DE102015107957A1

DE102015107957A1 - Einstufige Gleichrichtung und Regelung für drahtlose Ladesysteme

Info

Publication number: DE102015107957A1
Application number: DE102015107957.7A
Authority: DE
Inventors: Darryl Tschirhart
Original assignee: Infineon Technologies Austria AG
Current assignee: Infineon Technologies Austria AG
Priority date: 2014-05-30
Filing date: 2015-05-20
Publication date: 2015-12-03
Also published as: KR101755099B1; CN105322817B; CN105322817A; KR20150138065A; US9634514B2; US9923409B2; US20170187230A1; US20150349573A1

Abstract

Eine Gleichrichtungs- und Regelschaltung für einen drahtlosen Leistungsempfänger umfasst eine Spule, eine Vollwellengleichrichterschaltung und einen Regler. Der Vollwellengleichrichter weist ein erstes Paar regelbarer Gleichrichter auf, die einen mit einem ersten Anschluss der Spule verbundenen ersten Transistor und einen mit einem zweiten Anschluss der Spule verbundenen zweiten Transistor umfassen. Der Regler ist dazu ausgebildet, das Schalten der Transistoren des Vollwellengleichrichters zu regeln, so dass der Vollwellengleichrichter (a) eine gleichgerichtete Ausgangsgröße zum Laden einer Batterie des drahtlosen Leistungsempfängers erzeugt, indem er Strom durch die Spule oder Spannung an der Spule gleichrichtet und (b) die gleichgerichtete Ausgangsgröße regelt.

