使用整流电路的电压控制制造技术

本公开的方面涉及与使用整流电路进行电压控制相关的方法、装置和系统。根据示例性实施例，装置包括天线、电容器和电压控制电路。电压控制电路包括：第一整流电路，用来对无线信号进行整流并向输出负载提供经整流的信号；第二整流电路，用来对无线信号进行整流并向电容器提供经整流的信号；以及控制逻辑电路，相对于阈值调节提供至输出负载的输出电压。针对每个整流周期，控制逻辑电路确定输出电压是否高于阈值，响应于确定输出电压低于阈值而启用第一整流电路，并且响应于确定输出电压高于阈值而启用第二整流电路。

【技术实现步骤摘要】

各实施例的方面涉及集成电路装置，更具体地，涉及使用整流电路进行电压控制的装置和方法。
技术介绍
可以对许多装置进行无线供电。对装置进行无线供电可以指使用诸如感应或磁耦合将电能从无线电能发射器传输至被无线供电的装置(例如，无线电能接收器)。例如，第一装置(例如，无线电能发射器)可以向第二装置(例如，被无线供电的装置)发射无线信号。第二装置使用天线来接收无线信号。无线信号可以对第二装置的负载供电。在各种实例中，被无线供电的装置可以使用整流电路将无线信号从交流电(AC)信号转换为直流电(DC)信号。AC信号可以周期性地反转极性，而DC信号可以在一个方向流动。集成电路(IC)装置可以允许一个方向的流动。由于附接负载和/或输入磁场的变化，输出电压和从整流电路至负载的电流也可能变化。在很多实例中，通过整流电路来调节输出到负载的电压并产生恒压源可能是有益的。这些和其它事物已在各种应用中对被无线供电的装置实现的效率提出了挑战。
技术实现思路
各示例性实施例涉及被无线供电的装置及其实现。根据示例性实施例，装置包括天线、电容器和电压控制电路。电压控制电路包括：第一整流电路，用来对通过无线信号进行整流并向输出负载提供经整流的信号；第二整流电路，用来对通过无线信号进行整流并向电容器提供经整流的信号；以及控制逻辑电路，相对于阈值调节提供至输出负载的输出电压。针对每个整流周期，控制逻辑电路被配置和布置为确定输出电压
是否高于阈值电压值，响应于确定输出电压低于阈值电压值而启用第一整流电路，以便向输出负载提供经整流的信号，并且响应于确定输出电压高于阈值而启用第二整流电路，以便向电容器提供经整流的信号。根据另一示例性实施例，装置包括天线、电容器和电压调节器电路。电压调节器电路包括：被配置和布置为对通过天线接收到的无线信号进行整流并向输出负载提供经整流的信号的第一整流电路，被配置和布置为对通过天线接收到的无线信号进行整流并向电容器提供经整流的信号的第二整流电路，以及被配置和布置为相对于阈值电压值调节提供至输出负载的输出电压的控制逻辑电路。针对与无线信号的半波相关联的每个整流周期，控制逻辑电路被配置和布置为将输出电压和阈值电压值相比较。响应于电压低于阈值电压值，控制逻辑电路被配置和布置为启用第一整流电路的第一路径和第二路径之一，以向输出负载提供经整流的信号，以及，响应于电压高于阈值电压值，启用第二整流电路的第三路径和第四路径之一，以向电容器提供经整流的信号。根据另一个示例性实施例，装置包括：天线，被配置和布置为接收无线信号；电容器，被配置和布置为累积电压；以及电压控制电路。电压控制电路包括被配置和布置为对通过天线接收到的无线信号进行整流并向输出负载提供经整流的信号的第一整流电路，被配置和布置为对无线信号进行整流并向电容器提供经整流的信号的第二整流电路，以及被配置为和布置为相对于阈值电压值调节提供至输出负载的输出电压的控制逻辑电路。第一整流电路包括：经过第一晶体管并被配置并且布置为向输出负载提供经整流的信号的第一整流路径，以及经过第二晶体管并被配置和布置为向输出负载提供经整流的信号的第二整流路径。第二整流电路包括：经过第三晶体管并被配置并且布置为向电容器提供经整流的信号的第三整流路径，以及经过第四晶体管并被配置和布置为向电容器提供经整流的信号的第四整流路径。