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电子装置和用于控制电子装置中的无线充电的方法与流程

2023-02-10 11:44:25 来源:中国专利 TAG:


1.本公开涉及电子装置以及用于控制电子装置中的无线充电的方法。


背景技术:

2.随着无线充电技术的最新发展,已经研究了一种通过向各种电子装置(例如,无线电力接收器)提供来自一个充电装置(例如,无线电力发送器)的电力来进行充电的方法。无线充电技术包括利用线圈的电磁感应方案、利用谐振的谐振方案,以及将电能转换为微波并传送转换后的微波的射频(rf)/微波辐射方案。
3.近年来,使用电磁感应方案或谐振方案的无线充电技术已经广泛用于诸如智能手机的电子装置中。如果无线电力发送器(或电力发送单元(ptu))(例如,无线充电板或无线充电装置)和无线电力接收器(或电力接收单元(pru))(例如,智能手机或电子装置)在预定距离内接触或接近,则无线电力接收器(例如,电子装置)的电池可以通过诸如无线电力发送器的发送线圈与无线电力接收器的接收线圈之间的电磁感应或电磁共振等方法被充电。


技术实现要素:

4.技术问题
5.如果一个无线电力发送器意图对一个或更多个无线电力接收器进行充电,则每个无线电力接收器可以接收到的电力的大小或无线电力发送器可以发送的电力的大小会根据该无线电力发送器与每个无线电力接收器之间的耦合程度(例如,耦合系数k)而改变。
6.例如,如果在无线电力发送器对多个无线电力接收器进行充电时,无线电力发送器与多个无线电力接收器中的一个无线电力接收器之间的距离随着该一个无线电力接收器移动而改变,则无线电力发送器的传输阻抗(例如,发送侧谐振器阻抗)改变,因此整体的电力传送效率可能减小,或者特定无线电力接收器的接收功率的大小可能减小。
7.问题的解决方案
8.本公开的实施例可以提供一种电子装置以及用于控制电子装置中的无线充电的方法,其可以在无线电力发送器对无线电力接收器进行充电的同时无线电力接收器移动时通过改变无线电力接收器的阻抗(例如,dc/dc转换器的输出端处的负载阻抗或整流电路的后端处的接收侧整流器阻抗),来增加整个系统的电力传送效率,并且稳定无线电力接收器的接收功率。
9.为了解决以上或其他问题,根据示例实施例的电子装置可以包括:传感器;电池;谐振电路,所述谐振电路被配置为基于外部电磁场无线地接收电力;整流电路,所述整流电路被配置为:将从所述谐振电路提供的交流(ac)电力整流成直流(dc)电力;dc/dc转换器,所述dc/dc转换器被配置为:对从所述整流电路提供的所述dc电力进行转换,以输出经转换的电力;充电控制电路,所述充电控制电路被配置为:利用从所述dc/dc转换器提供的经转换的电力对所述电池充电;以及控制器,所述控制器可以被配置为:识别所述电子装置的与经由所述传感器感测到的值相对应的移动信息,识别经由所述整流电路整流后的所述dc电
力的电压值,并且基于所述移动信息和所述电压值,控制所述dc/dc转换器的输出。
10.根据示例实施例的用于控制电子装置中的无线充电的方法可以包括:从无线电力发送器接收第一电力;识别所述电子装置的与经由传感器感测到的值相对应的移动信息;识别经由整流电路整流后的直流(dc)电力的电压值,所述整流电路被配置为将接收到的第一电力整流为所述dc电力;以及基于所述移动信息和所述电压值,控制dc/dc转换器的输出,所述dc/dc转换器被配置为对经整流的dc电力进行转换以输出经转换的电力。
11.本发明的有益效果
12.根据本公开各种实施例的电子装置和用于控制电子装置中的无线充电的方法可以在无线电力发送器对无线电力接收器进行充电的同时无线电力接收器移动时通过改变无线电力接收器的阻抗(例如,dc/dc转换器的输出端处的负载阻抗或整流电路的后端处的接收侧整流器阻抗),来增加整个系统的电力传送效率,并且稳定无线电力接收器的接收功率。
附图说明
13.根据以下结合附图的详细描述,本公开的特定实施例的以上以及其他方面、特征和优点将更加明显,在附图中:
14.图1是示出根据各种实施例的无线充电系统的整体操作的示例的图;
15.图2a是示出根据各种实施例的示例无线电力接收器的框图;
16.图2b是示出根据各种实施例的示例无线电力接收器的框图;
17.图3是示出根据各种实施例的示例无线电力发送器的框图;
18.图4a和图4b是示出根据各种实施例的无线电力接收器的示例移动的图;
19.图5a是示出根据各种实施例的示例串联型谐振电路的图;
20.图5b和图5c是示出根据各种实施例的串联型谐振电路中的发送侧谐振器阻抗的改变的示例的图;
21.图6a是示出根据各种实施例的示例并联型谐振电路的图;
22.图6b和图6c是示出根据各种实施例的并联型谐振电路中的发送侧谐振器阻抗的改变的示例的图;
23.图7a、图7b、图7c和图7d是示出根据各种实施例的串联型谐振电路中的实验结果的图;
24.图8a、图8b、图8c和图8d是示出根据各种实施例的并联型谐振电路中的实验结果的图;
25.图9是示出根据各种实施例的包括稳压器(regulator)的无线电力接收器的示例结构的框图;
26.图10是示出根据各种实施例的示例无线电力发送过程的流程图;
27.图11是示出根据各种实施例的示例无线电力发送过程的流程图;
28.图12是示出根据各种实施例的无线电力接收器中的示例过程的流程图;
29.图13是示出根据各种实施例的无线电力发送器中的示例过程的流程图;
30.图14是示出根据各种实施例的网络环境中的示例电子装置的框图。
具体实施方式
31.在下文中,将参考附图更详细地描述本公开的各种示例实施例。应当注意,在整个公开内容和附图中,相同的参考符号可以用于指代相同的组件。当确定会使本公开的主题不清楚时,已知技术或功能的详细描述可以被省略。
32.图1是示出根据各种实施例的无线充电系统的示例整体操作的图。如图1所示,无线充电系统包括无线电力发送器(例如,包括电力发送电路)100(例如,电力发送单元(ptu))和至少一个无线电力接收器(例如,包括电力接收电路)110-1、110-2至110-n(例如,电力接收单元(pru))。
33.无线电力发送器100可以分别向至少一个无线电力接收器110-1、110-2至110-n无线地发送电力1-1、1-2至1-n。例如,无线电力发送器100可以向执行预定认证过程的认证无线电力接收器无线地发送电力1-1、1-2至1-n。
34.无线电力发送器100可以与无线电力接收器110-1、110-2至110-n建立电连接。例如,无线电力发送器100可以向无线电力接收器110-1、110-2至110-n发送电磁波形式的无线电力。
35.无线电力发送器100可以与无线电力接收器110-1、110-2至110-n执行双向通信。无线电力发送器100和无线电力接收器110-1、110-2至110-n可以处理或发送/接收可以包括例如预定帧的数据包2-1、2-2至2-n。根据各种实施例,无线电力接收器110-1、110-2至110-n例如可以实现为或者被包括在但不限于移动通信终端、pda、pmp或智能手机等。
36.无线电力发送器100可以向多个无线电力接收器110-1、110-2和110-n无线地提供电力。例如,无线电力发送器100可以基于谐振方案向多个无线电力接收器110-1、110-2和110-n发送电力。如果无线电力发送器100采用谐振方案,则无线电力发送器100与多个无线电力接收器110-1、110-2和110-n之间的距离可以是例如30cm或更小,但不限于此。如果无线电力发送器100采用电磁感应方案,则无线电力发送器100与多个无线电力接收器110-1、110-2和110-n之间的距离可以是例如10cm或更小,但不限于此。
37.无线电力接收器110-1、110-2至110-n可以从无线电力发送器100接收无线电力以对设置在其中的电池进行充电。无线电力接收器110-1、110-2至110-n可以向无线电力发送器100发送用于请求无线电力发送的信号、无线电力接收所需的信息、或者无线电力接收器110-1、110-2至110-n的状态信息(例如,与无线电力接收器110-1、110-2至110-n的位置移动相关的信息),或者无线电力发送器100的控制信息等。下面将更详细地描述与发送信号有关的信息。
38.此外,无线电力接收器110-1、110-2和110-n中的每一个可以向无线电力发送器100发送指示充电状态的消息。
39.无线电力发送器100或无线电力接收器110-1、110-2和110-n中的每一个可以包括显示器。例如,无线电力发送器100可以基于从无线电力接收器110-1、110-2和110-n中的每一个接收到的消息来显示无线电力接收器110-1、110-2和110-n中的每一个的状态。无线电力发送器100还可以显示直到无线电力接收器110-1、110-2和110-n中的每一个的充电完成为止预计花费的时间。
40.无线电力发送器100可以向无线电力接收器110-1、110-2和110-n中的每一个发送用于启用或禁用无线充电功能的控制信号。例如,从无线电力发送器100接收用于无线充电
功能的禁用控制信号的无线电力接收器110-1、110-2和110-n可以禁用无线充电功能。
41.图2a和图2b是示出根据各种实施例的示例无线电力接收器的框图。
42.根据实施例,无线电力接收器110可以包括以下项中的至少一个:谐振电路251、控制器(例如,包括处理或控制电路)252、通信单元(例如,包括通信电路)253、整流电路254、dc/dc转换器255、充电控制电路256(例如,电源管理集成电路(pmic))、电池257、处理器(例如,包括处理电路)258(例如,应用处理器(ap)或通信处理器(cp))、和/或至少一个传感器(例如,运动传感器)259。
43.根据实施例,在谐振电路251中,感应电动势可以基于由无线电力发送器(例如,图1中的无线电力发送器)输出或形成的磁场和/或电场而生成,该过程可以表示为无线电力接收器110接收无线电力或无线地接收电力。经由谐振电路251接收到的交流(ac)电力可以被传送到整流电路254。谐振电路251可以包括例如至少一个线圈和至少一个电容器。连接至少一个线圈和至少一个电容器的结构没有限制。例如,可以将至少一个线圈和至少一个电容器并联连接或串联连接。
44.根据实施例,整流电路254可以将从谐振电路251提供的ac电力整流为直流(dc)电力。整流电路254可以包括桥式电路(例如,全桥式电路或半桥式电路)。例如,整流电路254可以根据桥式电路的开关操作向dc/dc转换器255传送整流后的电力。在整流电路254的输出端处测量到的输出电压v
rect
或输出电流i
rect
可以由电压传感器或电流传感器感测到并且传送到控制器252。
45.根据实施例,dc/dc转换器255可以转换从整流电路254传送的整流电力的电压。dc/dc转换器255可以通过被实现为稳压器(例如,线性稳压器或开关稳压器)来输出具有基本恒定电压的电力。下面将参考图9更详细地描述控制从dc/dc转换器255输出的电压和/或电流的具体实施例。同时,dc/dc转换器255可以连接到至少一个硬件(或充电控制电路256(例如,用于向硬件提供电力的电源管理集成电路(pmic)))。至少一个硬件(或相应硬件的pmic)可以使用来自dc/dc转换器255的电力来操作。dc/dc转换器255可以实现为一个dc/dc转换器,或者可以实现为多个dc/dc转换器。例如,dc/dc转换器255可以包括用于向充电控制电路256提供电力的第一dc/dc转换器以及用于向控制器252提供电力的第二dc/dc转换器。
46.根据实施例,充电控制电路256可以接收从dc/dc转换器255输出的电力,并且利用接收到的电力对连接到充电控制电路256的电池257进行充电。充电控制电路256可以基于各种充电模式(例如,恒流(cc)模式、恒压(cv)模式或快速充电模式等)控制施加到电池257的电流和/或电压。例如,充电控制电路256可以基于电池257的充电状态来控制施加到电池257的电流和/或电压。根据实施例,充电控制电路256可以控制以在cc模式下对电池257进行充电直到电池257的充电量达到设置值(例如,80%),并且在电池257的充电量达到设置值之后,控制以在cv模式下对电池257进行充电。根据实施例,充电控制电路256可以基于用户输入来控制施加到电池257的电流和/或电压。例如,充电控制电路256可以根据与用户输入相对应的充电时间或充电时间表的设置来控制对电池257的充电。电池257的类型不受限制,只要它是可充电的蓄电池即可。
47.根据实施例,无线电力接收器110可以经由如上所述的谐振电路251从无线电力发送器100无线地接收电力(

