TW201411980A

TW201411980A - 雙向無線電力傳輸之系統與方法

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Publication number: TW201411980A
Application number: TW102108965A
Authority: TW
Inventors: 丹布林克喬瑟夫Ｃ馮; 約書亞Ｂ泰勒; 馬修Ｊ諾寇; 柯林Ｊ摩爾; 班傑明Ｃ摩伊斯; 尼爾Ｗ庫文霍恩; 大衛Ｗ巴曼
Original assignee: 通路實業集團國際公司
Priority date: 2012-09-07
Filing date: 2013-03-14
Publication date: 2014-03-16
Also published as: CN103683523B; JP6285441B2; KR102026605B1; CN103683523A; US20170294807A1; KR20150048879A; US10199877B2; JP2018093725A; US20150244176A1; US9748774B2; TWI580146B; JP2015537495A; WO2014039088A1

Abstract

本發明關於一種無線電力供應系統，其包含能夠無線地發射及接收電力的遠方裝置。在一實施例中，該遠方裝置可包含自我驅動(self-driven)的同步整流器。該無線電力供應系統也可包含一無線電力供應器，其係加以配置來輸入一關閉(OFF)狀態，其中沒有電力或實質地沒有電力被汲取；及回應來自遠方裝置之電力，而從OFF狀態下甦醒。

Description

雙向無線電力傳輸之系統與方法

本發明係關於無線電力傳輸，及更具體地係關於來回於一遠方裝置的雙向電力傳輸。

遠方裝置在公共使用中係已逐漸地增加。遠方裝置，例如：行動電話、數位音樂播放器、平板電腦、個人數位助理、感測器及其他相似的電子裝置，幾乎已經普遍出現在於世界的許多角落裡。

隨著這些類型遠方裝置出現增加，它們的設計及特徵在一個產品周期邁向下一個周期時，也有了改變及進步。具體地說，用來充電或供電至該遠方裝置的電力界面，在許多方面已有長足進步。數種早期的遠方裝置係被設計來透過電線及連接器界面，接收一電力供應器(例如AC轉接器)的電力。然而，這些習用的連接器界面遭遇許多的缺點。在某些場合下，該連接器界面係一種專屬界面，其能夠成為與其他遠方裝置交互操作的障礙。連接器界面也遺留許多暴露出來的電接觸，以致於某些環境因子，如暴露於水中，能夠傷害該遠方裝置。又，這些界面通常易於產生機械傷害。

為了解決這些問題，無線電力界面已經更加廣泛地加以利用，而移除電線及連接器界面。無線電力界面可能取得在初級線圈(亦稱發射器、初級線圈、或初級電感器)及次級線圈(亦稱接收器、次級線圈或次級電感器)之間耦合的優點，以便將電力從電力供應器傳輸到一遠方裝置，而無需電接觸、或電線及連接器界面。例如，至遠方裝置的無線電力傳輸，可藉由激發一初級線圈來取得，以致於其感應地耦合至該遠方裝置的次級線圈。

隨著能夠接收無線電力的遠方裝置之增長，某些人士已經承認的是，遠方裝置可能在接收電力之外還能夠傳輸無線電力。說實在的，在習用的無線電力供應器及可能進行這類雙向電力傳輸的遠方裝置之間，可能有些相似性。例如，此二者均包含多種配置的線圈，其皆可作為次級線圈及初級線圈。然而有一些差異：習用的無線電力供應器包含驅動電路來激發該初級線圈，而習用的遠方裝置包含被動式整流電路來調節該次級線圈所接收的電力。

為了增加能夠接收無線電力的遠方裝置，無線電力供應器，例如充電基地，已經更加地普遍了。相異於使用壁面電力的電線及連接器界面，習用的無線電力供應器通常維持空轉，同時等待一遠方裝置來供電。在空轉時，該電力供應器可能從其電源汲取穩定的電力。這種穩定汲取雖然小，但在長時間過後、或在多重電力供應器空轉時，積聚成巨大能源浪費。已有解決的方法來降低這種浪費，但似乎沒有任一者能夠實質地或完全地去除這種浪費。例如，某些系統已經被開發來包含監管器，將電力供應器關機一段時間，但在這些系統中，某些電路維持開啟及仍在汲取電力，包含(例如)，該監管器及轉換器電路。

本發明提供一種無線電力供應系統，其包含一遠方裝置，其能夠無線地發射及接收電力。在一實施例中，該遠方裝置可包含一自我驅動的同步整流器。

在一實施例中，該無線電力供應系統可包含一無線電力供應器，其被配置而進入一關閉狀態(OFF state)，其中沒有電力或實質沒有電力被汲取；及從該關閉狀態甦醒，以便回應從一遠方裝置所接收的電力。本實施例中，該無線電力供應系統的遠方裝置，可以或可以不包含自我驅動的同步整流器。

在一實施例中，可能能夠以一接收模式來接收無線電力，及以一發射模式來傳輸無線電力。該遠方裝置可包含一電力收發器，其係加以配置：產生電力，以便回應一無線電力供應器所產生的場；傳輸無線電力，以便回應受到驅動。該遠方裝置也可包含無線電力收發器電路，其耦合至該收發器，及係加以配置而處於該接收模式及該發射模式之間。在該發射模式中，該無線電力收發器電路可以能夠驅動該收發器而傳輸無線電力，及在該接收模式中，該無線電力收發器可以能夠整流該收發器所接收的電力。在一實施例中，該無線電力收發器電路包含自我驅動的同步整流電路，其(例如)可能允許該遠方裝置在沒有控制器之下、或沒有受到一者控制之下，進行操作。

在一實施例中，該遠方裝置可包含一控制器來監測該無線電力收發器電路，及控制該無線電力收發器電路。例如，該控制器可針對該無線電力接收器電路進行配置，以便在一或更多模式之下進行整流，其包含以下至少一者：全同步模式、半同步模式、不連續模式、及二極體整流模式。該遠方裝置也可包含一感測器，其適合感測收發器內電力特徵。這種所感測到的特徵可由控制器來利用，以便決定是否將該遠方裝置配置成發射模式或接收模式。例如，所感測到的感測器輸出可為另一傳輸電力裝置之指示，及基於該項資訊，該控制器可決定將該遠方裝置配置成為接收模式。如另一例子，所感測的輸出可為接近該遠方裝置之另一裝置出現的指示。

在一實施例中，該遠方裝置可包含一通訊系統，其能夠與另一裝置進行通訊，如無線電力供應器或另一遠方裝置。該通訊系統可致能該遠方裝置，而與其裝置進行資訊交換。這種電力資訊係可用來決定是否輸入發射模式或接收模式。

在一實施例中，該遠方裝置可包含多數個收發器。一或更多這類收發器可以選擇性地活化，此取決於多種因子，其包含操作模式及收發器的電感。例如，在一發射模式中，一收發器可以被活化，但在接收模式中，相同的收發器可去活化，同時另一收發器被活化。在一實施例中，一或更多的收發器可依照一共振器來操作，其耦合至該遠方裝置內的另一收發器，而致能無線電力的發射或接收。

在一實施例中，該遠方裝置可包含雙象限電力供應器，其能夠在發射模式下以增壓模式來操作，及在接收模式下以降壓模式來操作。例如，在該發射模式中，該雙象限電力供應器可以增加該遠方裝置電池的電壓，使其水準足夠用於有效電力發射。及在接收模式中，該雙象限電力供應器可降低該無線電力收發器電路之已整流的電壓輸出，至一適合用於充電該遠方裝置電池之水準，或供電該遠方裝置負載之水準。

在一觀點中，本發明可包含一無線電力供應器，用於傳輸電力到至少一個遠方裝置。該無線電力供應器可包含一初級線圈，用於傳輸電力到至少一個遠方裝置及轉換器電路(其已被配置以便接收來自一電源之電力、及提供電力至該初級線圈)。該無線電力供應器也可包含節能電路，其能夠選擇性地致能該電源之電力傳輸，以便回應接收無線電力的該初級線圈。例如，該無線電力供應器可維持在失能或OFF狀態，同時等待一個指示：一遠方裝置很可能接收無線電力。藉由發射電力至該無線電力供應器，該遠方裝置可提供這類的指示，接下去，可以開始傳輸無線電力回到該遠方裝置。

在一實施例中，該無線電力供應器也可以能夠選擇性地致能電力發射，以便回應在初級線圈接收無線電力以外的事件。例如，使用者可以按下一按鈕，活化該無線電力供應器或外部控制器，例如，一車輛點火系統；可以開啟該無線電力供應器。

在一觀點中，本發明提供一簡單而有效的系統，用於降低或除去一無線電力供應器所汲取的電力，而同時維持空轉。例如，如果無線電力供應器係處在一個環境，花費大量時間來待命，例如在辦公室區域或家裡時，則在待命時間內所汲取的電力可以被降低或免除。在另一觀點中，本發明可提供一有效的系統，用於一遠方裝置，以便交替地傳輸或接收電力。例如，在某些情況下，該遠方裝置可接收電力，而無需控制器，或沒有充足電力來開始操作一控制器。

這些及其他本發明目的、優點及特徵，在參照現有實施例及圖式之描述之下，將會更加完全地被瞭解及承認。

在本發明實施例詳細解說之前，要瞭解的是，本發明並不局限於以下描述所述或圖式所圖解之詳細操作、或詳細結構及元件排列。本發明可由許多其他實施例加以實施及執行，或以未在本文中明確揭示之可替換方式加以施行。又，應該瞭解的是，在本文中所使用之片語及專業用語，係為了描述之目的而提供，而不應被視為一種限制。"包含"及"包括"及其變型之使用，表示涵蓋該詞之後所列出的品項及其等價者，以及額外的品項及其等價者。又，數字編號可用來描述許多實施例的描述。除非另有明確聲明，數字編號之使用不應被解釋本發明被限制於任何具體元件排列順序或數目。使用數字編號也不得解釋為：任何可能被結合至編號步驟或元件之額外的步驟及元件，係被排除於本發明範圍。

