能够具有根据由距离决定的最大电力传递及最大效率的有源整流器制造技术

公开一种无线电力接收装置，包括：栅极驱动器，其生成在开启电压与关闭电压间转换的栅极信号；整流器，其连接于电感器的两端，包括根据各个所述栅极信号而控制开启/关闭状态的FET；整流器输出感知部，其感知所述整流器的输出值；及阻抗控制部，其以所述输出值为基础，控制所述栅极信号的占空比及将所述FET变成开启状态的所述开启电压中一者以上，从而控制所述整流器的阻抗。

【技术实现步骤摘要】
能够具有根据由距离决定的最大电力传递及最大效率的有源整流器
本专利技术是涉及通过使无线电力接收装置包括的有源整流器的阻抗发生变化，从而能够使电力传递的效率最大化、使输出功率最大化的有源整流器的技术。
技术介绍
图1显示了使用以往的普通无源整流器或有源整流器的无线充电系统。无线充电接收系统200可以包括发射部201、发射侧天线261、接收侧天线262、外部匹配元件203、无源整流器或有源整流器204及稳压器(VoltageRegulator)205。其中，发射部201及发射侧天线261也可以包括于发射装置240。而且，接收侧天线262、外部匹配元件203、无源整流器或有源整流器204及稳压器(VoltageRegulator)205可以包括于接收装置250。所述接收装置250与所述发射装置240区分。所述一对天线261、262分别可以包括例如线圈而构成。所述无线充电接收系统200以天线261、262为基准，可以将所述发射装置侧称为一次侧，将所述接收装置侧称为二次侧。在使用无源整流器或以往有源整流器204的无线充电接收系统中，根据发射装置与接收装置的距离d，发射装置中呈现的阻抗发生变化。因此存在随着发射装置与接收装置间的距离变远，电力传递效率下降的问题。图2显示了图1的无线充电系统的阻抗等效电路。所述阻抗等效电路可以包括所述发射装置的阻抗210及所述接收装置的阻抗211。在所述无线充电接收系统中，所述发射装置的阻抗210的值会根据所述发射装置与所述接收装置的距离d而异。图3是为了帮助理解本专利技术而显示的，显示了相对于阻抗的电力传递效率与输出功率的关系图表。横轴代表阻抗RL/RS，左侧纵轴代表效率(Efficiency)，右侧纵轴代表输出功率(OutputPower)。以往的无线电力传输系统设计成接收装置阻抗无法调节的方式，无法补偿因发射装置与接收装置间距离导致的阻抗变化。因此，无法根据所述距离，优化接收装置的输出功率及效率。为了弥补这一部分，提出了根据所述距离，利用外部电容矩阵(capacitancematrix)等补偿接收装置的阻抗的另一技术，但这种技术要求追加的外部元件，因而具有因如此追加外部元件导致的费用及面积增加的问题，具备根据外部电容(capacitance)而补偿的量受到限制的问题。又一种以往无线电力传输系统中使用的包括阻抗变换的整流器，包括变换负载阻抗的结构。变换负载阻抗对负载电流或电压进行限制，因而存在根据用途(application)而会有运转限制的问题。
技术实现思路
(要解决的技术问题)如上所述，在无线电力传输系统中，接收装置的输出功率和电力传递效率主要受到电路的运转或电路消耗的损失、天线消耗的损失及电力传递期间发生的天线耦合系数引起的损失的影响。为了使电路的电力损失最小化，需要通过发射装置与接收装置间的阻抗匹配，使电抗成分最小化，为了使导通损失最小化，需要将阻抗成分设计得较小。与此相关，发射装置与接收装置的距离对阻抗变化产生影响，对电力传递效率及输出功率造成较大影响。如果能够根据发射装置与接收装置的距离，既定地保持阻抗，则可以获得高电力传递效率及输出功率。本专利技术旨在提供一种调节有源整流器使用的开关的开启时间、栅极电平及整流器内部的开关阻抗而使有源整流器的阻抗可变的方式。旨在提供一种使用所述方式，根据距离调节阻抗，调节有源整流器的阻抗，以便能够获得最大电力传递效率或最大输出功率的无线电力接收装置。(解决问题的手段)根据本专利技术，无需追加的外部元件，变更阻抗便可以获得无线充电接收装置的效率或最大输出功率。为了在无需追加的外部元件的情况下变化输入阻抗，可以调节有源整流器的开启时间、栅极电平与整流器内部的开关阻抗。为此，本专利技术可以包括有源整流器、信号生成部及计算最大效率或最大电力的构成。本专利技术一种观点的无线电力接收装置可以包括：栅极驱动器，其生成在开启电压与关闭电压间转换的栅极信号；整流器，其连接于电感器的两端，包括根据各个所述栅极信号而控制开启/关闭状态的FET(FieldEffectTransistor，场效应晶体管)；整流器输出感知部，其感知所述整流器的输出值；及阻抗控制部，其以所述输出值为基础，控制所述栅极信号的占空比及将所述FET变成开启状态的所述开启电压中一者以上，从而控制所述整流器的阻抗。此时，所述输出值包括所述整流器的输出电压及输出电流，所述阻抗控制部可以以所述输出值为基础，使得所述无线电力接收装置与向所述无线电力接收装置发送电力的无线电力发射装置间的电力传输效率或所述无线电力接收装置的输出功率最大化。此时，所述栅极信号为直接提供给所述FET的栅极的PWM(Pulse-WidthModulation，脉宽调制)信号，所述PWM信号可以具有所述关闭电压及所述开启电压中某一者，所述开启电压的大小可以由所述阻抗控制部控制。此时，所述阻抗控制部可以包括：栅极电压调节部；电力/效率计算部，其计算所述无线电力接收装置与向所述无线电力接收装置发送电力的无线电力发射装置间的电力传输效率或所述无线电力接收装置的输出功率；参数设置部，其以所述计算的电力传输效率或输出功率为基础，决定所述栅极信号的占空比，将所述决定的占空比提供给所述栅极驱动器，而且，决定开启所述FET的栅极电平，将所述决定的栅极电平提供给所述栅极电压调节部。此时，其特征可以在于，所述栅极电压调节部使得根据所述提供的栅极电平，调节所述栅极信号的所述开启电压；所述栅极驱动器以使所述栅极信号的占空比具有所述决定的占空比的方式，输出所述栅极信号。此时，所述整流器可以包括借助于所述电感器而以桥连形态连接的4个FET。此时，所述栅极电压调节部的工作电源可以从所述整流器提供。此时，可以还包括调整所述整流器的输出的稳压器。此时，所述整流器输出感知部可以包括感知所述整流器的输出电压的电压感知部及感知所述整流器的输出电流的电流感知部，所述电力/效率计算部可以利用所述电压感知部感知的所述输出电压及所述电流感知部感知的所述输出电流，计算所述电力传输效率或所述输出功率。根据本专利技术的又一观点，可以提供一种无线电力传递控制方法，所述无线电力传递控制方法在有源整流器中控制无线电力的传递效率及无线电力的最大电力值，所述源整流器包括：①栅极驱动器，其生成在开启电压与关闭电压间转换的栅极信号；②整流器，其连接于电感器的两端，包括根据各个所述栅极信号而控制开启/关闭状态的FET；③整流器输出感知部，其感知所述整流器的输出值；及④阻抗控制部，其控制所述整流器的阻抗。该方法包括：所述输出感知部感知所述整流器的输出电压及输出电流的步骤；所述阻抗控制部以所述输出电压及所述输出电流为基础，变化所述栅极信号的占空比及将所述FET变成开启状态的所述开启电压中一者以上的步骤；及所述阻抗控制部决定使得所述有源整流器与向所述有源整流器发送电力的无线电力发射装置间的电力传输效率或所述有源整流器的输出功率实现最大化的所述占空比及所述开启电压，并保持所述决定的值的步骤。此时，所述整流器可以包括借助于所述电感器而以桥连形态连接的4个FET。(专利技术的效果)根据本专利技术，可以根据无线充电接收装置与发射装置间的距离，变更无线充电接收装置的输入阻抗，使得无需追加外部元件，便可实现最大效率或最大电力传递。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无线电力接收装置(100)，包括：栅极驱动器(110)，其生成在开启电压与关闭电压间转换的栅极信号(S_g1)；整流器(120)，其连接于电感器(22)的两端，包括根据各个所述栅极信号而控制开启/关闭状态的FET(M1‑M4)；整流器输出感知部(130)，其感知所述整流器的输出值；及阻抗控制部(140)，其以所述输出值为基础，控制所述栅极信号的占空比及将所述FET变成开启状态的所述开启电压中一者以上，从而控制所述整流器的阻抗。

【技术特征摘要】
2017.12.12 KR 10-2017-01703941.一种无线电力接收装置(100)，包括：栅极驱动器(110)，其生成在开启电压与关闭电压间转换的栅极信号(S_g1)；整流器(120)，其连接于电感器(22)的两端，包括根据各个所述栅极信号而控制开启/关闭状态的FET(M1-M4)；整流器输出感知部(130)，其感知所述整流器的输出值；及阻抗控制部(140)，其以所述输出值为基础，控制所述栅极信号的占空比及将所述FET变成开启状态的所述开启电压中一者以上，从而控制所述整流器的阻抗。2.根据权利要求1所述的无线电力接收装置，其中，所述输出值包括所述整流器的输出电压及输出电流，所述阻抗控制部以所述输出值为基础，使得所述无线电力接收装置与向所述无线电力接收装置发送电力的无线电力发射装置间的电力传输效率最大化，或使得所述无线电力接收装置的输出功率最大化。3.根据权利要求1所述的无线电力接收装置，其中，所述栅极信号为直接提供给所述FET的栅极的PWM信号，所述PWM信号具有所述关闭电压及所述开启电压中某一者，所述开启电压的大小由所述阻抗控制部控制。4.根据权利要求1所述的无线电力接收装置，其特征在于，所述阻抗控制部包括：栅极电压调节部(141)；电力/效率计算部(142)，其计算所述无线电力接收装置与向所述无线电力接收装置发送电力的无线电力发射装置间的电力传输效率或所述无线电力接收装置的输出功率；参数设置部(143)，其以所述计算的电力传输效率或输出功率为基础，决定所述栅极信号的占空比，将所述决定的占空比提供给所述栅极驱动器，而且，决定开启所述FET的栅极电平，将所述决定的栅极电平提供给所述栅极电压调节部；所述栅极电压调节部使得根据所述提供的栅极电平，调节所述栅极信号的...

【专利技术属性】
技术研发人员：金学润，李康润，朴英俊，吴圣镇，金相润，张柄淇，朴成文，金起德，
申请(专利权)人：瑞尼斯股份有限公司，成均馆大学校产学协力团，
类型：发明
国别省市：韩国,KR