)。无线电力发送器100可以通过考虑最大电压、最小电压和每
个无线电力接收器110所需的所需电压来调整发送功率。
48.根据实施例,当无线电力接收器110设置在第一位置时,无线电力接收器110可以从无线电力发送器100接收恒定大小的电力。如果随着无线电力接收器110从第一位置移动到第二位置,无线电力接收器110靠近无线电力发送器100或远离无线电力发送器100,则耦合系数k可以改变,如图4a和图4b所示。耦合系数k是指示在无线电力发送器的谐振电路的线圈中生成的磁场或磁通量用于在无线电力接收器110的谐振电路的线圈中实质上生成电流的程度的值,并且可以通过如下面的数学式(math figure)1中的示例方式来定义。
49.【数学式1】
[0050][0051]
在数学式1中,m可以表示互感,l1可以表示无线电力发送器的谐振电路的自感,l2可以表示无线电力接收器的谐振电路的自感。耦合系数k可以具有介于0与1之间的值。例如,无线电力发送器与无线电力接收器之间的距离越短,耦合系数k可以越大。
[0052]
例如,参考图4a和图4b,将假设无线电力发送器100同时对多个无线电力接收器(例如,第一无线电力接收器110-1和第二无线电力接收器110-2)进行充电。参考图4a,无线电力发送器100与第一无线电力接收器110-1之间的耦合系数k可以是k1,并且无线电力发送器100与第二无线电力接收器110-2之间的耦合系数k可以是k2。为了描述方便,可以假设k1和k2相同,但不限于此。
[0053]
当第一无线电力接收器110-1在如图4a所示的第一位置处接收无线电力时移动到如图4b所示的第二位置处,无线电力发送器100与第一无线电力接收器110-1之间的距离可以比移动之前它们之间的距离短。因此,如果无线电力发送器100与第一无线电力接收器100-1之间的距离比移动之前它们之间的距离短,则耦合系数k可以大于移动之前的耦合系数k。例如,当第一无线电力接收器110-1从第一位置移动到第二位置,耦合系数k可以从k1增大到k'1。
[0054]
如果根据第一无线电力接收器110-1的移动,无线电力发送器100与第一无线电力接收器110-1之间的耦合系数k大于移动之前它们之间的耦合系数k,则无线电力发送器100的发送阻抗(例如,发送侧谐振器阻抗z
tx_in
)改变(例如,增大或减小),因此从无线电力发送器100发送到无线电力接收器110-1和110-2中的每一个的发送功率会改变。根据各种实施例,发送侧谐振器阻抗可以是在无线电力发送器100的谐振电路313中识别出的阻抗值,并且可以根据在谐振电路313(参见图3)的输入端处测量到的发送电压v
tx_in
和发送电流i
tx_in
,例如通过z
tx_in
=v
tx_in
/i
tx_in
来计算。
[0055]
根据实施例,如果在无线电力发送器100对多个无线电力接收器进行充电时,多个无线电力接收器中的一个无线电力接收器(例如,第一无线电力接收器110-1)移动并且靠近无线电力发送器100,则其他无线电力接收器(例如,第二无线电力接收器110-2)的接收到的电力和/或整体的电力传送效率会减小。下面将参考图7a、图7b、图7c、图8a、图8b和图8c对该示例进行更详细地描述。
[0056]
在稍后描述的实施例中,即使特定无线电力接收器110(例如,第一无线电力接收器110-1)与无线电力发送器100之间的距离根据特定无线电力接收器110的移动而改变,并且耦合系数k如上所述改变,也可以通过移动的无线电力接收器110的阻抗的改变(例如,负
载阻抗(z
out
)的改变或接收侧整流器阻抗(z
rect
)的改变)来增加电力传送效率(例如,接收功率与发送功率的比率p
rect
/p
tx_in
)。
[0057]
参考图2a,根据实施例,无线电力接收器110可以在从无线电力发送器100接收(

)电力的同时检测无线电力接收器110的移动。例如,无线电力接收器110可以经由至少一个传感器(例如,运动传感器259)检测无线电力接收器110的移动。用于检测移动的运动传感器259的示例可以包括例如陀螺仪传感器、加速度传感器、重力传感器、地磁传感器和红外传感器,但不限于此。由传感器(例如,运动传感器259)感测到的数据可以被直接提供给控制器252,或者可以经由至少一个处理器258(例如,应用处理器(ap)或通信处理器(cp))提供给控制器252(

)。例如,如果图2a中的谐振电路251、整流电路254、dc/dc转换器255和控制器252被包括在一个无线充电芯片中,则由运动传感器259感测到的数据被传送到至少一个处理器258(例如,ap),并且至少一个处理器258可以将与感测到的数据相关的信息传送到无线充电芯片内的控制器252。至少一个处理器258可以将感测到的数据本身传送给控制器252,或者可以基于感测到的数据将是否移动的确定结果或移动距离的识别结果传送给控制器252。根据实施例,由传感器感测到的数据可以直接提供给控制器252而不经过处理器258。根据实施例,控制器252可以接收与运动传感器259感测到的数据相同的数据,并且可以根据感测到的数据确定是否移动或者识别移动距离。例如,如果控制器252接收到从运动传感器259感测到的数据,则控制器252可以从感测到的数据中识别移动相关信息(例如,是否移动和移动距离)。根据实施例,如果感测值大于或等于阈值,则可以确定它已经移动了。此外,可以基于预设的计算规则,从感测值计算移动距离。
[0058]
根据实施例,控制器252可以感测在整流电路254的输出端处测量到的输出电压v
rect
以确定无线电力接收器110的位置移动,或者接收由单独配置的电压传感器感测到的值(

)。整流电路254的输出端仅是示例,对于确定位置移动的电压测量点没有限制。
[0059]
根据实施例,控制器252可以至少基于与经由传感器(例如,运动传感器259)感测到的值相对应的移动相关信息和/或在整流电路254的输出端处测量到的输出电压v
rect
,识别无线电力接收器110是否移动、移动距离或无线电力接收器110与无线电力发送器100之间的位置关系的改变(例如,无线电力接收器110是靠近还是远离无线电力发送器100)。例如,如果控制器252确定无线电力接收器110被移动,则控制器252可以在输出电压增大时确定无线电力接收器110靠近无线电力发送器100,并且可以在输出电压减小时确定无线电力接收器110远离无线电力发送器100。控制器252可以基于输出电压的增大量或输出电压的减小量,识别移动距离或无线电力接收器110与无线电力发送器100之间的位置关系的改变。控制器252可以基于移动距离或位置关系的改变,控制(

)dc/dc转换器255的输出(例如,控制输出电压v
out
和/或输出电流i
out
)。由于dc/dc转换器255的输出被控制,负载阻抗z
out
或接收侧整流器阻抗z
rect
可以被改变,因此接收功率的量可以被调整/改变。根据各种实施例,负载阻抗可以指,例如,在dc/dc转换器255的输出端处测量到的阻抗(例如,z
out
=v
out
/i
out
)。接收侧整流器阻抗可以指,例如,在整流电路254的输出端处测量的阻抗(例如,z
rect
=v
rect
/i
rect
)。
[0060]
例如,如果控制器252基于与由运动传感器259感测到的值相对应的移动相关信息识别出发生了无线电力接收器110的移动,则控制器252可以基于在整流电路254的输出端处测量到的输出电压v
rect
控制dc/dc转换器255。例如,控制器252可以基于在整流电路254
的输出端处测量到的输出电压v
rect
值,确定无线电力接收器110是靠近还是远离无线电力发送器100或者是否存在无线电力接收器110的位置改变。如上所述,如果无线电力接收器110与无线电力发送器100之间的距离根据无线电力接收器110的移动而改变,则无线电力发送器100的发送功率会随着相互耦合系数k的改变而改变。例如,如果无线电力发送器100与无线电力接收器110之间的耦合系数k改变,则无线电力发送器100的谐振器处的阻抗改变,因此无线电力发送器100的发送功率和无线电力接收器110的接收功率会改变。如果无线电力发送器100对多个无线电力接收器110-1、110-2和110-n进行充电,则总体电力传送效率会根据发送功率的改变而减小。下面将参考图7a、图7b、图7c、图8a、图8b和图8c3更详细地描述对此的更详细说明。
[0061]
根据实施例,如果基于经由传感器(例如,运动传感器259)感测到的值识别出无线电力接收器110的位置改变,并且识别出在整流电路254的输出端处测量到的输出电压v
rect
增大时,则控制器252可以控制dc/dc转换器255的输出(例如,控制输出电压和/或输出电流)以改变负载阻抗或接收侧整流器阻抗。由此,可以改变发送功率和接收功率,并且可以提高整体电力传送效率。例如,如果基于经由传感器感测到的值识别出无线电力接收器110的位置改变,并且在整流电路254的输出端处测量到的输出电压v
rect
增大,则控制器252可以确定无线电力接收器110靠近无线电力发送器100,并且控制dc/dc转换器255的输出以改变负载阻抗或接收侧整流器阻抗。根据各种实施例,可以基于输出电压v
rect
的增大量来估计无线电力接收器110的移动距离。根据各种实施例,可以省略确定无线电力接收器110靠近无线电力发送器100的处理,可以实现的是控制器252可以根据输出电压v
rect
是否增大、输出电压v
rect
增大的程度或移动距离,控制dc/dc转换器255的输出以改变负载阻抗或接收侧整流器阻抗。根据各种实施例,无线电力接收器110可以以映射表的形式将与输出电压v
rect
相对应的dc/dc转换器255的输出值(例如,输出电压v
out
或输出电流i
out
)存储在存储器中。如果确定无线电力接收器110被移动,则无线电力接收器110的控制器252可以识别出存储在存储器中的映射表以根据与测量到的输出电压v
rect
相对应的dc/dc转换器255的输出值(例如,输出电流或输出电压)控制dc/dc转换器255。根据各种实施例,无线电力接收器110可以基于映射表控制dc/dc转换器255的输出值改变为特定值,然后通过以单位值(例如,1v或0.1a)重复调整dc/dc转换器255的输出值,精确地调整负载阻抗或接收侧整流器阻抗。
[0062]
根据实施例,如果从传感器感测到的值和/或在整流电路254的输出端处测量到的输出电压v
rect
改变了设置的阈值或者超过设置的阈值,则控制器252可以确定无线电力接收器110的位置改变。
[0063]
随着无线电力接收器110靠近无线电力发送器100,控制器252可以通过控制dc/dc转换器255的输出来增大无线电力接收器110的负载阻抗或接收侧整流器阻抗。例如,控制器252可以通过控制dc/dc转换器255(例如,稳压器)以控制dc/dc转换器255的输出电流i
out
(例如,输出电流的限制值)减小,来增大无线电力接收器110的接收侧整流器阻抗z
rect
。根据实施例,控制器252可以通过控制信号来调整dc/dc转换器255(例如,稳压器)的设置值,并且执行dc/dc转换器255的功能的稳压器可以基于控制器252的控制信号调整dc/dc转换器255的输出电压v
out
和/或输出电流i
out
。作为dc/dc转换器255的实施示例,下面将参考图9更详细地描述通过调整稳压器(例如,线性稳压器或开关稳压器)的设置值控制输出电压
和/或电流的示例实施例。
[0064]
根据实施例,如果基于经由传感器(例如,运动传感器259)感测到的值识别出无线电力接收器110的位置改变,并且识别出在整流电路254的输出端处测量到的输出电压v
rect
减小,则控制器252可以控制dc/dc转换器255的输出(例如,控制输出电压和/或输出电流)以改变负载阻抗或接收侧整流器阻抗。例如,如果基于经由传感器感测到的值识别出无线电力接收器110的位置改变,并且识别出在整流电路254的输出端处测量到的输出电压v
rect
减小,则控制器252可以确定无线电力接收器110远离无线电力发送器100并且控制dc/dc转换器255的输出(例如,控制输出电压和/或输出电流)以改变负载阻抗或接收侧整流器阻抗。根据各种实施例,可以基于输出电压v
rect
的减小量来估计无线电力接收器110的移动距离。根据各种实施例,可以省略确定无线电力接收器110远离无线电力发送器100的过程,可以实现的是控制器252可以根据输出电压v
rect
是否减小、输出电压v
rect
减小的程度或移动距离,改变负载阻抗或接收侧整流器阻抗。根据各种实施例,无线电力接收器110可以以映射表的形式将与输出电压v
rect
相对应的dc/dc转换器255的输出值(例如,输出电压v
out
或输出电流i
out
)存储在存储器中。如果确定出无线电力接收器110被移动,则控制器252可以考虑存储在存储器中的映射表,以基于与测量到的输出电压v
rect
相对应的dc/dc转换器255的输出值控制dc/dc转换器255。根据各种实施例,无线电力接收器110可以基于映射表控制dc/dc转换器255的输出值改变为特定值,然后通过以单位值(例如,1v或0.1a)重复调整dc/dc转换器255的输出值,精确地调整负载阻抗或接收侧整流器阻抗。
[0065]
根据实施例,如果从传感器感测到的值和/或在整流电路254的输出端处测量到的输出电压v
rect
改变了阈值或者大于阈值,则控制器252可以确定无线电力接收器110的位置改变。
[0066]
当无线电力接收器110远离无线电力发送器100,控制器252可以通过控制dc/dc转换器255的输出来减小无线电力接收器110的负载阻抗或接收侧整流器阻抗。例如,控制器252可以通过控制dc/dc转换器255(例如,稳压器)以控制dc/dc转换器255的输出电流i
out
(例如,输出电流的限制值)增大,来减小无线电力接收器110的接收侧整流器阻抗z
rect
。根据实施例,控制器252可以通过控制信号来调整dc/dc转换器255(例如,稳压器)的设置值,并且执行dc/dc转换器255的功能的稳压器可以基于控制器252的控制信号控制dc/dc转换器255的输出电压v
out
和/或输出电流i
out
,以改变负载阻抗或接收侧整流器阻抗。作为dc/dc转换器255的实施例,下面将参考图9更详细地描述通过控制稳压器(例如,线性稳压器或开关稳压器)的设置值调整输出电压和/或电流的特定实施例。
[0067]
根据实施例,无线电力接收器110可以经由通信单元253向无线电力发送器100发送(

)指示无线电力接收器110的位置改变的与位置移动相关的信息。与位置移动相关的信息可以包括与无线电力接收器110的位置是否移动相关的信息。与无线电力接收器110的位置是否移动相关的信息可以包括指示无线电力接收器110靠近无线电力发送器100或远离无线电力发送器100的信息(例如,与位置关系的改变相关的信息)和/或与移动距离相关的信息。
[0068]
根据实施例,如果无线电力发送器100和无线电力接收器110例如以无线电力联盟(a4wp)标准(或空气燃料联盟(afa)标准)定义的方式发送和接收无线电力,则无线电力接收器110可以将与位置移动相关的信息包括在以标准定义的消息中,并且将该消息发送到
无线电力发送器100。例如,无线电力接收器110可以将与位置移动相关的信息包括在如下表1所示的以a4wp标准(或afa标准)定义的pru动态消息的rfu字段中,并且发送pru动态消息。
[0069]
【表1】
[0070][0071][0072]
根据实施例,控制器252可以以一个芯片的形式实现。根据实施例,控制器252可以被配置为将整流电路254和dc/dc转换器255包括在一个芯片中。根据各种实施例,控制器
252可以以一个芯片的形式与通信单元253一起实现。参考图2b,可以省略图2a中的控制器252,并且可以在处理器258中执行在控制器252中执行的至少一些功能。可以在包括在一个芯片中的控制器中执行控制器252的至少一些功能,并且如上所述,控制器252的至少一些其他功能可以分布给处理器258并且在处理器258中执行。因此,控制器252的实现方案可以以各种硬件或软件形式实现,并且如上所述,至少一些功能可以分布给不同的芯片或不同的模块,并且分别在不同的芯片或不同的模块中执行。图3是示出根据各种实施例的示例无线电力发送器的框图。
[0073]
如图3所述,无线电力发送器100可以包括控制器(例如,包括控制或处理电路)311、功率放大器(pa)312、谐振电路(或谐振器)313和通信单元(例如,包括通信电路)314。
[0074]
谐振电路313可以提供无线电力发送器100或无线电力接收器110所需的电力,并且可以无线地向至少一个无线电力接收器110提供电力。谐振电路313可以以ac波形的形式提供电力。此外,谐振电路313可以以dc波形的形式提供电力,并且使用逆变器将dc波形的电力转换为ac波形的电力以提供ac波形的电力。无线电力发送器100可以从嵌入式电池或外部装置接收电力,经由pa 312放大接收到的电力,并且经由谐振电路313将放大的电力发送到无线电力接收器110。本领域技术人员将容易地理解谐振电路313不被限制,只要其能够提供恒定ac波形的电力。
[0075]
谐振电路313可以输入ac电流并且以电磁场的形式向至少一个无线电力接收器110输出、发送或提供电力。图2a和图2b所示的无线电力接收器110的谐振电路251可以基于经由无线电力发送器100的谐振电路313输出的电磁场来接收电力。谐振电路313的环路线圈的电感l可以改变。根据各种实施例,可以以图5a所示的串联谐振的形式来配置谐振电路313,或者可以以图6a所示的并联谐振的形式来配置谐振电路313。例如,本领域技术人员将容易地理解谐振电路313不被限制,只要其能够基于电磁场发送和接收电力。
[0076]
控制器311可以包括各种处理或控制电路,并且控制无线电力发送器100的整体操作。控制器311可以使用从存储装置单元(未示出)读取的算法、程序或控制所需的应用来控制无线电力发送器100的整体操作。控制器311可以以例如但不限于cpu、微处理器等的形式实现。
[0077]
通信单元314可以包括各种通信电路并且以预定方式与无线电力接收器110通信。通信单元314可以使用近场通信(nfc)方案、zigbee通信方案、红外通信方案、可见光通信方案、蓝牙通信方案、蓝牙低能耗(ble)方案、wifi方案、wifi直连方案等与无线电力接收器110的通信单元253通信。通信单元314可以使用带有冲突避免(csma/ca)算法的载波侦听多路访问。同时,上述通信方案仅是示例,并且本公开的实施例的范围不限于由通信单元314执行的特定通信方案。
[0078]
根据各种实施例,通信单元314可以发送用于无线电力发送器100的信息的信号。通信单元314可以例如单播、多播或广播该信号。
[0079]
通信单元314可以从无线电力接收器110接收电力信息。电力信息可以包括无线电力接收器110的容量、电池的剩余量、充电次数、使用量、电池容量、电池比率或者与位置移动相关的信息(例如,移动距离或位置关系的改变)中的至少一个。
[0080]
通信单元314可以发送用于控制无线电力接收器110的充电功能的充电功能控制信号。充电功能控制信号可以是用于控制特定无线电力接收器110的谐振电路251、整流电
路254、dc/dc转换器255和充电控制电路256中的至少一个的控制信号,以启用或禁用充电功能。根据各种实施例,通信单元314可以向无线电力接收器110发送包括功率控制指令的消息。功率控制指令是使特定无线电力接收器110控制dc/dc转换器255的输出(例如,输出电压或输出电流)的指令,负载阻抗z
out
或接收侧整流器阻抗z
rect
可以随着dc/dc转换器255的输出被控制而改变。
[0081]
虽然在图3中谐振电路313和通信单元314被实现为不同的硬件,并且无线电力发送器100以带外(或频带外)形式通信,但这仅是示例。例如,在本公开的各种实施例中,谐振电路313和通信单元314可以实现为一个硬件,并且无线电力发送器100可以执行带内形式的通信。
[0082]
无线电力发送器100和无线电力接收器110可以发送和接收各种信号,因此,可以执行无线电力接收器110对由无线电力发送器100管理的无线电力网络的订阅以及通过无线电力发送/接收的充电处理。
[0083]
图3所示的无线电力发送器100还可以包括驱动电路(或驱动器)(未示出)和匹配电路(未示出)。驱动电路可以输出具有预设电压值的dc电力。从驱动电路输出的dc电力的电压值可以由控制器311控制。从驱动电路输出的dc电流可以输出到pa 312。pa 312可以以预设的增益放大dc电流。pa 312可以基于从控制器311输入的控制信号将dc电力转换为ac。因此,pa 312可以输出ac电力。
[0084]
从pa 312输出的ac电力可以通过匹配电路传送到谐振电路313。匹配电路可以通过调整发送侧谐振器阻抗来控制输出电力具有高效率或高输出。匹配电路可以基于控制器311的控制来调整发送侧谐振器阻抗。匹配电路可以包括线圈和电容器中的至少一种。控制器311可以控制与线圈和电容器中的至少一种的连接状态,并且因此可以执行阻抗匹配。
[0085]
谐振电路313可以向无线电力接收器110的谐振电路251发送输入ac电力。无线电力发送器100的谐振电路313和无线电力接收器110的谐振电路251可以实现为具有相同谐振频率的谐振电路。例如,谐振频率可以确定为6.78mhz。
[0086]
通信单元314可以包括各种通信电路并且执行与无线电力接收器110的通信单元253的通信,例如,在双向2.4ghz频率或5ghz频率执行通信(wifi、zigbee和bt/ble)。
[0087]
如上所述,图2a和图2b示出了无线电力接收器的结构,图3示出了无线电力发送器的结构,然而根据各种实施例,图2a或图2b和图3中的所有组件可以被包括在一个电子装置中。例如,图2a或图2b中的无线电力接收器110的谐振电路251可以用作图3中的无线电力发送器100的谐振电路313,图2a和图2b中的整流电路254也可以用作图3中的pa 312。
[0088]
根据各种示例实施例的电子装置(例如,无线电力接收器)可以包括:传感器、电池、被配置为无线地接收电力的谐振电路、被配置为将从谐振电路提供的ac电力整流为dc电力的整流电路、被配置为转换从整流电路提供的dc电力以输出经转换的电力的dc/dc转换器、被配置为利用从dc/dc转换器提供的经转换的电力对电池充电的充电控制电路,以及控制器,其中,控制器可以被配置为:识别电子装置的与经由传感器感测到的值相对应的移动信息,识别经由整流电路整流后的dc电力的电压值,以及基于移动信息和电压值控制dc/dc转换器的输出。
[0089]
根据各种示例实施例,控制dc/dc转换器的输出可以包括控制dc/dc转换器的输出电压或输出电流中的至少一个。
[0090]
根据各种示例实施例,控制器可以被配置为:控制dc/dc转换器的输出,使得整流电路的后端的阻抗基于dc电力的电压值增大而增大。
[0091]
根据各种示例实施例,dc/dc转换器可以包括线性稳压器,并且控制器可以被配置为控制线性稳压器以基于dc电力的电压值增大而减小dc/dc转换器的输出电流。
[0092]
根据各种示例实施例,dc/dc转换器可以包括开关稳压器,并且控制器可以被配置为控制开关稳压器以基于dc电力的电压值增大而减小dc/dc转换器的输出电压或输出电流中的至少一个。
[0093]
根据各种示例实施例,控制器可以被配置为控制dc/dc转换器的输出,使得整流电路的后端的阻抗基于dc电力的电压值减小而减小。
[0094]
根据各种示例实施例,dc/dc转换器可以包括线性稳压器,并且控制器可以被配置为控制线性稳压器以基于dc电力的电压值减小而减小dc/dc转换器的输出电压。
[0095]
根据各种示例实施例,dc/dc转换器可以包括开关稳压器,并且控制器可以被配置为控制开关稳压器以基于dc电力的电压值减小而增大dc/dc转换器的输出电压或输出电流中的至少一个。
[0096]
根据各种示例实施例,电子装置还可以包括通信电路,并且控制器可以被配置为:基于经由整流电路整流后的dc电力的电压值和经由传感器感测到的值的识别结果生成与位置移动相关的信息,并且控制经由通信电路被发送的所生成的与位置移动相关的信息。
[0097]
根据各种示例实施例,与位置移动相关的信息可以包括指示电子装置的位置与指定距离相比更靠近无线电力发送器或与指定距离相比更远离无线电力发送器的信息,或与移动距离相关的信息中的至少一个。
[0098]
根据各种示例实施例,与位置移动相关的信息可以被包括在pru动态消息中并且被发送。
[0099]
根据各种示例实施例,控制器可以被配置为:基于dc电力的电压值增大而确定电子装置的位置与指定距离或先前距离相比更靠近无线电力发送器。
[0100]
根据各种示例实施例,控制器可以被配置为:基于dc电力的电压值减小而确定电子装置的位置与指定距离或先前距离相比更远离无线电力发送器。
[0101]
在下文中,参考图5a、图5b和图5c,串联型谐振电路将被描述为无线电力发送器100中包括的谐振电路313的示例实施例,参考图6a、图6b和图6c,并联型谐振电路将被描述为无线电力发送器100中包括的谐振电路313的示例实施例。根据本公开的实施例的无线电力发送器100的谐振电路313不限于以下将描述的两种方案,并且可以以各种形式进行修改。
[0102]
图5a是示出根据各种实施例的串联型谐振电路的示例的图,图6a是示出根据各种实施例的并联型谐振电路的示例的图。参考图5a和6a,无线电力发送器100的谐振电路313可以实现为如图5a所示的串联型谐振电路313a,或如图6a所示的并联型谐振电路313b。
[0103]
参考图5a,串联型谐振电路313a可以串联地连接至少一个第一电容器512a或512b和线圈511。根据实施例,第二电容器513可以并联地连接线圈511。
[0104]
可以将电力p
tx_in
提供给谐振电路313a的输入端。可以根据在谐振电路313a的输入端处测量到的电压v
tx_in
和电流i
tx_in
来测量阻抗z
tx_in
=v
tx_in
/i
tx_in
,为了方便描述起见,该阻抗将被称为“发送侧谐振器阻抗”。提供给谐振电路313a的输入端的电力p
tx_in
的至少一部
分可以通过线圈511传送给无线电力接收器110。
[0105]
如图4a和图4b所述,如果无线电力接收器110与无线电力发送器100之间的距离根据无线电力接收器110的移动而改变,则随着彼此之间的耦合系数k改变,无线电力发送器100的发送功率可以改变。例如,如果无线电力接收器110与无线电力发送器100之间的距离变短,则无线电力接收器110与无线电力发送器100之间的耦合系数k可以增大。根据各种实施例,如果无线电力发送器100以恒定电流(cc)模式操作,则无线电力发送器100的发送功率可以改变。根据实施例,如果使用如图5a所示的串联型谐振电路313a,则当耦合系数k随着无线电力发送器100与无线电力接收器110之间的距离变短而增大时,无线电力发送器100的发送侧谐振器阻抗可以增大。如果无线电力发送器100在cc模式下操作,则提供给谐振电路313a的输入端的发送功率p
tx_in
可以增大。
[0106]
例如,参考图5b,如果在无线电力接收器110被设置在第一位置处时6.78mhz的ac电力被施加到串联型谐振电路313a,则发送侧谐振器阻抗可以被测量为24.601 j0.267,如图5b中的三角形所示。如果随着无线电力接收器110从第一位置移动到第二位置,无线电力接收器110的位置比移动之前更靠近无线电力发送器100,则发送侧谐振器阻抗可以改变为57.635-j9.923,如图5c中的三角形所示。例如,如果使用串联型谐振电路313a,则当耦合系数k随着无线电力发送器100与无线电力接收器110之间的距离变短而增大时,无线电力发送器100的发送侧谐振器阻抗的大小可以增大。如上所述,如果无线电力发送器100在cc模式下操作,则当电压v
tx_in
随着发送侧谐振器阻抗的大小增大而增大时,提供给谐振电路313a的输入端的发送功率p
tx_in
可以增大。相反,在串联型谐振电路313a中,如果耦合系数k随着无线电力发送器100与无线电力接收器110之间的距离变长而减小,则无线电力发送器100的发送侧谐振器阻抗的大小可以减小。
[0107]
根据各种实施例,在无线电力发送器100对多个无线电力接收器110-1、110-2和110-n进行充电的情况下,如果无线电力发送器100的发送功率p
tx_in
改变(例如,如果发送功率增大或减小),则针对每个无线电力接收器的整体电力传送效率会减小。例如,如果无线电力发送器100的发送功率根据第一无线电力接收器110-1的位置移动而改变,则第二无线电力接收器110-2可能不会接收到期望的电力。下面将参考图7a、图7b、图7c和图7d更详细地描述其实验示例。
[0108]
参考图6a,并联型谐振电路313b可以包括至少一个初级线圈611、次级线圈612和电容器613。初级线圈611可以被称为馈电线圈,次级线圈612可以被称为发送谐振线圈。并联型谐振电路313b可以指次级线圈612和电容器613并联连接的结构。
[0109]
电力p
tx_in
可以提供给谐振电路313b的初级线圈611的输入端。可以根据在谐振电路313b的输入端处测量到的电压v
tx_in
和电流i
tx_in
来测量阻抗z
tx_in
,并且为了便于描述,该阻抗将被称为“发送侧谐振器阻抗”。提供给谐振电路313b的输入端的电力p
tx_in
可以通过线圈612传送给无线电力接收器110。
[0110]
如图4a和图4b所述,如果无线电力接收器110与无线电力发送器100之间的距离根据无线电力接收器110的移动而改变,则随着彼此之间的耦合系数k改变,无线电力发送器100的发送功率可以改变。例如,如果无线电力接收器110与无线电力发送器100之间的距离较短,则无线电力接收器110与无线电力发送器100之间的耦合系数k可以增大。根据实施例,如果使用如图6a所示的并联型谐振电路313b,则当耦合系数k随着无线电力发送器100
与无线电力接收器110之间的距离变短而增大时,无线电力发送器100的发送侧谐振器阻抗的大小可以减小。随着无线电力发送器100的发送侧谐振器阻抗的大小减小,提供给谐振电路313b的输入端的发送功率p
tx_in
可以减小。
[0111]
例如,参考图6b,如果在无线电力接收器110被设置在第一位置处时6.78mhz的ac电力被施加到并联型谐振电路313b,则发送侧谐振器阻抗可以被测量为49.178 j2.016,如图6b中的三角形所示。如果随着无线电力接收器110从第一位置移动到第二位置,无线电力接收器110的位置更靠近无线电力发送器100,则发送侧谐振器阻抗可以改变为36.817 j2.164,如图6c中的三角形所示。例如,如果使用并联型谐振电路313b,则当耦合系数k随着无线电力发送器100与无线电力接收器110之间的距离变短而增大时,无线电力发送器100的发送侧谐振器阻抗的大小可以减小。如上所述,如果电压v
tx_in
随着发送侧谐振器阻抗的大小减小而减小,则提供给谐振电路313b的输入端的发送功率p
tx_in
可以减小。相反,在并联型谐振电路313b中,如果耦合系数k随着无线电力发送器100与无线电力接收器110之间的距离变长而减小,则无线电力发送器100的发送侧谐振器阻抗的大小可以增大。
[0112]
根据各种实施例,在无线电力发送器100对多个无线电力接收器110-1、110-2和110-n进行充电的情况下,如果无线电力发送器100的发送功率p
tx_in
改变(例如,如果发送功率减小或增大),则针对每个无线电力接收器的整体电力传送效率会减小。例如,如果无线电力发送器100的发送功率根据第一无线电力接收器110-1的位置移动而改变,则第二无线电力接收器110-2可能不会接收到期望的电力。下面将参考图8a、图8b、图8c和图8d更详细地描述其详细的实验示例。
[0113]
在下文中,将参考图7a、图7b、图7c和图7d描述图5a中的串联型谐振电路的实验结果,将参考图8a、图8b、图8c和图8d描述图6a中的并联型谐振电路的实验结果。
[0114]
图7a、图7b、图7c和图7d是示出根据各种实施例的串联型谐振电路中的示例实验结果的图。参考图7a,将假设的是:包括串联型谐振电路313a的无线电力发送器100对多个无线电力接收器110-1、110-2和110-n(例如,第一无线电力接收器110-1和第二无线电力接收器110-2)进行充电。可以假设无线电力发送器100与第一无线电力接收器110-1之间的距离和无线电力发送器100与第二无线电力接收器110-2之间的距离相同,但不限于此。针对每个无线电力接收器110的接收侧整流器阻抗z
rect
,可以假设第一无线电力接收器110-1的接收侧整流器阻抗r
l1
和第二无线电力接收器110-2的接收侧整流器阻抗r
l2
彼此相同并且为5欧姆(ω),但不限于此。
[0115]
例如,如果第一无线电力接收器110-1与无线电力发送器100之间的距离和第二无线电力接收器110-2与无线电力发送器100之间的距离相同,并且第一无线电力接收器110-1的接收侧整流器阻抗和第二无线电力接收器110-2的接收侧整流器阻抗相同,则可以假设无线电力发送器100与第一无线电力接收器110-1之间的耦合系数k1和无线电力发送器100与第二无线电力接收器110-2之间的耦合系数k2彼此相同并且为0.00236。在假设的情况下,如图7b的(b)所示,无线电力发送器100的发送功率p
tx_in
是25.585w,在第一无线电力接收器110-1的整流电路的后端处测量到的接收功率p
rect_1
为1.227w,并且在第二无线电力接收器110-2的整流电路的后端处测量到的接收功率p
rect_2
为1.227w。如图7b的(a)所示,根据测量值,第一无线电力接收器110-1的电力传送效率eff.1可以计算为eff.1=p
rect_1
/p
tx_in
,其为0.048,并且第二无线电力接收器110-2的电力传送效率eff.2可以计算为eff.2=
p
rect_2
/p
tx_in
,其为0.48并且是与eff.1相同的值。
[0116]
根据各种实施例,如果第一无线电力接收器110-1从第一位置移动到第二位置并且与移动之前相比更靠近无线电力发送器100,则第一无线电力接收器110-1与无线电力发送器100之间的耦合系数k1可以从0.00236增大到0.005。如果无线电力发送器100的谐振电路313是串联型谐振电路313a,如上所述,则随着耦合系数k1增大,发送侧谐振器阻抗增大,因此无线电力发送器100的发送功率p
tx_in
可以从25.585w增大到34.057w,如图7c的(b)所示。因此,第一无线电力接收器110-1的接收功率p
rect_1
(例如,在整流电路的后端处测量的接收功率)可以从1.227w增大到5.495w,如图7c的(b)所示。另一方面,第二无线电力接收器110-2的接收功率p
rect_2
(例如,在整流电路的后端处测量到的接收功率)可以从1.227w减小到1.224w,如图7c的(b)所示。根据第一无线电力接收器110-1的位置移动,第一无线电力接收器110-1的电力传送效率eff.1可以从0.048增大到0.161,如图7c的(a)所示,同时第二无线电力接收器110-2的电力传送效率eff.2可以从0.048减小到0.036,如图7c的(a)所示。
[0117]
如上所述,如果随着第一无线电力接收器110-1与无线电力发送器100之间的耦合根据第一无线电力接收器110-1的位置移动而变得更强,耦合系数k1增大(例如,在强耦合状态的情况下),则会出现第二无线电力接收器110-2的电力传送效率减小的问题,并且可能会出现由于无线电力发送器100的发送的增加而导致的过载问题。
[0118]
在本公开的各种实施例中,如上所述,如果随着第一无线电力接收器110-1与无线电力发送器100之间的耦合根据第一无线电力接收器110-1的位置移动而变得更强,耦合系数k1增大,则可以解决第二无线电力接收器110-2的电力传送效率减小的问题,并且可以通过控制其位置被移动以调整阻抗(例如,负载阻抗或接收侧整流器阻抗)的第一无线电力接收器110-1的dc/dc转换器255的输出来防止和/或降低无线电力发送器100的过载。根据各种实施例,可以通过调整其位置被移动以调整负载阻抗的第一无线电力接收器110-1的dc/dc转换器255的输出(例如,输出电压或输出电流)来增大接收侧整流器阻抗。下面将参考图9更详细地描述通过调整负载阻抗来增大接收侧整流器阻抗的方法的各种实施例。
[0119]
例如,如图7a所示,如果第一无线电力接收器110-1与无线电力发送器100之间的距离根据第一无线电力接收器110-1的位置移动而变短,则第一无线电力接收器110-1可以将接收侧整流器阻抗r
l1
增大一设置值。例如,如后述的表2所示,如果耦合系数加倍,则接收侧整流器阻抗r
l1
可以从5ω增大到25ω。随着第一无线电力接收器110-1的接收侧整流器阻抗r
l1
从5ω增大到25ω,无线电力发送器100的发送功率可以从34.057w减小到26.838w,即,无线电力发送器100的发送功率所增大的程度可以减轻,如图7d的(b)所示。随着无线电力发送器100的发送功率从34.057w减小到26.838w,第二无线电力接收器110-2的电力传送效率eff.2可以从0.036增大到0.046,即,第二无线电力接收器110-2的电力传送效率eff.2所减小的程度可以减轻,如图7d的(a)所示。像这样,如果无线电力发送器100的发送功率随着第一无线电力接收器110-1相对更靠近无线电力发送器100而增大,则可以通过增大第一无线电力接收器110-1的接收侧整流器阻抗来解决第二无线电力接收器110-2的电力传送效率减小的问题并且可以防止和/或降低无线电力发送器100的过载。
[0120]
根据实施例,无线电力接收器110可以将在整流电路254的输出端处测量到的输出电压v
rect
与要被控制的dc/dc转换器255的输出电压值和/或输出电流值进行映射,并且将映射结果以表格的形式存储在存储器中。根据实施例,无线电力接收器110可以将在整流电
路254的输出端处测量到的输出电压v
rect
的改变量(初始值和电流值)与要被控制的dc/dc转换器255的输出电压值和/或输出电流值进行映射,并且将映射结果以表格的形式存储在存储器中。
[0121]
例如,如果在整流电路254的输出端处测量到的输出电压v
rect
随着第一无线电力接收器110-1与无线电力发送器100之间的距离变短或变长而改变,则第一无线电力接收器110-1可以参考存储在存储器中的映射表,并且通过基于映射到在整流电路254的输出端处测量到的输出电压v
rect
的dc/dc转换器255的输出值(例如,输出电压或输出电流)或映射到输出电压v
rect
的改变量的dc/dc转换器255的输出值(例如,输出电压或输出电流)控制dc/dc转换器255的输出,来调整接收侧整流器阻抗。
[0122]
根据各种实施例,第一无线电力接收器110-1可以根据存储在存储器中的映射表来控制dc/dc转换器255的输出,以调整接收侧整流器阻抗,然后通过重复执行将dc/dc转换器255的输出增大或减小一额外的设置值(例如,1v或0.1a)的操作来跟踪最优值。
[0123]
图8a、图8b、图8c和图8d是示出根据各种实施例的并联型谐振电路中的示例实验结果的图。参考图8a,将假设的是:包括并联型谐振电路313b的无线电力发送器100对多个无线电力接收器110-1、110-2和110-n(例如,第一无线电力接收器110-1和第二无线电力接收器110-2)进行充电。可以假设无线电力发送器100与第一无线电力接收器110-1之间的距离和无线电力发送器100与第二无线电力接收器110-2之间的距离相同,但不限于此。针对每个无线电力接收器110的接收侧整流器阻抗z
rect
,可以假设第一无线电力接收器110-1的接收侧整流器阻抗r
l1
和第二无线电力接收器110-2的接收侧整流器阻抗r
l2
彼此相同并且为5欧姆(ω),但不限于此。
[0124]
例如,如果第一无线电力接收器110-1与无线电力发送器100之间的距离和第二无线电力接收器110-2与无线电力发送器100之间的距离相同,并且第一无线电力接收器110-1的接收侧整流器阻抗和第二无线电力接收器110-2的接收侧整流器阻抗相同,则可以假设无线电力发送器100与第一无线电力接收器110-1之间的耦合系数k1和无线电力发送器100与第二无线电力接收器110-2之间的耦合系数k2彼此相同并且为0.00236。在假设的情况下,如图8b的(b)所示,无线电力发送器100的发送功率p
tx_in
为24.308w,在第一无线电力接收器110-1的整流电路的后端处测量到的接收功率p
rect_1
为1.109w,并且在第二无线电力接收器110-2的整流电路的后端处测量到的接收功率p
rect_2
为1.109w。如图8b的(a)所示,根据测量值,第一无线电力接收器110-1的电力传送效率eff.1可以计算为eff.1=p
rect_1
/p
tx_in
,其为0.046,并且第二无线电力接收器110-2的电力传送效率eff.2可以计算为eff.2=p
rect_2
/p
tx_in
,其为0.46并且是与eff.1相同的值。
[0125]
根据各种实施例,如果第一无线电力接收器110-1从第一位置移动到第二位置并且与移动之前相比更靠近无线电力发送器100,则第一无线电力接收器110-1与无线电力发送器100之间的耦合系数k1可以从0.00236增大到0.005。如果无线电力发送器100的谐振电路313是并联型谐振电路313b,如上所述,则随着耦合系数k1增大,发送侧谐振器阻抗减小,因此无线电力发送器100的发送功率p
tx_in
可以从24.308w减小到18.478w,如图8c的(b)所示。因此,第一无线电力接收器110-1的接收功率p
rect_1
(例如,在整流电路的后端处测量到的接收功率)可以从1.109w略微增大到2.875w,如图8c的(b)所示。并且,第二无线电力接收器110-2的接收功率p
rect_2
(例如,在整流电路的后端处测量到的接收功率)可以从1.109w显
著减小到0.641w,如图8c的(b)所示。根据第一无线电力接收器110-1的位置移动,第一无线电力接收器110-1的电力传送效率eff.1可以从0.046增大到0.156,如图8c的(a)所示,同时第二无线电力接收器110-2的电力传送效率eff.2可以从0.046减小到0.035,如图8c的(a)所示。
[0126]
如上所述,如果随着第一无线电力接收器110-1与无线电力发送器100之间的耦合根据第一无线电力接收器110-1的位置移动而变得更强,耦合系数k1增大,则可能会出现第二无线电力接收器110-2的电力传送效率减小的问题。
[0127]
在本公开的各种实施例中,如上所述,如果随着第一无线电力接收器110-1与无线电力发送器100之间的耦合根据第一无线电力接收器110-1的位置移动而变得更强,耦合系数k1增大,则可以通过调整其位置被移动的第一无线电力接收器110-1的阻抗(例如,负载阻抗或接收侧整流器阻抗)来解决第二无线电力接收器110-2的电力传送效率减小的问题。根据各种实施例,可以通过调整其位置被移动以调整负载阻抗的第一无线电力接收器110-1的dc/dc转换器255的输出电压或输出电流来增大接收侧整流器阻抗。下面将参考图9更详细地描述通过调整负载阻抗来增大接收侧整流器阻抗的方法的各种实施例。
[0128]
例如,如图8a所示,如果第一无线电力接收器110-1与无线电力发送器100之间的距离根据第一无线电力接收器110-1的位置移动而变短,则第一无线电力接收器110-1可以将接收侧整流器阻抗r
l1
增大一设置值。例如,如后述的表2所示,如果耦合系数加倍,则接收侧整流器阻抗r
l1
可以从5ω增大到25ω。随着第一无线电力接收器110-1的接收侧整流器阻抗r
l1
从5ω增大到25ω,无线电力发送器100的发送功率可以从18.478w增大23.250w,即,无线电力发送器100的发送功率所减小的程度可以减轻,如图8d的(b)所示。随着无线电力发送器100的发送功率从18.478w增大到23.250w,第二无线电力接收器110-2的电力传送效率eff.2可以从0.035增大到0.044,即,第二无线电力接收器110-2的电力传送效率eff.2所减小的程度可以减轻,如图8d的(a)所示。像这样,如果无线电力发送器100的发送功率随着第一无线电力接收器110-1相对更靠近无线电力发送器100而减小,则可以通过增大第一无线电力接收器110-1的接收侧整流器阻抗来解决第二无线电力接收器110-2的电力传送效率减小的问题。
[0129]
根据各种实施例,参考下面的表2和表3,将理解,如果dc/dc转换器255的输出被控制为使得每当耦合系数k的比率随着无线电力接收器110移动而增大到2倍时,接收侧整流器阻抗增大到5倍,则可以保持第二无线电力接收器110-2的电力传送效率。表2示出了第一无线电力接收器110-1和第二无线电力接收器110-2两者的接收侧整流器阻抗被初始化为5ω的情况,并且表3示出了第一无线电力接收器110-1和第二无线电力接收器110-2两者的接收侧整流器阻抗被初始化为10ω的情况。在表2和表3中,r
l
表示接收侧整流器阻抗z
rect
的电阻分量。
[0130]
【表2】
[0131][0132]
【表3】
[0133][0134]
在下文中,将参考图9更详细地描述通过控制实现dc/dc转换器255的稳压器的输出值来改变负载阻抗或接收侧整流器阻抗的方法。
[0135]
图9是示出根据各种实施例的包括稳压器的无线电力接收器的示例结构的框图。参考图9,根据实施例,图2a和图2b中的dc/dc转换器255可以利用稳压器910代替,或者可以包括稳压器910。根据各种实施例,稳压器910可以额外地设置在dc/dc转换器255与充电控制电路256之间或dc/dc转换器255与控制器252之间。根据各种实施例,稳压器910可以实现为线性稳压器或开关稳压器(例如,开关模式电源(smps))。
[0136]
如上所述,如果无线电力接收器110与无线电力发送器100之间的距离随着无线电力接收器110的位置移动而改变,则耦合系数k改变,然后发送侧谐振器阻抗改变,因此整体充电效率可能减小。在本公开的各种实施例中,如果耦合系数k随着无线电力接收器110移动而改变,则可以通过控制稳压器910的输出(例如,输出电压v
out
或输出电流i
out
)来调整负载阻抗或接收侧整流器阻抗。
[0137]
根据各种实施例,如果在整流电路254的输出端处测量到的输出电压v
rect
随着无线电力接收器110与无线电力发送器110之间的距离短而增大,则稳压器910的输出可以被控制为使得接收侧整流器阻抗的大小增大。例如,控制器252可以向稳压器910发送控制信号以控制稳压器910的输出电压v
out
或输出电流i
out

[0138]
根据各种实施例,控制器252可以将稳压器910的输出电流的大小(例如,输出电流的限制值)控制为相对较小。由于稳压器910的输出电流在控制器252的控制下相对较小,因此负载阻抗z
out
的大小相对较小,并且由于稳压器910的电路操作,整流电路254输入到稳压器910的输出电流i
rect
的大小可以比以前小。由于从整流电路254输出的输出电流i
rect
的大小较小,因此作为整流电路254的输出端的阻抗的接收侧整流器阻抗(z
rect
(r
l
)=v
rect
/i
rect
)的大小可以增大。例如,如图7a或图8a所示,通过控制稳压器910的输出,接收侧整流器阻抗可以从5ω增大到25ω。
[0139]
根据各种实施例,如果控制器252可以将输出电流的大小(例如,输出电流的限制值)控制为相对较小,则负载阻抗z
out
的大小相对较小,因此由于稳压器910的电路操作,整
流电路254的输出端处的电压v
rect
的大小可以比以前大。因此,随着整流电路254的输出端处的电压v
rect
的大小变大,接收侧整流器阻抗z
rect
(r
l
)可以增大。
[0140]
根据各种实施例,如果稳压器910是开关稳压器,则可以通过调整稳压器910的输出电压v
out
的大小来调整接收侧整流器阻抗。例如,如果稳压器910是开关稳压器,如果控制器252将稳压器910的输出电压v
out
的大小控制为相对较小,则负载阻抗z
out
的大小相对较小,并且通过稳压器910的电路操作,整流电路254输入到稳压器910的输出电流i
rect
的大小可以较小。由于从整流电路254输出的输出电流i
rect
的大小较小,因此作为整流电路254的输出端的阻抗的接收侧整流器阻抗(z
rect
(r
l
)=v
rect
/i
rect
)的大小可以增大。
[0141]
根据各种实施例,如果在整流电路254的输出端处测量到的输出电压v
rect
随着无线电力接收器110与无线电力发送器100之间的距离长而减小,则稳压器910的输出可以被控制为使得接收侧整流器阻抗的大小减小。例如,控制器252可以向稳压器910发送控制信号以控制稳压器910的输出电压v
out
或输出电流i
out

[0142]
根据各种实施例,控制器252可以将稳压器910的输出电流的大小(例如,输出电流的限制值)控制为相对较大。由于稳压器910的输出电流在控制器252的控制下相对较大,因此负载阻抗z
out
的大小相对较大,并且由于稳压器910的电路操作,整流电路254输入到稳压器910的输出电流i
rect
的大小可以比以前大。由于从整流电路254输出的输出电流i
rect
的大小相对较大,因此作为整流电路254的输出端的阻抗的接收侧整流器阻抗(z
rect
(r
l
)=v
rect
/i
rect
)的大小可以较小。
[0143]
根据各种实施例,如果控制器252将输出电流的大小(例如,输出电流的限制值)控制为相对较大,则负载阻抗z
out
的大小相对较大,因此由于稳压器910的电路操作,整流电路254的输出端处的电压v
rect
的大小可以比以前小。像这样,由于整流电路254的输出端处的电压v
rect
的大小较小,因此接收侧整流器阻抗z
rect
(r
l
)的大小可以较小。
[0144]
根据各种实施例,如果稳压器910是开关稳压器,则可以通过调整稳压器910的输出电压v
out
的大小来调整接收侧整流器阻抗。例如,如果稳压器910是开关稳压器,如果控制器252将稳压器910的输出电压v
out
的大小控制为相对较大,则负载阻抗z
out
的大小相对较大,因此通过稳压器910的电路操作,整流电路254输入到稳压器910的输出电流i
rect
的大小可以较大。随着从整流电路254输出的输出电流i
rect
的大小变大,作为整流电路254的输出端的阻抗的接收侧整流器阻抗(z
rect
(r
l
)=v
rect
/i
rect
)的大小可以减小。
[0145]
在下文中,将参考图10、图11、图12和图13更详细地描述根据各种实施例的电子装置的示例操作方法。
[0146]
图10是示出根据各种实施例的示例无线电力发送过程的流程图。可以由图2a、图2b和图3中描述的每个组件来执行图10中的每个装置的操作,在此可以不提供其详细描述。参考图10,在操作1002中,无线电力发送器100可以向多个无线电力接收器110-1、110-2和110-n(在此未示出)(例如,第一无线电力接收器110-1和第二无线电力接收器110-2)发送第一功率的无线电力。在操作1004中,第一无线电力接收器110-1可以接收从无线电力发送器100发送的无线电力。在操作1006中,第二无线电力接收器110-2可以接收从无线电力发送器100发送的无线电力。
[0147]
在操作1008中,如上所述,第一无线电力接收器110-1的位置从第一位置移动到第二位置,并且无线电力发送器100与第一无线电力接收器110-1之间的耦合系数k1被改变,
因此无线电力发送器100的发送功率p
tx_in
的大小可以从第一功率改变为第二功率。因此,在操作1010中,无线电力发送器100可以将第二功率的无线电力发送到第一无线电力接收器110-1和第二无线电力接收器110-2。在操作1012中,第一无线电力接收器110-1可以接收从无线电力发送器100发送的改变后的无线电力。在操作1014中,第二无线电力接收器110-2可以接收从无线电力发送器100发送的改变后的无线电力。
[0148]
根据实施例,在操作1016中,第一无线电力接收器110-1可以使用传感器(例如,运动传感器259)确定位置是否被移动。如果确定位置被移动,则在操作1018中,第一无线电力接收器110-1的控制器252可以识别整流电路254的输出端的输出电压v
rect
。根据各种实施例,在操作1019中,第一无线电力接收器110-1的控制器252可以基于识别出的输出电压v
rect
确定位置移动方向(例如,位置是靠近无线电力发送器100还是远离无线电力发送器100)或第一无线电力接收器110-1与无线电力发送器100之间的距离。
[0149]
根据各种实施例,在操作1020中,第一无线电力接收器110-1可以基于位置是否被移动以及输出电压,控制dc/dc转换器255(例如,稳压器910)的输出(例如,输出电压或输出电流)。
[0150]
通过控制第一无线电力接收器110-1中的dc/dc转换器255的输出,第一无线电力接收器110-1的接收侧整流器阻抗可以如上所述改变,因此,在操作1022中,无线电力发送器100的发送功率p
tx_in
可以从第二功率改变为第三功率。在操作1024中,第一无线电力接收器110-1可以从无线电力发送器100接收改变后的无线电力。在操作1026中,第二无线电力接收器110-2可以从无线电力发送器100接收改变后的无线电力。
[0151]
图11是示出根据各种实施例的示例无线电力发送过程的流程图。可以由图2a、图2b和图3中描述的每个组件来执行稍后将描述的图11中的每个装置的操作,在此可以不提供其详细描述。参考图11,在操作1102中,无线电力发送器100可以向多个无线电力接收器110-1、110-2和110-n(未示出)(例如,第一无线电力接收器110-1和第二无线电力接收器110-2)发送第一功率的无线电力。在操作1104中,第一无线电力接收器110-1可以接收从无线电力发送器100发送的无线电力。在操作1106中,第二无线电力接收器110-2可以接收从无线电力发送器100发送的无线电力。
[0152]
在操作1108中,如上所述,第一无线电力接收器110-1的位置从第一位置移动到第二位置,并且无线电力发送器100与第一无线电力接收器110-1之间的耦合系数k1被改变,因此无线电力发送器100的发送功率p
tx_in
的大小可以从第一功率改变为第二功率。因此,在操作1110中,无线电力发送器100可以将第二功率的无线电力发送到第一无线电力接收器110-1和第二无线电力接收器110-2。在操作1012中,第一无线电力接收器110-1可以接收从无线电力发送器100发送的改变后的无线电力。在操作1114中,第二无线电力接收器110-2可以接收从无线电力发送器100发送的改变后的无线电力。
[0153]
根据本公开的实施例,在操作1116中,第一无线电力接收器110-1可以使用传感器(例如,运动传感器259)确定位置是否被移动。如果确定位置被移动,则在操作1118中,第一无线电力接收器110-1的控制器252可以识别整流电路254的输出端的输出电压v
rect
。根据各种实施例,在操作1119中,第一无线电力接收器110-1的控制器252可以基于识别出的输出电压v
rect
确定位置移动方向(例如,位置是靠近无线电力发送器100还是远离无线电力发送器100)或第一无线电力接收器110-1与无线电力发送器100之间的距离。
[0154]
根据各种实施例,在操作1128中,第一无线电力接收器110-1的控制器252可以基于位置是否被移动、位置移动方向或距离中的至少一个来生成与位置移动相关的信息。在操作1130中,第一无线电力接收器110-1的控制器252可以经由通信单元253向无线电力发送器100发送所生成的与位置移动相关的信息。无线电力发送器100可以接收与第一无线电力接收器110-1的位置移动相关的信息,并且因此,在操作1132中向第一无线电力接收器110-1发送用于控制第一无线电力接收器110-1的接收功率的功率控制指令。根据实施例,功率控制指令可以包括改变第一无线电力接收器110-1的接收侧整流器阻抗的指令或改变第一无线电力接收器110-1的负载阻抗的指令。根据实施例,功率控制指令可以包括调整第一无线电力接收器110-1的dc/dc转换器255或稳压器910的输出(例如,输出电流或输出电压)的指令。
[0155]
根据实施例,如果无线电力发送器100基于在操作1130中从第一无线电力接收器110-1接收到的与位置移动相关的信息,确定无线电力发送器100的位置靠近第一无线电力接收器110-1或远离第一无线电力接收器110-1,则无线电力发送器100可以将发送功率增大或减小一预设值,并且发送增大或减小后的发送功率。
[0156]
根据实施例,在操作1134中,第一无线电力接收器110-1的控制器252可以从无线电力发送器100接收功率控制指令,并且基于接收到的功率控制指令控制dc/dc转换器255(或稳压器910)的输出(例如,输出电流或输出电压)。
[0157]
通过控制第一无线电力接收器110-1中的dc/dc转换器255的输出,第一无线电力接收器110-1的接收侧整流器阻抗可以如上所述改变,因此,在操作1136中,无线电力发送器100的发送功率p
tx_in
可以从第二功率改变为第三功率。在操作1138中,第一无线电力接收器110-1可以接收从无线电力发送器100发送的改变后的无线电力。在操作1140中,第二无线电力接收器110-2可以接收从无线电力发送器100发送的改变后的无线电力。
[0158]
图12是示出根据各种实施例的无线电力接收器中的示例过程的流程图。
[0159]
参考图12,在操作1202中,无线电力接收器110可以从无线电力发送器100接收第一电力。在操作1204中,无线电力接收器110可以使用传感器(例如,运动传感器259)确定位置是否被移动。如果确定无线电力接收器110的位置被移动(在操作1204中“是”),则无线电力接收器110可以在操作1206中识别整流电路254的后端处的输出电压v
rect
。如果识别出整流电路254的后端处的输出电压v
rect
改变了设置的阈值或大于设置的阈值时,则在操作1208中无线电力接收器110可以通过控制dc/dc转换器255(例如,稳压器910)的输出(例如,输出电压或输出电流),调整负载阻抗或接收侧整流器阻抗。
[0160]
在操作1210中,作为控制dc/dc转换器255的输出(例如,输出电压或输出电流)的结果,如果接收功率(例如,在整流电路254的后端处测量的输出功率p
rect
)与由无线电力接收器110设置的所需功率之间的差大于(或者,大于或等于)设置的阈值(1210-否),则无线电力接收器110可以重复执行操作1208中的针对dc/dc转换器255的输出控制过程。作为控制dc/dc转换器255的输出(例如,输出电压或输出电流)的结果,如果接收功率(例如,在整流电路254的后端处测量的输出功率p
rect
)与由无线电力接收器110设置的所需功率p
dem
(例如,参考功率p
ref
)之间的差小于设置的阈值(1210-是),则无线电力接收器110可以终止操作1208中的针对dc/dc转换器255的输出控制过程。例如,针对dc/dc转换器255的输出控制过程可以如下表4所示执行。
[0161]
【表4】
[0162]vout
p
rect
p
ref
|p
rect-p
ref
|ε5v13w10w30.56v12w10w20.57v11w10w10.58v10.3w10w0.30.5
[0163]
参考表4,例如,在dc/dc转换器255(例如,稳压器910)的输出电压v
out
被控制为5v的状态下,可以识别出p
rect
为13w。如果假设在无线电力接收器110中设置的所需功率p
dem
(例如,参考功率p
ref
)为10w并且阈值ε为0.5w,则无线电力接收器110的接收功率(例如,在整流电路254的后端处测量到的输出功率p
rect
)与参考功率之间的差为3w,其大于阈值0.5w,因此无线电力接收器110可以进一步调整dc/dc转换器255的输出以减小接收功率与参考功率之间的差。例如,无线电力接收器110的控制器252可以将dc/dc转换器255(例如,稳压器910)的输出电压增大单位电压(例如,1v)。像这样,如果dc/dc转换器255的输出电压增大,则当输出电流相对较小时,负载阻抗z
out
的大小相对较小,并且作为整流电路254的输出端的阻抗的接收侧整流器阻抗(z
rect
(r
l
)=v
rect
/i
rect
)的大小可以随着从整流电路254输出的、输入到稳压器910的输出电流i
rect
的大小减小而增大。随着接收侧整流器阻抗的大小增大,无线电力接收器110的接收功率p
rect
可以相对减小。例如,如上所述,随着无线电力接收器110经由控制器252将dc/dc转换器255的输出电压增大1v而从5v增大到6v,无线电力接收器110的接收功率p
rect
可以从13w减小到12w。随着接收功率减小,无线功率接收器110的接收功率与参考功率之间的差为2w,其仍大于阈值0.5w,因此无线功率接收器110可以进一步调整dc/dc转换器255的输出以减小无线电力接收器110的接收功率与参考功率之间的差。如表4所示,无线电力接收器110可以控制控制器252将dc/dc转换器255的输出电压增大1v而从6v增大到7v,因此无线电力接收器110的接收功率p
rect
可以根据该控制从12w减小到11w。随着接收功率减小,无线功率接收器110的接收功率与参考功率之间的差为1w,其仍大于阈值0.5w,因此无线功率接收器110可以进一步调整dc/dc转换器255的输出以减小无线电力接收器110的接收功率与参考功率之间的差。
[0164]
无线电力接收器110可以控制控制器252将dc/dc转换器255的输出电压增大1v而从7v增大到8v,因此无线电力接收器110的接收功率p
rect
可以根据该控制从11w减小到10.3w。随着接收功率减小,无线电力接收器110的接收功率与参考功率之间的差为0.3w,其小于阈值0.5w,因此无线电力接收器110可以终止过程而无需额外的控制。
[0165]
表4所示的数值是用于说明的示例值,并且示例值可以根据每个装置的特性或情况进行各种改变或设置。
[0166]
图13是示出根据各种实施例的无线电力发送器中的示例过程的流程图。参考图13,在操作1302中,无线电力发送器100可以将发送功率p
tx_in
发送到无线电力接收器110。
[0167]
根据各种实施例,在操作1304中,无线电力发送器100可以从无线电力接收器110接收与位置移动相关的信息。例如,与位置移动相关的信息可以包括以下至少一项:指示无线电力接收器110的位置靠近无线电力发送器100或远离无线电力发送器100的信息、或与移动距离相关的信息、或与位置是否被移动相关的信息。如果无线电力发送器100和无线电力接收器110以无线电力联盟(a4wp)标准(或空气燃料联盟(afa)标准)定义的方式发送和
接收无线电力,则与位置移动有关的信息可以被包括在以标准定义的一个消息(例如,pru动态消息)中,并且被发送。
[0168]
根据各种实施例,在操作1306中,无线电力发送器100可以识别其位置被移动的无线电力接收器110(例如,第一无线电力接收器110-1)以及从无线电力接收器110发送的与位置移动相关的信息。
[0169]
根据各种实施例,在操作1308中,无线电力发送器100可以接收与无线电力接收器110的位置移动相关的信息,因此向无线电力接收器110发送用于控制无线电力接收器110的接收功率的功率控制指令。根据实施例,功率控制指令可以包括改变无线电力接收器110的接收侧整流器阻抗的指令或改变无线电力接收器110的负载阻抗的指令。根据实施例,功率控制指令可以包括用于调整无线电力接收器110的dc/dc转换器255或稳压器910的输出(例如,输出电流或输出电压)的指令。根据各种实施例,如果无线电力发送器100和无线电力接收器110以a4wp标准(或afa标准)定义的方式发送和接收无线电力,则功率控制指令可以被包括在pru控制消息中,并且被发送。其位置被移动的无线电力接收器110(例如,第一无线电力接收器110-1)可以从无线电力发送器100接收功率控制指令,并且基于接收到的功率控制指令控制dc/dc转换器255(或稳压器910)的输出(例如,输出电流或输出电压)。无线电力接收器110可以通过控制dc/dc转换器255的输出来改变负载阻抗或接收侧整流器阻抗。根据各种实施例,可以重复执行根据操作1308改变第一无线电力接收器110-1的阻抗的指令,直到从第二无线电力接收器110-2接收到的、在第二无线电力接收器110-2处测量到的接收功率大于设置的阈值。如上所述,其位置被移动的无线电力接收器110(例如,第一无线电力接收器110-1)可以通过改变dc/dc转换器255的输出(例如,输出电压或输出电流)来改变负载阻抗或接收侧整流器阻抗。
[0170]
根据示例的用于控制电子装置(例如,无线电力接收器)中的无线充电的方法可以包括:从无线电力发送器接收第一电力;识别电子装置的与经由传感器感测到的值相对应的移动信息;识别经由整流电路整流后的直流(dc)电力的电压值,该整流电路将接收到的第一电力整流为dc电力;并且基于移动信息和电压值控制dc/dc转换器的输出,该dc/dc转换器被配置为对整流后的dc电力进行转换以输出经转换的电力。
[0171]
根据各种示例实施例,控制dc/dc转换器的输出可以包括控制dc/dc转换器的输出电压或输出电流中的至少一个。
[0172]
根据各种示例实施例,该方法还可以包括:控制dc/dc转换器的输出,使得整流电路的后端的阻抗基于dc电力的电压值增大而增大。
[0173]
根据各种示例实施例,该方法还可以包括:控制dc/dc转换器的输出,使得整流电路的后端的阻抗基于dc电力的电压值减小而减小。
[0174]
根据各种示例实施例,该方法还可以包括:基于经由整流电路整流的dc电力的电压值的识别结果生成与位置移动相关的信息,并且经由通信电路发送所生成的与位置移动相关的信息。
[0175]
根据各种示例实施例,与位置移动相关的信息可以包括:指示电子装置的位置与指定距离相比更靠近无线电力发送器或与指定距离相比更远离无线电力发送器的信息、或与移动距离相关的信息中的至少一个。
[0176]
根据各种示例实施例,与位置移动相关的信息可以被包括在pru动态消息中并且
被发送。
[0177]
图14是示出根据各种实施例的网络环境1400中的示例电子装置1401的框图。参考图14,网络环境1400中的电子装置1401(例如,无线电力发送器100或无线电力接收器110)可以经由第一网络1498(例如,短距离无线通信网络)与电子装置1402进行通信,或者经由第二网络1499(例如,长距离无线通信网络)与电子装置1404或服务器1408进行通信。根据实施例,电子装置1401可以经由服务器1408与电子装置1404进行通信。根据实施例,电子装置1401可以包括处理器1420(例如,图2a和图2b中的处理器258)、存储器1430、输入模块1450、声音输出模块1455、显示模块1460、音频模块1470、传感器模块1476(例如,图2a和图2b中的运动传感器259)、接口1477、连接端1478、触觉模块1479、相机模块1480、电力管理模块1488(例如,图2a和图2b中的充电控制电路256)、电池1489(例如,图2a和图2b中的电池257)、通信模块1490(例如,图2a和图2b中的通信单元253)、用户识别模块(sim)1496或天线模块1497。在一些实施例中,可以从电子装置1401中省略至少一个部件(例如,连接端1478),或者可以将一个或更多个其它部件添加到电子装置1401中。在一些实施例中,一些部件(例如,传感器模块1476、相机模块1480或天线模块1497)可以实现为单个部件(例如,显示模块1460)。
[0178]
处理器1420可以运行例如软件(例如,程序1440)以控制电子装置1401的与处理器1420耦接的至少一个其它部件(例如,硬件部件或软件部件),并且可以执行各种数据处理或计算。根据示例实施例,作为数据处理或计算的至少部分,处理器1420可以将从另一部件(例如,传感器模块1476或通信模块1490)接收到的命令或数据存储在易失性存储器1432中,对存储在易失性存储器1432中的命令或数据进行处理,并将结果数据存储在非易失性存储器1434中。根据实施例,处理器1420可以包括主处理器1421(例如,中央处理单元(cpu)或应用处理器(ap))以及与主处理器1421在操作上独立的或者相结合的辅助处理器1423(例如,图形处理单元(gpu)、神经处理单元(npu)、图像信号处理器(isp)、传感器中枢处理器或通信处理器(cp))。例如,当电子装置1401包括主处理器1421和辅助处理器1423时,辅助处理器1423可以被适配为比主处理器1421耗电更少,或者被适配为具体用于指定的功能。辅助处理器1423可以实现为与主处理器1421分离,或者实现为主处理器1421的部分。
[0179]
在主处理器1421处于未激活(例如,睡眠)状态时,辅助处理器1423(而非主处理器1421)可以控制与电子装置1401的部件之中的至少一个部件(例如,显示模块1460、传感器模块1476或通信模块1490)相关的功能或状态中的至少一些,或者在主处理器1421处于激活状态(例如,运行应用)时,辅助处理器1423可以与主处理器1421一起来控制与电子装置1401的部件之中的至少一个部件(例如,显示模块1460、传感器模块1476或通信模块1490)相关的功能或状态中的至少一些。根据实施例,辅助处理器1423(例如,图像信号处理器或通信处理器)可以实现为在功能上与辅助处理器1423相关的另一部件(例如,相机模块1480或通信模块1490)的部分。根据实施例,辅助处理器1423(例如,神经处理单元)可以包括具体用于人工智能模型处理的硬件结构。人工智能模型可以通过机器学习生成。可以例如由执行人工智能的电子装置1401或经由单独的服务器(例如服务器1408)来执行这种学习。学习算法可以包括,但不限于,例如,监督学习、无监督学习、半监督学习或强化学习。人工智能模型可以包括多个人工神经网络层。人工神经网络可以是深度神经网络(dnn)、卷积神经网络(cnn)、循环神经网络(rnn)、受限玻尔兹曼机(rbm)、深度信念网络(dbn)、双向循环深
度神经网络(brdnn)、深度q网络或他们中的两种或更多种的组合,但不限于此。人工智能模型可以额外地或可选择地包括除了硬件结构之外的软件结构。
[0180]
存储器1430可以存储由电子装置1401的至少一个部件(例如,处理器1420或传感器模块1476)使用的各种数据。各种数据可以包括例如软件(例如,程序1440)以及针对与其相关的命令的输入数据或输出数据。存储器1430可以包括易失性存储器1432或非易失性存储器1434。
[0181]
程序1440可以作为软件存储在存储器1430中,并且程序1440可以包括例如操作系统(os)142、中间件1444或应用1446。
[0182]
输入模块1450可以从电子装置1401的外部(例如,用户)接收将由电子装置1401的另一部件(例如,处理器1420)使用的命令或数据。输入模块1450可以包括例如麦克风、鼠标、键盘、键(例如,按钮)或数字笔(例如,手写笔)。
[0183]
声音输出模块1455可以将声音信号输出到电子装置1401的外部。声音输出模块1455可以包括例如扬声器或接收器。扬声器可以用于诸如播放多媒体或播放唱片的通用目的。接收器可以用于呼入呼叫。根据实施例,接收器可以实现为与扬声器分离,或实现为扬声器的部分。
[0184]
显示模块1460可以向电子装置1401的外部(例如,用户)视觉地提供信息。显示模块1460可以包括例如显示器、全息图装置或投影仪以及用于控制显示器、全息图装置和投影仪中的相应一个的控制电路。根据实施例,显示模块1460可以包括被适配为检测触摸的触摸电路或被适配为测量由触摸引起的力的强度的压力传感器。
[0185]
音频模块1470可以将声音转换为电信号,反之亦可。根据实施例,音频模块1470可以经由输入模块1450获得声音,或者经由声音输出模块1455或与电子装置1401直接(例如,有线)耦接或无线耦接的外部电子装置(例如,电子装置1402)的耳机输出声音。
[0186]
传感器模块1476可以检测电子装置1401的操作状态(例如,电力或温度)或电子装置1401外部的环境状态(例如,用户的状态),然后生成与检测到的状态相应的电信号或数据值。根据实施例,传感器模块1476可以包括例如手势传感器、陀螺仪传感器、大气压力传感器、磁性传感器、加速度传感器、握持传感器、接近传感器、颜色传感器、红外(ir)传感器、生物特征传感器、温度传感器、湿度传感器或照度传感器。
[0187]
接口1477可以支持被用来使电子装置1401与外部电子装置(例如,电子装置1402)直接(例如,有线)或无线耦接的一个或更多个特定协议。根据实施例,接口1477可以包括例如高清晰度多媒体接口(hdmi)、通用串行总线(usb)接口、安全数字(sd)卡接口或音频接口。
[0188]
连接端1478可以包括连接器,其中,电子装置1401可以经由该连接器与外部电子装置(例如,电子装置1402)物理连接。根据实施例,连接端1478可以包括例如hdmi连接器、usb连接器、sd卡连接器或音频连接器(例如,耳机连接器)。
[0189]
触觉模块1479可以将电信号转换为可以被用户经由他的触觉或动觉识别的机械刺激(例如,振动或运动)或电刺激。根据实施例,触觉模块1479可以包括例如电机、压电元件或电刺激器。
[0190]
相机模块1480可以捕获静止图像或运动图像。根据实施例,相机模块1480可以包括一个或更多个透镜、图像传感器、图像信号处理器或闪光灯。
[0191]
电力管理模块1488可以管理对电子装置1401的供电。根据实施例,电力管理模块1488可以实现为例如电力管理集成电路(pmic)的至少部分。
[0192]
电池1489可以对电子装置1401的至少一个部件供电。根据实施例,电池1489可以包括例如不可再充电的原电池、可再充电的蓄电池、或燃料电池。
[0193]
通信模块1490可以支持在电子装置1401与外部电子装置(例如,电子装置1402、电子装置1404或服务器1408)之间建立直接(例如,有线)通信信道或无线通信信道,并经由建立的通信信道执行通信。通信模块1490可以包括与处理器1420(例如,应用处理器(ap))独立操作的一个或更多个通信处理器,并支持直接(例如,有线)通信或无线通信。根据实施例,通信模块1490可以包括无线通信模块1492(例如,蜂窝通信模块、短距离无线通信模块或全球导航卫星系统(gnss)通信模块)或有线通信模块1494(例如,局域网(lan)通信模块或电力线通信(plc)模块)。这些通信模块中的相应一个可以经由第一网络1498(例如,短距离通信网络,诸如蓝牙、无线保真(wi-fi)直连或红外数据协会(irda))或第二网络1499(例如,长距离通信网络,诸如传统蜂窝网络、5g网络、下一代通信网络、互联网、或计算机网络(例如,lan或广域网(wan)))与外部电子装置进行通信。这些各种类型的通信模块可以实现为单个部件(例如,单个芯片),或可以实现为彼此分离的多个部件(例如,多个芯片)。无线通信模块1492可以使用存储在用户识别模块1496中的用户信息(例如,国际移动用户识别码(imsi))识别并认证通信网络(诸如第一网络1498或第二网络1499)中的电子装置1401。
[0194]
无线通信模块1492可以支持4g网络之后的5g网络和下一代通信技术,例如新无线电(nr)接入技术。nr接入技术可以支持增强型移动宽带(embb)、海量机器类通信(mmtc)或超可靠低时延通信(urllc)。无线通信模块1492可以支持高频带(例如,毫米波频带)以实现例如高数据传输速率。无线通信模块1492可以支持用于确保高频带上的性能的各种技术,例如波束成形、大规模多输入和多输出(大规模mimo)、全维mimo(fd-mimo)、阵列天线、模拟波束形成或大规模天线。无线通信模块1492可以支持在电子装置1401、外部电子装置(例如,电子装置1404)或网络系统(例如,第二网络1499)中指定的各种需求。根据实施例,无线通信模块1492可以支持用于实现embb的峰值数据速率(例如,20gbps或更高)、用于实现mmtc的丢失覆盖(例如,164db或更小)或用于实现urllc的u平面延迟(例如,用于下行链路(dl)和上行链路(ul)的每一个的0.5ms或更小,或者1ms或更小的往返行程)。
[0195]
天线模块1497可以将信号或电力发送到电子装置1401的外部(例如,外部电子装置)或者从电子装置1401的外部(例如,外部电子装置)接收信号或电力。根据实施例,天线模块1497可以包括天线,该天线包括辐射元件,该辐射元件包括形成在基底(例如,pcb)中或形成在基底上的导电材料或导电图案。根据实施例,天线模块1497可以包括多个天线(例如,阵列天线)。在这种情况下,可以由例如通信模块1490(例如,无线通信模块1492)从多个天线中选择适合于在通信网络(诸如第一网络1498或第二网络1499)中使用的通信方案的至少一个天线。然后,可以经由所选择的至少一个天线在通信模块1490与外部电子装置之间发送或接收信号或电力。根据实施例,除了辐射元件之外的另外的组件(例如,射频集成电路(rfic))可以附加地形成为天线模块1497的一部分。
[0196]
根据各种实施例,天线模块1497可以形成毫米波天线模块。根据实施例,毫米波天线模块可以包括印刷电路板、rfic以及多个天线(例如,阵列天线),rfic设置在印刷电路板的第一表面(例如,底表面)上或邻近第一表面并且能够支持指定高频带(例如,毫米波频
带),多个天线(例如,阵列天线)设置在印刷电路板的第二表面(例如,顶表面或侧表面)上或邻近第二表面并且能够发送或接收指定高频带的信号。
[0197]
上述部件中的至少一些可以经由外设间通信方案(例如,总线、通用输入输出(gpio)、串行外设接口(spi)或移动工业处理器接口(mipi))相互耦接并在它们之间通信地传送信号(例如,命令或数据)。
[0198]
根据实施例,可以经由与第二网络1499耦接的服务器1408在电子装置1401与外部电子装置1404之间发送或接收命令或数据。电子装置1402或电子装置1404中的每一个可以是与电子装置1401相同类型的装置,或者是与电子装置1401不同类型的装置。根据实施例,将在电子装置1401运行的全部操作或一些操作可以在外部电子装置1402、1404或1408中的一个或更多个处运行。例如,如果电子装置1401应该自动执行功能或服务或者应该响应于来自用户或另一装置的请求执行功能或服务,则电子装置1401可以请求一个或更多个外部电子装置执行功能或服务中的至少部分,而不是运行功能或服务,或者电子装置1401除了运行功能或服务以外,还可以请求一个或更多个外部电子装置执行功能或服务中的至少部分。接收到请求的一个或更多个外部电子装置可以执行请求的功能或服务中的至少部分,或者执行与请求相关的另外功能或另外服务,并将执行的结果传送到电子装置1401。电子装置1401可以在对结果进行进一步处理的情况下或者在不对结果进行进一步处理的情况下将结果提供作为对请求的至少部分答复。为此,可以使用例如云计算技术、分布式计算技术、移动边缘计算(mec)、或客户机-服务器计算技术。电子装置1401可以使用例如分布式计算或移动边缘计算来提供超低延迟服务。在实施例中,外部电子装置1404可以包括物联网(iot)装置。服务器1408可以是使用机器学习和/或神经网络的智能服务器。根据实施例,外部电子装置1404或服务器1408可以被包括在第二网络1499中。电子装置1401可以基于5g通信技术或iot相关技术被应用于智能服务(例如,智能家居、智能城市、智能汽车或医疗保健)。
[0199]
根据本公开的各种实施例的电子装置以及用于控制电子装置中的无线充电的方法可以通过当在无线电力发送器对无线电力接收器进行充电的同时无线电力接收器移动时改变无线电力接收器的阻抗(例如,dc/dc转换器的输出端处的负载阻抗或整流电路的后端处的接收侧整流器阻抗),来增加整个系统的电力传送效率,并且稳定无线电力接收器的接收功率。
[0200]
根据各种实施例的电子装置可以是各种类型的电子装置之一。电子装置可以包括例如便携式通信装置(例如,智能电话)、计算机装置、便携式多媒体装置、便携式医疗装置、相机、可穿戴装置、家用电器等。根据本公开的实施例,电子装置不限于以上所述的那些电子装置。
[0201]
应该理解的是,本公开的各种实施例以及其中使用的术语并不意图将在此阐述的技术特征限制于具体实施例,而是包括针对相应实施例的各种改变、等同形式或替换形式。对于附图的描述,相似的参考标号可以用于指代相似或相关的元件。将理解的是,与术语相应的单数形式的名词可以包括一个或更多个事物,除非相关上下文另有明确指示。如在此所使用的,诸如“a或b”、“a和b中的至少一个”、“a或b中的至少一个”、“a、b或c”、“a、b和c中的至少一个”以及“a、b或c中的至少一个”的短语中的每一个短语可以包括在与相应一个短语中一起列举出的项的任意一项或所有可能组合。如在此所使用的,诸如“第1”和“第2”或
者“第一”和“第二”的术语可以用于将相应部件与另一部件进行简单区分,并且不在其它方面(例如,重要性或顺序)限制部件。将理解的是,在使用了术语“可操作地”或“通信地”的情况下或者在不使用术语“可操作地”或“通信地”的情况下,如果一元件(例如,第一元件)被称为“与另一元件(例如,第二元件)耦合”、“耦合到另一元件(例如,第二元件)”、“与另一元件(例如,第二元件)连接”或“连接到另一元件(例如,第二元件)”,则意味着该一元件可以与该另一元件直接(例如,有线地)连接、与该另一元件无线地连接、或经由第三元件与该另一元件连接。
[0202]
如在此结合本公开的各种实施例所使用的,术语“模块”可以包括以硬件、软件或固件、或者它们任意组合实现的单元,并且可以与其他术语(例如,“逻辑”、“逻辑块”、“部分”或“电路”)可互换地使用。模块可以是被适配为执行一个或更多个功能的单个集成部件或者是该单个集成部件的最小单元或部分。例如,根据实施例,可以以专用集成电路(asic)的形式来实现模块。
[0203]
可以将在此阐述的各种实施例实现为包括存储在存储介质(例如,内部存储器136或外部存储器138)中的可由机器(例如,电子装置1401)读取的一个或更多个指令的软件(例如,程序1440)。例如,在处理器的控制下,机器(例如,电子装置1401)的处理器(例如,处理器1420)可以在使用或无需使用一个或更多个其它部件的情况下调用存储在存储介质中的一个或更多个指令中的至少一个指令并运行至少一个指令。这使得机器能够操作用于根据所调用的至少一个指令执行至少一个功能。一个或更多个指令可以包括由编译器生成的代码或能够由解释器运行的代码。可以以非暂时性存储介质的形式来提供机器可读存储介质。其中,术语“非暂时性”存储介质是有形装置,并且可以不包括信号(例如,电磁波),但是该术语并不在数据被半永久性地存储在存储介质中与数据被临时存储在存储介质中之间进行区分。
[0204]
根据实施例,可以在计算机程序产品中包括和提供根据本公开的各种实施例的方法。计算机程序产品可以作为产品在销售者与购买者之间进行交易。可以以机器可读存储介质(例如,紧凑盘只读存储器(cd-rom))的形式来发布计算机程序产品,或者可以经由应用商店(例如,play store
tm
)在线发布(例如,下载或上传)计算机程序产品,或者可以直接在两个用户装置(例如,智能电话)之间分发(例如,下载或上传)计算机程序产品。如果是在线发布的,则计算机程序产品中的至少部分可以是临时生成的,或者至少临时存储在机器可读存储介质(诸如制造商的服务器、应用商店的服务器或转发服务器的存储器)中。
[0205]
根据各种实施例,上述部件中的每个部件(例如,模块或程序)可以包括单个实体或多个实体,并且多个实体中的一些可以分开地设置在不同的部件中。根据各种实施例,可以省略上述部件中的一个或更多个部件,或者可以添加一个或更多个其它部件。可选择地或者另外地,多个部件(例如,模块或程序)可以集成为单个部件。在这种情况下,根据各种实施例,该集成部件可以仍旧按照与多个部件中的相应一个部件在集成之前执行一个或更多个功能相同或相似的方式,执行多个部件中的每一个部件的一个或更多个功能。根据各种实施例,由模块、程序或另一部件所执行的操作可以顺序地、并行地、重复地或以启发式方式来执行,或者一个或更多个操作可以按照不同的顺序来运行或被省略,或者可以添加一个或更多个其它操作。
[0206]
虽然已经参考各种示例实施例示出和描述了本公开,但是将理解,各种示例实施
例意图是说明性的,而不是限制性的。本领域技术人员将进一步理解,在不脱离包括所附权利要求及其等同形式的本公开的真实精神和全部范围的情况下,可以在形式和细节上进行各种改变。
再多了解一些

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