背景技術(shù)：

負(fù)載調(diào)制通常指的是負(fù)載阻抗的系統(tǒng)改變。在一種情況下，可以采用負(fù)載調(diào)制來(lái)改善電路中諸如功率放大器中的線性度，而在另一種情況下，可以利用負(fù)載調(diào)制將一些信息以信號(hào)發(fā)送回發(fā)射裝置。用于這種“信令返回”的一個(gè)應(yīng)用是無(wú)線功率傳送(wpt)。已經(jīng)為wpt系統(tǒng)制定規(guī)范的一個(gè)組織是無(wú)線功率聯(lián)盟(a4wp)。a4wp規(guī)范(被稱(chēng)為“rezence”)旨在滿足便攜式手持設(shè)備的用戶體驗(yàn)和工業(yè)設(shè)計(jì)要求。

基本無(wú)線充電系統(tǒng)可以包括無(wú)線功率發(fā)射器單元(ptu)和無(wú)線功率接收單元(pru)。例如，ptu可以包括發(fā)射(tx)線圈，并且pru可以包括接收(rx)線圈。磁共振無(wú)線充電可以在tx線圈和rx線圈之間采用磁耦合。在這些類(lèi)型的無(wú)線充電系統(tǒng)中看到的常見(jiàn)問(wèn)題是在初始化階段期間。在初始化階段，ptu嘗試檢測(cè)有效pru是否被放置在ptu的tx線圈上或附近。例如，ptu可以被配置為在第一預(yù)定信標(biāo)周期期間感測(cè)負(fù)載變化，以確定設(shè)備是在tx線圈上還是在tx線圈附近。負(fù)載變化可以由放置在ptu上或附近的pru引起，但也可以由諸如硬幣的物體的導(dǎo)電金屬或具有就ptu的無(wú)線充電協(xié)議而言的非有效接收線圈的設(shè)備引起。

例如，ptu可以在第一預(yù)定信標(biāo)周期期間通電，以檢測(cè)與對(duì)象進(jìn)行的tx線圈的感應(yīng)耦合相關(guān)聯(lián)的負(fù)載是否已經(jīng)改變。如果感測(cè)到負(fù)載變化，例如，與前一周期相比，ptu將在比第一預(yù)定信標(biāo)周期相對(duì)更長(zhǎng)的第二預(yù)定信標(biāo)周期通電。例如，第一預(yù)定信標(biāo)周期可以是30毫秒。與被配置為跟隨短信標(biāo)的較長(zhǎng)的100毫秒的第二信標(biāo)周期相比，第一預(yù)定信標(biāo)周期可以相對(duì)較短。

附圖說(shuō)明

圖1是示出無(wú)線充電系統(tǒng)的框圖。

圖2是示出采用負(fù)載調(diào)制的無(wú)線充電系統(tǒng)的示意圖。

圖3是示出與如圖2所示系統(tǒng)中的負(fù)載調(diào)制信令相關(guān)聯(lián)的傳導(dǎo)功率的變化的波形圖。

圖4是示出對(duì)于整流電壓的不同范圍采用具有多個(gè)路徑的負(fù)載調(diào)制的無(wú)線充電系統(tǒng)的示意圖。

圖5是示出根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的采用具有可控電流源的負(fù)載調(diào)制的無(wú)線充電系統(tǒng)的示意圖，其中可控電流源隨整流電壓的變化而傳導(dǎo)。

圖6是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的用于感測(cè)負(fù)載調(diào)制電路中的整流電壓的傳感器電路的示意圖。

圖7是示出根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的在圖5的負(fù)載調(diào)制系統(tǒng)的操作中的各種節(jié)點(diǎn)電壓、電流和功率傳導(dǎo)的一系列波形圖。

圖8是示出根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的用于產(chǎn)生調(diào)節(jié)的負(fù)載調(diào)制信令的方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

本公開(kāi)的系統(tǒng)和方法參考附圖進(jìn)行描述，其中相同的附圖標(biāo)記用于指代相同的元件，并且其中所示的結(jié)構(gòu)和設(shè)備不一定按比例繪制。

公開(kāi)了涉及用于產(chǎn)生調(diào)節(jié)的負(fù)載調(diào)制信令的負(fù)載調(diào)制電路和方法的設(shè)備和方法。

無(wú)線充電系統(tǒng)的示例在圖1中以參考標(biāo)號(hào)2示出，并且包括功率傳輸單元(ptu)3和功率接收單元(pru)4。ptu3包括電源5、功率放大器6、信令和控制電路7、匹配電路8和發(fā)射線圈或諧振器9。pru4包括接收線圈或諧振器10、整流器11、dc/dc轉(zhuǎn)換器12、信令和控制電路13以及客戶端負(fù)載設(shè)備14。ptu例如以無(wú)線電頻譜的hf部分中的6.78mhz的頻率生成信號(hào)。所發(fā)射的功率由接收諧振器10接收并且由整流器11整流以產(chǎn)生dc電壓。一旦整流，dc/dc轉(zhuǎn)換器12操作以將dc電壓轉(zhuǎn)換為所需的電壓電平。

本公開(kāi)整體涉及用于在功率接收單元(pru)執(zhí)行負(fù)載調(diào)制的電路和方法。如上所強(qiáng)調(diào)的，磁共振無(wú)線充電系統(tǒng)可以在具有發(fā)射(tx)線圈的功率發(fā)射單元(ptu)和具有接收(rx)線圈的pru之間采用磁耦合。然而，為了節(jié)省功率，特別是在移動(dòng)應(yīng)用中，當(dāng)ptu未耦合到pru時(shí)，ptu可以斷電。ptu可以僅在預(yù)定時(shí)間段期間通電，以便感測(cè)指示pru可能已被放置在pru上或附近以用于充電的負(fù)載的任何變化。預(yù)定時(shí)間段在本文中可以被稱(chēng)為信標(biāo)。在初始化階段期間，ptu需要檢測(cè)是否存在有效pru，并且然后僅傳輸能量以對(duì)具有有效pru的設(shè)備充電。

在a4wp無(wú)線充電中，采用負(fù)載調(diào)制信令將數(shù)據(jù)從功率接收單元(pru)傳遞到功率發(fā)射單元(ptu)。更具體地，在本說(shuō)明書(shū)的一部分中，諸如在初始化中，pru可以請(qǐng)求“信標(biāo)擴(kuò)展”，以便在更長(zhǎng)的時(shí)間段獲得更多功率，以完成pru和ptu之間的a4wp注冊(cè)階段。

使用負(fù)載調(diào)制技術(shù)將長(zhǎng)信標(biāo)擴(kuò)展請(qǐng)求從pru發(fā)送回ptu。在a4wp規(guī)范的情況下，負(fù)載調(diào)制信令必須在0.5w<δp<1.1w的目標(biāo)功率范圍內(nèi)。這意味著在負(fù)載調(diào)制信令期間，總傳導(dǎo)功率的變化(δp)應(yīng)當(dāng)在預(yù)定的目標(biāo)范圍內(nèi)。本公開(kāi)涉及提供調(diào)節(jié)的負(fù)載調(diào)制信令的電路和方法。雖然本公開(kāi)提供了關(guān)于a4wp規(guī)范的無(wú)線充電的示例，但是應(yīng)當(dāng)理解，可以考慮任何預(yù)定的目標(biāo)功率范圍以及在除無(wú)線充電之外的其他電路應(yīng)用中的負(fù)載調(diào)制信令。

圖2是無(wú)線充電系統(tǒng)20的示意圖，其示出了與負(fù)載調(diào)制相關(guān)聯(lián)的問(wèn)題。ptu22特別地具有與pru28的接收線圈26磁感應(yīng)地耦合的發(fā)射線圈24。該耦合在接收線圈26中感應(yīng)出ac接收電流，引起諧振電容器30的交替充電，并且因此在整流器電路32的輸入處導(dǎo)致交流電壓。大電容器36基本上平滑了整流器輸出電壓的隨時(shí)間變化的性質(zhì)，導(dǎo)致在整流器輸出(vrect)34處的大體dc。

仍然參考圖2，接收器電路40采用由電阻器44和開(kāi)關(guān)(例如，nmos晶體管)46構(gòu)成的負(fù)載調(diào)制電路42，以將信息從pru28以信號(hào)發(fā)送回ptu22。負(fù)載調(diào)制電路42通過(guò)導(dǎo)通晶體管46、創(chuàng)建通過(guò)電阻器44的電流脈沖(il)完成上述操作。在該負(fù)載調(diào)制期間的總傳導(dǎo)功率的變化(δp)則為δp＝vrect×il。因此，vrect和電阻器44的值決定了總傳導(dǎo)功率的變化(δp)。不幸的是，在各種無(wú)線充電系統(tǒng)中，vrect可以在相當(dāng)大的電壓范圍內(nèi)變化，例如在5v和35v之間。vrect的這種變化可以歸因于ptu和pru的相對(duì)位置、充電器的工業(yè)設(shè)計(jì)以及其他參數(shù)。在任何情況下，由于vrect的這種變化，負(fù)載調(diào)制電路42將看到總導(dǎo)通功率的顯著變化，這能夠?qū)е虏环弦?guī)范(例如，0.5w<δp<1.1w)。例如，如果電阻器44的值被選擇為在負(fù)載調(diào)制期間在vrect＝5v的情況下導(dǎo)通0.75w，r44＝33.3ω。然而，在vrect＝35v和r44＝33.3ω時(shí)，導(dǎo)通功率的總變化(δp)為36.7w，這大大超過(guò)a4wp規(guī)范。

圖3是示出負(fù)載調(diào)制期間的總導(dǎo)通功率的變化(δp)的波形圖。再參考圖2，當(dāng)接收電路40在t1處導(dǎo)通晶體管46時(shí)，電流脈沖傳導(dǎo)通過(guò)電阻器44，導(dǎo)致與電壓vrect和電流il相關(guān)聯(lián)的功率的變化。在圖3中示出了電流脈沖50，其具有在目標(biāo)功率范圍內(nèi)的總傳導(dǎo)功率變化(δp)(即，p1<δp<p2)。在一個(gè)實(shí)施例中，基于a4wp規(guī)范，目標(biāo)功率范圍為0.5w<δp<1.1w，然而，可以采用與其它電路應(yīng)用相關(guān)聯(lián)的其他范圍，并且這些范圍被認(rèn)為落入本公開(kāi)的范圍內(nèi)。如上所述，對(duì)于vrect的顯著變化，圖2的負(fù)載調(diào)制系統(tǒng)20不滿足預(yù)定功率目標(biāo)范圍。

圖4是具有代替圖2的負(fù)載調(diào)制電路42的負(fù)載調(diào)制電路62的負(fù)載調(diào)制系統(tǒng)60。負(fù)載調(diào)制電路62包括三個(gè)分支64a-64c，每個(gè)分支分別具有電阻器66a-66c和晶體管68a-68c。接收電路40在70接收vrect作為輸入，并且將vrect與三個(gè)電壓子范圍進(jìn)行比較以確定電壓vrect落入哪個(gè)子范圍。根據(jù)該確定，通過(guò)導(dǎo)通相應(yīng)的晶體管來(lái)激活三個(gè)分支64a-64c中的一個(gè)，而通過(guò)保持相關(guān)聯(lián)的晶體管截止來(lái)停用其它兩個(gè)分支。每個(gè)路徑64a-64c分別具有電阻器66a-66b，這些電阻器具有不同的電阻值，所述電阻值在負(fù)載調(diào)制期間改變相應(yīng)的電流脈沖il的幅度。更具體地，對(duì)于vrect的高子范圍，采用具有較大電阻66的分支，使得il減小，從而將δp保持在期望的預(yù)定目標(biāo)功率范圍內(nèi)。這個(gè)電阻器66a-66c和開(kāi)關(guān)68a-68c的陣列需要大量的電路部件，特別是如果認(rèn)為需要大量的分支。

另一種解決方案可以在負(fù)載調(diào)制期間對(duì)晶體管46的開(kāi)關(guān)采用脈沖寬度調(diào)制，然而，這種解決方案導(dǎo)致在電阻器44上的dc電流上的ac電流。該ac電流由于在負(fù)載調(diào)制期間開(kāi)關(guān)46的脈沖寬度調(diào)制導(dǎo)致δp尖峰，其導(dǎo)致不符合所期望的預(yù)定功率目標(biāo)范圍。

圖5是根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例的負(fù)載調(diào)制系統(tǒng)100。負(fù)載調(diào)制系統(tǒng)100包括具有接收器線圈26和諧振電容器30的諧振器電路102。負(fù)載調(diào)制系統(tǒng)100還包括整流器電路32，其接收來(lái)自諧振器電路102的諧振輸出信號(hào)并操作以在節(jié)點(diǎn)104處將諧振輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換為整流電壓信號(hào)。仍然參照?qǐng)D5，負(fù)載調(diào)制系統(tǒng)100還包括傳感器電路106，該傳感器電路被配置為感測(cè)整流電壓信號(hào)并且基于整流電壓信號(hào)和目標(biāo)功率范圍而生成控制信號(hào)108。在一個(gè)實(shí)施例中，目標(biāo)功率范圍與負(fù)載調(diào)制電路在負(fù)載調(diào)制期間的導(dǎo)通功率的變化相關(guān)聯(lián)。

仍然參考圖5，負(fù)載調(diào)制系統(tǒng)100還包括可控電流源電路110?？煽仉娏髟措娐?10被配置為接收控制信號(hào)108并且基于控制信號(hào)108生成受控電流ictrl。所生成的受控電流ictrlont調(diào)制負(fù)載調(diào)制系統(tǒng)100的負(fù)載，同時(shí)使得在整流電路的輸出處的總傳導(dǎo)功率的變化保持在目標(biāo)功率范圍內(nèi)。

在本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例中，可控電流源電路110包括與一對(duì)并聯(lián)路徑串聯(lián)連接的第一電阻r1112，形成并聯(lián)電路，如圖5所示。在路徑之一(例如，第一分支)中，第一電容114耦合到第一電阻r1112，并且在另一個(gè)路徑(例如，第二分支)中，包括串聯(lián)耦合的第二電阻r2114和開(kāi)關(guān)118。在一個(gè)實(shí)施例中，開(kāi)關(guān)118包括nmos晶體管，然而，可以采用其它開(kāi)關(guān)，并且所有這樣的替代都被認(rèn)為落入本公開(kāi)的范圍內(nèi)。

仍然參考圖5，在一個(gè)實(shí)施例中，傳感器電路106包括被配置為生成控制信號(hào)108(例如，pwm信號(hào))的脈沖寬度調(diào)制(pwm)電路120。在一個(gè)實(shí)施例中，pwm電路120生成具有基于節(jié)點(diǎn)104的整流電壓vrect和期望的預(yù)定目標(biāo)功率范圍的占空比的控制信號(hào)108。傳感器電路106還包括感測(cè)設(shè)備或傳感器122，其接收整流電壓vrect并生成指示整流電壓vrect的值的輸出信號(hào)124。在一個(gè)實(shí)施例中，感測(cè)設(shè)備122包括輸出作為vrect的比率的電壓的分壓器電路。例如，如圖6所示，分壓器電路可以包括與第二電阻器19xr3串聯(lián)連接的第一電阻器r3以生成采樣電壓，在一個(gè)實(shí)施例中，該采樣電壓是vrect的比值(即，v124＝vrect/20)。

傳感器電路106還可以包括控制器126。在一個(gè)實(shí)施例中，控制器126連接到存儲(chǔ)器(未示出)或具有其自身的內(nèi)部存儲(chǔ)器以存儲(chǔ)指令，當(dāng)執(zhí)行時(shí)，該指令使得控制器以兩種模式之一操作。在第一模式中，基于例如在目標(biāo)功率范圍的大約中點(diǎn)處的期望功率變化(δp)，對(duì)于r1112和r2114的給定值，通過(guò)控制器126計(jì)算占空比值并且作為占空比控制值128提供給pwm電路120，該占空比控制值128由pwm電路120用于以該占空比驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)118。在第二操作模式中，控制器126可以以類(lèi)似于上面強(qiáng)調(diào)的方式計(jì)算初始占空比，或者使用不同的方法計(jì)算估計(jì)的占空比。另選地，基于相關(guān)聯(lián)的整流值124，可使用例如查找表(lut)來(lái)選擇占空比的最佳第一猜測(cè)。一旦選擇了初始占空比，則處于第二模式的控制器126繼續(xù)經(jīng)由感測(cè)設(shè)備122或與其相關(guān)聯(lián)的度量值對(duì)vrect進(jìn)行采樣，并將相關(guān)聯(lián)的值與預(yù)定閾值進(jìn)行比較。在一個(gè)實(shí)施例中，如果度量值超過(guò)閾值，則控制器126使用信號(hào)128來(lái)減小開(kāi)關(guān)118的占空比，并且如果度量值低于閾值，則控制器126使用該信號(hào)來(lái)增加開(kāi)關(guān)118的占空比。以上述方式，負(fù)載調(diào)制系統(tǒng)100操作以在負(fù)載調(diào)制期間基于整流電壓值和目標(biāo)功率范圍動(dòng)態(tài)地控制電流ictrl。

關(guān)于負(fù)載調(diào)制系統(tǒng)100的操作的進(jìn)一步細(xì)節(jié)，可結(jié)合圖7中的電壓、電流和功率波形更充分地理解。在t1之前的時(shí)間，沒(méi)有執(zhí)行負(fù)載調(diào)制信令，因此圖5的控制器126將開(kāi)關(guān)118斷開(kāi)。此時(shí)，完全整流電壓vrect跨過(guò)圖5的電容器36，并且該電容器被充電。在時(shí)間t1，基于由控制器126接收的指令，例如，經(jīng)由電流脈沖150(例如，如前所述的擴(kuò)展信標(biāo)脈沖)發(fā)起回到pru(或其它類(lèi)型電路)的信令。在時(shí)間t1，在節(jié)點(diǎn)104處的電壓vrect可以在顯著的電壓范圍內(nèi)變化，例如5v-35v。基于整流電壓的值，感測(cè)系統(tǒng)106操作以確定開(kāi)關(guān)118的初始占空比。在一個(gè)實(shí)施例中，如下進(jìn)行確定。負(fù)載調(diào)制電路消耗的功率由下式給出：

prect＝vrect×(vrect-vx)/r1，

其中vx是r1和r2之間的節(jié)點(diǎn)處的電壓，如圖5所示。vx(即，vx_desire)的期望值由下式提供：

vx_desire＝vrect-(prect×r1)/vrect。

為了實(shí)際產(chǎn)生計(jì)算的vx_desire，我們計(jì)算占空比如下：

rdesire＝vrect²/prect，以及

vgate(占空比)＝(r1+r2)/rdesire。

具有該初始計(jì)算的占空比的開(kāi)關(guān)118的啟動(dòng)在圖7中的152處示出。開(kāi)關(guān)118的激活導(dǎo)致通過(guò)r1112的電流ictr1的受控傳導(dǎo)。這也引起電容器36的局部放電，這發(fā)現(xiàn)于104處的整流電壓vrect的略微減小。vrect的這種變化由傳感器122進(jìn)一步感測(cè)，這導(dǎo)致控制器126重新計(jì)算占空比，致使占空比減小，如在156處所示。在本公開(kāi)的另一實(shí)施例中，監(jiān)測(cè)或感測(cè)節(jié)點(diǎn)電壓vx，并且調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)118的占空比以達(dá)到上述識(shí)別的vx_desire值。

當(dāng)開(kāi)關(guān)118根據(jù)動(dòng)態(tài)占空比切換時(shí)，開(kāi)關(guān)118導(dǎo)通，使得電流ictrl傳導(dǎo)通過(guò)r1和r2，并且當(dāng)開(kāi)關(guān)118關(guān)斷時(shí)，電流ictrl不再傳導(dǎo)通過(guò)開(kāi)關(guān)，而是操作以對(duì)并聯(lián)路徑(即，第二分支)中的電容114充電。占空比的值指示具有反映開(kāi)關(guān)的輕微波動(dòng)的平均受控電流ictrl。這也反映在vx電壓的紋波中，如圖7中的158處所示。在一個(gè)實(shí)施例中，控制器126繼續(xù)使用來(lái)自傳感器122的vrect的采樣值，以動(dòng)態(tài)地改變時(shí)間t1和t2之間的占空比，以確保功率傳導(dǎo)變化(δp)保持在預(yù)定目標(biāo)功率范圍內(nèi)。在時(shí)間t2，負(fù)載調(diào)制信號(hào)周期通過(guò)由控制器126接收的指令而中止(例如，在擴(kuò)展信標(biāo)時(shí)間周期的結(jié)尾)。此時(shí)，控制器126關(guān)閉開(kāi)關(guān)118。

