CN104953881B - 驱动电路及应用其的无线电能发射端 - Google Patents

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Abstract

公开了一种驱动电路及应用其的无线电能发射端，通过对半桥电路的复用，N+1个半桥电路构成N个全桥电路从而可以驱动多个线圈，对多个负载进行无线供电。

Description

驱动电路及应用其的无线电能发射端
技术领域
本发明涉及电力电子技术，具体涉及无线电能传输技术，更具体地涉及一种驱动电路以及应用其的无线电能发射端。
背景技术
无线电能传输(也称为非接触电能传输)技术通过电磁感应或磁共振将电能发射端和电能接收端以非接触的方式耦合，进行电能传输。基于其方便实用的特点，无线电能传输技术广泛应用于电子产品领域，如移动电话、MP3播放器、数码照相机、便携式电脑、小功率家用电器等。
现有的无线电能发射端通常只有一个发射侧耦合电路，无法为多个负载进行无线供电。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种驱动电路及应用其的无线电能发射端，以使得通过较小的电路规模即可驱动多个负载进行无线供电。
第一方面提供，一种驱动电路，用于驱动无线电能发射端的N个发射侧耦合电路，N为大于等于2的整数，所述驱动电路包括：
逆变电路，包括输入端口相互并联的N+1个半桥电路，每个所述半桥电路包括输出端，第i半桥电路和第i+1半桥电路的输出端用于连接第i发射侧耦合电路，i＝1,2,…,N；
控制电路，用于控制所述每个半桥电路中的开关导通或关断以驱动所述发射侧耦合电路同时或轮流或单独发射电能。
优选地，所述控制电路包括：
设置接口，用于获取所述无线电能发射端的驱动模式；
其中，所述控制电路根据所述驱动模式控制每个半桥电路中的开关导通或关断以驱动所述发射侧耦合电路同时或轮流或单独发射电能。
优选地，所述半桥电路包括第一开关和第二开关；
所述控制电路用于根据第一脉宽调制信号控制第i半桥电路的第一开关和第i+1半桥电路的第二开关，并根据第二脉宽调制信号控制第i半桥电路的第二开关和第i+1半桥电路的第一开关，以驱动第i发射侧耦合电路发射电能；
所述控制电路还用于控制第1至第i-1半桥电路中的第一开关与第i半桥电路的第一开关同步，第1至第i-1半桥电路中的第二开关和第i半桥电路的第二开关同步，并控制第i+2至第N+1半桥电路中的第一开关与第i+1半桥电路的第一开关同步，第i+2至第N+1半桥电路中的第二开关和第i+1半桥电路的第二开关同步，以使得除第i发射侧耦合电路外的其它发射侧耦合电路不发射电能；
其中，所述第一脉宽调制信号和第二脉宽调制信号为具有死区的互补信号或不具有死区的互补信号。
优选地，所述半桥电路包括第一开关和第二开关；
所述控制电路用于根据第一脉宽调制信号控制第i半桥电路的第一开关和第i+1半桥电路的第二开关，并根据第二脉宽调制信号控制第i半桥电路的第二开关和第i+1半桥电路的第一开关，以驱动第i发射侧耦合电路发射电能；
所述控制电路还用于控制除第i半桥电路和第i+1半桥电路以外的其它半桥电路的第一开关和第二开关均关断，以使得除第i发射侧耦合电路外的其它发射侧耦合电路不发射电能；
其中，所述第一脉宽调制信号和第二脉宽调制信号为具有死区的互补信号或不具有死区的互补信号。
优选地，所述半桥电路包括第一开关和第二开关；
所述控制电路用于根据第一脉宽调制信号控制第j半桥电路的第一开关和第k半桥电路的第二开关，根据第二脉宽调制信号控制第j半桥电路的第二开关和第k半桥电路的第一开关，以驱动所有的发射侧耦合电路同时发射电能，j为1至N+1中的所有奇数，k为1至N+1中的所有偶数；
其中，所述第一脉宽调制信号和第二脉宽调制信号为具有死区的互补信号或不具有死区的互补信号。
优选地，所述控制电路用于在每一个周期内驱动一个发射侧耦合电路发射电能；
所述无线电能发射端还包括：
检测电路，用于检测当前周期对应的发射侧耦合电路是否耦合了需要供电的负载；
其中，在检测电路提示当前周期对应的发射侧耦合电路耦合了需要供电的负载时，所述控制电路控制所述逆变电路驱动当前周期对应的发射侧耦合电路持续发射电能直至检测电路检测到负载断开连接或不需要供电，并在下一个周期中按顺序驱动下一个发射侧耦合电路发射电能。
优选地，所述控制电路用于在每一个周期内驱动一个发射侧耦合电路发射电能；
所述无线电能发射端还包括：
检测电路，用于检测当前周期对应的发射侧耦合电路是否耦合了需要供电的负载；
其中，在检测电路提示当前周期对应的发射侧耦合电路耦合了需要供电的负载时，所述控制电路控制逆变电路驱动当前周期对应的发射侧耦合电路持续发射电能预定数量的周期，并在所述预定数量的周期结束后的下一个周期按顺序驱动下一个发射侧耦合电路发射电能。
优选地，所述无线电能发射端还包括：
检测电路，用于检测发射侧耦合电路之一是否耦合了需要供电的负载；
其中，在检测电路提示当前周期对应的发射侧耦合电路耦合了需要供电的负载时，所述控制电路控制逆变电路驱动所有发射侧耦合电路持续直至检测电路检测到负载断开连接或不需要供电。
优选地，在切换所驱动的发射侧耦合电路时，所述控制电路控制所述逆变电路的开关保持关断预定的重启时间。
优选地，所述设置接口还用于接收使能信号，所述使能信号用于限定被使能的发射侧耦合电路；
所述控制电路用于在每一个周期内驱动一个被使能的发射侧耦合电路发射电能；
所述无线电能发射端还包括：
检测电路，用于检测当前周期对应的被使能的发射侧耦合电路是否耦合了需要供电的负载；
其中，在检测电路提示当前周期对应的被使能的发射侧耦合电路耦合了需要供电的负载时，所述控制电路控制所述逆变电路驱动当前周期对应的被使能的发射侧耦合电路持续发射电能直至检测电路检测到负载断开连接或不需要供电，并在下一个周期中按顺序驱动下一个被使能的发射侧耦合电路发射电能。
优选地，所述设置接口还用于接收使能信号，所述使能信号用于限定被使能的发射侧耦合电路；
所述控制电路用于在每一个周期内驱动一个被使能的发射侧耦合电路发射电能；
所述无线电能发射端还包括：
检测电路，用于检测当前周期对应的被使能的发射侧耦合电路是否耦合了需要供电的负载；
其中，在检测电路提示当前周期对应的被使能的发射侧耦合电路耦合了需要供电的负载时，所述控制电路控制逆变电路驱动当前周期对应的被使能的发射侧耦合电路持续发射电能预定数量的周期，并在所述预定数量的周期结束后的下一个周期按顺序驱动下一个被使能的发射侧耦合电路发射电能。
