无线电力接收电路和电子设备制造技术

本公开的实施例涉及电力接收电路和电子设备。根据本公开的一方面，提供了一种无线电力接收电路，包括：基于晶体管的整流器，被配置为接收AC输入电压；控制逻辑，被配置为接收过电压信号、并且生成用于控制所述基于晶体管的整流器的晶体管的致动的控制信号，以便使所述基于晶体管的整流器从所述AC输入电压产生经整流的输出电压；比较器，被配置为将所述经整流的输出电压与参考电压进行比较，并且如果所述经整流的输出电压大于所述参考电压，则确立所述过电压信号；以及其中所述控制逻辑响应于所述过电压信号的确立而确立所述控制信号，以使所述基于晶体管的整流器的每个晶体管同时接通。利用本公开的实施例，实现了更鲁棒的过电压保护。

【技术实现步骤摘要】
无线电力接收电路和电子设备
本申请涉及无线电力发射领域，并且具体地涉及用于保护无线地接收电力的设备免受因接收到无线电力而引起的过电压情况的电路和技术。
技术介绍
在诸如图1中所示出的典型无线充电系统10中，发射器系统12利用交流电向初级线圈13供电，从而在初级线圈13处产生振荡磁场。在接近于该初级线圈13放置的接收器18中的次级线圈19将由于在初级线圈13与次级线圈19之间的磁耦合而与场共振，从而根据法拉第感应定律而在次级线圈19中产生对应的交流电。通过使用在电力拾取单元20内的整流电路对在次级线圈19中的交流电进行整流，输出电力DC电力可以被产生以用于向负载21供电。这种典型无线充电系统10引起的问题是，如果输出电力(例如输出电压)超过安全操作电压，那么在接收器18内的设备可能会损坏。因此，监测输出电压并且采取动作以帮助确保电压不超过安全操作电压。试图确保输出电压不超过安全操作电压的一种常规技术是，当输出电压超过安全操作电压时停止对次级线圈中所感应的交流电的整流。该技术通过使整流电路的输入对接地短路，从而改变接收器的阻抗来工作，其结果是整流器从接收器接收更少的电力。虽然该技术在一些应用中按照预期工作，但这对于来自超过20W的发射器的电力输送的情况而言是不足的，这是因为通过使整流电路的输入短路而提供的阻抗降低是不足的。具体地，在整流器处接收到的电力在用于使整流电路的输入对接地短路的开关中被耗散，并且因此，接收器的阻抗修改是开关的开启电阻的函数。由于在接收器中耗散的电量是在整流器的输入处的阻抗的函数，因此在来自发射器的电力输送超过20W的情况下由该技术提供的不足的阻抗修改会导致过高的设备操作温度。该过高的设备操作温度接着可以导致在接收器内的其他设备发生故障，并且因为接收器可以被包含在诸如智能电话、智能手表或无线耳塞系统的设备内，所以可以存在许多此类设备。
技术实现思路
本公开的目的是提供无线电力接收电路，以至少部分地解决传统方案中存在的上述问题。根据本公开的一方面，提供了一种无线电力接收电路，包括：基于晶体管的整流器，被配置为接收AC输入电压；控制逻辑，被配置为接收过电压信号、并且生成用于控制所述基于晶体管的整流器的晶体管的致动的控制信号，以便使所述基于晶体管的整流器从所述AC输入电压产生经整流的输出电压；比较器，被配置为将所述经整流的输出电压与参考电压进行比较，并且如果所述经整流的输出电压大于所述参考电压，则确立所述过电压信号；以及其中所述控制逻辑响应于所述过电压信号的确立而确立所述控制信号，以使所述基于晶体管的整流器的每个晶体管同时接通。根据实施例，所述基于晶体管的整流器包括具有四个晶体管的基于晶体管的单相全波整流器；其中所述控制逻辑被配置为响应于所述过电压信号的确立而确立所述控制信号，以接通所述基于晶体管的单相全波整流器的所述四个晶体管；以及其中所述控制逻辑被配置为确立所述控制信号中的两个控制信号，以在不存在所述过电压信号的确立的情况下，一次性切换地接通所述基于晶体管的单相全波整流器的所述四个晶体管中的两个晶体管。根据实施例，所述控制信号包括第一控制信号、第二控制信号、第三控制信号以及第四控制信号；并且其中所述基于晶体管的整流器包括：第一n沟道晶体管，具有耦合至第三节点的漏极、耦合至第一节点的源极以及耦合至所述第一控制信号的栅极；第三n沟道晶体管，具有耦合至所述第一节点的漏极、耦合至接地的源极以及耦合至所述第三控制信号的栅极；第二n沟道晶体管，具有耦合至所述第三节点的漏极、耦合至第二节点的源极以及耦合至所述第二控制信号的栅极；以及第四n沟道晶体管，具有耦合至所述第二节点的漏极、耦合至接地的源极以及耦合至所述第四控制信号的栅极。根据实施例，所述控制逻辑被配置为响应于所述过电压信号的确立而确立所述第一控制信号、所述第二控制信号、所述第三控制信号以及所述第四控制信号，以接通所述第一n沟道晶体管、所述第二n沟道晶体管、所述第三n沟道晶体管以及所述第四n沟道晶体管。根据实施例，所述控制逻辑被配置为在不存在所述过电压信号的确立的情况下，在确立所述第一控制信号和所述第四控制信号与确立所述第二控制信号和所述第三控制信号之间进行切换。根据实施例，电路还包括电源电路，所述电源电路从所述经整流的输出电压生成输出信号。根据实施例，电路还包括负载，所述负载由所述输出信号供电。根据实施例，所述负载包括电池充电电路。根据实施例，所述负载包括电池。根据实施例，电路还包括低压差放大器，所述低压差放大器生成用于向所述控制逻辑供电的低电压输出。根据实施例，电路还包括电力接收线圈，所述电力接收线圈无线地接收所发射的电力，并且从所述电力产生所述AC输入电压。根据本公开的另一方面，提供了一种电子设备，包括：电池；电池充电电路；接收器线圈，接收无线发射的电力，并且从所述电力生成AC输入电压；无线电力接收电路，向所述电池充电电路供电，所述无线电力接收电路包括：单相全波整流器，接收所述AC输入电压；控制逻辑，接收过电压信号并且基于所述过电压信号来针对所述单相全波整流器生成控制信号，以使所述单相全波整流器从所述AC输入电压产生经整流的输出电压；比较器，将所述经整流的输出电压与参考电压进行比较，并且如果所述经整流的输出电压大于所述参考电压，则确立所述过电压信号；其中所述控制逻辑响应于所述过电压信号的确立而确立所述控制信号，以使所述单相全波整流器的所有晶体管同时接通；以及电源电路，从所述经整流的输出电压生成用于向所述电池充电电路供电的电力，从而使所述电池充电电路对所述电池进行充电。根据实施例，所述控制信号包括第一控制信号、第二控制信号、第三控制信号以及第四控制信号；并且其中所述单相全波整流器包括：第一n沟道晶体管，具有耦合至第三节点的漏极、耦合至第一节点的源极以及耦合至所述第一控制信号的栅极；第三n沟道晶体管，具有耦合至所述第一节点的漏极、耦合至接地的源极以及耦合至所述第三控制信号的栅极；第二n沟道晶体管，具有耦合至所述第三节点的漏极、耦合至第二节点的源极以及耦合至所述第二控制信号的栅极；以及第四n沟道晶体管，具有耦合至所述第二节点的漏极、耦合至接地的源极以及耦合至所述第四控制信号的栅极；其中所述AC输入电压跨所述第一节点和所述第二节点耦合。根据实施例，所述控制逻辑响应于所述过电压信号的确立而确立所述第一控制信号、所述第二控制信号、所述第三控制信号以及所述第四控制信号，以接通所述第一n沟道晶体管、所述第二n沟道晶体管、所述第三n沟道晶体管以及所述第四n沟道晶体管。根据实施例，所述控制逻辑在不存在所述过电压信号的确立的情况下，在确立所述第一控制信号和所述第四控制信号与确立所述第二控制信号和所述第三控制信号之间进行切换，从而使所述单相全波整流器从所述AC输入电压产生所述经整流的输出电压。根据本公开的另一方面，提供了一种无线电力接收电路，包括：基于晶体管的整流器，具有被配置为接收输入AC信号的第一输入第二输入，以及被配置为生成DC输本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无线电力接收电路，其特征在于，包括：/n基于晶体管的整流器，被配置为接收AC输入电压；/n控制逻辑，被配置为接收过电压信号、并且生成用于控制所述基于晶体管的整流器的晶体管的致动的控制信号，以便使所述基于晶体管的整流器从所述AC输入电压产生经整流的输出电压；/n比较器，被配置为将所述经整流的输出电压与参考电压进行比较，并且如果所述经整流的输出电压大于所述参考电压，则确立所述过电压信号；以及/n其中所述控制逻辑响应于所述过电压信号的确立而确立所述控制信号，以使所述基于晶体管的整流器的每个晶体管同时接通。/n

【技术特征摘要】
20190923 US 62/904,115;20200827 US 17/004,6891.一种无线电力接收电路，其特征在于，包括：
基于晶体管的整流器，被配置为接收AC输入电压；
控制逻辑，被配置为接收过电压信号、并且生成用于控制所述基于晶体管的整流器的晶体管的致动的控制信号，以便使所述基于晶体管的整流器从所述AC输入电压产生经整流的输出电压；
比较器，被配置为将所述经整流的输出电压与参考电压进行比较，并且如果所述经整流的输出电压大于所述参考电压，则确立所述过电压信号；以及
其中所述控制逻辑响应于所述过电压信号的确立而确立所述控制信号，以使所述基于晶体管的整流器的每个晶体管同时接通。


2.根据权利要求1所述的无线电力接收电路，其特征在于，所述基于晶体管的整流器包括具有四个晶体管的基于晶体管的单相全波整流器；其中所述控制逻辑被配置为响应于所述过电压信号的确立而确立所述控制信号，以接通所述基于晶体管的单相全波整流器的所述四个晶体管；以及其中所述控制逻辑被配置为确立所述控制信号中的两个控制信号，以在不存在所述过电压信号的确立的情况下，一次性切换地接通所述基于晶体管的单相全波整流器的所述四个晶体管中的两个晶体管。


3.根据权利要求1所述的无线电力接收电路，其特征在于，所述控制信号包括第一控制信号、第二控制信号、第三控制信号以及第四控制信号；并且其中所述基于晶体管的整流器包括：
第一n沟道晶体管，具有耦合至第三节点的漏极、耦合至第一节点的源极以及耦合至所述第一控制信号的栅极；
第三n沟道晶体管，具有耦合至所述第一节点的漏极、耦合至接地的源极以及耦合至所述第三控制信号的栅极；
第二n沟道晶体管，具有耦合至所述第三节点的漏极、耦合至第二节点的源极以及耦合至所述第二控制信号的栅极；以及
第四n沟道晶体管，具有耦合至所述第二节点的漏极、耦合至接地的源极以及耦合至所述第四控制信号的栅极。


4.根据权利要求3所述的无线电力接收电路，其特征在于，所述控制逻辑被配置为响应于所述过电压信号的确立而确立所述第一控制信号、所述第二控制信号、所述第三控制信号以及所述第四控制信号，以接通所述第一n沟道晶体管、所述第二n沟道晶体管、所述第三n沟道晶体管以及所述第四n沟道晶体管。


5.根据权利要求4所述的无线电力接收电路，其特征在于，所述控制逻辑被配置为在不存在所述过电压信号的确立的情况下，在确立所述第一控制信号和所述第四控制信号与确立所述第二控制信号和所述第三控制信号之间进行切换。


6.根据权利要求1所述的无线电力接收电路，其特征在于，还包括电源电路，所述电源电路从所述经整流的输出电压生成输出信号。


7.根据权利要求6所述的无线电力接收电路，其特征在于，还包括负载，所述负载由所述输出信号供电。


8.根据权利要求7所述的无线电力接收电路，其特征在于，所述负载包括电池充电电路。


9.根据权利要求7所述的无线电力接收电路，其特征在于，所述负载包括电池。


10.根据权利要求6所述的无线电力接收电路，其特征在于，还包括低压差放大器，所述低压差放大器生成用于向所述控制逻辑供电的低电压输出。


11.根据权利要求1所述的无线电力接收电路，其特征在于，还包括电力接收线圈，所述电力接收线圈无线地接收所发射的电力，并且从所述电力产生所述AC输入电压。


12.一种电子设备，其特征在于，包括：
电池；
电池充电电路；
接收器线圈，接收无线发射的电力，并且从所述电力生成AC输入电压；
无线电力接收电路，向所述电池充电电路供电，所述无线电力接收电路包括：
单相全波整流器，接收所述AC输入电压；
控制逻辑，接收过电压信号并且基于所述过电压信号来针对所述单相全波整流器生成控制信号，以使所述单相全波整流器从所述AC输入电压产生经整流的输出电压；
比较器，将所述经整流的输出电压与参考电压进行比较，并且如果所述经整流的输出电压大于所述参考电压，则确立所述过电压信号；
其中所述控制逻辑响应于所述过电压信号的确立而确立所述控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·R·赫格德，张志荣，
申请(专利权)人：意法半导体亚太私人有限公司，
类型：新型
国别省市：新加坡;SG