本案是分案申請。該分案的母案是申請日為2011年2月15日、申請?zhí)枮?01180011054.2、發(fā)明名稱為“無線電力接收器”的發(fā)明專利申請案。

根據(jù)35U.S.C.§119主張優(yōu)先權(quán)

本申請案根據(jù)35U.S.C.§119(e)主張以下申請案的優(yōu)先權(quán)：

2010年2月25日申請的題為“反向D類電力接收器(REVERSE CLASS-D POWER RECEIVER)”的第61/308,246號美國臨時專利申請案，所述美國臨時專利申請案的全部揭示內(nèi)容在此以引用的方式并入本文中。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明大體來說涉及無線電力傳送，且更具體來說，涉及用于將能量從無線電力接收器傳遞到負(fù)載的系統(tǒng)、裝置及方法。

背景技術(shù)：

正開發(fā)在發(fā)射器與待充電的裝置之間使用空中電力傳輸?shù)淖龇?。這些做法大體上屬于兩種類別。一種類別是基于發(fā)射天線與待充電的裝置上的接收天線之間的平面波輻射(也稱為遠(yuǎn)場輻射)的耦合，所述待充電的裝置收集所輻射的電力且對其整流以用于對電池充電。天線大體上為諧振長度，以便改善耦合效率。此做法的缺點為電力耦合隨著天線之間的距離增加而迅速衰退。因此，超過合理距離(例如，>1-2米)的充電變得困難。另外，因為系統(tǒng)輻射平面波，所以如果未經(jīng)由濾波來進(jìn)行適當(dāng)控制，則無意的輻射可干擾其它系統(tǒng)。

其它做法是基于嵌入于(例如)“充電”墊或表面中的發(fā)射天線與嵌入于待充電的主機(jī)裝置中的接收天線加整流電路之間的感應(yīng)耦合。此做法具有以下缺點：發(fā)射天線與接收天線之間的間隔必須非常接近(例如，幾毫米)。雖然此做法確實具有對同一區(qū)域中的多個裝置同時充電的能力，但此區(qū)域通常較小，因此用戶必須將所述裝置定位到一特定區(qū)域。

如一般所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)理解，常規(guī)無線電力接收器可使用兩步過程來將DC電力供應(yīng)到負(fù)載。更具體來說，常規(guī)無線電力接收器可使用整流器連同DC/DC轉(zhuǎn)換器以將DC電力供應(yīng)到負(fù)載。存在增加無線電力傳送的需要。更具體來說，存在用于將電力從接收器提供到負(fù)載的增強(qiáng)的方法、裝置及系統(tǒng)的需要。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

在所附權(quán)利要求書的范圍內(nèi)的系統(tǒng)、方法和裝置的各種實施方案各自具有若干方面，其中沒有單個方面唯一地負(fù)責(zé)本文描述的所需屬性。在不限制所附權(quán)利要求書的范圍的情況下，本文描述一些突出特征。

本說明書中描述的標(biāo)的物的一個或一個以上實施方案的細(xì)節(jié)在附圖和下文的描述中陳述。從描述、附圖和權(quán)利要求書將明了其它特征、方面和優(yōu)點。應(yīng)注意，附圖的相對尺寸可能未按比例繪制。

本發(fā)明中描述的標(biāo)的物的一個方面提供一種方法。所述方法包括在用于將能量存儲于接收無線電力的天線內(nèi)的充電階段期間使所述天線的每一端子耦合到接地電壓。所述方法進(jìn)一步包括在用于將所述能量從所述天線傳送到輸出的輸出階段期間使所述天線的至少一個端子耦合到所述輸出。

本發(fā)明中描述的標(biāo)的物的另一方面提供一種方法。所述方法包括在用天線無線接收能量以用于將能量存儲于所述天線內(nèi)時使所述天線的第一端子及第二端子中的每一者耦合到接地電壓。所述方法進(jìn)一步包括在用于將所存儲的能量從所述天線傳送到輸出的輸出階段期間使所述天線的所述第一端子及所述第二端子中的一者耦合到所述輸出。此外，所述方法包括在用于將所存儲的能量從所述天線傳送到所述輸出的另一輸出階段期間使所述天線的所述第一端子及所述第二端子中的另一者耦合到所述輸出。

本發(fā)明中描述的標(biāo)的物的又一方面提供一種接收器。所述接收器包括接收天線及多個切換元件，其中至少一個切換元件經(jīng)配置以將所述接收天線的端子選擇性地耦合到輸出或?qū)⑺鼋邮仗炀€的端子從所述輸出解耦，且至少一個其它切換元件經(jīng)配置以將所述接收天線的所述端子選擇性地耦合到接地電壓或?qū)⑺鼋邮仗炀€的所述端子從所述接地電壓解耦。

