用于无线功率传输的设备、方法和集成电路技术

本发明专利技术的各实施方式总体上涉及用于无线功率传输的有源整流器。具体地，公开了用于接收无线功率传输的方法、设备和集成电路。在一个示例中，一种被配置用于接收无线功率传输的设备包括有源整流器、整流器输入节点和控制器。控制器被操作地耦合至有源整流器并且被配置为控制有源整流器以修改在整流器输入节点处的阻抗。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及功率转换，并且尤其涉及无线功率传输。
技术介绍
移动设备的快速发展已经激发了对无线功率传输的兴趣，其中使得无线功率传输 基站能够对移动设备进行无线充电。在典型的无线功率传输系统中，基站可以具有包括用 作无线功率传送器的磁感应线圈的电源，并且移动设备可以被配置以包括另一磁感应线圈 的无线功率接收器。接收器中的感应线圈可以由无线功率传送器中的感应线圈进行感应充 电。无线功率接收器可以被配置为使用电荷传输对内部电池进行充电。以这种方式，移动 设备可以在无需针对电源进行任何硬线连接的情况下从基站对其自身进行无线充电。
技术实现思路
总体上，本公开的各个示例涉及有效无线功率传输。现有的无线功率传输系统在 其功率传输的效率方面是有限的。在本公开的各个示例中，设备、方法、系统和集成电路可 以利用无线功率接收器中的有源整流器而使得无线功率传输的效率能够更高。有源整流器 可以利用可以修改负载阻抗的有源控制开关来实施，包括通过修改诸如无线功率接收器中 的相位角和负载电压之类的属性以提高无线功率传输的效率和/或所提取的功率，而并不 要求另外的外部电路组件。 -个示例针对一种被配置用于接收无线功率传输的设备。该设备包括有源整流 器、整流器输入节点和控制器。控制器被操作地耦合至有源整流器并且被配置为控制有源 整流器以修改在整流器输入节点处的阻抗。 另一示例针对一种用于接收无线功率传输的方法。该方法包括由一个或多个处理 器基于电路参数或电路测量之一或二者来确定对在有源整流器的输入节点处的阻抗的修 改，包括对相位角、输出电压或占空比中的一项或多项的修改，以得到无线功率传输的效率 的更高值或者无线功率传输的所提取功率的更高值之一或二者。该方法进一步包括由一个 或多个处理器向有源整流器施加控制信号，其中控制信号基于所确定的对阻抗的修改。 另一示例针对一种用于控制无线功率传输的集成电路。该集成电路被配置为基于 电路参数或电路测量之一或二者来确定对在有源整流器的输入节点处的阻抗的修改，包括 对相位角、输出电压或占空比中的一项或多项的修改，以得到无线功率传输的效率的更高 值或者无线功率传输的所提取功率的更高值之一或二者。该集成电路进一步被配置为向有 源整流器施加控制信号，其中控制信号基于所确定的对阻抗的修改。 本专利技术的一个或多个示例的细节在附图和以下的描述中给出。本专利技术的其它特 征、目的和优势根据描述和附图以及根据权利要求将是显而易见的。【附图说明】 图1是图示出依据本公开的示例的被配置用于从无线功率传送器有效地接收无 线功率传输的移动设备的电路框图。 图2是图示出依据本公开的示例的被配置用于有效地接收无线功率传输的功率 接收电路的简化电路框图。 图3是依据本公开的示例的在如图2所示的控制器和有源整流器的控制下的功率 接收电路中随时间变化的电流和电压的图形。 图4是图示出依据本公开的另一示例的被配置用于有效地接收无线功率传输的 功率接收电路的简化电路框图。 图5是依据本公开的示例的在如图4所示的控制器和有源整流器的控制下的功率 接收电路中随时间变化的电流、输入电压和负载电压的图形。 图6是图示出依据本公开的另一示例的被配置用于有效地接收无线功率传输的 无线功率传输电路的简化电路框图。 图7描绘了示出依据本公开的一组示例的对根据如由控制器和有源整流器针对 各种负载电阻值修改的负载阻抗的无线功率传输效率的变化的仿真的图形。 图8是图示出依据本公开的示例的除其它优势之外有效地接收无线功率传输的 方法的流程图。【具体实施方式】 图1是图示出依据本公开的示例的被配置用于从无线功率传送器160有效地接收 无线功率传输的移动设备100的电路框图。移动设备100包括控制器110、有源整流器120 和电压调节器154,其中在该示例中，控制器110被操作地耦合至有源整流器120和电压调 节器154。有源整流器120包括被布置在整流器输入节点132和134与整流器输出节点136 和138之间的开关122、124、126和128。整流器输入节点132和134将有源整流器120连 接至接收器线圈142和电容器144、146,它们可以被统称为接收器电路141。整流器输出节 点136和138将有源整流器120连接至下游电路元件，下游电路元件包括电容器148、电阻 器150、通信开关158、负载线路152、电压调节器154和DC输出线路156。电阻器150和通 信开关158可以被用于接收和传送之间的通信。电容器148表示有源整流器120的输出电 容，并且可以并非必然包括单独的物理电容器。负载线路152、电压调节器154和DC输出 线路156可以被统称为负载电路151。开关122、124、126和128因此被布置在连接至接收 器线圈142的整流器输入节点132、134之间，并且整流器输出节点136、138因此被连接至 包括电压调节器154的下游负载电路151。虽然图1描绘了包括开关122、124、126和128 的有源整流器120,但是其它示例可以包括全桥整流器或半桥整流器，并且可以包括两个或 四个二极管、金属氧化物半导体场效应晶体管（M0SFET)、替代图示的开关122、124、126和 128的任意其它类似元件。出于本描述的目的，任何这些类似的备选都可以被认为处于"开 关122、124、126和128"的含义之内。移动设备100可以是被配置用于通过无线功率传输 而接收功率的任意类型的设备。 移动设备100在各个示例中可以包括在有源整流器120下游的电路元件，以用于 例如在将经整流的电流传递至负载之前，对来自有源整流器120的经整流的电流进行滤 波、对经整流的电流的功率因数进行校正、将经整流的电流的脉冲直流平滑为平滑的直流、 和/或转换电压。负载可以连接至DC输出线路156,并且例如可以包括被配置用于对移动 设备100的电池进行充电的电池充电器。电压调节器154可以作为电池充电器或其它负 载的一部分被整合。出于本公开的目的，由有源整流器120生成的"经整流的电流"无需被 限制为仅表现出来自交变电流的无源整流的电流，而是可以包括任意范围的经修改的属性 (包括以上所描述的那些属性）。 无线功率传送器160包括输入电压源162、半桥反相器164、反向器控制线路166、 电容器168和传送器线圈170。无线功率传送器160由此被配置为从传送器线圈170生成 感应无线功率传输。如图1所示，移动设备100被定位以将接收器线圈142感应地耦合至 无线功率传送器160的传送器线圈170,以使得具有感应交变电流形式的无线功率从传送 器线圈170被传送至接收器线圈142。接收器线圈142可以被配置用于接收无线功率传输， 其中有源整流器120经由接收器线圈142从无线功率传送器160和传送器线圈170接收交 变电流。 有源整流器120经由接收器线圈142接收交变电流。开关122、124、126和128被 配置为对经由接收器线圈142接收的交变电流进行整流，由此生成经整流的电流，并且将 经整流的电流传送至包括电压调节器154的下游负载电路151。在不同示例中，电压调节器 154可以是DC/DC转换器、线性调节器、低压差（LDO)调节器或者任意其它类型的调节本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于接收无线功率传输的设备，所述设备包括：有源整流器；整流器输入节点；连接至所述有源整流器的负载电路，所述负载电路包括电压调节器；以及控制器，被操作地耦合至所述有源整流器和所述电压调节器，所述控制器被配置为控制所述有源整流器和所述电压调节器以修改在所述整流器输入节点处的阻抗。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：M·阿格斯蒂内利，J·A·奥利弗，S·韦斯蒂，J·A·科波斯，
申请(专利权)人：英飞凌科技奥地利有限公司，
类型：发明
国别省市：奥地利;AT