CN108336831B - 无线电源发送电路及其控制电路与控制方法 - Google Patents
无线电源发送电路及其控制电路与控制方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108336831B CN108336831B CN201710049465.XA CN201710049465A CN108336831B CN 108336831 B CN108336831 B CN 108336831B CN 201710049465 A CN201710049465 A CN 201710049465A CN 108336831 B CN108336831 B CN 108336831B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- power
- circuit
- current
- conversion
- resonant
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
- H02J50/10—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling
- H02J50/12—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling of the resonant type
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
- H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
- H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
- H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
- H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
- H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Transmitters (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
Abstract
本发明提出一种无线电源发送电路，其包含一电源转换电路，一电力反用换流电路，一谐振发送电路，以及一电源控制电路。电源转换电路转换一输入电源而产生一转换输出电源，其中该转换输出电源包括一转换输出电压。电力反用换流电路将该转换输出电源转换而产生一交流输出电源。谐振发送电路将该交流输出电源转换为一谐振无线电源，其中该谐振发送电路包含一谐振电流。电源控制电路根据该转换输出电压而产生一电流参考讯号，且根据该电流参考讯号以及一谐振电流相关的讯号的差值而产生一转换控制讯号，该转换控制讯号用以控制该电源转换电路，以调节该谐振无线电源大致维持于一预设的功率位准。本发明还涉及无线电源发送电路中的控制电路与控制方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种无线电源发送电路，特别是指一种可操作于恒定功率模式的无线电源发送电路。本发明也涉及用于无线电源发送电路中的控制电路与控制方法。
背景技术
无线电源发射电路一般而言需具有恒定电流(constant current)控制功能，而在功率输入或输出过高时，又需转换为恒定功率(constant power)控制模式，以避免损坏无线电源发射电路或是后级电路。图1显示一种现有技术的无线电源发送电路(无线电源发送电路1)，无线电源发送电路1包括一直流-直流转换电路，一电力反用换流电路(powerinverter circuit)，一谐振发送电路11，以及一基于MCU(micro controller unit，微控制单元)的控制器(MCU based controller)。其中直流-直流转换电路转换一直流电源而产生一转换输出电压VDCO；电力反用换流电路(power inverter circuit)将该转换输出电压转换而产生一交流输出电源；谐振发送电路11将该交流输出电源转换为一谐振无线电源以达成无线电源发送。该基于MCU的控制器可根据该转换输出电压VDCO以及该谐振电流IRS而产生一转换控制讯号CTRL，用以控制该直流-直流转换电路，使无线电源发射电路1操作于恒定电流模式或恒定功率模式。
图1中所示的现有技术，其缺点在于，由于控制器以MCU为基础，因此需要ADC(模拟数字转换器)以量测电压与电流，接着由MCU计算功率或电流大小之后，再经由DAC(数字模拟转换器)转换产生转换控制讯号，由于精确度与取样及计算速度的需求，因此对于控制电路中ADC，DAC以及MCU的规格要求日益升高，导致成本亦随的升高，且设计不易。
本发明相较于图1的现有技术，其优点在于以模拟方式达成恒定电流模式或恒定功率模式，具有电路简约，快速响应，以及可降低成本等优点。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足与缺陷，提出无线电源发送电路及其控制电路与控制方法，以模拟方式达成恒定电流模式或恒定功率模式，具有电路简约，快速响应，以及可降低成本等优点。
为达上述目的，就其中一个观点言，本发明提供了一种无线电源发送电路，该无线电源发送电路包含：一电源转换电路(power converter circuit)，用以转换一输入电源而产生一转换输出电源，其中该转换输出电源包括一转换输出电压；一电力反用换流电路(power inverter circuit)，用以将该转换输出电源转换而产生一交流输出电源，其中该交流输出电源包括一交流输出电流；一谐振发送电路，包含至少一发送线圈，将该交流输出电源转换为一谐振无线电源，其中该谐振发送电路包含一谐振电流；以及一电源控制电路，用以根据该转换输出电压而产生一电流参考讯号，且根据该电流参考讯号以及一谐振电流相关的讯号的差值而产生一转换控制讯号，该转换控制讯号用以控制该电源转换电路，以调节该谐振无线电源大致上维持于一预设的第一功率位准。