本發(fā)明中描述的標(biāo)的物的另一方面提供一種裝置。所述裝置包括接收天線及至少一個電流感測比較器，所述至少一個電流感測比較器經(jīng)配置以比較流經(jīng)所述接收天線的電流與閾值電流。所述裝置進(jìn)一步包括多個切換元件，其中至少一個切換元件經(jīng)配置以在流經(jīng)所述接收天線的所述電流大于所述閾值電流時使所述接收天線選擇性地耦合到輸出。

本發(fā)明中描述的標(biāo)的物的又一方面提供一種裝置。所述裝置包括：用于在用于將能量存儲于天線內(nèi)的充電階段期間使所述天線的每一端子耦合到接地電壓的裝置；及用于在用于將能量從所述天線傳送到輸出的輸出階段期間使所述天線的至少一個端子耦合到所述輸出的裝置。

本發(fā)明中描述的標(biāo)的物的另一方面提供一種裝置。所述裝置包括用于在用天線接收能量以將能量存儲于所述天線內(nèi)時使所述天線的第一端子及第二端子中的每一者耦合到接地電壓的裝置。所述裝置進(jìn)一步包括用于在用于將能量從所述天線傳送到輸出的輸出階段期間使所述天線的所述第一端子及所述第二端子中的一者耦合到所述輸出的裝置。此外，所述裝置包括用于在用于將能量從所述天線傳送到所述輸出的另一輸出階段期間使所述天線的所述第一端子及所述第二端子中的另一者耦合到所述輸出的裝置。

附圖說明

圖1展示無線電力傳送系統(tǒng)的簡化框圖。

圖2展示無線電力傳送系統(tǒng)的簡化示意圖。

圖3說明供用于本發(fā)明的示范性實施例中的環(huán)形天線的示意圖。

圖4為根據(jù)本發(fā)明的示范性實施例的發(fā)射器的簡化框圖。

圖5說明根據(jù)本發(fā)明的示范性實施例的包括一接收器的電子裝置的簡化框圖。

圖6為根據(jù)本發(fā)明的示范性實施例的接收器的電路圖。

圖7為根據(jù)本發(fā)明的示范性實施例的包括多個晶體管的接收器的電路圖。

圖8A為根據(jù)本發(fā)明的示范性實施例的處于一種配置中的接收器的電路圖。

圖8B為根據(jù)本發(fā)明的示范性實施例的圖8A的處于另一配置中的接收器的電路圖。

圖8C為根據(jù)本發(fā)明的示范性實施例的圖8A的處于又一配置中的接收器的電路圖。

圖9說明根據(jù)本發(fā)明的示范性實施例的包括一發(fā)射器及一接收器的系統(tǒng)。

圖10為說明根據(jù)本發(fā)明的示范性實施例的與接收器相關(guān)聯(lián)的各種信號的曲線圖。

圖11為說明根據(jù)本發(fā)明的示范性實施例的與接收器相關(guān)聯(lián)的各種信號的另一曲線圖。

圖12為說明根據(jù)本發(fā)明的示范性實施例的與接收器相關(guān)聯(lián)的各種信號的又一曲線圖。

圖13為說明根據(jù)本發(fā)明的示范性實施例的方法的流程圖。

圖14為說明根據(jù)本發(fā)明的示范性實施例的另一方法的流程圖。

具體實施方式

下文中結(jié)合隨附圖式所闡述的詳細(xì)描述既定作為對本發(fā)明的示范性實施例的描述且既定不表示可實踐本發(fā)明的僅有實施例。遍及此描述所使用的術(shù)語“示范性”意味著“充當(dāng)實例、例子或說明”，且未必應(yīng)被解釋為相比其它示范性實施例優(yōu)選或有利。所述詳細(xì)描述包括特定細(xì)節(jié)以便提供對本發(fā)明的示范性實施例的詳盡理解。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將顯而易見的是，可在無這些特定細(xì)節(jié)的情況下實踐本發(fā)明的示范性實施例。在一些例子中，以框圖形式展示眾所周知結(jié)構(gòu)及裝置以便避免混淆本文中所呈現(xiàn)的示范性實施例的新穎性。

術(shù)語“無線電力”在本文中用以意味著在不使用物理電導(dǎo)體的情況下在發(fā)射器與接收器之間傳輸?shù)呐c電場、磁場、電磁場或其它者相關(guān)聯(lián)的任何形式的能量。

圖1說明根據(jù)本發(fā)明的各種示范性實施例的無線傳輸或充電系統(tǒng)100。將輸入電力102提供到發(fā)射器104以供產(chǎn)生用于提供能量傳送的輻射場106。接收器108耦合到輻射場106且產(chǎn)生輸出電力110以供耦合到輸出電力110的裝置(圖中未展示)存儲或消耗。發(fā)射器104與接收器108兩者分開達(dá)距離112。在一個示范性實施例中，根據(jù)相互諧振關(guān)系來配置發(fā)射器104及接收器108，且在接收器108的諧振頻率與發(fā)射器104的諧振頻率非常接近時，當(dāng)接收器108位于輻射場106的“近場”中時，發(fā)射器104與接收器108之間的傳輸損失最小。

發(fā)射器104進(jìn)一步包括用于提供用于能量傳輸?shù)难b置的發(fā)射天線114，且接收器108進(jìn)一步包括用于提供用于能量接收的裝置的接收天線118。根據(jù)應(yīng)用及將與之相關(guān)聯(lián)的裝置來對發(fā)射天線及接收天線設(shè)定大小。如所陳述，通過將發(fā)射天線的近場中的大部分能量耦合到接收天線而非以電磁波形式將多數(shù)能量傳播到遠(yuǎn)場來發(fā)生有效能量傳送。當(dāng)在此近場中時，可在發(fā)射天線114與接收天線118之間形成耦合模式。天線114及118周圍可發(fā)生此近場耦合的區(qū)域在本文中稱作耦合模式區(qū)。

圖2展示無線電力傳送系統(tǒng)的簡化示意圖。發(fā)射器104包括振蕩器122、功率放大器124，及濾波器與匹配電路126。所述振蕩器經(jīng)配置以在所要頻率下產(chǎn)生信號，所述所要頻率可響應(yīng)于調(diào)整信號123來加以調(diào)整。可由功率放大器124以響應(yīng)于控制信號125的放大量來放大振蕩器信號?？砂V波器與匹配電路126以濾出諧波或其它不想要的頻率且使發(fā)射器104的阻抗與發(fā)射天線114匹配。

接收器108可包括匹配電路132及整流器與切換電路134，以產(chǎn)生DC電力輸出以對電池136(如圖2中所展示)充電或?qū)︸詈系浇邮掌鞯难b置(圖中未展示)供電?？砂ㄆヅ潆娐?32以使接收器108的阻抗與接收天線118匹配。接收器108與發(fā)射器104可在一單獨通信信道119(例如，藍(lán)牙、紫蜂(zigbee)、蜂窩式等)上通信。

如圖3中所說明，示范性實施例中所使用的天線可配置為“環(huán)形”天線150，其在本文中也可稱作“磁性”天線。環(huán)形天線可經(jīng)配置以包括一空氣心或物理心(例如，鐵氧體心)?？諝庑沫h(huán)形天線可較能容忍置放于所述心附近的外來物理裝置。此外，空氣心環(huán)形天線允許其它組件置放于心區(qū)域內(nèi)。另外，空氣心環(huán)形可更易于使得能夠?qū)⒔邮仗炀€118(圖2)置放于發(fā)射天線114(圖2)的平面內(nèi)，在所述平面內(nèi)，發(fā)射天線114(圖2)的耦合模式區(qū)可更強(qiáng)大。

如所陳述，在發(fā)射器104與接收器108之間的匹配或近似匹配諧振期間，發(fā)生發(fā)射器104與接收器108之間的有效能量傳送。然而，甚至當(dāng)發(fā)射器104與接收器108之間的諧振不匹配時，雖然效率可能受影響，但仍可傳送能量。通過將來自發(fā)射天線的近場的能量耦合到駐留于建立此近場的鄰域中的接收天線而非將能量從發(fā)射天線傳播到自由空間中來發(fā)生能量傳送。

環(huán)形天線或磁性天線的諧振頻率是基于電感及電容。環(huán)形天線中的電感大體上僅為由所述環(huán)形產(chǎn)生的電感，而電容大體上添加到環(huán)形天線的電感以在所要諧振頻率下建立一諧振結(jié)構(gòu)。作為一非限制性實例，可將電容器152及電容器154添加到所述天線以建立一產(chǎn)生諧振信號156的諧振電路。因此，對于較大直徑的環(huán)形天線來說，誘發(fā)諧振所需的電容的大小隨著所述環(huán)形的直徑或電感增加而減小。此外，隨著環(huán)形天線或磁性天線的直徑增加，近場的有效能量傳送區(qū)域增大。當(dāng)然，其它諧振電路是可能的。作為另一非限制性實例，電容器可并聯(lián)地置放于環(huán)形天線的兩個端子之間。另外，一般所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識到，對于發(fā)射天線，諧振信號156可為到環(huán)形天線150的輸入。

