WO2021248953A1

WO2021248953A1 - 一种无线充电的接收端、方法及电子设备

Info

Publication number: WO2021248953A1
Application number: PCT/CN2021/080675
Authority: WO
Inventors: 肖辅荣; 舒为亮; 刘其堂; 范永滔; 刘彦丁
Original assignee: 华为技术有限公司
Priority date: 2020-06-08
Filing date: 2021-03-15
Publication date: 2021-12-16
Also published as: CN111817448B; EP4152562A4; CN111817448A; EP4152562A1; US20230103414A1

Abstract

一种无线充电的接收端、方法及电子设备，接收端用于利用发射端提供的能量对电池进行充电，包括：接收线圈、匹配电路（300）、整流电路（400）和控制器（500）；匹配电路（300）的输入端连接接收线圈，匹配电路（300）的输出端连接整流电路（400）的输入端；接收线圈，用于接收发射端发射的能量并输出交流电；匹配电路（300），用于将交流电进行匹配后输送给整流电路（400）的输入端；整流电路（400）包括可控开关管，整流电路（400）用于在控制器（500）的控制下将输入的交流电整流为直流电提供给充电控制电路（700）；控制器（500），用于在给电池充电的充电功率小于预设功率阈值时，控制可控开关管的开关状态，以降低整流电路（400）的输入阻抗。接收端可以在充电功率小于预设功率阈值时，提高充电效率。

Description

一种无线充电的接收端、方法及电子设备

本申请要求于2020年06月08日提交中国国家知识产权局、申请号为2020105119563、发明名称为“一种无线充电的接收端、方法及电子设备”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。

技术领域

本申请涉及无线充电技术领域，尤其涉及一种无线充电的接收端、方法及电子设备。

背景技术

目前，很多电子设备具有近场通信(NFC，Near Field Communication)功能，电子设备之间可以利用NFC功能进行无线充电，例如：手机可以利用NFC功能将自身电池的能量给手表的电池进行无线充电。

NFC无线充电系统包括发射端和接收端，发射端和接收端均配置有各自的匹配电路，匹配电路的参数是根据接收端以额定功率充电时设计的，目的是为了接收端以额定功率对电池充电时，匹配电路处于较优工作点，进而使接收端的充电效率较高。

但是，随着充电时间的增加，接收端的电池的电量越来越大，接收端不再以额定功率为电池充电，而是以低于额定功率的充电功率对电池充电。此时，匹配电路偏离较优工作点，从而导致接收端的充电效率较低。

申请内容

为了解决以上技术问题，本申请提供一种无线充电的接收端、方法及电子设备，能够提高无线充电的接收端的充电效率。

第一方面，提供了一种无线充电的接收端，该接收端用于利用发射端提供的能量对电池进行充电，接收端中的整流电路包括至少一个可控开关管；控制器在充电功率小于预设功率阈值时，通过控制可控开关管的开关状态来降低整流电路的输入阻抗，从而降低整流电路的输入阻抗变大对充电效率的影响。控制器在将整流电路的输入阻抗强制性降低，以适应变化的充电功率。因此，接收端可以在充电功率小于预设功率阈值时，提高充电效率。具体地，该接收端包括：接收线圈、匹配电路、整流电路和控制器；匹配电路的输入端连接接收线圈，匹配电路的输出端连接整流电路的输入端；接收线圈，用于接收发射端发射的能量并输出交流电；匹配电路，用于将交流电进行匹配后输送给整流电路的输入端；整流电路包括可控开关管，整流电路用于在控制器的控制下将输入的交流电整流为直流电提供给充电控制电路；控制器，用于在给电池充电的充电功率小于预设功率阈值时，控制可控开关管的开关状态，以降低整流电路的输入阻抗。充电功率较低时，整流电路的输入阻抗会变大，本方案通过控制可控开关管的开关状态强制性降低整流电路的输入阻抗，以抑制整流电流的输入阻抗变大对于充电效率的影响。因此，该接收端可以在充电功率小于预设功率阈值时，提高充电效率。

在第一方面的第一种可能的实现方式中，整流电路被旁路后，整流电路的输入端能量无法传递到直流母线。因此，控制器可以在充电功率小于预设功率阈值时，控制可控开关管在预设时间段内导通，以使整流电路被旁路，从而整流电路的输入电流在预设时间段内无法进入直流母线，整流电路的输出电压会降低，进而使整流电路的输入阻抗降低。

结合第一方面第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，控制器可以根据充电功率与预设功率阈值的差值获得预设时间段，预设时间段与差值成正比例关系，进而控制器可以通过预设时间段对整流电路的输入阻抗进行连续调节。

结合第一方面第一种或第二种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，整流电路包括至少一个二极管组成的至少一个桥臂，可控开关管并联在至少一个二极管的其中一个二极管的两端；控制器可以在充电功率小于预设功率阈值时，控制可控开关管导通，以实现对整流电路的旁路来降低整流电路的输入阻抗。

结合第一方面第三种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，整流电路为全桥整流电路，整流电路包括并联的第一桥臂和第二桥臂；第一桥臂的中点连接匹配电路的正输出端，第二桥臂的中点连接匹配电路的负输出端；可控开关管位于第一桥臂和第二桥臂中的至少一个桥臂。

结合第一方面第四种可能的实现方式，在第五种可能的实现方式中，整流电路包括：第一开关管；第一开关管位于第一桥臂或第二桥臂；由于第一开关管为高频开关管，控制器控制第一开关管导通后，不再控制第一开关管频繁导通或断开，降低第一开关管导通或断开时产生的损耗。因此，控制器可以在充电功率小于预设功率阈值时，控制第一开关管一直导通，降低第一开关管导通或断开时产生的损耗，进一步降低了整流电路产生的损耗。并且，电流流过高频开关管时产生的损耗比流过二极管时产生的损耗低，在充电功率小于预设功率阈值时，控制器控制第一开关管导通直至结束无线充电，因此，在后续充电功率小于预设功率阈值时，整流电路的输入电流经过第一开关管，进一步降低了整流电路产生的损耗。

结合第一方面第四种可能的实现方式，在第六种可能的实现方式中，整流电路包括以下两个可控开关管；第一开关管和第二开关管；第一开关管位于第一桥臂的下半桥臂；第二开关管位于第二桥臂的下半桥臂；由于充电功率和预设功率阈值的差值与预设时间段正相关，当差值越大时，预设时间段越大。控制器可以根据第一开关管的预设时间段和第二开关管的预设时间段来实现对整流电路的输入阻抗的连续调节。预设时间段越大时，整流电路的输入电压越小，当充电功率不变时，整流电路的输入阻抗越小。预设时间段越小时，整流电路的输入电压越大，当充电功率不变时，整流电路的输入阻抗越大。因此，控制器可以在充电功率小于预设功率阈值时，根据充电功率和预设功率阈值的差值获取预设时间段的大小来实现连续调节整流电路的输入阻抗，从而减少整流电路的输入阻抗对接收端的充电效率的影响。具体地，控制器可以在电池的充电功率小于预设功率阈值，且整流电路的输入电流为正时，控制第一开关管导通预设时间段；还用于在电池的充电功率小于预设功率阈值，且整流电路的输入电流为负时，控制第二开关管导通预设时间段。

结合第一方面第四种可能的实现方式，在第七种可能的实现方式中，整流电路为全桥整流电路且包括以下四个可控开关管；第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管；第一开关管位于第一桥臂的下半桥臂；第二开关管位于第二桥臂的下半桥臂；第三开关管位于第一桥臂的上半桥臂，第四开关管位于第二桥臂的上半桥臂；当整流电路的输入电流的极性为正时，控制器控制第二开关管导通，控制第四开关管断开，先控制第一开关管导通预设时间段后断开，延迟预设时间后，再控制第三开关管导通，当输入电流变为零时，控制第二开关管和第三开关管断开。此时，第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管均处于断开状态。当整流电路的输入电流的极性为负时，控制器控制第一开关管导通，控制第三开关管断开，先控制第二开关管导通预设时间段后断开，延迟预设时间后，再控制第四开关管导通，当输入电流变为零时，控制第一开关管和第四开关管断开。此时，第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管均处于断开状态。在充电功率小于预设功率阈值时，控制器可以根据充电功率和预设功率阈值的差值获取预设时间段的大小来实现连续调节整流电路的输入阻抗，从而减少整流电路的输入阻抗对接收端的充电效率的影响。

第二方面，提供了一种无线充电的控制方法，应用于无线充电的接收端，接收端用于利用发射端提供的能量对电池进行充电，在无线充电过程中，随着充电时间的增加，电池电量越来越大，接收端不再以额定功率给电池充电，而是以比额定功率小的充电功率给电池充电，电池的充电功率会变小，则整流电路的输出阻抗变大，由于整流电路的输入阻抗与输出阻抗正相关，则输入阻抗也会变大。而匹配电路的参数是根据接收端以额定功率给电池充电时设计的，电池的充电功率变小后，整流电路的输入阻抗变大，会使匹配电路偏离较优工作点。因此，在充电功率小于预设功率阈值时，需要控制可控开关管的开关状态来降低整流电路的输入阻抗。具体地，该接收端包括：接收线圈、匹配电路和整流电路；整流电路包括可控开关管；

