CN111373630B - 用于无线功率发送器的高效功率放大器系统 - Google Patents

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Abstract

一种用于提供无线功率的示例设备，包括：电源；耦合到电源的功率放大器，该功率放大器包括耦合到电源和耦合到公共开关输出的第一开关和第二开关，以及耦合到功率放大器的脉宽调制器(“PWM”)，该PWM被配置为在开启和关闭状态之间基本上同时切换第一开关和第二开关中的每一个，并且将第一开关和第二开关保持在相反的开启和关闭状态；耦合到电源和PWM的控制器，该控制器被配置为：接收指示负载阻抗的传感器信号；基于传感器信号确定PWM的占空比；以及基于PWM的占空比调节电源的输出电压。

Description

用于无线功率发送器的高效功率放大器系统
技术领域
本公开一般地涉及功率放大器，并且更一般地涉及用于无线功率发送器的高效功率放大器系统。
背景技术
高频磁场可用于向远程设备无线供电。一种典型的实施方式包括具有发送(“TX”)线圈和接收(“RX”)线圈的谐振双线圈系统。功率放大器(PA)系统或驱动器以特定于应用的量级的高频AC电流驱动TX线圈。然而，与其中PA馈送基本恒定的阻抗负载的射频(“RF”)通信应用不同，由于TX和RX线圈之间的耦合的改变、异物的存在等，TX线圈可能呈现可变的阻抗负载。阻抗负载的这种改变会降低功率传输的效率。
发明内容
描述了用于无线功率发送器的高效功率放大器系统的各种示例。一种用于提供无线功率的示例设备包括电源；耦合到电源的功率放大器，该功率放大器包括耦合到电源和耦合到公共开关输出的第一开关和第二开关，以及耦合到功率放大器的脉宽调制器(“PWM”)，PWM被配置为在开启和关闭状态之间基本上同时切换(toggle)所述第一开关和第二开关中的每一个，并且将第一开关和第二开关保持在相反的开启和关闭状态；耦合到电源和PWM的控制器，该控制器被配置为：接收指示负载阻抗的传感器信号；基于传感器信号确定PWM的占空比；以及基于PWM的占空比调节电源的输出电压。
一种用于提供无线功率的示例方法包括接收负载阻抗的指示；基于负载阻抗确定占空比；基于占空比确定电源电压；调节电源以供应电源电压；在开启和关闭状态之间切换第一开关和第二开关以生成电源输出，切换的比率基于占空比，第一开关和第二开关被切换(switch)以将它们保持在相反的开启或关闭状态；以及向射频(“RF”)发送线圈输出电源输出。
一种包括处理器可执行指令的示例非暂时性计算机可读介质，该处理器可执行指令被配置为使得处理器接收负载阻抗的指示；基于负载阻抗确定占空比；基于占空比确定电源电压；调节电源以供应电源电压；以及向功率放大器发送信号以建立占空比，从而在开启和关闭状态之间切换第一开关和第二开关以生成电源输出，切换的比率基于占空比，第一开关和第二开关被切换以将它们保持在相反的开启或关闭状态。
提及这些说明性示例不是为了限制或限定本公开的范围，而是为了提供示例来帮助理解本公开。在提供进一步描述的详细描述中讨论了说明性示例。通过检查本说明书，可以进一步理解各种示例提供的优点。
附图说明
结合到本说明书并构成本说明书的部分的附图示出了一个或多个特定示例，并且与示例的描述一起用于解释特定示例的原理和实施方式。
图1示出了用于无线功率发送器的示例高效功率放大器系统；
图2示出了用于无线功率发送器的示例高效功率放大器系统；
图3示出了实现目标阻抗的占空比图；
图4示出了应用于采用无源阻抗变换网络的高效率功率放大器的负载的负载阻抗；以及
图5示出了在所选择的占空比下实现目标电流的电源电压图；
图6示出了用于提供高效无线功率传输的示例查找表；
图7A-7B示出了在负载电抗范围上的电路响应的示例图；
图8示出了用于提供高效无线功率传输的示例方法；以及
图9示出了用于提供高效无线功率传输的示例控制器。
具体实施方式
本文在用于无线功率发送器的高效功率放大器系统的背景下描述了示例。本领域普通技术人员将认识到，以下描述仅是说明性的，并不意图以任何方式进行限制。现在将详细参考如附图中所示的示例的实施方式。相同的参考标记将在所有附图和以下描述中用于指代相同或相似的项目。
为了清楚起见，没有示出和描述本文描述的示例的所有常规特征。当然，应当理解，在任何这种实际实施方式的开发中，必须做出许多特有于实施方式的决定，以便实现开发者的特有目标，诸如符合与应用和业务相关的约束，并且这些特有目标将从一个实施方式至另一个实施方式以及从一个开发者至另一个开发者而变化。
通过在TX线圈中引起(induce)电磁场(“EMF”)并将RX线圈定位在EMF内，EMF在RX线圈中引起电流，该电流然后可以被供应给接收设备，可以将功率从电源无线地传输到设备。然而，功率传输的效率依赖于负载阻抗与电源设计的紧密匹配。因此，负载阻抗的变化会导致功率传输变得低效。
为了适应变化的负载阻抗，根据本公开的示例电源采用耦合到由脉宽调制(“PWM”)驱动器驱动的功率放大器单元的可变直流(“direct current，DC”)到DC(“DC/DC”)转换器，以生成要供应给发送线圈的输出信号，其中该PWM驱动器根据PWM占空比(或者仅“占空比”)切换两个开关(被布置为半桥)。通过使占空比变化，可以跨负载阻抗的范围保持电源的效率。此外，通过基于改变的占空比还调节由DC/DC转换器供应给功率放大器的电压，可以保持基本恒定的电流输出。因此，当负载阻抗改变时，占空比改变以保持到负载的有效功率传输，并且功率DC/DC转换器的电压输出改变以基于改变的占空比保持到负载的恒定输出电流。
为了进一步帮助适应负载阻抗变化，可以在半桥结构的输出和发送线圈的输入之间结合无源滤波器和负载映射网络(或“阻抗变换网络”或“电抗开关网络”)，以将预期的负载阻抗范围变换到由电源设计所适应的阻抗范围。此外，阻抗变换网络可以结合低通或高通滤波器组件，以降低来自发送线圈的谐波功率的幅度。阻抗变换网络设计的大小和复杂性可以基于阻抗的预期范围而变化，电源可以在没有显著效率损失的情况下传输功率通过该阻抗的预期范围。
给出这个说明性示例是为了向读者介绍本文讨论的一般主题，并且本公开不限于该示例。以下部分描述了各种附加非限制性示例和用于无线功率发送器的高效功率放大器系统的示例。
现在参考图1，图1示出了用于无线功率发送器的示例高效功率放大器系统100。该示例中的系统100包括DC/DC转换器110，该DC/DC转换器110从DC电源102接收DC电压，并将可选DC电压供应给功率放大器120。功率放大器120的输出在到达发送线圈150之前通过阻抗变换网络140，在该发送线圈150中生成EM场以激励接收线圈170并向该接收线圈170供电。系统100还包括传感器160，该传感器160在该示例中以功率发送频率感测负载阻抗(包括在该示例中的TX线圈)，并且向控制器130提供负载阻抗的指示。控制器接收负载阻抗，并为功率放大器120选择对应于所感测的负载阻抗的占空比。然后，所选择的占空比被用于识别DC/DC转换器110的输出电压，以保持到负载的恒定的电流。因此，当负载阻抗变化时，诸如由于TX线圈150和RX线圈170之间的相对运动、环境中的干扰对象、TX线圈150或RX线圈170中的一个或两个的变形等，改变的负载阻抗被提供给控制器，该控制器调节系统参数——占空比和DC电压——以保持到负载的有效功率传输。
DC/DC转换器110可以是能够供应可选输出电压的任何合适的DC/DC转换器，诸如可变输出开关模式DC/DC转换器。应当理解，可以采用任何合适的可变DC输出电源。例如，DC电源102可以是交流(“alternating current，AC”)电源，并且DC/DC转换器110可以是具有可选输出电压的AC/DC转换器。
该示例中的功率放大器120是使用MOSFET开关的软开关半桥功率放大器。PWM根据供应给PWM的占空比设置来开关MOSFET。功率放大器120被配置为以零电压开关(“zero-voltage switching，ZVS”)和零电流开关(“ZCS”)模式操作，以减少开关损耗。因此，在该示例中，通过开关的电压和电流不重叠。然而，其他示例可以采用其他开关配置，包括硬开关配置。此外，虽然ZVS和ZCS可能无法在负载阻抗的完整范围内实现，但将功率放大器设计为提供尽可能接近ZVS和ZCS可以提供更有效的功率传输。
阻抗变换网络140包括一个或多个无源电路元件，例如电容器(“C”)、电阻器(“R”)或电感器(“L”)，以将负载阻抗的预期范围转换为功率放大器120的阻抗的期望范围。在一些示例中，阻抗变换网络140可以包括一个或多个滤波器，例如低通或高通滤波器，以降低来自发送线圈150的谐波功率的幅度。如已知地，阻抗变换网络根据其复杂性可以提供宽的阻抗范围，然而，在根据本公开的一些示例中，示例功率放大器系统的覆盖区(footprint)大小可以被限制为在相对较小的可穿戴或手持设备中操作。因此，阻抗变换网络可以包括小分量计数滤波器电路，例如，LC低通滤波器，或者其他相对简单的无源低通或高通滤波器，例如，简单的RC、LC或RLC滤波器。然而，在一些示例中，可以采用更复杂的阻抗变换网络来适应功率放大器120的更宽的阻抗范围。
阻抗传感器160被定位成感测跨负载(在该示例中包括TX线圈)的阻抗，并向控制器130提供传感器信号。可以采用任何合适的阻抗传感器。此外，传感器信号可以包括指示阻抗的数字值，例如13+8j欧姆，或者它可以提供表示所感测的阻抗的实部和虚部的量级的信号。在一些示例中，阻抗传感器160输出指示所感测的阻抗的电压或电流。
该示例中的控制器130包括处理器和存储器。处理器从阻抗传感器160接收信号，并执行存储在存储器中的处理器可执行指令，以确定功率放大器120的占空比。为了确定占空比，处理器可以访问存储在存储器中的查找表，该查找表将负载阻抗映射到占空比。然而，在一些示例中，处理器可以访问映射函数，该映射函数接受阻抗作为输入，并确定占空比作为输出。映射函数可以包括表征负载阻抗和占空比之间关系的一个或多个方程，该占空比为功率放大器提供最优或接近最优的效率。例如，映射函数可以包括基于功率放大器系统100以不同的占空比对不同负载阻抗的模拟或经验地确定的响应而生成的一个或多个多项式映射函数。
控制器130还执行存储在存储器中的处理器可执行指令，以确定DC/DC转换器110的输出电压。在该示例中，输出电压作为占空比的函数而改变，以向功率放大器120上的负载供应基本恒定的电流。在本示例中，处理器访问将占空比映射到输出电压的第二查找表。因此，在处理器基于所感测的负载阻抗确定占空比之后，处理器使用所确定的占空比来选择对应的输出电压。应当理解，可以针对特定的输出电流建立占空比和电压之间的映射，因此，对应于各种输出电流，多个查找表可以被存储在存储器中，或者基于配置的电流量，查找表可以包括从占空比到电压的多个映射。此外，在一些示例中，占空比和输出电压之间的映射可以由表征占空比和输出电压之间的关系的一个或多个方程来定义，其向TX线圈150提供基本恒定的电流。例如，映射函数可以包括基于功率放大器系统100对不同占空比和电压的模拟或经验地确定的响应而生成的一个或多个多项式映射函数。
在该示例中，系统100被结合到可用于向目标设备供应无线功率的手持设备中，该目标设备诸如电池供电的植入物或电池供电的可佩戴设备。然而，根据本公开的示例可以被结合到任何合适的设备(包括固定或其他非便携式设备)中，以向任何合适的目标设备(包括移动电话(例如，智能电话)、无线耳机、平板、便携式游戏控制台、无线用户接口设备(例如，无线鼠标、无线游戏控制器等)等)提供无线功率。由系统100发送的功率可用于给目标设备中的电池再充电、给目标设备供电、或两者。
现在参考图2，图2示出了用于无线功率发送器的示例高效功率放大器系统200。示例系统200包括具有可选输出电压的DC/DC电源210，如上面关于图1所讨论的。应当理解，具有可调节的DC输出电压的任何合适的DC电源都可以用作电源210，包括可调节的AC/DC电源。功率放大器包括被布置成半桥配置中的开关的两个MOSFET M1-M2。PWM栅极驱动器220连接到MOSFET M1-M2中的每一个的栅极，并切换栅极以开启和关闭它们。PWM栅极驱动器220以相反的状态保持MOSFET M1-M2，使得M1具有与M2相反的状态——开或关，以及以ZVS和ZCS模式操作它们。PWM栅极驱动器220根据由控制器(未示出)选择的占空比切换开关，以向储能电路240提供输出信号，该储能电路240与低通滤波器250相组合，提供阻抗变换网络。低通滤波器250的输出被提供给负载260，该负载260包括发送线圈L7和接收线圈以及由电阻R1(R1)表示的电路。控制器270向PWM栅极驱动器220提供占空比选择信号，并向DC/DC转换器210提供电压选择信号。
在该示例中，每个MOSFET M1-M2具有耦合在其源极和漏极之间的相应的二极管D1-D2，以通过相应的MOSFET M1-M2循环功率，从而允许功率放大器适应更大量的负载电抗。尽管根据一些示例可以采用其他类型的二极管，但是具有低电压降的肖特基二极管可以用作D1-D2以提供有效的能量循环。此外，虽然基本以ZVS和ZCS模式操作MOSFET M1-M2，但是负载电抗的变化可能导致ZVS和ZCS条件跨整个负载电抗范围不被满足，尽管这种配置仍然使能跨整个负载电抗范围的降低的功率耗散。
储能电路240被配置为以期望的发送频率谐振操作，诸如通过在谐振时提供基本上0欧姆的电阻，或者它可以被用来提供远离谐振频率的预定阻抗偏移。滤波器250用于提供对功率放大器输出的低通滤波，以及将负载阻抗的范围转换成呈现给功率放大器230的阻抗的预定范围两者。然后，控制器270可以使用负载阻抗的范围来选择PWM栅极驱动器220的占空比。
例如，参考图3，图3示出了在阻抗平面内在目标阻抗处实现高效率的占空比的曲线图300，在该阻抗平面中x轴表示电阻，y轴表示电抗。可以看出，曲线310表示占空比(归一化为从0到1的范围)和负载阻抗之间的对应关系。曲线310上的点表示特定阻抗的占空比，该占空比在该阻抗处从功率放大器提供功率传输的最优效率。偏离曲线310，诸如由于储能电路和滤波器250的限制，可能导致功率传输的降低的效率，然而，如将关于图4看到的，曲线310的紧密近似仍可提供相对有效的功率传输。电路的设计可以影响阻抗的范围，在该阻抗的范围内，电源210可以有效地将功率传输到目标设备。例如，包括图2所示的滤波器250的相对简单的阻抗变换网络可以在基本偏离之前在小的阻抗范围上紧密地逼近曲线310。更复杂的阻抗变换网络可以被设计成允许电源在更宽的负载阻抗范围上逼近曲线310，尽管这种阻抗变换网络可能要求更多的物理布局空间。
该示例中的滤波器250采用电容器C5和电感器L9，并在如图4所示的负载电感的范围上提供图3所示的曲线310的近似。在本示例中，C3具有26.3纳法(“nF”)的值，电感器具有350纳亨(“nH”)的值。滤波器250采用具有5.2nF的值的电容器C5和具有94nH的值的电感器L9。使用这些电路组件，功率放大器沿着图4中的近似曲线410操作。可以看出，在开始偏离之前，近似曲线410跨大约1至3欧姆的负载阻抗的范围紧密逼近曲线310。因此，通过在0.38和0.43之间变化的PWM占空比，尽管负载阻抗从2欧姆的中点负载阻抗增加或减少了50％，电源210仍能够有效地传输功率。
再次参考图2，除了调节PWM栅极驱动器220的占空比设置之外，控制器270还基于PWM占空比调节电源210的输出。参考图5，图5示出了表示在特定电压下跨占空比的范围(x轴)由电源210供应给发送线圈L7的电流(y轴)的两条曲线510、520。在该示例中，上曲线510表示10伏的输出，而下曲线520表示5伏的输出。因此，基于要供应给发送线圈L7的电流量，由DC/DC转换器210输出的电压基于占空比来调节。在该示例中，占空比的降低对应于由DC/DC转换器210输出的电压的增加。例如，为了针对占空比从0.43到0.39的改变保持大约0.4安培的电流，DC/DC转换器的输出将从大约5伏增加到大约10伏。因此，图5表示三维表面的部分，其中x轴表示占空比，y轴表示发送线圈电流，z轴表示DC/DC转换器输出电压。使用这种表面，可以采用占空比和电流的组合来选择DC/DC转换器输出电压。因此，在一些示例中，查找表可以是二维数组(array)。
现在参考图6，图6示出了分别提供负载阻抗和占空比之间的映射、以及占空比和DC/DC转换器210输出电压之间的映射的示例查找表600-620。因此，控制器270可以从阻抗传感器(未示出)接收负载阻抗的指示，并从查找表600中选择占空比。然后，所选择的占空比可以用于从查找表610中查找对应的DC/DC转换器输出电压，以获得期望的电流水平。对于不同的电流量，可以采用将占空比映射到DC/DC转换器输出电压的附加查找表。可替换地，可以采用二维数组620来提供占空比和输出电流之间的映射。图6所示的示例阵列620提供了从0.01到0.99的任何占空比和从0.1到5.0安培的任何电流值的映射。这种实施方式可以允许有效地索引到阵列中，以基于占空比和输出电流来确定DC/DC转换器输出电压。
现在参考图7A-7B，图7A示出了负载电抗改变时对负载电流和输出波形的影响。上曲线710示出了负载电抗随时间改变时负载电流的变化，而图7A中的下曲线720示出了负载电抗的改变可能导致功率放大器230不能在负载电抗的整个范围上满足ZVS和ZCS条件；然而，该电路保留了在该范围上的大部分效率优势。图7B示出了在负载电抗范围上的这些效率。具体地，它示出了在8欧姆到26欧姆的负载电抗上，效率752仅从大约97.1％降低到大约95.1％，同时在该范围上将负载电流754保持在大约0.92安培和0.99安培之间。因此，虽然效率752和负载电流754在负载电抗的完整范围上并不保持完全恒定，但是曲线752-754示出了负载电抗增加三倍以上时的高效率和相对恒定的电流的示例。
现在参考图8，图8示出了用于为无线功率发送器提供高效功率放大的示例方法800。将关于图1所示的示例系统100讨论图8的方法800，但是应当理解，根据各种示例，可以采用任何合适的功率放大器系统，诸如图2所示的示例系统200或关于图9所示的示例控制器900。
在框810，控制器130从阻抗传感器860接收负载阻抗的指示。在该示例中，控制器130从阻抗传感器860接收对应于负载阻抗的电压信号。然而，在一些示例中，控制器130可以接收指示负载阻抗的电流信号、PWM信号或数字值。还可以采用任何其他合适的阻抗传感器。
在框820，控制器130基于负载阻抗确定占空比。在该示例中，控制器130访问存储在存储器中的查找表，并确定对应于负载阻抗的占空比。然而，在一些示例中，控制器130可以基于负载阻抗和存储在存储器中的映射函数来确定占空比。例如，如以上关于图1所述地，映射函数可以包括将负载阻抗映射到占空比的一个或多个多项式函数。
在框830，控制器130基于所确定的占空比来确定电源电压。在该示例中，控制器130访问查找表并确定对应于所确定的占空比的电源电压。然而，在一些示例中，控制器可以基于占空比和映射函数来确定电源电压。例如，如以上关于图1所述地，映射函数可以包括将占空比映射到电源电压的一个或多个多项式函数。
在框840，控制器130向DC/DC转换器110发送信号，以基于所确定的电源电压调节其输出电压。在该示例中，该信号是指示所确定的电源电压的电压信号；然而，可以提供任何合适的信号，包括电流信号、指示输出电压选择的数字值、PWM信号等。
在框850，控制器130将所确定的占空比发送到功率放大器120。在该示例中，控制器130将电压信号发送到PWM栅极控制器(诸如图2所示的PWM栅极控制器220)以建立所确定的占空比。根据不同的示例，可以采用其他合适的信号，诸如电流信号、数字值等。在一些示例中，控制器包括具有集成PWM电路的处理器，因此，控制器130可以调节PWM电路的输出占空比以提供PWM信号。
在框860，功率放大器120基于所确定的占空比，使用阻抗变换网络140向发送线圈150输出功率信号。
应当理解，尽管图8的方法800是以特定顺序描述的，但是其他顺序也是可能的。例如，根据一些示例，框840和850可以颠倒，或者可以基本上同时发生。
现在参考图9，图9示出了根据一个示例的示例控制器900。在该示例中，控制器900包括处理器910、存储器920和PWM电路930。处理器910与存储器920通信，并被配置为执行存储在存储器920中的处理器可执行指令。例如，处理器910可以执行处理器可执行指令以执行根据本公开的一个或多个方法，包括根据图8的示例方法。
在该示例中，控制器900还包括PWM电路930；然而，其他示例控制器900可以不包括PWM电路930。PWM电路930可以与功率放大器(诸如，图1所示的功率放大器120或图2所示的功率放大器230)通信。在一个这样的示例中，PWM电路930取代了图2所示的分立PWM栅极驱动器220。可替代地，根据本公开，PWM电路930可用于向功率放大器或电源(诸如DC/DC或AC/DC转换器)供应一个或多个信号。例如，处理器910可以控制PWM电路930输出对应于所确定的占空比或电源电压(如上面关于框840和850所讨论的)的信号。
虽然本文的方法和系统的一些示例是根据在各种机器上执行的软件来描述的，但是这些方法和系统也可以被实施为专门配置的硬件，诸如专门用于执行各种方法的现场可编程门阵列(field-programmable gate array，FPGA)。例如，示例可以在数字电子电路中实施，或者在计算机硬件、固件、软件或其组合中实施。在一个示例中，设备可以包括一个或多个处理器。处理器包括计算机可读介质，诸如耦合到处理器的随机存取存储器(randomaccess memory，RAM)。处理器执行存储在存储器中的计算机可执行程序指令，诸如执行一个或多个计算机程序。这种处理器可以包括微处理器、数字信号处理器(digital signalprocessor，DSP)、专用集成电路(application-specific integrated circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(field programmable gate arrays，FPGA)和状态机。这种处理器还可以包括可编程电子设备，诸如PLC、可编程中断控制器(programmable interruptcontroller，PIC)、可编程逻辑设备(programmable logic device，PLD)、可编程只读存储器(programmable read-only memory，PROM)、电子可编程只读存储器(electronicallyprogrammable read-only memory，EPROM或EEPROM)或其他类似设备。
这种处理器可以包括介质(例如计算机可读存储介质)，或者可以与该介质通信，该介质可以存储指令，当该指令被处理器执行时，可以使处理器执行本文描述的由处理器执行或辅助的步骤。计算机可读介质的示例可以包括但不限于能够向处理器(诸如web服务器中的处理器)提供计算机可读指令的电、光、磁或其他存储设备。介质的其他示例包括但不限于软盘、CD-ROM、磁盘、存储器芯片、ROM、RAM、ASIC、经配置的处理器、所有光学介质、所有磁带或其他磁介质、或者计算机处理器可以从其读取的任何其他介质。所描述的处理器和处理可以在一个或多个结构中，并且可以分散通过一个或多个结构。处理器可以包括用于执行本文描述的一个或多个方法(或方法的部分)的代码。
一些示例的前述描述仅仅是为了说明和描述的目的而呈现，而不意图穷举或将本公开限制为所公开的精确形式。其多种修改和改编对本领域技术人员将是显而易见的，而不脱离本公开的精神和范围。
本文对示例或实施方式的参考意味着结合该示例描述的特定特征、结构、操作或其他特性可以被包括在本公开的至少一个实施方式中。本公开不限于这样描述的特定示例或实施方式。短语“在一个示例中”、“在示例中”、“在一个实施方式中”或“在实施方式中”的出现，或者其在说明书中不同地方的变体，不一定指相同的示例或实施方式。本说明书中关于一个示例或实施方式描述的任何特定特征、结构、操作或其他特性可以与关于任何其他示例或实施方式描述的其他特征、结构、操作或其他特性相结合。
本文使用的词语“或”意图涵盖包含性和排他性的“或”条件。换句话说，A或B或C包括适用于特定用途的下列替代组合中的任意或所有：单独A；单独B；单独C；仅A和B；仅A和C；仅B和C；以及A和B和C。

Claims (17)

1.一种用于提供无线功率的设备，包括：
电源；
功率放大器，耦合到所述电源，所述功率放大器包括：
耦合到电源和耦合到公共开关输出的第一开关和第二开关，
第一二极管，耦合在第一开关的输出和第一开关的输入之间，所述第一二极管被偏置，以使电流能够从第一开关的输出流到输入，
第二二极管，耦合在第二开关的输出和第二开关的输入之间，所述第二二极管被偏置，以使电流能够从第二开关的输出流到输入；
脉宽调制器PWM，耦合到所述功率放大器，所述PWM被配置为在开启状态和关闭状态之间基本上同时切换第一开关和第二开关中的每一个，并且将第一开关和第二开关保持在相反的开启状态和关闭状态；
阻抗变换网络，耦合到所述公共开关输出，所述阻抗变换网络被配置为将负载阻抗的范围转换成呈现给所述功率放大器的阻抗的预定范围；
发送射频线圈，耦合到所述阻抗变换网络的输出；以及
控制器，耦合到所述电源和所述PWM，所述控制器被配置为：
接收指示负载阻抗的传感器信号；
根据占空比和负载阻抗之间的对应关系，基于所述传感器信号中的阻抗的预定范围确定所述PWM的占空比；以及
基于所述PWM的占空比和发送射频线圈的电流的组合来调节电源的输出电压。
2.根据权利要求1所述的设备，还包括被配置为检测所述负载阻抗的传感器，并且其中，所述控制器被配置为从所述传感器接收所述传感器信号。
3.根据权利要求1所述的设备，其中，所述控制器还被配置为访问查找表，以基于所述负载阻抗确定所述PWM的占空比。
4.根据权利要求1所述的设备，其中，所述控制器还被配置为访问查找表，以基于所述占空比确定所述电源的输出电压。
5.根据权利要求1所述的设备，其中，所述控制器还被配置为基于所述阻抗计算映射函数，以确定所述占空比。
6.根据权利要求1所述的设备，其中，所述功率放大器被配置为提供零电压开关和零电流开关。
7.根据权利要求1所述的设备，其中，所述控制器还被配置为基于所述占空比计算映射函数，以确定所述输出电压。
8.根据权利要求1所述的设备，其中，所述阻抗变换网络包括低通滤波器或高通滤波器中的至少一个。
9.根据权利要求1所述的设备，其中，所述阻抗变换网络包括低通滤波器，所述低通滤波器包括耦合在所述功率放大器和发送射频线圈之间的电容器和电感器。
10.根据权利要求1所述的设备，其中，所述第一开关和第二开关中的每一个包括金属氧化物半导体场效应晶体管。
11.根据权利要求1所述的设备，其中，所述控制器包括所述PWM。
12.一种用于提供无线功率的方法，包括：
接收负载阻抗的指示；
根据占空比和负载阻抗之间的对应关系，基于所述指示中的从负载阻抗的范围转换的要呈现给功率放大器的阻抗的预定范围，确定占空比；
基于所述占空比和发送射频线圈的电流的组合来确定电源电压；
调节电源以供应电源电压；
在开启状态和关闭状态之间切换第一开关和第二开关以生成电源输出，切换的比率基于占空比，所述第一开关和第二开关被切换以将它们保持在相反的开启状态或关闭状态，其中，第一二极管耦合在第一开关的输出和第一开关的输入之间，并被偏置以使功率从第一开关的输出和第一开关的输入循环，并且其中，第二二极管耦合在第二开关的输出和第二开关的输入之间，并被偏置以使功率从第二开关的输出和第二开关的输入循环；以及
向发送射频线圈输出所述电源输出。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，确定占空比包括访问查找表以及选择对应于所述负载阻抗的占空比。
14.根据权利要求12所述的方法，其中，确定占空比包括基于所述负载阻抗计算映射函数，以确定所述占空比。
15.根据权利要求12所述的方法，其中，确定电源电压包括访问查找表以及选择对应于占空比的电源电压。
16.根据权利要求12所述的方法，其中，确定电源电压包括基于占空比计算映射函数，以确定电源电压。
17.根据权利要求12所述的方法，其中，切换第一开关和第二开关包括以零电压开关模式和零电流开关模式切换第一开关和第二开关。
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