[发明专利]无线电力接收机系统

说明书

背景技术

本发明涉及无线电力传送，并且更特别地涉及用于无线地从无线电源接收电力的系统。

无线电源系统的使用连续增长。最常见的无线电源系统使用电磁场来无线地将电力从无线电源传送到与远程设备（诸如蜂窝电话、智能电话、媒体播放器或其它电子设备）关联的无线电力接收机。存在大量不同类型的无线电源系统。例如，很多常规系统使用无线电源中的初级线圈和远程设备的无线电力接收机中的次级线圈。初级线圈生成电磁场，电磁场从无线电源发射。无线电力接收机包括次级线圈，次级线圈可以放置于初级线圈所生成的电磁场内。当远程设备放置于充分接近无线电源内时，电磁场在远程设备可使用的次级线圈内感应电力，例如，以对远程设备供电和/或充电。当初级线圈和次级线圈彼此相对靠近时，这些类型的系统典型地提供最佳性能。由于这些原因，这些类型的系统经常被提及为“近耦接”系统。

大量常规无线电源系统已经被配置成当与对于高效使用近耦接系统而言正常可接受相比初级线圈和次级线圈比的离得更远时高效地提供电力。给定它们可以在比近耦接系统更大的距离处高效地传送电力，这些类型的无线电力传送系统经常被提及为“中程”系统。典型中程无线电力传送系统依赖于Nicola Tesla在100多年前所公开的技术（见例如1901年10月22日公布的美国专利685,012）。在典型中程系统的情况下，电力传送系统包括一对谐振器，其被布置在初级线圈与次级线圈之间或另外被布置在它们附近。每个谐振器被配置成包括电感器和电容器，而不包括任何的附加明显负载。这样将在谐振频率处的阻抗保持为最小，这使得电容器与电感器之间的谐振电流最大化。电感器中的电流进而放大谐振器内所感应的无线电力信号。给定它们的用于放大信号的能力，谐振器可以起桥的作用以用于扩展无线电源系统的范围。在使用中，初级线圈生成在第一谐振器中感应电力的电磁场，第一谐振器生成在第二谐振器中感应电力的放大的电磁场，并且第二谐振器生成在次级线圈中感应电力的放大的电磁场。

虽然使用谐振器典型地在中程环境中提供改进的效率，但当无线电源和远程设备太靠近时，谐振器可能减少效率。这把实际限制置于并入有谐振器的中程系统的使用之上。此外，具有谐振器的无线电源将典型地并不与没有谐振器的远程设备一起高效地操作（反之亦然）。结果，对于无线电源而言典型地需要与所匹配的远程设备配对。

发明内容

本发明提供一种无线电力接收机，能够优化自身以用于从不同类型的无线电源接收无线电力。所述无线电力接收机包括两个接收机电路，被配置用于不同的操作参数。在一个实施例中，所述无线电力接收机包括主接收机电路和辅接收机电路。所述主接收机电路可调整为在近耦接模式下或谐振器模式下操作。在所述近耦接模式下，所述主接收机电路可以起所述远程设备的主电力源的作用。在所述谐振器模式下，主电力电路可以与远程设备电断开/隔离，并且起谐振器的作用，以放大所接收到的无线电力信号。所述辅接收机电路可以被配置成当所述主接收机电路处于所述谐振器模式下时起用于所述远程设备的电力源的作用。当所述主接收机电路处于近耦接模式下时，所述辅接收机电路也可以能够将电力提供给所述远程设备。

在一个实施例中，所述主接收机电路包括：接收机线圈（或其它电感器）和接收机电容器，形成储能电路并且耦接到所述远程设备的所述电力输入。接收机线圈和接收机电容器可以形成谐振储能电路。所述谐振储能电路可以通过整流线路以及适当的滤波和调节线路耦接到所述电力输入。所述主接收机电路包括：开关，被布置为允许所述谐振储能电路选择性地短路，以使得所述谐振储能电路有效地与所述远程设备电力输入电断开/隔离并且在闭合谐振环路中被配置成起谐振器作用。在一个实施例中，所述开关包括耦接到控制器的两个FET的布置。所述控制器可以被配置成：当想要所述主接收机电路在谐振器模式下起作用时闭合所述FET并且短路所述谐振储能电路。

在一个实施例中，所述辅接收机电路包括：接收机线圈，耦接到所述远程设备的电力输入。所述辅接收机线圈可以通过整流线路以及适当的滤波和调节线路被电连接到所述电力输入。可以选择所述辅接收机线圈的特性，以使得当所述主接收机电路处于所述谐振器模式下时，调谐所述辅接收机线圈，以高效地从所述主接收机电路接收无线电力。