CN117639186A

CN117639186A - 实时失火检测

Info

Publication number: CN117639186A
Application number: CN202311064398.0A
Authority: CN
Inventors: M·萨尤托; J·P·亨尼斯
Original assignee: Renesas Electronics America Inc
Current assignee: Renesas Electronics America Inc
Priority date: 2022-08-30
Filing date: 2023-08-23
Publication date: 2024-03-01
Also published as: KR20240031048A; US20240072682A1

Abstract

本公开的各实施例涉及实时失火检测。描述了用于无线功率传送系统的系统和方法。控制器可以耦合到功率整流器，该功率整流器被配置为将交流功率整流成直流功率。该功率整流器可以包括第一高侧晶体管、第二高侧晶体管、第一低侧晶体管和第二低侧晶体管。该控制器可以被配置为在全桥整流器模式下操作该功率整流器。该控制器还可以被配置为检测该无线功率接收器与该无线功率发射器之间的失火事件。该控制器还可以被配置为响应于检测到失火事件，将该功率整流器的操作模式从该全桥整流器模式切换到二极管模式。

Description

实时失火检测

技术领域

本公开总体涉及用于在不同模式下操作无线功率接收器以解决无线功率传送应用中的失火事件的装置和方法。

背景技术

无线功率系统可以包括具有发射线圈的发射器和具有接收器线圈的接收器。在一个方面，发射器可以连接到包括无线充电区域的结构。响应于包括放置在充电区域上或充电区域附近的接收器的设备，发射线圈和接收器线圈可彼此感应耦合以形成变压器，该变压器可以便于交流(AC)功率的感应的传输。从发射器到接收器的AC功率的传输可以便于包括接收器的设备的电池的充电。

发明内容

在一个实施例中，大体上描述了用于无线功率接收器的半导体器件。半导体器件可以包括功率整流器和控制器。功率整流器可以被配置为将交流(AC)功率整流成直流(DC)功率。功率整流器可以包括第一高侧晶体管、第二高侧晶体管、第一低侧晶体管和第二低侧晶体管。控制器可以被配置为在全桥整流器模式下操作功率整流器。控制器还可以被配置为检测无线功率接收器与无线功率发射器之间的失火事件。控制器还可以被配置为响应于检测到失火事件，将功率整流器的操作模式从全桥整流器模式切换到二极管模式。

在一个实施例中，大体上描述了一种用于操作无线功率接收器的装置。该装置可以包括多个比较器和一个控制器。多个比较器可以被配置为测量跨功率整流器的第一高侧晶体管、第二高侧晶体管、第一低侧晶体管和第二低侧晶体管的电压电平。多个比较器还可以被配置为输出多个信号。控制器可以被配置为在全桥整流器模式下操作功率整流器。控制器还可以被配置为基于由多个比较器输出的多个信号来检测无线功率接收器与无线功率发射器之间的失火事件。控制器还可以被配置为响应于检测到失火事件，将功率整流器的操作模式从全桥整流器模式切换到二极管模式。

在一个实施例中，大体上描述了一种用于操作无线功率接收器的方法。该方法可以包括由控制器在全桥整流器模式下操作无线功率接收器的功率整流器。该方法还可以包括由控制器从多个比较器接收多个信号。多个信号可以基于跨功率整流器的第一高侧晶体管、第二高侧晶体管、第一低侧晶体管和第二低侧晶体管的电压电平的测量值。该方法还可以包括，基于多个信号，由控制器检测无线功率接收器与无线功率发射器之间的失火事件。该方法还可以包括，响应于检测到失火事件，由控制器将功率整流器的操作模式从全桥整流器模式切换到二极管模式。

前面的发明内容仅是说明性的并且不旨在以任何方式进行限制。除了上面所描述的说明性的方面、实施例和特征之外，通过参考附图和以下具体实施方式，进一步的方面、实施例和特征将变得显而易见。在附图中，相同的附图标记指示相同或功能类似的元件。

附图说明

图1是示出在一个实施例中可以实现实时失火检测的示例系统的图。

图2是示出在一个实施例中可以实现实时失火检测的电路的图。

图3是示出在一个实施例中可以实现实时失火检测的电路的图。

图4是图示在一个实施例中实现实时失火检测的过程的流程图。

图5是图示在一个实施例中实现实时失火检测的无线功率接收器的操作波形的图。

图6是图示在一个实施例中实现实时失火检测的另一过程的流程图。

具体实施方式

在以下的描述中，阐述了许多具体细节，诸如特定的结构、组件、材料、尺寸、处理步骤和技术以便提供对本申请的各种实施例的理解。然而，本领域普通技术人员将理解，本申请的各种实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在其他情况下，为了避免模糊本申请，没有详细描述公知的结构或处理步骤。

图1是示出在一个实施例中可以实现实时失火检测的示例系统的图。系统100可以包括功率设备，诸如被配置为经由电感耦合在其间无线地传输功率和数据的发射器110和接收器120。尽管本文描述为发射器110和接收器120，但是发射器110和接收器120中的每一者都可以被配置为经由电感耦合在其间既发射又接收功率或数据。发射器110可以被称为无线功率发射器并且接收器120可以被称为无线功率接收器。

发射器110被配置为从一个或多个电源接收功率并且将AC功率130无线地传输到接收器120。例如，发射器110可以被配置为连接到电源116，诸如适配器或DC电源。发射器110可以是包括控制器112和功率驱动器114的半导体器件。

控制器112可以被配置为控制和操作功率驱动器114。控制器112可以包括例如被配置为控制和操作功率驱动器114的处理器、中央处理单元(CPU)、现场可编程门阵列(FPGA)或任何其他电路系统。尽管在说明性实施例中被描述为CPU，但是控制器112在这些实施例中不限于CPU并且可以包括被配置为控制和操作功率驱动器114的任何其他电路系统。在示例实施例中，控制器112可以被配置为控制功率驱动器114来驱动功率驱动器114的线圈TX以产生磁场。功率驱动器114可以被配置为在由无线充电标准(诸如例如无线充电联盟(Qi)标准、电源事务联盟(PMA)标准、无线充电联盟(A4WP或Rezence)标准或任何其他无线充电标准)定义的频率和配置范围内驱动线圈TX。

接收器120可以被配置为接收从发射器110发射的AC功率130并且将该功率供应到一个或多个负载126或目的地设备140的其他组件。负载126可以包括例如被配置为对目的地设备140的电池充电的电池充电器、被配置为向目的地设备140的处理器、显示器或其他电子组件供电的DC-DC转换器，或目的地设备140的任何其他负载。目的地设备140可以包括例如被配置为无线接收功率的计算设备、移动设备、移动电话、智能设备、平板计算机、可佩戴设备或任何其他电子设备。在说明性实施例中，目的地设备140可以包括接收器120。在其他实施例中，接收器120可以与目的地设备140分离并且经由被配置为向目的地设备140提供功率的电线或其他组件连接到目的地设备140。

接收器120可以是包括控制器122、谐振电路123和功率整流器124的半导体器件。控制器122可以是集成电路，包括例如可以被配置为控制和操作功率整流器124的数字控制器(诸如微控制器)、处理器、CPU、FPGA或任何其他电路系统。谐振电路123可以包括线圈RX和一个或多个电容器、电感器、电阻器，该线圈RX和一个或多个电容器、电感器、电阻器可以形成用于输出通信分组136并且将从发射器110接收到的AC功率130传输到功率整流器124的电路系统。功率整流器124可以包括整流器电路(诸如半桥整流器、全桥整流器或其他类型的整流器电路)，该整流器电路可以被配置为将经由谐振电路123的谐振线圈RX接收到的功率整流为负载126所需的功率类型。功率整流器124被配置为将AC功率130整流成DC功率132，该DC功率132然后可以被供应到负载126。控制器122可以被配置为执行专用程序和/或固件以控制和操作接收器120的各种组件，诸如谐振电路123和功率整流器124。