在一较佳实施例中，该电源控制电路包含：一电流参考讯号产生电路，根据一参考电压以及该转换输出电压而产生该电流参考讯号；以及一转换控制讯号产生电路，根据该电流参考讯号以及该谐振电流相关的讯号的差值而产生该转换控制讯号。
为达上述目的，就其中一个观点言，本发明提供了一种无线电源发送电路，该无线电源发送电路包含：一电源转换电路(power converter circuit)，用以转换一输入电源而产生一转换输出电源，其中该转换输出电源包括一转换输出电压；一电力反用换流电路(power inverter circuit)，用以将该转换输出电源转换而产生一交流输出电源，其中该交流输出电源包括一交流输出电流；一谐振发送电路，包含至少一发送线圈，将该交流输出电源转换为一谐振无线电源，其中该谐振发送电路包含一谐振电流；以及一电源控制电路，用以根据一谐振电流相关的讯号而产生一电压参考讯号，且根据该电压参考讯号以及该转换输出电压的差值而产生一转换控制讯号，该转换控制讯号用以控制该电源转换电路，以调节该谐振无线电源大致上维持于一预设的第一功率位准。
在一较佳实施例中，该电源控制电路包含：一电压参考讯号产生电路，根据一电流参考讯号以及该谐振电流相关的讯号而产生该电压参考讯号；以及一转换控制讯号产生电路，根据该电压参考讯号以及该转换输出电压的差值而产生该转换控制讯号
在一较佳实施例中，当该转换输出电压升高时，该谐振电流降低，而当该转换输出电压降低时，该谐振电流升高。
在一较佳实施例中，该转换控制讯号用以控制该电源转换电路，以调节该交流输出电源或该转换输出电源大致上维持于一预设的第二功率位准，其中该第二功率位准相关于该第一功率位准。
在一较佳实施例中，该电源转换电路为一切换式降压转换电路(buck convertercircuit)，或一切换式升压转换电路(boost converter circuit)，或一切换式升降压转换电路(buck-boost converter circuit)，或一交流-直流转换电路(AC-DC convertercircuit)。
在一较佳实施例中，该电力反用换流电路为一D类反用换流电路(class Dinverter circuit)，或一E类反用换流电路(class E inverter circuit)。
在一较佳实施例中，该转换控制讯号用以控制该电源转换电路，当该转换输出电压低于一默认的电压阈值时，调节该谐振电流或该交流输出电流大致上维持于一预设的电流位准。
在一较佳实施例中，该电源控制电路包含：一转导放大电路(transconductanceamplifier circuit)，根据一参考电压以及该转换输出电压而产生一转导放大输出讯号；一单向导通元件，其电流输出端耦接于转导放大输出讯号，而于其电流输入端产生该电流参考讯号；以及一讯号放大电路，根据该电流参考讯号以及该谐振电流相关的讯号的差值而产生该转换控制讯号。
在一较佳实施例中，该默认的电压阈值为该参考电压。
在一较佳实施例中，该转换控制讯号用以控制该电源转换电路，当该转换输出电压低于一默认的电压阈值时，调节该谐振电流或该交流输出电流大致上维持于一预设的电流位准。
为达上述目的，就另一个观点言，本发明也提供了一种电源控制电路，用以控制一无线电源发送电路，其中该无线电源发送电路包含：一电源转换电路(power convertercircuit)，用以转换一输入电源而产生一转换输出电源，其中该转换输出电源包括一转换输出电压；一电力反用换流电路(power inverter circuit)，用以将该转换输出电源转换而产生一交流输出电源，其中该交流输出电源包括一交流输出电流；一谐振发送电路，包含至少一发送线圈，将该交流输出电源转换为一谐振无线电源，其中该谐振发送电路包含一谐振电流；该电源控制电路包含：一电流参考讯号产生电路，根据一参考电压以及该转换输出电压而产生一电流参考讯号；以及一转换控制讯号产生电路，根据该电流参考讯号以及一谐振电流相关的讯号的差值而产生一转换控制讯号，该转换控制讯号用以控制该电源转换电路，以调节该谐振无线电源大致上维持于一预设的第一功率位准。
为达上述目的，就另一个观点言，本发明也提供了一种电源控制电路，用以控制一无线电源发送电路，其中该无线电源发送电路包含：一电源转换电路(power convertercircuit)，用以转换一输入电源而产生一转换输出电源，其中该转换输出电源包括一转换输出电压；一电力反用换流电路(power inverter circuit)，用以将该转换输出电源转换而产生一交流输出电源，其中该交流输出电源包括一交流输出电流；一谐振发送电路，包含至少一发送线圈，将该交流输出电源转换为一谐振无线电源，其中该谐振发送电路包含一谐振电流；该电源控制电路包含：一电压参考讯号产生电路，根据一电流参考讯号以及该谐振电流相关的讯号而产生该电压参考讯号；以及一转换控制讯号产生电路，根据该电压参考讯号以及该转换输出电压的差值而产生该转换控制讯号。
在一较佳实施例中，当该转换输出电压升高时，该谐振电流降低，而当该转换输出电压降低时，该谐振电流升高。
在一较佳实施例中，该电流参考讯号产生电路包含：一转导放大电路(transconductance amplifier circuit)，根据该参考电压以及该转换输出电压而产生一转导放大输出讯号；以及一单向导通元件，其电流输出端耦接于转导放大输出讯号，而于其电流输入端产生该电流参考讯号；该转换控制讯号产生电路包含：一讯号放大电路，根据该电流参考讯号以及该谐振电流相关的讯号的差值而产生该转换控制讯号。
为达上述目的，就另一个观点言，本发明也提供了一种用以控制一无线电源发送电路的方法，其中该无线电源发送电路包含：一电源转换电路(power convertercircuit)，用以转换一输入电源而产生一转换输出电源，其中该转换输出电源包括一转换输出电压；一电力反用换流电路(power inverter circuit)，用以将该转换输出电源转换而产生一交流输出电源，其中该交流输出电源包括一交流输出电流；一谐振发送电路，包含至少一发送线圈，将该交流输出电源转换为一谐振无线电源，其中该谐振发送电路包含一谐振电流；该方法包含：根据该转换输出电压而产生一电流参考讯号；根据该电流参考讯号以及一谐振电流相关的讯号的差值而产生一转换控制讯号；以及以该转换控制讯号控制该电源转换电路，以调节该谐振无线电源大致上维持于一预设的第一功率位准。
为达上述目的，就另一个观点言，本发明也提供了一种用以控制一无线电源发送电路的方法，其中该无线电源发送电路包含：一电源转换电路(power convertercircuit)，用以转换一输入电源而产生一转换输出电源，其中该转换输出电源包括一转换输出电压；一电力反用换流电路(power inverter circuit)，用以将该转换输出电源转换而产生一交流输出电源，其中该交流输出电源包括一交流输出电流；一谐振发送电路，包含至少一发送线圈，将该交流输出电源转换为一谐振无线电源，其中该谐振发送电路包含一谐振电流；该方法包含：根据一谐振电流相关的讯号而产生一电压参考讯号；根据该电压参考讯号以及该转换输出电压的差值而产生一转换控制讯号；以及以该转换控制讯号控制该电源转换电路，以调节该谐振无线电源大致上维持于一预设的第一功率位准。
在一较佳实施例中，当该转换输出电压升高时，该谐振电流降低，而当该转换输出电压降低时，该谐振电流升高。
在一较佳实施例中，产生该电流参考讯号的步骤包含：根据该参考电压以及该转换输出电压的差值而产生一放大输出讯号；以及将该放大输出讯号单向导通而产生该电流参考讯号。
以下通过具体实施例详加说明，当更容易了解本发明的目的、技术内容、特点及其所达成的功效。
附图说明
图1显示一种现有技术的无线电源发送电路的示意图；
图2显示本发明的无线电源发送电路的一实施例的示意图；
图3显示本发明的无线电源发送电路中，电源控制电路的一实施例的示意图；
图4显示对应于图2或图3实施例的仿真特性曲线图；
图5A与图5B显示对应于图2或图3实施例的模拟波形图；
图6显示本发明的无线电源发送电路的一实施例的示意图。
具体实施方式
请参阅图2，图中所示为本发明的无线电源发送电路的一实施例(无线电源发送电路2)示意图，无线电源发送电路2包含一电源转换电路20(power converter circuit)，一电力反用换流电路30(power inverter circuit)，一谐振发送电路40，以及一电源控制电路50。其中电源转换电路20用以转换一输入电源PIN而产生一转换输出电源，其中转换输出电源包括一转换输出电压VDCO；其中输入电源PIN可为一交流电源或一直流电源，而电源转换电路20则分别可对应为一交流-直流转换电路或一直流-直流转换电路。电力反用换流电路30用以将该转换输出电源转换而产生一交流输出电源PACO，其中交流输出电源PACO包含一交流输出电流IAC；谐振发送电路40将该交流输出电源PACO转换为一谐振无线电源POUT，其中谐振发送电路40包含一谐振电流IRS；本实施例中，谐振发送电路40包含互相串联的发送线圈L以及谐振电容C，需说明的是，谐振发送电路40并不限于本实施例的电路结构，其亦可以其他形式的谐振电路实施，例如但不限于并联式、或串联与并联组合的谐振电路。电源控制电路50用以根据该转换输出电压VDCO而产生一电流参考讯号IREF，且根据电流参考讯号IREF以及一与谐振电流IRS相关的讯号ITX的差值而产生一转换控制讯号CTRL；其中与谐振电流相关的讯号ITX可例如通过一电流侦测电路(未示出)转换谐振电流IRS而得；转换控制讯号CTRL用以控制电源转换电路20，以调节谐振无线电源POUT大致上维持于一预设的第一功率位准，以达成恒定功率模式。其中所述“预设”的第一功率位准，可为一固定值，或为一可调整的可变动值，下同。此外需说明的是：因电路零件的本身或是零件间相互的匹配不一定为理想，因此，虽然欲使谐振无线电源POUT维持于一预设的第一功率位准，但实际产生的谐振无线电源POUT的功率位准可能并不是准确的第一功率位准，而仅是接近第一功率位准，此即前述的“大致上维持于”一预设的第一功率位准之意，下同。
请继续参阅图2，在一实施例中，电源控制电路50包括一电流参考讯号产生电路51以及一转换控制讯号产生电路52；其中电流参考讯号产生电路51根据一参考电压VREF与转换输出电压VDCO而产生电流参考讯号IREF；而转换控制讯号产生电路52则根据电流参考讯号IREF以及与谐振电流相关的讯号ITX的差值而产生转换控制讯号CTRL。
请继续参阅图2，在一实施例中，在电源控制电路50的控制下，当转换输出电压VDCO升高时，谐振电流IRS降低，而当转换输出电压VDCO降低时，谐振电流IRS升高，因而可达成恒定功率模式。
请继续参阅图2，在一实施例中，在电源控制电路50的控制下，转换控制讯号CTRL可控制电源转换电路20，而调节电力反用换流电路30的交流输出电源PACO大致上维持于一预设的第二功率位准，其中第二功率位准相关于该第一功率位准。在一较佳实施例中，各电路的功率损耗皆相对很小或大致上为一定值，在交流输出电源PACO大致上维持于一预设的第二功率位准时，谐振无线电源POUT的功率位准亦可大致上维持于第一功率位准，因而可达成恒定功率模式。在另一实施例中，在电源控制电路50的控制下，转换控制讯号CTRL可控制电源转换电路20，而调节电源转换电路20的转换输出电源大致上维持于一预设的第三功率位准，其中第三功率位准相关于该第一功率位准。在一较佳实施例中，各电路的功率损耗皆相对很小或大致上为一定值，在转换输出电源大致上维持于一预设的第三功率位准时，谐振无线电源POUT的功率位准亦可大致上维持于第一功率位准，因而可达成恒定功率模式。