圖4為根據(jù)本發(fā)明的示范性實施例的發(fā)射器200的簡化框圖。發(fā)射器200包括發(fā)射電路202及發(fā)射天線204。大體來說，發(fā)射電路202通過提供致使在發(fā)射天線204周圍產(chǎn)生近場能量的振蕩信號來將RF電力提供到發(fā)射天線204。應(yīng)注意，發(fā)射器200可在任何合適的頻率下操作。舉例來說，發(fā)射器200可在13.56MHz ISM頻帶下操作。

示范性發(fā)射電路202包括：固定阻抗匹配電路206，其用于使發(fā)射電路202的阻抗(例如，50歐姆)與發(fā)射天線204匹配；及低通濾波器(LPF)208，其經(jīng)配置以將諧波發(fā)射減少到防止耦合到接收器108(圖1)的裝置的自干擾的水平。其它示范性實施例可包括不同的濾波器拓?fù)?包括(但不限于)使特定頻率衰減同時使其它頻率通過的陷波濾波器)，且可包括自適應(yīng)阻抗匹配，所述自適應(yīng)阻抗匹配可基于可測量的傳輸量度(例如，到天線的輸出功率或由功率放大器汲取的DC電流)而變化。發(fā)射電路202進(jìn)一步包括經(jīng)配置以驅(qū)動如由振蕩器212確定的RF信號的功率放大器210。發(fā)射電路可由離散裝置或電路組成，或替代地可由集成式組合件組成。來自發(fā)射天線204的示范性RF功率輸出可為約2.5瓦特。

發(fā)射電路202進(jìn)一步包括控制器214，其用于在特定接收器的傳輸階段(或工作循環(huán))期間啟用振蕩器212、用于調(diào)整所述振蕩器的頻率或相位，及用于調(diào)整用于實施通信協(xié)議(用于經(jīng)由相鄰裝置所附接的接收器與相鄰裝置互動)的輸出功率電平。如此項技術(shù)中所眾所周知的，振蕩器相位及傳輸路徑中的相關(guān)電路的調(diào)整允許減少頻帶外發(fā)射(尤其在從一個頻率轉(zhuǎn)變到另一頻率時)。

發(fā)射電路202可進(jìn)一步包括負(fù)載感測電路216，其用于檢測在由發(fā)射天線204產(chǎn)生的近場附近的作用中接收器的存在或不存在。舉例來說，負(fù)載感測電路216監(jiān)視流動到功率放大器210的電流，其受在由發(fā)射天線204產(chǎn)生的近場附近的作用中接收器的存在或不存在影響。對功率放大器210上的負(fù)載的改變的檢測是由控制器214監(jiān)視，以用于確定是否啟用振蕩器212以傳輸能量且與作用中接收器通信。

發(fā)射天線204可通過絞合漆包線(Litz wire)來實施或?qū)嵤樘炀€條帶，其具有經(jīng)選擇以使電阻損失保持較低的厚度、寬度及金屬類型。在常規(guī)實施方案中，發(fā)射天線204可大體上經(jīng)配置以與較大結(jié)構(gòu)(例如，桌子、墊、燈或其它不便攜帶的配置)相關(guān)聯(lián)。因此，發(fā)射天線204大體上將不需要“匝”以便具有實際尺寸。發(fā)射天線204的示范性實施方案可為“電學(xué)上較小的”(即，波長的分?jǐn)?shù))且經(jīng)調(diào)諧以通過使用電容器來界定諧振頻率而在較低可用頻率下諧振。在發(fā)射天線204的直徑或邊長(如果為正方形環(huán))相對于接收天線來說可較大(例如，0.50米)的示范性應(yīng)用中，發(fā)射天線204將未必需要較大數(shù)目的匝來獲得合理電容。

發(fā)射器200可搜集并追蹤關(guān)于可能與發(fā)射器200相關(guān)聯(lián)的接收器裝置的行蹤及狀態(tài)的信息。因此，發(fā)射器電路202可包括連接到控制器214(在本文中也稱作處理器)的存在檢測器280、封入式檢測器290，或其組合?？刂破?14可響應(yīng)于來自存在檢測器280及封入式檢測器290的存在信號而調(diào)整由放大器210遞送的電力的量。發(fā)射器可經(jīng)由若干電源(例如，用以轉(zhuǎn)換存在于建筑物中的常規(guī)AC電力的AC/DC轉(zhuǎn)換器(圖中未展示)、用以將常規(guī)DC電源轉(zhuǎn)換成適合于發(fā)射器200的電壓的DC/DC轉(zhuǎn)換器(圖中未展示))接收電力，或可直接從常規(guī)DC電源(圖中未展示)接收電力。

