电子装置、解调方法及无线功率传输系统制造方法及图纸

本申请提出了一种电子装置、解调方法及无线功率传输系统，所述装置包括：差分放大器单元，具有耦合到第一线圈和第一谐振电容的共节点的第一输入端，以及耦合到电桥的开关节点的第二输入端；过参考电压比较器单元，具有耦合到差分放大器单元的输出端的输入端；以及逻辑单元，具有耦合到过参考电压比较器单元的输出端的第一输入端，和耦合到电桥的开关节点的第二输入端，其中逻辑单元配置为生成用于获取调制信号的信号。制信号的信号。制信号的信号。

【技术实现步骤摘要】
电子装置、解调方法及无线功率传输系统


[0001]本申请涉及一种解调装置，以及在特定的实施例中，涉及用于解调无线功率传输系统中信号的方法。

技术介绍

[0002]随着技术的进一步发展，无线功率传输已成为向基于电池的移动设备(如手机、平板电脑、数码相机、MP3播放器和/或类似设备)供电或充电的高效和便捷的机制。无线功率传输系统通常包括原边发射器和副边接收器。原边发射器通过磁场耦合与副边接收器进行磁耦合。磁耦合可以实现为松耦合的变压器，该变压器具有形成于原边发射器的原边线圈和形成于副边接收器的副边线圈。
[0003]原边发射器可以包括功率转换单元，例如功率转换器的原边。该功率转换单元与电源耦合，并能够将功率转换为无线功率信号。副边接收器能够通过松耦合的变压器接收无线功率信号，并将接收到的无线功率信号转换为适合负载的电功率。
[0004]在无线功率传输系统中，可以根据副边接收器的运行参数生成各种控制信号。该控制信号可从副边接收器传输到原边发射器。特别地，控制信号可以使用适当的调制方案，以调制信号的形式从接收器线圈传输到发射器线圈。幅移键控(ASK)是无线功率传输系统的接收器中广泛使用的调制方案。ASK是通过调制无线功率传输系统中的模拟信号的振幅来进行的。信息是通过模拟信号的振幅变化传递的。模拟传感设备被用来检测控制信号，这些信号可能包括在应用到传输线圈的电流和/或电压中。在原边发射器处的解调器可被用于解调由模拟传感装置检测到的信号，并将解调信号馈送至发射器控制器，以便更好地控制发射器的运行。
[0005]通信信息可以通过改变发射器的运行参数从接收器传输到发射器。一种相对简单的改变发射器运行参数的方法是基于阻抗调制方法。例如，一对电容开关网络分别与接收器线圈的两端耦合。在通信过程中，这对电容开关网络的开关被接通和关闭，从而使耦合到接收器线圈的阻抗发生变化。阻抗的变化对发射器的电气特性有影响。为了应对这种影响，一些运行参数(例如，流经发射器线圈的电流和/或发射器线圈上的电压)可能会变化。发射器中的控制电路检测到至少一个运行参数的变化，并通过解调该运行参数的变化获取通信信息。
[0006]随着无线功率传输系统的进一步发展，无线功率传输系统的频率也极大地增加。无线充电WPC1.3标准的工作频率在87KHz至205KHz范围内。接收端的ASK信号调制方法主要是电容调制。ASK信号调制的优点是调制信号很强，容易被解调。ASK信号调制的缺点是该调制可能会降低无线功率传输效率。此外，该调制方式可能会引起噪声问题。
[0007]为了解决上述问题，一些接收器的工作频率已经提高到360KHz。调制方法已从基于电容的调制方案改为基于电阻的调制方案。该调制方式产生的数据信号相对较弱。传统的解调方式在处理微弱的数据信号时可能会有很高的丢包率。
[0008]随着无线功率传输系统的功率越来越高，可能需要有效和可靠地解调从接收器传
输到发射器的通信信息。本公开内容解决了这一需求。

技术实现思路

[0009]这些和其他问题一般通过本公开的优选实施例得到解决或规避，并且一般实现技术优势，该实施例提供了用于解调无线功率传输系统中的发射器信号的方法。
[0010]根据一个实施例，提供了一种电子装置，包括：差分放大器单元，具有耦合到第一线圈和第一谐振电容的共节点的第一输入端，以及耦合到电桥的开关节点的第二输入端；过参考电压比较器单元，具有耦合到所述差分放大器单元的输出端的输入端；以及逻辑单元，具有耦合到所述过参考电压比较器单元的输出端的第一输入端，和耦合到所述电桥的开关节点的第二输入端，其中所述逻辑单元配置为生成用于获取调制信号的信号。
[0011]根据另一个实施例，提供了一种解调方法，包括：在解调过程中，使用差分放大器单元，将谐振电容上的电压信号转换为包括交流分量和直流分量的中间信号；使用直流阻断单元去除所述中间信号中的直流分量；将所述中间信号的交流分量馈入过参考电压比较器单元，以生成第一PWM信号；以及对所述第一PWM信号和开关节点信号进行逻辑运算，以生成第二PWM信号，用于获取调制信号。
[0012]根据又一个实施例，提供了一种无线功率传输系统，包括：发射器线圈，配置为与接收器线圈磁耦合；谐振电容，与所述发射器线圈串联连接在全桥转换器的第一开关节点和第二开关节点之间；以及解调装置，包括级联连接的第一解调单元和第二解调单元，其中所述第一解调单元包括：差分放大器单元，具有耦合到第一线圈和第一谐振电容的共节点的第一输入端，以及耦合到所述全桥转换器的开关节点的第二输入端；直流阻断单元，具有耦合到所述差分放大器单元的输出端的输入端；过参考电压比较器单元，具有耦合到所述直流阻断单元的输出端的输入端；以及逻辑单元，具有耦合到所述过参考电压比较器单元的输出端的第一输入端，和耦合到所述全桥转换器的开关节点的第二输入端，其中所述逻辑单元配置为生成用于获取调制信号的信号。
[0013]前面已经相当广泛地概述了本公开的特征和技术优点，以便可以更好地理解以下公开的详细描述。下文将描述本公开的附加特征和优点，其构成本公开权利要求的主题。本领域技术人员应当理解，所公开的概念和具体实施例可以容易地用作修改或设计用于实现本公开的相同目的的其他结构或过程的基础。本领域技术人员还应该认识到，这样的等效结构不脱离所附权利要求中阐述的本公开内容的精神和范围。
附图说明
[0014]为了更完整地理解本公开内容及其优点，现结合附图参考以下描述，其中：
[0015]图1示出了根据本公开的各种实施例的无线功率传输系统的简化框图；
[0016]图2示出了根据本公开的各种实施例的无线功率传输系统的框图；
[0017]图3示出了根据本公开的各种实施例的无线功率传输系统的示意图；
[0018]图4示出了根据本公开的各种实施例的图1中所示的解调装置的框图；
[0019]图5示出了根据本公开的各种实施例的图4中所示的第一解调单元的示意图；
[0020]图6示出了根据本公开的各种实施例的生成第二PWM信号的解调过程时序图；
[0021]图7示出了根据本公开的各种实施例的图4中所示的第二解调单元的示意图；以及
[0022]图8示出了根据本公开的各种实施例的无线功率传输系统中的信号解调方法的流程图。
[0023]除非另有说明，不同附图中的对应数字和符号通常指对应的部分。绘制这些附图是为了清楚地说明各种实施例的相关方面，并不一定按比例绘制。
具体实施方式
[0024]下面详细讨论当前优选实施例的制作和使用。然而，应该理解的是，本公开提供了许多可以体现在各种特定背景中的可应用的专利技术概念。所讨论的具体实施例仅用于说明制作和使用本专利技术的具体方式，并不限制本专利技术的范围。
[0025]本公开将针对特定背景中的实施例进行描述，即用于控制无线功率传输系统中的高速通信装置的方法。然而，本公开也可以应用于控制电子系统中各种通信设备。下文中，将参考附图具体解释各种实施本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电子装置，包括：差分放大器单元，具有耦合到第一线圈和第一谐振电容的共节点的第一输入端，以及耦合到电桥的开关节点的第二输入端；过参考电压比较器单元，具有耦合到所述差分放大器单元的输出端的输入端；以及逻辑单元，具有耦合到所述过参考电压比较器单元的输出端的第一输入端，和耦合到所述电桥的开关节点的第二输入端，其中所述逻辑单元配置为生成用于获取调制信号的信号。2.根据权利要求1所述的电子装置，其中，所述电桥是无线功率传输系统的发射器中的全桥，并且其中，所述电桥包括：串联连接在第一电压总线和第二电压总线之间的第一开关和第二开关；以及串联连接在所述第一电压总线和所述第二电压总线之间的第三开关和第四开关，其中所述第一线圈和所述第一谐振电容串联连接在所述第一开关和所述第二开关的共节点以及所述第三开关和所述第四开关的共节点之间，且其中所述第三开关和所述第四开关的共节点是所述电桥的开关节点。3.根据权利要求1所述的电子装置，其中，所述第一线圈被配置为与第二线圈磁耦合，并且其中所述第二线圈通过第二谐振电容与整流器耦合。4.根据权利要求1所述的电子装置，其中，所述差分放大器单元包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻和第一放大器，且其中，所述第一电阻连接在所述差分放大器单元的第一输入端和所述第一放大器的同相输入端之间；所述第二电阻连接在所述差分放大器单元的第二输入端和所述第一放大器的反相输入端之间；所述第三电阻连接在偏置电压和所述第一放大器的同相输入端之间；以及所述第四电阻连接在所述第一放大器的反相输入端和所述第一放大器的输出端之间。5.根据权利要求4所述的电子装置，其中，所述差分放大器单元被配置为接收包括正弦波分量和方波分量的输入信号，并通过从所述输入信号去除方波分量来生成输出信号。6.根据权利要求1所述的电子装置，还包括：直流阻断单元，连接在所述差分放大器单元的输出端和所述过参考电压比较器单元的输入端之间；所述直流阻断单元包括串联连接的第五电阻和直流阻断电容。7.根据权利要求1所述的电子装置，其中，所述过参考电压比较器单元包括第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻和第一比较器，并且其中，所述第六电阻和所述第八电阻串联连接在电源电压和地之间，所述第六电阻和所述第八电阻的共节点连接到所述过参考电压比较器单元的输入端；所述第七电阻和所述第九电阻串联连接在所述电源电压和所述地之间；
所述第一比较器的同相输入端连接到所述第六电阻和所述第八电阻的共节点；以及所述第一比较器的反相输入端连接到所述第七电阻和所述第九电阻的共节点。8.根据权利要求7所述的电子装置，其中，所述过参考电压比较器单元被配置为将所述直流阻断单元生成的正弦波信号转换为第一PWM信号。9.根据权利要求7所述的电子装置，其中，所述逻辑单元是或门，所述或门配置为将所述第一PWM信号和所述开关节点上的电压信号结合成第二PWM信号，并且其中所述第二PWM信号被用于获取调制信号。10.根据权利要求1所述的电子装置，进一步包括：数据提取电路，具有耦合到所述逻辑单元的输出端的输入端，其中所述数据提取电路包括级联连接的带通滤波器单元、低频信号放大器单元和比较器单元。11.根据权利要求10所述的电子装置，其中，所述带通滤波器单元包括：串联连接在所述带通滤波器单元的输入端和输出端之间的第十电阻和第四电容；连接在所述第十电阻和所述第四电容的共节点与地之间的第三电容；以及连接在所述带通滤波器单元的输出端和地之间的第十一电阻；所述低频信号放大器单元包括：第二放大器，具有与所述带通滤波器单元的输出端连接的同相输入端；串联连接在所述第二放大器的反相输入端和地之间的第十二电阻和第五电容；以及连接在所述第二放大器的反相输入端和所述第二放大器的输出端之间的第十三电阻；所述比较器单元包括：串联连接在所述比较器单元的输入端和地之间的第十四电阻和第六电容；串联连接在所述比较器单元的输入端和地之间的第十五电阻和第七电容；以及第二比较器，具有连接到所述第十四电阻和所述第六电容的共节点的同相输入端，连接到所述第十五电阻和所述第七电容的共节点的反相输入端，以及配置为生成用于基于微处理器处理的数据信号的输出端。12.一种解调方法，包括：在解调过程中，使用差分放大器单元，将谐振电容上的电压信号转换为包括交流分量和直流分量的中间信号；使用直流阻断单元去除所述中间信号中的直流分量；将所述中间信号的交流分量馈入过参考电压比较器单元，以生成第一PWM信号；以及对所述第一PWM信号和开关节点信号进行逻辑运算，以生成第二PWM信号，用于获取调制信号。13.根据权利要求12所述的解调方法，其中，所述谐振电容在无线功率传输系统的发射器中，所述谐振电容和发射器线圈串联连接在全桥转换器的第一开关节点和第二开关节点之间，所述全桥转换器包括：串联连接在第一电压总线和第二电压总线之间的第一开关和第二开关；以及串联连接在所述第一电压总线和所述第二电压总线之间的第三开关和第四开关，且其中所述第一开...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾运强，李锃，罗志军，范玲莉，蒙航，
申请(专利权)人：伏达半导体合肥股份有限公司，
类型：发明
国别省市：