作为示例，当接收器120被放置在发射器110附近时，由功率驱动器114的线圈TX产生的磁场在谐振电路123的线圈RX中感应出电流。所感应的电流使AC功率130经由谐振电路123从功率驱动器114感应地传输到功率整流器124。功率整流器124接收AC功率130并且将AC功率130转换成DC功率132。DC功率132然后由功率整流器124提供给负载126。

发射器110和接收器120还被配置为经由功率驱动器114和谐振电路123的电感耦合来交换信息或数据，例如消息。举例来说，在发射器110开始将功率传输到接收器120之前，可以在接收器120与发射器110之间达成并且创建功率合同(power contract)。例如，接收器120可以向发射器110传输指示功率传送信息的通信分组136或其他数据，诸如要传输到接收器120的电量、增加、降低或保持AC功率130的功率电平的命令、停止功率传送的命令或其他功率传送信息。在另一个示例中，响应于接收器120被带到发射器110附近，例如足够近，使得线圈TX和线圈RX可以形成变压器以允许功率传送，接收器120可以被配置为通过向发射器110传输请求功率传送的信号来发起通信。在此类情况下，发射器110可以通过建立功率合同或开始向接收器120传输功率(例如，如果功率合同已经存在)来响应接收器120的请求。发射器110和接收器120可以经由线圈TX和线圈RX的电感耦合来发射和接收通信分组136、数据或其他信息。在一些实施例中，发射器110与接收器120之间的通信可以在功率传送阶段之前使用诸如近场通信(NFC)、蓝牙等各种协议进行。

功率整流器124的细节如图1中示出的。在示例中，响应于接收到AC功率130，功率整流器124可以将AC功率130整流成DC电压以便向负载126供应DC功率132。可以通过功率整流器124的AC1和AC2节点接收AC功率130。可以是金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)的四个晶体管HS1、HS2、LS1、LS2可以形成功率整流器124，该功率整流器124使能供应整流电压(VRECT)以整流AC功率130。控制器122可以交替地切换该对晶体管HS1、LS1和该对晶体管HS2、LS2以在有源模式(例如，全桥整流器模式)下操作功率整流器124。在有源模式下，当晶体管HS1、LS1接通时，晶体管HS2、LS2关断，并且反之亦然。此外，在有源模式下，电流可以从地流到VRECT以便为VRECT供电。控制器122还可以控制功率整流器124在无源模式下操作。功率整流器124的无源模式可以是二极管模式，其中晶体管HS1、HS2、LS1、LS2被关断并且晶体管HS1、HS2、LS1、LS2的本征二极管可以允许电流通过晶体管HS1、HS2、LS1、LS2的本征二极管从地流到VRECT。

功率整流器124的有源模式可以在所有晶体管HS1、HS2、LS1、LS2都关断的初始状态开始。从初始状态，控制器122可以接通一对晶体管，诸如晶体管HS1、LS1以形成经由晶体管HS1、LS1从地到VRECT的电流路径(本文中“HS1-LS1路径”)。当晶体管HS1、LS1接通时，晶体管HS2、LS2关断。为了经由晶体管HS2、LS2从HS1-LS1路径切换到从地到VRECT的另一个电流路径(本文称为“HS2-LS2路径”)，控制器122可以在执行切换之前等待最小-接通时间(“MIN-ON时间”)。MIN-ON时间可以是用于一对晶体管在有源模式下保持接通所需的最小时间。响应于MIN-ON时间的期满，控制器122可以关断晶体管HS1、LS1以关断所有晶体管HS1、HS2、LS1、LS2，然后随后接通该对晶体管HS2、LS2以形成HS2-LS2路径。

为了进行适当的整流，功率整流器124必须与发射器110精确同步。在特定条件下，同步可能丢失并且这导致放电电压VRECT的线圈电流过冲——这可称为失火事件。失火事件可以包括一个或多个周期，其中电流从VRECT流到地，而不是从地流到VRECT。当电流从VRECT流到地时，VRECT正在放电。失火事件可能响应于严重的外部扰动而发生，诸如重负载阶跃变化或耦合因子变化(例如，当目的设备140被物理移动时)。此类外部扰动可能使一对不正确的高侧和低侧晶体管被接通(例如，HS2、LS2可能在HS1、LS1应被接通的周期期间被不正确地接通)。