该方法包括：

控制整流电路将输入的交流电整流为直流电提供给充电控制电路；

在给电池充电的充电功率小于预设功率阈值时，控制可控开关管的开关状态，以降低整流电路的输入阻抗。

采用本方案的无线充电的方法，在充电功率小于预设功率阈值时，通过调整可控开关管导通，以使整流电路被旁路，从而降低整流电路的输入阻抗，从而降低整流电路的输入阻抗变大对接收端的充电效率的影响。因此，接收端可以在充电功率小于预设功率阈值时，提高充电效率。

结合第二方面，在第一种可能的实现方式中，由于整流电路被旁路后，整流电路的输入端能量无法传递到直流母线。因此，可以在充电功率小于预设功率阈值时，控制可控开关管在预设时间段内导通，以使整流电路被旁路，从而整流电路的输入电流在预设时间段内无法进入直流母线，整流电路的输出电压会降低，进而使整流电路的输入阻抗降低。

结合第二方面第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，可以根据充电功率与预设功率阈值的差值获得预设时间段，预设时间段与差值成正比例关系，进而控制器可以通过预设时间段对整流电路的输入阻抗进行连续调节。

结合第二方面第一种或第二种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，整流电路包括至少一个二极管组成的至少一个桥臂，可控开关管并联在至少一个二极管的其中一个二极管的两端；在充电功率小于预设功率阈值时，控制可控开关管导通，以实现对整流电路的旁路来降低整流电路的输入阻抗。

结合第二方面第三种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，整流电路为全桥整流电路，整流电路包括并联的第一桥臂和第二桥臂；第一桥臂的中点连接匹配电路的正输出端，第二桥臂的中点连接匹配电路的负输出端；可控开关管位于第一桥臂和第二桥臂中的至少一个桥臂。

结合第二方面第四种可能的实现方式，在第五种可能的实现方式中，整流电路包括：第一开关管；第一开关管位于第一桥臂或第二桥臂；由于第一开关管为高频开关管，控制第一开关管导通后，不再控制第一开关管频繁导通或断开，降低第一开关管导通或断开时产生的损耗。因此，在充电功率小于预设功率阈值时，控制第一开关管一直导通，降低第一开关管导通或断开时产生的损耗，进一步降低了整流电路产生的损耗。并且，电流流过高频开关管时产生的损耗比流过二极管时产生的损耗低，在充电功率小于预设功率阈值时，控制第一开关管导通直至结束无线充电，因此，在后续充电功率小于预设功率阈值时，整流电路的输入电流经过第一开关管，进一步降低了整流电路产生的损耗。

结合第二方面第四种可能的实现方式，在第六种可能的实现方式中，整流电路包括以下两个可控开关管；第一开关管和第二开关管；第一开关管位于第一桥臂的下半桥臂；第二开关管位于第二桥臂的下半桥臂；由于充电功率和预设功率阈值的差值与预设时间段正相关，当差值越大时，预设时间段越大。根据第一开关管的预设时间段和第二开关管的预设时间段来实现对整流电路的输入阻抗的连续调节。预设时间段越大时，整流电路的输入电压越小，当充电功率不变时，整流电路的输入阻抗越小。预设时间段越小时，整流电路的输入电压越大，当充电功率不变时，整流电路的输入阻抗越大。因此，可以在充电功率小于预设功率阈值时，根据充电功率和预设功率阈值的差值获取预设时间段的大小来实现连续调节整流电路的输入阻抗，从而减少整流电路的输入阻抗对接收端的充电效率的影响。具体地，在电池的充电功率小于预设功率阈值，且整流电路的输入电流为正时，控制第一开关管导通预设时间段；在电池的充电功率小于预设功率阈值，且整流电路的输入电流为负时，控制第二开关管导通预设时间段。

结合第二方面第四种可能的实现方式，在第七种可能的实现方式中，整流电路为全桥整流电路且包括以下四个可控开关管；第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管；第一开关管位于第一桥臂的下半桥臂；第二开关管位于第二桥臂的下半桥臂；第三开关管位于第一桥臂的上半桥臂，第四开关管位于第二桥臂的上半桥臂；当整流电路的输入电流的极性为正时，控制第二开关管导通，控制第四开关管断开，先控制第一开关管导通预设时间段后断开，延迟预设时间后，再控制第三开关管导通，当输入电流变为零时，控制第二开关管和第三开关管断开。此时，第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管均处于断开状态。当整流电路的输入电流的极性为负时，控制第一开关管导通，控制第三开关管断开，先控制第二开关管导通预设时间段后断开，延迟预设时间后，再控制第四开关管导通，当输入电流变为零时，控制第一开关管和第四开关管断开。此时，第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管均处于断开状态。在充电功率小于预设功率阈值时，可以根据充电功率和预设功率阈值的差值获取预设时间段的大小来实现连续调节整流电路的输入阻抗，从而减少整流电路的输入阻抗对接收端的充电效率的影响。

第三方面，提供了一种电子设备，包括上述第一方面提供的接收端。

从以上技术方案可以看出，本申请至少具有以下优点：

由于接收端的匹配电路是按照充电时的额定功率进行设计，但是充电过程中，不可能一直以额定功率充电，因此，在充电功率小于预设功率阈值时，需要调整整流电路的输入阻抗，以适应变化的充电功率，提高充电效率。具体地，该接收端的整流电路包括至少一个可控开关管；控制器在电池的充电功率小于预设功率阈值时，通过控制可控开关管的开关状态来降低整流电路的输入阻抗。充电功率较低时，整流电路的输入阻抗会变大，本方案通过控制可控开关管的开关状态强制性降低整流电路的输入阻抗，以抑制整流电流的输入阻抗变大对于充电效率的影响。因此，该接收端可以在充电功率小于预设功率阈值时，提高充电效率。

附图说明

图1A为本申请提供的一种NFC无线充电系统的示意图；

图1B为本申请提供的另一种NFC无线充电系统的示意图；

图2为本申请提供的又一种NFC无线充电系统的示意图；

图3为本申请提供的一种NFC无线充电的接收端的示意图；

图4为本申请提供的一种接收端的工作流程图；

图5A为本申请提供的一种阻抗特性随充电功率变化的曲线图；

图5B为本申请提供的一种充电效率随充电功率变化的曲线图；

图6为本申请提供的又一种NFC无线充电的接收端的示意图；

图7为本申请提供的又一种接收端的工作流程图；

图8为本申请提供的另一种NFC无线充电的接收端的示意图；

图9为本申请提供的另一种接收端的工作流程图；

图10为本申请提供的一种可控开关管的工作时序图；

图11为本申请提供的再一种NFC无线充电的接收端的示意图；

图12为本申请提供的再一种接收端的工作流程图；

图13为本申请提供的另一种可控开关管的工作时序图；

图14为本申请提供的一种无线充电的方法流程图；

图15为本申请提供的又一种无线充电的方法流程图；

图16为本申请提供的另一种无线充电的方法流程图；

图17为本申请提供的再一种无线充电的方法流程图。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本申请实施例提供的技术方案，下面先介绍本申请的应用场景。

本申请不具体限定应用场景，可以为电子设备使用NFC无线充电的任何场景，电子设备可以为手机(mobile phone)、平板电脑(pad)、带无线收发功能的电脑、智能穿戴产品(例如，智能手表、智能手环、耳机等)、虚拟现实(VR，virtual reality)终端设备、增强现实(AR，augmented reality)终端设备等。例如，手机利用NFC功能将自身电池的能量给智能手表的电池进行无线充电。

本申请可以适用于具有NFC功能的电子设备，电子设备之间利用NFC功能进行NFC无线充电。

本申请不具体限定无线充电为NFC无线充电，也可以适用于其他有匹配电路的无线充电网络或其他有阻抗变换的无线充电网络，为了便于说明，下面以NFC无线充电为例，详细介绍本申请的技术方案。

参见图1A，该图为本申请提供的一种NFC无线充电系统的示意图。

NFC无线充电系统包括：NFC无线充电的发射端1000和NFC无线充电的接收端2000。

为了描述方便，以下NFC无线充电的发射端简称为发射端，NFC无线充电的接收端简称为接收端。

发射端1000，用于将发射端电池提供的能量传递给接收端2000。

接收端2000，用于将接收到的能量给接收端的电池进行充电。

例如，发射端1000为手机，接收端2000为智能手表，当智能手表进入到手机的NFC无线充电范围时，手机通过NFC无线充电的方式给智能手表无线充电。

参见图1B，该图为本申请提供的另一种NFC无线充电系统的示意图。

图1B展示了接收端2000与发射端1000接近时的侧视图。

本申请不限定接收端2000与发射端1000的接近方式。接近方式可以为接收端2000的一侧与发射端1000的一侧相互接近。

当智能手表与手机接近时，即可开始NFC无线充电交互认证，认证通过后，手机开始给智能手表进行无线充电。

手机给智能手表无线充电的初期，智能手表的电池电量较少，智能手表的电池的充电功率较大。

但是，随着充电时间的增加，智能手表的电池电量会越来越大，电池的充电功率会变小，整流电路的输出阻抗会变大，由于整流电路的输出阻抗与输入阻抗正相关，因此整流电路的输入阻抗也会变大。当匹配电路的参数是根据智能手表以额定功率充电设计时，随着充电功率的变小整流电路的输入阻抗会变大，由此匹配电路会偏离较优工作点，导致智能手表的充电效率降低。

为了解决上述技术问题，本申请提供了一种NFC无线充电的接收端。该接收端中的整流电路包括至少一个可控开关管；控制器在充电功率小于预设功率阈值时，通过控制可控开关管的开关状态来降低整流电路的输入阻抗，从而降低整流电路的输入阻抗变大对充电效率的影响。控制器在将整流电路的输入阻抗强制性降低，以适应变化的充电功率。因此，接收端可以在充电功率小于预设功率阈值时，提高充电效率。

为了便于理解，下面先介绍包括接收端和发射端的NFC无线充电系统的工作原理。

参见图2，该图为本申请提供的又一种NFC无线充电系统的示意图。

发射端包括：功率变换模块1002、DC/AC逆变模块1003、电磁干扰(EMI，Electromagnetic Interference)滤波器1004、发射匹配电路1005、发射线圈1006、NFC通信发射模块1007和发射控制模块1008。

功率变换模块1002的输入端与电池1001连接，功率变换模块1002的输出端与DC/AC逆变模块1003的输入端连接。

功率变换模块1002，用于从电池1001获取能量后升压变换或降压变换，给DC/AC逆变模块1003提供合适的输入电压。本申请不具体限定功率变换模块1002的形式，功率变换模块1002可以是独立的，功率变换模块1002也可以是与DC/AC逆变模块集成在一个芯片中。在一些场景中，也可以不需要功率变换模块1002升压变换或降压变换，DC/AC逆变模块1003的输入端直接与电池1001连接。

DC/AC逆变模块1003，用于将功率变换模块1002输入的直流电变换为预设频率的交流电，本领域技术人员可以根据实际需要选择预设频率的大小，预设频率可以为10MHz-20MHz中的任一数值，例如，预设频率可以为13.56MHz。

DC/AC逆变模块1003，还用于在NFC通信发射模块1007发射通信信号前，对通信信号调制。

NFC通信发射模块1007，用于发射调制后的通信信号，还用于对接收端发射的通信信号解调，以实现发射端与接收端之间的信息交互，例如充电电压、充电电流和电池温度等信息。本申请不具体限定NFC通信发射模块1007的形式，NFC通信发射模块1007可以是独立的，NFC通信发射模块1007也可以是与DC/AC逆变模块集成在一个芯片中。

EMI滤波器1004的输入端连接DC/AC逆变模块1003的输出端。

EMI滤波器，用于抑制DC/AC逆变模块1003输出的谐波信号，以减少谐波信号进入发射线圈1006后引起的信号干扰。

发射匹配电路1005的输入端连接EMI滤波器1004的输出端。

发射匹配电路1005，用于将接收端反射到发射端的阻抗进行变换处理，使DC/AC逆变模块1003的输出阻抗处于预设范围内，以确保DC/AC逆变模块1003的正常工作。

发射线圈1006与发射匹配电路1005的输出端连接。

发射线圈1006，用于将发射端提供的能量以磁感应的形式传递给接收端。

发射控制模块1008，用监控和控制发射端的工作状态，以确保发射端的正常工作。

接收端包括：充电控制电路2002、整流电路2003、EMI滤波器2004、接收匹配电路2005、接收线圈2006、NFC通信接收模块2007和接收控制模块2008。

接收线圈2006与接收匹配电路2005的输入端连接。

接收线圈2006，用于以磁感应的形式接收发射端传递的能量。

接收匹配电路2005的输出端与EMI滤波器2004的输入端连接。

接收匹配电路2005，用于对接收端的负载阻抗变换处理，使整流电路2003的输入阻抗处于预设范围内，以提高NFC无线充电系统的充电效率。

EMI滤波器2004的输出端与整理电路2003的输入端连接。

EMI滤波器2004，用于抑制整流电路2003产生的谐波信号，减少谐波信号进入接收线圈2006后引起的信号干扰。

整流电路2003的输出端与充电控制电路2002的输入端连接。

整流电路2003，用于将输入的交流电转换为直流电。整流电路2003包括可控开关管。整流电路2003在接收控制模块2008的控制下，改变整流电路的输入阻抗。在充电功率低于预设功率阈值时，将会导致整流电路2003的输入阻抗变大，进而匹配电路2005会偏离较优工作点，接收端的充电效率会降低。因此，在充电功率低于预设功率阈值时，需要降低整流电路2003的输入阻抗，以适应变化的充电功率。通过控制可控开关管的开关状态强制性降低整流电路的输入阻抗，以降低整流电路的输入阻抗变大对充电效率的影响。因此，接收端可以在充电功率小于预设功率阈值时，提高充电效率。

充电控制电路2002的输出端与电池2001连接。

充电控制电路2002，用于对电池充电，还用于控制电池的充电状态，确保NFC无线充电过程中的充电电压和充电电流等信息在电池2001的标定范围内。

NFC通信接收模块2007，用于对发射端发射的通信信号解调，以实现发射端与接收端之间的信息交互，例如充电电压、充电电流和电池温度等信息。

接收控制模块2008，用监控和控制接收端的工作状态，还用于根据NFC无线充电过程中电池的充电功率，控制可控开关管的开关状态来调整整流电路2003的输入阻抗。

结合以上介绍的是NFC无线充电系统的工作原理，下面具体介绍本申请提供的接收端。

接收端实施例一：

参见图3，该图为本申请提供的一种NFC无线充电的接收端的示意图。

接收端包括：接收线圈Lrx、匹配电路300、整流电路400和控制器500。

本申请不具体限定匹配电路300的拓扑结构，本领域技术人员可以根据实际需要，选择相应的匹配电路300的拓扑结构。图3中仅是匹配电路300的拓扑结构的一种举例。

匹配电路300的输入端连接接收线圈Lrx，匹配电路300的输出端连接整流电路400的输入端。为了抑制整流电路400产生的谐波信号，减少谐波信号进入接收线圈Lrx后引起的信号干扰，在匹配电路300与整流电路400之间串联EMI滤波器600。

匹配电路300包括第一电容C11s、第二电容C12s、第三电容C21s和第四电容C22s。

匹配电路300，用于将接收线圈Lrx输出的交流电进行匹配后输送给整流电路400的输入端。

本申请不具体限定EMI滤波器600的拓扑结构，本领域技术人员可以根据实际需要，选择相应的EMI滤波器600的拓扑结构，图3中仅是EMI滤波器600的拓扑结构的一种举例。

EMI滤波器600包括第四电容C01s、第五电容C02s、第一电感L01s和第二电感L02s。

C21s的第一端接地，C21s的第二端连接C11s的第一端，C11s的第二端连接C01s的第一端，C01s的第二端接地，L01s的第一端连接C01s的第一端，L01s的第二端连接整流电路400的正输入端。C22s的第一端接地，C22s的第二端连接C12s的第一端，C12s的第二端连接C02s的第一端，C02s的第二端接地，L02s的第一端连接C02s的第一端，L02s的第二端连接整流电路400的负输入端。

接收线圈Lrx与发射端的发射线圈通过磁场耦合的方式，接收发射端发射的能量并输出交流电。

整流电路400包括至少一个可控开关管。

整流电路400在控制器500的控制下将输入的交流电整流为直流电提供给充电控制电路700。

本申请不限定整流电路400的类型，例如，整流电路400可以包括四个可控开关管，也可以包括两个可控开关管，还可以包括一个可控开关管。

整流电路400的输出端并联有直流母线电容Cdc。

充电控制电路700的输入端连接整流电路400的输出端，充电控制电路700的输出端连接电池。

充电控制电路700可以为充电控制芯片，也可以为基础电气元件搭建的充电控制电路。充电控制电路700在控制器500的控制下给电池进行充电。

由于接收端的匹配电路300是按照接收端以额定功率给电池充电时设计的，但是充电过程中，接收端不会一直以额定功率给电池充电，随着充电时间的增加，接收端的电池电量会越来越大，电池的充电功率会变小，整流电路400的输出阻抗会变大，整流电路400的输出阻抗与输入阻抗正相关，整流电路400的输入阻抗也会变大。因此，在充电功率小于预设功率阈值时，需要调整整流电路的输入阻抗，以适应变化的充电功率，提高充电效率。在电池的充电功率小于预设功率阈值时，控制器500通过控制可控开关管的开关状态来降低整流电路400的输入阻抗。例如，控制器500通过控制至少一个可控开关管导通预设时间段，以使整流电路400被旁路，整流电路的输入端的能量无法传递到直流母线。整流电路的输入电流在预设时间段内无法进入直流母线，所以整流电路的输出电压会降低，进而使整流电路的输入阻抗降低。充电功率较低时，整流电路的输入阻抗会变大，本方案通过控制可控开关管导通预设时间段来强制性降低整流电路的输入阻抗，以抑制整流电路的输入阻抗变大对充电效率的影响，从而匹配电路300仍然工作在较优工作点。因此，该接收端可以在充电功率小于预设功率阈值时，提高充电效率。