10‧‧‧Wireless power supply system 無線電力供應系統

12‧‧‧Power supply 電力供應器

14‧‧‧Remote device 遠方裝置

14'‧‧‧Remote device 遠方裝置

21‧‧‧Transceiver 收發器

21'‧‧‧Transceiver 收發器

22‧‧‧Secondary 次級線圈

24‧‧‧Resonant capacitor 共振電容

30‧‧‧Wireless power transceiver circuitry 無線電力收發器電路

31~34‧‧‧switch 開關

35‧‧‧Self-driven circuitry 自我驅動電路

36‧‧‧Capacitor 電容

37‧‧‧switch 開關

38‧‧‧Battery 電池

39‧‧‧controller 控制器

42‧‧‧Primary 初級線圈

42‧‧‧Resonant capacitor 共振電容

42‧‧‧primary 初級線圈

44‧‧‧Resonant capacitor 共振電容

46‧‧‧Coupler 耦合器

47‧‧‧Coupler 耦合器

50‧‧‧Mains 主電源

52‧‧‧Converter 轉換器

54‧‧‧Control system 控制系統

56‧‧‧Driver 反相器

56‧‧‧controller 控制器

61~64‧‧‧Capacitor 電容

65~68‧‧‧Bias resistor 偏壓電阻

71~74‧‧‧gate 閘極

110‧‧‧Wireless power supply system 無線電力供應系統

114‧‧‧Remote device 遠方裝置

114'‧‧‧Remote device 遠方裝置

121‧‧‧Transceiver 收發器

121'‧‧‧Transceiver 收發器

122‧‧‧Second secondary 第二次級線圈

124‧‧‧Second resonant capacitor 第二共振電容

130‧‧‧Wireless power transceiver circuitry 無線電力收發器電路

137‧‧‧DC/DC converter DC/DC轉換器

212‧‧‧Wireless power supply 無線電力供應器

251‧‧‧Logic circuitry 邏輯電路

251‧‧‧OR gate 或閘

253‧‧‧Diode 二極體

255‧‧‧Resistor 電阻

257‧‧‧Switch 開關

310‧‧‧Wireless power supply system 無線電力供應系統

312‧‧‧Wireless power supply 無線電力供應器

314‧‧‧Remote device 遠方裝置

322‧‧‧NFC transceiver coil NFC收發器線圈

324‧‧‧NFC transceiver NFC收發器

342‧‧‧NFC tag coil NFC標誌線圈

344‧‧‧NFC tag NFC標誌

410‧‧‧Wireless power supply system 無線電力供應系統

412‧‧‧Wireless power supply 無線電力供應器

450‧‧‧Power source 電源

451‧‧‧Controller converter 控制器轉換器

453‧‧‧Sensor 感測器

456‧‧‧Driver/rectifier circuitry 驅動器/整流器電路

614‧‧‧Remote device 遠方裝置

637‧‧‧Two-quadrant converter circuitry 雙象限轉換器電路

681‧‧‧Switch 開關

682‧‧‧switch 開關

683‧‧‧Converter inductor 轉換器電感器

686‧‧‧Separate controller 分離式控制器

824‧‧‧Resonant capacitor 共振電容

825‧‧‧Resonant capacitor 共振電容

830‧‧‧Wireless power transceiver circuitry 無線電力收發器電路

831~834‧‧‧Diode 二極體

850‧‧‧Diode rectifier 二極體整流器

852‧‧‧Inverter 反相器

921‧‧‧RC voltage divider RC分壓器

923‧‧‧RC voltage divider RC分壓器

925‧‧‧Instrumentation amplifier 儀表放大器

930‧‧‧Wireless power transceiver circuitry 無線電力收發器電路

1000‧‧‧Process 方法

1010‧‧‧step 步驟

1012‧‧‧step 步驟

1014‧‧‧step 步驟

1016‧‧‧step 步驟

1018‧‧‧step 步驟

1020‧‧‧step 步驟

1024‧‧‧step 步驟

1100‧‧‧Process 方法

1110‧‧‧step 步驟

1112‧‧‧step 步驟

1114‧‧‧step 步驟

1116‧‧‧step 步驟

1118‧‧‧step 步驟

1122‧‧‧step 步驟

第一圖係依照本發明一實施例之無線電力供應器及遠方裝置的代表性示意圖。

第二圖係依照本發明一實施例之遠方裝置的無線電力收發器電路的代表性示意圖。

第三圖係依照本發明一實施例之無線電力供應器及遠方裝置的代表性示意圖。

第四圖係依照本發明一實施例之無線電力供應器及遠方裝置的代表性示意圖，其中顯示從該遠方裝置至該無線電力供應器的電力流動。

第五圖係依照本發明一實施例之無線電力供應器及遠方裝置的代表性示意圖，其中顯示從該無線電力供應器至該遠方裝置的電力流動。

第六圖係依照本發明一實施例之無線電力供應器及遠方裝置的代表性示意圖，其中顯示從該無線電力供應器至該遠方裝置的電力流動。

第七圖係依照本發明一實施例之遠方裝置的代表性示意圖，其傳輸電力至另一遠方裝置。

第八圖係依照本發明一實施例之遠方裝置及另一遠方裝置的代表性示意圖。

第九圖係依照本發明第二實施例之無線電力供應器及遠方裝置的代表性示意圖。

第十圖係依照本發明第二實施例之遠方裝置及另一遠方裝置的代表性示意圖。

第十一圖係依照本發明第二實施例之遠方裝置及另一遠方裝置的代表性示意圖。

第十二圖係依照本發明第二實施例之遠方裝置及另一遠方裝置的代表性示意圖，其中顯示彼此的電力傳輸。

第十三圖係依照本發明第二實施例之遠方裝置及另一遠方裝置的代表性示意圖，其中顯示彼此的電力傳輸。

第十四圖係依照本發明第三實施例之無線電力供應器及遠方裝置的代表性示意圖。

第十五圖係依照本發明第三實施例之遠方裝置及無線電力供應器的代表性示意圖。

第十六圖係依照本發明第四實施例之遠方裝置及無線電力供應器的代表性示意圖。

第十七圖係依照本發明第五實施例之遠方裝置及無線電力供應器的代表性示意圖。

第十八圖係依照本發明第五實施例之遠方裝置及無線電力供應器的代表性示意圖。

第十九圖係依照本發明第五實施例之遠方裝置及無線電力供應器的代表性示意圖，其中顯示從該遠方裝置至該無線電力供應器的電力傳輸。

第二十圖係依照本發明第五實施例之遠方裝置及無線電力供應器的代表性示意圖，其中顯示從該無線電力供應器至該遠方裝置的電力傳輸。

第二十一圖係依照本發明第六實施例之遠方裝置的代表性示意圖。

第二十二圖係依照本發明第六實施例之處於降壓模式之遠方裝置的代表性示意圖。

第二十三圖係依照本發明第六實施例之處於降壓模式之遠方裝置的代表性示意圖。

第二十四圖係依照本發明第六實施例之處於增壓模式之遠方裝置的代表性示意圖。

第二十五圖係依照本發明第六實施例之處於增壓模式之遠方裝置的代表性示意圖。

第二十六圖係依照本發明第六實施例之處於增壓模式之遠方裝置的代表性示意圖。

第二十七圖係依照本發明第六實施例之遠方裝置的代表性示意圖。

第二十八圖係依照本發明第六實施例之遠方裝置的代表性示意圖。

第二十九圖係依照本發明第六實施例之遠方裝置的無線電力收發器電路的代表性示意圖。

第三十圖係顯示依照本發明一實施例之方法的一般步驟之流程圖。

第三十一圖係顯示依照本發明一實施例之方法的一般步驟之流程圖。

第三十二圖係依照本發明一實施例之遠方裝置的無線電力收發器電路的代表性示意圖。

A. 概論

本發明係針對於一無線電力供應系統，其包含能夠無線地發射及接收電力的遠方裝置。該無線電力供應系統也可包含一無線電力供應器，其係加以配置來輸入一OFF狀態，其中沒有電力或有少數電力被汲取；及被配置而從該OFF狀態甦醒，以便回應對於感應電力供應器附近之遠方裝置的電力接收。基於揭示的目的，該無線電力供應系統大部份係相關於一遠方裝置來進行描述，但應該瞭解的是，在該無線電力供應系統內可以使用多數個遠方裝置。又，雖然相關於一個具有上位負載的遠方裝置來進行描述，但是本發明非常適合利用於行動電話、數位音樂播放器、平板電腦、個人數位助理、低電力電子感測器及其他相似的電子裝置。

該遠方裝置可包含無線電力收發器電路，其可配置於兩個模式之間：接收模式及發射模式。依照該模式之一者的操作，係取決於該遠方裝置是否正在接收或正在傳輸無線電力。如果該遠方裝置正在接收無線電力，該無線電力收發器電路可以整流該收發器內所接收的電力，成為可供該遠方裝置內的(或與之連接的)其他電路使用的電力。另一方面，如果該遠方裝置正在發射無線電力，該無線電力收發器電路可驅動或激發該收發器來感應式耦合至另一裝置，例如，感應式電力供應器及另一遠方裝置。在一實施例中，該無線電力收發器電路可被配置，以自我驅動同步方式來整流電力，以致於該遠方裝置可在不添加控制器之下進行電力整流。

在一實施例中，該無線電力供應器可輸入一開啟 (ON)狀態，以便回應對於一輸入的接收，例如接收來自一遠方裝置的無線電力。在這種結構之下，該無線電力供應器可藉由維持在一OFF狀態而節省電力，降低電力消耗，一直到一遠方裝置或一使用者提供一指示來傳輸無線電力。

B. 系統

依照本發明一實施例的無線電力供應系統，係示於第一~八圖，其代號為10。無線電力供應系統10包含一遠方裝置14，其被配置來接收及傳輸無線電力。無線電力供應系統10也可包含一電力供應器12，一或更多個額外的遠方裝置14、14'，或此二者，其任一者都可加以配置來接收及發射無線電力、只接收無線電力、或只傳輸無線電力。例如，該遠方裝置14可結合一習用的無線電力供應器、習用的遠方裝置、或此二者，來進行操作。

遠方裝置14可包含一般習用的電子裝置，例如手機、媒體播放器、手提收音機、照相機、閃光燈或基本上任何其他可攜式電子裝置。遠方裝置14可包含一電能儲存裝置，例如電池、電容或超級電容，或其可在沒有電能儲存裝置之下進行操作。附屬於該遠方裝置14主要操作的元件(及不附屬於無線電力傳輸)，是一般習用者，因而不詳細描述。取而代之的是，附屬於遠方裝置14主要操作的元件，通常係指主要負載或電池38。例如，在手機相關內容中，並未努力來描述附屬於手機本身之電子零件。雖然係以電池38的相關內容來進行描述，但是應該瞭解的是，該遠方裝置可以不包含電池38，及該電池38可為一負載。

