多模无线功率发射器制造技术

一些实施例涉及一种多模无线功率发射器。该发射器包括逆变器，被配置为在其输出上产生具有第一频率的第一信号或具有第二频率的第二信号。该发射器还包括第一发射线圈，耦接于逆变器的输出；以及被配置为在第一频率上无线地发射功率。该发射器还包括第二发射线圈，耦接于逆变器的输出，以及被配置为在第二频率上无线地发射功率。该发射器还包括耦接于第一发射线圈、第二发射线圈和逆变器的输出的至少一个匹配网络。该至少一个匹配网络被配置为响应于第一信号而提供功率到第一发射线圈，以及响应于第一信号而抑制提供功率到第二发射线圈。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】多模无线功率发射器
本文描述的技术通常涉及无线功率传输(wirelesspowerdelivery)，以及特别涉及一种能够在一个以上的频率上发射(transmit)无线功率的无线功率发射器(wirelesspowertransmitter)。
技术介绍
由于无线功率传输系统(WirelessPowerTransferSystems,WPTS)传输功率的方式便捷，无需电线(wire)或连接器(connector)，因此越来越普及。在当前的工业发展下，无线功率传输系统(WPTS)可分为两个主类：磁感应(magneticinduction,MI)系统和磁共振(magneticresonance,MR)系统。这两种类型的系统均包括发射单元和接收单元。这样的系统可用来给移动设备(如智能电话)供电或充电，以及其它应用。感应式(inductive)无线功率传输系统(WPTS)利用频率变化作为功率流控制机制，通常操作在所分配的几百KHz的频率范围内。磁共振无线功率传输系统(MRWPTS)利用输入电压调节(regulation)来调节输出功率，通常操作在单个的共振频率上。在典型的应用中，磁共振无线功率传输系统(MRWPTS)操作在6.78MHz的频率上。一些工业委员会(如无线充电联盟(WirelessPowerConsortium,WPC)，功率联盟(PowerMattersAlliance,PMA)和无线电源联盟(AllianceforWirelessPower,A4WP))正致力于研究基于无线功率传输的消费产品的国际标准。目前，由于操作频率的差异，不同类型的无线功率传输系统(WPTS)不能互操作。这给无线系统用户造成了混乱和不便，且限制了技术的发展。
技术实现思路
一些实施例涉及一种无线功率发射器，包括：逆变器，用于在所述逆变器的输出上产生具有第一频率的第一信号或具有第二频率的第二信号；第一发射线圈，耦接于所述逆变器的输出，以及，用于在第一频率上以无线方式发射功率；第二发射线圈，耦接于所述逆变器的输出；以及用于在第二频率上以无线方式发射功率；以及至少一个匹配网络，耦接于所述第一发射线圈、所述第二发射线圈和所述逆变器的输出，所述至少一个匹配网络用于响应于所述第一信号而提供功率到第一发射线圈，以及响应于所述第一信号而抑制提供功率到第二发射线圈。一些实施例涉及一种无线功率传输(wirelesspowertransmission)方法，包括：由无线功率发射器为无线功率传输确定适合于将无线功率传送到位于所述无线功率发射器的无线功率传输范围内的第一接收器的第一频率；所述无线功率发射器通过逆变器利用具有所述第一频率的第一信号驱动第一发射线圈；由所述无线功率发射器为无线功率传输确定适合于将无线功率传送到位于所述无线功率发射器的无线功率传输范围内的第二接收器的第二频率；以及所述无线功率发射器通过所述逆变器利用具有所述第二频率的第二信号驱动第二发射线圈。一些实施例涉及一种无线功率发射器，可操作在多个操作模式中，该无线功率发射器包括：逆变器，用于当所述无线功率发射器处于第一操作模式时在所述逆变器的输出上产生具有第一频率的第一无线功率传输信号，或者，当所述无线功率发射器处于第二操作模式时在所述逆变器的输出上产生具有第二频率的第二无线功率传输信号，其中，所述第一无线功率传输频率不同于所述第二无线功率传输频率；以及控制器，耦接于所述逆变器，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变器。一些实施例涉及一种无线功率传输方法，包括：在第一操作模式中控制逆变器产生具有第一频率的第一无线功率传输信号；以及在第二操作模式中控制逆变器产生具有第二频率的第二无线功率传输信号。通过举例说明的方式提供前面的概述，并不旨在进行限制。附图说明在附图中，在各附图中示出的每个相同或几乎相同的元件采用相同的参考字符来表示。为了清楚的目的，不是每个元件都在每个附图中标记。附图不一定按比例绘制，相反，重点在于说明这里描述的技术和装置的各个方面。图1A根据一些实施例示出了一种多模无线功率发射器的框图；图1B根据一些实施例示出了一种在不同频率上的无线功率传输方法的流程图；图2A根据一些实施例示出了一种传输电路的电路图；图2B示出了一种传输电路的电路图，在该传输电路中，发射线圈可以由三端线圈组件来实现；图3A示出了当逆变器在相对较低的频率上切换时，用于图2A的匹配网络和发射线圈的等效电路图；图3B示出了当逆变器在相对较高的频率上切换时，用于图2A的匹配网络和发射线圈的等效电路图；图4根据一些实施例示出了一种具有全桥结构的传输电路的电路图；图5示出了一种具有共享的匹配网络的多模无线功率发射器的框图；图6示出了一种具有被发射线圈至少部分共享的匹配网络的传输电路；图7示出了如图6的传输电路，在高频发射线圈和低频发射线圈之间外加开关；图8示出了如图4的传输电路，外加与高频发射线圈并联的可切换电阻；图9示出了一种低频发射线圈被布置在高频发射线圈的边界内的结构；图10示出了一种低频发射线圈被布置在高频发射线圈的边界外的结构。具体实施方式专利技术人已经认识并理解到，能够在不同的频率上发射无线功率的多模发射器可以方便提供功率至被设计为操作在不同的频率上的不同类型的无线功率接收器。这样的多模发射器能够允许提供功率至更多种类的电子设备。例如，在一些实施例中，多模发射器可被配置为提供功率给磁感应(MI)接收器和磁共振(MR)接收器。在一些实施例中，多模发射器可以提供功率给根据多种不同的无线充电规范(如，无线充电联盟WPC颁布的Qi标准)以及被设计为用于在其它频率上的无线功率传输的其它规范(如，用于磁共振MR接收器的规范或其它的磁感应MI规范)所设计的设备。这样的多模发射器可以使消费者避免在不同的无线功率规范之间做选择的需要，以及能够减少或消除在不同的频率上接收无线功率的功率设备获得多个无线发射器的需要。为了在不同的频率上提供无线功率传输，可以将多个无线发射器集成到一个电子设备中。然而，由于元件(如逆变器和控制器)的重复(duplication)，这样的实现会导致成本和尺寸增加。本文描述的是能够在不同的频率上发射无线功率的多模发射器，该多模发射器具有被一个以上的发射线圈共享的逆变器。在一些实施例中，为了方便通过共享的逆变器传输至不同发射线圈，多模发射器包括(一个或多个)匹配网络，该(一个或多个)匹配网络根据传输频率(transmissionfrequency)指示功率流向适当的发射线圈。(一个或多个)匹配网络可以被设计为在每个传输频率上具有合适的阻抗，以允许功率流向适当的发射线圈，而阻碍该功率流向被设计为在不同的频率上发射的其它(一个或多个)发射线圈。图1A根据一些实施例示出了一种多模发射器的框图，该多模发射器具有共享的逆变器(inverter)、多个匹配网络(matchingnetwork)和多个发射线圈(transmitcoil)。多模发射器可以包括稳压源(regulatedvoltagesource)2(例如，电压调节器(voltageregulator))，稳压源2提供已调节的直流电压(regulatedDCvoltage)至逆变器4。稳压源2响应于控制器5的控制激励(co本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无线功率发射器，包括：逆变器，用于在所述逆变器的输出上产生具有第一频率的第一信号或具有第二频率的第二信号；第一发射线圈，耦接于所述逆变器的输出，以及，用于在所述第一频率上无线地发射功率；第二发射线圈，耦接于所述逆变器的输出，以及，用于在所述第二频率上无线地发射功率；以及至少一个匹配网络，耦接于所述第一发射线圈、所述第二发射线圈和所述逆变器的输出，所述至少一个匹配网络用于响应于所述第一信号而提供功率到所述第一发射线圈，以及，响应于所述第一信号而抑制提供功率到所述第二发射线圈。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.06.10 US 62/009,981;2015.05.21 US 14/718,3661.一种无线功率发射器，包括：逆变器，用于在所述逆变器的输出上产生具有第一频率的第一信号或具有第二频率的第二信号；第一发射线圈，耦接于所述逆变器的输出，以及，用于在所述第一频率上无线地发射功率；第二发射线圈，耦接于所述逆变器的输出，以及，用于在所述第二频率上无线地发射功率；以及至少一个匹配网络，耦接于所述第一发射线圈、所述第二发射线圈和所述逆变器的输出，所述至少一个匹配网络用于响应于所述第一信号而提供功率到所述第一发射线圈，以及，响应于所述第一信号而抑制提供功率到所述第二发射线圈。2.如权利要求1所述的无线功率发射器，其特征在于，所述第二频率高于所述第一频率。3.如权利要求2所述的无线功率发射器，其特征在于，所述第一频率低于300kHz，以及，所述第二频率高于1MHz。4.如权利要求3所述的无线功率发射器，其特征在于，所述第二频率介于6.765MHz和6.795MHz之间。5.如权利要求1所述的无线功率发射器，所述逆变器的输出和所述第一发射线圈之间具有第一阻抗，以及，所述逆变器的输出和所述第二发射线圈之间具有第二阻抗，其中，在所述第一频率上，所述第一阻抗比所述第二阻抗至少小五倍。6.如权利要求5所述的无线功率发射器，其特征在于，在所述第一频率上，所述第一阻抗比所述第二阻抗至少小二十五倍。7.如权利要求1所述的无线功率发射器，其特征在于，所述无线功率发射器用于响应于所述第二信号而提供功率到所述第二发射线圈，以及响应于所述第二信号而抑制提供功率至所述第一发射线圈。8.权利要求7所述的无线功率发射器，其特征在于，所述第一发射线圈具有电感，所述电感响应于所述第二信号而抑制提供功率到所述第一发射线圈。9.如权利要求1所述的无线功率发射器，其特征在于，所述至少一个匹配网络包括电容性组件，所述电容性组件响应于所述第一信号而抑制提供功率到所述第二发射线圈。10.如权利要求1所述的无线功率发射器，其特征在于，所述逆变器具有全桥配置或半桥配置。11.如权利要求1所述的无线功率发射器，还包括至少一个开关，用于抑制功率被传送到所述第一发射线圈或所述第二发射线圈。12.如权利要求1所述的无线功率发射器，还包括电阻，用于被切换到与所述第二发射线圈并联。13....

【专利技术属性】
技术研发人员：弗拉迪米尔·A·穆拉托夫，派翠克·史丹利·里尔，
申请(专利权)人：联发科技新加坡私人有限公司，弗拉迪米尔·A·穆拉托夫，派翠克·史丹利·里尔，
类型：发明
国别省市：新加坡,SG