多模無線功率發射器制造技術

一些實施例涉及一種多模無線功率發射器。該發射器包括逆變器，被配置為在其輸出上產生具有第一頻率的第一信號或具有第二頻率的第二信號。該發射器還包括第一發射線圈，耦接于逆變器的輸出；以及被配置為在第一頻率上無線地發射功率。該發射器還包括第二發射線圈，耦接于逆變器的輸出，以及被配置為在第二頻率上無線地發射功率。該發射器還包括耦接于第一發射線圈、第二發射線圈和逆變器的輸出的至少一個匹配網絡。該至少一個匹配網絡被配置為響應于第一信號而提供功率到第一發射線圈，以及響應于第一信號而抑制提供功率到第二發射線圈。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】多模無線功率發射器
本文描述的技術通常涉及無線功率傳輸(wirelesspowerdelivery)，以及特別涉及一種能夠在一個以上的頻率上發射(transmit)無線功率的無線功率發射器(wirelesspowertransmitter)。
技術介紹
由于無線功率傳輸系統(WirelessPowerTransferSystems,WPTS)傳輸功率的方式便捷，無需電線(wire)或連接器(connector)，因此越來越普及。在當前的工業發展下，無線功率傳輸系統(WPTS)可分為兩個主類：磁感應(magneticinduction,MI)系統和磁共振(magneticresonance,MR)系統。這兩種類型的系統均包括發射單元和接收單元。這樣的系統可用來給移動設備(如智能電話)供電或充電，以及其它應用。感應式(inductive)無線功率傳輸系統(WPTS)利用頻率變化作為功率流控制機制，通常操作在所分配的幾百KHz的頻率范圍內。磁共振無線功率傳輸系統(MRWPTS)利用輸入電壓調節(regulation)來調節輸出功率，通常操作在單個的共振頻率上。在典型的應用中，磁共振無線功率傳輸系統(MRWPTS)操作在6.78MHz的頻率上。一些工業委員會(如無線充電聯盟(WirelessPowerConsortium,WPC)，功率聯盟(PowerMattersAlliance,PMA)和無線電源聯盟(AllianceforWirelessPower,A4WP))正致力于研究基于無線功率傳輸的消費產品的國際標準。目前，由于操作頻率的差異，不同類型的無線功率傳輸系統(WPTS)不能互操作。這給無線系統用戶造成了混亂和不便，且限制了技術的發展。
技術實現思路
一些實施例涉及一種無線功率發射器，包括：逆變器，用于在所述逆變器的輸出上產生具有第一頻率的第一信號或具有第二頻率的第二信號；第一發射線圈，耦接于所述逆變器的輸出，以及，用于在第一頻率上以無線方式發射功率；第二發射線圈，耦接于所述逆變器的輸出；以及用于在第二頻率上以無線方式發射功率；以及至少一個匹配網絡，耦接于所述第一發射線圈、所述第二發射線圈和所述逆變器的輸出，所述至少一個匹配網絡用于響應于所述第一信號而提供功率到第一發射線圈，以及響應于所述第一信號而抑制提供功率到第二發射線圈。一些實施例涉及一種無線功率傳輸(wirelesspowertransmission)方法，包括：由無線功率發射器為無線功率傳輸確定適合于將無線功率傳送到位于所述無線功率發射器的無線功率傳輸范圍內的第一接收器的第一頻率；所述無線功率發射器通過逆變器利用具有所述第一頻率的第一信號驅動第一發射線圈；由所述無線功率發射器為無線功率傳輸確定適合于將無線功率傳送到位于所述無線功率發射器的無線功率傳輸范圍內的第二接收器的第二頻率；以及所述無線功率發射器通過所述逆變器利用具有所述第二頻率的第二信號驅動第二發射線圈。