优选地，所述控制电路在所述检测电路检测到所有发射侧耦合电路均未耦合需要供电的负载时控制所述无线电能发射端休眠预定时间。
优选地，所述控制电路在所述检测电路检测到所有被使能的发射侧耦合电路均未耦合需要供电的负载时控制所述无线电能发射端休眠预定时间。
优选地，所述检测电路根据是否在发射侧耦合电路检测扰动进行负载检测或根据基于短距离无线通信协议的通信部件接收的信号进行负载检测。
优选地，所述驱动电路还包括：
DC-DC变换器，连接在电源输入端和所述逆变电路的输入端口之间，用于根据负载状态调节输入到逆变电路的电压。
第二方面提供一种应用如上所述的驱动电路的无线电能发射端。
本发明通过对半桥电路的复用，N+1个半桥电路构成N个全桥电路从而可以驱动多个线圈，对多个负载进行无线供电。
附图说明
通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：
图1是本发明实施例的无线电能发射端的示意图；
图2是现有的无线电能接收端的示意图；
图3是本发明实施例的无线电能发射端驱动一个发射侧耦合电路时各开关驱动信号的分布示意图；
图4是本发明实施例的无线电能发射端在依次工作模式下的工作时序图；
图5是本发明实施例的无线电能发射端在分时工作模式下的工作时序图；
图6是本发明另一个实施例的无线电能发射端驱动一个发射侧耦合电路时各开关驱动信号的分布示意图；
图7是本发明另一个实施例的无线电能发射端在依次工作模式下的工作时序图；
图8是本发明另一个实施例的无线电能发射端在分时工作模式下的工作时序图；
图9是本发明实施例的无线电能发射端驱动全部发射侧耦合电路同时工作时各开关驱动信号的分布示意图；
图10是本发明实施例的无线电能发射端在同时工作模式下的工作时序图。
具体实施方式
以下基于实施例对本发明进行描述，但是本发明并不仅仅限于这些实施例。在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。为了避免混淆本发明的实质，公知的方法、过程、流程、元件和电路并没有详细叙述。
此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。
同时，应当理解，在以下的描述中，“电路”是指由至少一个元件或子电路通过电气连接或电磁连接构成的导电回路。当称元件或电路“连接到”另一元件或称元件/电路“连接在”两个节点之间时，它可以是直接耦接或连接到另一元件或者可以存在中间元件，元件之间的连接可以是物理上的、逻辑上的、或者其结合。相反，当称元件“直接耦接到”或“直接连接到”另一元件时，意味着两者不存在中间元件。
除非上下文明确要求，否则整个说明书和权利要求书中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包括但不限于”的含义。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
图1是本发明实施例的无线电能发射端的示意图。如图1所示，本发明实施例的无线电能发射端包括N个发射侧耦合电路Coil1-Coil3(N为大于等于2的整数，在图1中，以N＝3为例进行说明)和驱动电路1。
具体地，发射侧耦合电路Coil1-Coil3包括发射线圈L1-L3，发射线圈L1-L3可以以非接触的方式与电能接收端的线圈耦合以传输电能。发射侧耦合电路Coil1-Coil3可以通过电磁感应的方式与无线电能接收端耦合(其可以为符合Qi标准的发射侧耦合电路)，也可以以磁共振的方式与电能接收端耦合(其可以为符合A4WP组织提出的标准的发射侧耦合电路)。
为了提高发射侧耦合电路的效率，在发射侧耦合电路中可以加入发射电容C1-C3，其与发射线圈L1-L3串联或并联。当然，本领域技术人员可以理解，在某些情况下可以利用电路的分布电容(例如发射线圈导线之间的分布电容)来作为发射电容，从而不必在电路中设置独立的电容元件。
驱动电路1用于驱动发射侧耦合电路Coil1-Coil3单独或轮流或同时发射电能，以驱动与发射侧耦合电路Coil1-Coil3耦合的负载(也即，无线电能接收端)。
驱动电路1包括逆变电路11和控制电路12，优选地，还可以包括连接在逆变电路11的输入端口的DC-DC变换器13。
其中，逆变电路11包括输入端口相互并联的N+1个半桥电路，每个所述半桥电路包括输出端，第i半桥电路和第i+1半桥电路的输出端用于连接第i发射侧耦合电路，其中，i＝1,2,…,N。每个半桥电路包括串联在输入端口之间的第一开关和第二开关。具体地，在图1中，逆变电路11包括输入端口相互并联的4个半桥电路，其分别包括输出端AC1-AC4，其中输出端AC1和AC2与发射侧耦合电路Coil1(第1发射侧耦合电路)的输入端口连接；输出端AC2和AC3与磁耦合电路Coil2(第2发射侧耦合电路)的输入端口连接；输出端AC3和AC4与磁耦合电路Coil3(第3发射侧耦合电路)的输入端口连接。对于图1所示的逆变电路11，4个半桥的第一开关分别为连接在输入端口第一端和输出端之间的开关Q1、Q3、Q5和Q7，第二开关分别为连接在输出端和输入端口的第二端之间的开关Q2、Q4、Q6和Q8。
由此，由第i半桥和第i+1半桥构成的全桥电路可以为第i发射侧耦合电路提供交流电。
应理解，所述逆变电路11中的各半桥电路可以集成在同一集成电路芯片中，也可以由多个集成有至少一个半桥单路的集成电路芯片以模块化形式连接构成，还可以有独立元件构建。通过集成有一个或多个半桥电路的集成电路芯片来搭建逆变电路11可以方便地根据所要驱动的发射侧耦合电路的数量N来扩展逆变电路。
控制电路12用于控制每个半桥电路中的开关Q1-Q8导通或关断以驱动发射侧耦合电路Coil1-Coil3同时或轮流或单独发射电能。
具体地，控制电路12可以同一时间仅驱动一个发射侧耦合电路发射电能，也可以同时驱动所有的发射侧耦合电路发射电能。在本发明实施例中，控制电路12可以仅具有上述功能之一，也可以同时具有上述两种功能根据用户通过控制电路12的设置接口输入的工作模式来选择驱动方式。例如，控制电路12可以包括设置接口12a(其可以例如为I2C接口)，控制电路12可以通过设置接口12a获取用户设置的驱动模式，基于设定的工作模式以不同的方式驱动逆变电路11工作。同时，控制电路12还可以时钟仅驱动一个特定的发射侧耦合电路单独发射电能，这可以根据设置接口来进行配置。由此，可以使得驱动电路具有更好的适用性，可以适用于不同的应用场景。
