操作无线电源发射器的反相器的方法及相应的装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了操作无线电源发射器的反相器的方法、无线电源发射器及非易失性计算机可读介质，其中，所述方法可包括：测量所述无线电源发射器能看到的负载的特征指示；根据所述特征指示确定所述反相器的占空比；以及使用所述确定的占空比切换所述反相器；其中，所述反相器的电压根据谐振网络而改变。本发明专利技术实施例可通过调整切换反相器的时间来提高效率。

Method and corresponding device for operating inverter of radio power emitter

The invention discloses a method and an operating wireless power transmitter wireless power transmitter and a nonvolatile computer readable medium, wherein, the method can include: measuring the wireless power transmitter can see indicating characteristic of load; the inverter is determined according to the duty ratio of the characteristics and determine the use of instructions; the duty ratio of the switching of the inverter; the voltage of the inverter is changed according to the resonant network. The embodiment of the invention can improve the efficiency by adjusting the time of switching the inverter.

【技术实现步骤摘要】
操作无线电源发射器的反相器的方法及相应的装置
本专利技术涉及无线电源输送
，尤其涉及操作无线电源发射器的反相器的方法、无线电源发射器及非易失性计算机可读介质。
技术介绍
作为不使用电线或连接器传输电源(power)的简便方式，无线电源传输系统(WirelessPowerTransferSystems，WPTS)变得越来越受欢迎。当前在产业中发展的WPTS可分为两种主要的类型：磁感应(MagneticInduction，MI)系统和磁谐振(MagneticResonance，MR)系统。这两种类型的系统均包括无线电源发射器和无线电源接收器。这两种类型的系统可被用于为处于其他应用中的移动设备(例如，智能电话)供电或充电。感应式WPTS系统通常操作在指定的几百赫兹的频率范围，其使用频率变化作为电源控制机制。磁谐振WPTS系统通常操作在单谐振频率，其使用输入电压调节(regulation)来控制输出电源。在典型的应用中，磁谐振WPTS系统操作在6.78MHz的频率。许多产业委员会均已致力于为基于无线电源传输的消费产品推进国际标准。当前，由于操作频率的不同，不同类型的WPTS系统无法互操作。E类放大器为基于开关模式的放大器，其使用电感电容网络(LC网络)的谐振来实现软切换(softswitching)以获得较高的效率。射频应用中常使用E类放大器。
技术实现思路
本专利技术提供操作无线电源发射器的反相器的方法、无线电源发射器及非易失性计算机可读介质，可通过调整切换反相器的时间来提高效率。本专利技术提供的一种操作无线电源发射器的反相器的方法，包括：测量所述无线电源发射器能看到的负载的特征指示；根据所述特征指示确定所述反相器的占空比；以及使用所述确定的占空比切换所述反相器；其中，所述反相器的电压根据谐振网络而改变。本专利技术提供的一种无线电源发射器，可包括：反相器，所述反相器的电压根据谐振网络而改变；以及控制电路，用于测量所述无线电源发射器能看到的负载的特征指示，根据所述特征指示确定所述反相器的占空比，以及使用所述确定的占空比切换所述反相器。本专利技术提供的一种非易失性计算机可读介质，包括存储在其中的指令，当处理器执行所述指令时，将执行本专利技术中操作无线电源发射器的反相器的方法，其中，所述反相器的电压根据谐振网络而改变。由上可知，本专利技术所提供的所有技术方案中，根据测量的无线电源发射器能看到的负载的特征指示确定反相器的占空比，并使用所述确定的占空比切换所述反相器，由此，本专利技术实施例可通过调整切换反相器的时间来提高效率。【附图说明】图1A示出硬切换的情形时电压与时间变化的关系图。图1B示出零电压切换情形时电压与时间的关系图。图1C示出二极管导电情形时电压与时间的关系图。图2示出无线电源系统100的框图。图3示出E类放大器30的一个实施例。图4根据本专利技术的一些实施例示出操作无线电源发射器的方法。图5示出阻抗Xref的范围的一个实施例。图6根据本专利技术的一个仿真示例示出对应不同阻抗情形的金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)的功率损耗的图示。【具体实施方式】在WPTS系统中，无线电源发射器和无线电源接收器可彼此电感耦合。由于彼此之间的间隙、线圈几何形状和/或布局位置的影响，无线电源发射器和无线电源接收器彼此松散地(loosely)耦合，也即，耦合系数(coefficient)相对较低。因为所述间隙、所述无线电源接收器的布局位置、所述无线电源接收器能看到的负载中的至少一个至少在耦合时改变，因此，所述无线电源发射器能看到的负载阻抗可能在较大范围内变化。例如，当多个接收器靠近所述发射器设置时，所述无线电源发射器能看到的负载阻抗可能变化，或者，当有外部的金属物体放置在所述发射器附近，所述无线电源发射器能看到的负载阻抗可能变化。当所述无线电源发射器包括使用电感电容谐振的反相器时，例如，E类放大器，所述无线电源发射器能看到的负载阻抗的变化将改变所述反相器(inverter)的调谐。当所述调谐被改变，所述反相器中的电流波或电压波的周期(timing)也将发生变化。因此，如图1A-1C所示，硬切换(hardswitching)或二极管导电(diodeconduction)将导致效率的降低。如图1A所示，当晶体管在跨越晶体管的电流或电压下降到0之前切换状态则发生硬切换，由此产生损耗功率(wastedpower)。例如，如图1A所示，在时间T0，当跨越晶体管的电压仍为高(例如，为电平A)时，晶体管切换状态。软切换(softswitching)为一种可减小电源电子开关中的损失(loss)的方式。当晶体管的操作被控制以使电压或电流限制为零或接近零时，晶体管切换状态，则发生软切换。如图1B所示，当跨越晶体管的电压为零或接近零时切换晶体管，也即执行零电压切换(为一种类型的软切换)，可能非常有益。例如，如图1B所示，在时间T0，当跨越晶体管的电压约为零时晶体管切换状态，这减小了晶体管切换时的功率损耗。但是，如图1C所示，如果跨越晶体管的电压过早下降至0，将发生二极管导电，导致二极管电压下降并降低效率。如图1C所示，在点C，跨越晶体管的电压下降为0，但是晶体管并不在点C切换状态而是等到时间T0才切换状态。晶体管的体二极管的二极管导电发生在点C和时间T0之间，这降低了效率。因此，期望操作无线电源发射器以获得图1B所示的周期，以获得零电压切换。但是，当无线电源发射器能看到的负载阻抗发生变化时，反相器的调谐也被改变，因此，如图1A或1C所示，调谐的改变将改变电压波的周期，并使效率由于硬切换或二极管导电而降低。目前存在针对E类放大器的失谐问题的一些解决方案，但是这些方案需要依赖放大器外部的器件，例如，可调的负载电容器，来改变反相器的LC网络中的电感或电容的效率值。改变电感或电容的效率值的机制可能需要额外的开关、电容器或电感器来控制效率电感或效率电容。所述额外的开关、电容器或电感器可能尺寸较大、成本较高或可能降低效率。本专利技术所描述的方案可在无线电源发射器能看到的阻抗改变时，通过调整切换反相器的时间来提高效率。因此，可产生接近期望的零电压切换的切换波形。在一些实施例中，在不需要调谐反相器的LC网络的效率电感或效率电容的情形下，便可产生上述接近期望的零电压切换的切换波形。在描述本专利技术的方案之前，将参考图2描述整个的WPTS系统。图2示出无线电源系统100的框图，其包括无线电源发射器1和无线电源接收器11。无线电源发射器1包括驱动电路7，驱动电路7包括反相器3用于通过匹配网络6驱动发射线圈10。无线电源发射器1可包括稳压源2(例如，电压调节器)用于为反相器3提供调节后的直流(DC)电压。稳压源2根据控制器5输出的控制激励产生所述调节后的直流电压。在一些实施例中，驱动电路7可为软切换电源转换器，例如，E类放大器，用于将反相器3的输入端的直流电压转换为交流(AC)输出电压以驱动发射线圈10。产生交流输出电压使无线电源通过电磁感应进行传输。控制器5可控制信号发生器9使用具有选择的无线电源传输频率的信号驱动反相器3。例如，反相器3可在频率100kHZ-205kHZ的频率范围发生切换，以将电源传输至设计为根据质量指标(该质量指标为对应低电源质量指标(Qi)的接收器的质量指本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种操作无线电源发射器的反相器的方法，其中，所述反相器的电压根据谐振网络而改变，其特征在于，所述包括：测量所述无线电源发射器能看到的负载的特征指示；根据所述特征指示确定所述反相器的占空比；以及使用所述确定的占空比切换所述反相器。

【技术特征摘要】
2016.04.13 US 62/321,780;2017.01.20 US 15/411,7491.一种操作无线电源发射器的反相器的方法，其中，所述反相器的电压根据谐振网络而改变，其特征在于，所述包括：测量所述无线电源发射器能看到的负载的特征指示；根据所述特征指示确定所述反相器的占空比；以及使用所述确定的占空比切换所述反相器。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述反相器包括E类放大器。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述负载的所述特征指示包括阻抗或电抗。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，根据所述无线电源发射器测量的信号的大小估计所述负载的所述特征指示。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，根据测得的电压和电流的大小估计所述负载的所述特征指示。6.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述特征指示确定所述反相器的占空比的步骤，包括：当所述阻抗的虚部下降时，增加所述占空比。7.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述特征指示确定所述反相器的占空比的步骤，包括：当所述阻抗的虚部增加时，减小所述占空比。8.一种无线电源发射器，其特征在于，包括：反相器，所述反相器的电压根据谐振网络而改变；以及控制电路，用于测量所述无线电源发射器能看到的负载的特征指示，根据所述特征指示确定所述反相器的占空比，以及使用所述确定的占空比切换所述反相器。9.如权利要求8所述的无线电源发射器，其特征在于，所述反相器包括E类放大器。10.如权利要求8所述的无线电源发射器，其特征在于，所述负载的所述特征指示包括阻抗或电抗。11.如权利要求10所述的无线电源发射器，其特征在于，所述控制电路根据所述无线电源发射器测量的信号的大小...

【专利技术属性】
技术研发人员：派翠克·史丹利·里尔，哈斯南·阿克拉姆，菲利普·法兰克·塔斯廷，
申请(专利权)人：联发科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71