如本文中所描述的本發(fā)明的各種示范性實施例涉及用于將能量從無線電力接收器傳遞到負(fù)載(例如，電池)的系統(tǒng)、裝置及方法。圖5說明根據(jù)本發(fā)明的示范性實施例的電子裝置400的框圖，電子裝置400包括以可操作方式耦合到接收天線504的接收器500。如圖5中所說明，接收器500可耦合到負(fù)載502，負(fù)載502可包含(例如)電池。更具體來說，作為一實例，負(fù)載可包含例如相機(jī)、移動電話或電動交通工具等電力裝置的電池。如本文中所描述，接收器500可經(jīng)由發(fā)射天線504以無線方式從相關(guān)聯(lián)發(fā)射器接收能量，且在其接收中，可將經(jīng)整流的DC電壓傳遞到負(fù)載502，負(fù)載502可包含(僅舉例來說)電池。接收器500的接收天線可經(jīng)調(diào)諧以在與發(fā)射天線(例如，圖4的發(fā)射天線204)相同的頻率下或接近相同的頻率下諧振。應(yīng)注意，接收器500為與頻率無關(guān)的，且可在任何合適頻率下操作，例如(僅舉例來說)13.56MHz或6.78MHz。應(yīng)進(jìn)一步注意，接收器500可在較低頻率下操作，例如，適于感應(yīng)或電動交通工具應(yīng)用的頻率。此外，接收器500可經(jīng)配置以在松散耦合或緊密耦合(即，感應(yīng)耦合)的系統(tǒng)內(nèi)使用。

圖6說明根據(jù)本發(fā)明的示范性實施例的接收器500的電路圖。接收器500包括耦合于電容器C1與電容器C2之間的電感器L1。根據(jù)一個示范性實施例，電感器L1連同電容器C1及C2(其包含匹配電容器)一起可構(gòu)成一接收天線551。應(yīng)注意，可包含任何合適值的電容器C1及C2可確定接收天線的諧振頻率。此外，電感器L1可包含(僅舉例來說)單匝環(huán)(one-turn loop)。接收器500進(jìn)一步包括耦合于電容器C1的一側(cè)與節(jié)點N5之間的節(jié)點N1以及耦合于電容器C2的一側(cè)與節(jié)點N4之間的節(jié)點N2。

接收器500進(jìn)一步包括第一電流感測比較器550及第二電流感測比較器552。如所說明，第一電流感測比較器550的第一輸入耦合到節(jié)點N1，且因此經(jīng)配置以感測流經(jīng)節(jié)點N1的電流。第一電流感測比較器550的第二輸入耦合到經(jīng)配置以供應(yīng)閾值電流的輸入554。此外，第二電流感測比較器552的第一輸入耦合到節(jié)點N2，且因此經(jīng)配置以感測流經(jīng)節(jié)點N2的電流。第二電流感測比較器552的第二輸入耦合到經(jīng)配置以供應(yīng)閾值電流的輸入554(如上文所提及)。如所屬領(lǐng)域的一般技術(shù)人員應(yīng)了解，第一電流感測比較器550可比較流經(jīng)節(jié)點N1的電流與由輸入554產(chǎn)生的電流，且響應(yīng)于所述比較，可產(chǎn)生一個或一個以上控制信號(例如，控制信號CT1及控制信號CT2)。此外，第二電流感測比較器552可比較流經(jīng)節(jié)點N2的電流與由輸入554產(chǎn)生的電流，且響應(yīng)于所述比較，可產(chǎn)生一個或一個以上控制信號(例如，控制信號CT3及控制信號CT4)。

接收器500進(jìn)一步包括第一切換元件S1、第二切換元件S2、第三切換元件S3，及第四切換元件S4。應(yīng)注意，切換元件S1、S2、S3及S4可包含任何合適且已知的切換元件。再次參看圖6，接收器500還可包括二極管D1到D4、電容器C3，及輸出電壓V3。如所屬領(lǐng)域的一般技術(shù)人員應(yīng)了解，二極管D1到D4可包含保護(hù)性二極管，其中每一二極管D1到D4與一切換元件相關(guān)聯(lián)(例如，二極管D1為與切換元件S4相關(guān)聯(lián)的保護(hù)性二極管)。

僅通過實例，參看圖7，切換元件S1、S2、S3及S4各自包含一晶體管。在圖7中所說明的示范性實施例中，切換元件S1的柵極耦合到控制信號CT1，漏極耦合到節(jié)點N4，且源極耦合到接地電壓510。切換元件S2的柵極耦合到控制信號CT2，漏極耦合到節(jié)點N6，且源極耦合到節(jié)點N4。切換元件S3的柵極耦合到控制信號CT3，漏極耦合到節(jié)點N3，且源極耦合到接地電壓510。此外，切換元件S4的柵極耦合到控制信號CT4，漏極耦合到節(jié)點N5，且源極耦合到節(jié)點N3。如上文所提及且如下文更充分描述，響應(yīng)于比較相關(guān)聯(lián)輸入處的電流，第一電流感測比較器550可產(chǎn)生用以控制切換元件S1及S2的操作的控制信號。類似地，響應(yīng)于比較相關(guān)聯(lián)輸入處的電流，第二電流感測比較器552可產(chǎn)生用以控制切換元件S3及S4的操作的控制信號。

圖8A說明處于一配置中的接收器500，在所述配置中，切換元件S1及S3為閉合的且切換元件S2及S4為斷開的。如一般所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)了解，當(dāng)接收器500處于圖8A中所說明的配置中時，接收天線551的每一端子(即，其中節(jié)點N1為接收天線551的第一正端子，且節(jié)點N2為接收天線551的第二負(fù)端子)耦合到接地電壓510。因此，在此配置中，流經(jīng)節(jié)點N1及節(jié)點N2中的每一者的電流可增加。圖8B說明處于一配置中的接收器500，在所述配置中，切換元件S1及S4為閉合的且切換元件S2及S3為斷開的。如一般所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)了解，圖8B中所說明的配置使得從節(jié)點N2流到節(jié)點1的電流能夠流到輸出512。圖8C說明處于一配置中的接收器500，在所述配置中，切換元件S3及S2為閉合的且切換元件S1及S4為斷開的。如一般所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)了解，圖8C中所說明的配置使得從節(jié)點N1流到節(jié)點N2的電流能夠流到輸出512。

圖9說明根據(jù)本發(fā)明的示范性實施例的包括接收器500及發(fā)射器602的系統(tǒng)600的電路圖。根據(jù)本發(fā)明的一示范性實施例，可由電感器L1接收由發(fā)射器700以無線方式發(fā)射的能量。此外，根據(jù)本文中所描述的示范性實施例中的一者或一者以上，接收器500可將DC電力傳遞到輸出512，輸出512可耦合到負(fù)載(例如，電子裝置的可充電電池)。如上文所提及，負(fù)載可包含(僅舉例來說)例如相機(jī)、移動電話或電動交通工具等電力裝置的電池。

圖10到12分別說明描繪與接收器500(見圖6)相關(guān)聯(lián)的各種信號相對于時間T的曲線圖700、800及900。參看圖6及10，信號800表示相對于時間T的流經(jīng)電感器L1的電流。信號802表示節(jié)點N1處的相對于時間T的電壓，且信號804表示節(jié)點N2處的相對于時間T的電壓。如圖10中所說明，信號802及信號804各自周期性地從大約0.0伏特到大約4.0伏特形成尖峰。通過斷開切換元件S1且閉合切換元件S2而產(chǎn)生信號802(其表示節(jié)點N1處的電壓)的電壓尖峰。類似地，通過斷開切換元件S3且閉合切換元件S4而產(chǎn)生信號804(其表示節(jié)點N2處的電壓)的電壓尖峰。

參看圖6及11，信號903表示相對于時間T的流經(jīng)電感器L1的電流。信號902表示節(jié)點N1處的相對于時間T的電壓，且信號904表示節(jié)點N2處的相對于時間T的電壓。如圖11中所說明，信號902及信號904各自周期性地從大約0.0伏特到大約4.0伏特形成尖峰。通過斷開切換元件S1且閉合切換元件S2而產(chǎn)生信號902(其表示節(jié)點N1處的電壓)的電壓尖峰。類似地，通過斷開切換元件S3且閉合切換元件S4而產(chǎn)生信號904(其表示節(jié)點N2處的電壓)的電壓尖峰。應(yīng)注意，在圖11中，流經(jīng)電感器L1的電流(即，信號903)的值小于如圖10中所說明的流經(jīng)電感器L1的電流(即，信號800)的值，這是因為在圖11中所說明的實施例中釋放較大量的能量。換句話說，圖11的曲線圖中的信號902及904的脈沖的寬度歸因于較大量的能量被釋放而寬于圖10的曲線圖中的信號802及804的脈沖，這導(dǎo)致流經(jīng)電感器L1的電流較小。

參看圖6及12，信號950表示相對于時間T的流經(jīng)電感器L1的電流。另外，信號954表示橫跨電感器L1上的電壓(即，節(jié)點N2處的電壓－節(jié)點N1處的電壓)。

