている。
携帯電話９００は、無線周波数（radio frequency，RF）回路９１０、メモリ９２０、別の入力デバイス９３０、ディスプレイ９４０、センサー９５０、オーディオ回路９６０、Ｉ／Ｏサブシステム９７０、プロセッサ９８０、及び電源９９０のような構成要素を含むことができる。当業者は、図に示す携帯電話の構造が、携帯電話に関する如何なる限定も構成せず、図示されているものよりも多い又は少ない構成要素を含んでもよいこと、幾つかの構成要素は組み合わせられてもよいこと、一部の構成要素は分割されてもよいこと、或いは異なる構成要素の配置が使用されてもよいことを理解することができる。当業者は、ディスプレイ９４０がユーザー・インターフェース（user interface，UI）であること、ディスプレイ９４０はディスプレイ・パネル９４１及びタッチ・パネル９４２を含んでもよいことを理解することができる。図示されていないが、携帯電話は、カメラ及びブルートゥース・モジュールのような機能モジュール又は構成要素を更に含んでもよい。詳細はここでは説明されない。
更に、プロセッサ９８０は、ＲＦ回路９１０、メモリ９２０、オーディオ回路９６０、Ｉ／Ｏサブシステム９７０、及び電源９９０に接続される。Ｉ／Ｏサブシステム９７０は、別の入力デバイス９３０、ディスプレイ９４０、及びセンサー９５０に接続される。ＲＦ回路９１０は、情報の受信及び送信プロセス又は呼プロセスにおいて信号を受信及び送信するように構成されてもよい。特に、ＲＦ回路９１０は、ネットワーク側からダウンリンク情報を受信し、次いで、処理のためにダウンリンク情報をプロセッサ９８０に送信する。メモリ９２０は、ソフトウェア・プログラム及びソフトウェア・モジュールを記憶するように構成されてもよい。プロセッサ９８０は、メモリ９２０に記憶されたソフトウェア・プログラム及びソフトウェア・モジュールを実行し、携帯電話の様々な機能アプリケーション及びデータ処理を実行し、例えば、本願の実施形態では端末デバイスによって実行される方法及び機能を実行する。別の入力デバイス９３０は、入力されたデジタル又はキャラクタ報を受信し、携帯電話のユーザー設定及び機能制御に関連するキーボード信号入力を生成するように構成されてもよい。ディスプレイ９４０は、ユーザーによって入力された情報又はユーザーに提供された情報及び携帯電話の様々なメニューを表示するように構成されることが可能であり、更にユーザー入力を受けることが可能である。センサー９５０は、光学センサー、運動センサー、又は別のセンサーであってもよい。オーディオ回路９６０は、ユーザーと携帯電話との間のオーディオ・インターフェースを提供することができる。Ｉ／Ｏサブシステム９７０は、外部入力／出力デバイスを制御するように構成され、外部デバイスは、入力コントローラ、センサー・コントローラ、及び他のデバイスのディスプレイ・コントローラを含んでもよい。プロセッサ９８０は、携帯電話９００の制御センターである。プロセッサ９８０は、様々なインターフェース及びケーブルを介して、携帯電話全体の各部分に接続される。更に、プロセッサ９８０は、携帯電話９００の様々な機能を実行し、メモリ９２０に記憶されているソフトウェア・プログラム及び／又はモジュールを動作させ又は実行し、メモリ９２０に記憶されているデータを呼び出すことによってデータを処理し、携帯電話上で全体的なモニタリングを実行する。
電源９９０は、本願の実施形態では、バッテリ及びワイヤレス充電受信機回路を含む可能性がある。電源９９０は、前述の構成要素に電力を供給するように構成される。好ましくは、電源は、電力管理システムによりプロセッサ９８０に論理的に接続され、電力管理システムにより充電管理、放電管理、及び電力消費管理などの機能を実施することができる。
本願の実施形態におけるワイヤレス充電受信機回路の場合、負荷ＲＬは、電源９９０以外の端末デバイスの構成要素及びバッテリを含む。ワイヤレス充電受信機回路は、ワイヤレス充電送信機回路からエネルギを取得し、電力を負荷ＲＬに供給することができる。
図１０は、本願の実施形態によるワイヤレス充電受信機回路の概略的な構造図である。ワイヤレス充電受信機回路は、Ｎ個のキャパシタ・スイッチ網２００と、整流回路３００と、コントローラＣＴＲＬとを含み、Ｎは１以上の整数である。説明を明確化のために、本願の実施形態における添付図面は、具体例として複数のキャパシタ・スイッチ網２００を示しているが、複数のキャパシタ・スイッチ網２００の使用を限定するようには意図されていないことに留意すべきである。
各キャパシタ・スイッチ網２００の第１端部は、整流回路３００の第１入力端部に接続される。各キャパシタ・スイッチ網２００の第２端部は、整流回路３００の第２入力端部に接続される。具体的に言えば、少なくとも２つのキャパシタ・スイッチ網２００がある場合に、キャパシタ・スイッチ網２００は並列に接続される。換言すれば、全てのキャパシタ・スイッチ網２００の第１端部は整流回路３００の第１入力端部に接続され、全てのキャパシタ・スイッチ網２００の第２端部は整流回路３００の第２入力端部に接続される。
例えば、整流回路３００は、図１０に示す４つのダイオード（Ｄ１ないしＤ４）を含む整流ブリッジとして実現されるか、あるいは別の方法で実装されてもよく、例えば集積整流チップとして実装されてもよい。これは本願で限定されない。
オプションとして、ワイヤレス充電受信機回路は、第１フィルタ・キャパシタＣｆ１を更に含む。整流回路３００の第１出力端部は、第１フィルタ・キャパシタＣｆ１の第１端部に接続され、整流回路３００の第２出力端部は、第１フィルタ・キャパシタＣｆ１の第２端部に接続される。整流回路３００による直流出力は、クラッタを含む。クラッタが第１フィルタ・キャパシタＣｆ１によってフィルタリングされた後、直流電流を負荷ＲＬに供給することができる。
以下、ｎ番目（１≦ｎ≦Ｎ）のキャパシタ・スイッチ網２００を例として使用することによって、キャパシタ・スイッチ網２００の動作原理を説明する。
キャパシタ・スイッチ網２００は、第１キャパシタＣｎ、第２キャパシタＣｎ’、第１可制御スイッチ・デバイスＳｎ、第２可制御スイッチ・デバイスＳｎ’、及びグランド点Ｍを含む。グランド点Ｍは、整流回路３００のグランド端部ＧＮＤに接続されてもよい。グランド点Ｍの一方側に位置する第１キャパシタＣｎは、第１可制御スイッチ・デバイスＳｎに直列に接続され、グランド点Ｍの他方側に位置する第２キャパシタＣｎ’は、第２可制御スイッチ・デバイスＳｎ’に直列に接続される。同じキャパシタ・スイッチ網２００において、第１キャパシタＣｎのキャパシタンス値は、第２キャパシタＣｎ’のキャパシタンス値に等しい。第１キャパシタＣｎ及び第２キャパシタＣｎ’に対する制限は、キャパシタ・スイッチ網２００内のグランド点Ｍにおける電位が０であることを保証し、そうでなければ、不均衡による電流がグランド点Ｍに生じる。