圖8是示出產(chǎn)生調(diào)節(jié)的負(fù)載調(diào)制信令的方法200的流程圖。雖然本文提供的方法被示出和描述為一系列動(dòng)作或事件，但是本公開(kāi)不限于這些動(dòng)作或事件的所示出的順序。例如，一些動(dòng)作可以以不同的順序發(fā)生和/或與除了本文所示和/或描述的動(dòng)作或事件之外的其他動(dòng)作或事件同時(shí)發(fā)生。此外，不是所有示出的動(dòng)作都是必需的，并且波形形狀僅僅是說(shuō)明性的，并且其他波形可以與所示出的波形顯著不同。此外，本文描繪的動(dòng)作中的一個(gè)或多個(gè)可以在一個(gè)或多個(gè)單獨(dú)的動(dòng)作或階段中執(zhí)行。

在一個(gè)實(shí)施例中，圖8中的方法200在202處開(kāi)始，其中測(cè)量整流電壓(例如，vrect)并啟動(dòng)定時(shí)器。在該實(shí)施例中，測(cè)量從pru傳輸產(chǎn)生的整流電壓，然而，該電壓可替代地包括任何可變電源電壓或與其相關(guān)聯(lián)的可變電壓。此外，在202處的定時(shí)器的激活關(guān)聯(lián)于規(guī)定的信令返回脈沖持續(xù)時(shí)間或與負(fù)載調(diào)制相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)(即，多個(gè)脈沖)持續(xù)時(shí)間。在一個(gè)實(shí)施例中，定時(shí)器超時(shí)周期與擴(kuò)展信標(biāo)信號(hào)的持續(xù)時(shí)間相關(guān)聯(lián)，然而，這種定時(shí)器超時(shí)周期可以基于正在執(zhí)行的負(fù)載調(diào)制信令的類(lèi)型而變化，并且本公開(kāi)預(yù)期所有這樣的持續(xù)時(shí)間。在一個(gè)實(shí)施例中，定時(shí)器與圖5的控制器126相關(guān)聯(lián)，其與控制器集成或與其離散地關(guān)聯(lián)。此外，在一個(gè)實(shí)施例中，定時(shí)器包括控制器126中的基于軟件的計(jì)數(shù)器，然而，可以采用諸如計(jì)數(shù)器的硬件定時(shí)器或其他電路。

在204處，進(jìn)行計(jì)算以確定將滿足預(yù)定功率目標(biāo)范圍的在負(fù)載調(diào)制期間的解調(diào)電流。在一個(gè)實(shí)施例中，這樣的范圍可以由諸如a4wp或另一規(guī)范的規(guī)范來(lái)規(guī)定。另選地，該范圍可以由客戶或其他性能標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。在一個(gè)實(shí)施例中，所計(jì)算的電流可以是將由于負(fù)載調(diào)制引起的功率傳導(dǎo)的估計(jì)變化置于目標(biāo)功率范圍的中間的電流，然而，這樣的計(jì)算可以基于其他標(biāo)準(zhǔn)。此外，在204處的計(jì)算可以包括確定將滿足預(yù)定目標(biāo)功率范圍的在負(fù)載調(diào)制期間的電流范圍。

方法200進(jìn)行到206，其中計(jì)算驅(qū)動(dòng)用于負(fù)載調(diào)制的開(kāi)關(guān)的占空比。在206處的這種占空比計(jì)算基于所計(jì)算的調(diào)制電流和預(yù)定目標(biāo)功率范圍。在208處詢問(wèn)在負(fù)載調(diào)制期間的隨后的占空比控制是否是動(dòng)態(tài)的。如果(經(jīng)由例如提供給控制器126的指令)確定控制將是靜態(tài)的(在208處為否)，則方法200簡(jiǎn)單地在由定時(shí)器指定的整個(gè)時(shí)間段內(nèi)保持開(kāi)關(guān)(例如，圖5的開(kāi)關(guān)118)的占空比為初始計(jì)算占空比。在210處，當(dāng)定時(shí)器超時(shí)周期已經(jīng)期滿時(shí)(在210處為是)，在212處完成負(fù)載調(diào)制，并且控制器126停用開(kāi)關(guān)118。

返回到動(dòng)作208，如果確定將采用動(dòng)態(tài)控制(在208處為是)，則方法200進(jìn)行到214，并且對(duì)整流電壓進(jìn)行采樣或以其它方式感測(cè)。在一個(gè)實(shí)施例中，以連續(xù)方式感測(cè)整流電壓；另選地，周期性地對(duì)整流電壓采樣，例如使用鎖存器或其它類(lèi)型的電路。在216處，將與采樣或感測(cè)的整流電壓相關(guān)聯(lián)的度量值與閾值進(jìn)行比較。在一個(gè)實(shí)施例中，度量值僅僅是感測(cè)的整流電壓，而在其它實(shí)施例中，度量值可以是在給定時(shí)間段內(nèi)在多個(gè)樣本上計(jì)算的平均整流電壓值，其作為由控制器126處理的其他處理值，例如與整流電壓相關(guān)聯(lián)。