遠方裝置14包含一收發器21，其具有一次級線圈 22及一共振電容24，被排列而形成一串接共振槽路，能夠進行接收及發射無線電力。本發明並未局限於與串接共振槽路一同使用，可取代的是，與其他類型的槽路一同使用，甚至是非共振槽路，例如不具有匹配電容的單簡電感器。將在下文詳細描述的實施例，也可包含共振器電路，其能夠結合該收發器21一同使用，以接收及傳輸無線電力。

依照目前實施例的遠方裝置14包含無線電力收發器電路30，其可配置於兩種模式之間。在一接收模式中，該無線電力收發器電路30可被配置成為一整流器，基於次級線圈22所接收的無線電力來產生一整流輸出。而一發射模式中，無線電力收發器電路30可被配置成為一反相器，能夠被驅動而從收發器21來傳輸無線電力。

該遠方裝置14也可包含一開關37及一電容36。因為起初由該遠方裝置14所接收的電力可能不足以充電該電池或供電到該負載，所以開關37及電容36係可操作而緩衝低電力條件，或控制電池38的充電。例如，一旦來自該無線電力收發器電路30的電壓輸出到達一適當水準時，開關37可被關閉，致能該電池38的充電，或供電到該負載。在某些情況下，開關也可被開啟，以便從電池38來解除該無線電力收發器電路30的連接，使能源不必要地從該電池38被汲取。

雖然第一~八圖所示的實施例係以具體整流器拓樸的相關內容來描述，但是該無線電力收發器電路30可包含能夠進行任何類型整流的電路，例如，將收發器21內的交流電，轉換成為可供遠方裝置14使用的直流電。這類的電路可包含二極體、開關、或其任何組合，以便提供一或更多種整流模式，其包含(例如)，二極體整流、半同步整流、不連續模式整流、及完全同步整流。例如，如果無線電力收發器電路30包含一簡單全橋式二極體整流器，則可以使用二極體整流，(雖然可能無法對於該無線電力收發器電路30再進行配置而用於其他模式的整流)。又，如果該無線電力收發器電路30包含二極體及開關，則可能使用半同步整流及完全同步整流之至少一者。如果無線電力收發器電路30包含開關而不具有整流用的二極體，則不連續模式整流、完全同步整流、或此兩者均可加以使用。

第一~七圖所示之無線電力收發器電路30，包含多數個開關31~34，其能夠被切換而整流被收發器21所接收的無線電力。開關的控制可依自我驅動方式，由自我驅動電路35、或控制器39、或此二者來執行。

在所示的實施例中，每一個開關31~34係一個具有本體二極體的MOSFET(金氧場效電晶體)，但是任何類型的開關均可使用，包含(例如)二極體、不具有本體二極體的MOSFET、雙極性接面電晶體(BJT)、及絕緣閘極雙極性電晶體(IGBT)，其每一者都包含被連接到收發器21之側邊上的高側邊開關31、33及低側邊開關32、34。這種配置可以允許開關31~34以一或更多模式、作為一同步或主動整流器來操作。例如，在完全同步模式中，開關31~34的閘極71~74可以分別地控制，以致於開關31~34，藉由確保每一開關31~34在適當時間下係開啟或關閉而允許電流以合適方向來流動，而依照相似於全波橋式二極體整流器的方式來操作。使用相同或可替換的整流器電路拓樸，也可以取得其他的模式，如不連續模式、半同步模式、或二極體整流模式，這將於下文進一步地詳細描述。

現在具體地轉換到第一及第二圖所示的實施例，該無線電力收發器電路30可包含自我驅動電路35，其被配置而在接收模式下用於自我驅動同步整流，以致於無線電力收發器電路30可產生一整流的輸出，無需受到控制器39的控制。例如，控制器39可能沒有合併到該遠方裝置14。應該瞭解的是，雖然能夠在沒有控制器39之下進行操作，但是該遠方裝置14可包含一控制器39，其在可替換的實施例中，適合控制及監測(其中至少一者)該無線電力收發器電路30，及應該瞭解，控制器39可以在具有或不具有該自我驅動電路35之下來使用。例如，第三圖所示的實施例顯示一個具有無線電力收發器電路30的實施例，其受到控制器39的控制，產生一整流輸出，無需自我驅動電路35。控制器39也可合併一通訊系統，使能夠與其他裝置進行單向或雙向通訊。可以經由一與該收發器21分離的通道、或與收發器21的感應耦合，來進行通訊。這種通訊系統可以整合到控制器39，或者實行在一個與控制器39互相分離的電路中。

該無線電力收發器電路30的自我驅動電路35，可幫助取得自我驅動同步整流。例如，自我驅動電路35可包含類比電路，其被配置來控制開關31~34之閘極71~74的計時，以便取得同步整流而無需控制器。這樣的一個例子係更加詳細地顯示於第二圖所示實施例中。如所示者，收發器21及開關31~34係被排列成類似於第一圖的拓樸。所示的實施例也包含自我驅動電路，(為了清晰起見整個電路係分散開來顯示)，其具有電容61~64、及偏壓電阻65~68。電容61~64可耦合該開關31~34的閘極71~74至該無線電力收發器電路30相對側上的分路(branch)或接腳，以便在開關31~34上產生合適的閘極充電，將它們調協成ON或OFF。該壓偏電阻65~68可以被耦合至高或低整流電壓，及可被使用來幫助將開關31~34足夠快速地關閉，以避免開關31~34停留在ON狀態下過久，整流電壓可能性的短路。

雖然第二圖所示實施例的自我驅動電路，可被配置來避免該整流電壓的短路，但是仍然會有一些情況，例如輕負載或非常高度的耦合，其中該開關31~34可能太慢關閉或太快開啟。在遠方裝置14包含一控制器的可替換的實施例中，例如第三圖所示的控制器39，該控制器可被耦合至無線電力收發器30來控制閘極71~74，及可能被配置而進一步避免整流電壓的短路。控制器39具體地可以監測及控制整流模式中的無線電力收發器30。例如，藉由控制閘極充電(直接進行或經由驅動器或參考電壓)，該控制器39可去能該上方開關 31、33，或下方開關32、34。藉由去能該上方開關31、33或該下方開關32、34，控制器39可以能夠強迫該無線電力收發器電路30進入半同步整流模式。如果四個開關31~34被去能，全波二極體橋式整流模式，可以透過附屬於每一開關31~34的本體二極體、或透過外部二極體來取得。在另一可替換的實施例中，齊納二極體(未示)可以被包含，避免開關31~34之閘極71~74來損壞該開關31~34。

在第三~七圖所示的實施例中，遠方裝置14包含一控制器39，其適合控制不具有自我驅動電路之接收模式開關31~34的同步整流。如本文所述，控制器39可補充或取代第一~二圖所示實施例之無線收發器電路30的自我驅動電路35。控制器39可包括一微控制器或類比電路、或其組合，其被配置來控制處於一或更多模式中的整流，例如全同步、半同步、半連續、及二極體整流模式。全同步模式操作係在上文以相關於第一~二圖的內容進行描述。

現在將以第一~七圖所示實施例、及許多可替換無線電力收發器電路實施例的相關內容來進一步詳細地描述不連續、半同步、及二極體整流模式。

在不連續模式中，如同第一~二圖所示實施例相關內容所述之全同步模式，可以使用四個開關31~34，但是，(例如)，全部的開關31~34都可以在電流周期的一部份期間加以關閉。這個開關計時可以在次級線圈22內造成再循環電流突然變成零，換句話說，電流可能再也無法以連續方式在次級線圈22內流動。藉由實施不連續模式整流，來自無線電力收發器電路30的整流電壓輸出，可被降低而不必傳訊至該無線電力供應器12。以這種方式，遠方裝置14本身可控制其接收多少電力。應該瞭解的是，在可替換的實施例中，遠方裝置14仍可傳訊資訊至該無線電力供應器，包含(例如)相關於電力需求的資訊、電力要求、或電力用途。

在半同步模式中，無線電力收發器電路30可包含兩個高側邊開關31、33，或兩個低側邊開關32、34，其分別連接到該收發器21的正或負端，以便降低跨過該整流器元件的電壓降。二極體可以充當相對整流器元件(如，取代高側邊開關31、34或低側邊開關32、34)。如第一及二圖所示實施例相關內容所述，可以在橋的每一分路的上方或下方部份內使用二極體整流，取得半同步模式。

在二極體整流模式中，無線電力收發器電路30可以包含全波橋式二極體整流拓樸(full-wave bridge diode rectification topology)，(例如具有兩個電路分路之橋式電路配置內的四個或更多二極體之裝置)，允許以一方向流入一分路的電流，經由一下方的二極體，將電流從整流器的負(或零參考)端點拉出，及將電流推過一上方的二極體，到達正端點。當電流極性反轉時，電流可依相同方式流經另一分路內的相對二極體，但其係以不同方向，從該正端點流到負端點。

應該瞭解的是，相關於第一~七圖所述的開關拓樸之本體二極體，可以使用於二極體整流模式。然而，如果無線電力收發器電路30包含具有四個二極體(如本體二極體)的四個開關31~34，其每一者並聯一個開關31~34，則該無線電力收發器電路30可能無法以不連續模式來運轉，因為在開關31~34被關閉之下，取而代之的是，再循環電流係流經二極體。為了避免經由附屬於開關31~34之二極體來進行傳導，該無線電力收發器電路30可包含背對背開關，取代每一個開關31~34，例如，背對背MOSFETs，其中MOSFETs的閘極被綁在一起，而且源極或汲極也被綁在一起。

在可替換的實施例中，該無線電力收發器電路 30可能不包含被配置成為同步整流器的開關31~34。例如，在一可替換的實施例中，該無線電力收發器電路30可包含：二極體整流器，例如全波橋式整流器、或半波整流器，以接收模式來整流電力；及類似於開關31~34的開關，能夠激發發射模式的收發器21。

在另一可替換的實施例中，例如第三十二圖所示者，無線電力收發器電路830可相似於無線電力收發器電路30，但有一些除外。無線電力收發器電路830可包含一分離式二極體整流器850及反相器852，其每一者均選擇性地耦合至次級線圈22，其包含(例如)分離式共振電容824、825。在一配置中，分離式二極體整流器850及反相器852、及個別的電容 824、825，可以被調協，而具有相同共振頻。例如，次級線圈22及電容825可具有相同於反相器852及電容824的共振頻。