图2是是现有的无线电能接收端的示意图。如图2所示，其包括接收侧耦合电路Coil4、整流电路2、DC-DC变换器3以及通信电路4。其中，接收侧耦合电路Coil4与发射侧耦合电路对应，以电磁感应或磁共振方式与发射侧耦合以接收电能。整流电路2用于对接收到的交流电进行整流以获得直流电。DC-DC变换器3根据电能接收端负载状况调整输出电压或电流。通信电路4用于与无线电能发射端通信，以向其反馈无线电能接收端的信息，这些信息可以例如包括无线电能接收端当前是否需要充电，或无线电能接收端当前的负载是否发生变化等。通信电路4可以通过改变无线电能接收端的负载，从而引起发射侧电磁耦合电路的电流/电压扰动的方式来进行上述信息的反馈，在此前提下，通信电路4可以包括与负载并联的电路及对应的控制器。同时，通信电路4还可以通过基于短距离无线通信协议(例如，蓝牙协议或红外线通信协议)的通信连接来进行上述信息的反馈，在此前提下，通信电路4为基于短距离无线通信协议的无线通信部件。
图3是本发明实施例的无线电能发射端各开关驱动信号的分布示意图。在控制电路12同一时间仅驱动一个发射侧耦合电路发射电能时，其各开关的驱动信号分布示意图如图3所示，第一脉宽调制(PWM，Pulse Width Modulation)信号PWMA和第二脉宽调制信号PWMB是一对互补的脉宽调制信号，两者的互补可以具有死区或不具有死区。在本发明实施例中，死区是指PWM信号驱动半桥电路的第一开关关断后，延迟一段时间再打开半桥电路的第二开关或在第二开关关断后，延迟一段时间再打开第一开关，从而避免功率元件出现故障。在利用不同的脉宽调制信号分别驱动第一开关和第二开关时，会存在一定时间段两个脉宽调制信号均为控制开关关断的状态(例如低电平)，这个时间段可以被称为死区。在本发明实施例中，开关Q1-Q8的控制信号分别为VG1-VG8，应理解，控制信号是指开关的控制端与开关中电压较低的一端之间电压信号。
由此，在需要驱动第1发射侧耦合电路时，开关Q1、Q4的控制信号VG1和VG4为第一脉宽调制信号PWMA，开关Q2、Q3的控制信号VG2和VG3为第二脉宽调制信号PWMB。由第1半桥电路和第2半桥电路共计四个开关Q1-Q4构成一全桥逆变电路将输入端口的直流电转换为交流电经输出端AC1和AC2输出到第1发射侧耦合电路，驱动其发射电能。与此同时，并联的第3半桥和第4半桥的第一开关Q5、Q7由第二脉宽调制信号PWMB驱动，第二开关Q6、Q8由第一脉宽调制信号PWMA驱动，也即，第3半桥以及第4半桥的第一开关均与第2半桥电路的第一开关同步导通和关断，同时第二开关与第2半桥的第二开关同步导通和关断。由此，由第2半桥电路和第3半桥电路构成的电路的不输出交流电，同时，由第3半桥电路和第4半桥电路构成的电路也不输出交流电。因此，控制电路12控制逆变电路11仅通过输出端AC1和AC2向第1发射侧耦合电路输出交流电以驱动其发射电能。
在需要驱动第2发射侧耦合电路时，开关Q3、Q6的控制信号VG3和VG6为第一脉宽调制信号PWMA，开关Q4、Q5的控制信号VG4和VG5为第二脉宽调制信号PWMB。由第2半桥电路和第3半桥电路共计四个开关Q3-Q6构成一全桥逆变电路将输入端口的直流电转换为交流电经输出端AC2和AC3输出到第2发射侧耦合电路，驱动其发射电能。与此同时，并联的第1半桥电路的第一开关Q1由第一脉宽调制信号PWMA控制，第二开关Q2由第二脉宽调制信号PWMB控制，使得第1半桥电路和第2半桥电路的第一开关同步导通和关断，第二开关也同步导通和关断，由两者构成的电路不输出交流电。类似地，第4半桥电路的第一开关Q7由第二脉宽调制信号PWMB控制，而其第二开关Q8由第一脉宽调制信号PWMA控制，使得第4半桥电路和第3半桥电路的第一开关同步导通和关断，第二开关也同步导通和关断，由两者构成的电路不输出交流电。因此，控制电路12控制逆变电路11仅通过输出端AC2和AC3向第2发射侧耦合电路输出交流电以驱动其发射电能。
在需要驱动第3发射侧耦合电路时，开关Q5、Q8的控制信号VG5和VG8为第一脉宽调制信号PWMA，开关Q6、Q7的控制信号VG6和VG7为第二脉宽调制信号PWMB。由第3半桥电路和第4半桥电路共计四个开关Q5-Q8构成一全桥逆变电路将输入端口的直流电转换为交流电经输出端AC3和AC4输出到第3发射侧耦合电路，驱动其发射电能。与此同时，并联的第1半桥和第2半桥的第一开关Q1、Q3由第一脉宽调制信号PWMA驱动，第二开关Q2、Q4由第二脉宽调制信号PWMB驱动，也即，第1半桥和第2半桥的第一开关均与第3半桥电路的第一开关同步导通和关断，同时第二开关与第3半桥的第二开关同步导通和关断。由此，由第1半桥电路和第2半桥电路构成的电路的不输出交流电，同时，由第2半桥电路和第3半桥电路构成的电路也不输出交流电。因此，控制电路12控制逆变电路11仅通过输出端AC3和AC4向第3发射侧耦合电路输出交流电以驱动其发射电能。
由此，可以通过控制逆变器电路11中开关的按不同的脉宽调制信号导通和关断实现在同一时间仅驱动一个发射侧耦合电路发射电能。控制电路12可以根据预设的方式来驱动多个发射侧耦合电路轮流工作以实现对于多个负载进行无线供电，也可以根据用户的设定始终仅驱动特定的发射侧耦合电路工作，或保持特定的发射侧耦合电路处于非工作状态。
本发明实施例通过对半桥电路的复用，N+1个半桥电路构成N个全桥电路从而可以驱动多个线圈，对多个负载进行无线供电。
如上所述，驱动电路1可以优选包括DC-DC变换器13，其连接在电源输入端口和逆变器的输入端口之间，以根据负载状态调节输入到逆变电路的电压，由此，可以保证无线电能系统达到最优的工作效率或维持输出电压维持稳定。
进一步地，本发明实施例的无线电能发射端可以基于用户设定工作于依次工作模式和分时工作模式，两种状态均以每次仅驱动一个发射侧耦合电路发射电能的方式来使得发射侧耦合电路轮流发射电能进行。不同之处在于，在依次工作模式下，控制电路12控制逆变电路11持续对需要供电的负载连接的某一发射侧耦合电路输出电能，直至负载不再需要供电或断开耦合，再转移到下一个发射侧耦合电路，而在分时工作模式下，控制电路12只会控制逆变电路11对每一个连接有需要供电的负载的发射侧耦合电路供电预定时间。
在本实施方式下，无线电能发射端还包括检测电路14，其用于检测当前周期对应的发射侧耦合电路是否耦合了需要供电的负载。具体地，在无线电能接收端通过加入扰动来进行通信时，检测电路14可以是对于发射侧耦合电路的电流/电压检测电路。在无线电能接收端通过短距离无线通信协议(例如蓝牙)进行通信时，检测电路14可以为对应的通信部件。无线电能发射端通过驱动一个发射侧耦合电路工作一个周期以检测该发射侧耦合电路是否耦合(或连接)了无线电能接收端。如果该周期中工作的发射侧耦合电路耦合了一无线电能接收端，则无线电能接收端在与无线电能发射端建立电磁耦合且需要供电时，会周期性地持续向无线电能发射端反馈信息。每个周期发送至少一个反馈信息。由于每一个周期中，仅有一个发射侧耦合电路工作，因此，检测电路14只要接收到对应的反馈信息就能够知道哪一个发射侧耦合电路上耦合了无线电能接收端。
图4是本发明实施例的无线电能发射端在依次工作模式下的工作时序图。如图4所示，控制电路12控制逆变电路11驱动第1发射侧耦合电路Coil1工作，此时检测电路14未能接收到反馈信息。在该周期结束后，控制电路12切换控制信号，使得逆变电路11切换为驱动第2发射侧耦合电路Coil2工作。
优选地，在切换所驱动的发射侧耦合电路时，所述控制电路控制所述逆变电路的开关保持关断预定的重启时间TRST，由此，在输入电压需要在切换调整时，可以有足够的时间对输入电压行复位，同时防止功率器件出现故障。。
此时，检测电路14未能接收到反馈信息。然后，控制电路12控制逆变电路11切换为驱动第3发射侧耦合电路Coil3工作，此时，检测电路14也未能接收到反馈信息。由此，当前所有的发射侧耦合电路均未耦合无线电能接收端。在此前提下，可以控制所述无线电能发射端休眠预定时间TSTBY以降低能耗。
在休眠结束后，控制电路12开始新一轮的循环。首先检测第1发射侧耦合电路Coil1是否耦合无线电能接收端。在接下来的周期切换到检测第2发射侧耦合电路Coil2是否耦合了无线电能接收端。在该周期，检测电路14检测到无线电能接收端的反馈信息。由此，控制电路12控制逆变电路11驱动当前周期对应的发射侧耦合电路Coil2持续发射电能直至检测电路检测到负载断开连接或不需要供电。也即，逆变电路11驱动第2发射侧耦合电路Coil2持续供电直至连续的第3个周期时检测不到无线电能接收端的反馈信息位置。然后，在下一个周期，控制电路12按顺序控制逆变电路11驱动第3发射侧耦合电路Coil3工作以检测其是否耦合无线电能接收端。在未获得反馈信息的前提下，控制电路12按顺序控制逆变电路11驱动第1发射侧耦合电路Coil1工作以检测其是否耦合无线电能接收端，在同样未获得反馈信息的前提下，控制电路12可以认定当前所有发射侧耦合电路均未耦合需要供电的负载时，此时，控制电路12控制无线电能发射端再次休眠预定时间。在休眠结束后，控制电路12再次进入下一个工作循环。由此，可以驱动多个发射侧耦合电路轮流工作，以在同一时间段内对多个负载进行供电。
进一步地，在依次工作模式下，通过设置接口还可以对使能的发射侧耦合电路进行限定，使得在依次工作模式下禁用部分发射侧耦合电路。具体地，设置接口用于接收使能信号，所述使能信号用于限定被使能的发射侧耦合电路。控制电路12可以基于使能信号在每一个周期驱动一个被使能的发射侧耦合电路发射电能，而在任何时候都不去驱动被禁用的发射侧耦合电路。当然，如果所有的发射侧耦合电路均被使能，则其工作时序和控制方式与图4所述方式相同。
检测电路14仅检测当前周期对应的被使能的发射侧耦合电路是否耦合了需要供电的负载。
其中，在检测电路14提示当前周期对应的被使能的发射侧耦合电路耦合了需要供电的负载时，控制电路12控制所述逆变电路11驱动当前周期对应的被使能的发射侧耦合电路持续发射电能直至检测电路检测到负载断开连接或不需要供电，并在下一个周期中按顺序驱动下一个被使能的发射侧耦合电路发射电能。
由此，控制电路12在整个检测和驱动过程中忽略掉未被使能(被禁用)的一个或多个发射侧耦合电路。也即，将轮流进行工作的发射侧耦合电路的范围限制在所有的被使能的发射侧耦合电路。在所有被使能的发射侧耦合电路之间进行切换和进行驱动的方式与图4所示的示例类似。
例如，可以通过使能信号设置第1发射侧耦合电路Coil1和第2发射侧耦合电路Coil2为使能状态，也即禁用第3发射侧耦合电路Coil3。在进行负载检测时，控制电路12在第一个周期可以控制逆变电路11驱动第1发射侧耦合电路Coil1发射电能，同时，检测电路进行负载检测。如果未能检测到负载，控制电路12在第二个周期控制逆变电路11驱动第2发射侧耦合电路Coil2发射电能，同时，检测电路进行负载检测。如果检测在第二个周期也未能检测到负载，则控制电路12认定当前所有的被使能的发射侧耦合电路均未连接需要供电的负载，并不在下一周期切换到驱动第3发射侧耦合电路Coil3，而是控制无线电能发射端进入休眠。第3发射侧耦合电路Coil3没有机会获得电能驱动，也不会有对应的周期去检测其是否耦合负载，在依次工作模式下处于禁用的状态。
由此，可以使得驱动电路可以适用于不同数量的发射侧耦合电路，提高驱动电路的适应性。
图5是本发明实施例的无线电能发射端在分时工作模式下的工作时序图。如图5所示，控制电路12控制逆变电路11驱动第1发射侧耦合电路Coil1工作，此时检测电路14未能接收到反馈信息。在该周期结束后，控制电路12切换控制信号，使得逆变电路11切换为驱动第2发射侧耦合电路Coil2工作，在此周期内，检测电路14检测到反馈信息，这说明第2发射侧耦合电路Coil2耦合了需要供电的负载，由此，控制电路12控制逆变电路11驱动第2发射侧耦合电路Coil2工作预定数量的周期。在所述预定数量的周期结束后的下一个周期，控制电路12按顺序控制逆变电路11驱动下一个发射侧耦合电路(也即第3发射侧耦合电路Coil3)发射电能。在该周期，检测电路14检测到反馈信息，因此，控制电路12控制逆变电路11驱动第3发射侧耦合电路Coil3工作预定数量的周期。在预定数量的周期结束后的下一个周期，控制电路12按顺序控制逆变电路11驱动第1发射侧耦合电路Coil1工作，以检测其是否耦合需要供电的负载。在该周期，检测电路14未检测反馈信息。因此，在下一个周期，控制电路12控制逆变电路11切换到驱动第2发射侧耦合电路Coil2工作，并在检测到反馈信息前提下，驱动其工作预定数量的周期，如此循环。
由此，可以驱动多个发射侧耦合电路轮流工作，以对多个负载进行供电。