同一のキャパシタ・スイッチ網２００において、第１キャパシタＣｎのキャパシタンス値は、第２キャパシタＣｎ’のキャパシタンス値に等しい。異なるキャパシタ・スイッチ網２００における第１キャパシタＣｎのキャパシタンス値は、相違していてもよい。可能な実装において、（ｉ＋１）番目のキャパシタ・スイッチ網における第１キャパシタのキャパシタンス値は、ｉ番目のキャパシタ・スイッチ網における第１キャパシタのキャパシタンス値のＫ倍であり、（ｉ＋１）番目のキャパシタ・スイッチ網における第２キャパシタのキャパシタンス値は、ｉ番目のキャパシタ・スイッチ網における第２キャパシタのキャパシタンス値のＫ倍であり、ここで、ｉは整数であり、１≦ｉ≦Ｎ−１であり、１≦Ｋ≦１０である。例えば、ｉ番目のキャパシタ・スイッチ網２００における第１キャパシタ及び第２キャパシタのキャパシタンス値はそれぞれａ＊Ｋｉであり、（ｉ＋１）番目のキャパシタ・スイッチ網２００における第１キャパシタ及び第２キャパシタのキャパシタンス値はそれぞれａ＊Ｋｉ＋１であり、ａは比例係数である。例えば、Ｋは２であってもよい。
例えば、第１キャパシタＣｎ、第２キャパシタＣｎ’、第１可制御スイッチ・デバイスＳｎ、及び第２可制御スイッチ・デバイスＳｎ’は、図１０に示すような方法で直列に接続される。第１キャパシタＣｎ、第１可制御スイッチ・デバイスＳｎ、第２可制御スイッチ・デバイスＳｎ’、第２キャパシタＣｎ’は、順に直列に接続され、キャパシタ・スイッチ網２００内のグランド点Ｍは、第１可制御スイッチ・デバイスＳｎと第２可制御スイッチ・デバイスＳｎ’との間に位置する。第１キャパシタＣｎの第１端部は整流回路３００の第１入力端部に接続され、第１キャパシタＣｎの第２端部は第１可制御スイッチ・デバイスＳｎの第１端部に接続され、第１可制御スイッチ・デバイスＳｎの第２端部は第２可制御スイッチ・デバイスＳｎ’の第１端部に接続され、第２可制御スイッチ・デバイスＳｎの第２端部は第２キャパシタＣｎ’の第１端部に接続され、第２キャパシタＣｎ’の第２端部は整流回路３００の第２入力端部に接続され、及び第１可制御スイッチ・デバイスＳｎの第２端部と第２可制御スイッチ・デバイスＳｎ’の第１端部との間の共通の接続点は接地される。
例えば、第１キャパシタＣｎ、第２キャパシタＣｎ’、第１可制御スイッチ・デバイスＳｎ、及び第２可制御スイッチ・デバイスＳｎ’は、図１１に示す別の方法で直列に接続される。第１可制御スイッチ・デバイスＳｎ、第１キャパシタＣｎ、第２キャパシタＣｎ’、及び第２可制御スイッチ・デバイスＳｎ’は、順に直列に接続され、キャパシタ・スイッチ網２００’内のグランド点Ｍは、第１キャパシタＣｎと第２キャパシタＣｎ’との間に位置する。第１可制御スイッチ・デバイスＳｎの第１端部は整流回路３００の第１入力端部に接続され、第１可制御スイッチ・デバイスＳｎの第２端部は第１キャパシタＣｎの第１端部に接続され、第１キャパシタＣｎの第２端部は第２キャパシタＣｎ’の第１端部に接続され、第２キャパシタＣｎ’の第２端部は第２可制御スイッチ・デバイスＳｎ’の第１端部に接続され、第２可制御スイッチ・デバイスＳｎ’の第２端部は整流回路３００の第２入力端部に接続され、第１キャパシタＣｎの第２端部と第２キャパシタＣｎ’の第１端部との間の共通の接続点は接地される。
（第１可制御スイッチ・デバイスＳｎ又は第２可制御スイッチ・デバイスＳｎ’によらず）可制御スイッチ・デバイスは、制御端部を含む。可制御スイッチ・デバイスの制御端部が第１レベルにある場合に、可制御スイッチ・デバイスは閉じられる。可制御スイッチ・デバイスの制御端部が第２レベルにある場合に、可制御スイッチ・デバイスは開かれる。可制御スイッチ・デバイスは、異なるレベルの信号を制御端部に入力するように制御することによって、クローズ又はオープンにされるように制御されることが可能である。
例えば、第１可制御スイッチ・デバイスＳｎ及び第２可制御スイッチ・デバイスＳｎ’は、それぞれ、図１０又は図１１に示すＮ型金属酸化物半導体電界効果トランジスタ（metal-oxide-semiconductor field-effect transistor，MOSFET）として実現される。ＭＯＳＦＥＴのＧ端部は制御端部である。第１レベル信号がＭＯＳＦＥＴのＧ端部に入力されると、ＭＯＳＦＥＴのＳ端部及びＤ端部はクローズにされる。第２レベル信号がＭＯＳＦＥＴのＧ端部に入力されると、ＭＯＳＦＥＴのＳ端部及びＤ端部はオープンにされる。第１レベルは高レベルであり、第２レベルは低レベルである。代替的に、可制御スイッチ・デバイスは、別の方法で実現されてもよく、例えばＰ型ＭＯＳＦＥＴとして実現されてもよいことに留意すべきである。相応して調整された後に、回路は本願の実施形態に適用されることが可能である。従って、可制御スイッチ・デバイスの具体的な実装は本願において限定されない。
コントローラＣＴＲＬはＮ個の出力端部を含む。Ｎ個の出力端部はＮ個のキャパシタ・スイッチ網に１対１に対応し、各々の出力端部は、対応するキャパシタ・スイッチ網における第１可制御スイッチ・デバイスＳｎの制御端部と、対応するキャパシタ・スイッチ網における第２可制御スイッチ・デバイスＳｎ’の制御端部とに接続されるように構成される。例えば、コントローラＣＴＲＬのｎ番目の出力端部は、ｎ番目のキャパシタ・スイッチ網における第１可制御スイッチ・デバイスＳｎの制御端部と、ｎ番目のキャパシタ・スイッチ網における第２可制御スイッチ・デバイスＳｎ’の制御端部とに接続され、ここで、１≦ｎ≦Ｎである。ｎ番目の出力端部が第１レベルを出力すると、ｎ番目のキャパシタ・スイッチ網における第１可制御スイッチ・デバイスＳｎと第２可制御スイッチ・デバイスＳｎ’とがクローズにされ、その結果、ｎ番目のキャパシタ・スイッチ網における第１キャパシタＣｎと第２キャパシタＣｎ’とがワイヤレス充電受信機回路に接続され、並列に接続されたキャパシタのキャパシタンス値のトータル値は増加する。ｎ番目の出力端部が第２レベルを出力すると、ｎ番目のキャパシタ・スイッチ網における第１可制御スイッチ・デバイスＳｎと第２可制御スイッチ・デバイスＳｎ’とがオープンにされ、その結果、ｎ番目のキャパシタ・スイッチ網における第１キャパシタＣｎと第２のキャパシタＣｎ’とが回路から切り離され、並列に接続されたキャパシタのキャパシタンス値のトータル値は減少する。
コントローラＣＴＲＬは、キャパシタ・スイッチ網２００とグランド点を共有することができる。従って、駆動のための電源を追加する必要がなく、また、絶縁のために電源供給を補助する必要もなく、回路設計を単純化することができる。
コントローラＣＴＲＬは、整流回路３００の第１入力端部と第２入力端部との間の交流電圧の動作周波数を取得するように構成されている。例えば、コントローラＣＴＲＬは、特定用途向け集積回路（integrated circuit，IC）を介して動作周波数を取得することができる。
動作周波数が第１周波数閾値未満であり、かつＮ個のキャパシタ・スイッチ網２００におけるものであってワイヤレス充電受信機回路に接続されている第１キャパシタＣｎ及び第２キャパシタＣｎ’のキャパシタンス値のトータル値が、プリセット・キャパシタンス閾値ＭＡＸ未満である場合、コントローラＣＴＲＬは、各々の出力端部で出力レベルを調整して、各キャパシタ・スイッチ網２００における第１可制御スイッチ・デバイスＳｎと第２可制御スイッチ・デバイスＳｎ’とがクローズ又はオープンにされるように制御し、Ｎ個のキャパシタ・スイッチ網２００におけるものであってワイヤレス充電受信機回路に接続されているキャパシタのキャパシタンス値のトータル値を増加させる。