本发明的无线电源发送电路，根据实际需求的不同，例如但不限于输入电源PIN的电压范围以及转换输出电压VDCO的范围，在数个不同实施例中，电源转换电路20可为一切换式降压转换电路(buck converter circuit)，或一切换式升压转换电路(boostconverter circuit)，或一切换式升降压转换电路(buck-boost converter circuit)，而分别将输入电源PIN做降压转换，或升压转换，或升降压转换而产生转换输出电压VDCO。
本发明的无线电源发送电路，根据实际需求的不同，在数个不同实施例中，电力反用换流电路30可为一D类反用换流电路(class D inverter circuit)，或一E类反用换流电路(class E inverter circuit)。
请参阅图3，图中所示为本发明的无线电源发送电路中，电源控制电路(例如图2的电源控制电路50)的一种实施例(电源控制电路50’)的示意图，电源控制电路50’包含电流参考讯号产生电路51以及转换控制讯号产生电路52，其中电流参考讯号产生电路51包括一转导放大电路511(transconductance amplifier circuit)，以及一二极管D1，转导放大电路511根据一参考电压VREF与转换输出电压VDCO而产生一转导放大输出讯号VGO；二极管D1的电流流出端耦接于转导放大输出讯号VGO，二极管D1的电流流入端则分流耦接(shunt)于一电流电压转换电路512，而产生电流参考讯号IREF。转换控制讯号产生电路52则包括一讯号放大电路521。本实施例中，二极管D1的单向导通特性使得转换输出电压VDCO低于参考电压VREF时，电流参考讯号IREF为一默认的参考电压，而在转换输出电压VDCO高于参考电压VREF时，电流参考讯号IREF会随着转换输出电压VDCO与参考电压VREF间的差值而变动，亦即，当转换输出电压VDCO与参考电压VREF间的差值升高时，电流参考讯号IREF降低，而当转换输出电压VDCO与参考电压VREF间的差值降低时，电流参考讯号IREF升高。讯号放大电路521则根据电流参考讯号IREF以及与谐振电流相关的讯号ITX的差值而产生转换控制讯号CTRL，使得转换输出电压VDCO低于参考电压VREF时(此时电流参考讯号IREF为一默认的参考电压)，谐振电流IRS大致上调节为一预设的电流位准，而达成恒定电流模式。而在转换输出电压VDCO高于参考电压VREF时，谐振电流IRS会随着转换输出电压VDCO升高而降低，且随着转换输出电压VDCO降低而升高，因而可调节谐振无线电源POUT大致上维持于前述预设的第一功率位准，而达成恒定功率模式。其中，参考电压VREF可为一固定值，或为一可调整的可变动值。
需说明的是，上述的调整目标为谐振电流IRS与谐振无线电源POUT，然根据本发明的精神并不限于此，在一实施例中，如上述图3的实施例，亦可于转换输出电压VDCO低于参考电压VREF时，大致上调节交流输出电流IAC于一预设的电流位准，达成恒定电流模式。而于转换输出电压VDCO高于参考电压VREF时，调节交流输出电源PACO大致上维持于前述预设的第二功率位准，而达成恒定功率模式。此外，前述实施例以参考电压VREF作为恒定功率模式与恒定电流模式的判断阈值，然根据本发明的精神亦不限于此，在一实施例中，电源控制电路50’可根据一默认的电压阈值VTH(未示出)以确定恒定功率模式与恒定电流模式的操作。
此外，值得注意的是，本发明的无线电源发送电路由于采用了模拟的控制方法，使得本发明相较于现有技术，具有可连续且模拟式地控制而达成上述的操作，且能快速响应，以及电路简约因而可降低成本等优点。
请参阅图4，图中显示对应于图2或图3实施例的仿真特性曲线图，图4的实施例中，当谐振发送电路(例如图2的谐振发送电路40)的反射电阻(即谐振发送电路的反射阻抗的实部，可以例如图2中的Req表示)低于25奥姆时，本发明的无线电源发送电路为恒定电流模式，谐振电流IRS(如图中的短虚线)大致上调节于一预设的电流位准(如图所示的800mA)。而当反射电阻高于25奥姆时，本发明的无线电源发送电路为恒定功率模式，谐振无线电源POUT(如图中的实线)大致上维持于前述预设的第一功率位准(如图所示约为16W)。需说明的是，本实施例中，以变化谐振发送电路的反射电阻而量测本发明的无线电源发送电路的电流与功率的变化，而由于本发明的无线电源发送电路的控制方式，使得转换输出电压VDCO(如图中的长虚线)会随着谐振发送电路的反射电阻增加而大致上正比地增加，因此，上述恒定电流模式与恒定功率模式的操作条件以谐振发送电路的反射电阻作为分界的阈值时，亦可等效地视为以一默认的电压阈值作为分界(例如图4中的25V，其可对应于前述的参考电压VREF)，在此情况下，图4的实施例，可对应为当转换输出电压VDCO低于25V时，本发明的无线电源发送电路为恒定电流模式，谐振电流IRS大致上调节为一预设的电流位准(如图所示的800mA)。而当转换输出电压VDCO高于25V时，本发明的无线电源发送电路为恒定功率模式，谐振无线电源POUT大致上维持于前述预设的第一功率位准(如图所示约为16W)。
请参阅图5A与图5B，图中显示对应于图2或图3实施例的模拟波形图，图5A与图5B分别对应于谐振发送电路的反射电阻值为25奥姆及55奥姆时的时域模拟波形图，其中输入电源PIN的电压皆为12V，而操作频率皆为6.78MHz；图5A与图5B显示，本实施例中，转换输出电压VDCO与谐振电流IRS具有前述大致上为反比的关系，亦即，当转换输出电压VDCO降低时(例如图5A中约为25.7V)，谐振电流IRS升高(例如图5A中约为800mA)，而当转换输出电压VDCO升高时(例如图5A中约为35.1V)，谐振电流IRS降低(例如图5A中约为535mA)，前述转换输出电压VDCO与谐振电流IRS大致上反比的关系，使得谐振无线电源POUT在谐振发送电路的反射电阻值为25奥姆或55奥姆时皆能大致上维持于一固定的功率值，因而可达成恒定功率模式(例如图5A与图5B中皆约为16W)。
请参阅图6，图中所示为本发明的无线电源发送电路的另一种实施例(无线电源发送电路4)的示意图，本实施例与图2的无线电源发送电路2类似，其差别在于电源控制电路50”根据与谐振电流IRS相关的讯号ITX而产生一电压参考讯号VREF’，且根据转换输出电压VDCO以及电压参考讯号VREF’的差值而产生一转换控制讯号CTRL，转换控制讯号CTRL用以控制电源转换电路20，以达成包括恒定功率模式(调节该交流输出电源PACO或该转换输出电源大致上维持于一预设的第二功率位准)，或恒定电流模式(调节谐振电流IRS或该交流输出电流IAC大致上维持于一预设的电流位准)等前述实施例的所有功能。具体而言，本实施例中，电源控制电路50”包括一电压参考讯号产生电路53以及一转换控制讯号产生电路54；其中电压参考讯号产生电路53根据与谐振电流IRS相关的讯号ITX与一电流参考讯号IREF’而产生电压参考讯号VREF’；而转换控制讯号产生电路54则根据转换输出电压VDCO以及电压参考讯号VREF’的差值而产生转换控制讯号CTRL，用以控制电源转换电路20，以达成前述的功能。在一实施例中，转换控制讯号产生电路54还根据一默认的电压阈值VTH，而确定恒定功率模式或电流恒定电流模式的操作，举例而言，当转换输出电压VDCO低于默认的电压阈值VTH时，调节谐振电流IRS或交流输出电流IAC大致上维持于一预设的电流位准，而当转换输出电压VDCO高于默认的电压阈值VTH时，调节谐振电流IRS或交流输出电流IAC大致上维持于一预设的电流位准。
以上已针对较佳实施例来说明本发明，以上所述，仅为使本领域技术人员易于了解本发明的内容，并非用来限定本发明的权利范围。所说明的各个实施例，并不限于单独应用，亦可以组合应用；举其中一例，“恒定电流模式”和“恒定功率模式”可以并用，使无线电源发送电路可操作于此二种不同模式；又如，“谐振电流IRS的恒定电流模式”和“交流输出电源PACO的恒定功率模式”亦可以并用，使无线电源发送电路于不同需求下，可操作于此二种不同模式；在上述并用的情况下，面板驱动电路可包含前述实施例的具体电路，以实现上述模式的组合。此外，在本发明的相同精神下，本领域技术人员可以思及各种等效变化以及各种组合，举例而言，前述如图3的实施例中，以电流式电路(例如但不限于转导放大电路511与电流电压转换电路512等)为例，然根据本发明的精神，亦可采用电压式电路而实现相同的功能。又例如，本发明所称“根据某讯号进行处理或运算或产生某输出结果”，不限于根据该讯号的本身，亦包含于必要时，将该讯号进行电压电流转换、电流电压转换、及/或比例转换等，之后根据转换后的讯号进行处理或运算产生某输出结果。由此可知，在本发明的相同精神下，本领域技术人员可以思及各种等效变化以及各种组合，其组合方式甚多，在此不一一列举说明。因此，本发明的范围应涵盖上述及其他所有等效变化。
Claims (20)
1.一种无线电源发送电路，其特征在于，该无线电源发送电路包含：
一电源转换电路，用以转换一输入电源而产生一转换输出电源，其中该转换输出电源包括一转换输出电压；
一电力反用换流电路，用以将该转换输出电源转换而产生一交流输出电源，其中该交流输出电源包括一交流输出电流；
一谐振发送电路，包含至少一发送线圈，将该交流输出电源转换为一谐振无线电源，其中该谐振发送电路包含一谐振电流；以及
一电源控制电路，包括：
一电流参考讯号产生电路，根据一参考电压以及该转换输出电压的差值而产生一电流参考讯号，其中该电流参考讯号与该转换输出电压成反相关系；以及
一转换控制讯号产生电路，根据该电流参考讯号以及一谐振电流相关的讯号的差值而产生一转换控制讯号，该转换控制讯号用以控制该电源转换电路，以调节该谐振电流使其对应于该电流参考讯号，由此调节该谐振无线电源大致上维持于一预设的第一功率位准，其中该谐振电流相关的讯号相关于该谐振电流。
2.如权利要求1所述的无线电源发送电路，其中，当该转换控制讯号代表该谐振电流下降时，该转换控制讯号控制该电源转换电路调升该转换输出电压，而当该转换控制讯号代表该谐振电流上升时，该转换控制讯号控制该电源转换电路调降该转换输出电压。
3.如权利要求1所述的无线电源发送电路，其中，该转换控制讯号用以控制该电源转换电路，以调节该交流输出电源或该转换输出电源大致上维持于一预设的第二功率位准，其中该第二功率位准相关于该第一功率位准。
4.如权利要求1所述的无线电源发送电路，其中，该电源转换电路为一切换式降压转换电路，或一切换式升压转换电路，或一切换式升降压转换电路，或一交流-直流转换电路。
5.如权利要求1所述的无线电源发送电路，其中，该电力反用换流电路为一D类反用换流电路，或一E类反用换流电路。
6.如权利要求1所述的无线电源发送电路，其中，该转换控制讯号用以控制该电源转换电路，当该转换输出电压低于该参考电压时，调节该谐振电流或该交流输出电流大致上维持于一预设的电流位准。
7.如权利要求6所述的无线电源发送电路，其中，该电流参考讯号产生电路包括：
一转导放大电路，根据该参考电压以及该转换输出电压而产生一转导放大输出讯号；以及
一单向导通元件，其电流输出端耦接于转导放大输出讯号，而于其电流输入端产生该电流参考讯号；
该转换控制讯号产生电路包括：
一讯号放大电路，根据该电流参考讯号以及该谐振电流相关的讯号的差值而产生该转换控制讯号。
8.一种无线电源发送电路，该无线电源发送电路包含：
一电源转换电路，用以转换一输入电源而产生一转换输出电源，其中该转换输出电源包括一转换输出电压；
一电力反用换流电路，用以将该转换输出电源转换而产生一交流输出电源，其中该交流输出电源包括一交流输出电流；
一谐振发送电路，包含至少一发送线圈，将该交流输出电源转换为一谐振无线电源，其中该谐振发送电路包含一谐振电流；以及
一电源控制电路，包括：
一电压参考讯号产生电路，根据一电流参考讯号以及一谐振电流相关的讯号的差值而产生一电压参考讯号，其中该电压参考讯号与谐振电流成反相关系，该谐振电流相关的讯号相关于该谐振电流；以及
一转换控制讯号产生电路，根据该电压参考讯号以及该转换输出电压的差值而产生一转换控制讯号，以控制该电源转换电路，以调节该转换输出电压使其对应于该电压参考讯号，由此调节该谐振无线电源大致上维持于一预设的第一功率位准。
9.一种电源控制电路，用以控制一无线电源发送电路，其中该无线电源发送电路包含：一电源转换电路，用以转换一输入电源而产生一转换输出电源，其中该转换输出电源包括一转换输出电压；一电力反用换流电路，用以将该转换输出电源转换而产生一交流输出电源，其中该交流输出电源包括一交流输出电流；一谐振发送电路，包含至少一发送线圈，将该交流输出电源转换为一谐振无线电源，其中该谐振发送电路包含一谐振电流；其特征在于，该电源控制电路包含：
一电流参考讯号产生电路，根据一参考电压以及该转换输出电压的差值而产生一电流参考讯号，其中该电流参考讯号与该转换输出电压成反相关系；以及
一转换控制讯号产生电路，根据该电流参考讯号以及一谐振电流相关的讯号的差值而产生一转换控制讯号，该转换控制讯号用以控制该电源转换电路，以调节该谐振电流使其对应于该电流参考讯号，由此调节该谐振无线电源大致上维持于一预设的第一功率位准，其中该谐振电流相关的讯号相关于该谐振电流。
10.如权利要求9所述的电源控制电路，其中，当该转换控制讯号代表该谐振电流下降时，该转换控制讯号控制该电源转换电路调升该转换输出电压，而当该转换控制讯号代表该谐振电流上升时，该转换控制讯号控制该电源转换电路调降该转换输出电压。
11.如权利要求9所述的电源控制电路，其中，该转换控制讯号用以控制该电源转换电路，以调节该交流输出电源或该转换输出电源大致上维持于一预设的第二功率位准，其中该第二功率位准相关于该第一功率位准。
12.如权利要求9所述的电源控制电路，其中，该转换控制讯号用以控制该电源转换电路，当该转换输出电压低于该参考电压时，调节该谐振电流或该交流输出电流大致上维持于一预设的电流位准。
13.如权利要求12所述的电源控制电路，其中，
该电流参考讯号产生电路包括：
一转导放大电路，根据该参考电压以及该转换输出电压而产生一转导放大输出讯号；以及
一单向导通元件，其电流输出端耦接于转导放大输出讯号，而于其电流输入端产生该电流参考讯号；
该转换控制讯号产生电路包括：
一讯号放大电路，根据该电流参考讯号以及该谐振电流相关的讯号的差值而产生该转换控制讯号。
14.一种电源控制电路，用以控制一无线电源发送电路，其中该无线电源发送电路包含：一电源转换电路，用以转换一输入电源而产生一转换输出电源，其中该转换输出电源包括一转换输出电压；一电力反用换流电路，用以将该转换输出电源转换而产生一交流输出电源，其中该交流输出电源包括一交流输出电流；一谐振发送电路，包含至少一发送线圈，将该交流输出电源转换为一谐振无线电源，其中该谐振发送电路包含一谐振电流；该电源控制电路包含：
一电压参考讯号产生电路，根据一电流参考讯号以及一谐振电流相关的讯号的差值而产生一电压参考讯号，其中该电压参考讯号与该谐振电流成反相关系，该谐振电流相关的讯号相关于该谐振电流；以及一转换控制讯号产生电路，根据该电压参考讯号以及该转换输出电压的差值而产生一转换控制讯号，以控制该电源转换电路，以调节该转换输出电压使其对应于该电压参考讯号，由此调节该谐振无线电源大致上维持于一预设的第一功率位准。
15.一种用以控制一无线电源发送电路的方法，其中该无线电源发送电路包含：一电源转换电路，用以转换一输入电源而产生一转换输出电源，其中该转换输出电源包括一转换输出电压；一电力反用换流电路，用以将该转换输出电源转换而产生一交流输出电源，其中该交流输出电源包括一交流输出电流；一谐振发送电路，包含至少一发送线圈，将该交流输出电源转换为一谐振无线电源，其中该谐振发送电路包含一谐振电流；其特征在于，该方法包含：
根据一参考电压以及该转换输出电压的差值而产生一电流参考讯号，其中该电流参考讯号与该转换输出电压成反相关系；
根据该电流参考讯号以及一谐振电流相关的讯号的差值而产生一转换控制讯号；以及
以该转换控制讯号控制该电源转换电路，以调节该谐振电流使其对应于该电流参考讯号，由此调节该谐振无线电源大致上维持于一预设的第一功率位准，其中该谐振电流相关的讯号相关于该谐振电流。
16.如权利要求15所述的方法，其中，当该转换控制讯号代表该谐振电流下降时，该转换控制讯号控制该电源转换电路调升该转换输出电压，而当该转换控制讯号代表该谐振电流上升时，该转换控制讯号控制该电源转换电路调降该转换输出电压。
17.如权利要求15所述的方法，其中，还以该转换控制讯号控制该电源转换电路而调节该交流输出电源或该转换输出电源大致上维持于一预设的第二功率位准，其中该第二功率位准相关于该第一功率位准。
18.如权利要求15所述的方法，其中，当该转换输出电压低于该参考电压时，还以该转换控制讯号控制该电源转换电路而调节该谐振电流或该交流输出电流大致上维持于一预设的电流位准。
19.如权利要求18所述的方法，其中，产生该电流参考讯号的步骤包括：
根据该参考电压以及该转换输出电压的差值而产生一放大输出讯号；以及
将该放大输出讯号单向导通而产生该电流参考讯号。
20.一种用以控制一无线电源发送电路的方法，其中该无线电源发送电路包含：一电源转换电路，用以转换一输入电源而产生一转换输出电源，其中该转换输出电源包括一转换输出电压；一电力反用换流电路，用以将该转换输出电源转换而产生一交流输出电源，其中该交流输出电源包括一交流输出电流；一谐振发送电路，包含至少一发送线圈，将该交流输出电源转换为一谐振无线电源，其中该谐振发送电路包含一谐振电流；该方法包含:
根据一电流参考讯号以及一谐振电流相关的讯号的差值而产生一电压参考讯号，其中该电压参考讯号与谐振电流成反相关系，该谐振电流相关的讯号相关于该谐振电流；
根据该电压参考讯号以及该转换输出电压的差值而产生一转换控制讯号；以及
以该转换控制讯号控制该电源转换电路，以调节该转换输出电压使其对应于该电压参考讯号，由此调节该谐振无线电源大致上维持于一预设的第一功率位准。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710049465.XA CN108336831B (zh) | 2017-01-20 | 2017-01-20 | 无线电源发送电路及其控制电路与控制方法 |
| US15/611,210 US10574092B2 (en) | 2017-01-20 | 2017-06-01 | Wireless power transmitter circuit and control circuit and control method thereof |
| US16/739,702 US20200153285A1 (en) | 2017-01-20 | 2020-01-10 | Wireless power transmitter circuit and control circuit and control method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710049465.XA CN108336831B (zh) | 2017-01-20 | 2017-01-20 | 无线电源发送电路及其控制电路与控制方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN108336831A CN108336831A (zh) | 2018-07-27 |
| CN108336831B true CN108336831B (zh) | 2020-03-31 |
Family
ID=62906642
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201710049465.XA Active CN108336831B (zh) | 2017-01-20 | 2017-01-20 | 无线电源发送电路及其控制电路与控制方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US10574092B2 (zh) |
| CN (1) | CN108336831B (zh) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6948397B2 (ja) * | 2017-09-14 | 2021-10-13 | シャープ株式会社 | 無線電力伝送装置 |
| US11070088B2 (en) * | 2018-09-07 | 2021-07-20 | Apple Inc. | Wireless power transfer |
| CN113381826B (zh) * | 2021-06-09 | 2022-12-09 | 郑州大学 | 一种智能反射面辅助的无线供电系统的方法与装置 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010068646A (ja) * | 2008-09-11 | 2010-03-25 | Hitachi Plant Technologies Ltd | 非接触給電装置 |
| CN102468754A (zh) * | 2010-11-10 | 2012-05-23 | 立锜科技股份有限公司 | 电流模式控制电源转换器的控制电路及方法 |
| CN104079081A (zh) * | 2014-07-17 | 2014-10-01 | 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集成电路 |
| CN105634093A (zh) * | 2016-04-01 | 2016-06-01 | 杨军 | 一种多手机可移动三维无线充电装置 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9058928B2 (en) * | 2010-12-14 | 2015-06-16 | Tdk Corporation | Wireless power feeder and wireless power transmission system |
| US9391461B2 (en) * | 2011-05-31 | 2016-07-12 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Wireless power transmission and charging system, and power control method of wireless power transmission and charging system |
| KR101947980B1 (ko) * | 2012-09-12 | 2019-02-14 | 삼성전자주식회사 | 무선 전력 전송 장치 및 방법, 무선 전력 수신 장치 |
| TWI595342B (zh) * | 2016-03-22 | 2017-08-11 | 台達電子工業股份有限公司 | 控制模組、切換式電源供應裝置及切換式電源供應裝置之峰值電流模式控制方法 |
