无线电力接收器制造技术

技术编号:16708809 阅读:18 留言:0更新日期:2017-12-03 00:19
公开了一种无线电力接收器。该无线电力接收器包括:谐振回路,其用于接收磁共振型无线电力;整流器,其包括二极管电桥和连接至用于形成二极管电桥的任一个二极管的两端的第一开关,以对由谐振回路接收的无线电力进行整流并且将整流后的无线电力提供至负载;以及控制器,其控制第一开关以使整流器作为全波整流器或半波整流器进行工作。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】无线电力接收器
公开了一种无线电力发射和接收系统,更特别地,一种用于接收无线电力的无线电力接收单元。
技术介绍
图1是常规无线电力发射系统的电力接收单元的框图。通常,电力接收单元(powerreceivingunit,PRU)具有如图1所示的结构。众所周知,谐振器10由电感器L和电容器C构成,即LC电路,以接收无线能量。在这种情况下,具有与由电力发射单元(powertransmissionunit,PTU)发射的频率相同的频率的交流电(AC)流过谐振器10。通常,PRU将接收到的无线能量转换成作为最终输出的稳定DC信号以将电力提供至负载。因此,需要如图1所示的整流器20。整流器20将AC信号转换成未经调节的DC信号。此信号借助于转换器30被转换成精确的DC电压Vout,然后提供至负载。作为参考,转换器30可以是降压型转换器、升压型转换器或线性型转换器。不论转换器的形式如何,转换器均具有如图1所示的两级结构。然而,无线电力接收单元的效率是通过将整流器20的效率与转换器30的效率相乘来确定的。因此,当转换器被配置成具有多级时,可能难以满足高的效率。
技术实现思路
技术问题本专利技术意在提供一种能够通过仅使用整流器而不需要单独的转换器来保证高的效率的无线电力接收单元。技术方案根据一个方面的无线电力接收单元包括:谐振回路,其被配置成以磁共振方式接收无线电力;整流器,其被配置成对由谐振回路接收的无线电力进行整流并且将整流后的电流提供至负载,该整流器包括二极管电桥和跨构成二极管电桥的二极管中的任一个二极管连接的第一开关;以及控制器,其被配置成控制第一开关以使整流器能够作为全波整流器或半波整流器进行工作。根据一个方面,当整流器作为全波整流器工作时,从谐振回路流出的电流被分类为:依次经由二极管电桥的第一二极管和第四二极管返回谐振回路的正向电流和经由二极管电桥的第二二极管和第三二极管返回谐振回路的反向电流,第一开关跨第四二极管连接。根据一个方面,控制器可以检测整流器的输出电压,将检测到的输出电压与参考电压进行比较,并且根据比较的结果将第一开关控制成导通或关断。根据一个方面,无线电力接收单元还可以包括旁路电容器,该旁路电容器被配置成阻止一些电流从谐振回路提供至整流器。根据一个方面,整流器还可以包括旁路电容器,该旁路电容器被配置成阻止一些电流从谐振回路提供至负载。根据一个方面,整流器还可以包括第二开关,该第二开关连接至旁路电容器,并且被配置成经由控制器的控制而将从谐振回路提供的一些电流旁路至负载。根据一个方面,控制器可以基于预定参考电压和整流器的输出电压分别控制第一开关和第二开关。根据一个方面,控制器可以包括:第一比较控制器,其被配置成将参考电压与通过在串联连接的多个电阻器的第一节点处检测整流器的输出电压而生成的第一生成电压进行比较并且控制第一开关;以及第二比较控制器,其被配置成将参考电压与通过在串联连接的多个电阻器的第二节点处检测整流器的输出电压而生成的第二生成电压进行比较并且控制第二开关。这里,第一生成电压可以高于第二生成电压。根据一个方面,控制器可以包括:可变参考电压生成器,其被配置成生成可变参考电压,使得通过检测整流器的输出电压而生成的电压等于预定参考电压;第一比较控制器,其被配置成将可变参考电压与通过在串联连接的多个电阻器的第一节点处检测整流器的输出电压而生成的第一生成电压进行比较并且控制第一开关;以及第二比较控制器,其被配置成将可变参考电压与通过在串联连接的多个电阻器的第二节点处检测整流器的输出电压而生成的第二生成电压进行比较并且控制第二开关。这里,第一生成电压可以高于第二生成电压。本专利技术的有益效果根据本专利技术的无线电力接收单元借助于自调节整流器生成稳定的输出电压。无线电力接收单元不需要配置成多级结构,从而防止组件数量增加并且还提高了效率。此外,根据本专利技术的无线电力接收单元的自调节整流器自动切换为全波整流器或半波整流器,从而最小化不必要的损耗。附图说明图1是示出常规无线电力接收单元的结构的图。图2是使用全波整流器的无线电力接收单元的电路图。图3是使用半波整流器的无线电力接收单元的电路图。图4示出了根据实施方式的无线电力接收单元的电路图和工作波形。图5是使用肖特基二极管产生的全波整流器和半波整流器的效率图。图6是示出根据实施方式的另外包括旁路电容器的电路的图。图7是示出根据另一实施方式的另外包括旁路电容器的电路的图。图8是示出根据实施方式的包括自调节整流器的无线电力接收单元的电路的图。图9是示出根据实施方式的VRECT电压控制电路的图。图10是示出根据实施方式的使用可变参考电压生成器的VRECT电压控制电路的图。图11是示出在图10中示出的可变参考电压生成器的图。图12是使用图8的电路的VRECT电压变化模拟实验的结果图。图13是根据模拟实验结果的自调节整流器的效率图。图14是有源二极管的示例图。图15是示出根据实施方式的用于替换D4的有源二极管的图。图16是示出根据实施方式的包括使用有源二极管的自调节整流器的无线电力接收单元的电路的图。具体实施方式通过参照附图描述的示例性实施方式,本专利技术的上述和其他方面将更加明显。在下文中,将详细描述本专利技术,使得本领域的技术人员可以通过实施方式容易地理解并且再现本专利技术。图2是使用全波整流器的无线电力接收单元的电路图。图2(a)和图2(b)示出了使用通用全波整流器的无线电力接收单元的电路。Lrx和Cs构成了用于以磁共振方式接收无线电力的谐振器,即谐振回路100。Lrx表示无线电力接收天线的等效电感器。当以无线方式通过Lrx提供电力并且被构成为二极管电桥的整流器200的输入电压VACP大于VACN时,第一二极管D1和第四二极管D4导通,从而执行图2(a)中示出的操作。图2(a)中示出的流动方向被称作正向方向。相反地,当VACN>VACP时,第二二极管D2和第三二极管D3导通,从而执行图2(b)中示出的操作。图2(b)中示出的流动方向被称作反向方向。当由Lrx提供的电流具有正弦波的形式时,如图2所示,全波整流电流IRECT被提供至负载RL和电容器CRECT。图3是使用半波整流器的无线电力接收单元的电路图。如图3(a)所示,当图2的电路中的D4被短路时,整流器200作为半波整流器工作。当VACN>VACP时,由于D4短路,电流未被提供至负载,而是通过D3返回至谐振回路100。因此,因为IRECT具有半波整流波形,所以提供至负载的平均电流低于图1所示的平均电流。图4示出了根据实施方式的无线电力接收单元的电路图和工作波形。全波整流器和半波整流器的上述操作可以通过另外包括如图4(a)所示的第一开关M0来执行。如图4所示,无线电力接收单元包括谐振回路100和整流器200。在图4中,谐振回路100由一个电感器和一个电容器构成。可替选地,谐振回路100可以由两个或更多个电感器以及/或者两个或更多个电容器构成。整流器200将来自谐振回路100的以无线方式接收的电力进行整流以提供至负载。根据一个方面,整流器200包括二极管电桥和第一开关M0。二极管电桥由D1、D2、D3和D4构成,并且第一开关M0跨构成二极管电桥的二极管中的任一个二极管连接。当整流器200作为全波整流器工作时,从谐振回本文档来自技高网...
无线电力接收器

【技术保护点】
一种无线电力接收单元,其包括:谐振回路,所述谐振回路被配置成以磁共振方式接收无线电力;整流器,所述整流器被配置成对由所述谐振回路接收的所述无线电力进行整流,并且将整流后的电流提供至负载,所述整流器包括二极管电桥和跨构成所述二极管电桥的二极管中的任一个二极管连接的第一开关;以及控制器,所述控制器被配置成控制所述第一开关以使所述整流器能够作为全波整流器或者半波整流器进行工作。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.03.18 KR 10-2015-00376611.一种无线电力接收单元,其包括:谐振回路,所述谐振回路被配置成以磁共振方式接收无线电力;整流器,所述整流器被配置成对由所述谐振回路接收的所述无线电力进行整流,并且将整流后的电流提供至负载,所述整流器包括二极管电桥和跨构成所述二极管电桥的二极管中的任一个二极管连接的第一开关;以及控制器,所述控制器被配置成控制所述第一开关以使所述整流器能够作为全波整流器或者半波整流器进行工作。2.根据权利要求1所述的无线电力接收单元,其中,当所述整流器作为全波整流器工作时,从所述谐振回路流出的电流被分类为:依次经由所述二极管电桥的第一二极管和第四二极管返回所述谐振回路的正向电流和经由所述二极管电桥的第二二极管和第三二极管返回所述谐振回路的反向电流,其中,所述第一开关跨所述第四二极管连接。3.根据权利要求2所述的无线电力接收单元,其中,所述控制器检测所述整流器的输出电压,将所检测到的输出电压与参考电压进行比较,并且根据比较的结果将所述第一开关控制成导通或关断。4.根据权利要求2所述的无线电力接收单元,其中,所述整流器还包括旁路电容器,所述旁路电容器被配置成阻止一些电流从所述谐振回路提供至所述负载。5.根据权利要求4所述的无线电力接收单元,其中,所述整流器还包括第二开关,所述第二开关连接至所述旁路电容器,并且被配置成经由所述控制器的控制...

【专利技术属性】
技术研发人员:黄锺泰申铉翊高旼廷李东洙李锺勋秦基雄李焌
申请(专利权)人:曼珀斯有限公司
类型:发明
国别省市:韩国,KR

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