在218處，如果度量值超過(guò)預(yù)定閾值(在218處為是)，則在220處減小占空比，其中控制器126向pwm電路120提供控制信號(hào)128，使得驅(qū)動(dòng)信號(hào)108具有減小的占空比。另選地，如果度量值未超過(guò)閾值(在218處為否)，則在222處增加占空比。在這種情況下，控制器126進(jìn)行比較，確定比較結(jié)果，并且向pwm電路120提供控制信號(hào)128，其導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)信號(hào)108具有增加的占空比，從而例如影響開(kāi)關(guān)118。然后，動(dòng)態(tài)控制通過(guò)繼續(xù)將更新的度量值與閾值進(jìn)行比較并且響應(yīng)于此而增加或減小占空比來(lái)繼續(xù)，直到定時(shí)器在224處超時(shí)為止(在224為是)，在這種情況下，在212中斷負(fù)載調(diào)制。應(yīng)當(dāng)注意，在一個(gè)另選實(shí)施例中，在218處的度量值比較中可以采用滯后，并且所有這樣的變化都被認(rèn)為落入本公開(kāi)的范圍內(nèi)。

在本公開(kāi)的示例1中，負(fù)載調(diào)制電路包括：諧振器電路，被配置為基于接收的充電功率諧振并且基于其產(chǎn)生諧振輸出信號(hào)；以及整流器電路，被配置為接收諧振輸出信號(hào)并將諧振輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換整流電壓信號(hào)。負(fù)載調(diào)制電路還包括：傳感器電路，被配置為感測(cè)整流電壓信號(hào)并基于整流電壓信號(hào)和與負(fù)載調(diào)制電路在負(fù)載調(diào)制期間的導(dǎo)通功率的變化相關(guān)聯(lián)的目標(biāo)功率范圍而生成控制信號(hào)；以及可控電流源電路，被配置為基于控制信號(hào)生成受控電流，其中受控電流調(diào)制負(fù)載調(diào)制電路的負(fù)載，同時(shí)將在整流電路的輸出處的總傳導(dǎo)功率的變化保持在目標(biāo)功率范圍內(nèi)。

在本公開(kāi)的示例2中，在示例1的負(fù)載調(diào)制電路中，其中傳感器電路包括被配置為生成控制信號(hào)的脈沖寬度調(diào)制電路，其中控制信號(hào)包括基于降低的電壓的占空比。

在本公開(kāi)的示例3中，在示例1的負(fù)載調(diào)制電路中，傳感器電路還包括分壓器電路，其被配置為基于整流電壓信號(hào)產(chǎn)生降低的電壓，其中脈沖寬度調(diào)制電路被配置為基于降低的電壓來(lái)控制該控制信號(hào)的占空比。

在本公開(kāi)的示例4中，在示例1-3中的任一個(gè)中，傳感器電路被配置為對(duì)整流的電壓信號(hào)進(jìn)行采樣并且基于其來(lái)確定整流信號(hào)的值。

在本公開(kāi)的示例5中，在示例4中，負(fù)載調(diào)制電路還包括脈寬調(diào)制電路，其被配置為基于整流電壓信號(hào)的平均值來(lái)改變控制信號(hào)。

在本公開(kāi)的示例6中，在示例5中，脈沖寬度調(diào)制電路被配置為：如果平均值大于目標(biāo)閾值則增加控制信號(hào)的占空比，并且如果平均值小于目標(biāo)閾值或與其相關(guān)的另一目標(biāo)閾值則減小占空比。

在本公開(kāi)的示例7中，在示例1中，在調(diào)制電路中，可控電流源包括具有耦合到整流器電路的輸出的第一節(jié)點(diǎn)、和第二節(jié)點(diǎn)的第一電阻，和具有包括第一電容的第一支路的并聯(lián)電路，該第一電容具有耦合到第一電阻的第二節(jié)點(diǎn)的第一節(jié)點(diǎn)和耦合到預(yù)定電位的第二節(jié)點(diǎn)。可控電流源還包括第二分支，其包括串聯(lián)耦合的第二電阻和開(kāi)關(guān)，其中第二電阻的第一節(jié)點(diǎn)耦合到第一電阻的第二節(jié)點(diǎn)，并且開(kāi)關(guān)的節(jié)點(diǎn)耦合到預(yù)定電位，并且其中開(kāi)關(guān)的控制端子耦合到控制信號(hào)。

在本公開(kāi)的示例8中，在示例7中，控制信號(hào)的占空比隨整流電壓信號(hào)的變化而變化，并且控制信號(hào)的占空比支配開(kāi)關(guān)的切換，從而隨整流電壓信號(hào)的變化而改變可控電流源的有效電阻。

在本公開(kāi)的示例9中，公開(kāi)了一種用于產(chǎn)生調(diào)節(jié)的負(fù)載調(diào)制信令的方法。該方法包括感測(cè)在與負(fù)載調(diào)制相關(guān)聯(lián)的負(fù)載處的接收電壓，以及基于感測(cè)到的接收電壓來(lái)確定滿足目標(biāo)功率范圍的調(diào)制電流。該方法還包括基于所確定的調(diào)制電流來(lái)確定負(fù)載調(diào)制開(kāi)關(guān)的占空比，以及以確定的占空比來(lái)驅(qū)動(dòng)負(fù)載調(diào)制開(kāi)關(guān)。