-
2017
- 2017-01-20 CN CN201710049465.XA patent/CN108336831B/zh active Active
- 2017-06-01 US US15/611,210 patent/US10574092B2/en active Active
-
2020
- 2020-01-10 US US16/739,702 patent/US20200153285A1/en not_active Abandoned
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010068646A (ja) * | 2008-09-11 | 2010-03-25 | Hitachi Plant Technologies Ltd | 非接触給電装置 |
| CN102468754A (zh) * | 2010-11-10 | 2012-05-23 | 立锜科技股份有限公司 | 电流模式控制电源转换器的控制电路及方法 |
| CN104079081A (zh) * | 2014-07-17 | 2014-10-01 | 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集成电路 |
| CN105634093A (zh) * | 2016-04-01 | 2016-06-01 | 杨军 | 一种多手机可移动三维无线充电装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20200153285A1 (en) | 2020-05-14 |
| US20180212468A1 (en) | 2018-07-26 |
| CN108336831A (zh) | 2018-07-27 |
| US10574092B2 (en) | 2020-02-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9621028B2 (en) | Digitally controlled PFC converter with multiple discontinuous modes | |
| US10951120B2 (en) | Flyback converter, control circuit and control method therefor | |
| US8659278B2 (en) | Controller for switching regulator, switching regulator and light source | |
| KR101030798B1 (ko) | 역률 보상 회로 | |
| CN104022627B (zh) | 控制电路以及电源变换器 | |
| CN109713889B (zh) | 一种功率因数校正电路及其控制方法 | |
| US9104216B2 (en) | Mixed mode compensation circuit and method for a power converter | |
| US9699840B2 (en) | High-precision LED control circuit, method and LED driver thereof | |
| US11183930B2 (en) | Power-save mode pulse gating control for switching converter | |
| CN103345289B (zh) | 斜率补偿和环路带宽自适应控制电路及应用其的开关电源 | |
| CN108336831B (zh) | 无线电源发送电路及其控制电路与控制方法 | |
| CN105978315B (zh) | 供电电源及其控制方法 | |
| US9158321B2 (en) | Linear current regulator | |
| US11737180B2 (en) | Control circuit, chip and control method | |
| US8854025B2 (en) | Switching power supply | |
| US9130469B2 (en) | Primary-side feedback controlled AC/DC converter with an improved error amplifier | |
| CN104852568B (zh) | 基于Cuk的电流源 | |
| CN111064356B (zh) | 可提升功率因素的电源供应电路 | |
| CN108347102B (zh) | 无线电源发送电路及其控制电路与控制方法 | |
| CN104124862B (zh) | 无需环路补偿的高pfc恒流控制装置及电压变换器 | |
| US10097079B1 (en) | Dual constant time switching regulator and switching control circuit and method thereof | |
| TWI678874B (zh) | 可提升功率因素的電源供應電路 | |
| JP5148649B2 (ja) | Ｄｃ−ｄｃ変換器 | |
| US20170179821A1 (en) | Quasi universal feed forward dc to dc converter and method | |
| CN107732999B (zh) | 一种充电方法、充电系统及电子设备 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |