无线电源发送电路及其控制方法技术

本发明专利技术提出一种无线电源发送电路及其控制方法。无线电源发送电路包含电源转换电路、一电力逆变器电路、电感电容电路、谐振发送电路、以及控制电路。其中，电感电容电路，包括电感与电容，其中电感电容电路的电抗大致上为零。电感电容电路用以将交流输出电流转换为线圈电流。谐振发送电路包含至少一发送线圈与可变电容电路，其中线圈电流流经至少一发送线圈，用以将电感电容电源转换为谐振无线电源。控制电路，用以产生电容调整信号，以调节可变电容电路的阻抗，使谐振发送电路大致上操作于阻抗匹配状况。

【技术实现步骤摘要】
无线电源发送电路及其控制方法
本专利技术涉及一种无线电源发送电路，特别是指一种可使其中的谐振发送电路大致上操作于阻抗匹配(impedancematched)状况的无线电源发送电路。本专利技术也涉及用于无线电源发送电路的控制方法。
技术介绍
无线电源发射电路一般而言用于无线充电应用，需具有恒定电流(constantcurrent)控制功能，而在功率输入或输出过高时，又需转换为恒定功率(constantpower)控制模式，以避免损坏无线电源发射电路或是后级电路。图1显示一种现有技术的无线电源发送电路(无线电源发送电路1)，无线电源发送电路1包括一降压转换电路、一电力逆变器电路(powerinvertercircuit)、一谐振发送电路11、以及一谐振匹配电路12。其中谐振电流IRS根据电力逆变器电路的输入电压VS的位准而决定。电源发送电路1用以产生谐振无线电源Pwlrs，以供应充电电源予充电电路13。图1中所示的现有技术，其缺点在于需要相对较高的输入电压位准、相对较大的电压控制范围、以及很高分辨率的数字模拟转换器(未示出，用以控制降压转换电路与电力逆变器电路)，才能达到谐振电流IRS控制于恒定电流或是谐振无线电源Pwlrs控制于恒定功率的需求。谐振发送电路11包含电感Lp与电容Cp，以及反射阻抗Zeq。其中，反射阻抗Zeq为谐振发送电路11中的一个等效阻抗，其也受到接收端的充电电路13置放位置的影响而改变，此为本领域技术人员所熟知，在此不予赘述。图1中所示的现有技术，其缺点在于，由于谐振发送电路11将该交流输出电源转换为谐振无线电源Pwlrs以实现无线电源发送，以对接收端的充电电路13(例如充电电池或手机)充电。由于在实际的应用上，充电电路13与谐振发送电路11的相对位置不同时，谐振发送电路11的反射阻抗Zeq会因而不同，这造成了功率损失。如图2所示，反射阻抗Zeq包含实部的反射电阻Req与虚部的反射电抗Xeq。图2显示，当接收端的充电设备与谐振发送电路11的相对位置不同时，会改变反射阻抗Zeq。其中，反射阻抗Zeq包含了反射电阻Req与反射电抗Xeq。反射电抗Xeq越大，谐振发送电路11阻抗不匹配的情况越严重，谐振无线电源Pwlrs的功率损失越大。如果要维持恒定电流或恒定功率，需要输入更高的电压与更高的功率。如图3所示，当反射阻抗Zeq的虚部反射电抗Xeq越大，其所需要的电感Lp上的压降越高，才能达到相同的电感电流。本有鉴于此，本专利技术的目的在于，针对上述现有技术的缺点与不足，提出一种无线电源发送电路及其控制方法，可以解决前述现有技术的问题，减少谐振无线电源的功率损失，而实现恒定电流模式或恒定功率模式。
技术实现思路