動作周波数が第２周波数閾値より大きい場合、コントローラＣＴＲＬは、各々の出力端部で出力レベルを調整して、各キャパシタ・スイッチ網２００における第１可制御スイッチ・デバイスと第２可制御スイッチ・デバイスとがクローズ又はオープンにされるように制御し、Ｎ個のキャパシタ・スイッチ網におけるものであってワイヤレス充電受信機回路に接続されているキャパシタのキャパシタンス値のトータル値を減少させる。第１周波数閾値は第２の周波数閾値以下である。
コントローラＣＴＲＬは比例積分計算器を含む可能性がある。動作周波数とプリセット周波数閾値との間の比較結果を得るために、動作周波数とプリセット周波数閾値との間の差分は比例積分計算器に入力される。
上述したように、伝送距離が増加すると、伝送距離の増加に起因するワイヤレス充電受信機回路１０２の側の出力電圧及び出力電力の減少を補償するために、ワイヤレス充電送信機回路１０１の側で出力される交流周波数が低減する可能性がある。この場合、ワイヤレス充電受信機回路１０２の側の共振動作周波数も減少する。ワイヤレス充電送信機回路１０１の側における交流周波数の調整レンジは制限され、ワイヤレス充電受信機回路１０２の側における共振動作周波数の調整レンジも制限される。従って、
動作周波数が第１周波数閾値を下回る値に低下した場合には、並列共振キャパシタＣｄのキャパシタンス値は増やされるように制御され、ワイヤレス充電受信機回路の出力電圧及び出力電力の減少を補償するか、或いは動作周波数が第２周波数閾値を上回る値に上昇した場合には、並列共振キャパシタＣｄのキャパシタンス値は減らされるように制御され、ワイヤレス充電受信機回路の出力電圧及び出力電力が過剰に高くなることを防止する。
可能な実装において、コントローラは、各キャパシタ・スイッチ網２００における第１キャパシタ及び第２キャパシタのキャパシタンス値の順に、第１レベル又は第２レベルを出力するように出力端部を制御することができる。例えば、上述したように、ｉ番目のキャパシタ・スイッチ網２００における第１キャパシタ及び第２キャパシタのキャパシタンス値はそれぞれａ＊Ｋｉであり、（ｉ＋１）番目のキャパシタ・スイッチ網２００における第１キャパシタ及び第２キャパシタのキャパシタンス値はそれぞれａ＊Ｋｉ＋１であると仮定される。キャパシタ・スイッチ網におけるものであってワイヤレス充電受信機回路に接続されている第１キャパシタ及び第２キャパシタのキャパシタンス値のトータル値が増やされる前に、コントローラの１番目の出力端部からｉ番目の出力端部まではすべて第１レベルを出力し、コントローラの（ｉ＋１）番目の出力端部からＮ番目の出力端部まではすべて第２レベルを出力する。
キャパシタンス値が増やされる前述の条件が満たされると、コントローラの１番目の出力端部から（ｉ＋１）番目の出力端部までは第１レベルを出力し、コントローラの（ｉ＋２）番目の出力端部からＮ番目の出力端部までは第２レベルを出力する。
代替的に、別の可能な実装において、コントローラは、最小キャパシタンス・ステップ・モードにおいて、第１レベル又は第２レベルを出力するように出力端部を制御することができる。例えば、上述したように、ｉ番目のキャパシタ・スイッチ網２００における第１キャパシタ及び第２キャパシタのキャパシタンス値はそれぞれａ＊Ｋｉであり、（ｉ＋１）番目のキャパシタ・スイッチ網２００における第１キャパシタ及び第２キャパシタのキャパシタンス値はａ＊Ｋｉ＋１であると仮定される。キャパシタ・スイッチ網におけるものであってワイヤレス充電受信機回路に接続される第１キャパシタ及び第２キャパシタのキャパシタンス値のトータル値が増やされる前に、コントローラのｉ番目の出力端部は第１レベルを出力し、コントローラの他のすべての出力端部は第２レベルを出力する。キャパシタンス値が増やされる前述の条件が満たされると、コントローラの１番目の出力端部及びｉ番目の出力端部は第１レベルを出力し、コントローラの他のすべての出力端部は第２レベルを出力する。
並列共振キャパシタＣｄのキャパシタンス値をその都度変化させるために使用される上述の制御方法は限定されないことに留意すべきである。
オプションとして、ワイヤレス充電受信機回路は、更に、二次コイルＬｓと二次直列共振キャパシタＣｓとを含む。二次コイルＬｓの第１端部は、二次直列共振キャパシタＣｓの第１端部に接続され、二次直列共振キャパシタＣｓの第２端部は、Ｎ個のキャパシタ・スイッチ網２００の第１端部と整流回路３００の第１入力端部とに接続される。二次コイルＬｓの第２端部は、Ｎ個のキャパシタ・スイッチ網２００の第２端部と整流回路３００の第２入力端部とに接続される。
二次コイルＬｓは、ワイヤレス充電送信機回路の一次コイルに結合されるように構成される。二次直列共振キャパシタＣｓと二次コイルＬｓとは直列共振を生成する。Ｎ個のキャパシタ・スイッチ網２００、二次直列共振キャパシタＣｓ、及び二次コイルＬｓは、並列共振を生成する。
本願のこの実施形態で提供されるワイヤレス充電受信機回路では、Ｎ個のキャパシタ・スイッチ網は並列に接続され、コントローラは、各々のキャパシタ・スイッチ網における第１可制御スイッチ・デバイスと第２可制御スイッチ・デバイスとがクローズ又はオープンにされるように制御し、Ｎ個のキャパシタ・スイッチ網におけるものであってワイヤレス充電受信機回路に接続されるキャパシタのキャパシタンス値を制御する。更に、整流回路の第１入力端部と第２入力端部との間に入力される交流電圧の動作周波数が、第１周波数閾値未満である場合には、Ｎ個のキャパシタ・スイッチ網におけるものであってワイヤレス充電受信機回路に接続されるキャパシタのキャパシタンス値は、増加するように制御される。動作周波数が第２周波数閾値より大きい場合には、Ｎ個のキャパシタ・スイッチ網におけるものであってワイヤレス充電受信機回路に接続されるキャパシタのキャパシタンス値は、減少するように制御される。換言すれば、Ｎ個のキャパシタ・スイッチ網の各々における第１可制御スイッチ・デバイス及び第２可制御スイッチ・デバイスは、クローズ又はオープンにされるように制御される。このように、ワイヤレス充電受信機回路に接続されたキャパシタのキャパシタンス値のトータル値は増加又は減少させることが可能であり、ワイヤレス充電受信機回路の側の整流回路に入力される交流の動作周波数を調整することができる。従って、本願は、整流回路に入力される交流の動作周波数を制御するためのシンプルな回路構造を提供する。
オプションとして、図１２に示すように、ワイヤレス充電受信機回路は、直流／直流（direct current/direct current，DC/DC）電圧ステップ・ダウン回路４００を更に含んでもよい。
ＤＣ／ＤＣ電圧ステップ・ダウン回路４００の第１入力端部は第１フィルタ・キャパシタＣｆ１の第１端部に接続され、ＤＣ／ＤＣ電圧ステップ・ダウン回路４００の第２入力端部は第１フィルタ・キャパシタＣｆ１の第２端部に接続され、ＤＣ／ＤＣ電圧ステップ・ダウン回路４００の第１出力端部は負荷ＲＬの第１端部に接続され、ＤＣ／ＤＣ電圧ステップ・ダウン回路４００の第２出力端部が負荷ＲＬの第２端部に接続される。ＤＣ／ＤＣ電圧ステップ・ダウン回路４００は、第１フィルタ・キャパシタＣｆ１の２つの端部の間の電圧を減少させ、等価負荷インピーダンスを増加させるように構成される。
ワイヤレス充電受信機回路の出力電力が調整される場合に、出力電圧は安定したままであるように要求される。上述のように、並列共振キャパシタのキャパシタンス値が増やされる場合に、整流回路３００による電圧出力は増やされる。この場合、ＤＣ／ＤＣ電圧ステップ・ダウン回路４００（すなわち、ワイヤレス充電受信機回路）による電圧出力が安定するように、ＤＣ／ＤＣ電圧ステップ・ダウン回路４００は、相応に調整されることを必要とする。
オプションとして、図１２に示されるように、ワイヤレス充電受信機回路は、第１レジスタＲ１と第２レジスタＲ２とを更に含んでもよい。
第１レジスタＲ１の第１端部は、第１フィルタ・キャパシタＣｆ１の第１端部とＤＣ／ＤＣ電圧ステップ・ダウン回路４００の第１入力端部との間に接続され、且つ整流回路３００の第１出力端部に接続され、第１レジスタＲ１の第２端部は、第２レジスタＲ２の第１端部に接続され、第２レジスタＲ２の第２端部は、整流回路３００の第２出力端部に接続される。第２レジスタＲ１の第１端部は、コントローラＣＴＲＬの第１入力端部に接続される。第１レジスタＲ１及び第２レジスタＲ２は、整流回路３００によって出力される電圧Ｖ３を測定するように構成される。
第１レジスタＲ１の第２端部と第２レジスタＲ１の第１端部との間のリード・アウト・ポイントにおける電圧Ｖｘは、Ｖｘ＝Ｖ３＊Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２）である。逆に、整流回路３００によって出力される電圧Ｖ３は、Ｖ３＝Ｖｘ＊（Ｒ１＋Ｒ２）／Ｒ２に従って導出されてもよい。整流回路３００によって出力される電圧Ｖ３は、通常、比較的高く、コントローラＣＴＲＬの入力端部における耐電圧を超えるので、電圧Ｖ３は、電圧分割によって測定されることに留意すべきである。リード・アウト点の電圧は、第１レジスタ及び第２レジスタに対する電圧配分により、コントローラＣＴＲＬの入力端部における耐電圧よりも低い値に減らされる。
オプションとして、ＤＣ／ＤＣ電圧ステップ・ダウン回路４００がフィルタ・キャパシタを含まない場合、ワイヤレス充電受信機回路は、第２フィルタ・キャパシタＣｆ２を更に含んでもよい。第２フィルタ・キャパシタＣｆ２の第１端部は、ＤＣ／ＤＣ電圧ステップ・ダウン回路４００の第１出力端部と負荷ＲＬの第１端部との間に接続され、第２フィルタ・キャパシタＣｆ２の第２端部は、ＤＣ／ＤＣ電圧ステップ・ダウン回路４００の第２出力端部と負荷ＲＬの第２端部との間に接続される。第２フィルタ・キャパシタＣｆ２は、ＤＣ／ＤＣ電圧ステップ・ダウン回路４００によって出力される電流をフィルタリングするように構成される。
オプションとして、ワイヤレス充電受信機回路は、電流サンプリング装置ＣｕＳａを更に含むことができる。電流サンプリング装置ＣｕＳａは、第１フィルタ・キャパシタＣｆ１とＤＣ／ＤＣ電圧ステップ・ダウン回路４００との間の正の端部又はグランド端部に位置する。電流サンプリング装置ＣｕＳａは、コントローラＣＴＲＬの第２入力端部に接続され、整流回路３００によって出力される電流ｉ４を測定するように構成される。電流サンプリング装置ＣｕＳａは、レジスタの２つの端部の間の電圧降下の、レジスタの抵抗値に対する比率に基づいて、電流を測定することができる。
整流回路により出力される電圧Ｖ３及び電流ｉ４を測定する別の方法が存在し得ることに留意すべきである。これは本願で限定されない。
コントローラＣＴＲＬは、更に、
整流回路により出力される電圧Ｖ３と電流ｉ４を取得し、電圧Ｖ３と電流ｉ４に基づいて出力電力Ｐ＝Ｖ３＊ｉ４を取得し、
動作周波数が第１周波数閾値以上であり且つ第２周波数閾値以下であり、Ｎ個のキャパシタ・スイッチ網におけるものであってワイヤレス充電受信機回路に接続されるキャパシタのキャパシタンス値のトータル値が、プリセット・キャパシタンス閾値より小さく、出力電力がプリセット電力閾値より小さい場合に、各々の出力端部で出力レベルを調整して、各々のキャパシタ・スイッチ網における第１可制御スイッチ・デバイスと第２可制御スイッチ・デバイスとがクローズ又はオープンにされるように制御し、Ｎ個のキャパシタ・スイッチ網におけるものであってワイヤレス充電受信機回路に接続されるキャパシタのキャパシタンス値のトータル値を増加させるように構成されていてもよい。
Ｎ個のキャパシタ・スイッチ網におけるものであってワイヤレス充電受信機回路に接続されるキャパシタのキャパシタンス値のトータル値を増加させる具体的な方法については、前述の説明を参照されたい。詳細はここで再び説明されない。
本実施形態では、Ｎ個のキャパシタ・スイッチ網の各々における第１可制御スイッチ・デバイスと第２可制御スイッチ・デバイスとは、整流回路の出力電力及び動作周波数に基づいて、クローズ又はオープンにされるように制御されることが可能である。このように、ワイヤレス充電受信機回路に接続されたキャパシタのキャパシタンス値のトータル値を増加又は減少させることが可能であり、ワイヤレス充電受信機回路の側の整流回路に入力される交流の動作周波数を調整することができる。
図１３は、本願の実施形態におけるワイヤレス充電受信機回路の偏差性能及び効率と、従来のワイヤレス充電受信機回路の偏差性能及び効率との比較の概略図である。逸脱とは、一次コイル又は二次コイルが位置する平面に対して平行又は垂直な平面における、一次コイルと二次コイルとの間の伝送距離の変化をいう。例えば、図１３では、垂直面において伝送距離は５ｍｍのままであり、平行面において伝送距離は０ｍｍから徐々に増やされることが、説明例として使用されている。各々の偏差距離に関して、本解決策の伝送効率は、従来の解決策の伝送効率よりも高く、約１０％増加していることを、学ぶことができる。更に、一次コイル又は二次コイルが位置する平面と平行な平面に対して偏差が８ｍｍに達する場合でも依然として、特定の伝送効率を保証することが可能である。しかしながら、従来の解決策は、偏差が５ｍｍである場合に、伝送を実行することはできない。
図１４は、本願の実施形態による、可制御スイッチ・デバイス（例えば、ＭＯＳＦＥＴ）を駆動するための時間シーケンスと、ワイヤレス充電受信機回路の出力電力との関係の概略図である。水平座標はミリ秒（ｍｓ）で時間を表す。Ｓ１／Ｓ１’は第１キャパシタ・スイッチ網における第１可制御スイッチ・デバイスＳ１及び第２可制御スイッチ・デバイスＳ１’の制御時間シーケンスを表し、Ｓ２／Ｓ２’は第２キャパシタ・スイッチ網における第１可制御スイッチ・デバイスＳ２及び第２可制御スイッチ・デバイスＳ２’の制御時間シーケンスを表し、Ｓ３／Ｓ３’は第３キャパシタ・スイッチ網における第１可制御スイッチ・デバイスＳ３及び第２可制御スイッチ・デバイスＳ３’の制御時間シーケンスを表す。第１キャパシタ・スイッチ網ないし第３キャパシタ・スイッチ網における第１キャパシタ又は第２キャパシタのキャパシタンス値は、順次増加している。ＧはＳ３／Ｓ３’、Ｓ２／Ｓ２’、Ｓ１／Ｓ１’のバイナリ・コードに対応する１０進コードを表す。Ｓ１／Ｓ１’はバイナリ・コードの最下位ビットに対応し、Ｓ３／Ｓ３’はバイナリ・コードの最上位ビットに対応する。例えば、Ｓ３／Ｓ３’は１であり、Ｓ２／Ｓ２’は０であり、Ｓ１／Ｓ１’は１であると仮定すると、バイナリ・コードを１０１であり、対応する１０進コードＧは５である。Ｖ＿ｏｕｔはワイヤレス充電受信機回路により出力された電圧を表し、ｉ＿ｏｕｔはワイヤレス充電受信機回路により出力された電流を表す。この制御方法は、実際には次のようになる：コントローラは、最小キャパシタンス・ステップ・モード（バイナリ形式）において、第１レベル又は第２レベルを出力するように出力端部を制御する。
図１４から、ワイヤレス充電受信機回路が正常に動作すると、Ｖ＿ｏｕｔは約５．５Ｖで安定したままになり得ることを、学ぶことができる。Ｇの値は経時的に徐々に増加し、ワイヤレス充電受信機回路に接続された並列共振キャパシタのキャパシタンス値は経時的に徐々に増加し、ｉ＿ｏｕｔは経時的に徐々に増加する。Ｖ＿ｏｕｔが安定すると、ワイヤレス充電受信機回路の出力電力も徐々に増加する。
本願における上記の回路構造は、更に、偏差の中で正常に動作し、偏差の中で正常に始まり、様々な動作周波数においてデバイスに互換性を提供すること等を行うことができる。
本願の実施形態は制御方法を提供する。制御方法はワイヤレス充電受信機回路に適用される。図１５に示されるように方法は以下のステップを含む。
Ｓ１５０１：整流回路の第１入力端部と第２入力端部との間の交流電圧の動作周波数を取得する。
Ｓ１５０２：動作周波数が第１周波数閾値より小さく、Ｎ個のキャパシタ・スイッチ網におけるものであってワイヤレス充電受信機回路に接続されるキャパシタのキャパシタンス値のトータル値が、プリセット・キャパシタンス閾値より小さい場合に、各々の出力端部で出力レベルを調整して、各々のキャパシタ・スイッチ網における第１可制御スイッチ・デバイスと第２可制御スイッチ・デバイスとがクローズ又はオープンにされるように制御し、Ｎ個のキャパシタ・スイッチ網におけるものであってワイヤレス充電受信機回路に接続されるキャパシタのキャパシタンス値のトータル値を増加させる。
Ｓ１５０３：動作周波数が第２周波数閾値より大きい場合に、各々の出力端部で出力レベルを調整して、各々のキャパシタ・スイッチ網における第１可制御スイッチ・デバイスと第２可制御スイッチ・デバイスとがクローズ又はオープンにされるように制御し、Ｎ個のキャパシタ・スイッチ網におけるものであってワイヤレス充電受信機回路に接続されるキャパシタのキャパシタンス値のトータル値を減少させる。
第１周波数閾値は第２周波数閾値以下である。
オプションとして、図１６Ａ及び図１６Ｂに示されるように、方法は以下のステップを更に含むことができる。
Ｓ１５０４：整流回路により出力される電圧と電流を取得し、電圧と電流に基づいて出力電力を取得する。
Ｓ１５０５：動作周波数が第１周波数閾値以上であり且つ第２周波数閾値以下であり、Ｎ個のキャパシタ・スイッチ網におけるものであってワイヤレス充電受信機回路に接続されるキャパシタのキャパシタンス値のトータル値が、プリセット・キャパシタンス閾値より小さく、出力電力がプリセット電力閾値より小さい場合に、各々の出力端部で出力レベルを調整して、各々のキャパシタ・スイッチ網における第１可制御スイッチ・デバイスと第２可制御スイッチ・デバイスとがクローズ又はオープンにされるように制御し、Ｎ個のキャパシタ・スイッチ網におけるものであってワイヤレス充電受信機回路に接続されるキャパシタのキャパシタンス値のトータル値を増加させる。
制御方法の詳細については、コントローラの上記内容を参照されたい。詳細はここでは再び説明されない。
本願の実施形態は制御装置を更に提供する。制御装置は、前述の実装におけるコントローラの機能を実行するように構成されてもよい。本願の実施形態において、制御装置は、前述の方法例に基づいて機能モジュールに分割されてもよい。例えば、各々の機能モジュールは、各々の対応する機能に基づいて分割によって得られてもよいし、又は２つ以上の機能が１つの処理モジュールに統合されてもよい。統合モジュールは、ハードウェアの形態で実装されてもよいし、又はソフトウェア機能モジュールの形態で実装されてもよい。本願では、モジュールへの分割は一例であって単なる論理的な関数分割であり、実際の実装では分割である可能性がある。
各々の機能モジュールが、対応する機能各々に基づいて分割によって得られる場合に、図１７は、前述の実施形態における制御装置の可能な構造の概略図である。制御装置１７は、取得ユニット１７１１及び調整ユニット１７１２を含んでもよい。前述のユニットは、図１５、図１６Ａ及び図１６Ｂの何れかの関連する方法を実行するために制御装置をサポートするように構成される。本願で提供される制御装置は、コントローラの機能を実行するように構成される。従って、制御装置の対応する特徴及び制御装置によって達成され得る有益な効果については、前述の対応する実装で説明されている有益な効果を参照されたい。詳細はここでは再び説明されない。
例えば、取得ユニット１７１１は、図１５のプロセスＳ１５０１や、図１６（Ａ）及び図１６（Ｂ）のプロセスＳ１５０１及びＳ１５０４を実行するために制御装置１７をサポートするように構成される。調整ユニット１７１２は、図１５のプロセスＳ１５０２及びＳ１５０３、又は図１６Ａ及び図１６ＢのプロセスＳ１５０２、Ｓ１５０３、及びＳ１５０５を実行するために制御装置１７をサポートするように構成される。前述の方法の実施形態におけるステップの全ての関連する内容は、対応する機能モジュールの機能説明において引用されることが可能である。詳細はここで再び説明されない。
可能な実装において、取得ユニット１７１１は、整流回路の第１入力端部と第２入力端部との間の交流電圧の動作周波数を取得するように構成される。
動作周波数が第１周波数閾値より小さく、Ｎ個のキャパシタ・スイッチ網におけるものであってワイヤレス充電受信機回路に接続されるキャパシタのキャパシタンス値のトータル値が、プリセット・キャパシタンス閾値より小さい場合に、調整ユニット１７１２は、各々の出力端部で出力レベルを調整して、各々のキャパシタ・スイッチ網における第１可制御スイッチ・デバイスと第２可制御スイッチ・デバイスとがクローズ又はオープンにされるように制御し、Ｎ個のキャパシタ・スイッチ網におけるものであってワイヤレス充電受信機回路に接続されるキャパシタのキャパシタンス値のトータル値を増加させるように構成される。
動作周波数が第２周波数閾値より大きい場合に、調整ユニット１７１２は、各々の出力端部で出力レベルを調整して、各々のキャパシタ・スイッチ網における第１可制御スイッチ・デバイスと第２可制御スイッチ・デバイスとがクローズ又はオープンにされるように制御し、Ｎ個のキャパシタ・スイッチ網におけるものであって前記ワイヤレス充電受信機回路に接続されるキャパシタのキャパシタンス値のトータル値を減少させるように構成される。第１周波数閾値は第２周波数閾値以下である。
可能な実装において、
取得ユニット１７１１は、更に、整流回路により出力される電圧と電流を取得し、電圧と電流に基づいて出力電力を取得するように構成される。
動作周波数が前記第１周波数閾値以上であり且つ第２周波数閾値以下であり、Ｎ個のキャパシタ・スイッチ網におけるものであってワイヤレス充電受信機回路に接続されるキャパシタのキャパシタンス値のトータル値が、プリセット・キャパシタンス閾値より小さく、出力電力がプリセット電力閾値より小さい場合に、調整ユニット１７１２は、各々の出力端部で出力レベルを調整して、各々のキャパシタ・スイッチ網における第１可制御スイッチ・デバイスと第２可制御スイッチ・デバイスとがクローズ又はオープンにされるように制御し、Ｎ個のキャパシタ・スイッチ網におけるものであってワイヤレス充電受信機回路に接続されるキャパシタのキャパシタンス値のトータル値を増加させるように更に構成される。
図１８は、前述の実施形態における制御装置の別の可能な構造の概略図である。制御装置１８は、処理モジュール１８２２及び通信モジュール１８２３を含む。オプションとして、制御装置１８は、ストレージ・モジュール１８２１を更に含んでもよい。前述のモジュールは、図１５、図１６Ａ及び図１６Ｂの何れかの関連する方法を実行するために制御装置をサポートするように構成される。
可能な方法において、処理モジュール１８２２は、制御装置１８の動作を制御及び管理するように、又は対応する処理機能を実行するように、例えば取得ユニット１７１１及び調整ユニット１７１２の機能を実行するように構成される。通信モジュール１８２３は、他のデバイスと通信するために制御装置１８をサポートするように構成される。ストレージ・モジュール１８２１は、制御装置のプログラム・コード及び／又はデータを記憶するように構成される。
処理モジュール１８２２は、例えば、中央処理ユニット（central processing unit，CPU）、汎用プロセッサ、デジタル信号プロセッサ（digital signal processor，DSP）、特定用途向け集積回路（application-specific integrated circuit，ASIC）、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（field programmable gate array，FPGA）、又は他のプログラマブル・ロジック・デバイス、トランジスタ・ロジック・デバイス、ハードウェア構成要素、又はそれらの任意の組み合わせのような、プロセッサ又はコントローラであってもよい。処理モジュール１８２２は、本願で開示されるコンテンツに関連して説明される様々な例示的な論理ブロック、モジュール、及び回路を実装又は実行してもよい。プロセッサは、計算機能を実装するプロセッサの組み合わせ、例えば１つ以上のマイクロプロセッサの組み合わせ、又はＤＳＰとマイクロプロセッサの組み合わせであってもよい。通信モジュール１８２３は、ネットワーク・インターフェース、通信インターフェース等であってもよい。ストレージ・モジュール１８２１はメモリであってもよい。
可能な方法において、処理モジュール１８２２は図９のプロセッサ９８０であってもよく、通信モジュール１８２３は図９のＲＦ回路９１０であってもよく、ストレージ・モジュール１８２１は図９のメモリ９２０であってもよい。１つ以上のプログラムはメモリに記憶される。１つ以上のプログラムは命令を含む。この命令が制御装置によって実行されると、制御装置は、図１５、図１６Ａ、及び図１６Ｂの何れかの関連する方法を実行することを可能にする。
本願の実施形態は、更に、プロセッサ及びメモリを含む制御装置を提供する。メモリはプログラムを記憶するように構成される。プロセッサは、メモリに記憶されたプログラムを呼び出して、制御装置が図１５、図１６Ａ及び図１６Ｂの何れかの関連する方法を実行することを可能にする。
本願の実施形態は、更に、１つ以上のプログラムを記憶するコンピュータ記憶媒体を提供する。コンピュータ記憶媒体はコンピュータ・プログラムを記憶する。コンピュータ・プログラムがプロセッサによって実行されると、制御装置は、図１５、図１６Ａ及び図１６Ｂの何れかの関連する方法を実行することを可能にする。
本願の実施形態は、命令を含むコンピュータ・プログラム製品を更に提供する。コンピュータ・プログラム製品が制御装置上で実行される場合に、制御装置は、図１５、図１６Ａ及び図１６Ｂの何れかの関連する方法を実行することを可能にする。
本願の実施形態はチップ・システムを提供する。チップ・システムは、図１５、図１６Ａ及び図１６Ｂの何れかの関連する方法を実行するために制御装置をサポートするように構成されたプロセッサを含む。可能な設計において、チップ・システムはメモリを更に含む。メモリは、端末デバイスに必要なプログラム命令とデータを記憶するように構成される。チップ・システムは、チップと集積回路とを含んでもよいし、又はチップと別の個別デバイスとを含んでもよい。これは本願の実施態様において具体的に限定されない。
本願で提供される制御装置、コンピュータ記憶媒体、コンピュータ・プログラム製品、及びチップ・システムは全て、コントローラにより実行される前述の制御方法を実行するように構成される。従って、制御装置、コンピュータ記憶媒体、コンピュータ・プログラム製品、及びチップ・システムによって達成されることが可能な有益な効果については、前述の実装における有益な効果を参照されたい。詳細はここで再び説明されない。
前述のプロセスのシーケンス番号は、本願の実施態様における実行シーケンスを意味していないことが理解されるべきである。プロセスの実行シーケンスは、プロセスの機能及び内部論理に従って決定されるべきであり、本願の実施態様の実装プロセスに対する何らかの限定として解釈されるべきではない。
当業者は、本明細書で開示される実施形態で説明される例との組み合わせにおいて、ユニット及びアルゴリズム・ステップは、電子ハードウェア又はコンピュータ・ソフトウェアと電子ハードウェアとの組み合わせによって実現される可能性があることを認識することができる。機能がハードウェア又はソフトウェアによって実行されるかどうかは、特定のアプリケーション及び技術的解決策の設計制約条件に依存する。当業者は、各々の特定の用途について、説明された機能を実現するために様々な方法を使用することが可能であるが、その実現は本願の範囲を超えている、と考えられるべきではない。
便宜上及び簡潔な説明の目的で、前述のシステム、装置、及びユニットの詳細な動作プロセスについては、前述の方法の実施形態における対応するプロセスを参照されたいということは、当業者によって明確に理解されることが可能であり、詳細はここで再び説明されない。
本願で提供される幾つかの実施形態において、開示されるシステム、デバイス、及び方法は、他の方法で実施されてもよいことは理解されるはずである。例えば、説明されるデバイスの実施形態は単なる例である。例えば、ユニットへの分割は、単なる論理な機能分割であり、実際の実装では他の分割であってもよい。例えば、複数のユニット又は構成要素は、別のシステムに結合又は統合されてもよいし、或いは幾つかの特徴は、無視されるか又は実行されなくてもよい。更に、図示又は説明された相互の結合、直接的な結合、又は通信接続は、幾つかのインターフェースを介して実現されてもよい。デバイス又はユニット間の間接的な結合又は通信接続は、電子的、機械的、又は他の形式で実現されることが可能である。
別個のパーツとして説明されるユニットは物理的に別々であってもなくてもよいし、ユニットとして図示されるパーツは物理的なユニットであってもなくてもよいし、一カ所に位置していてもよいし、或いは複数のネットワーク・ユニットに分散されていてもよい。ユニットの一部又は全部は、実施形態の解決策の目的を達成するために、実際の要件に基づいて選択されてもよい。
更に、本願の実施形態における機能ユニットは、１つの処理ユニットに統合されてもよいし、或いは各ユニットは物理的に単独で存在してもよいし、或いは複数のユニットが１つのユニットに統合されてもよい。
前述の実施形態の全部又は一部は、ソフトウェア、ハードウェア、ファームウェア、又はそれらの任意の組み合わせによって実現されることが可能である。ソフトウェア・プログラムが実施形態を実現するために使用される場合、実施形態は、全体的又は部分的に、コンピュータ・プログラム製品の形式で実現されることが可能である。コンピュータ・プログラム製品は１つ以上のコンピュータ命令を含む。コンピュータ・プログラム命令がコンピュータ上でロードされて実行される場合、本願の実施形態による手順又は機能は全部又は部分的に生成される。コンピュータは、汎用コンピュータ、専用コンピュータ、コンピュータ・ネットワーク、又は他のプログラム可能な装置であってもよい。コンピュータ命令は、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体に記憶されてもよいし、又はコンピュータ読み取り可能な記憶媒体から別のコンピュータ読み取り可能な記憶媒体へ伝送されてもよい。例えば、コンピュータ命令は、ウェブサイト、コンピュータ、サーバー、又はデータ・センターから、別のウェブサイト、コンピュータ、サーバー、又はデータ・センターへ、有線（例えば、同軸ケーブル、光ファイバ、又はデジタル加入者回線（Digital Subscriber Line，DSL））又は無線（例えば、赤外線、無線、又はマイクロ波）方式で伝送されることが可能である。コンピュータ読み取り可能な記憶媒体は、コンピュータによってアクセス可能な任意の利用可能な媒体、又は１つ以上の利用可能な媒体を統合するサーバー又はデータ・センターのようなデータ・ストレージ・デバイスであってもよい。利用可能な媒体は、磁気媒体（例えば、フロッピー・ディスク、ハード・ディスク、又は磁気テープ）、光媒体（例えば、ＤＶＤ）、半導体媒体（例えば、ソリッド・ステート・ドライブ（Solid State Disk，SSD））等であってもよい。
前述の説明は、本願の単なる具体的な実装に過ぎず、本願の保護範囲を限定するようには意図されていない。本願で開示された技術的範囲内で、当業者により容易に把握される如何なる変形又は置換も、本願の保護範囲に該当するものとする。従って、本願の保護範囲はクレームの保護範囲に従うものとする。

Claims (16)

  1. Ｎ個のキャパシタ・スイッチ網と、整流回路と、コントローラとを含むワイヤレス充電受信機回路であって、
    Ｎは１以上の整数であり、各々のキャパシタ・スイッチ網の第１端部は前記整流回路の第１入力端部に接続され、各々のキャパシタ・スイッチ網の第２端部は前記整流回路の第２入力端部に接続され、
    各々のキャパシタ・スイッチ網は、第１キャパシタと、第２キャパシタと、第１可制御スイッチ・デバイスと、第２可制御スイッチ・デバイスと、グランド点とを含み、前記グランド点の一方側に位置する前記第１キャパシタは前記第１可制御スイッチ・デバイスに直列に接続され、前記グランド点の他方側に位置する前記第２キャパシタは前記第２可制御スイッチ・デバイスに直列に接続され、且つ同じキャパシタ・スイッチ網の中で、前記第１キャパシタのキャパシタンス値は前記第２キャパシタのキャパシタンス値に等しく、
    前記コントローラはＮ個の出力端部を含み、前記Ｎ個の出力端部は前記Ｎ個のキャパシタ・スイッチ網に１対１に対応し、各々の出力端部は、対応するキャパシタ・スイッチ網における第１可制御スイッチ・デバイスの制御端部と、前記対応するキャパシタ・スイッチ網における第２可制御スイッチ・デバイスの制御端部とに接続されるように構成されており、
    前記コントローラは：
    前記整流回路の前記第１入力端部と前記第２入力端部との間の交流電圧の動作周波数を取得し、且つ
    前記動作周波数が第１周波数閾値より小さく、前記Ｎ個のキャパシタ・スイッチ網におけるものであって前記ワイヤレス充電受信機回路に接続されるキャパシタのキャパシタンス値が、プリセット・キャパシタンス閾値より小さい場合に、各々の出力端部で出力レベルを調整して、各々のキャパシタ・スイッチ網における前記第１可制御スイッチ・デバイスと前記第２可制御スイッチ・デバイスとがクローズ又はオープンにされるように制御し、前記Ｎ個のキャパシタ・スイッチ網におけるものであって前記ワイヤレス充電受信機回路に接続される前記キャパシタの前記キャパシタンス値を増加させ、又は
    前記動作周波数が第２周波数閾値より大きい場合に、各々の出力端部で出力レベルを調整して、各々のキャパシタ・スイッチ網における前記第１可制御スイッチ・デバイスと前記第２可制御スイッチ・デバイスとがクローズ又はオープンにされるように制御し、前記Ｎ個のキャパシタ・スイッチ網におけるものであって前記ワイヤレス充電受信機回路に接続されるキャパシタのキャパシタンス値を減少させるように構成されており、前記第１周波数閾値は前記第２周波数閾値以下である、ワイヤレス充電受信機回路。
  2. 前記コントローラは、更に、
    前記整流回路により出力される電圧と電流を取得し、前記電圧と前記電流に基づいて出力電力を取得し、
    前記動作周波数が前記第１周波数閾値以上であり且つ前記第２周波数閾値以下であり、前記キャパシタ・スイッチ網におけるものであって前記ワイヤレス充電受信機回路に接続される前記キャパシタの前記キャパシタンス値が、前記プリセット・キャパシタンス値より小さく、前記出力電力がプリセット電力閾値より小さい場合に、各々の出力端部で出力レベルを調整して、各々のキャパシタ・スイッチ網における前記第１可制御スイッチ・デバイスと前記第２可制御スイッチ・デバイスとがクローズ又はオープンにされるように制御し、前記Ｎ個のキャパシタ・スイッチ網におけるものであって前記ワイヤレス充電受信機回路に接続される前記キャパシタの前記キャパシタンス値を増加させるように構成されている、請求項１に記載のワイヤレス充電受信機回路。
  3. （ｉ＋１）番目のキャパシタ・スイッチ網における第１キャパシタのキャパシタンス値は、ｉ番目のキャパシタ・スイッチ網における第１キャパシタのキャパシタンス値のＫ倍であり、ｉは整数であり、１≦ｉ≦Ｎ−１及び１≦Ｋ≦１０である、請求項１又は２に記載のワイヤレス充電受信機回路。
  4. 前記回路は二次コイルと二次直列共振キャパシタとを更に含み、前記二次コイルの第１端部は前記二次直列共振キャパシタの第１端部に接続され、前記二次直列共振キャパシタの第２端部は、前記Ｎ個のキャパシタ・スイッチ網の第１端部と前記整流回路の前記第１入力端部とに接続され、前記二次コイルの第２端部は、前記Ｎ個のキャパシタ・スイッチ網の第２端部と前記整流回路の前記第２入力端部とに接続されている、請求項１−３のうちの何れか１項に記載のワイヤレス充電受信機回路。
  5. 第１フィルタ・キャパシタを更に含み、前記整流回路の第１出力端部は前記第１フィルタ・キャパシタの第１端部に接続され、前記整流回路の第２出力端部は前記第１フィルタ・キャパシタの第２端部に接続されている、請求項１−４のうちの何れか１項に記載のワイヤレス充電受信機回路。
  6. 直流／直流電圧ステップ・ダウン回路を更に含み、前記第１フィルタ・キャパシタの前記第１端部は前記直流／直流電圧ステップ・ダウン回路の第１入力端部に接続され、前記第１フィルタ・キャパシタの前記第２端部は前記直流／直流電圧ステップ・ダウン回路の第２入力端部に接続され、前記直流／直流電圧ステップ・ダウン回路の第１出力端部は負荷の第１端部に接続され、前記直流／直流電圧ステップ・ダウン回路の第２出力端部は前記負荷の第２端部に接続され、前記直流／直流電圧ステップ・ダウン回路は、前記第１フィルタ・キャパシタの前記２つの端部の間の電圧を減少させるように構成されている、請求項５に記載のワイヤレス充電受信機回路。
  7. 第１レジスタと第２レジスタとを更に含み、前記第１レジスタの第１端部は前記整流回路の前記第１出力端部に接続され、前記第１レジスタの第２端部は前記第２レジスタの第１端部に接続され、前記第２レジスタの第２端部は前記整流回路の前記第２出力端部に接続され、前記第２レジスタの前記第１端部は前記コントローラの第１入力端部に接続され、前記第１レジスタと前記第２レジスタとは前記整流回路により出力される前記電圧を測定するように構成されている、請求項１−６のうちの何れか１項に記載のワイヤレス充電受信機回路。
  8. 電流サンプリング装置を更に含み、前記電流サンプリング装置は、前記第１フィルタ・キャパシタと前記直流／直流電圧ステップ・ダウン回路との間の正の端部又はグランド端部に位置し、前記直流サンプリング装置は、前記コントローラの第２入力端部に接続され、且つ前記整流回路により出力される前記電流を測定するように構成されている、請求項６に記載のワイヤレス充電受信機回路。
  9. 第２フィルタ・キャパシタを更に含み、前記第２フィルタ・キャパシタの第１端部は、前記直流／直流電圧ステップ・ダウン回路の前記第１出力端部と前記負荷の前記第１端部との間に接続され、前記第２フィルタ・キャパシタの第２端部は、前記直流／直流電圧ステップ・ダウン回路の前記第２出力端部と前記負荷の前記第２端部との間に接続されている、請求項６に記載のワイヤレス充電受信機回路。
  10. 請求項１−９のうちの何れか１項に記載の前記回路に適用される制御方法であって、前記方法は、
    整流回路の第１入力端部と第２入力端部との間の交流電圧の動作周波数を取得するステップと、
    前記動作周波数が第１周波数閾値より小さく、Ｎ個のキャパシタ・スイッチ網におけるものであって前記ワイヤレス充電受信機回路に接続されるキャパシタのキャパシタンス値が、プリセット・キャパシタンス閾値より小さい場合に、各々の出力端部で出力レベルを調整して、各々のキャパシタ・スイッチ網における第１可制御スイッチ・デバイスと第２可制御スイッチ・デバイスとがクローズ又はオープンにされるように制御し、前記Ｎ個のキャパシタ・スイッチ網におけるものであって前記ワイヤレス充電受信機回路に接続される前記キャパシタの前記キャパシタンス値を増加させるステップ、又は
    前記動作周波数が第２周波数閾値より大きい場合に、各々の出力端部で出力レベルを調整して、各々のキャパシタ・スイッチ網における第１可制御スイッチ・デバイスと第２可制御スイッチ・デバイスとがクローズ又はオープンにされるように制御し、前記Ｎ個のキャパシタ・スイッチ網におけるものであって前記ワイヤレス充電受信機回路に接続されるキャパシタのキャパシタンス値を減少させるステップであって、前記第１周波数閾値は前記第２周波数閾値以下である、ステップとを含む方法。
  11. 前記方法は、更に、
    前記整流回路により出力される電圧と電流を取得し、前記電圧と前記電流に基づいて出力電力を取得するステップと、
    前記動作周波数が前記第１周波数閾値以上であり且つ前記第２周波数閾値以下であり、前記キャパシタ・スイッチ網におけるものであって前記ワイヤレス充電受信機回路に接続される前記キャパシタの前記キャパシタンス値が、前記プリセット・キャパシタンス値より小さく、前記出力電力がプリセット電力閾値より小さい場合に、各々の出力端部で出力レベルを調整して、各々のキャパシタ・スイッチ網における第１可制御スイッチ・デバイスと第２可制御スイッチ・デバイスとがクローズ又はオープンにされるように制御し、前記Ｎ個のキャパシタ・スイッチ網におけるものであって前記ワイヤレス充電受信機回路に接続される前記キャパシタの前記キャパシタンス値を増加させるステップと
    を含む請求項１０に記載の方法。
  12. 制御装置であって、
    整流回路の第１入力端部と第２入力端部との間の交流電圧の動作周波数を取得するように構成された取得ユニットと、
    前記動作周波数が第１周波数閾値より小さく、Ｎ個のキャパシタ・スイッチ網におけるものであってワイヤレス充電受信機回路に接続されるキャパシタのキャパシタンス値が、プリセット・キャパシタンス閾値より小さい場合に、各々の出力端部で出力レベルを調整して、各々のキャパシタ・スイッチ網における第１可制御スイッチ・デバイスと第２可制御スイッチ・デバイスとがクローズ又はオープンにされるように制御し、前記Ｎ個のキャパシタ・スイッチ網におけるものであって前記ワイヤレス充電受信機回路に接続される前記キャパシタの前記キャパシタンス値を増加させるように、又は
    前記動作周波数が第２周波数閾値より大きい場合に、各々の出力端部で出力レベルを調整して、各々のキャパシタ・スイッチ網における第１可制御スイッチ・デバイスと第２可制御スイッチ・デバイスとがクローズ又はオープンにされるように制御し、前記Ｎ個のキャパシタ・スイッチ網におけるものであって前記ワイヤレス充電受信機回路に接続されるキャパシタのキャパシタンス値を減少させるように構成された調整ユニットと
    を含む制御装置。
  13. 前記取得ユニットは、前記整流回路により出力される電圧と電流を取得し、前記電圧と前記電流に基づいて出力電力を取得するように更に構成されており、
    前記動作周波数が前記第１周波数閾値以上であり且つ前記第２周波数閾値以下であり、前記キャパシタ・スイッチ網におけるものであって前記ワイヤレス充電受信機回路に接続される前記キャパシタの前記キャパシタンス値が、前記プリセット・キャパシタンス値より小さく、前記出力電力がプリセット電力閾値より小さい場合に、前記調整ユニットは、各々の出力端部で出力レベルを調整して、各々のキャパシタ・スイッチ網における第１可制御スイッチ・デバイスと第２可制御スイッチ・デバイスとがクローズ又はオープンにされるように制御し、前記Ｎ個のキャパシタ・スイッチ網におけるものであって前記ワイヤレス充電受信機回路に接続される前記キャパシタの前記キャパシタンス値を増加させるように更に構成されている、請求項１２に記載の制御装置。
  14. 請求項１−９のうちの何れか１項に記載のワイヤレス充電受信機回路を含む端末デバイス。
  15. 記憶媒体であって、前記記憶媒体はコンピュータ・プログラムを記憶し、前記コンピュータ・プログラムは、請求項１０又は１１に記載の制御方法を実施するようにプロセッサにより実行される、記憶媒体。
  16. ワイヤレス充電送信機回路と請求項１−９のうちの何れか１項に記載の前記ワイヤレス充電受信機回路とを含むワイヤレス充電システムであって、前記ワイヤレス充電受信機回路と前記ワイヤレス充電送信機回路との間で磁気誘導によりエネルギが伝送される、ワイヤレス充電システム。

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