针对与无线信号的半波相关联的每个整流周期，控制逻辑电路被配置和布置为确定输出电压是否低于阈值电压值，响应于输出电压低于阈值电压值而启用第一和第二整流路径之一，以向输出负载提供经整流的信号，以及响应于输出电压高于阈值电压值，启用第三和第四整流路径之一，以向电容器提供经整流的信号。以上讨论/概述并非意欲描述本公开的每一个实施例或者每一种实施方式。以下附图和详细描述还例示了各种实施例。附图说明结合以下关于附图的具体实施方式，可以更加完整地理解各种示例性实施例，其中：图1示出了根据本公开各种实施例的示例性被无线供电的电路的框图；图2示出了根据本公开各种实施例的被无线供电的电路的电路图；图3示出了根据本公开各种实施例的时序图的示例；以及图4示出了根据本公开各种实施例的使用整流电路控制输出电压的示例处理的流程图。具体实施方式虽然这里讨论的各种实施例适合修改和替代形式，但是已经在附图中通过示例的方式示出了并且将在以下详细描述其多个方面。然而，应该理解，目的并非将本专利技术限于所描述的特定实施例。相反，而是为了涵盖落在本公开范围内的所有修改、等同物和替换物，所述本公开范围包括由权利要求限定的多个方面。另外，本申请中所使用的术语“示例”仅作为说明，而不是限制。本公开的方面被认为适用于包括第一(负载)整流电路、第二(交流)整流电路和控制逻辑电路的多种不同类型的装置、系统和方法，其中，所述控制逻辑电路通过启用第一和第二整流电路之一以向输出负载和电容器之一提供经整流的信号，来相对于阈值调节提供至负载的输出电压。在某些实现中，本公开的方面被示为当其用于以下系统的上下文时是有益的，所述系统包括可以向多个被无线供电的装置供电的无线电能发射器。通过使用这些方案，第二整流电路可以用于选择性地提供电能(例如，高于阈值电压值的电压)。使用第二整流电路向电容器提供电能可以通过改变电容器的电压来调整电容器的有效阻抗。相比于电容器的静态阻抗，通过调整电容器的阻抗，可以降低电容器和负载相比的阻
抗失配，这可以增加装置的电能摄取效率。其他方面涉及在控制输出电压的情况下的同步整流。可以实现这些和其他方面，以解决包含上文
技术介绍
中讨论的挑战在内的挑战。虽然不受限于实施例，但是可以通过对使用这些示例性上下文的示例进行讨论来理解各个方面。根据多个实施例，整流电路的输出可被输入至电容器，以便对DC信号(例如，电压)进行低通滤波，以降低信号纹波。由于附接负载和/或输入磁场的变化，输出至负载的电压也可能变化。为了通过整流电路调节输出至负载的电压并产生恒压源，可以使用低压降输出(low drop out,LDO)调节器或开关DC/DC转换器。根据整流电路和LDO整流器(或开关DC/DC转换器)的输出的供电电流和电压差异，可以影响被无线供电的装置的效率。借助LDO调节器，当LDO调节器上的电压降降低时，被无线供电的装置的效率可以提高。相比于LDO调节器，开关DC/DC转换器可以允许开关DC/DC转换器和整流电路的电压输出之间存在更大差异。例如，在开关DC/DC转换器中，被无线供电的装置的峰值效率可以与预定义(整流电路)输出相关联，并可以在整流电路的输出电压偏离预定输出时降低。也就是说，LDO调节器和开关DC/DC转换器都有效率限制。LDO调节器可以在不优先考虑总效率的低功率应用中良好工作。例如，LDO调节器可以在无线供电装置控制发射电能的感应无线供电系统中良好工作(例如，无线电力联盟(WPC)、Qi和电力事务联盟(PMA))。但是，LDO调节器可能无法在多装置配置或共振系统中很好地工作，在该系统中，发射器对多个装置供电并且多个装置中的每个装置都可能随着时间而吸取不同量的电能。在该实现中，发射器可能无法控制单独分配的功率电平，使得多个装置中至少一些装置的由整流电路输出的电压可能高于负载使用。例如，在一些实现中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种装置，包括：天线；电容器；以及电压控制电路，包括：第一整流电路，被配置和布置为对由天线接收的无线信号进行整流，以及向输出负载提供经整流的信号；第二整流电路，被配置和布置为对由天线接收的无线信号进行整流，以及向电容器提供经整流的信号；以及控制逻辑电路，被配置为和布置为，相对于阈值电压值调节提供至输出负载的输出电压，以及针对每个整流周期确定输出电压是低于阈值电压值还是高于阈值电压值；响应于确定输出电压低于阈值电压值，启用第一整流电路，以向输出负载提供经整流的信号；以及响应于确定输出电压高于阈值电压值，启用第二整流电路，以向电容器提供经整流的信号。

【技术特征摘要】
2015.03.25 US 14/668,7001.一种装置，包括：天线；电容器；以及电压控制电路，包括：第一整流电路，被配置和布置为对由天线接收的无线信号进行整流，以及向输出负载提供经整流的信号；第二整流电路，被配置和布置为对由天线接收的无线信号进行整流，以及向电容器提供经整流的信号；以及控制逻辑电路，被配置为和布置为，相对于阈值电压值调节提供至输出负载的输出电压，以及针对每个整流周期确定输出电压是低于阈值电压值还是高于阈值电压值；响应于确定输出电压低于阈值电压值，启用第一整流电路，以向输出负载提供经整流的信号；以及响应于确定输出电压高于阈值电压值，启用第二整流电路，以向电容器提供经整流的信号。2.根据权利要求1所述的装置，其中，控制逻辑电路被配置和布置为：基于先前整流周期期间的输出电压的值，针对当前整流周期确定输出电压低于阈值电压值，所述当前整流周期在时间上晚于先前整流周期。3.根据权利要求1所述的装置，其中，电压控制电路被配置和布置为：与对无线信号的整流同步地调节输出电压。-4.根据权利要求1所述的装置，其中，电压控制电路还包括：参考调整电路，被配置和布置为将由天线接收的无线信号的参考点移位。5.根据权利要求4所述的装置，其中，控制逻辑被配置和布置为：基于检测到无线信号的第一相位启用参考调整电路的第一晶体管，以及基于检测到无线信号的第二相位启用参考调整电路的第二晶体管。6.根据权利要求1所述的装置，还包括：另一电容器，被配置和布置为累积从第一整流电路输出的电压以及向输出负载输出所累积的
\t电压。7.根据权利要求1所述的装置，其中，电容器被配置和布置为：响应于提供至电容器的一个或多个经整流的信号，随时间调整电容器的阻抗。8.一种装置，包括：天线；电容器；以及电压调节器电路，包括：第一整流电路，被配置和布置为对由天线接收的无线信号进行整流，以及向输出负载提供经整流的信号；第二整流电路，被配置和布置为对由天线接收的无线信号进行整流，以及向电容器提供经整流的信号；以及控制逻辑电路，被配置和布置为，相对于阈值电压值调节提供至输出负载的输出电压，以及针对与无线信号的半波相关联的每个整流周期，将输出电压和阈值电压值进行比较；响应于电压低于阈值电压值，启用第一整流电路的第一路径和第二路径之一，以向输出负载提供经整流的信号；以及响应于电压高于阈值电压值，启用第二整流电路的第三路径和第四路径之一，以向电容器提供经整流的信号。9.根据权利要求8所述的装置，其中，控制逻辑电路被配置和布置为：基于先前整流周期期间的输出电压的值确定输出电压，所述先前整流周期在时间上早于当前整流周期。10.根据权利要求8所述的装置，其中，所述装置被配置和布置为：将电容器预充电至与关联到输出负载的另一电容器相同的电压电平。11.根据权利要求8所述的装置，还包括：另一电容器，被配置和布置为对输出电压进行低通滤波。12.根据权利要求8所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：迈克尔·约伦，
申请(专利权)人：恩智浦有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL