[发明专利]双频带无线电力接收单元

说明书

公开了一种双频带无线电力接收单元。根据一个实施方式的无线电力接收单元包括：第一谐振器；第二谐振器，其与第一谐振器并联连接；单个整流器，其具有作为输入的节点，在所述节点处第一谐振器的输出和第二谐振器的输出彼此并联连接；至少一个开关，其具有第一输出、第二输出和输入，其中第二输出连接至地；至少一个电容器，其并联连接至第二谐振器，并且其一个端子连接至开关的第一输出，另一端子连接至整流器输入；以及频率传感器，其根据整流器输入来感测输入频率，并且其输出连接至开关的输入。

技术领域

本发明涉及无线电力接收单元(PRU)。

背景技术

近来，无线充电系统主要通过两种方法来实现。一种方法是紧耦合方法，其中电力发射单元(power transmitting unit，PTU)的天线和电力接收单元(power receivingunit，PRU)的天线应当位置匹配并且彼此靠近。该方法由于工作频率低、PTU的天线和PRU的天线位于彼此的短距离内并且彼此相对精确地匹配，因此具有良好的效率，并且该方法还具有已建立的控制方法，因为其控制方法类似于常规的谐振逆变器方法。作为由这样的技术采用的标准，存在电力事件联盟(Power Matters Alliance，PMA)方法和无线充电联盟(Wireless Power Consortium，WPC)的Qi方法。

Qi方法和PMA方法效率高并且生产成本相对较低。然而，单个PTU难以同时向两个或更多个PRU提供能量，并且当PTU的天线和PRU的天线在位置上不匹配时还会迅速降低充电效率。此外，即使PTU与PRU之间的距离稍微增加，充电效率也会降低，因此上述方法不便于一般用户使用。

为了解决这些问题，与上述标准不同，已经提出了一种通过提高能量发射频率使用磁谐振技术而能够不管距离和位置地执行充电动作的标准。无线电力联盟(Alliancefor Wireless Power，A4WP)是其代表性标准。虽然Qi方法和PMA方法以约80kHz至约200kHz的频率范围发射能量，但是A4WP可以具有6.78MHz高频的小天线，并且即使当天线彼此分离时，也能够通过匹配PRU与PTU的谐振器的谐振频率来进行无线充电。通过使用A4WP方法，在几cm²的面积内提供几瓦特的功率并不困难，并且也可以同时向多个PRU发射能量。这种方法被称为松耦合方法。然而，该方法具有高工作频率，使得由于以高频驱动有源元件，因此与紧耦合方法相比其实现难度大并且效率低。

Qi方法、PMA方法和A4WP方法各具有优缺点，因此三种方法混合使用。然而，各种标准具有不同的频率，因此其无线充电标准彼此不兼容。因此，需要能够接收来自任何标准的PTU的无线电力的PRU。

发明内容

技术问题

根据一个实施方式，提出了能够用单个整流器从不同的谐振器接收能量的双频带无线电力接收单元(PRU)。

技术解决方案

根据实施方式的无线电力接收单元(PRU)包括：第一谐振器；第二谐振器，其与第一谐振器并联连接；单个整流器，其具有作为输入的节点，在所述节点处第一谐振器的输出和第二谐振器的输出彼此并联连接；至少一个开关，其具有第一输出、第二输出以及输入，其中第二输出连接至地；至少一个电容器，其并联连接至第二谐振器，并且具有连接至开关的第一输出的一个端子和连接至整流器的输入的另一端子；以及频率检测器，其被配置成根据整流器的输入来检测输入频率，并且具有连接至开关的输入的输出。

第一谐振器可以是高频谐振器，第二谐振器可以是低频谐振器。第一谐振器可以是具有串联连接的至少一个电感器和至少一个电容器的串联谐振器。第二谐振器可以是具有串联连接的至少一个电感器和至少一个电容器的串联谐振器。

当由频率检测器检测到的频率是低频时，开关可以被接通，并且当由频率检测器检测到的频率是高频时，开关可以被断开，以使电容器与整流器的输入分离。

本发明的有益效果