在本公開(kāi)的示例10中，示例9的方法還包括在與負(fù)載調(diào)制開(kāi)關(guān)的驅(qū)動(dòng)相關(guān)聯(lián)的時(shí)間啟動(dòng)定時(shí)器，以及繼續(xù)負(fù)載調(diào)制開(kāi)關(guān)的驅(qū)動(dòng)，直到檢測(cè)到定時(shí)器的超時(shí)為止，此時(shí)負(fù)載調(diào)制開(kāi)關(guān)的驅(qū)動(dòng)中斷。

在本公開(kāi)的示例11中，在示例10中，定時(shí)器包括計(jì)數(shù)器，并且其中定時(shí)器的超時(shí)包括計(jì)數(shù)器達(dá)到預(yù)定計(jì)數(shù)值。

在本公開(kāi)的示例12中，示例9的方法還包括在整個(gè)負(fù)載調(diào)制時(shí)間段期間繼續(xù)感測(cè)接收電壓，并且連續(xù)或周期性地基于目標(biāo)功率范圍和更新的感測(cè)的接收電壓來(lái)確定更新的調(diào)制電流。另外，示例9的方法還包括連續(xù)地或周期性地基于所確定的更新的調(diào)制電流來(lái)確定負(fù)載調(diào)制開(kāi)關(guān)的更新的占空比，并且以更新的占空比來(lái)驅(qū)動(dòng)負(fù)載調(diào)制開(kāi)關(guān)。

在本公開(kāi)的示例13中，在示例9-12中的任一個(gè)中，感測(cè)接收到的電壓包括在具有反映接收電壓的分?jǐn)?shù)量的內(nèi)部節(jié)點(diǎn)的分壓器電路上施加接收電壓，并且連續(xù)或周期性地基于分壓器電路的內(nèi)部節(jié)點(diǎn)處的電壓來(lái)計(jì)算與接收電壓相關(guān)聯(lián)的電壓。

在本公開(kāi)的示例14中，在示例9-12中的任一個(gè)中，接收電壓包括無(wú)線充電系統(tǒng)中的功率接收單元(pru)中的整流電壓。

在本公開(kāi)的示例15中，在示例9-12中的任一個(gè)示例中，以所確定的占空比來(lái)驅(qū)動(dòng)負(fù)載調(diào)制開(kāi)關(guān)使得執(zhí)行負(fù)載調(diào)制的負(fù)載調(diào)制電路的功率傳導(dǎo)的變化保持在接收電壓的期望范圍的目標(biāo)功率范圍內(nèi)。

在本公開(kāi)的示例16中，負(fù)載調(diào)制電路包括被配置為感測(cè)與負(fù)載調(diào)制電路相關(guān)聯(lián)的負(fù)載電壓的傳感器電路。傳感器電路還被配置為基于感測(cè)的負(fù)載電壓和與負(fù)載調(diào)制電路在負(fù)載調(diào)制期間的傳導(dǎo)功率的變化相關(guān)聯(lián)的目標(biāo)功率范圍而生成控制信號(hào)。負(fù)載調(diào)制電路還包括可控電流源電路，其被配置為基于控制信號(hào)產(chǎn)生受控電流，其中受控電流調(diào)制負(fù)載調(diào)制電路的負(fù)載，同時(shí)將負(fù)載調(diào)制電路的總傳導(dǎo)功率的變化保持在目標(biāo)功率范圍。

在本公開(kāi)的示例17中，在示例16中，傳感器電路包括被配置為生成控制信號(hào)的脈沖寬度調(diào)制電路，其中控制信號(hào)包括基于負(fù)載電壓的占空比。

在本公開(kāi)的示例18中，在示例16中，傳感器電路被配置為連續(xù)地或周期性地測(cè)量負(fù)載電壓或與其相關(guān)聯(lián)的電壓，并且基于負(fù)載電壓或與其相關(guān)聯(lián)的電壓或與這些電壓相關(guān)聯(lián)的度量值來(lái)改變控制信號(hào)。

在本公開(kāi)的示例19中，在示例18中，傳感器電路包括脈沖寬度調(diào)制電路，其被配置為：如果測(cè)量的電壓或度量值大于目標(biāo)閾值則增加控制信號(hào)的占空比，并且如果測(cè)量的電壓或度量值小于目標(biāo)閾值或與其相關(guān)的另一目標(biāo)閾值則減小占空比。

在本公開(kāi)的示例20中，在示例16-19中的任一個(gè)中，可控電流源包括具有耦合到負(fù)載調(diào)制電路的輸入的第一節(jié)點(diǎn)、和第二節(jié)點(diǎn)的第一電阻，以及具有包括第一電容的第一分支的并聯(lián)電路，其中第一電容具有耦合到第一電阻的第二節(jié)點(diǎn)的第一節(jié)點(diǎn)。并聯(lián)電路還包括耦合到預(yù)定電位的第二節(jié)點(diǎn)和包括串聯(lián)耦合的第二電阻和開(kāi)關(guān)的第二分支，其中第二電阻的第一節(jié)點(diǎn)耦合到第一電阻的第二節(jié)點(diǎn)，開(kāi)關(guān)的節(jié)點(diǎn)耦合到預(yù)定電位，并且其中開(kāi)關(guān)的控制端子耦合到控制信號(hào)。

在本公開(kāi)的示例21中，在示例20中，控制信號(hào)的占空比隨負(fù)載電壓的變化而改變，并且控制信號(hào)的占空比支配開(kāi)關(guān)的切換，從而隨負(fù)載電壓的變化而改變可控電流源的有效電阻。

在本公開(kāi)的示例22中，在示例16-21中的任一個(gè)中，負(fù)載調(diào)制電路還包括：諧振器電路，其被配置為基于接收的充電功率進(jìn)行諧振并且基于該接收的充電功率而產(chǎn)生諧振輸出信號(hào)；以及整流器電路，被配置為接收諧振輸出信號(hào)并將諧振輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換為整流電壓信號(hào)。傳感器電路被配置為感測(cè)整流電壓信號(hào)作為負(fù)載電壓，并且基于整流電壓信號(hào)和目標(biāo)功率范圍而產(chǎn)生控制信號(hào)。

在本公開(kāi)的示例23中，在示例22中，傳感器電路還包括被配置為基于整流電壓信號(hào)而生成降低的電壓的分壓器電路。脈沖寬度調(diào)制電路被配置為基于降低的電壓來(lái)控制該控制信號(hào)的占空比。

在本公開(kāi)的示例24中，公開(kāi)了一種用于產(chǎn)生調(diào)節(jié)的負(fù)載調(diào)制信令的電路。該電路包括用于感測(cè)在與負(fù)載調(diào)制相關(guān)聯(lián)的負(fù)載處的接收電壓的裝置，以及用于基于感測(cè)的接收電壓來(lái)確定滿足目標(biāo)功率范圍的調(diào)制電流的裝置。該電路還包括用于基于所確定的調(diào)制電流來(lái)確定負(fù)載調(diào)制開(kāi)關(guān)的占空比的裝置，以及用于以確定的占空比來(lái)驅(qū)動(dòng)負(fù)載調(diào)制開(kāi)關(guān)的裝置。

在本公開(kāi)的示例25中，在示例24中，電路還包括用于在與負(fù)載調(diào)制開(kāi)關(guān)的驅(qū)動(dòng)相關(guān)聯(lián)的時(shí)間來(lái)啟動(dòng)定時(shí)器的裝置，以及用于繼續(xù)負(fù)載調(diào)制開(kāi)關(guān)的驅(qū)動(dòng)直到檢測(cè)到定時(shí)器超時(shí)為止的裝置，此時(shí)負(fù)載調(diào)制開(kāi)關(guān)的驅(qū)動(dòng)被中斷。

在本公開(kāi)的示例26中，在示例24中，電路還包括用于在整個(gè)負(fù)載調(diào)制時(shí)間段期間繼續(xù)感測(cè)接收電壓的裝置，以及用于連續(xù)地或周期性地基于目標(biāo)功率范圍和更新的感測(cè)的接收電壓來(lái)確定更新的調(diào)制電流的裝置。該電路還包括用于連續(xù)地或周期性地基于所確定的更新的調(diào)制電流來(lái)確定負(fù)載調(diào)制開(kāi)關(guān)的更新的占空比的裝置，以及用于以更新的占空比來(lái)驅(qū)動(dòng)負(fù)載調(diào)制開(kāi)關(guān)的裝置。

應(yīng)當(dāng)理解，盡管出于清楚和簡(jiǎn)潔的目的在上文單獨(dú)地描述了各種示例，但是各種示例的各種特征可以被組合，并且此類(lèi)示例的所有這樣的組合和排列被明確地預(yù)期為落入本公開(kāi)的范圍內(nèi)。

雖然已經(jīng)相對(duì)于一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式示出和描述了本公開(kāi)，但是在不脫離所附權(quán)利要求的精神和范圍的情況下，可以對(duì)所示示例進(jìn)行改變和/或修改。此外，特別是關(guān)于由上述部件或結(jié)構(gòu)(組件、裝置、電路、系統(tǒng)等)執(zhí)行的各種功能，用于描述這些部件的術(shù)語(yǔ)(包括對(duì)“裝置”的引用)除非另有說(shuō)明，否則旨在對(duì)應(yīng)于執(zhí)行所描述的部件(例如，功能上等效的)的指定功能的任何組件或結(jié)構(gòu)，即使在結(jié)構(gòu)上不等同于執(zhí)行本文所示的示例性實(shí)現(xiàn)的發(fā)明。另外，雖然可以僅關(guān)于幾個(gè)實(shí)現(xiàn)中的一個(gè)公開(kāi)了本公開(kāi)的特定特征，但是這樣的特征可以與其它實(shí)現(xiàn)的一個(gè)或多個(gè)其他特征相組合，如對(duì)于任何給定或特定應(yīng)用可能期望和有利的。此外，對(duì)于在詳細(xì)描述和權(quán)利要求書(shū)中使用術(shù)語(yǔ)“包括”、“包括了”、“具有”、“具有”、“帶有”或其變體，此類(lèi)術(shù)語(yǔ)旨在是類(lèi)似于術(shù)語(yǔ)“包括”方式的包含性。