在一个方面，失火事件可以自持可变数量的周期，并且电流可以在这些周期期间增加，使增加的电流在不期望的方向上流动(例如，从VRECT到地)。例如，失火事件可以包括多个失火周期，其中电流从VRECT流到地。在一个实施例中，控制器122可以被配置为当功率整流器124在有源模式下操作时检测失火事件(例如，同步丢失)的第一失火周期(例如，初始失火周期)。响应于检测到第一失火周期，控制器122可以将功率整流器124切换到无源或二极管模式操作以恢复功率整流器与发射器110的同步。此外，控制器122可以被配置为监测来自电路150的输出，电路150可以被集成在功率整流器124与控制器122之间。电路150可以包括多个比较器，该多个比较器被配置为检测功率整流器124处的电流和/或电压事件。例如，电路150可以检测跨晶体管LS1、LS2的电压并且响应于所检测的电流和/或电压的特定值，输出可以被控制器122读取的信号。控制器122可以读取由电路150输出的信号以检测失火事件和/或确定是否将功率整流器124切换到二极管模式。

图2是示出在一个实施例中可以实现实时失火检测的电路的图。在图2中示出的示例中，电路150可以包括多个比较器C1、C2、C3、C4。在一个实施例中，电路150中的比较器C1、C2、C3、C4可以是施密特触发器。在一个实施例中，控制器122可以基于信号LS1_ON、LS2_ON、LS1_OFF、LS2_OFF来检测失火事件。

比较器C1可以接收跨晶体管LS2测量的电压电平作为输入，并且输出信号LS2_ON。在一个实施例中，信号LS2_ON可以具有表示二进制值(例如，逻辑高或低，或二进制一或零)的电压电平。控制器122可以读取信号LS2_ON的电压电平。信号LS2_ON的电压电平可以指示流过晶体管LS2的电流的电流流动方向，诸如从VRECT到地或从地到VRECT。

比较器C3可以接收跨晶体管LS1测量的电压电平作为输入，并且输出信号LS1_ON。在一个实施例中，信号LS1_ON可以具有表示二进制值(例如，逻辑高或低，或二进制一或零)的电压电平。控制器122可以读取信号LS1_ON的电压电平。信号LS1_ON的电压电平可以指示流过晶体管LS1的电流的电流流动方向，诸如从VRECT到地或从地到VRECT。

图3是示出在一个实施例中可以实现实时失火检测的电路的图。图3中示出的电路300可以包括功率整流器124和比较器C1、C2、C3、C4。在有源模式或全桥整流器模式下，控制器122可以交替地切换晶体管对HS1、LS1和晶体管对HS2、LS2。例如，当晶体管HS2、LS2被关断时，晶体管HS1、LS1可以被接通，并且当晶体管HS2、LS2被接通时，晶体管HS1、LS1可以被关断。响应于晶体管HS1、LS1被接通，HS1-LS1路径可以从地到VRECT形成并且电流可以从AC2流到AC1。响应于晶体管HS2、LS2被接通，可以形成从地到VRECT的HS2-LS2路径并且电流可以从AC1流到AC2。

控制器122可以被配置为生成驱动信号SNS1，该驱动信号SNS1可以用于接通晶体管HS1、LS1。此外，控制器122可以被配置为生成驱动信号SNS2，驱动信号SNS2可以用于接通晶体管HS2、LS2。驱动信号SNS1和SNS2可以是不重叠的信号(例如，将不具有相同的值或电压电平)。在一个实施例中，在有源模式下，控制器122可以输出驱动信号SNS1作为V_HS1和V_LS1以使用SNS1经由栅极驱动器202驱动晶体管HS1、LS1。控制器122可以输出驱动信号SNS2作为V_HS2和V_LS2以使用SNS2经由栅极驱动器202驱动晶体管HS2、LS2。

在无源或二极管模式下，控制器122可以关断晶体管HS1、HS2、LS1、LS2。响应于晶体管HS1、HS2、LS1、LS2被关断，电流可以通过晶体管HS1、HS2、LS1、LS2的本征二极管从地流到VRECT，因此总是对VRECT充电。在二极管模式下，驱动信号SNS1、SNS2将不被输出，使得晶体管HS1、HS2、LS1、LS2的栅极将不被驱动并且晶体管HS1、HS2、LS1、LS2可以被关断。

图4是图示在一个实施例中实现实时失火检测的过程的流程图。过程400可以包括如框402、404、406、408和/或410中的一个或多个所示的一个或多个操作、动作或功能。尽管被图示为离散的框，但是根据期望的实现方式，各个框可以被划分成附加的框、被组合成更少的框、被消除、或并行执行、和/或以不同的顺序执行。对应于图4的描述可以参考图1至图3的组件。

在功率整流器(例如，图1中的功率整流器124)的全桥整流器模式期间，过程400可以由无线功率接收器(例如，图1的接收器120)执行。可以执行过程400来标识潜在的失火事件，并且确定所标识的潜在失火事件是真实的(例如，已经发生)还是不真实的(例如，尚未发生)。对于功率整流器124的每个操作周期，可以针对有源电流路径(例如，接通的电流路径)执行过程400。在全桥整流器模式下，功率整流器124的每个操作周期可以具有一个有源电流路径，而另一电流路径关断。例如，当HS2-LS2路径关断同时，HS1-LS1路径可以接通，并且反之亦然。过程400可以开始于框402，在框402处，有源电流路径(例如，HS1-LS1路径或HS2-LS2路径)的最小接通(MIN_ON)时间可以期满。

响应于MIN-ON时间的期满，过程400可以前进到框404。在框404处，无线功率接收器的控制器(例如，控制器122)可以检测或确定用于接通有源电流路径的驱动信号(例如，SNS1或SNS2)是逻辑高还是逻辑低。框404处的检测可以在预定时间窗口期间执行，该预定时间窗口可以响应于功率整流器124的每个操作周期的MIN-ON时间的期满而开始。时间窗口的持续时间可以是可编程的并且可以基于系统100的期望实现。

在框404处的时间窗口内，如果接通有源电流路径的驱动信号为高(404：否)，则过程400可以前进到框408，在框408处，控制器可以确定没有发生失火事件。接通有源电流路径的驱动信号为高可以指示有源电流路径已经在整个MIN-ON时间期间被接通并且同步在MIN-ON时间期间没有丢失，因此没有失火事件。

在框404处的时间窗口内，如果接通有源电流路径的驱动信号为低(404：是)，则控制器可以确定存在潜在的失火事件。接通有源电流路径的驱动信号为低可以指示：1)有源电流路径被安排为响应MIN-ON时间的期满而被关断，或2)有源电流路径在MIN-ON时间期间被关断。在MIN-ON时间期间被关断的有源电流路径可以指示在MIN-ON期满之前可能已经发生失火事件(例如，同步丢失)。响应于控制器确定存在潜在的失火事件(404：是)，过程400可以前进到框406。

在框406处，控制器可以接收由对应于有源电流路径的接通比较器输出的信号的电压电平。对应于有源电流路径的接通比较器可以是监测跨有源电流路径的低侧晶体管的电压电平的比较器。例如，比较器C1可以监测跨HS2-LS2路径的晶体管LS2的电压电平，比较器C3可以监测跨HS1-LS1路径的晶体管LS1的电压电平。控制器可以使用接收到的电压电平来确定潜在的失火事件(在框404处标识)是真实的(例如，已经发生)还是不真实的(例如，尚未发生)。

由控制器接收到的电压电平可以指示通过有源电流路径的低侧晶体管的电流方向。如果电流以正确的方向流动(例如，从地到VRECT)，则对应于有源电流路径的AC节点(例如，AC1或AC2)的电压可以低于地，并且对应于有源电流路径的接通比较器可以从低切换到高。因此，如果控制器在框406处接收到的信号的电压电平指示逻辑高(406：是)，则控制器可以确定没有失火事件(例如，框408)。

如果电流以不正确的方向(例如，VRECT到地)流动，则对应于有源电流路径的AC节点(例如，AC1或AC2)的电压可能高于地，并且对应于有源电流路径的接通比较器可能保持低电平。因此，如果控制器在框406处接收到的信号的电压电平指示逻辑低(406：否)，则控制器可以确定潜在的失火事件是真实的(例如，框410)。

图5是图示在一个实施例中实现实时失火检测的无线功率接收器的操作波形的图。对应于图4的描述可以参考图1至图4的组件。在图5中，在时间段502期间，功率整流器124可以在全桥整流器(FBR)模式下操作。在时间段502期间，VRECT电流可以是正的(例如，大于零安培)，指示电流在从地到VRECT的正确方向上流动。在时间510处，节点AC1处的电压可以低于零地(例如，低于零伏)并且VRECT电流可以变成负的，指示电流以不正确的方向从VRECT流到地。基于图4的过程400，控制器122可以在时间段504检测失火事件。在一个实施例中，时间段504可以是功率整流器124的一个操作周期，并且控制器122可以检测失火事件的第一失火周期。第一失火周期的检测可以在时间窗口期间执行，该时间窗口可以是响应于MIN-ON时间的期满而开始的预定的时间量。

响应于检测到该第一失火周期，控制器122可以将功率整流器124切换为在二极管模式下操作一个或多个周期。在图5中示出的示例中，功率整流器124可以在时间段506期间在二极管模式下操作，其中时间段506可以包括两个操作周期。为了以二极管模式操作功率整流器124，控制器122可以在时间段506期间关断晶体管HS1、HS2、LS1、LS2。操作功率整流器124的操作周期的数量可以是可编程的，并且可以取决于各种因素，诸如系统100的期望实现方式、接收器120的各种操作参数的状态、诸如MIN-ON时间的预定参数、和/或与接收器120的操作相关的其他类型的因素。在一个实施例中，控制器122可以操作功率整流器124直到恢复同步(例如，通过在预定量的时间或周期内监测期望的VRECT电流)。响应于时间段506的期满，同步被恢复(例如，电流始终高于零)并且控制器122可以在时间段508中将功率整流器124切换到在FBR模式下操作。

本文所描述的装置和方法可以配置无线功率接收器以通过响应于检测到第一失火周期而恢复同步来解决失火事件，而不是允许失火事件延长超过一个周期。检测第一失火周期并且插入一个或多个二极管模式周期，可以在接收器线圈中的电流升高到不期望的电平之前恢复同步。因此，失火事件持续时间的减少可以防止电流尖峰和过冲进入接收器线圈，并且可以降低损坏接收器线圈的风险。此外，本文所描述的装置和方法可能不需要添加相对庞大的模拟硬件。

图6是图示在一个实施例中实现实时失火检测的另一过程的流程图。过程600可以包括如框602、604、606和/或608中的一个或多个所示的一个或多个操作、动作或功能。尽管被图示为离散的框，但是根据期望的实现方式，各个框可以被划分成附加的框、被组合成更少的框、被消除、或并行执行、和/或以不同的顺序执行。过程600的描述可以参考图1至图4的组件。

过程600可以由无线功率接收器(例如，本文所描述的接收器120)的控制器(例如，本文所描述的控制器122)执行。过程600可以开始于框602。在框602处，控制器可以在全桥整流器模式下操作无线功率接收器的功率整流器。过程600可以从框602前进到框604。在框604处，控制器可以从多个比较器接收多个信号。多个信号可以基于跨功率整流器的第一高侧晶体管、第二高侧晶体管、第一低侧晶体管和第二低侧晶体管的电压电平的测量值。

过程600可以从框604前进到框606。在框606处，控制器可以基于多个信号来检测无线功率接收器与无线功率发射器之间的失火事件。在一个实施例中，控制器可以通过检测失火事件的初始失火周期来检测失火事件。

在一个实施例中，在功率整流器的全桥整流器模式下，控制器可以响应于最小接通时间的期满，检测用于接通电流路径的驱动信号是高还是低。响应于驱动信号为高，控制器可以确定失火事件尚未发生。响应于驱动信号为低，控制器可以标识潜在的失火事件。在一个实施例中，控制器可以检测驱动信号在响应于最小接通时间的期满而开始的预定时间窗口期间是高还是低。

在一个实施例中，响应于标识潜在的失火事件，控制器可以确定跨电流路径的低侧晶体管测量的电压电平指示高还是低。响应于指示高的电压电平，控制器可以确定潜在的失火事件尚未发生。响应于指示低的电压电平，控制器可以确定潜在的失火已经发生。

过程600可以从框606前进到框608。在框608处，控制器可以响应于检测到失火事件，将功率整流器的操作模式从全桥整流器模式切换到二极管模式。在一个实施例中，控制器可以通过关断第一高侧晶体管、第二高侧晶体管、第一低侧晶体管和第二低侧晶体管来将功率整流器的操作模式从全桥整流器模式切换到二极管模式。

附图中的流程图和框图图示了根据本发明的各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现方式的架构、功能和操作。在此方面，流程图或框图中的每个框可以表示指令(包括用于实现(一个或多个)指定逻辑功能的一个或多个可执行指令)的模块、片段或部分。在一些备选实现方式中，框中标注的功能可以不按照图中标注的顺序发生。例如，根据所涉及的功能，连续示出的两个框实际上可以基本上同时执行，或这些框有时可以以相反的顺序执行。还将注意到，框图和/或流程图图示的每个框以及框图和/或流程图图示的框的组合可以由执行指定的功能或动作或执行专用硬件和计算机指令的组合的基于专用硬件的系统来实现。

本文所用术语仅用于描述特定实施例的目的并且不旨在限制本发明。如本文所用，除非上下文清楚地另外指出，否则单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式。进一步应理解的是，术语“包括(comprise)”和/或“包括(comprising)”在本说明书中使用时，指定所陈述的特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但不排除一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或其组合的存在或添加。

在所附权利要求中，对应的结构、材料、动作和所有部件或步骤加功能元件的等效物(如果有的话)旨在包括用于结合具体要求保护的其他要求保护的元件来执行功能的任何结构、材料或动作。本发明的描述是为了说明和描述的目的而给出的，但并且不旨在穷举或将本发明限于所公开的形式。在不脱离本发明的范围和精神的情况下，许多修改和变型对于本领域普通技术人员来说是显而易见的。选择和描述该实施例是为了最好地解释本发明的原理和实际应用，并且使本领域的其他普通技术人员能够理解本发明的具有各种修改的各种实施例适合于考虑的特定用途。

Claims

1.一种用于无线功率接收器的半导体器件，所述半导体器件包括：

功率整流器，被配置为将交流(AC)功率整流为直流(DC)功率，所述功率整流器包括第一高侧晶体管、第二高侧晶体管、第一低侧晶体管和第二低侧晶体管；以及

控制器，被配置为：

在全桥整流器模式下操作所述功率整流器；

检测所述无线功率接收器与无线功率发射器之间的失火事件；以及

响应于检测到所述失火事件，将所述功率整流器的操作模式从所述全桥整流器模式切换到二极管模式。

2.根据权利要求1所述的半导体器件，其中所述控制器被配置为：关断所述第一高侧晶体管、所述第二高侧晶体管、所述第一低侧晶体管和所述第二低侧晶体管，以在所述二极管模式下操作所述功率整流器。

