一种无线受电设备及无线受电方法与流程

本技术涉及无线充电，尤其涉及一种无线受电设备及无线受电方法。

背景技术：

1、无线充电是指：在无线充电设备中设置充电感应线圈。在无线受电设备中设置受电感应线圈、电源管理器和多个被供电器件。具体的充电过程为：向无线充电设备的充电感应线圈输出充电交流电。充电交流电使得充电感应线圈产生变化的充电电磁波信号。充电电磁波信号穿过无线受电设备的受电感应线圈后，使得受电感应线圈上产生受电交流电。电源管理器将该受电交流电转换为受电直流电后，即可分别为多个被供电器件充电。

2、但在实际的应用中，无线充电设备和无线受电设备需要提前交互充电协议数据和受电协议数据，以确定进行无线充电的充电交流电和受电交流电的参数(例如功率、电压和电流等)大小。而后电源管理器通过该确定参数了的受电交流电产生受电直流电，同时基于受电直流电为多个被供电器件进行供电。当多个被供电器件中的一个或多个的用电需求增大时，对受电直流电的功率需求也会增大，这会使得受电直流电被拉动得更大。此时无线受电设备需要和无线充电设备重新确定受电交流电的参数。在重新确定受电交流电的参数的这段时间中，因对充电交流电的功率需求增加，可能导致无线充电不稳定，严重情况下，会造成断充，甚至器件损坏等风险。

技术实现思路

1、本技术实施例提供一种无线受电设备及无线受电方法，解决了无线充电过程出现不稳定的问题。

2、为达到上述目的，本技术的实施例采用如下技术方案：

3、第一方面，提供了一种无线受电设备，包括感应线圈、控制器、电源管理器、储能电路、多个被供电器件；感应线圈与电源管理器耦合；电源管理器的直流输出端还分别与多个被供电器件耦合；储能电路并联在直流输出端上；控制器与储能电路耦合；其中：电源管理器用于：从感应线圈处输入受电交流电，并通过直流输出端向多个被供电器件输出受电直流电；受电交流电通过无线充电设备生成；控制器用于：根据第一指示信号向储能电路输出第一放电控制信号；第一指示信号用于指示受电直流电的功率大于第一功率阈值；第一放电控制信号用于控制储能电路向直流输出端处放电。

4、在本技术实施例中，无线充电设备开始向无线受电设备充电，在第二感应线圈上产生受电交流电，并通过第二电源管理器生成受电直流电以向多个被供电器件供电。当多个被供电器件中的一个或多个的用电需求增加时，会将受电直流电的功率拉动地更大。此时，受电直流电的功率会增加，当受电直流电的功率大于第一功率阈值时，控制器根据第一指示信号控制储能电路向直流输出端释放电荷。通过储能电路释放的电荷提高直流输出端的受电直流电的功率，以提高供电的稳定性。在储能电路释放电荷的时间内，无线受电设备可以和无线充电设备重新确定受电交流电的参数，从而安全稳定地提高受电直流电的功率。

5、在一种可能的实施方式中，控制器还用于：根据第二指示信号向储能电路输出第二放电控制信号；第二指示信号用于指示受电直流电的功率小于第二功率阈值；第二放电控制信号用于关闭储能电路。在本技术实施例中，需要生成第二指示信号来控制储能电路关闭以保持储能电路中所存储的电荷。

6、在一种可能的实施方式中，控制器还用于：在输出第一放电控制信号的第一时间后，向储能电路输出第二放电控制信号；第二放电控制信号用于关闭储能电路。在本技术实施例中，可以在第一放电控制信号控制储能电路释放电荷后的第一时间内，直接输出第二控制信号来关闭储能电路。

7、在一种可能的实施方式中，储能电路包括第一开关和储能电容；储能电容通过第一开关与直流输出端并联；控制器与第一开关耦合；其中，控制器具体用于：根据第二指示信号向第一开关输出第二放电控制信号；第二放电控制信号具体用于控制第一开关关断以关闭储能电路。

8、在本技术实施例中，在储能电容释放电荷后，受电直流电会重新向储能电容中存储电荷。当储能电容电荷存储满之后，相当于断路，不会对受电直流电对多个被供电器件的供电过程造成影响。可选地，在受电直流电的功率小于第二功率阈值时，代表多个被供电器件的用电需求降低，此时可以控制第一开关关断，以保存储能电容中存储的电荷。可选地，也可以在释放电荷的第一时间后，通过第二放电控制信号来控制第一开关关断。此时，只需要根据具体的器件参数，确保第一时间大于无线充电设备和无线受电设备确定受电交流电的参数的时间，并确保第一时间满足储能电容存储足够的电荷即可。