进一步地，在分时工作模式下，通过设置接口还可以对使能的发射侧耦合电路进行限定，使得在分时工作模式下禁用部分发射侧耦合电路。具体地，设置接口用于接收使能信号，所述使能信号用于限定被使能的发射侧耦合电路。控制电路12可以基于使能信号在每一个周期驱动一个被使能的发射侧耦合电路发射电能，而在任何时候都不去驱动被禁用的发射侧耦合电路。当然，如果所有的发射侧耦合电路均被使能，则其工作时序和控制方式与图4所述方式相同。
检测电路14仅检测当前周期对应的被使能的发射侧耦合电路是否耦合了需要供电的负载。
其中，在检测电路14提示当前周期对应的被使能的发射侧耦合电路耦合了需要供电的负载时，控制电路12控制所述逆变电路11驱动当前周期对应的被使能的发射侧耦合电路持续发射电能预定数量的周期，并在下一个周期中按顺序驱动下一个被使能的发射侧耦合电路发射电能。
由此，控制电路12在整个检测和驱动过程中忽略掉未被使能(被禁用)的一个或多个发射侧耦合电路。也即，将轮流进行工作的发射侧耦合电路的范围限制在所有的被使能的发射侧耦合电路。在所有被使能的发射侧耦合电路之间进行切换和进行驱动的方式与图5所示的示例相同。
例如，可以通过使能信号设置第1发射侧耦合电路Coil1和第2发射侧耦合电路Coil2为使能状态，也即禁用第3发射侧耦合电路Coil3。在进行负载检测时，控制电路12在第一个周期可以控制逆变电路11驱动第1发射侧耦合电路Coil1发射电能，同时，检测电路进行负载检测。如果未能检测到负载，控制电路12在第二个周期控制逆变电路11驱动第2发射侧耦合电路Coil2发射电能，同时，检测电路进行负载检测。如果检测在第二个周期也未能检测到负载，则控制电路12认定当前所有的被使能的发射侧耦合电路均未连接需要供电的负载，并不在下一周期切换到驱动第3发射侧耦合电路Coil3，而是控制无线电能发射端进入休眠。第3发射侧耦合电路Coil3没有机会获得电能驱动，也不会有对应的周期去检测其是否耦合负载，在依次工作模式下处于禁用的状态。
由此，可以使得驱动电路可以适用于不同数量的发射侧耦合电路，提高驱动电路的适应性。
在本发明另一个实施例中，可以以不同的控制方式控制逆变器的各开关以实现每次仅驱动一个发射侧耦合电路工作的目的。图6是本发明另一个实施例的无线电能发射端各开关驱动信号的分布示意图。如图6所示，第一脉宽调制信号PWMA和第二脉宽调制信号PWMB是一对互补的脉宽调制信号，两者的互补可以具有死区或不具有死区。同时，与上一实施例不同，本实施例的开关控制信号还包括关断信号OFF，其控制开关保持关断状态。
由此，在需要驱动第1发射侧耦合电路时，开关Q1、Q4的驱动信号VG1和VG4为第一脉宽调制信号PWMA，开关Q2、Q3的驱动信号VG2和VG3为第二脉宽调制信号PWMB。由第1半桥电路和第2半桥电路共计四个开关Q1-Q4构成一全桥逆变电路将输入端口的直流电转换为交流电经输出端AC1和AC2输出到第1发射侧耦合电路，驱动其发射电能。与此同时，并联的第3半桥和第4半桥的开关Q5-Q8由关断信号OFF控制，保持关断，由此，由第2半桥电路和第3半桥电路构成的电路的不输出交流电，同时，由第3半桥电路和第4半桥电路构成的电路也不输出交流电。因此，控制电路12控制逆变电路11仅通过输出端AC1和AC2向第1发射侧耦合电路输出交流电以驱动其发射电能。
类似地，在需要驱动第2发射侧耦合电路时，开关Q3、Q6驱动信号VG3和VG6为第一脉宽调制信号PWMA，开关Q4、Q5的驱动信号VG4和VG5为第二脉宽调制信号PWMB。由第2半桥电路和第3半桥电路共计四个开关Q3-Q6构成一全桥逆变电路将输入端口的直流电转换为交流电经输出端AC2和AC3输出到第2发射侧耦合电路，驱动其发射电能。与此同时，逆变器的其它开关Q1、Q2、Q7、Q8保持关断，由第1半桥电路和第2半桥电路构成的电路不输出交流电，同时，由第3半桥电路和第4半桥电路构成的电路不输出交流电。因此，控制电路12控制逆变电路11仅通过输出端AC2和AC3向第2发射侧耦合电路输出交流电以驱动其发射电能。
在需要驱动第3发射侧耦合电路时，开关Q5、Q8的驱动信号VG5和VG8为第一脉宽调制信号PWMA，开关Q6、Q7的驱动信号VG6和VG7为第二脉宽调制信号PWMB。由第3半桥电路和第4半桥电路共计四个开关Q5-Q8构成一全桥逆变电路将输入端口的直流电转换为交流电经输出端AC3和AC4输出到第3发射侧耦合电路，驱动其发射电能。与此同时，开关Q1-Q4由关断信号OFF控制，由此，由第1半桥电路和第2半桥电路构成的电路的不输出交流电，同时，由第2半桥电路和第3半桥电路构成的电路也不输出交流电。因此，控制电路12控制逆变电路11仅通过输出端AC3和AC4向第3发射侧耦合电路输出交流电以驱动其发射电能。
由此，可以通过控制逆变器电路11中的开关按不同的脉宽调制信号导通和关断实现在同一时间仅驱动一个发射侧耦合电路发射电能。控制电路12可以根据预设的方式来驱动多个发射侧耦合电路轮流工作以实现对于多个负载进行无线供电，也可以根据用户的设定始终仅驱动特定的发射侧耦合电路工作，或保持特定的发射侧耦合电路处于非工作状态。
与上一实施例类似，进一步地，本发明实施例的无线电能发射端可以基于用户设定工作于依次工作模式和分时工作模式，两种状态均以每次仅驱动一个发射侧耦合电路发射电能的方式进行。
图7是本发明实施例的无线电能发射端在依次工作模式下的工作时序图。如图7所示，控制电路12控制逆变电路11驱动第1发射侧耦合电路Coil1工作，此时检测电路14未能接收到反馈信息。在该周期结束后，控制电路12切换控制信号，使得逆变电路11切换为驱动第2发射侧耦合电路Coil2工作。
优选地，在切换所驱动的发射侧耦合电路时，所述控制电路控制所述逆变电路的开关保持关断预定的重启时间TRST，以使得输入电压有足够的时间进行复位，提高设备效率。
此时，检测电路14未能接收到反馈信息。然后，控制电路12控制逆变电路11切换为驱动第3发射侧耦合电路Coil3工作，此时，检测电路14也未能接收到反馈信息。由此，当前所有的发射侧耦合电路均未耦合无线电能接收端。在此前提下，可以控制所述无线电能发射端休眠预定时间TSTBY以降低能耗。
在休眠结束后，控制电路12开始新一轮的循环。首先检测第1发射侧耦合电路Coil1是否耦合无线电能接收端。在接下来的周期切换到检测第2发射侧耦合电路Coil2是否耦合了无线电能接收端。在该周期，检测电路14检测到无线电能接收端的反馈信息。由此，控制电路12控制逆变电路11驱动当前周期对应的发射侧耦合电路Coil2持续发射电能直至检测电路检测到负载断开连接或不需要供电。也即，逆变电路11驱动第2发射侧耦合电路Coil2持续供电直至连续的第3个周期时检测不到无线电能接收端的反馈信息位置。然后，在下一个周期，控制电路12按顺序控制逆变电路11驱动第3发射侧耦合电路Coil3工作以检测其是否耦合无线电能接收端。在未获得反馈信息的前提下，控制电路12按顺序控制逆变电路11驱动第1发射侧耦合电路Coil1工作以检测其是否耦合无线电能接收端，在同样未获得反馈信息的前提下，控制电路12可以认定当前所有发射侧耦合电路均未耦合需要供电的负载时，此时，控制电路12控制无线电能发射端再次休眠预定时间。在休眠结束后，控制电路12再次进入下一个工作循环。由此，可以驱动多个发射侧耦合电路轮流工作，以对多个负载进行供电。
图8是本发明实施例的无线电能发射端在分时工作模式下的工作时序图。如图8所示，控制电路12控制逆变电路11驱动第1发射侧耦合电路Coil1工作，此时检测电路14未能接收到反馈信息。在该周期结束后，控制电路12切换控制信号，使得逆变电路11切换为驱动第2发射侧耦合电路Coil2工作，在此周期内，检测电路14检测到反馈信息，这说明第2发射侧耦合电路Coil2耦合了需要供电的负载，由此，控制电路12控制逆变电路11驱动第2发射侧耦合电路Coil2工作预定数量的周期。在所述预定数量的周期结束后的下一个周期，控制电路12按顺序控制逆变电路11驱动下一个发射侧耦合电路(也即第3发射侧耦合电路Coil3)发射电能。在该周期，检测电路14检测到反馈信息，因此，控制电路12控制逆变电路11驱动第3发射侧耦合电路Coil3工作预定数量的周期。在预定数量的周期结束后的下一个周期，控制电路12按顺序控制逆变电路11驱动第1发射侧耦合电路Coil1工作，以检测其是否耦合需要供电的负载。在该周期，检测电路14未检测反馈信息。因此，在下一个周期，控制电路12控制逆变电路11切换到驱动第2发射侧耦合电路Coil2工作，并在检测到反馈信息前提下，驱动其工作预定数量的周期，如此循环。
由此，可以驱动多个发射侧耦合电路轮流工作，以对多个负载进行供电。
在特定的应用场景，例如无线厨房电器的应用中，接收端具有多个线圈，需要多个发射线圈同时发射电能进行驱动以提高功率。如上所述，本发明实施例开可以通过控制逆变器各开关使得其驱动全部发射侧耦合电路同时工作。图9是本发明实施例的无线电能发射端驱动全部发射端同时工作时各开关驱动信号的分布示意图。如图9所示，第一脉宽调制信号PWMA和第二脉宽调制信号PWMB是一对互补的脉宽调制信号，两者的互补可以具有死区或不具有死区。
控制电路12用于根据第一脉宽调制信号控制第j半桥电路的第一开关和第k半桥电路的第二开关，根据第二脉宽调制信号控制第j半桥电路的第二开关和第k半桥电路的第一开关，以驱动所有的发射侧耦合电路同时发射电能，j为1至N+1中的所有奇数，k为1至N+1中的所有偶数。具体到本发明实施例的具有4个半桥的逆变电路，开关Q1-Q8的控制信号VG1-VG8的控制信号分别为脉宽调制信号PWMA、PWMB、PWMB、PWMA、PWMA、PWMB、PWMB、PWMA。由此，所有的半桥电路构成具有三个输出端的全桥逆变电路，分别通过输出端AC1和AC2向第1发射侧耦合电路输出交流电，通过输出端AC2和AC3向第2发射侧耦合电路输出交流电，通过输出端AC3和AC4向第3发射侧耦合电路输出交流电，驱动上述3个发射侧耦合电路同时工作。
应理解，在依次工作模式下和分时工作模式下，通过设置接口还可以对使能的发射侧耦合电路进行限定，使得轮流工作是可以禁用部分发射侧耦合电路，其具体实现与上一实施例相同，仅在于对于逆变器的开关控制信号有所不同，在此不再赘述。
进一步地，本实施例可以基于检测电路的检测控制电能发射。在本实施方式下，无线电能发射端还包括检测电路14，其用于检测发射侧耦合电路是否耦合了需要供电的负载，只要当前周期未能接收到任何反馈信息，则认定所有的发射侧耦合电路均未耦合需要供电的负载。
图10是本发明实施例的无线电能发射端在同时工作模式下的工作时序图。如图10所示，在第一个周期，控制电路12控制逆变电路11驱动所有发射侧耦合电路发射电能，并检测是否耦合需要供电的负载。在结果为否的前提下，控制电路12控制无线电能发射端休眠预定时间TSTBY。类似地，在休眠结束后的第一个周期，同样未能检测到耦合有需要供电的负载，因此，控制电路12控制无线电能发射端再次修休眠。在第二次结束休眠后的第一个周期，检测电路14检测到反馈信息，因此，控制电路12控制逆变电路11驱动3个发射侧耦合电路同时工作，同时，每个周期均检测是否接收到无线电能接收端的反馈信息。在连续工作的最后一个周期，检测电路14未能检测到反馈信息，说明负载被移开或不再需要供电，由此，控制电路12停止进行供电，并进入休眠，如此循环。
由此，可以驱动多个发射侧耦合电路同时工作，以对多个负载进行供电。
应理解，本发明实施例中，DC-DC变换器13中功率级电路的一步分以及对应的控制电路和逆变器11、控制电路12以及检测电路14可以被以集成电路的形式制造已提供更小的电路体积。
应理解，以上所述的一个或多个工作模式或其组合可以被配置于控制电路中，由控制电路根据用户设置选择性地执行。也即，本发明所述的驱动电路可以根据通过设置接口设置的工作模式选择不同的方式控制逆变电路以基于相同的电路实现不同的驱动方式，以适应不同的应用场景。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域技术人员而言，本发明可以有各种改动和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (17)

1.一种驱动电路，用于驱动无线电能发射端的N个发射侧耦合电路，N为大于等于2的整数，所述驱动电路包括：
逆变电路，包括输入端口相互并联的N+1个半桥电路，每个所述半桥电路分别包括第一开关和第二开关以及二者之间的输出端，第i半桥电路和第i+1半桥电路的输出端用于连接第i发射侧耦合电路，i＝1,2,…,N；
控制电路，用于控制所述每个半桥电路中的开关导通或关断以驱动所述发射侧耦合电路同时或轮流或单独发射电能，
其中，在所述第i发射侧耦合电路发射电能的情形下，所述控制电路用于根据第一脉宽调制信号控制第i半桥电路的第一开关和第i+1半桥电路的第二开关，并根据第二脉宽调制信号控制第i半桥电路的第二开关和第i+1半桥电路的第一开关，所述第一脉宽调制信号和第二脉宽调制信号为具有死区的互补信号或不具有死区的互补信号。