本申请不具体限定充电功率的获取方式，充电功率可以通过检测电池电压和充电电流Ichg计算得到，即电池电压乘以充电电流Ichg，充电功率也可以通过检测整流电路400输出的直流母线电压Vdc和充电电流Ichg计算得到，即直流母线电压Vdc乘以充电电流Ichg，充电功率还可以直接从充电控制芯片获取，充电控制芯片可以直接提供电池的充电功率。

为了实现接收端与发射端之间的信息交互，接收端还包括NFC通讯电路800。

NFC通讯电路800，用于与发射端进行充电信息与控制信息的交互。例如，NFC通讯电路800接收发射端发送的控制信息，当控制信息指示结束充电时，则控制器500根据控制信息控制接收端结束充电。

为了便于理解，下面结合接收端的工作流程图详细介绍本申请的技术方案。

参见图4，该图为本申请提供的一种接收端的工作流程图。

接收端的工作流程包括：

S401：NFC无线充电交互认证。

发射端给接收端无线充电之前，需要先进行NFC无线充电交互认证，NFC无线充电交互认证完成后，再开始NFC无线充电。

结合图3，接收端通过NFC通讯电路800与发射端进行通讯，获取充电信息和控制信息，以进行NFC无线充电交互认证。

S402：开始NFC无线充电。

NFC无线充电初期，接收端的电池的电量较低，接收端以额定功率给电池充电。而接收端的匹配电路也是以接收端以额定功率给电池充电时设计的，当接收端以额定功率给电池充电时，接收端的匹配电路会处于较优工作点，接收端的充电效率较高。此时，控制器控制可控开关管断开，不改变整流电路的输入阻抗。

S403：获取实时的充电功率。

结合图3，开始NFC无线充电后，接收端不会一直以额定功率给电池充电，随着充电时间的增加，电池电量越来越大，充电功率也会发生变化。

当电池电量越大时，充电功率越小。当充电功率变小后会引起整流电路400的输入阻抗变大，从而匹配电路300会偏离较优工作点。因此，接收端需要获取电池的实时的充电功率，以确定匹配电路300是否偏离较优工作点，进而控制器500通过控制整流电路400中的可控开关管的开关状态来降低整流电路400的输入阻抗。例如，控制器500控制至少一个可控开关管导通预设时间段，以使整流电路400被旁路，能量无法通过整流电路400传递到直流母线。整流电路的输入电流在预设时间段内无法进入直流母线，所以整流电路的输出电压会降低，从而使整流电路的输入阻抗降低。

充电功率可以通过检测电池电压和充电电流Ichg计算得到，即电池电压乘以充电电流Ichg，充电功率也可以通过检测整流电路400输出的直流母线电压Vdc和充电电流Ichg计算得到，即直流母线电压Vdc乘以充电电流Ichg，充电功率还可以直接从充电控制芯片获取，充电控制芯片可以直接提供电池的充电功率。

S404：判断充电功率是否小于预设功率阈值；若是，则执行S405；若否，则执行S403。

接收端获取充电功率后，控制器将充电功率和预设功率阈值进行比较，以判断充电功率是否小于预设功率阈值。本领域技术人员可以根据实际需要，选择预设功率阈值的大小，预设功率阈值可以为额定充电功率的20％-40％之间的任一数值，例如，预设功率为额定功率的33％。

S405：调整可控开关管的开关状态。

结合图3，当充电功率小于预设功率阈值时，接收端的控制器500需要控制整流电路400中的可控开关管的开关状态来降低整流电路400的输入阻抗。

整流电路400的输出阻抗的计算公式如下：

其中，P _o为充电功率，V _dc为整流电路400的输出电压。由上述公式可知，整流电路400的输出电压V _dc近似不变时，若充电功率P _o变化，则整流电路400的输出阻抗R _L也会发生变化。随着接收端的电池电量越来越大，P _o会变小，V _dc近似不变时，则R _L变大。而整流电路400的输入阻抗R _rec与R _L正相关，当R _L变大时R _rec也会变大，从而使匹配电路300偏离较优工作点，接收端的充电效率会降低。

因此，在充电功率小于预设功率阈值时，控制器500需要调节整流电路400的R _rec，以适应变化的P _o，提高接收端的充电效率。控制器500通过控制可控开关管的开关状态来降低整流电路400的R _rec。在P _o变小时，控制器500通过控制可控开关管的开关状态强制性降低整流电路400的R _rec，以抑制R _rec变大对充电效率的影响。因此，接收端可以在充电功率小于预设功率阈值时，提高充电效率。

S406：判断是否结束NFC无线充电；若是，则执行S407。

结合图3，接收端的控制器500根据实时的充电信息和/或控制指令信息判断是否结束NFC无线充电。例如，当充电信息指示接收端的电池电量为满电量时，控制器500则结束NFC无线充电，或者，当控制指令信息指示结束NFC无线充电时，控制器500则结束NFC无线充电。其中，充电信息可以由充电控制电路700生成，控制指令信息可以通过NFC通讯电路800获取。

S407：结束NFC无线充电。

控制器判断结束NFC无线充电后，结束NFC无线充电。

以上介绍了接收端的工作流程，下面结合图5A介绍本申请中整流电路的输入阻抗随充电功率的变化。

参见图5A，该图为本申请提供的一种阻抗特性随充电功率变化的曲线图。

其中，单位C为充电功率的单位，例如：充电功率为额定功率时，充电功率为1C，电功率为额定功率的33％时，充电功率为0.33C。接收端等效回路阻抗Z _in＝(R _in+jX _in)，R _in为实部，X _in为虚部，虚部为正表示感性，虚部为负表示容性。虚线A为调整整流电路的输入阻抗后，R _in随充电功率的变化曲线，实线B为没有调整整流电路的输入阻抗时，R _in随充电功率的变化曲线，虚线C为调整整流电路的输入阻抗后，X _in随充电功率的变化曲线，实线D为没有调整整流电路的输入阻抗时，X _in随充电功率的变化曲线。

由图5A可知，当充电功率小于预设功率阈值(例如：0.33C)且没有调整整流电路的输入阻抗时，R _in变小，X _in的幅值变大。当R _in变小时，接收线圈的效率η _rxcoil＝(R _in-R _ac)/R _in变低。X _in的幅值变大时，发射线圈给接收线圈传输功率的功率因数变小，进而NFC无线充电系统的充电效率较低。而当充电功率小于预设功率阈值(例如：0.33C)且调低整流电路的输入阻抗后，R _in变大，则接收线圈的效率η _rxcoil变大。X _in的幅值变小，则发射线圈给接收线圈传输功率的功率因数变大，因此，调整整流电路的输入阻抗后，可以提高接收端的充电效率。

图5A中介绍的是本申请中整流电路的输入阻抗随充电功率的变化，下面结合图5B说明本申请中接收端充电效率随充电功率的变化。

参见图5B，该图为本申请提供的一种充电效率随充电功率变化的曲线图。

其中，虚线E为调整整流电路的输入阻抗后，接收线圈的效率η _rxcoil随充电功率的变化曲线，实线F为没有调整整流电路的输入阻抗时，接收线圈的效率η _rxcoil随充电功率的变化曲线，虚线G为调整整流电路的输入阻抗后，接收端的充电效率随充电功率的变化曲线，实线H为没有调整整流电路的输入阻抗时，接收端的充电效率随充电功率的变化曲线。

由图5B可知，当充电功率小于预设功率阈值(例如：0.33C)时，与没有调整整流电路的输入阻抗的情况相比，调整整流电路的输入阻抗后，η _rxcoil和接收端的充电效率均较高。

在本申请中，随着充电时间的增加，电池电量越来越大，接收端不再以额定功率给电池充电，而是以比额定功率小的充电功率给电池充电，电池的充电功率会变小，则整流电路的输出阻抗变大，由于整流电路的输入阻抗与输出阻抗正相关，则输入阻抗也会变大。而匹配电路的参数是根据接收端以额定功率给电池充电时设计的，电池的充电功率变小后，整流电路的输入阻抗变大，会使匹配电路偏离较优工作点。因此，在充电功率小于预设功率阈值时，控制器需要调整整流电路的输入阻抗，以适应变化的充电功率，提高充电效率。具体地，接收端的控制器通过控制可控开关管导通预设时间段，以使整流电路被旁路，来降低整流电路的输入阻抗。充电功率较低时，接收端的控制器通过控制可控开关管导通来强制性降低整流电路的输入阻抗，以抑制整流电路的输入阻抗变大对充电效率的影响。因此，接收端在充电功率小于预设功率阈值时，将整流电路的输入阻抗调低后，匹配电路仍然工作在较优工作点。进而接收端可以在充电功率小于预设功率阈值时，提高充电效率。

本申请不限定整流电路的具体形式，整流电路可以包括一个桥臂，也可以包括两个桥臂，每个桥臂包括至少一个二极管，可控开关管并联在至少一个二极管的其中一个二极管的两端，为了方便说明，下面以整流电路为包括两个桥臂的全桥整流电路为例进行详细介绍。

本申请不限定整流电路中可控开关管的个数，可控开关管可以为一个，也可以为多个。下面在接收端实施例二中以可控开关管的个数为一个为例进行详细介绍。

接收端实施例二：

参见图6，该图为本申请提供的又一种NFC无线充电的接收端的示意图。

该接收端的整流电路400包括并联的第一桥臂和第二桥臂，第一桥臂的中点连接匹配电路300的正输入端，第二桥臂的中点连接匹配电路300的负输入端。整流电路400包括可控开关管。

本申请不限定可控开关管的具体位置，可控开关管可以位于第一桥臂，可控开关管也可以位于第二桥臂，为了方便说明，以下以可控开关管位于第一桥臂为例，进行介绍。

第一桥臂包括第一二极管D2和第三二极管D1，第二桥臂包括第二二极管D4和第四二极管D3，可控开关管为第一开关管S2。

D2的正极连接D1的负极，D2的正极连接匹配电路300的正输入端，D2的负极连接D4的负极，D4的正极连接D3的负极，D4的正极连接匹配电路300的负输入端，D3的正极连接D1的正极。S2并联在D2两端。此外，S2也可以并联在D1两端，为了使可控开关管更容易被驱动，以下以S2并联在D2两端为例进行介绍。

充电功率小于预设功率阈值时，整流电路400的输入阻抗会变大，匹配电路300偏离较优工作点，因此，控制器通过控制S2的开关状态来降低整流电路400的输入阻抗，使匹配电路300工作在较优工作点，接收端在充电功率小于预设功率阈值时，提高充电效率。

Gs2为S2的脉冲控制信号，Gs2为高电平时，S2导通，Gs2为低电平时，S2断开。在充电功率小于预设功率阈值时，控制器500控制S2一直导通，以降低整流电路400的输入阻抗。例如，控制器500通过控制Gs2为高电平来控制S2导通。后续结合接收端的工作流程图，详细介绍控制器500降低整流电路的输入阻抗，以提高接收端的充电效率。

参见图7，该图为本申请提供的又一种接收端的工作流程图。

其中，S701-S704与S401-S404相类似，S706-S707与S406-S407相类似，具体内容参见接收端实施例一及图4，此处不再赘述。以下介绍的是与接收端实施例一中不同之处。

S705：调整第一开关管的开关状态。

结合图6，当充电功率小于预设功率阈值时，接收端的控制器500需要控制整流电路400中的可控开关管的开关状态来降低整流电路400的输入阻抗。

NFC无线充电过程中，充电功率大于预设功率阈值时，控制器500控制S2的断开，整流电路400为全桥整流电路。此时整流电路400的输入阻抗的计算公式为：

其中，V _dc为直流母线电容Cdc两端的电压，I _chg为充电电流，R _rec为整流电路的输入阻抗。

充电功率小于预设功率阈值时，控制器500控制S2导通，整流电路为半波整流电路。此时整流电路400的输入阻抗的计算公式为：

由上述S2导通时与S2断开时的整流电路400的输入阻抗的计算公式可知，S2的开关状态不同时，整流电路400的输入阻抗相差四倍。因此，控制器500可以通过控制S2的开关状态来调整整流电路400的输入阻抗。

充电功率小于预设功率阈值时，整流电路400的输入阻抗会变大，匹配电路300偏离较优工作点。控制器500控制S2导通，将整流电路400调整为半波整流电路，使整流电路400的输入阻抗变小，以抑制整流电路400的输入阻抗变大给充电效率带来的影响。在充电功率小于预设功率阈值时，控制器500将整流电路400的输入阻抗降低后，使匹配电路300仍然工作较优工作点。因此，接收端可以在充电功率小于预设功率阈值时，提高充电效率。

此外，充电功率小于预设功率阈值时，控制器500控制S2一直导通。控制器500通过控制S2导通，将整流电路400调整为半波整流电路，使整流电路400的输入阻抗降低。整流电路的输入电流的正半周期时，输入电流由整流电路400的正输入端流入，依次经过S2和D4，从D4的正极流出，以使整流电路400被旁路，输入电流不进入直流母线。输入电流的负半周期时，输入电流由整流电路400的负输入端流入，依次经过D3、Cdc和S2，从S2流出。电流经过Cdc后，将能量传递给充电控制电路700。

在充电功率小于预设功率阈值时，控制器500控制S2导通直至结束NFC无线充电。由于S2为高频开关管，控制器500控制S2导通后，不再控制S2频繁导通或断开，降低S2导通或断开时产生的损耗。因此，控制器500可以在充电功率小于预设功率阈值时，控制S2一直导通，降低S2导通或断开时产生的损耗，进一步降低了整流电路400产生的损耗。

并且，电流流过高频开关管时产生的损耗比流过二极管时产生的损耗低，在充电功率小于预设功率阈值时，控制器控制S2导通直至结束NFC无线充电，因此，在后续充电功率小于预设功率阈值时，整流电路的输入电流经过S2，进一步降低了整流电路产生的损耗。

以上实施例介绍的可控开关管个数为一个，下面在接收端实施例三中以可控开关管的个数为两个为例进行详细介绍。

接收端实施例三：

参见图8，该图为本申请提供的另一种NFC无线充电的接收端的示意图。

该接收端的整流电路400包括并联的第一桥臂和第二桥臂。第一桥臂的中点连接匹配电路300的正输入端，第二桥臂的中点连接匹配电路300的负输入端。

整流电路400包括以下两个可控开关管，第一开关管S2和第二开关管S4。

本申请不限定S2和S4的具体位置，S2可以位于第一桥臂的上半桥臂，S4可以位于第二桥臂的上半桥臂；S2可以位于第一桥臂的下半桥臂，S4可以位于第二桥臂的下半桥臂。为了方便说明，以下以S2位于第一桥臂的下半桥臂，S4位于第二桥臂的下半桥臂为例，进行介绍。

第一桥臂的下半桥臂为第一二极管D2，S2并联在D2两端，第二桥臂的下半桥臂为第二二极管D4，S4并联在D4两端。

S2位于第一桥臂的下半桥臂，S4位于第二桥臂的下半桥臂时，S2和S4更容易被驱动。

充电功率小于预设功率阈值时，整流电路400的输入阻抗会变大，匹配电路300 偏离较优工作点，因此，控制器500通过控制S2的开关状态和S4的开关状态来降低整流电路400的输入阻抗，使匹配电路300工作在较优工作点，接收端在充电功率小于预设功率阈值时，提高充电效率。

图8中，Gs2为S2的脉冲控制信号，Gs4为S4的脉冲控制信号。控制器500通过控制Gs2为高电平来控制S2导通，通过控制Gs2为低电平来控制S2断开。同理，控制器500也可以通过控制Gs4来控制S4的导通与断开。

在充电功率小于预设功率阈值，控制器500在整流电路400的输入电流为正时，通过控制Gs2为高电平来控制S2导通预设时间段；控制器500在整流电路400的输入电流为负时，通过控制Gs4为高电平来控制S4导通预设时间段，在S2或S4导通时，整流电路400被旁路，从而降低整流电路的输入阻抗。

充电功率与预设功率阈值的差值与预设时间段正相关，充电功率与预设功率阈值的差值越大，则预设时间段越长。因此，控制器500根据充电功率与预设功率阈值的差值获取预设时间段。预设时间段的具体计算公式可以通过离线测试拟合得到。

参见图9，该图为本申请提供的另一种接收端的工作流程图。

其中，S901-S904与S401-S404相类似，S907-S908与S406-S407相类似，具体内容参见接收端实施例一及图4，此处不再赘述。以下介绍的是与接收端实施例一中不同之处。

S905：根据充电功率与预设功率阈值的差值获取预设时间段。

通过S903获取实时的充电功率后，控制器根据充电功率与预设功率阈值的差值获取预设时间段t _on。t _on的具体计算公式可以通过离线测试拟合得到。差值越小，t _on越小；差值越大，则t _on越大。为了避免整流电路的输入电流I _rec为正时出现负电流，造成额外的损耗，t _on需要小于上限值t _onmax，不申请不具体限定上限值t _onmax的具体值，本领域技术人员可以根据实际需要选择任意符合条件的值，例如：t _onmax为整流电路的输入电流I _rec为正时对应的时段的三分之一。

S906：根据整流电路的输入电流的极性和预设时间段，调整第一开关管的开关状态和第二开关管的开关状态。

结合图8，第一开关管S2和第二开关管S4断开时，整流电路的输入电流的极性不同时，电流流过整流电路的路径不同。当输入电流为正时，输入电流依次流过第三二极管D1、直流母线电容Cdc和第二二极管D4，从D4的正极流出。当输入电流为负时，输入电流依次流过第四二极管D3、直流母线电容Cdc和第一二极管D2，从D2的正极流出。因此，控制器500可以通过检测整流电路400的输入电流的极性来控制S2的开关状态和S4的开关状态，以降低整流电路400的输入阻抗。

具体地，在充电功率小于预设功率阈值时，整流电路400的输入阻抗会变大。因此，控制器500需要在输入电流为正时，控制S2导通t _on来改变输入电流的路径，在t _on时间内，输入电流由整流电路400的正输入端流入，依次经过S2和D4后，从D4的正极流出，以使整流电路400被旁路，输入电流不进入直流母线。控制器500需要在输入电流为负时，控制S4导通t _on来改变输入电流的路径，在t _on时间内，输入电流由整流电路的负输入端流入，依次经过S4和D2后，从D2的正极流出，以使整流电路400被旁路，输入电流不进入直流母线。控制器500可以通过调节S2和S4导通的t _on大小来调节整流电路400的输入阻抗。

参见图10，该图为本申请提供的一种可控开关管的工作时序图。

其中，Gs2为第一开关管的脉冲控制信号，Gs4为第二开关管的脉冲控制信号，Gs2为高电平时，第一开关管导通，Gs2为低电平时，第一开关管断开，控制器可以通过控制Gs2来控制第一开关管的导通与断开，同理，控制器也可以通过控制Gs4来控制第二开关管的导通与断开。I _rec为整流电路的输入电流。

当整流电路的输入电流I _rec的极性为正时，控制器控制第一开关管导通t _on，然后控制第一开关管断开。

当整流电路的输入电流I _rec的极性为负时，控制器控制第二开关管导通t _on，然后控制第二开关管断开。

充电功率和预设功率阈值的差值与t _on正相关，当差值越大时，t _on越大。控制器可以根据第一开关管的t _on和第二开关管的t _on来实现对整流电路的输入阻抗的连续调节。t _on越大时，整流电路的输入电压越小，当充电功率不变时，整流电路的输入阻抗越小。t _on越小时，整流电路的输入电压越大，当充电功率不变时，整流电路的输入阻抗越大。因此，控制器可以在充电功率小于预设功率阈值时，根据充电功率和预设功率阈值的差值获取t _on的大小来实现连续调节整流电路的输入阻抗，从而减少整流电路的输入阻抗对接收端的充电效率的影响。因此，匹配电路仍然处于较优工作点，接收端可以在充电功率小于预设功率阈值时，提高充电效率。

此外，控制器不仅在充电功率小于预设功率阈值时，通过控制第一开关管的开关状态和第二开关管的开关状态来降低整流电路的输入阻抗；也可以在充电功率大于预设功率阈值时，通过控制第一开关管的开关状态和第二开关管的开关状态来降低整流电路的输入阻抗，以适应充电功率的变化，从而可以改善充电功率大于预设功率阈值时接收端的充电效率。因此，匹配电路始终处于较优工作点，接收端可以在NFC无线充电的整个过程中，提高充电效率。

以上实施例介绍的可控开关管个数为一个或两个，下面在接收端实施例四中以可控开关管的个数为四个为例进行详细介绍。

接收端实施例四：

参见图11，该图为本申请提供的再一种NFC无线充电的接收端的示意图。

整流电路400包括以下四个可控开关管，第一开关管S2、第二开关管S4、第三开关管S1和第四开关管S3。S2位于第一桥臂的下半桥臂，S4位于第二桥臂的下半桥臂，S1位于第一桥臂的上半桥臂，S3位于第二桥臂的上半桥臂。

具体的，第一桥臂的下半桥臂为第一二极管D2，S2并联在D2两端。第二桥臂的下半桥臂为第二二极管D4，S4并联在D4两端。第一桥臂的上半桥臂为第三极管D1，S1并联在D1两端。第二桥臂的上半桥臂为第四二极管D3，S3并联在D3两端。

充电功率小于预设功率阈值时，整流电路400的输入阻抗会变大，匹配电路300偏离较优工作点，因此，控制器500通过控制S1的开关状态、S2的开关状态、S3的开关状态和S4的开关状态来降低整流电路400的输入阻抗，使匹配电路300工作在较优工作点，接收端在充电功率小于预设功率阈值时，提高充电效率。

图11中，Gs1为S1的脉冲控制信号，Gs2为S2的脉冲控制信号，Gs3为S3的脉冲控制信号，Gs4为S4的脉冲控制信号。控制器500通过控制Gs1为高电平来控制S1导通，Gs1为低电平来控制S1断开。同理，控制器500也可以通过控制Gs2来控制S2的导通与断开，通过控制Gs3来控制S3的导通与断开，通过控制Gs4来控制S4的导通与断开。

在充电功率小于预设功率阈值时，控制器500在整流电路400的输入电流为正时：控制S4导通，S3断开；先控制S2导通预设时间段，然后再控制S1直至整流电路400的输入电流过零。

控制器500在整流电路400的输入电流为负时：控制S1断开，S2导通；先控制S4导通预设时间段，然后再控制S3直至整流电路400的输入电流过零。

参见图12，该图为本申请提供的再一种接收端的工作流程图。

其中，S1201-S1205与S901-S905相类似，S1207-S1208与S907-S908相类似，具体内容参见接收端实施例三及图9，此处不再赘述。以下介绍的是与接收端实施例三中不同之处。

S1206：根据整流电路的输入电流的极性和预设时间段，调整第一开关管的开关状态、第二开关管的开关状态、第三开关管的开关状态和第四开关管的开关状态。

结合图11，第一开关管S2、第二开关管S4、第三开关管S1和第四开关管S3均断开时，整流电路的输入电流的极性不同时，输入电流流过整流电路的路径不同。当输入电流为正时，输入电流由整流电路的正输入端流入，依次流过第三二极管D1、直流母线电容Cdc和第二二极管D4，从D4的正极流出。当输入电流为负时，输入电流由整流电路的负输入端流入依次流过第四二极管D3、直流母线电容Cdc和第一二极管D2，从D2的正极流出。因此，控制器500可以通过检测整流电路400的输入电流的极性来控制S1的开关状态、S2的开关状态、S3的开关状态和S4的开关状态，以降低整流电路400的输入阻抗。

在充电功率小于预设功率阈值时，整流电路400的输入阻抗会变大。因此，控制器500需要在输入电流为正时：控制S4导通，S3断开；先控制S2导通预设时间段，然后再控制S1导通直至整流电路的输入电流过零。控制器500可以通过控制S1的开关状态、S2的开关状态、S3的开关状态和S4的开关状态，来改变输入电流的路径，在预设时间段内，电流依次经过S2和S4，从S4流出，以使整流电路400被旁路，电流不进入直流母线。

控制器500需要在输入电流为负时：控制S2导通，S1断开；先控制S4导通预设时间段，然后再控制S3导通直至整流电路的输入电流过零。控制器500可以通过控制S1的开关状态、S2的开关状态、S3的开关状态和S4的开关状态，来改变输入电流的路径，在预设时间段内，输入电流依次经过S4和S2，从S2流出，以使整流电路400被旁路，输入电流不进入直流母线。

整流电路的输入电流在预设时间段内无法进入直流母线，所以整流电路的输出电压会降低，进而使整流电路的输入阻抗降低。

进而，控制器500可以通过调节S2和S4导通的t _on大小来调节整流电路400的输入阻抗。

参见图13，该图为本申请提供的另一种可控开关管的工作时序图。

其中，Gs1为第三开关管的脉冲控制信号，Gs2为第一开关管的脉冲控制信号，Gs3为第四开关管的脉冲控制信号，Gs4为第二开关管的脉冲控制信号，Gs1为高电平时，第三开关管导通，Gs1为低电平时，第三开关管断开，控制器可以通过控制Gs1来控制第三开关管的导通与断开，同理，控制器也可以通过控制Gs2来控制第一开关管的导通与断开，Gs3来控制第四开关管的导通与断开，Gs4来控制第二开关管的导通与断开。I _rec为整流电路的输入电流。

当整流电路的输入电流I _rec的极性为正时，控制器控制第二开关管导通，控制第四开关管断开，先控制第一开关管导通预设时间段t _on后断开，延迟预设时间后，再控制第三开关管导通，当I _rec变为零时，控制第二开关管和第三开关管断开。此时，第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管均处于断开状态。

当整流电路的输入电流I _rec的极性为负时，控制器控制第一开关管导通，控制第三开关管断开，先控制第二开关管导通t _on后断开，延迟预设时间后，再控制第四开关管导通，当I _rec变为零时，控制第一开关管和第四开关管断开。此时，第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管均处于断开状态。

控制器控制可控开关管断开时，可能会存在可控开关管不完全断开的情况，会使整流电路的输入端短路。因此，控制器在控制第二开关管断开后，需要先延迟预设时间，再控制第四可控开关管导通。

控制器可以根据第一开关管的t _on和第二开关管的t _on来实现对整流电路的输入阻抗的连续调节。t _on越大时，整流电路的输入电压越小，当充电功率不变时，整流电路的输入阻抗越小。t _on越小时，整流电路的输入电压越大，当充电功率不变时，整流电路的输入阻抗越大。因此，在充电功率小于预设功率阈值时，控制器可以根据充电功率和预设功率阈值的差值获取t _on的大小来实现连续调节整流电路的输入阻抗，从而减少整流电路的输入阻抗对接收端的充电效率的影响。因此，匹配电路仍然处于较优工作点，接收端可以在充电功率小于预设功率阈值时，提高充电效率。

控制器不仅在充电功率小于预设功率阈值时，通过控制第一开关管的开关状态、第二开关管的开关状态、第三开关管的开关状态和第四开关管的开关状态来降低整流电路的输入阻抗；也可以在充电功率大于预设功率阈值时，通过控制第一开关管的开关状态、第二开关管的开关状态、第三开关管的开关状态和第四开关管的开关状态来降低整流电路的输入阻抗，以适应充电功率的变化，从而可以改善充电功率大于预设功率阈值时接收端的充电效率。因此，接收端可以在NFC无线充电的整个过程中，提高充电效率。

此外，结合图11，在整流电路400中，可以利用S1代替D1，S2代替D2，S3代替D3和S4代替D4，控制器500控制S1、S2、S3和S4的开关状态，实现将交流电转换为直流电的目的；控制器500直接通过控制S1、S2、S3和S4的开关状态来降低整流电路400的输入阻抗。

基于以上各实施例提供的接收端，本申请实施例还提供一种无线充电的方法，本申请不具体限定为NFC无线充电，为了便于说明，以NFC无线充电为例进行介绍本申请的技术方案。

方法实施例一：

本申请实施例还提供一种无线充电的方法，下面结合附图进行详细介绍。

参见图14，该图为本申请提供的一种无线充电的方法流程图。

本实施例提供的无线充电的方法，应用于NFC无线充电的接收端，接收端利用发射端提供的能量对电池进行充电，接收端包括接收线圈、匹配电路和整理电路；整流电路包括至少一个可控开关管；接收端可以参见图3所示的接收端，此处不再赘述。

该方法包括：

S1401：控制整流电路将输入的交流电整流为直流电提供给充电控制电路。

在NFC无线充电的过程中，接收端的接收线圈接收到发射端发射的能量后，会输出交流电。因此，整理电路需要将交流电整流为直流电提供给充电控制电路，以便充电控制电路给电池充电。NFC无线充电的具体过程可以参见接收端实施例一及图4，此处不再赘述。

S1402：在电池的充电功率小于预设功率阈值时，控制可控开关管的开关状态，以降低整流电路的输入阻抗。

在NFC无线充电过程中，随着充电时间的增加，电池电量越来越大，接收端不再以额定功率给电池充电，而是以比额定功率小的充电功率给电池充电，电池的充电功率会变小，则整流电路的输出阻抗变大，由于整流电路的输入阻抗与输出阻抗正相关，则输入阻抗也会变大。而匹配电路的参数是根据接收端以额定功率给电池充电时设计的，电池的充电功率变小后，整流电路的输入阻抗变大，会使匹配电路偏离较优工作点。因此，在充电功率小于预设功率阈值时，需要控制可控开关管的开关状态来降低整流电路的输入阻抗。具体控制方法可以参见本申请接收端实施例一以及图3-图4，此处不再赘述。

采用本方案的NFC无线充电的方法，在充电功率小于预设功率阈值时，通过调整可控开关管导通，以使整流电路被旁路，从而降低整流电路的输入阻抗，从而降低整流电路的输入阻抗变大对接收端的充电效率的影响。因此，接收端可以在充电功率小于预设功率阈值时，提高充电效率。

方法实施例二：

参见图15，该图为本申请提供的又一种无线充电的方法流程图。

本实施例提供的无线充电的方法，应用于NFC无线充电的接收端，接收端利用发射端提供的能量对电池进行充电，接收端包括接收线圈、匹配电路和整理电路；整流电路包括第一开关管；接收端可以参见图6所示的接收端，此处不再赘述。

该方法包括：

S1501：控制整流电路将输入的交流电整流为直流电提供给充电控制电路。

在NFC无线充电的过程中，接收端的接收线圈接收到发射端发射的能量后，会输出交流电。因此，整理电路需要将交流电整流为直流电提供给充电控制电路，以便充电控制电路给电池充电。NFC无线充电的具体过程可以参见接收端实施例二及图7，此处不再赘述。

S1502：在电池的充电功率小于预设功率阈值时，控制第一开关管一直导通，以降低整流电路的输入阻抗。

由S1402可知，在充电功率小于预设功率阈值时，可以通过控制可控开关管的开关状态，降低整流电路的输入阻抗。而整流电路包括第一开关管时，在充电功率小于预设功率阈值时，控制第一开关管一直导通直至结束NFC无线充电，以降低整流电路的输入阻抗。控制第一开关管的具体过程可以参见接收端实施例二及图6-图7，此处不再赘述。

此外，第一开关管为高频开关管，控制第一开关管导通直至结束NFC无线充电，不再控制第一开关管频繁导通与断开，可以降低第一开关管导通或断开时产生的损耗。因此，控制第一开关管一直导通直至结束NFC无线充电，进一步降低整流电路产生的损耗。

结合图7，电流流过高频开关管时产生的损耗比流过二极管时产生的损耗低，在充电功率小于预设功率阈值时，控制第一开关管S2导通直至结束NFC无线充电，因此，在后续的NFC无线充电过程中，电流经过第一开关管S2，进一步降低整流电路400产生的损耗。

方法实施例三：

参见图16，该图为本申请提供的另一种无线充电的方法流程图。

本实施例提供的无线充电的方法，应用于NFC无线充电的接收端，接收端利用发射端提供的能量对电池进行充电，接收端包括接收线圈、匹配电路和整理电路；整流电路包括第一开关管和第二开关管；接收端可以参见图8所示的接收端，此处不再赘述。

该方法包括：

S1601：控制整流电路将输入的交流电整流为直流电提供给充电控制电路。

在NFC无线充电的过程中，接收端的接收线圈接收到发射端发射的能量后，会输出交流电。因此，整理电路需要将交流电整流为直流电提供给充电控制电路，以便充电控制电路给电池充电。NFC无线充电的具体过程可以参见接收端实施例三及图9，此处不再赘述。

S1602：在电池的充电功率小于预设功率阈值，且整流电路的输入电流为正时，控制第一开关管导通预设时间段；在电池的充电功率小于预设功率阈值，且整流电路的输入电流为负时，控制第二开关管导通预设时间段。

整流电路的输入电流的极性不同时，电流流过整流电路的路径不同。因此，需要先获取整流电路的输入电流的极性，然后根据整流电路的输入电流的极性，控制第一开关管的开关状态和第二开关管的开关状态来降低整流电路的输入阻抗。

在充电功率小于预设功率阈值时，若整流电路的输入电流为正，则控制第一开关管导通预设时间段；若整流电路的输入电流为负，则控制第二开关管导通预设时间段。其中，预设时间段是根据充电功率和预设功率阈值的差值获取，预设时间段与差值正相关。控制第一开关管和第二开关管的具体过程可以参见接收端实施例三及图9-图10，此处不再赘述。

采用本方案的NFC无线充电的方法，在充电功率小于预设功率阈值时，可以通过控制第一开关管导通预设时间段和第二开关管导通预设时间段来实现对整流电路的输入阻抗的连续调节。预设时间段越大时，整流电路的输入电压越小，当充电功率不变时，整流电路的输入阻抗变小。因此，可以在充电功率小于预设功率阈值时，根据充电功率和预设功率阈值的差值获取预设时间段，通过控制第一开关管导通预设时间段和第二开关管导通预设时间段，来实现连续调节整流电路的输入阻抗，从而减少整流电路的输入阻抗对接收端的充电效率的影响。因此，在采用本方案的NFC无线充电方法后，接收端可以在充电功率小于预设功率阈值时，提高接收端的充电效率。

此外，在充电功率大于预设功率阈值时，也可以通过控制第一开关管的开关状态和第二开关管的开关状态来降低整流电路的输入阻抗，从而可以改善充电功率大于预设功率阈值时接收端的充电效率。因此，接收端可以在NFC无线充电的整个过程中，提高充电效率。

方法实施例四：

参见图17，该图为本申请提供的再一种无线充电的方法流程图。

本实施例提供的无线充电的方法，应用于NFC无线充电的接收端，接收端利用发射端提供的能量对电池进行充电，接收端包括接收线圈、匹配电路和整理电路；整流电路包括第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管；接收端可以参见图11所示的接收端，此处不再赘述。

该方法包括：

S1701：控制整流电路将输入的交流电整流为直流电提供给充电控制电路。

在NFC无线充电的过程中，接收端的接收线圈接收到发射端发射的能量后，会输出交流电。因此，整理电路需要将交流电整流为直流电提供给充电控制电路，以便充电控制电路给电池充电。NFC无线充电的具体过程可以参见接收端实施例四及图12，此处不再赘述。

S1702：判断充电功率是否小于预设功率阈值；若是，则执行S1703。

判断充电功率是否小于预设功率阈值的具体方式可以参见接收端实施例四及图12，此处不再赘述。

S1703：判断整流电路的输入电流是否为正；若是，则执行S1704；若否，则执行S1705。

当整流电路的输入电流的极性不同时，电流流过整流电路的路径不同。电流流过整流电路的路径可以参见接收端实施例四及图11，此处不再赘述。

当整流电路的输入电流的极性不同时，需要控制不同的可控开关管的开关状态来降低整流电路的输入阻抗。

S1704：控制第二开关管导通，第四开关管断开；先控制第一开关管导通预设时间段，再控制第三开关管导通直至整流电路的输入电流过零。

S1705：控制第一开关管导通，第三开关管断开；先控制第二开关管导通预设时间段，再控制第四开关管导通直至整流电路的输入电流过零

控制第一开关管的开关状态、第二开关管的开关状态、第三开关管的开关状态和第四开关管的开关状态的具体过程可以参见接收端实施例四及图12-13，此处不再赘述。

采样本方案的NFC无线充电方法，在充电功率小于预设功率阈值时，可以通过控制第一开关管导通预设时间段、第二开关管导通预设时间段、第三开关管的开关状态和第四开关管的开关状态来实现对整流电路的输入阻抗的连续调节。

此外，不仅可以在充电功率小于预设功率阈值时，通过控制第一开关管的开关状态、第二开关管的开关状态、第三开关管的开关状态和第四开关管的开关状态来降低整流电路的输入阻抗；也可以在充电功率大于预设功率阈值时获取预设时间段，根据预设时间段控制第一开关管的开关状态、第二开关管的开关状态、第三开关管的开关状态和第四开关管的开关状态来降低整流电路的输入阻抗，从而可以改善充电功率大于预设功率阈值时接收端的充电效率。因此，接收端可以在NFC无线充电的整个过程中，提高充电效率。

电子设备实施例一：

基于以上实施例提供的接收端，本申请实施例还提供一种电子设备，该电子设备可以为手机(mobile phone)、平板电脑(pad)、带无线收发功能的电脑、智能穿戴产品(例如，智能手表、智能手环、耳机等)、虚拟现实(VR，virtual reality)终端设备、增强现实(AR，augmented reality)终端设备等。该电子设备包括以上任意实施例介绍的接收端。接收端利用发射端提供的能量对电子设备的电池进行充电。

该电子设备包括以上实施例中介绍的接收端，该接收端的整流电路包括至少一个可控开关管，控制器在电池的充电功率小于预设功率阈值时，通过控制可控开关管的开关状态来降低整流电路的输入阻抗。

由于接收端的匹配电路是按照充电时的额定功率进行设计，但是充电过程中，不可能一直以额定功率充电，因此，在充电功率小于预设功率阈值时，需要调整整流电路的输入阻抗，以适应变化的充电功率，提高充电效率。具体地，该接收端的控制器可以通过控制可控开关管的开关状态来降低整流电路的输入阻抗。充电功率较低时，整流电路的输入阻抗会变大，本方案通过控制可控开关管的开关状态强制性降低整流电路的输入阻抗，以抑制整流电流的输入阻抗变大对于充电效率的影响。因此，包括该接收端的电子设备可以在充电功率小于预设功率阈值时，提高充电效率。

应当理解，在本申请中，“至少一个(项)”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，用于描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“A和/或B”可以表示：只存在A，只存在B以及同时存在A和B三种情况，其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a，b或c中的至少一项(个)，可以表示：a，b，c，“a和b”，“a和c”，“b和c”，或“a和b和c”，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。

以上所述，仅是本申请的较佳实施例而已，并非对本申请作任何形式上的限制。虽然本申请已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本申请。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本申请技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本申请技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本申请技术方案的内容，依据本申请的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本申请技术方案保护的范围内。

Claims

一种无线充电的接收端，其特征在于，用于利用发射端提供的能量对电池进行充电，包括：接收线圈、匹配电路、整流电路和控制器；

所述匹配电路的输入端连接所述接收线圈，所述匹配电路的输出端连接所述整流电路的输入端；

所述接收线圈，用于接收所述发射端发射的能量并输出交流电；

所述匹配电路，用于将所述交流电进行匹配后输送给所述整流电路的输入端；

所述整流电路包括可控开关管，所述整流电路用于在所述控制器的控制下将输入的交流电整流为直流电提供给充电控制电路；

所述控制器，用于在给所述电池充电的充电功率小于预设功率阈值时，控制所述可控开关管的开关状态，以降低所述整流电路的输入阻抗。
根据权利要求1所述的接收端，其特征在于，所述控制器，具体用于在所述充电功率小于预设功率阈值时，控制所述可控开关管在预设时间段内导通，以使所述整流电路被旁路。
根据权利要求2所述的接收端，其特征在于，所述控制器，具体用于根据所述充电功率与所述预设功率阈值的差值获得所述预设时间段，所述预设时间段与所述差值成正比例关系。
根据权利要求2或3所述的接收端，其特征在于，所述整流电路包括至少一个二极管组成的至少一个桥臂，所述可控开关管并联在所述至少一个二极管的其中一个二极管的两端；

所述控制器，用于在所述充电功率小于预设功率阈值时，控制所述可控开关管导通，以实现对所述整流电路的旁路来降低所述整流电路的输入阻抗。
根据权利要求4所述的接收端，其特征在于，所述整流电路为全桥整流电路，所述整流电路包括并联的第一桥臂和第二桥臂；所述第一桥臂的中点连接所述匹配电路的正输出端，所述第二桥臂的中点连接所述匹配电路的负输出端；所述可控开关管位于所述第一桥臂和所述第二桥臂中的至少一个桥臂。
根据权利要求5所述的接收端，其特征在于，所述整流电路包括：第一开关管；所述第一开关管位于所述第一桥臂或所述第二桥臂；所述控制器，用于在充电功率小于预设功率阈值时，控制所述第一开关管导通所述预设时间段。
根据权利要求5所述的接收端，其特征在于，所述整流电路包括以下两个可控开关管；第一开关管和第二开关管；所述第一开关管位于所述第一桥臂的下半桥臂；所述第二开关管位于所述第二桥臂的下半桥臂；

所述控制器，用于在所述电池的充电功率小于预设功率阈值，且所述整流电路的输入电流为正时，控制所述第一开关管导通所述预设时间段；还用于在所述电池的充电功率小于预设功率阈值，且所述整流电路的输入电流为负时，控制所述第二开关管导通所述预设时间段。
根据权利要求5所述的接收端，其特征在于，所述整流电路为全桥整流电路且包括以下四个可控开关管；第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管；

所述第一开关管位于所述第一桥臂的下半桥臂；所述第二开关管位于所述第二桥臂的下半桥臂；所述第三开关管位于所述第一桥臂的上半桥臂，所述第四开关管位于所述第二桥臂的上半桥臂；

所述控制器，用于在所述电池的充电功率小于预设功率阈值，且所述整流电路的输入电流为正时：控制所述第二开关管导通，所述第四开关管断开；先控制所述第一开关管导通所述预设时间段，再控制所述第三开关管导通直至所述整流电路的输入电流过零；

所述控制器，还用于在所述电池的充电功率小于预设功率阈值，且所述整流电路的输入电流为负时：控制所述第三开关管断开，所述第一开关管导通；先控制所述第二开关管导通所述预设时间段，再控制所述第四开关管导通直至所述整流电路的输入电流过零。
一种无线充电的控制方法，其特征在于，应用于无线充电的接收端，所述接收端用于利用发射端提供的能量对电池进行充电，所述接收端包括：接收线圈、匹配电路和整流电路；所述整流电路包括可控开关管；

该方法包括：

控制整流电路将输入的交流电整流为直流电提供给充电控制电路；

在给所述电池充电的充电功率小于预设功率阈值时，控制所述可控开关管的开关状态，以降低所述整流电路的输入阻抗。
根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述控制所述可控开关管的开关状态，以降低所述整流电路的输入阻抗包括：

控制所述可控开关管在预设时间段内导通，以使所述整流电路被旁路。
根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述预设时间段通过所述充电功率与所述预设功率阈值的差值获得，所述预设时间段与所述差值成正比例关系。
根据权利要求10或11所述的方法，其特征在于，所述整流电路包括至少一个二极管组成的至少一个桥臂，所述可控开关管并联在所述至少一个二极管的其中一个二极管的两端；所述控制所述可控开关管的开关状态，以降低所述整流电路的输入阻抗包括：

控制所述可控开关管导通，以实现对所述整流电路的旁路来降低整流电路的输入阻抗。
根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述整流电路为全桥整流电路，所述整流电路包括并联的第一桥臂和第二桥臂；所述第一桥臂的中点连接所述匹配电路的正输出端，所述第二桥臂的中点连接所述匹配电路的负输出端；所述可控开关管位于所述第一桥臂和所述第二桥臂中的至少一个桥臂。
根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述整流电路包括：第一开关管；所述第一开关管位于所述第一桥臂或所述第二桥臂；所述控制所述可控开关管中的至少一个导通预设时间段包括：

控制所述第一开关管导通所述预设时间段。
根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述整流电路包括以下两个可控开关管；第一开关管和第二开关管；所述第一开关管位于所述第一桥臂的下半桥臂；所述第二开关管位于所述第二桥臂的下半桥臂；所述控制所述可控开关管中的至少一个导通预设时间段包括：

在所述整流电路的输入电流为正时，控制所述第一开关管导通所述预设时间段；

在所述整流电路的输入电流为负时，控制所述第二开关管导通所述预设时间段。
根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述整流电路为全桥整流电路且包括以下四个可控开关管；第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管；所述第一开关管位于所述第一桥臂的下半桥臂；所述第二开关管位于所述第二桥臂的下半桥臂；所述第三开关管位于所述第一桥臂的上半桥臂，所述第四开关管位于所述第二桥臂的上半桥臂；所述控制所述可控开关管中的至少一个导通预设时间段包括：

在所述整流电路的输入电流为正时：控制所述第二开关管导通，所述第四开关管断开；先控制所述第一开关管导通所述预设时间段，再控制所述第三开关管导通直至所述整流电路的输入电流过零；

在所述整流电路的输入电流为负时：控制所述第三开关管断开，所述第一开关管导通；先控制所述第二开关管导通所述预设时间段，再控制所述第四开关管导通直至所述整流电路的输入电流过零。
一种电子设备，其特征在于，包括权利要求1-8任一项所述的接收端。