9、在一种可能的实施方式中，储能电容通过第一开关与直流输出端并联；控制器与第一开关耦合；其中，控制器具体用于：根据第一指示信号向第一开关输出第一放电控制信号；第一放电控制信号具体用于控制第一开关导通以控制储能电路向直流输出端处放电。

10、在本技术实施例中，在受电直流电的功率初次大于第一功率阈值时，此时，储能电容中可能并未存储有电荷，在第一开关导通后，受电直流电会使得储能电容中存储满电荷。接着，在受电直流电的功率小于第二功率阈值后，第一开关关断，使得电荷被存储在储能电容中。在后续的工作中，当受电直流电的功率大于第一功率阈值时，第一开关导通以使得储能电容向直流输出端释放电荷。此时，无需将受电交流电和充电交流电拉大，即可增加受电直流电的功率。当重新确定受电交流电的参数后，无线充电设备提供更大功率的充电交流电，以使得无线受电设备的第二电源管理器输出更大的受电直流电。

11、在一种可能的实施方式中，感应线圈为阻抗可调的感应线圈；控制器还与感应线圈耦合；控制器还用于：根据第一指示信号向感应线圈输出第一阻抗控制信号；第一阻抗控制信号用于降低感应线圈的阻抗大小。在本技术实施例中，当受电直流电的功率大于第一功率阈值时，可以通过控制储能电路释放电荷，和/或，降低第二感应线圈的阻抗的方式，实现无需将无线充电设备的输出功率增加的情况下使得受电直流电的电流变大。

12、在一种可能的实施方式中，控制器还用于：根据第二指示信号向感应线圈输出第二阻抗控制信号；第二阻抗控制信号用于增加感应线圈的阻抗大小。在本技术实施例中，当重新确定了受电交流电的参数后，在储能电路重新存储了电荷后，即可关闭储能电路。或者，在受电直流电的功率低于第二功率阈值后，即可关闭储能电路。同理，在重新确定了受电交流电的参数后，即可调高第二感应线圈的阻抗。或者，在受电直流电的功率低于第二功率阈值后，即可调高第二感应线圈的阻抗。

13、在一种可能的实施方式中，感应线圈包括电感组件和电容组件；电感组件与电容组件串联形成感应线圈；控制器具体用于：调整电感组件的等效感值和/或电容组件的等效容值，以调整感应线圈的阻抗。在本技术实施例中，通过电容组件和电感组件构成感应线圈，以实现磁感应产生交流电的功能。而调整电容组件的等效容值和/或电感组件的等效感值，都可以实现对感应线圈阻抗的调整。示例性地，可以通过选通开关连接多个电感构成电感组件，通过控制器控制选通开关导通的电感的数量以实现对电感组件的等效感值的调整。同理，也可以在电容组件中设置多个电容，通过控制电容组件的导通的电容的数量，以调整电容组件的等效容值大小。

14、在一种可能的实施方式中，电源管理器用于：根据受电直流电向控制器输出第一指示信号或第二指示信号。在本技术实施例中，电源管理器作为将受电交流电转换为受电直流电的器件，其可以直接获取到受电交流电和/或受电直流电的功率。故电源管理器可以确定受电直流电的功率和第一功率阈值或第二功率阈值之间的功率大小关系，并向控制器输出对应的第一指示信号或者第二指示信号。

15、在一种可能的实施方式中，无线受电设备还包括功率检测器；功率检测器分别与直流输出端和控制器耦合；功率检测器用于：根据受电直流电向控制器输出第一指示信号或第二指示信号。在本技术实施例中，还可以设置额外的一个检测器件，来对受电直流电的功率进行检测。当受电直流电的功率大于第一功率阈值时，向控制器输出第一指示信号。当受电直流电的功率小于第一功率阈值时，向控制器输出第二指示信号。

16、在一种可能的实施方式中，电源管理器还用于：向感应线圈处输出第一协议交流电；第一协议交流电的电压变化用于指示无线受电设备的受电协议数据；或者，从感应线圈处输入第二协议交流电；第二协议交流电用于指示无线充电设备的充电协议数据。

17、在一种可能的实施方式中，无线受电设备还包括无线通信器；无线通信器与电源管理器耦合；电源管理器还用于：通过无线通信器向无线充电设备发送第一协议信号；第一协议信号上承载有无线受电设备的受电协议数据；或者，通过无线通信器从无线充电设备处接收第二协议信号；第二协议信号上承载有无线充电设备的充电协议数据。

18、在一种可能的实施方式中，多个被供电器件中包括数据处理器和/或蓄电池。

19、在本技术实施例中，无线受电设备中包括多个被供电器件，多个被供电器件可以为多个不同的数据处理器、多个不同的蓄电池。或者，也可以包括数据处理器和蓄电池。

20、示例性地，第二电源管理器可以为无线充电电源管理ic芯片。

21、示例性地，控制器可以为微控制器(micro controller unit，mcu)。

22、第二方面，本技术实施例还提供了一种无线受电方法，基于无线受电设备，无线受电设备包括感应线圈、电源管理器、储能电路、多个被供电器件；感应线圈与电源管理器耦合；电源管理器的直流输出端还分别与多个被供电器件耦合；储能电路并联在直流输出端上；电源管理器用于从感应线圈处输入受电交流电，并通过直流输出端向多个被供电器件输出受电直流电；受电交流电通过无线充电设备生成。该方法包括：根据第一指示信号向储能电路输出第一放电控制信号；第一指示信号用于指示受电直流电的功率大于第一功率阈值；第一放电控制信号用于控制储能电路向直流输出端处放电。

23、在一种可能的实施方式中，该方法还包括：根据第二指示信号向储能电路输出第二放电控制信号；第二指示信号用于指示受电直流电的功率小于第二功率阈值；第二放电控制信号用于关闭储能电路。

24、在一种可能的实施方式中，该方法还包括：在输出第一放电控制信号的第一时间后，向储能电路输出第二放电控制信号；第二放电控制信号用于关闭储能电路。

25、在一种可能的实施方式中，储能电路包括第一开关和储能电容。储能电容通过第一开关与直流输出端并联。上述根据第二指示信号向储能电路输出第二放电控制信号，包括：根据第二指示信号向第一开关输出第二放电控制信号；第二放电控制信号具体用于控制第一开关关断以关闭储能电路。

26、在一种可能的实施方式中，上述根据第一指示信号向储能电路输出第一放电控制信号，包括：根据第一指示信号向第一开关输出第一放电控制信号；第一放电控制信号具体用于控制第一开关导通以控制储能电路向直流输出端处放电。

27、在一种可能的实施方式中，感应线圈为阻抗可调的感应线圈。该方法还包括：根据第一指示信号向感应线圈输出第一阻抗控制信号；第一阻抗控制信号用于降低感应线圈的阻抗大小。

28、在一种可能的实施方式中，该方法还包括：根据第二指示信号向感应线圈输出第二阻抗控制信号；第二阻抗控制信号用于增加感应线圈的阻抗大小。

29、在一种可能的实施方式中，感应线圈包括电感组件和电容组件；电感组件与电容组件串联形成感应线圈。该方法具体包括：调整电感组件的等效感值和/或电容组件的等效容值，以调整感应线圈的阻抗。

30、在一种可能的实施方式中，该方法还包括：根据受电直流电的功率生成第一指示信号或第二指示信号。

31、在一种可能的实施方式中，该方法还包括：向感应线圈处输出第一协议交流电；第一协议交流电的电压变化用于指示无线受电设备的受电协议数据；或者，从感应线圈处输入第二协议交流电；第二协议交流电用于指示无线充电设备的充电协议数据。

32、在一种可能的实施方式中，该方法还包括：向无线充电设备发送第一协议信号；第一协议信号上承载有无线受电设备的受电协议数据；或者，从无线充电设备处接收第二协议信号；第二协议信号上承载有无线充电设备的充电协议数据。

33、第三方面，本技术实施例还提供了一种无线充电架构，该无线充电架构包括无线充电设备和如第一方面所记载的无线受电设备；无线受电设备用于发射充电电磁波信号；无线受电设备用于根据充电电磁波信号生成受电交流电；受电交流电用于为无线受电设备充电。

34、第四方面，本技术实施例还提供了一种芯片系统，该芯片系统包括至少一个控制器和至少一个接口电路。至少一个控制器和至少一个接口电路可通过线路互联。控制器用于支持芯片系统实现上述方法实施例中的各个功能或者步骤，至少一个接口电路可用于从其它装置(例如电源管理器)接收信号，或者，向其它装置(例如通信接口、感应线圈)发送信号。该芯片系统可以包括芯片，还可以包括其他分立器件。

35、第五方面，本技术实施例还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质包括指令，当指令在上述第一方面记载的无线受电设备或上述第四方面记载的芯片系统上运行时，使得无线受电设备或芯片系统执行如上述第二方面所记载的无线受电方法。

36、关于第二方面、第三方面、第四方面和第五方面的技术原理和技术效果，可以参考第一方面的相关描述，在此不再赘述。