在可替換實施例的另一配置中，藉由使用分離式電容824、825，發射及接收模式的共振頻可以被調協成不同頻率。例如，次級線圈22及電容825在受到發射模式的反相器852的驅動時，可具有一共振頻，其相異於藉由接收模式整流器850來實現之次級線圈22及電容824的共振頻。這種能力可以致能該遠方裝置，當其在發射模式時，能夠取得接收模式共振頻的(或與之相近的)共振電力傳輸(儘管調協成發射模式時可能會有差異)。例如，在其他物體或裝置、或接收電力裝置之附近，系統全部的共振頻可能受到影響，以致於將發射模式加以調協而相異於接收模式，允許該遠方裝置取得接收模式共振頻的(或與之接近的)共振電力傳輸。

所示實施例中的二極體整流器850係由四個二極體831~834所組成的全波橋式二極體整流器，但是二極體整流器850可為任何類型的整流器，例如在本文中提及者，其包含(例如)，半波二極體整流器。二極體整流器850並不局限於二極體整流，例如，其可為同步整流器(依照本文所述之其他整流電路)。

額外地，藉由使用分離式二極體整流器850及反相器852，反相器所用的整流電壓及軌壓可以被分離。例如，來自二極體整流器850的整流電壓，能夠用來供應一部份的遠方裝置，同時用於反相器852的軌壓可以來自該遠方裝置的一個分離部份。在某一情況下，整流電壓可提供5V至該遠方裝置的充電輸出，同時軌壓可由7.2V電池來供應。

從接收模式切換到發射模式，遠方裝置14可起動另一裝置的充電，或傳送一個指示到可能接收無線電力的無線電力供應器。使用同步整流器勝過二極體整流器的一個優點在於：相同的開關31~34可被使用作為接收模式中的整流器及發射模式中的反相器。如果感應電源被移除及該遠方裝置14可能傳輸電力而不是接收電力，則控制器39可控制一或更多開關31~34(直接地進行或透過一振盪器或驅動器來進行)，以便激發收發器21進行無線電力傳輸，藉此，以發射模式來操作無線電力收發器電路30。在發射模式中，遠方裝置14可使用一個類似於本文所述無線電力供應器12所用之控制方案。具體而言，藉由四個開關31~34全部控制成為全橋驅動器、或藉由控制開關31~34之分支組，該收發器21可以受到激發。例如，控制器39可驅動上方或下方開關31~34的閘極71~74，使用耦合電容在未受到控制器39直接驅動的其他兩個開關上，產生合適的閘極充電。

如另一個例子，藉由驅動一半橋式配置(包含一高側邊開關31、33及一低側邊開關32、34)內開關31~34的一個分支，控制器39可激發該收發器21。在這種配置中，該高側邊開關31、33及低側邊開關32、34，分別係位在收發器相同的一側上。未被利用在該半橋式配置中的開關31~34其他分支，可加以配置，以致於其一者保持開啟而另一者保持關閉，產生一低阻路徑給予正或負端。第二十九圖所示的實施例顯示無線電力收發器電路930，其係處於這類配置--具有一組處於半橋式驅動配置的開關33、34，同時其他組的開關係被配置作為一開放電路至該正端(在開啟狀態下的開關31係未示)，及一短路至該負端(所示的開關32係一個可在ON及OFF狀態之間操作的開關)。

在這個可替換的實施例中，遠方裝置14可進一步包含感測器電路，致能該遠方裝置14來測量收發器21內的電力特徵，藉此，允許控制器39以相似於在無線電力供應器12所實施的方式，來控制無線電力傳輸。例如，該感測器電路可感測以下至少一者：電壓、電流、相位及電力，及該控制器39可基於所感測的輸出來變動一驅動特徵，例如，操作頻、工作周期、相位、及軌壓。在所示的實施例中，所示的感測器電路係並聯於串接共振電容24的RC分壓器921、923，及耦合至RC分壓器921、923的儀表放大器925。這個結構致能該裝置來測量該收發器21內的電流循環，但應該瞭解的是，任何類型的感測器電路可被用來測量任何收發器21的電力特徵。

現在注意第七及八圖，無線電力供應系統10可被配置，用於從一遠方裝置14傳輸電力至另一遠方裝置14'，無需由主輸入(例如無線電力供應器12內的主電源50)來供電。遠方裝置14可以相似於本文第一~六圖所述的遠方裝置，而遠方裝置14'也可相似於第七圖所示的遠方裝置14，但可能是一種不能在可替換實施例中傳輸無線電力的遠方裝置。

例如，如第八圖實施例所示，能夠接收感應電力的遠方裝置14也可用來傳輸感應電力至一遠方裝置14'，例如，遠方感測器，或不能夠儲存能源在電池或超電容的插線。在一實施例中，遠方感測器可為印刷感測器插線。在另一實施例中，這樣的一個遠方裝置14'可以透過分離式通訊通道(例如藍芽)，或透過遠方裝置14及14'之間感應耦合的通訊通道，繼電資訊回到該遠方裝置14。一旦資訊傳回遠方裝置14，該遠方裝置14可儲存該資訊，然後，當遠方裝置14被安置在該無線電力供應器12附近時，使用相似的或不同的通訊鏈接至該無線電力供應器12來傳輸該資訊。可替換地，該遠方裝置14可傳輸該資訊至其他遠方裝置14'。在這個可替換實施例中，一旦該感測器14'被偵測，則該遠方裝置14可被配置而收集額外資料。例如，如果該感測器係一內部溫度感測器或其他環境感測器(例如，濕度或周圍光線感測器)，則遠方裝置14可收集用途資訊或取得該感測器14'的照片及其位置。又，遠方裝置14可使用光學識別方案來決定感測器14'的位置或其存在，例如QR(快速回應)編碼、形狀識別器、或其他視覺線索。

回到第七圖所示的實施例，遠方裝置14、14'可使用相同的收發器21來彼此充電，以便接收及傳輸電力。例如，該遠方裝置14可無線地傳輸電力至該遠方裝置14'，藉此避免電池更換，以便從另一裝置來充電一裝置。

為了起動無線電力從一遠方裝置14傳輸到另一遠方裝置14'，該遠方裝置14可以：藉由(例如)透過加速度計來感測撞擊而感測一使用者活動；藉由測量收發器內電流改變(負載或電感改變指示)，偵測遠方裝置14'的存在；經由被耦合至收發器21之阻抗元件的調變(如背散射調變)，或藉由偵測其他遠方裝置14'許多其他已知的共振頻，來偵測來自該遠方裝置14'的通訊。合適的識別及偵測系統及方法係描述於美國專利第7,989,986號，其發明名稱為"INDUCTIVE POWER SUPPLY WITH DEVICE IDENTIFICATION"，於2011年八月二日頒給Baarman等人，該專利在本文中併入以便參考其全文。如果使用者活動被用來起動該傳輸，則遠方裝置14、14'接著起動其間的通訊，以便協調及設立該電力傳輸。

為了決定遠方裝置14'是否接近該遠方裝置14，該遠方裝置14可以周期性地活化其收發器21；由使用活動提示(如按鈕或觸控螢幕)來活化其收發器21；或使用一分離式通訊通道來偵測附近的遠方裝置14'或其他裝置。例如，一NFC(近場通訊)或藍芽通訊鏈接，可以識別密切接近該遠方裝置14的遠方裝置14'。第十六圖所示的實施例，顯示這樣一個相對於無線電力供應器312及遠方裝置14的NFC通訊鏈接，但應該瞭解的是，這種NFC通訊鏈接也可以在遠方裝置14、14' 之間來實施。一旦分離式通訊鏈接已經協助附近遠方裝置14'的識別，然後該遠方裝置14就可決定是否活化其收發器21，而以發射模式來供電。

為了接示的目的，無線電力供應系統10現在將以無線電力供應器12相關內容進行描述。應該瞭解的是，無線電力供應系統10並不局限於依照無線電力供應器來配置的無線電力供應器，而且習用的無線電力供應器也可在可替換的實施例中加以使用。在第一及三~六圖所示的實施例中的無線電力供應器12，可以被配置而輸入一ON狀態來回應接收到一輸入，例如來自一遠方裝置(如遠方裝置14)的無線電力。在這種結構下，該電力供應器10可以藉由維持在一OFF狀態來節省電力，降低電力消耗，一直到遠方裝置14指示出其可能接收到無線電力時為止。

依照第一及三~六圖所示實施例的無線電力供應器12，可包含一初級線圈42、一共振電容42、一控制系統54、一驅動器56、一轉換器52及一主輸入50。本實施例的轉換器可為一習用的轉換器，其將主輸入的AC輸入(例如壁面電力)轉換成合適的DC輸入，適合用來驅動無線電力發射器線圈42。如一可替換的例子，主輸入50可為DC電源，可通過該轉換器52而轉換成合適的DC輸出，用於驅動該主線圈42。在本實施例中，轉換器52轉換器52係一AC/DC轉換器，一般具有一整流器及一DC/DC轉換器。整流器及DC/DC轉換器，提供合適的DC輸出。可替換地，轉換器52基本上可包含任何能夠將輸入電力轉換成為驅動器56所用形式電力的電路。在本實施例中，控制系統54係加以配置來調節操作參數而非軌壓，以便激發電力傳輸的主線圈42。因此，轉換器52可具有一固定式輸出。控制系統54可額外地或可替換地具有調節軌壓及任何其他操作參數的能力，包含(例如)操作頻、共振頻、開關電路相位及工作周期。在不想要藉由變動軌壓來調節操作頻的可替換的實施例中，轉換器52可具有多種輸出。如第一圖所示，控制系統54可被耦合至轉換器52，允許控制系統54來控制轉換器52的輸出。

在本實施例中，驅動器56包含開關電路，其被配置來產生及施加一輸入訊號至該初級線圈42。驅動器56可形成一反相器，將反相器52的DC輸出轉換成為AC輸出，以便驅動初級線圈42。驅動器56在各應用之間係可加以變動。例如，驅動器56可包含多數個開關，例如MOSFETs，或其他本文所述的開關，這些開關被排列成半橋式拓樸或全橋式拓樸，類似於第一~七圖相關內容所述的無線電力收發器電路30。

