具有可调整功率输出的共振无线供电驱动器制造技术

本发明专利技术提供一种共振无线供电系统，其包括信号产生器与放大器架构。信号产生器提供一输入信号波形。放大器架构由一固定直流供应电压来供电。放大器架构配置为差动放大器或单端放大器一样被操作，以提供两个不同的输出功率等级、在促发模式下提供输出功率等级范围、或者使用在被调整的匹配网络中的电容器来提供输出功率等级范围。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】具有可调整功率输出的共振无线供电驱动器 优先权信息 此申请案基于编号为No. 61/782604,且于2013年3月14日申请的临时申请案而 主张优先权，上述所列的专利参考文献全体皆引用作为本说明书的揭示内容。
技术介绍
本专利技术是有关于一种共振无线供电（RffP)，特别是有关于一种共振无线供电驱动 器，其具有可调整的电源输出。 无线供电（WP)传送系统使用在两个电磁线圈之间的互电感，以透过电磁感应来 传送功率。这些系统一般归类于"感应"或"共振"。在一个纯粹的感应无线供电传送系统 中，其运作如同变压器的一次侧绕阻的源线圈，被电压或电源所驱动。其运作如同二次侧绕 阻的接收线圈，则直接地连接或者透过一交流耦合电容器来连接桥式整流器。在此两个绕 阻中的电压以及电流可由通常用来描述变压器的比例关系来决定。 在一共振无线供电（RWP)传送系统中，源线圈以及接收线圈连接至多个电容器以 形成电共振器。以电路设计的观点来看，这些电容器的功能是用来消除电感器的一些电抗 性阻抗，这使得更多的功率在一既定电压上传送。这些电感器的阻抗以及电容器在与操作 频率相反的方向上变化，所以消除仅在较小的频率范围中有效。换句话说，共振无线供电系 统利用一些被调整至功率将被传送时所处的特定频率的电路。这些电路一般不允许电源在 其它频率上传送。 为了让RWP在大范围的负载条件下高效率地操作，无线供电源（source)的功率输 出必须是可调整的。若无线供电源的功率输出太低，可能无法提供足够的功率给接受装置。 若无线供电源的输出功率太高，可能造成额外的电流，导致能源的浪费。 对于MHz频率的RWP供电源，经常使用E类放大器来将直流功率转换为交流。此 E类放大器仅在一特定工作周期上有效，所以不可能使用工作周期控制来调变功率，一般也 不可能随着所有接收装置被调整至一特定频率而改变频率。调整功率等级的已知方式是在 输入直流电源供应与E类放大器之间的直流-直流转换器。然而，此直流-直流转换器将 导致一些效能损失，也增加了供应源电子电路设计方面的复杂度。
技术实现思路
根据本专利技术的一方面，提供了一种共振无线供电（RWP)系统，其包括信号产生器 与放大器架构。信号产生器提供一输入信号波形。放大器架构由一固定直流供应电压来供 电。放大器架构配置为差动放大器或单端放大器一样被操作，以提供两不同的输出功率等 级、在促发模式下提供一输出功率等级范围、或者使用在被调整的一匹配网络中的一电容 器来提供一输出功率等级范围。 根据本专利技术的另一方面，提供了一种控制方法，用以控制共振无线供电系统。此控 制方法包括步骤：提供一放大器架构。此放大器架构由一固定直流供应电压来供电。放大 器架构配置被使用差动放大器或单端放大器操作，以提供两不同的输出功率等级、在促发 模式下提供一输出功率等级范围、或者使用在被调整的一匹配网络中的一电容器来提供一 输出功率等级范围。【附图说明】 图1表示共振无线供电传送器的一示例。 图2表不根据本专利技术一实施例的系统，其改变放大器的输出功率。 图3表示根据本专利技术另一实施例的系统，其改变放大器的输出功率。 图4表示促发模式模式的特性。 图5表不根据本专利技术又一实施例的系统，其改变放大器的输出功率。 图6表示根据本专利技术一实施例的简化供电源电路。 图7表示根据本专利技术一实施例的匹配阻抗控制架构。 图8表示根据本专利技术一实施例，着重于差动E类放大器的共振无线供电系统。【具体实施方式】 本专利技术实施例提供一种电路与方法，以控制来自E类放大器的功率而不需使用工 作周期控制、频率变异、或直流-直流转换器。 图1是表示共振无线供电传送器2的一示例。一固定直流电压12提供电源输入 至传送器。直流-直流转换器4将此固定直流电压12转换至放大器8所要求的电压电平。 信号产生器6提供相位与频率参考信号至放大器输入端。 在共振无线供电（RWP)传送器2的一实施例中，这些信号包括具有连续固定频率 且相位彼此相反的两个方波。放大器8在信号产生器6的频率下根据直流-直流的输出来 产生输出功率。放大器8的输出功率透过匹配网络10而传送至源线圈L1。匹配网络10提 供在放大器8与源线圈Ll之间的阻抗匹配，确保功率有效地传送至源线圈Ll。当一相配的 接收线圈耦接源线圈Ll时，其透过电磁耦合来无线地接收功率。 根据无线供电系统的操作条件，出自供电源的所需功率可在一些范围中变化。在 图1的系统中，改变放大器输出功率的常见方法是改变在放大器输入上的电压。直流-直 流转换器4只在需要时被要求来改变放大器输出功率。假使输出功率可藉由使用固定电压 12而改变，则可排除直流-直流转换器4,因此改善效率并减少系统复杂度。虽然频率与 工作周期调变已使用于感应充电系统以改变供电源功率，但是此技术并不适合于高共振系 统。可理解，放大器8可包括任何类型的放大器，例如D类、E类、F类放大器。 图2表示根据本专利技术一实施例的系统20,其改变放大器8的输出功率而不需使用 输入电压、频率、或工作周期调变。在此方块图中，放大器8是直接地由固定直流电压12供 电，而此处不具有直流-直流转换器。图中所示的放大器8通常是如同差动放大器一样被操 作，产生相等以及反向的输出电压。事实上，放大器8包括两个组件放大器22与24。假使 信号产生器6禁能其频率参考信号的其中之一，对应的组件放大器24则不起作用。因此， 来自放大器8的输出功率可减少一半。这提供了输出功率调整的两个等级，对于一些基本 的无线供电系统来说可能是足够的。 图3表示根据本专利技术另一实施例的系统30,其改变源输出功率。如同在图2的实 施例所示，放大器8由固定直流电压12来供电。在此方法中，信号产生器6所提供的频率参 考信号并非是连续方波，而是一系列连串在操作频率下的促发模式，在其中穿插多个静止 期间。此波群当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种共振无线供电(RWP)系统，包括：一信号产生器，提供一输入信号波形；以及一放大器架构，由一固定直流供应电压来供电，其中，该放大器架构配置为差动放大器或单端放大器一样被操作，以提供两个不同的输出功率等级、在促发模式下提供一输出功率等级范围、或者使用在被调整的匹配网络中的电容器来提供一输出功率等级范围。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：帕特里克·史丹利·里尔，阿南德·萨慕斯，颜永智，
申请(专利权)人：联发科技新加坡私人有限公司，
类型：发明
国别省市：新加坡;SG