具有自电压调节整流器的无线电力接收器制造技术

技术编号:20569223 阅读:20 留言:0更新日期:2019-03-14 11:05
公开了一种具有自电压调节整流器的无线电力接收器。根据实施方式,无线电力接收器包括:用于接收无线电力的谐振器;以及自电压调节整流设备,所述自电压调节整流设备包括用于将从谐振器接收的交流电力转换为直流电力并将整流器输出电压提供给负载的整流器和被定位在整流器的后端并且用于自调节整流器输出电压的开关元件。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有自电压调节整流器的无线电力接收器
本专利技术涉及电力发送和接收技术,更具体地,涉及无线电力发送和接收技术。
技术介绍
无线电力传输系统包括无线地发送电力的电力传送单元(在下文中被称为“PTU”)和无线地接收电力的电力接收单元(在下文中被称为“PRU”)。PRU通过由电感器L和电容器C组成的谐振器接收电力。在这种情况下,具有与从PTU发送的电力相同频率的交流电流(AC)流过谐振器。通常,最终输出信号以稳定的直流(DC)信号的形式产生,并提供给负载。为此,需要整流器。整流器将AC信号转换为未调节的DC信号。未调节的DC信号由电力转换器转换为平滑的DC电压信号,并且平滑的DC电压信号被提供给负载。电力转换器具有2级结构而不论其类型如何,并且PRU的电力传输效率由整流器的效率和电力转换器的效率的乘积确定。据此,当电力转换器具有多级结构时,难以获得高功率传输效率。
技术实现思路
技术问题在一个实施方式中,提出了一种无线电力接收单元,其能够仅通过整流器和谐振器而不另外使用电力转换器来产生稳定的输出电力从而来提高电力传输效率。技术解决方案本专利技术的一个方面提供了一种无线电力接收单元,其包括:谐振器,所述谐振器被配置成接收无线电力;以及自调节整流器单元,所述自调节整流器单元包括被配置成通过将从谐振器接收的交流(AC)电力转换为直流(DC)电力来将整流器输出电压施加到负载的整流器和被配置成自调节整流器输出电压的开关器件,所述开关器件位于整流器的后端。在一个实施方式中,开关器件可以包括:连接到整流器的输入端子的第一输出端子;连接到地的第二输出端子;以及输入端子,从整流器输出电压产生的控制信号被输入到所述输入端子。在一个实施方式中,当开关器件导通时,天线电流会被分散,并且因此流过开关器件的电流会小于天线电流。在一个实施方式中,当整流器输出电压增加时,开关器件可以接收用于导通开关器件的控制信号,并且通过阻止从整流器到负载的电力供应来减小整流器输出电压,以及当整流器输出电压减小时,开关器件可以接收用于关断开关器件的控制信号,并且通过允许从整流器到负载的电力供应来增加整流器输出电压。在一个实施方式中,无线电力接收单元还可以包括控制器,控制器被配置成根据整流器输出电压来导通或关断开关器件。控制器可以将参考电压与输出电压进行比较来产生参考电压。在一个实施方式中,谐振器可以包括电感器、被配置成直接将电流返回到电感器的第一电容器以及被配置成通过经由整流器返回电流来向负载提供电流的第二电容器。通过开关器件的导通或关断来控制第一电容器的电容与第二电容器的电容之间的比率,使得第一电容器和第二电容器的总电容保持恒定。第二电容器的电容可以是第一电容器的电容的a倍(这里,a表示大于1的实数)。本专利技术的另一方面提供了一种无线电力接收单元,包括谐振器和自调节整流器单元,谐振器具有一个端子连接到地的电感器、串联连接到电感器的第一电容器以及串联连接到电感器并与第一电容器并联连接的第二电容器,自调节整流器单元具有被配置成自调节要施加到负载的整流器输出电压的第一受控整流器和第二受控整流器。第一受控整流器包括:第一输入节点,其连接到谐振器的第一电容器;第一输出节点,通过所述第一输出节点输出第一整流器输出电压;第一控制节点,从第一整流器输出电压产生的第一控制电压被输入到所述第一控制节点;以及第一地节点,其连接到地。第二受控整流器可以包括:第二输入节点,其连接到谐振器的第二电容器;第二输出节点,通过所述第二输出节点输出第二整流器输出电压;第二控制节点,从第二整流器输出电压产生的第二控制信号被输入到所述第二控制节点;以及第二地节点,其连接到地。在一个实施方式中,第一受控整流器和第二受控整流器可以通过调整第一电容器的电容与第二电容器的电容之间的比率,使得谐振器的第一电容器和第二电容器的总电容保持恒定,来分别控制第一受控整流器和第二整流器输出电压。第一电容器的电容和第二电容器的电容可以相同。第一电容器的电容可以是第二电容器的电容的1/2N(这里,N表示正整数)。本专利技术的另一方面提供了一种无线电力接收单元,包括谐振器和自调节整流器单元。谐振器具有:电感器,所述电感器的一个端子串联连接到第一电容器并且另一个端子连接到第一受控整流器;第一电容器,其串联连接到电感器;以及第二电容器,其串联连接到电感器和第一电容器。自调节整流器单元具有第一受控整流器和第二受控整流器,第一受控整流器和第二受控整流器被配置成自调节要施加到负载的整流器输出电压。第一受控整流器包括:第一输入节点,其连接到电感器;第一输出节点,通过所述第一输出节点输出第一整流器输出电压;第一控制节点,从第一整流器输出电压产生的第一控制电压被输入到所述第一控制节点;以及第一地节点,其连接到地。第二受控整流器包括第二输入节点,其连接到谐振器的第二电容器;第二输出节点,通过所述第二输出节点输出第二整流器输出电压;第二控制节点,从第二整流器输出电压产生的第二控制信号被输入到所述第二控制节点;以及第二地节点,其连接到地。在一个实施方式中,所述第一受控整流器和所述第二受控整流器可以通过调整所述第一电容器的电容与所述第二电容器的电容之间的比率并保持所述谐振器的所述第一电容器和所述第二电容器的总电容恒定,来分别控制所述第一整流器输出电压和所述第二整流器输出电压。有益的效果根据一个实施方式,电力接收单元(PRU)可以通过自调节整流器产生稳定的输出电压。在该情况下,需要高压开关器件来将开关器件连接到天线,但由于天线和开关器件彼此分离,故开关器件可以在低电压下操作。此外,可以通过将当开关器件导通时流过开关器件的电流控制成小于天线电流来防止当整个天线电流流过吸收天线电流的开关器件时开关器件的效率降低和发热。另外,通过保持天线电流恒定,可以防止电磁干扰(EMI)受到开关器件的驱动频率的影响,并且因此EMI滤波器易于设计。附图说明图1是示出一般电力接收单元(PRU)的结构的图,图2是示出通过有源器件的控制来接收电力的PRU的结构的图,图3是示出当通过图2的PRU的开关操作来控制输出电压时天线电流的变化的曲线图,图4是示出采用使用时钟信号的谐振频率控制方法的接收器的结构的图,图5是示出根据本专利技术的实施方式的具有自输出电压控制功能的PRU的结构的图,图6和图7是示出根据本专利技术的实施方式的通过关断开关器件M1来增加输出电压VOUT(以向负载供应电力)的PRU的结构的图,图8和图9是示出根据本专利技术的实施方式的通过导通开关器件M1来降低输出电压VOUT(以阻止向负载供应电力)的PRU的结构的图,图10是示出根据本专利技术的实施方式的包括控制器的PRU的结构的图,图11是示出当负载电流从0到200mA变化时在图10的PRU中控制输出电压VOUT的模拟结果的波形图,图12是图10的PRU的开关器件M1的驱动信号的波形图,图13是示出根据本专利技术的实施方式的包括整流器和开关器件的受控整流器单元(在下文中被称为“CRU”)的结构的图,图14是示出根据本专利技术的实施方式的使用两个CRU的自调节整流器(在下文中被称为“SRR”)的结构的图,图15是示出根据本专利技术的实施方式的包括N个CRU的SRR的结构的图,图16是示出图15的SRR的结构的图,其中分布有2N个电容器,图1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无线电力接收单元,包括:谐振器,其被配置成接收无线电力;以及自调节整流器单元,其中,所述自调节整流器单元包括:整流器,其被配置成通过将从所述谐振器接收的交流AC电力转换为直流DC电力来将整流器输出电压施加到负载;以及开关器件,其被配置成自调节所述整流器输出电压,所述开关器件位于所述整流器的后端。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.04.15 KR 10-2016-00463091.一种无线电力接收单元,包括:谐振器,其被配置成接收无线电力;以及自调节整流器单元,其中,所述自调节整流器单元包括:整流器,其被配置成通过将从所述谐振器接收的交流AC电力转换为直流DC电力来将整流器输出电压施加到负载;以及开关器件,其被配置成自调节所述整流器输出电压,所述开关器件位于所述整流器的后端。2.根据权利要求1所述的无线电力接收单元,其中,所述开关器件包括:第一输出端子,其连接到所述整流器的输入端子;第二输出端子,其连接到地;以及输入端子,从所述整流器输出电压产生的控制信号被输入到所述输入端子。3.根据权利要求1所述的无线电力接收单元,其中,当所述开关器件导通时,天线电流被分散,并且因此流过所述开关器件的电流小于所述天线电流。4.根据权利要求1所述的无线电力接收单元,其中,当所述整流器输出电压增加时,所述开关器件接收用于导通所述开关器件的控制信号,并且通过阻止从所述整流器到所述负载的电力供应来减小所述整流器输出电压,以及当所述整流器输出电压减小时,所述开关器件接收用于关断所述开关器件的控制信号,并且通过允许从所述整流器到所述负载的电力供应来增加所述整流器输出电压。5.根据权利要求1所述的无线电力接收单元,其中,所述开关器件与所述谐振器的电感器分离,并且因此所述开关器件的电压为低。6.根据权利要求1所述的无线电力接收单元,还包括控制器,所述控制器被配置成根据所述整流器输出电压来导通或关断所述开关器件。7.根据权利要求6所述的无线电力接收单元,其中,所述控制器包括比较器,所述比较器被配置成通过将参考电压与输出电压进行比较来产生参考电压。8.根据权利要求1所述的无线电力接收单元,其中,所述谐振器包括:电感器;第一电容器,其被配置成直接将电流返回到所述电感器;以及第二电容器,其被配置成通过经由所述整流器返回电流来向所述负载提供电流,其中,通过所述开关器件的导通或关断来控制所述第一电容器的电容与所述第二电容器的电容之间的比率,使得所述第一电容器和所述第二电容器的总电容保持恒定。9.根据权利要求8所述的无线电力接收单元,其中,所述第二电容器的电容是所述第一电容器的电容的a倍,其中a表示大于1的实数。10.一种无线电力接收单元,包括:谐振器,包括:电感器,其一个端子连接到地;第一电容器,其串联连接到所述电感器;以及第二电容器,其串联连接到所述电感器并与所述第一电容器并联连接;以及自调节整流器单元,包括第一受控整流器和第二受控整流器...

【专利技术属性】
技术研发人员:黄锺泰申铉翊朴成旼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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