在本實施例中，初級線圈42係耦合至共振電容 44，形成一槽路，被排列成串接配置。本發明並不局限於與串接共振槽路一起使用，可取代的是，可以與其他類型的共振槽路一同使用，甚至與非共振槽路一起使用，例如無需匹配電容的簡單電感器。又，雖然所示的實施例包含線圈，但是無線電力供應器10可包含可替換的、能夠產生合適電磁場的電感器或傳輸器。可替換的實施例可進一步包含一共振器電路，其具有共振器線圈(或電感器)及共振器電容，致能該初級線圈42與共振電路合作來傳輸電力。

無線電力供應器12也可包含一耦合器46，其能夠感測初級線圈42內電力特徵。例如，耦合器46可為一電流感測器，提供資訊至該控制系統54，其可基於所感測的資訊來調節操作參數。其他能夠被感測的電力特徵包含，但不限於，實際功率、視在功率、相位及電壓。在一實施例中，耦合器46也可傳輸初級線圈42內一部份的電力至該轉換器52，活化該轉換器52，以便從OFF狀態甦醒，進行電力供應。

控制系統54包含某些部份，其(除其他者外)被配置來操作驅動器56，產生所想要的電力供應訊號至初級線圈42。例如，控制系統54可基於遠方裝置12所接收的通訊，控制該驅動器56或調節操作參數。可替換地，或除了基於通訊來進行控制之外，該控制系統54可基於耦合器46內所感測的電力特徵來調節該操作參數。本發明基本上可使用任何能夠傳輸無線電力的系統及方法來實施。合適的無線電力傳輸系統及許多種可替換者，係描述於美國專利第7,212,414號，其發明名稱為"ADAPTIVE INDUCTIVE POWER SUPPLY"，於2007年五月一日頒給Baarman；美國專利第7,522,878號，發明名稱為"ADAPTIVE INDUCTIVE POWER SUPPLY WITH COMMUNICATION"，於2009年四月二十一日頒給Baarman，這些專利併入本文以供參考其全文。

無線電力供應器12可以被配置而輸入一OFF狀態，其中沒有電力或有少數電力從主輸入50或其他能源(如電池、電容或能源儲存元件)被汲取。具有節能電路的轉換器52可以選擇性地開啟或關閉，以便提取電力，或避免電力從該主輸入50被提取。在某些實施例中，節能電路可與轉換器52相互分離。

耦合器46可提供一輸入至該轉換器52，其選擇性地活化該轉換器52以便回應出現在初級線圈42內的電力。例如，如果無線電力供應器12係處於OFF狀態，及該遠方裝置14傳輸無線電力至該初級線圈42(例如，指示出其可能接收無線電力)，則在該初級線圈42內所產生的電力可用來活化該轉換器52，以便喚醒該無線電力供應器12，及起動電力傳輸至該遠方裝置14。例如，第四圖所示實施例顯示出該遠方裝置14的開關37，其被切換而從電池38汲取電力，及供應電力至該無線電力供應器12。無線電力供應器14內所接收的電力，接著可造成轉換器52從OFF狀態轉換成為ON狀態。

藉由在轉換器52內使用節能電路，轉換器52可能能夠將AC或DC電源(如壁面電力、電池或電容)的供應加以關閉。轉換器52可為AC/DC轉換器或DC/DC轉換器，及該無線電力供應器可以能夠控制節能電路，以便完全地使轉換器52停機，及使用由遠方裝置14提供的能源來開啟。一旦遠方裝置14已經提供電力，無線電力供應器12可開啟該轉換器52，允許無線電力供應器12提供電力回到遠方裝置，其如第五圖實施例所示。遠方裝置14所接收電力到達一合適水準之後，該遠方裝置14的控制器39就可控制該開關37，以便充電該電池38，如第六圖實施例所示。

在這個配置之下，無線電力供應器12可以藉由關閉轉換器52而完全地停機。轉換器52停機，可使控制系統54電力下降，避免其在沒有被提供電源或外部輸入之下，打開無線電力供應器12。一旦停機，無線電力供應器12可使用遠方裝置14所傳輸的感應能源來開啟。這種能源耦合該無線電力供應器12內的初級線圈42、或可替換地，一無線電力供應器12內的分離式線圈或接收器。能源可透過被動式或主動式整流器來供應電力至驅動器56的軌道，或者該能源能夠開啟轉換器52。一旦打開電力，若其偵測到沒有遠方裝置14在附近、或沒有遠方裝置14需要無線電力，則該無線電力供應器12可將本身關閉。這樣偵測事件及實際關機之期間的維持，可以被實現，確保無線電力供應器12並非必要地關閉本身。

C. 操作方法

本發明的方法主要係以無線電力收發器電路30實施例相關內容來描述，其可以被配置來接收及傳輸無線電力。一般而言，遠方裝置14可以能夠偵測另一遠方裝置14是否在傳輸無線電力。可替換地，或除了該偵測能力之外，該遠方裝置14協調進出該另一遠方裝置14的電力傳輸。

現在參照第三十圖的方法1000，一針對於偵測是否無線電力正從另一遠方裝置14來接收的實施例，將要加以描述。該方法主要包含嚐試傳輸無線電力的步驟；及監測流入或流出該無線電力收發器電路30的直流電，以便測定是否有另一遠方裝置14正在試圖傳輸電力。步驟1010、1012。如果所取得之流入無線電力收發器電路30的電流是正電流，但是遠方裝置14測得的是負電流，同時試圖傳輸電力，則另一遠方裝置14或無線電力供應器12，也正在傳輸電力。步驟1014。從不同方面來看，遠方裝置14可測定的是，如果無線電力收發器電路30內的電流超出臨界值，則另一裝置正在傳輸電力。在可替換的實施例中，電力特徵而非無線電力收發器電路30內的電流，可被監測而測定是否另一裝置正在傳輸電力。例如，為了回應正在試圖傳輸無線電力的遠方裝置14，測定對於電力特徵的預期效應之偏差，可以指示出另一裝置正在傳輸電力。

在一實施例中，如果遠方裝置14測定沒有裝置正在傳輸無線電力，則其可能持續來傳輸電力。步驟1024。然而，如果該遠方裝置14測定另一裝置正在傳輸電力，則該遠方裝置14可以停止傳輸電力及輸入一等待狀態。步驟1016及 1018。在等待狀態，遠方裝置14可以維持空轉，直到其接收到一輸入來執行一動作。在重新試著傳輸電力之前，也可以等待一段時間。步驟1010。在可替換的實施例中，遠方裝置14可保持試圖傳輸電力，如步驟1024之虛線所示；或者，該遠方裝置14可再配置成接收模式，以便整流另一裝置所傳輸之電力，如步驟1020之虛線所示。如果該裝置切換成接收模式，接著其可試圖來通訊至使用負載調變而傳輸無線電力之該裝置。步驟1020。

可能有一些情況是有兩個遠方裝置14、或一遠方裝置14及一無線電力供應器12，嚐試以相同頻率來傳輸無線電力，這可能造成在任一裝置上所見到的未被預期的反射阻抗數值。例如，如果第一遠方裝置14以相同頻率、但以相對於正被第二遠方裝置14傳輸的電力有輕微前導相位角度，來傳輸電力，則第一遠方裝置14內的電流可以遠遠地大於在不同條件下所造成的電流。相似地，第二遠方裝置14可偵測一負電流進入該無線電力供收發器電路30，即使在第二遠方裝置14內軌壓係高於第一遠方裝置14內的軌壓時，亦然。換句話說，第二遠方裝置14可偵測由另一裝置來傳輸的電力，儘管該電力係以較高或較低的電力水準來傳輸。為了回應高於或低於臨界值之電流的偵測，第二遠方裝置14可以測定另一裝置正在傳輸電力。

為了避免損害任一遠方裝置14，第一及第二遠方裝置14之一者或兩者，可調節一或更多操作參數，例如，改變操作頻率或工作周期、***暫時相位延遲、或停機。當調節操作參數時，遠方裝置14可由預定的步驟或隨機的步驟來調節。例如，如果兩個遠方裝置14開始以相同頻率來傳輸電力，及其一者或兩者偵測到進入軌道(rail)的電流正從一臨界值來變動，則一或兩個遠方裝置14可***一相位延遲至其反相器，及測量電流的改變。如果電流方向反轉，這可為另一裝置企圖在同一頻率下傳輸電力的指示。

參照第三十一圖的方法，現在將要描述的是，在一遠方裝置14及另一裝置(例如另一遠方裝置14)之間進行電力傳輸協調的實施例。兩個遠方裝置14可以互相通訊其個別電池38的電流充電狀態，及其能量需求，及協調電力傳輸，以致於：具有較多可用能量的遠方裝置14，傳輸電力至另一具有較少可用能量的遠方裝置14。基於揭示的緣故，協調電力傳輸的方法，係以兩個能夠傳輸及接收電力的遠方裝置14的相關內容來進行描述；然而，應該瞭解的是，本發明並不局限於這樣的配置，以及，遠方裝置14可以能夠與另一個能夠傳輸無線電力的裝置來協調電力傳輸。

依照本發明的兩個遠方裝置14可以包含一個致能該遠方裝置14與另一者進行通訊的通訊系統。該通訊系統可能相似於第一~八圖遠方裝置14相關內容所述的通訊系統。例如，遠方裝置14可透過與收發器21分離的通訊通道而彼此通訊，或藉由起動電力傳輸及透過收發器21之間的感應耦合，來進行通訊。

如果遠方裝置14與另一者透過感應耦合來通訊，則每一遠方裝置14可以能夠使用負載調變器來調變在接收模式下所接收電力的資料，及調變在發射模式下所傳輸電力的資料。遠方裝置14可以連同任何類型方案，(包含(例如)雙相位編碼、碼標示反轉(CMI)編碼、及米勒碼)，來使用任何類型的調變技術(包含頻率調變、振幅調變、或相位調變)。又，相對於接收的遠方裝置14，傳輸的遠方裝置14可使用相同或不同的調變。在一實施例中，在接收模式下來接收感應電力時，遠方裝置14可使用頻率、振幅或其他從正在傳輸電力的裝置上來接收通訊的偵測電路，透過收發器21來偵測通訊。然後，遠方裝置14藉由切換進出該阻抗元件而進行回傳，藉此調變資料。

第一遠方裝置14及第二遠方裝置14的通訊，可為半雙工模式或全雙工模式(half-duplex mode or full-duplex mode)。在半雙工模式中，如果第一遠方裝置14偵測到來自該第二遠方裝置14的通訊，則該第一遠方裝置14可以等待，一直到該第二遠方裝置14已經完成其資料通訊，才回傳。在全雙工模式中，第一遠方裝置14可以回傳到第二遠方裝置14，同時接收來自該第二遠方裝置14的通訊。在全雙工模式中，調變技術可能相異而避免資料惡化。例如，如果第二遠方裝置14正在傳輸電力至第一遠方裝置14，及第二遠方裝置14正在使用頻率調變技術(例如，操作正在調變來提供通訊)，則第一遠方裝置14可以使用振幅或相位調變技術。然而，如果第二遠方裝置14正在傳輸電力，及使用振幅調變技術，則第一遠方裝置14可以使用可替換的調變裝置，例如移相鍵，避免收發器21內的電流振幅被改變(其可能性地惡化從該第二遠方裝置被傳輸的通訊)。

參照第三十一圖，依照本發明一實施例的方法 1100，第一及第二裝置14可協調電力傳輸。一旦遠方裝置14已被安置在附近，及偵測到這類近接度，則一或更多裝置14可以使用發射模式的無線電力收發器電路30，開始驅動其收發器。步驟1110、1112及1122。可替換的是，第一遠方裝置14可以開始電力傳輸，同時第二遠方裝置14保持空轉，藉此省略步驟1122(虛線表示)。在一實施例中，在一或兩個裝置14中可以針對偵測近接度的時間來使用隨機延遲，嚐試著避免同時傳輸電力。

正在驅動其收發器21的遠方裝置或裝置14，可以傳訊相關於本身的資訊，包含(例如)裝置類型、電池充電水準(%)、可用總電池電力、裝置使手的電力、及其他相關於遠方裝置14的資訊、其負載、或其電池狀態。步驟1114。

一旦相關每一遠方裝置14的資訊已經傳訊到其他遠方裝置14，則完成相關於以下者的決定：哪一個遠方裝置14應該實際被傳輸電力，及何者應該被接收。步驟1116。這個決定可以基於一或更多以下者：哪一個遠方裝置14有更加被耗盡的電池38，哪一個裝置14正在使用更多電力，哪一個遠方裝置14有較大的電池38。例如，如果第一遠方裝置14有一個已耗盡50%的1500 mAHr電池，但是第二遠方裝置14的電池38係已耗盡60%的500 mAHr電池，則具有較大電池38的第一遠方裝置14仍然具有較多的可用總能源，及可以傳輸電力而不是接收。步驟1118。然而，如果第一遠方裝置38有一個能夠以1A速率來放電的電池38，及該第一遠方裝置14目前正在使用750 mA來供電該第一遠方裝置14的其他零件(例如螢幕、微處理器、或無線電鏈接)，則第一遠方裝置14可以不能夠提供大量電力，因為電池38不能夠供應這麼大量的電池。在這個情況下，第一遠方裝置14可以決定來接收電力而不是傳輸電力(步驟1120)，或者第一遠方裝置14可以決定傳輸電力而不是限制第二遠方裝置14成為較小量的傳輸電力。可替換的是，如果第一遠方裝置14正在傳輸一有限數量的電力至該第二遠方裝置14，或者如果其可能限制被傳輸電力的數量，則第一遠方裝置14可以傳訊該第二遠方裝置14可用的最大量電力，以致於第二遠方裝置14，藉由降低無線電力收發器電路30的輸出電壓，來限制其接收的電量，降低電力調節器的輸出(例如DC/DC轉換器)，或降低充電電流，或其組合。

在遠方裝置14係能夠單向通訊的可替換實施例中，第一及第二遠方裝置14可以使用單向通訊模式的負載調變。在這個配置中，第一遠方裝置14可提供相關於自身的資訊，同時接收電力。一旦第一遠方裝置14已經完成傳送這個資訊，則其傳送一個要求給第二遠方裝置14來停止傳輸電力。然後，第一及第二遠方裝置14反轉電流，及第二遠方裝置14可以能夠傳訊其資訊。一旦兩個遠方裝置14已經能夠傳輸資訊，就可以做出一個決定，哪一個遠方裝置將要變成電力發射器及哪一個將會變成接收器。

在這個可替換的實施例中，如果第一及第二遠方裝置14企圖同時傳輸電力，則通訊可以被避免或降級，尤其是，如果兩個遠方裝置14正在嚐試使用相同調變技術時。在這種情況下，每一個遠方裝置14可以測量流入其自身無線電力收發器電路30的直流電。如果每一個電流水準係高於或低於一臨界值，則當開始供應電力時，第二遠方裝置14可識別另一遠方裝置14正在嚐試傳輸電力。然後，遠方裝置14之一者可以轉換至接收模式，及開始調變，試著與另一遠方裝置14進行通訊。可替換地，遠方裝置可單簡地關閉，及等待預定的或隨機的時間，再次嚐試及傳輸電力。

當一遠方裝置14決定傳輸電力來視察另一遠方裝置14是否在附近時，一遠方裝置14可以基於遠方裝置14可取得的電力來變動被施加到收發器21的電量。例如，如果遠方裝置14係完全地充電及並未正在使用這麼多的電力，則其可藉由在較接近其共振點下來施加大量的電力至其收發器21，增加開關31~34的工作周期，或增加無線收發器電路30反相器的軌壓供應。相反地，如果電池38係耗盡的，則遠方裝置14可以施加小量的電力至其收發器21(其頻率遠離共振點)，降低開關31~32的工作周期，施加小量的電力至收發器21，或降低無線電力收發器電路30反相器的軌壓供應，以便施加一小量電力至該收發器21。這樣進行時，當兩個遠方裝置14開始在同時間發射電力時，發射較小電力的遠方裝置14可以開始接收電力，甚至在其嚐試驅動其收發器21時亦然。這個效應可以在遠方裝置14中被偵測到，然後其作出回應，非常快速地反轉成為接收模式。一旦遠方裝置14係在接收模式，其可開始傳訊至另一遠方裝置14。在這個方法之下，如果發生電力碰撞(power collision)，則有較多可用電力的遠方裝置14，可被配置成為電力發射器。

然而，如果兩個遠方裝置14正在以相同頻率來發射電力，則本文中所討論的反射阻抗變動，可能轉變遠方裝置14的能力來偵測哪一個遠方裝置14有較多的可用電力。如果遠方裝置14偵測到另一遠方裝置14正在嚐試以相同頻率發射電力，則該遠方裝置14可簡單地停機及再試一次，或其可改變其操作頻，或試著在不同於另一遠方裝置14的頻率下來操作。

D. 第二實施例

在本發明的第二實施例中，無線電力供應系統 110係相似於本文相關於無線電力供應系統10的描述，其包含無線電力供應器12及遠方裝置14，但有些除外。第二實施例可包含一遠方裝置14，類似於第一~八圖所示實施例的遠方裝置14，但具有多重的次級線圈。在一實施例中，遠方裝置114、114'的多重次級線圈，可以選擇性地加以活化，發射或接收無線電力。應該瞭解的是，遠方裝置114、114'並不限於彼此一同操作，及該遠方裝置114可與其他裝置或本文所述的無線電力供應器共同使用，其包含如第九圖所示的無線電力供應器12。

在第九~十三圖所示的實施例中，遠方裝置114、 114'係相似於遠方裝置14、14'，但可包含第二無線電力收發器電路130及第二收發器121，其具有第二次級線圈122及第二共振電容124。這些元件可以被配置而相似於第一~八圖所示實施相關內容的次級線圈22、共振電容24、及無線電力收發器30。所示實施例之第二次級線圈122及次級線圈22係同心的，但是它們可依任何方式而彼此相對地被配置。又，在可替換的實施例中，收發器21、121的一或更多者可能不包含無線電力收發器電路30，及可以或不可連接到分離式的DC/DC轉換器。

在具有超過一個收發器21、121、21'、121'的情況下，遠方裝置114、114'可選擇性地活化一或更多收發器21、 121、21'、121'，以便發射或接收電力。在可替換的實施例中，第二無線電力收發器電路130，或無線電力收發器電路30，可為簡單的導體，其形成(例如)一個具有第二次級線圈122及第二共振電容124的低電阻迴路。這種收發器121配置，可以被描述成為一共振器電路，其可能幫助收發器21及發射器(如初級線圈42)之間的耦合。

收發器21、第二收發器121或此兩者，可以選擇性地被活化而依照相似於本文所述之收發器21的方法，傳輸來自該遠方裝置114的電力、或接收其電力。例如，無線電力收發器30及第二無線電力收發器130之一者或兩者，可以被配置成發射模式，傳輸來自該遠方裝置114的電力。相似地，一或二者也可被配置成接收模式，以便接收遠方裝置114內的電力。如另一個例子，在遠方裝置114正在傳輸電力至遠方裝置114'的場合中，或反之亦然，則遠方裝置114的第二收發器121可以用來進行電力發射，同時遠方裝置14'的收發器21'可用來作為電力接收。遠方裝置114的收發器21可用來進行電力發射，同時遠方裝置14'的第二收發器121'可用來進行電力接收。

第十圖所示的遠方裝置114實施例，並不具有能夠控制電池38充電、或控制電池38電力流向的開關，該遠方裝置114可以包含DC/DC轉換器137，其被配置而以足夠進行無線電力傳輸的軌壓，來供應電力至收發器21、121'。DC/DC轉換器137的輸出可以被固定，或者是可變動的，這取決於配置，類似於第一~八圖相關內容所述的無線電力供應器12的轉換器52。

選擇使用哪一個收發器21、121，可以取決於被充電之裝置(或需要電力之裝置)的電壓或電力需求。在某些情況下，兩個收發器21、121係可被使用，致能該遠方裝置14來接收較長距離的(相較於典型近接範圍感應系統)感應電力。例如，遠方裝置114的次級線圈22、122在第十一圖所示實施例中係主動的。這些次級線圈22、122可以同心地彼此纏繞，及加以配置，以致於次級線圈22、122之一者有較高於另一者22、122的電感。當遠方裝置114正在接收來自無線電力供應器12或另一位在較長距離之遠方裝置14'的電力時，該遠方裝置114可配置一收發器(例如次級線圈121)，成為共振器及另一收發器21，以便接收電力。

當遠方裝置114'係在密切近接之內、及開始傳輸電力時，遠方裝置114可以使用收發器21或第二收發器121之一者來接收電力，或換句話說，使用次級線圈22、122之一者或兩者來接收電力。

當發射電力時，遠方裝置114'可選擇一或兩個次級線圈22'、122'，來傳輸電力。例如，為了確保遠方裝置114'能夠傳輸足夠的電力，最低電感次級線圈22'、122'，可以被選取來確保一給定的輸入電壓，其係遠方裝置114'可以發射的最大電量。如果次級線圈22'、122'係足夠低的電感，及遠方裝置114'的電池38係足夠高的電壓，則遠方裝置114可能不使用增壓電路，例如DC/DC轉換器137，以便增加無線電力收發器電路30、130的軌壓。

在一實施例中，如果遠方裝置114正在使用密切耦合的感應電力傳輸系統，則遠方裝置114可選取一個次級線圈22、122來接收電力。遠方裝置114可以選取一個較高電感次級線圈22、122來確保，被接收的電壓係足夠高來供電該遠方裝置114。例如，如第十二及第十三圖所示實施例，正在接收電力的遠方裝置114、114'，已經選取次級線圈122、122'，它們的電感係較高於次級線圈22、22'。當遠方裝置114正在接收來自一發射器(如無線電力供應器10)的電力、或接收來自一無法支持該遠方裝置114全部電力需求的遠方裝置114'的電力時，上述的配置係有幫助的。例如，如果遠方裝置114被配置來接收5瓦特，但遠方裝置114'或發射器只能供應2瓦特，則該磁場可能沒有足夠的能量，以所想要的整流電壓，來供應該遠方裝置114。藉由選擇一個較高電感的次級線圈22、122，整流電壓可以較高，用於一特定的磁場水準及負載。這可能允許遠方裝置114提供足夠高的電壓來供應電力至一特定負載，而無需使用一額外的增壓電路。

可替換地，遠方裝置114可以選擇多重次級線圈 22、122，及配置它們成為並聯，以便進一步降低結果組合收發器的電感。耦合到次級線圈22、122的共振電容24、124，可以保持串接，或並接，以便維持與個體收發器21、121相似的共振點。額外地，如果遠方裝置114正在企圖接收電力，其可配置該次級線圈22、122成串聯，以便增加全部的電感。

額外地，在兩個次級線圈22、122(或多重電感器) 的解決方案中，當遠方裝置14正在嚐試發射電力時，其可測量在非驅動次級線圈22、122上的電流或電壓，以便判定另一感應電力發射器的存在。例如，在兩個次級線圈22、122的遠方裝置114中，遠方裝置114可以配置該低電感次級線圈22，以便發射電力，及配置該較高電感次級線圈122作為一開放電路。藉由測定在較高電感次級線圈122上所感應的電壓，該遠方裝置114可以判定是否有另一裝置正在嚐試發射電力。遠方裝置114可以藉由以下來作出判定：測定較高電感次級線圈122的振幅，及將其與臨界值進行比較；或者，較高電感次級線圈122電壓之相位或頻率，與發射次級線圈22上驅動波形的相位進行比較。如果特定驅動波形之相位或頻率不匹配於預定值，則遠方裝置114可判定，另一裝置正在嚐試發射電力，及該發射裝置的磁場係足夠強大來改變該非驅動次級線圈122所見到的磁場。該非驅動次級線圈122可以選擇性地為一共振線圈，其中電壓或電流(或此兩者)，能夠被測量，以便偵測另一裝置是否正在嚐試發射電力。

E. 第三實施例

在本發明第三實施例中，無線電力供應系統210 係相似於本文所述者，包含無線電力供應器12，但有些例外。第三實施例可包含無線電力供應器212，其相似於第一及三~七圖所示實施例的無線電力供應器12，但具有額外的電路來控制轉換器52。

依照第三實施例的無線電力供應器212係針對第十四及十五圖實施例來描述。關於無線電力供應器12，該無線電力供應器212可以包含一耦合器46，其能夠活化該轉換器52，以便回應正出現於初級線圈42的電力。無線電力供應器212可進一步地包含邏輯電路251，其能夠接收來自其他電源的輸入，由一電源而非該耦合器46，來致能轉換器52的活化，或持續活化該轉換器52。

在第十四圖所示實施例中，邏輯電路251是一或閘(OR gate)，其接收來自耦合器46及控制器56的輸出，但是任何類型的邏輯電路251均可使用。如前述，耦合器46可以活化該轉換器52，但是本實施例中的控制器56，在無線電力供應器212發射電力時，可以將轉換器56維持為ON。例如，如果轉換器52被活化來回應接收自遠方裝置14的電力，則該控制器56可啟動無線電力發射。可能有某些情況是，控制器56停止發射電力，但仍然想要維持在ON狀態。在這種狀況之下，因為遠方裝置14可能已經停止發射電力，所以在初級線圈42內可能沒有電力，潛在性地允許轉換器52去活化。使用或閘251之下，控制器56可能維持無線電力供應器212於ON狀態，儘管在初級線圈42內係缺乏電力。

在第十五圖所示實施例中，邏輯電路251係一或閘，其接收來自多重電源的輸出。該電源之兩者，包含來自耦合器46及控制器56的輸出，及以第十四圖所示實施例相關內容來操作。這個實施例可以接受一或更多額外輸出，允許轉換器52基於其他電源來活化。

第十五圖所示實施例的無線電力供應器212，包含一開關257，其代表外部電源。例如，開關257可為使用者操作鈕開關，其致能使用來來暫時地供電該無線電力供應器212，以便啟動轉換器52。然後，控制器56可保持該轉換器52於ON狀態，同時控制電力發射。在另一實施例中，開關257可以由一分離式控制通道來操作，例如，來自分離式控制器的輸入。由電池電力來運作的車輛中，無線電力供應器212可以完全地關閉，避免電池汲取。為了開啟無線電力供應器，車輛內的分離式控制單元，可以藉由暫時性地活化轉換器52，提示該無線電力供應器212來啟動。可替換地，分離式控制單元可以暫時性地提供電力至該無線電力供應器212，其係該控制器56可以偵測的，及進入一ON狀態。

第十五圖所示的實施例，可以包含二極體253及電阻255，或其他合適的電路，其適合調節該電源50，用於提供一可接收的輸出(基於開關257狀態)，至該邏輯電路251。來自一或更多電源的訊號，或其組合，可以合併使用任何電路，包含電O環(electrical ORing)所用的電路，該環的例子為二極體、MOSFETs、或其他類型的電氣調節電路。此外(或可替換地)，該訊號可結合使用其他邏輯組合，例如AND、NAND、XOR、XNOR、或任何其他類型的組合，其中該調節電路的輸出，基於所接收的輸入，適當地控制該轉換器52。

F. 第四實施例

本發明的第四實施例中，無線電力供應系統310 係類似於本文所述者，但有些例外。第四實施例可包含一無線電力供應器312，其相似於無線電力供應器12；及一遠方裝置314，其相似於遠方裝置14。如本文所述，無線電力供應器312及遠方裝置314可包含一個能夠在其間建立分離式通訊鏈接的電路，例如NFC鏈接、傳輸噴射鏈接、或藍芽鏈接。這樣的通訊鏈接可由低電力通訊系統來形成，允許遠方裝置314使用安置其他類型裝置/感測器之相同方法，來安置無線電力供應器，而不使用過度的電力或從電池汲取過量電力。例如，無線電力供應器312可包含一NFC標誌344及一NFC標誌線圈342，以及該遠方裝置312可包含一NFC收發器324及NFC收發器線圈322。這些元件可以致能遠方裝置314來活化其NFC收發器324，以便偵測無線電力供應器312是否在附近，及對它作出回應，自動地活化其收發器21，起動電力傳輸。一旦電力已經從遠方裝置314被施加到該無線電力供應器12一段預定的時間，遠方裝置314可以移除電力，及該無線電力供應器 12可以開始發射電力回到該遠方裝置314。

G. 第五實施例

在第五實施例中，無線電力供應系統410係相似於本文所描述者，但有些例外。參照第十七~二十圖所示的實施例，第五實施例可以包含一無線電力供應器412，其類似於無線電力供應器12；及可進一步地包含一控制器轉換器451、感測器453，及驅動器/整流器電路456。如第一及三~七圖所示實施例的相關描述，該無線電力供應器412可藉由關閉該轉換器52來停機。轉換器52停機，可以使控制系統54電力下降，避免其在沒有被提供電源或外部輸入之下，開啟無線電力供應器12。一旦停機，無線電力供應器12可以使用遠方裝置14發射來的感應能量，回到開啟。

從遠方裝置14所接收的能量，可以用來供應電力至驅動器/整流器456的軌道，其在本實施例中，可以被配置而類似於遠方裝置14之無線電力收發器電路30來操作，藉此，整流所接收的電力(被動地或主動地)，以致於其適合供電至該無線電力供應器412。亦即，驅動器/整流器456可被配置而介於發射模式及接收模式之間。應該瞭解的是，這個實施例並不限於這樣的配置，及在可替換的實施例中，該驅動器/整流器456可以不包含被配置成接收模式的能力。例如，驅動器/整流器456所接收的能量可以不被整流，及可取而代之的是，被用來簡單地活化該轉換器452。

為了回應被供應到無線電力供應器412的電力，控制器反相器451可以依序調節所接收的電力，供控制器54進行操作。在可替換的實施例中，控制器反相器451可以不出現，及該控制器54可以利用直接接收自驅動器/整流器456的電力。

在本實施例中，利用控制器54操作之下，其藉由活化轉換器452，可以喚醒OFF狀態的無線電力供應器412成為ON狀態，藉此，致能電力發射，類似於第一及三~七圖所示實施例相關內容所述之無線電力供應器12。例如，如第十九及二十圖所示實施例，遠方裝置14可以起動電力傳輸至無線電力供應器412，可能性地喚醒OFF狀態的電力供應器。然後，無線電力供應器可開始傳輸電力至該遠方裝置14，以致於(例如)，遠方裝置14能夠充電該電池38。在一實施例中，無線電力供應器412可以等待，一直到遠方裝置14已經停止電力傳輸時為止，才開始傳輸電力至該遠方裝置。

感測器453可以被配置類似於耦合器46，及提供回饋至該控制器54，致能該控制器來監測該整流器/驅動器456內的電力，及監測來自電源50、450的電力。在這個方式之下，控制器54可判定該無線電力供應器412及其他裝置是否都在嚐試發射電力。這個方法可能相似前述相關於遠方裝置14所述的方法。控制器54也可以判定電源450的電力水準，以便決定是否傳輸電力、或傳輸多少電力、或此兩者。該控制器，基於感測器453的輸出，也可以決定電源50、450的類型。

在一實施例中，無線電力供應器412，可以藉由 DC電源450(例如電池)來供電，及包含DC/DC轉換器452，其被配置來調節DC電源450的電力，成為可供電力傳輸使用的形式。這種配置可以相似於本文無線電力供應器12相關描述的可替換實施例之一者，其可由直流電而非交流電源來供電。

H. 第六實施例

在本發明第六實施例中，遠方裝置614係相似於本文其他實施例相關內容所述者，其包含(例如)遠方裝置14。第六實施例包含雙象限轉換器電路637，其被配置而在遠方裝置614正在發射電力時，提供較高的電壓到該無線電力收發器電路30；及在遠方裝置614正在接收電力時，提供較低電壓至該負載或電池38。

當從發射器(例如無線電力供應器12)來接收電力時，可能有利的是，接收一較高於所想要電壓的電壓，來充電該電池38，或供應電力至遠方裝置614的其他零件。藉由接收比所想要者還要高的電壓，收發器21內的電流可以被降低，可能性地增加效率。如果所接收的電壓突然被降低(例如，起因於耦合、負載、或其他因子的改變)，較高的電壓也可幫助，無線收發器電路30可以使用電壓架空，持續地供電至該遠方裝置614。

又，當遠方裝置614開始傳輸電力至另一遠方裝置14時，由電池38供應的電壓可能不足夠地高來產生充足能量供電至另一遠方裝置14。藉由使用雙象限轉換器637(已配置成雙象限DC/DC轉換器)，相同於被用來降低已供應至電池38電壓之轉換器，能夠加以使用，藉由改變其操作模式，增加進入無線電力收發器電路30的電壓。

這樣的雙象限轉換器電路637的例子，係示於第二十一~二十八圖所示實施例中，其包含一轉換器電感器683及能夠由控制器39來控制的開關681、682。在這個例子中，兩個N通道MOSFETs(Q1及Q2)，連同轉換器電感器(L1)，係作為開關681、682。所示的例子中，開關681、682係受到控制器39的控制，但在可替換的實施例中，遠方裝置614可以使用分離式控制器686，例如DC/DC轉換器控制器，如第二十八圖所示實施例。這個分離式控制器686可由控制器39來控制。

當遠方裝置614正在接收電力時，如第二十二及二十三圖所示，其可以使用雙象限轉換器637作為降壓轉換器。在這個模式中，控制器39可以傳訊至無線電力供應器12，以便調節電力輸出至預定水準。一旦位在這個水準，控制器39就可以先開啟開關681(Q1)。然後電流開始流出無線電力收發器電路30，經過開關681(Q1)，及經過轉換器反相器683(L1)，進入電池38或其他負載，如第二十二圖所示。為了避免輸出電壓變得太高，開關681(Q1)可以被關閉，然後，開關 682(Q2)可以被開啟。因為轉換器反相器683(L1)已有能量儲存在其磁場中，所以橫跨該轉換器反相器683(L1)的電壓反轉，將電流經由開關682(Q2)拉離接地基準，經由轉換器電感器683(L1)，進入負載38，如第二十三圖所示。這個循環係可重複，除非無線電力收發器電路30的整流電壓走到太低，或直到雙象限轉換器637被關閉。在可換替的實施例中，二極體可添加並聯至開關682(Q2)，其中陽極連接到接地基準，可能性地除去打開開關682(Q2)的需要，及可能地降低控制器39的複雜度。

當遠方裝置614正在傳輸電力至另一裝置時，如第二十四~二十六圖所示，該雙象限轉換器637(或雙象限電力供應器)可操作成為增壓轉換器。在這種配置中，控制器39可以先開啟開關682(Q2)，強迫電流從電池38經由轉換器電感器683(L1)，如第二十四圖所示。在電流抵達穩定狀態之前，控制器39可以打開開關682(Q2)，及關閉開關681(Q1)。儲存在轉換器電感器683(L1)內的磁能，可以造成橫跨L1之電壓反轉，強迫電流經由Q1，進入無線電力收發器電路30，如第二十五圖所示。在無線電力收發器電路30上的結果電壓，可以高於電池38的電壓，允許遠方裝置614傳輸更多電力至另一裝置。然後，開關682(Q2)可以被打開，及開關681(Q1)可被關閉，允許轉換器電感器683(L1)內的能量持續地流到無線電力收發器電路30，如第二十六圖所示。在可替換的實施例中，二極體可以添加並聯至該開關681(Q1)，其陽極連接到轉換器電感器683(L1)。使用並聯二極體之下，開關681(Q1)可被留置成開啟，但是電流仍可以流過該並聯的二極體。這可以降低控制器39的複雜度，儘管其可能造成增益或損失。

在降壓或增壓模式中，流過轉換器電感器683 (L1)的電流可以是連續的或非連續的。在減壓模式中，如果流經轉換器電感器683(L1)的電流永遠是在正向上(例如進入電池38)及高於0A，則其可稱為連續模式。然而，如果輸入電壓係太高或該負載電流太低，則雙象限轉換器637可以在不連續模式下運轉。在不連續模式中，開關681(Q1)被打開，然後被關閉，同時開關682(Q2)被打開。為了避免轉換器電感器683(L1)內的電流從負載38回流而進入接地，開關682(Q2)可被關閉。然而，如果輸出電壓係高於所需，則開關681(Q1)可以不需要立即再次打開。因為兩個開關681、682，都是關閉的，所以轉換器電感器683(L1)的電流可以降至0A。當雙象限轉換器637係在增壓模式中，如果無線電力收發器電路30輸出電壓係高於所需，則開關682(Q2)可以不立即在開關681(Q1)之後被打開。在這種情況下，開關681(Q1)及開關682(Q2)可以關閉，造成流經轉換器電感器683(L1)的電流為零。

為了從降壓切換成為增壓模式，控制器39可以反轉該轉換器電感器683(L1)內電流的方向。為了完成此項工作，控制器39可以等待一直到開關681(Q1)被打開，及開關 682(Q2)被關閉。一旦開關682(Q2)被關閉，控制器就可以留置該開關682(Q2)被關閉，一直到轉換器電感器683(L1)內的電流反轉時為止。一旦該電流反轉，該控制器就可以打開開關682(Q2)，及關閉開關681(Q1)，將電流從降壓轉換成為增壓模式。

為了從增壓模式切換成為降壓模式，控制器39可以等待開關682(Q2)被開啟，及開關681(Q1)被關閉。一旦開關681(Q1)被關閉，控制器就可以等待，一直到到轉換器電感器683(L1)內的電流反轉時為止。一旦該電流反轉，該控制器就可以打開開關681(Q1)，及關閉開關682(Q2)，將電流從增壓轉換成為降壓模式。

在一實施例中，控制器39可以能夠快速地從增壓模式轉換回到降壓模式。這種能力可以致能兩個遠方裝置614來協調何者傳輸電力、及何者接收電力，無需完全地停止電力傳輸，然後再重開機。例如，如果遠方裝置614係正在傳輸電力而使用雙象限電力供應器637作為增壓轉換器，及整流電壓突然增高而強迫雙象限電力供應器637進入不連續模式，或甚至完全地被關閉，則遠方裝置614可以能夠判定，另一遠方裝置614正在傳輸電力至該遠方裝置614。

如果控制器39被用來控制該雙象限電力供應器 637，則控制器39可依多種方式來供電。例如，控制器39可以直接地從電池38來供電。可替換地，遠方裝置614可包含一分離式電壓轉換器684，或DC/DC轉換器，其被配置來供電該控制器39，如第二十七及二十八圖所示。在另一可替換的實施例中，控制器39可以接收來自無線電力收發器電路30的整流電壓輸出之電力。

如另一可替換的實施例，藉由切換的供應器(其致能該控制器39完全地或實質地被關閉)，控制器39可被供電成ON。例如，如果控制器39被連接到一開關及一切換的供應器，例如第二十七圖及二十八圖所示實施例中的開關685及轉換器684，則控制器39及其他用於傳輸或接收遠方裝置內無線電力的電路可以完全地被關閉，而在不傳輸/或接收時，可能性地避免能量過度損失。為了將控制器39轉回到ON，可能存有一按鈕輸入，低電力計時電路，或在遠方裝置614內控制該開關685的分離式控制器39。可替換的是，如果控制器39主要是從無線電力收發器電路30的整流軌道(rectified rail)來供電，則無論是藉由關閉開關681(Q1)或藉由允許電流流經開關681(Q1)的本體二極體或並聯二極體(未示)，某些電力可以從電池38經由流經該雙象限電力供應器637的電流來接收。這可以致能控制器39停留在被供電，同時等待來接收或傳輸電力。如果遠方裝置614開始接收電力，則該控制器39可以打開開關681(Q1)，避免電力先流回遠方裝置614。可替換地，如果控制器39正在使用流經開關681(Q1)本體二極體的電力、或並聯二極體的電力，則這些元件也可能避免電力先流入負載 38。雖然控制器39可以直接地控制該開關681、682(Q1及Q2)，用來控制雙象限電力供應器37之耦合至控制器39的驅動器，或分離式控制器，也可加以使用。

方向性字詞，例如"垂直"、"水平"、"頂"、"底"、" 上"、"下"、"內"、"向內"、"外"、"向外"，基於所示實施例的定位，係用來協助本發明描述。使用方向字詞，不應該解釋來限制本發明於任何具體定位。

上述係本發明目前實施例之描述。許多變動及改變係能夠被完成而不離開本發明精神及較寬大範圍，其係被界定如後附申請專利範圍，而依照包含均等論之專利法原理來加以解釋。本揭示內容係基於說明目的而提供，不應被釋釋成為全部本發明實施例之排他性描述，或限制申請專利範圍於以這些實施例相關來說明或描述之具體元件。例如(及未限制)，任何所述發明之個體元件係可由提供實質相似功能或提供足夠操作之可替換元件來取代。這包含(例如)目前已知之可替換元件、例如一般精於本項技藝人士已熟知者，及可能在未來加以開發之可替換元件，例如，一般於本項技藝人士在研發時，識別出的可替換者。進一步地，所揭示的實施例包含多數個特徵及/或元件，它們可能個別地或互助合作來提供優點加成。除在申請專利範圍內另有陳述之範圍以外，本發明並未限制只包含這些全部特徵、或提供全部所述優點之實施例。請求權利之元件的任何單數的參考符號，例如，使用冠詞"一"(a,an)或"該"(the,said)，並不解釋為限制該元件為單數。