一些實施例涉及一種無線功率發射器，可操作在多個操作模式中，該無線功率發射器包括：逆變器，用于當所述無線功率發射器處于第一操作模式時在所述逆變器的輸出上產生具有第一頻率的第一無線功率傳輸信號，或者，當所述無線功率發射器處于第二操作模式時在所述逆變器的輸出上產生具有第二頻率的第二無線功率傳輸信號，其中，所述第一無線功率傳輸頻率不同于所述第二無線功率傳輸頻率；以及控制器，耦接于所述逆變器，以及，用于在所述第一操作模式或所述第二操作模式中控制所述逆變器。一些實施例涉及一種無線功率傳輸方法，包括：在第一操作模式中控制逆變器產生具有第一頻率的第一無線功率傳輸信號；以及在第二操作模式中控制逆變器產生具有第二頻率的第二無線功率傳輸信號。通過舉例說明的方式提供前面的概述，并不旨在進行限制。附圖說明在附圖中，在各附圖中示出的每個相同或幾乎相同的元件采用相同的參考字符來表示。為了清楚的目的，不是每個元件都在每個附圖中標記。附圖不一定按比例繪制，相反，重點在于說明這里描述的技術和裝置的各個方面。圖1A根據一些實施例示出了一種多模無線功率發射器的框圖；圖1B根據一些實施例示出了一種在不同頻率上的無線功率傳輸方法的流程圖；圖2A根據一些實施例示出了一種傳輸電路的電路圖；圖2B示出了一種傳輸電路的電路圖，在該傳輸電路中，發射線圈可以由三端線圈組件來實現；圖3A示出了當逆變器在相對較低的頻率上切換時，用于圖2A的匹配網絡和發射線圈的等效電路圖；圖3B示出了當逆變器在相對較高的頻率上切換時，用于圖2A的匹配網絡和發射線圈的等效電路圖；圖4根據一些實施例示出了一種具有全橋結構的傳輸電路的電路圖；圖5示出了一種具有共享的匹配網絡的多模無線功率發射器的框圖；圖6示出了一種具有被發射線圈至少部分共享的匹配網絡的傳輸電路；圖7示出了如圖6的傳輸電路，在高頻發射線圈和低頻發射線圈之間外加開關；圖8示出了如圖4的傳輸電路，外加與高頻發射線圈并聯的可切換電阻；圖9示出了一種低頻發射線圈被布置在高頻發射線圈的邊界內的結構；圖10示出了一種低頻發射線圈被布置在高頻發射線圈的邊界外的結構。具體實施方式專利技術人已經認識并理解到，能夠在不同的頻率上發射無線功率的多模發射器可以方便提供功率至被設計為操作在不同的頻率上的不同類型的無線功率接收器。這樣的多模發射器能夠允許提供功率至更多種類的電子設備。例如，在一些實施例中，多模發射器可被配置為提供功率給磁感應(MI)接收器和磁共振(MR)接收器。在一些實施例中，多模發射器可以提供功率給根據多種不同的無線充電規范(如，無線充電聯盟WPC頒布的Qi標準)以及被設計為用于在其它頻率上的無線功率傳輸的其它規范(如，用于磁共振MR接收器的規范或其它的磁感應MI規范)所設計的設備。這樣的多模發射器可以使消費者避免在不同的無線功率規范之間做選擇的需要，以及能夠減少或消除在不同的頻率上接收無線功率的功率設備獲得多個無線發射器的需要。為了在不同的頻率上提供無線功率傳輸，可以將多個無線發射器集成到一個電子設備中。然而，由于元件(如逆變器和控制器)的重復(duplication)，這樣的實現會導致成本和尺寸增加。本文描述的是能夠在不同的頻率上發射無線功率的多模發射器，該多模發射器具有被一個以上的發射線圈共享的逆變器。在一些實施例中，為了方便通過共享的逆變器傳輸至不同發射線圈，多模發射器包括(一個或多個)匹配網絡，該(一個或多個)匹配網絡根據傳輸頻率(transmissionfrequency)指示功率流向適當的發射線圈。(一個或多個)匹配網絡可以被設計為在每個傳輸頻率上具有合適的阻抗，以允許功率流向適當的發射線圈，而阻礙該功率流向被設計為在不同的頻率上發射的其它(一個或多個)發射線圈。圖1A根據一些實施例示出了一種多模發射器的框圖，該多模發射器具有共享的逆變器(inverter)、多個匹配網絡(matchingnetwork)和多個發射線圈(transmitcoil)。多模發射器可以包括穩壓源(regulatedvoltagesource)2(例如，電壓調節器(voltageregulator))，穩壓源2提供已調節的直流電壓(regulatedDCvoltage)至逆變器4。穩壓源2響應于控制器5的控制激勵(co本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種無線功率發射器，包括：逆變器，用于在所述逆變器的輸出上產生具有第一頻率的第一信號或具有第二頻率的第二信號；第一發射線圈，耦接于所述逆變器的輸出，以及，用于在所述第一頻率上無線地發射功率；第二發射線圈，耦接于所述逆變器的輸出，以及，用于在所述第二頻率上無線地發射功率；以及至少一個匹配網絡，耦接于所述第一發射線圈、所述第二發射線圈和所述逆變器的輸出，所述至少一個匹配網絡用于響應于所述第一信號而提供功率到所述第一發射線圈，以及，響應于所述第一信號而抑制提供功率到所述第二發射線圈。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2014.06.10 US 62/009,981;2015.05.21 US 14/718,3661.一種無線功率發射器，包括：逆變器，用于在所述逆變器的輸出上產生具有第一頻率的第一信號或具有第二頻率的第二信號；第一發射線圈，耦接于所述逆變器的輸出，以及，用于在所述第一頻率上無線地發射功率；第二發射線圈，耦接于所述逆變器的輸出，以及，用于在所述第二頻率上無線地發射功率；以及至少一個匹配網絡，耦接于所述第一發射線圈、所述第二發射線圈和所述逆變器的輸出，所述至少一個匹配網絡用于響應于所述第一信號而提供功率到所述第一發射線圈，以及，響應于所述第一信號而抑制提供功率到所述第二發射線圈。2.如權利要求1所述的無線功率發射器，其特征在于，所述第二頻率高于所述第一頻率。3.如權利要求2所述的無線功率發射器，其特征在于，所述第一頻率低于300kHz，以及，所述第二頻率高于1MHz。4.如權利要求3所述的無線功率發射器，其特征在于，所述第二頻率介于6.765MHz和6.795MHz之間。5.如權利要求1所述的無線功率發射器，所述逆變器的輸出和所述第一發射線圈之間具有第一阻抗，以及，所述逆變器的輸出和所述第二發射線圈之間具有第二阻抗，其中，在所述第一頻率上，所述第一阻抗比所述第二阻抗至少小五倍。6.如權利要求5所述的無線功率發射器，其特征在于，在所述第一頻率上，所述第一阻抗比所述第二阻抗至少小二十五倍。7.如權利要求1所述的無線功率發射器，其特征在于，所述無線功率發射器用于響應于所述第二信號而提供功率到所述第二發射線圈，以及響應于所述第二信號而抑制提供功率至所述第一發射線圈。8.權利要求7所述的無線功率發射器，其特征在于，所述第一發射線圈具有電感，所述電感響應于所述第二信號而抑制提供功率到所述第一發射線圈。9.如權利要求1所述的無線功率發射器，其特征在于，所述至少一個匹配網絡包括電容性組件，所述電容性組件響應于所述第一信號而抑制提供功率到所述第二發射線圈。10.如權利要求1所述的無線功率發射器，其特征在于，所述逆變器具有全橋配置或半橋配置。11.如權利要求1所述的無線功率發射器，還包括至少一個開關，用于抑制功率被傳送到所述第一發射線圈或所述第二發射線圈。12.如權利要求1所述的無線功率發射器，還包括電阻，用于被切換到與所述第二發射線圈并聯。13....

【專利技術屬性】
技術研發人員：弗拉迪米爾·A·穆拉托夫，派翠克·史丹利·里爾，
申請(專利權)人：聯發科技新加坡私人有限公司，弗拉迪米爾·A·穆拉托夫，派翠克·史丹利·里爾，
類型：發明
國別省市：新加坡,SG