3.根据权利要求1所述的半导体器件，其中所述控制器被配置为：检测所述失火事件的初始失火周期。

4.根据权利要求1所述的半导体器件，还包括多个比较器，所述多个比较器被配置为：

测量跨所述第一高侧晶体管、所述第二高侧晶体管、所述第一低侧晶体管和所述第二低侧晶体管的电压电平；以及

向所述控制器输出指示所测量的所述电压电平的多个信号，

其中所述控制器被配置为基于所述多个信号来检测所述失火事件。

5.根据权利要求1所述的半导体器件，其中在所述功率整流器的所述全桥整流器模式下，所述控制器被配置为：

响应于最小接通时间的期满，确定用于接通电流路径的驱动信号是高还是低；

响应于所述驱动信号为高的确定，确定所述失火事件尚未发生；以及

响应于所述驱动信号为低的确定，标识潜在的失火事件。

6.根据权利要求5所述的半导体器件，其中响应于所述潜在失火事件的标识，所述控制器被配置为：

确定跨所述电流路径的低侧晶体管所测量的电压电平指示高还是低；

响应于所述电压电平指示高的确定，确定所述潜在失火事件尚未发生；以及

响应于所述电压电平指示低的确定，确定所述潜在的失火已经发生。

7.根据权利要求5所述的半导体器件，其中在响应于所述最小接通时间的所述期满而开始的预定时间窗口中，执行所述驱动信号是高还是低的检测。

8.根据权利要求1所述的半导体器件，其中所述控制器被配置为：在所述二极管模式下操作所述功率整流器达一个或多个周期。

9.一种装置，包括：

多个比较器，被配置为：

测量跨功率整流器的第一高侧晶体管、第二高侧晶体管、第一低侧晶体管和第二低侧晶体管的电压电平；以及

输出指示所测量的所述电压电平的多个信号；以及

控制器，被配置为：

在全桥整流器模式下操作所述功率整流器；

基于由所述多个比较器输出的所述多个信号，检测所述功率整流器与无线功率发射器之间的失火事件；以及

10.根据权利要求9所述的装置，其中所述控制器被配置为关断所述第一高侧晶体管、所述第二高侧晶体管、所述第一低侧晶体管和所述第二低侧晶体管，以在所述二极管模式下操作所述功率整流器。

11.根据权利要求9所述的装置，其中所述控制器被配置为检测所述失火事件的初始失火周期。

12.根据权利要求9所述的装置，其中在所述功率整流器的所述全桥整流器模式下，所述控制器被配置为：

响应于所述驱动信号为低的确定，标识潜在的失火事件。

13.根据权利要求12所述的装置，其中响应于所述潜在失火事件的标识，所述控制器被配置为：

确定跨所述电流路径的低侧晶体管测量的电压电平指示高还是低，其中所述电压电平由所述多个信号之中的一个信号表示；

14.根据权利要求13所述的装置，其中在响应于所述最小接通时间的所述期满而开始的预定时间窗口中，执行所述驱动信号是高还是低的所述检测。

15.一种用于操作无线功率接收器的方法，所述方法包括：

由控制器在全桥整流器模式下操作无线功率接收器的功率整流器；

由所述控制器从多个比较器接收多个信号，其中所述多个信号基于跨功率整流器的第一高侧晶体管、第二高侧晶体管、第一低侧晶体管和第二低侧晶体管的电压电平的测量值；

基于所述多个信号，由所述控制器检测所述无线功率接收器与无线功率发射器之间的失火事件；以及

响应于检测到所述失火事件，由所述控制器将所述功率整流器的操作模式从所述全桥整流器模式切换到二极管模式。

16.根据权利要求15所述的方法，其中将所述功率整流器的所述操作模式从所述全桥整流器模式切换到所述二极管模式包括：关断所述第一高侧晶体管、所述第二高侧晶体管、所述第一低侧晶体管和所述第二低侧晶体管。

17.根据权利要求15所述的方法，其中检测所述失火事件包括：由所述控制器检测所述失火事件的初始失火周期。

18.根据权利要求15所述的方法，其中在所述功率整流器的所述全桥整流器模式下，所述方法还包括：

响应于最小接通时间的期满，由所述控制器确定用于接通电流路径的驱动信号是高还是低；

响应于确定所述驱动信号为高，由所述控制器确定所述失火事件尚未发生；以及

响应于确定所述驱动信号为低，由所述控制器标识潜在的失火事件。

19.根据权利要求18所述的方法，其中响应于标识所述潜在的失火事件，所述方法还包括：

由所述控制器确定跨所述电流路径的低侧晶体管测量的电压电平指示高还是低；

响应于确定所述电压电平指示高，由所述控制器确定所述潜在失火事件尚未发生；以及

响应于确定所述电压电平指示低，由所述控制器确定所述潜在失火已经发生。

20.根据权利要求18所述的方法，其中检测所述驱动信号是高还是低是在响应于所述最小接通时间的所述期满而开始的预定时间窗口中执行的。