一种高效率的无线电磁感应整流电路制造技术

本实用新型专利技术公开一种高效率的无线电磁感应整流电路，其包括整流单元和开关单元，整流单元的输出端与开关单元的输入端连接，开关单元的输出端与负载相连；其中，所述整流单元采用PMOS管和NMOS管栅极交叉连接结构实现，利用耦合线圈两端的电平控制PMOS管和NMOS管的导通或关闭，形成桥式整流；开关单元设于整流单元和负载之间，防止负载上的电荷回流。本实用新型专利技术是在传统的桥式整流电路的基础上，用开关PMOS和NMOS替代二极管，并于输出端口增加受控开关器件或者单向导通器件，防止整流电路的输出高于整流电路的输入端时，出现电荷回流现象，从而提高整流效率和输出电压。本实用新型专利技术具有结构简单、易于实现、成本低廉等诸多优点，具有很强的经济性和实用性。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及无线能量传输处理
，特别是一种适合于射频识别集成电路或无线充电电路模块上使用的整流电路。
技术介绍
对于无线能量传输系统来说，其中一个关键的指标是能量传输效率。对于电磁感应型的能量传输系统来说，影响能量传输效率的因素主要包括以下几个方面:能量发射端驱动电路中能量的损耗；耦合线圈的规格、谐振频率、漏磁等因素引起的能量损耗；能量接收端把接收到的电能从交流电变成直流电过程中的能量损耗。整流电路用于将耦合线圈得到的交变电流变成直流，通常利用桥式整流的方式实现。参见图1所示的基本的桥式整流电路，该桥式整流电路利用二极管的单向导通性进行整流，采用4个二极管(二极管01、02、03、04)，两两对接。输入的交流信号正半部分时2只二极管导通，得到正的输出；输入交流信号的负半部分时，另外2只二极管导通，由于这2只二极管为反接，所以仍得到正的输出。由于二极管自身的结电压和正向电阻，使得基本的桥式整流电路电阻较大，损耗也较大。
技术实现思路
因此，针对上述的问题，本技术对传统的桥式整流电路进行改进，提出一种适用于无线电磁感应能量传输系统中低损耗、高效率的整流电路。为实现上述目的，本技术采用以下技术方案:一种高效率的无线电磁感应整流电路，包括整流单元和开关单元，整流单元的输出端与开关单元的输入端连接，开关单元的输出端与负载相连；其中，所述整流单元米用 PMOS 管(PMOS 是 positive channel Metal Oxide Semiconductor 的简称，是指N型衬底、P沟道，靠空穴的流动运送电流的MOS管)和NMOS管(NM0S是N-Mental-Oxide-Semiconductor的简称，是N型MOS管)栅极交叉连接结构实现，利用f禹合线圈两端的电平控制PMOS管和NMOS管的导通或关闭，形成桥式整流；在整流单元和负载之间插入开关单元，防止负载上的电荷回流。所述开关单元可采用受控开关器件或者单向导通器件实现。作为一种可行的方案，一种高效率的无线电磁感应整流电路，包括第一 N型MOS开关管丽1、第二 N型MOS开关管丽2、第三P型MOS开关管MP1、第四P型MOS开关管MP2、以及第一输出开关器件SWl和第二输出开关器件SW2 ;其连接关系如下:第一 N型MOS开关管丽I的栅极接于第二 N型MOS开关管丽2的漏端、第三P型MOS开关管MPl的栅极、以及第四P型MOS开关管MP2的源端，作为该整流单元的能量接收的第一端；第一 N型MOS开关管丽I的漏端接于第二 N型MOS开关管丽2的栅极、第三P型MOS开关管MPl的源端、以及第四P型MOS开关管MP2的栅极，作为该整流单元的能量接收的第二端；第一 N型MOS开关管丽I的源端和衬底接于GND端；第二 N型MOS开关管丽2的源端和衬底接于GND端；第三P型MOS开关管MPl的漏端接于第一输出开关器件SWl和第二输出开关器件SW2的一端，衬底作为输出端接于负载；第四P型MOS开关管MP2的漏端接于第一输出开关器件SWl和第二输出开关器件SW2的一端(也即第三P型MOS开关管MPl的漏端)，衬底接于负载；第一输出开关器件SW1，设置于第三P型MOS开关管MPl和第四P型MOS开关管MP2的共同漏端与负载之间，该第一输出开关器件SWl受整流单元的能量接收的第二端的电压控制；第二输出开关器件SW2，设置于第三P型MOS开关管MPl和第四P型MOS开关管MP2的共同漏端与负载之间，第二输出开关器件SW2受整流单元的能量接收的第一端的电压控制。作为一种较易实现的方式，一种高效率的无线电磁感应整流电路，包括耦合线圈Tl、第一 N型MOS开关管丽1、第二 N型MOS开关管丽2、第三P型MOS开关管MP1、第四P型MOS开关管MP2、第一输出开关器件SWl和第二输出开关器件SW2 ;其中，耦合线圈Tl，作为该整流电路的能量接收端；第一 N型MOS开关管丽I，其栅极接于耦合线圈Tl的A2端，漏端接于耦合线圈Tl的Al端，源端和衬底接于GND端；第二 N型MOS开关管丽2，其栅极接于親合线圈Tl的Al端，漏端接于親合线圈Tl的A2端，源端和衬底接于GND端；第三P型MOS开关管MP1，其栅极接于耦合线圈Tl的A2端，源端接于耦合线圈Tl的Al端，漏端接于第一输出开关器件SWl和第二输出开关器件SW2的左端，衬底接于输出负载的上端；第四P型MOS开关管MP2，其栅极接于耦合线圈Tl的Al端，源端接于耦合线圈Tl的A2端，漏端接于第一输出开关器件SWl和第二输出开关器件SW2的左端，衬底接于输出负载的上端；第一输出开关器件SW1，设置于第三P型MOS开关管MPl和第四P型MOS开关管MP2的共同漏端与输出负载之间，第一输出开关器件SWl受耦合线圈Tl的Al端的电压控制；第二输出开关器件SW2，设置于第三P型MOS开关管MPl和第四P型MOS开关管MP2的共同漏端与输出负载之间，第二输出开关器件SW2受耦合线圈Tl的A2端的电压控制。为了方便储能，该无线电磁感应整流电路还包括储能单元，该储能单元接于开关单元和负载之间。该储能单元可采用电容CL实现，该电容CL设置于第一输出开关器件SWl和第二输出开关器件SW2之后，作为储能器件。在整流单元的输出端口增加第一输出开关器件SWl和第二输出开关器件SW2等受控开关器件或者单向导通器件，防止整流单元的输出高于整流单元的输入端时，出现电荷回流现象，从而提高整流效率和输出电压。本技术采用上述方案，是在传统的桥式整流电路的基础上，用开关PMOS和NMOS替代二极管，并于输出端口增设开关单元，从而提高整流效率和输出电压。与普通桥式整流电路相比，本技术具有如下有益效果:1、利用PMOS和NMOS在耦合线圈上连接成栅极交叉结构，消除了普通桥式整流电路中二极管的正向结电压压降，提高了整流效率；2、整流单元和负载之间的开关单元的开启和关闭，均受耦合线圈的电压控制，当线圈端口的电压为高时，开关开启，整流单元向负载供电，当线圈端口的电压为低时，此时有负载电压高于线圈电压的情况存在，开关关闭，切断了负载到线圈的电荷回流，防止能量损耗，提高了整流效率。【附图说明】图1是现有的桥式整流电路示意图；图2是本技术的无线电磁感应整流电路的实施例的结构示意图。【具体实施方式】现有的桥式整流电路中，由于二极管自身的结电压和正向电阻，使得基本的桥式整流电路电阻较大，损耗也较大，为解决该问题，本技术提供了一种低损耗、高效率的整流电路，可适用于无线电磁感应能量传输系统。为阐述本技术的
技术实现思路
，现结合附图和【具体实施方式】对本技术进一步说明。请参阅图2所示，一种高效率无线电磁感应整流电路，包括耦合天线Tl、第一 N型MOS开关管丽1、第二 N型MOS开关管丽2、第三P型MOS开关管MP1、第四P型MOS开关管MP2、第一输出开关器件SW1、第二输出开关器件SW2、以及输出负载电容CL。第一 N型MOS开关管MNl，其栅极接于親合天线Tl的A2端，漏端接于親合天线Tl的Al端，源端和衬底接于GND端；第二 N型MOS开关管丽2，其栅极接于親合天线Tl的Al端，漏端接于親合天线Tl的A2端，源端和衬底接于GND本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高效率的无线电磁感应整流电路，其特征在于：包括整流单元和开关单元，整流单元的输出端与开关单元的输入端连接，开关单元的输出端与负载相连；其中，所述整流单元采用PMOS管和NMOS管栅极交叉连接结构实现，利用耦合线圈两端的电平控制PMOS管和NMOS管的导通或关闭，形成桥式整流；开关单元设于整流单元和负载之间，防止负载上的电荷回流。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：林桂江，任连峰，陈荣金，杨凤炳，谢文卉，
申请(专利权)人：厦门新页科技有限公司，
类型：新型
国别省市：福建;35