为了实现上述专利技术目的，就其中一个观点言，本专利技术提供了一种无线电源发送电路，该无线电源发送电路包含：一电源转换电路(powerconvertercircuit)，用以转换一输入电压而产生一转换输出电压；一电力逆变器电路(powerinvertercircuit)，用以根据一操作信号而切换其中至少一开关，以将该转换输出电压转换而产生一交流输出电压，并供应一交流输出电流，借此产生一交流输出功率；一电感电容(LC)电路，与该电力逆变器电路耦接，该LC电路包括一电感与一电容，其中该LC电路的电抗(reactance)大致上为零，该LC电路用以将该交流输出电流转换为一线圈电流；一谐振发送电路，包含至少一发送线圈与一可变电容电路，其中该线圈电流流经该至少一发送线圈，而产生一谐振无线电源；以及一控制电路，用以产生该操作信号与一电容调整信号，其中该电容调整信号用以调节该可变电容电路的阻抗，使该谐振发送电路大致上操作于一阻抗匹配(impedancematched)状况。在一较佳实施例中，该控制电路控制该电源转换电路，及/或调整该操作信号而控制该电力逆变器电路，以于该交流输出功率低于一预设功率时，将该线圈电流维持于一预设固定线圈电流，且于该交流输出功率不低于该预设功率时，将该交流输出功率维持于该预设功率。在一较佳实施例中，该控制电路根据该操作信号或/及该线圈电流，而产生该电容调整信号，以调节该可变电容电路的阻抗，使该线圈电流维持于一第一区域最小值(localminimum)。在一较佳实施例中，该控制电路根据该交流输出电流，而产生该电容调整信号，以调节该可变电容电路的阻抗，使该交流输出电流维持于一第二区域最小值(localminimum)。在一较佳实施例中，该控制电路根据该LC电路中该电容的一电容跨压，而产生该电容调整信号，以调节该可变电容电路的阻抗，使该电容跨压维持于一第三区域最小值(localminimum)。在一较佳实施例中，该控制电路，调整该操作信号的一操作频率及/或一工作比，以控制该电力逆变器电路，以于该交流输出功率不高于该预设功率时，将该线圈电流维持于该预设固定线圈电流，且于该交流输出功率高于该预设功率时，将该交流输出功率维持于该预设固定输出功率。在一较佳实施例中，该电力逆变器电路为一半桥或全桥D类逆变器电路(classDinvertercircuit)、一E类逆变器电路(classEinvertercircuit)、或一差模(differentialmode)E类逆变器电路(classEinvertercircuit)。在一较佳实施例中，该电源转换电路为一切换式降压转换电路(buckconvertercircuit)，或一切换式升压转换电路(boostconvertercircuit)，或一切换式升降压转换电路(buck-boostconvertercircuit)，或一交流-直流转换电路(AC-DCconvertercircuit)。在一较佳实施例中，其中该LC电路中的该电感与该电容，与该发送线圈组成一电感电容电感谐振逆变器(LCL-resonantinverter)电路。就另一个观点言，本专利技术也提供了一种无线电源发送电路的控制方法，该无线电源发送电路用以发送一谐振无线电源，该无线电源发送电路的控制方法包含：转换一输入电压而产生一转换输出电压；根据一操作信号而切换至少一开关，以将该转换输出电压转换而产生一交流输出电压，并供应一交流输出电流，借此产生一交流输出功率；提供一电感电容(LC)电路，包括一电感与一电容，其中该LC电路的电抗(reactance)大致上为零，该LC电路用以将该交流输出电流转换为一线圈电流；通过将该线圈电流流经该至少一发送线圈，以将该LC电源转换为该谐振无线电源；以及产生一电容调整信号，用以调节一可变电容电路的阻抗，使该谐振发送电路大致上操作于一阻抗匹配(impedancematched)情况。在一较佳实施例中，当该交流输出功率低于一预设功率时，调整该转换输出电压或该交流输出电压，以将该线圈电流维持于一预设固定线圈电流，且于该交流输出功率不低于该预设功率时，调整该转换输出电压或该交流输出电压，以将该交流输出功率维持于该预设功率。在一较佳实施例中，该产生一电容调整信号，用以调节该可变电容电路的阻抗，使该谐振发送电路大致上操作于一阻抗匹配(impedancematched)情况的步骤包括：根据该操作信号或/及该线圈电流，而产生该电容调整信号，以调节该可变电容电路的阻抗，使该线圈电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无线电源发送电路，其特征在于，包含：一电源转换电路，用以转换一输入电压而产生一转换输出电压；一电力逆变器电路，用以根据一操作信号而切换其中至少一开关，以将该转换输出电压转换而产生一交流输出电压，并供应一交流输出电流，借此产生一交流输出功率；一电感电容电路，与该电力逆变器电路耦接，该电感电容电路包括一电感与一电容，其中该电感电容电路的电抗大致上为零，该电感电容电路用以将该交流输出电流转换为一线圈电流；一谐振发送电路，包含至少一发送线圈与一可变电容电路，其中该线圈电流流经该至少一发送线圈，而产生一谐振无线电源；以及一控制电路，用以产生该操作信号与一电容调整信号，其中该电容调整信号用以调节该可变电容电路的阻抗，使该谐振发送电路大致上操作于一阻抗匹配状况。

【技术特征摘要】
2017.06.21 US 62/522,9371.一种无线电源发送电路，其特征在于，包含：一电源转换电路，用以转换一输入电压而产生一转换输出电压；一电力逆变器电路，用以根据一操作信号而切换其中至少一开关，以将该转换输出电压转换而产生一交流输出电压，并供应一交流输出电流，借此产生一交流输出功率；一电感电容电路，与该电力逆变器电路耦接，该电感电容电路包括一电感与一电容，其中该电感电容电路的电抗大致上为零，该电感电容电路用以将该交流输出电流转换为一线圈电流；一谐振发送电路，包含至少一发送线圈与一可变电容电路，其中该线圈电流流经该至少一发送线圈，而产生一谐振无线电源；以及一控制电路，用以产生该操作信号与一电容调整信号，其中该电容调整信号用以调节该可变电容电路的阻抗，使该谐振发送电路大致上操作于一阻抗匹配状况。2.根据权利要求1所述的无线电源发送电路，其中，该控制电路控制该电源转换电路，及/或调整该操作信号而控制该电力逆变器电路，以于该交流输出功率低于一预设功率时，将该线圈电流维持于一预设固定线圈电流，且于该交流输出功率不低于该预设功率时，将该交流输出功率维持于该预设功率。3.根据权利要求1所述的无线电源发送电路，其中，该控制电路根据该操作信号或/及该线圈电流，而产生该电容调整信号，以调节该可变电容电路的阻抗，使该线圈电流维持于一第一区域最小值。4.根据权利要求1所述的无线电源发送电路，其中，该控制电路根据该交流输出电流，而产生该电容调整信号，以调节该可变电容电路的阻抗，使该交流输出电流维持于一第二区域最小值。5.根据权利要求1所述的无线电源发送电路，其中，该控制电路根据该电感电容电路中该电容的一电容跨压，而产生该电容调整信号，以调节该可变电容电路的阻抗，使该电容跨压维持于一第三区域最小值。6.根据权利要求2所述的无线电源发送电路，其中，该控制电路，调整该操作信号的一操作频率及/或一工作比，以控制该电力逆变器电路，以于该交流输出功率不高于该预设功率时，将该线圈电流维持于该预设固定线圈电流，且于该交流输出功率高于该预设功率时，将该交流输出功率维持于该预设固定输出功率。7.根据权利要求1所述的无线电源发送电路，其中，该电力逆变器电路为一半桥或全桥D类逆变器电路、一E类逆变器电路、或一差模E类逆变器电路。8.根据权利要求1所述的无线电源发送电路，其中，该电源转换电路为一切换式降压转换电路，或一切换式升压转换电路，或一切换式升降压转换电路，或一交流-直...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘国基，陈科宏，
申请(专利权)人：立锜科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71