[发明专利]可变电容器串联调谐配置

说明书

讨论了用于调谐谐振网络的技术。一种用于利用谐振网络控制输出参数的示例装置包括差分串联电路，该差分串联电路具有在差分串联电路的第一分支上的第一可变电抗元件以及在差分串联电路的第二分支上的第二可变电抗元件，使得谐振网络被耦合到输出电路。该装置包括：公共控制元件，可操作地被耦合到第一可变电抗元件和第二可变电抗元件；以及控制电路，可操作地被耦合到输出电路以及公共控制元件，并且被配置为基于输出电路中的输出参数的值来改变谐振网络的阻抗。

技术领域

本申请总体涉及可充电设备的无线充电，并且更具体地涉及使用处于串联调谐配置的可变电容器以调节系统输出。

背景技术

各种电气和电子设备经由可充电电池供电。这些设备包括电动车辆、移动电话、便携式音乐播放器、膝上型计算机、平板计算机、计算机外围设备、通信设备(例如，蓝牙设备)、数码相机、助听器等等。在历史上，可充电设备一直通过电缆或物理地连接到电源的其它类似的连接器经由有线连接来充电。最近，正在使用用来在自由空间传输功率的无线充电系统为可充电电子设备充电或向电子设备提供功率。如此，有效地控制并且安全地传输功率到电子设备的无线功率传输系统和方法是期望的。

发明内容

根据本公开的用于利用谐振网络控制输出参数的装置的示例包括：谐振网络，该谐振网络包括差分串联电路，该差分串联电路具有在差分串联电路的第一分支上的第一可变电抗元件以及在差分串联电路的第二分支上的第二可变电抗元件，其中谐振网络被耦合到输出电路；公共控制元件，可操作地被耦合到第一可变电抗元件以及第二可变电抗元件；以及控制电路，可操作地被耦合到输出电路以及公共控制元件，并且被配置为基于输出电路中的输出参数的值来改变谐振网络的阻抗。

装置的实现可以包括以下特征中的一个或多个特征。第一可变电抗元件和第二可变电抗元件可以是模拟控制的可变电容器。第一可变电抗元件和第二可变电抗元件可以是钛酸锶钡(BST)器件。第一可变电抗元件和第二可变电抗元件可以是变容二极管。控制电路可以被配置为向公共控制元件提供正电压。输出参数可以是输出电路中的电压。输出参数可以是输出电路中的阻抗值。谐振网络可以包括在第一分支和第二分支之间处于分流配置的第三可变电抗元件和第四可变电抗元件，并且公共控制元件可以可操作地被耦合到第三可变电抗元件和第四可变电抗元件。谐振网络可以包括功率接收元件。输出电路可以包括整流器电路和被配置为对电池充电的充电控制器。差分串联电路的第一分支和第二分支均可以包括高阻抗电阻器。差分串联电路的第一分支和第二分支是等同的(例如，具有等值的部件)。

根据本公开的利用谐振网络控制输出参数的方法的示例包括：检测输出参数，使得输出参数与谐振网络相关联，并且谐振网络包括具有多于一个的模拟控制的可变电容器的差分串联电路；基于输出参数确定控制信号；向公共控制元件提供控制信号，使得公共控制元件可操作地被耦合到模拟控制的可变电容器。

这种方法的实现可以包括以下特征中的一个或多个特征。输出参数可以是电压。输出参数可以是来自负载的反射功率的度量。控制信号可以是正电压。模拟控制的可变电容器可以处于差分串联配置和分流配置。

根据本公开的无线功率接收单元中的谐振电路的示例包括：具有第一电感器的功率接收元件；第一高阻抗部件，被串联耦合到第二高阻抗部件，使得第一和第二高阻抗部件相对于功率接收元件处于分流配置；公共控制元件，具有耦合到第一和第二高阻抗部件之间的点的第一端子以及可操作地被耦合到接地的第二端子；第一电容器，具有可操作地被耦合到第一高阻抗部件和功率接收元件的第一端子，以及可操作地被耦合到输出的第二端子；第二电容器，具有可操作地被耦合到第二高阻抗部件和功率接收元件的第一端子，以及可操作地被耦合到输出的第二端子；第一可变电抗元件，包括经由第三高阻抗部件可操作地被耦合到接地的控制端子；以及第二可变电抗元件，以并联配置可操作地被耦合到第二电容器，第二可变电抗元件包括经由第四高阻抗部件可操作地被耦合到接地的控制端子。