2.根据权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，所述控制电路包括：
设置接口，用于获取所述无线电能发射端的驱动模式；
其中，所述控制电路根据所述驱动模式控制每个半桥电路中的开关导通或关断以驱动所述发射侧耦合电路同时或轮流或单独发射电能。
3.根据权利要求2所述的驱动电路，其特征在于，所述控制电路还用于控制第1至第i-1半桥电路中的第一开关与第i半桥电路的第一开关同步，第1至第i-1半桥电路中的第二开关和第i半桥电路的第二开关同步，并控制第i+2至第N+1半桥电路中的第一开关与第i+1半桥电路的第一开关同步，第i+2至第N+1半桥电路中的第二开关和第i+1半桥电路的第二开关同步，以使得除第i发射侧耦合电路外的其它发射侧耦合电路不发射电能。
4.根据权利要求2所述的驱动电路，其特征在于，所述控制电路还用于控制除第i半桥电路和第i+1半桥电路以外的其它半桥电路的第一开关和第二开关均关断，以使得除第i发射侧耦合电路外的其它发射侧耦合电路不发射电能。
5.根据权利要求2所述的驱动电路，其特征在于，所述控制电路用于根据所述第一脉宽调制信号控制第j半桥电路的第一开关和第k半桥电路的第二开关，根据第二脉宽调制信号控制第j半桥电路的第二开关和第k半桥电路的第一开关，以驱动所有的发射侧耦合电路同时发射电能，j为1至N+1中的所有奇数，k为1至N+1中的所有偶数。
6.根据权利要求3或4所述的驱动电路，其特征在于，所述控制电路用于在每一个周期内驱动一个发射侧耦合电路发射电能；
所述无线电能发射端还包括：
检测电路，用于检测当前周期对应的发射侧耦合电路是否耦合了需要供电的负载；
其中，在检测电路提示当前周期对应的发射侧耦合电路耦合了需要供电的负载时，所述控制电路控制所述逆变电路驱动当前周期对应的发射侧耦合电路持续发射电能直至检测电路检测到负载断开连接或不需要供电，并在下一个周期中按顺序驱动下一个发射侧耦合电路发射电能。
7.根据权利要求3或4所述的驱动电路，其特征在于，所述控制电路用于在每一个周期内驱动一个发射侧耦合电路发射电能；
所述无线电能发射端还包括：
检测电路，用于检测当前周期对应的发射侧耦合电路是否耦合了需要供电的负载；
其中，在检测电路提示当前周期对应的发射侧耦合电路耦合了需要供电的负载时，所述控制电路控制逆变电路驱动当前周期对应的发射侧耦合电路持续发射电能预定数量的周期，并在所述预定数量的周期结束后的下一个周期按顺序驱动下一个发射侧耦合电路发射电能。
8.根据权利要求5所述的驱动电路，其特征在于，所述无线电能发射端还包括：
检测电路，用于检测发射侧耦合电路之一是否耦合了需要供电的负载；
其中，在检测电路提示当前周期对应的发射侧耦合电路耦合了需要供电的负载时，所述控制电路控制逆变电路驱动所有发射侧耦合电路持续发射电能直至检测电路检测到负载断开连接或不需要供电。
9.根据权利要求3或4所述的驱动电路，其特征在于，所述设置接口还用于接收使能信号，所述使能信号用于限定被使能的发射侧耦合电路；
所述控制电路用于在每一个周期内驱动一个被使能的发射侧耦合电路发射电能；
所述无线电能发射端还包括：
检测电路，用于检测当前周期对应的被使能的发射侧耦合电路是否耦合了需要供电的负载；
其中，在检测电路提示当前周期对应的被使能的发射侧耦合电路耦合了需要供电的负载时，所述控制电路控制所述逆变电路驱动当前周期对应的被使能的发射侧耦合电路持续发射电能直至检测电路检测到负载断开连接或不需要供电，并在下一个周期中按顺序驱动下一个被使能的发射侧耦合电路发射电能。
10.根据权利要求3或4所述的驱动电路，其特征在于，所述设置接口还用于接收使能信号，所述使能信号用于限定被使能的发射侧耦合电路；
所述控制电路用于在每一个周期内驱动一个被使能的发射侧耦合电路发射电能；
所述无线电能发射端还包括：
检测电路，用于检测当前周期对应的被使能的发射侧耦合电路是否耦合了需要供电的负载；
其中，在检测电路提示当前周期对应的被使能的发射侧耦合电路耦合了需要供电的负载时，所述控制电路控制逆变电路驱动当前周期对应的被使能的发射侧耦合电路持续发射电能预定数量的周期，并在所述预定数量的周期结束后的下一个周期按顺序驱动下一个被使能的发射侧耦合电路发射电能。
11.根据权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，在切换所驱动的发射侧耦合电路时，所述控制电路控制所述逆变电路的开关保持关断预定的重启时间。
12.根据权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，所述控制电路在检测到所有发射侧耦合电路均未耦合需要供电的负载时控制所述无线电能发射端休眠预定时间。
13.根据权利要求9所述的驱动电路，其特征在于，所述控制电路在所述检测电路检测到所有被使能的发射侧耦合电路均未耦合需要供电的负载时控制所述无线电能发射端休眠预定时间。
14.根据权利要求10所述的驱动电路，其特征在于，所述控制电路在所述检测电路检测到所有被使能的发射侧耦合电路均未耦合需要供电的负载时控制所述无线电能发射端休眠预定时间。
15.根据权利要求6所述的驱动电路，其特征在于，所述检测电路根据是否在发射侧耦合电路检测到扰动进行负载检测或根据基于短距离无线通信协议的通信部件接收的信号进行负载检测。
16.根据权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，所述驱动电路还包括：
DC-DC变换器，连接在电源输入端和所述逆变电路的输入端口之间，用于根据负载状态调节输入到逆变电路的电压。
17.一种无线电能发射端，包括：
N个发射侧耦合电路，N为大于等于2的整数；
根据权利要求1-16中任一项所述的驱动电路。
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TW (1) TWI618328B (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105099002B (zh) 2015-07-17 2018-09-04 南京矽力杰半导体技术有限公司 驱动电路及应用其的无线电能发射端
EP3729603B1 (en) 2017-12-22 2023-09-13 Wireless Advanced Vehicle Electrification, Inc. Wireless power transfer pad with multiple windings
US11462943B2 (en) 2018-01-30 2022-10-04 Wireless Advanced Vehicle Electrification, Llc DC link charging of capacitor in a wireless power transfer pad
US11437854B2 (en) * 2018-02-12 2022-09-06 Wireless Advanced Vehicle Electrification, Llc Variable wireless power transfer system
US10651726B1 (en) * 2019-05-02 2020-05-12 Analog Devices International Unlimited Company Soft transition techniques for H-bridge converter

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102055584A (zh) * 2009-10-28 2011-05-11 中国科学院半导体研究所 一种光纤保密通信装置及其数据加密方法
CN102130514A (zh) * 2011-03-30 2011-07-20 上海北京大学微电子研究院 诊疗系统无线供电装置
CN103337914A (zh) * 2013-05-28 2013-10-02 中国矿业大学 一种适用于分布式负载的可变拓扑无线供电系统及控制方法
JP2014124019A (ja) * 2012-12-20 2014-07-03 Tdk Corp ワイヤレス電力伝送システム
CN104037956A (zh) * 2014-06-27 2014-09-10 南京矽力杰半导体技术有限公司 谐振型非接触供电装置和电能接收端
CN104701998A (zh) * 2015-03-27 2015-06-10 南京矽力杰半导体技术有限公司 谐振型非接触供电装置、电能接收端和控制方法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8213199B2 (en) * 2007-11-30 2012-07-03 Alencon Acquisition Co., Llc. Multiphase grid synchronized regulated current source inverter systems
JP5566035B2 (ja) * 2009-01-29 2014-08-06 キヤノン株式会社 充電装置及び方法
TWI384743B (zh) * 2009-07-07 2013-02-01 Delta Electronics Inc 多相開關電源轉換電路
GB2476278A (en) * 2009-12-17 2011-06-22 Eltek Valere As Resonant circuit with transformer having three sets of windings
CN107276447B (zh) * 2011-11-28 2019-07-26 飞利浦知识产权企业有限公司 多桥拓扑
KR102109989B1 (ko) * 2011-12-22 2020-05-13 지이 하이브리드 테크놀로지스, 엘엘씨 무선 전력전송장치 및 방법
PL2670041T3 (pl) * 2012-06-01 2015-06-30 Aeg Power Solutions Gmbh Układ zasilania prądem z falownikiem do wytwarzania N-fazowego prądu przemiennego
JP6258816B2 (ja) * 2013-10-29 2018-01-10 パナソニック株式会社 無線送電装置及び無線電力伝送システム
CN103683530B (zh) * 2013-11-22 2016-07-06 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 一种数据传输方法及应用其的无线充电设备
US9837864B2 (en) * 2015-03-26 2017-12-05 Integrated Device Technology, Inc. Apparatuses and wireless power transmitters having multiple transmit coils and related method
CN105099002B (zh) 2015-07-17 2018-09-04 南京矽力杰半导体技术有限公司 驱动电路及应用其的无线电能发射端

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102055584A (zh) * 2009-10-28 2011-05-11 中国科学院半导体研究所 一种光纤保密通信装置及其数据加密方法
CN102130514A (zh) * 2011-03-30 2011-07-20 上海北京大学微电子研究院 诊疗系统无线供电装置
JP2014124019A (ja) * 2012-12-20 2014-07-03 Tdk Corp ワイヤレス電力伝送システム
CN103337914A (zh) * 2013-05-28 2013-10-02 中国矿业大学 一种适用于分布式负载的可变拓扑无线供电系统及控制方法
CN104037956A (zh) * 2014-06-27 2014-09-10 南京矽力杰半导体技术有限公司 谐振型非接触供电装置和电能接收端
CN104701998A (zh) * 2015-03-27 2015-06-10 南京矽力杰半导体技术有限公司 谐振型非接触供电装置、电能接收端和控制方法

Also Published As

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