參看圖6到12，現(xiàn)將描述接收器500的預(yù)期操作。最初，輸入554產(chǎn)生閾值電壓V2，閾值電壓V2又產(chǎn)生可由第一電流感測比較器550及第二電流感測比較器552中的每一者感測的閾值電流。此外，最初閉合切換元件S1及切換元件S3，斷開切換元件S2及S4，且因此在電感器L1處接收到能量后，(例如)可從節(jié)點N1流到節(jié)點N2的電流即刻開始增加。此配置可被稱作充電階段。在節(jié)點N1處的電流變得大于供應(yīng)到第一電流感測比較器552的閾值電流后，第一電流感測比較器550即刻可產(chǎn)生控制信號CT1及CT2，控制信號CT1及CT2又分別斷開切換元件S1及閉合切換元件S2。應(yīng)注意，根據(jù)一個示范性實施例，可測量橫跨切換元件S1(其可包含一MOSFET)上的電壓降以確定節(jié)點N1處的電流何時處于足以斷開開關(guān)S1且閉合開關(guān)S2的電平。特定參看圖6、10及11，斷開切換元件S1且閉合切換元件S2可產(chǎn)生表示節(jié)點N2處的電壓的信號804中的尖峰。在切換元件S1斷開且切換元件S2閉合后，從節(jié)點N1流到節(jié)點N2的電流即刻可流到輸出512中。此配置可被稱作輸出階段。

此后，可閉合切換元件S1且可斷開切換元件S2。因此，再次閉合切換元件S1及切換元件S3，斷開切換元件S2及S4，且因此，在電感器L1處接收到能量后，(例如)可從節(jié)點N2流到節(jié)點N2的電流即刻開始增加。此配置可被稱作充電階段。在節(jié)點N2處的電流變得大于供應(yīng)到第二電流感測比較器552的閾值電流后，第二電流感測比較器552即刻可產(chǎn)生控制信號CT3及CT4，控制信號CT3及CT4又分別斷開切換元件S3及閉合切換元件S4。應(yīng)注意，根據(jù)一個示范性實施例，可測量橫跨切換元件S3(其可包含一MOSFET)上的電壓降以確定節(jié)點N2處的電流何時處于足以斷開開關(guān)S3且閉合開關(guān)S4的電平。特定參看圖6、10及11，斷開切換元件S3且閉合切換元件S4可產(chǎn)生表示節(jié)點N1處的電壓的信號802中的尖峰。在切換元件S3斷開且切換元件S4閉合后，從節(jié)點N2流到節(jié)點N1的電流即刻可流到輸出512中。此配置可被稱作輸出階段。

應(yīng)注意，根據(jù)一個示范性實施例，天線中的電流波形可與電壓波形同相。僅通過實例，鎖相回路或延遲鎖定回路可用以使電流波形與電壓波形對準(zhǔn)。此外，特定參看圖10及11，信號802及804的脈沖的寬度可確定接收器500的負(fù)載阻抗的量值。此外，脈沖(即，信號802及804的脈沖)與電流(即，信號800)之間的相位關(guān)系可指示電路(即，圖6的電路)在諧振頻率下是起電阻性、電容性還是電感性作用。雖然使電路起電阻性作用可為有利的，但使電路起電感性或電容性作用以使得未調(diào)整到最佳調(diào)諧可存在某種優(yōu)點。

圖13為說明根據(jù)一個或一個以上示范性實施例的另一方法950的流程圖。方法950可包括在用于將能量存儲于天線內(nèi)的充電階段期間使天線的每一端子耦合到接地電壓(由數(shù)字952所描繪)。另外，方法950可包括在用于將能量從天線傳送到輸出的輸出階段期間使天線的至少一個端子耦合到輸出(由數(shù)字954所描繪)。

圖14為說明根據(jù)一個或一個以上示范性實施例的另一方法980的流程圖。方法980可包括在以無線方式接收能量以將能量存儲于天線內(nèi)時使天線的第一端子與第二端子中的每一者耦合到接地電壓(由數(shù)字982所描繪)。方法980可進(jìn)一步包括在用于將能量從天線傳送到輸出的輸出階段期間使天線的第一端子與第二端子中的一者耦合到輸出(由數(shù)字984所描繪)。另外，方法980可包括在用于將能量從天線傳送到輸出的另一輸出階段期間使天線的第一端子與第二端子中的另一者耦合到輸出(由數(shù)字986所描繪)。

本文中所描述的本發(fā)明的示范性實施例可減少或可能消除對降壓式或升壓式電壓調(diào)節(jié)器及相關(guān)聯(lián)組件的需要。因此，可減少板區(qū)域、BOM成本及功率轉(zhuǎn)換級的數(shù)目。此外，功率轉(zhuǎn)換級的減少可增加效率。因此，與常規(guī)方法相比，本發(fā)明的實施例可需要用于接收無線電力(即，使天線連接到整流器以將RF功率轉(zhuǎn)換到DC且接著使用開關(guān)模式或線性調(diào)節(jié)器來調(diào)節(jié)DC)的較少組件。

所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，可使用各種不同技術(shù)及技藝中的任一者來表示信息及信號。舉例來說，可通過電壓、電流、電磁波、磁場或磁粒子、光場或光粒子或其任何組合來表示可能遍及以上描述而引用的數(shù)據(jù)、指令、命令、信息、信號、位、符號及碼片。

所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將進(jìn)一步了解，結(jié)合本文中所揭示的示范性實施例所描述的各種說明性邏輯塊、模塊、電路及算法步驟可實施為電子硬件、計算機(jī)軟件或兩者的組合。為了清楚地說明硬件與軟件的此可互換性，上文已大體上在功能性方面描述各種說明性組件、塊、模塊、電路及步驟。此功能性實施為硬件還是軟件取決于特定應(yīng)用及強(qiáng)加于整個系統(tǒng)的設(shè)計約束。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員可針對每一特定應(yīng)用以變化方式來實施所描述的功能性，但這些實施決策不應(yīng)被解釋為會造成偏離本發(fā)明的示范性實施例的范圍。

可通過以下各者來實施或執(zhí)行結(jié)合本文中所揭示的示范性實施例所描述的各種說明性邏輯塊、模塊及電路：通用處理器、數(shù)字信號處理器(DSP)、專用集成電路(ASIC)、現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)或其它可編程邏輯裝置、離散門或晶體管邏輯、離散硬件組件，或其經(jīng)設(shè)計以執(zhí)行本文中所描述的功能的任何組合。通用處理器可為微處理器，但或者，處理器可為任何常規(guī)的處理器、控制器、微控制器或狀態(tài)機(jī)。處理器也可實施為計算裝置的組合，例如，DSP與微處理器的組合、多個微處理器、結(jié)合DSP核心的一個或一個以上微處理器，或任何其它此配置。

結(jié)合本文中所揭示的示范性實施例所描述的方法或算法的步驟可直接體現(xiàn)于硬件中、由處理器執(zhí)行的軟件模塊中，或兩者的組合中。軟件模塊可駐留于隨機(jī)存取存儲器(RAM)、快閃存儲器、只讀存儲器(ROM)、電可編程ROM(EPROM)、電可擦除可編程ROM(EEPROM)、寄存器、硬盤、可裝卸式磁盤、CD-ROM或此項技術(shù)中已知的任何其它形式的存儲媒體中。示范性存儲媒體耦合到處理器以使得所述處理器可從所述存儲媒體讀取信息及將信息寫入到所述存儲媒體。或者，存儲媒體可與處理器成一體式。處理器及存儲媒體可駐留于ASIC中。ASIC可駐留于用戶終端中?；蛘?，處理器及存儲媒體可作為離散組件而駐留于用戶終端中。

在一個或一個以上示范性實施例中，可以硬件、軟件、固件或其任何組合實施所描述的功能。如果以軟件實施，則所述功能可作為一個或一個以上指令或代碼存儲于計算機(jī)可讀媒體上或經(jīng)由計算機(jī)可讀媒體來傳輸。計算機(jī)可讀媒體包括計算機(jī)存儲媒體與通信媒體兩者，通信媒體包括促進(jìn)計算機(jī)程序從一處到另一處的傳遞的任何媒體。存儲媒體可為可由計算機(jī)存取的任何可用媒體。舉例來說且并非限制，這些計算機(jī)可讀媒體可包含RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盤存儲裝置、磁盤存儲裝置或其它磁性存儲裝置，或可用以載運或存儲呈指令或數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)形式的所要程序代碼并可由計算機(jī)存取的任何其它媒體。且，將任何連接適當(dāng)?shù)胤Q為計算機(jī)可讀媒體。舉例來說，如果使用同軸電纜、光纖纜線、雙絞線、數(shù)字訂戶線(DSL)或例如紅外線、無線電及微波的無線技術(shù)從網(wǎng)站、服務(wù)器或其它遠(yuǎn)程源傳輸軟件，則同軸電纜、光纖纜線、雙絞線、DSL或例如紅外線、無線電及微波的無線技術(shù)包括于媒體的定義中。如本文中所使用，磁盤及光盤包括壓縮光盤(CD)、激光光盤、光學(xué)光盤、數(shù)字多功能光盤(DVD)、軟性磁盤及藍(lán)光光盤，其中磁盤通常以磁性方式再現(xiàn)數(shù)據(jù)，而光盤通過激光以光學(xué)方式再現(xiàn)數(shù)據(jù)。上述各者的組合也應(yīng)包括在計算機(jī)可讀媒體的范圍內(nèi)。

提供對所揭示的示范性實施例的先前描述以使任何所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠制造或使用本發(fā)明。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將易于顯而易見對這些示范性實施例的各種修改，且在不偏離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，可將本文中所界定的一般原理應(yīng)用于其它實施例。因此，本發(fā)明既定不限于本文中所展示的示范性實施例，而應(yīng)被賦予與本文中所揭示的原理及新穎特征相一致的最廣泛范圍。