Description

Die vorliegende Anmeldung betrifft drahtlose Ladesysteme, insbesondere den Gleichrichtungs- und Regelungsbetrieb für drahtlose Ladesysteme.
Bei drahtlosen Ladesystemen durchläuft die von der Quelle zur Batterie (Last) übertragene Leistung mehrere Leistungswandlungsstufen. Der Gesamtsystemwirkungsgrad wird als Verhältnis von Abgabeleistung (an der Last) zu Leistungsaufnahme (aus der Quelle) definiert und ist das Produkt aus den Wirkungsgraden der jeweiligen Leistungswandlungsstufen. Um einen hohen Gesamtsystemwirkungsgrad aufrechtzuerhalten, ist es daher günstig, die Anzahl der Leistungswandlungsstufen zu reduzieren. Typischerweise wird davon ausgegangen, dass die dem System zugeführte Leistung von einer Gleichstromquelle bereitgestellt wird. In Wirklichkeit ist die Gleichstromquelle selbst ein Nebenprodukt von mehreren Wandlungsstufen aus dem Wechselstromnetz, was das Problem noch vergrößert.
Der Leistungssender besteht aus einer Zerhackerschaltung (engl.: chopper circuit), entweder in Vollbrücken- oder Halbbrückenkonfiguration, einem aus einer Konfiguration von Induktivitäten und Kapazitäten zusammengesetzten Resonanznetzwerk, und einer Primärspule. Der Leistungsempfänger weist eine Sekundärspule, eine Gleichrichtungsstufe, die aus Synchrongleichrichtern oder aus einfachen Dioden, falls der Wirkungsgrad nicht von Bedeutung ist, gebildet ist, und einen Tiefsetzsteller (unter Verwendung externer Filterkomponenten) auf, um der aufzuladenden Batterie Regelung bereitzustellen. Der räumliche Abstand zwischen der Primär- und Sekundärspule verändert die Kenngrößen des Resonanznetzwerks und somit die Leistungsübertragungsfähigkeit.
Viele kommerzielle Produkte verwenden die Gleichrichterstufe des Empfängers rückführungslos (engl.: in open-loop), gefolgt von einer Tiefsetzstellerstufe zum Bereitstellen einer Regelung an die Last. Schalter der Gleichrichterstufe sind typischerweise mit der gleichzurichtenden Resonanzwellenform synchronisiert, um den Wirkungsgrad gegenüber Diodengleichrichtern zu erhöhen. Ein Tiefsetzsteller aus Schaltern stellt der Last eine Regelung bereit. Falls die Eingangsleistung angepasst werden muss, kommuniziert der Empfänger mit dem Sender. Diese Methodik erfordert jedoch, dass der Leistungsempfänger zwei Stufen zum Regeln der Spannung oder des Stroms der zu ladenden Batterie aufweist, was es schwierig macht, einen sehr hohen Wirkungsgrad zu erzielen. Auch ist der nicht-isolierte Gleichstrom-Gleichstrom-(DC/DC)-Regler typischerweise der Einfachheit halber ein Tiefsetzsteller, also eine hart geschaltete Topologie. Versuche, die Schaltfrequenz zu erhöhen, um die Induktivität zu verkleinern und die Begrenzungen der Magnetbauelementtechnik zu überwinden, führen daher zu einem niedrigeren Wirkungsgrad.
Gemäß einer Ausführungsform einer Gleichrichtungs- und Regelschaltung für einen drahtlosen Leistungsempfänger umfasst die Schaltung eine Spule, einen Vollwellengleichrichter (engl.: full-wave rectifier) und einen Regler. Der Vollwellengleichrichter weist ein erstes Paar regelbarer Gleichrichter auf, die einen mit einem ersten Anschluss der Spule verbundenen ersten Transistor und einen mit einem zweiten Anschluss der Spule verbundenen zweiten Transistor umfassen. Der Regler ist dazu ausgebildet, das Schalten der Transistoren des Vollwellengleichrichters zu regeln, so dass der Vollwellengleichrichter (a) eine gleichgerichtete Ausgangsgröße zum Laden einer Batterie des drahtlosen Leistungsempfängers erzeugt, indem er Strom durch die Spule oder Spannung an der Spule gleichrichtet und (b) die gleichgerichtete Ausgangsgröße regelt.
Gemäß einer Ausführungsform eines Verfahrens zum Gleichrichten und Regeln eines drahtlosen Leistungsempfängers mittels einer Schaltung mit einem Vollwellengleichrichter, der ein erstes Paar regelbarer Gleichrichter aufweist, die einen mit einem ersten Anschluss einer Spule verbundenen ersten Transistor und einen mit einem zweiten Anschluss der Spule verbundenen zweiten Transistor umfassen, umfasst das Verfahren: Schalten der Transistoren des Vollwellengleichrichters, so dass der Vollwellengleichrichter eine gleichgerichtete Ausgangsgröße zum Laden einer Batterie des drahtlosen Leistungsempfängers erzeugt, indem er Strom durch die Spule oder Spannung an der Spule gleichrichtet, und Schalten des Transistors des Vollwellengleichrichters, um die gleichgerichtete Ausgangsgröße zu regeln.
Gemäß einer Ausführungsform eines drahtlosen Leistungsempfängers umfasst der Empfänger eine Batterie, ein mit der Batterie verbundenes Filter, eine Spule zum Laden der Batterie, einen die Spule mit dem Filter verbindenden Vollwellengleichrichter, und einen Regler. Der Vollwellengleichrichter weist ein erstes Paar regelbarer Gleichrichter auf, die einen mit einem ersten Anschluss der Spule verbundenen ersten Transistor und einen mit einem zweiten Anschluss der Spule verbundenen zweiten Transistor umfassen. Der Regler ist dazu ausgebildet, das Schalten der Transistoren des Vollwellengleichrichters zu regeln, so dass der Vollwellengleichrichter (a) eine gleichgerichtete Ausgangsgröße zum Laden der Batterie erzeugt, indem er Strom durch die Spule oder Spannung an der Spule gleichrichtet und (b) die gleichgerichtete Ausgangsgröße regelt.
Der Fachmann wird beim Lesen der folgenden Beschreibung und bei der Betrachtung der beigefügten Zeichnungen weitere Merkmale und Vorteile erkennen.
Die Elemente der Zeichnungen sind nicht unbedingt maßstabsgetreu zueinander. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen einander entsprechende ähnliche Teile. Die Merkmale der verschiedenen dargestellten Ausführungsformen können kombiniert werden, es sei denn sie schließen sich gegenseitig aus. Ausführungsformen sind in den Zeichnungen dargestellt und in der folgenden Beschreibung ausführlich erläutert.
1 zeigt ein Blockschaltbild einer Ausführungsform eines drahtlosen Ladesystems, das einen drahtlosen Leistungsempfänger mit einer einzelnen Gleichrichtungs- und Regelstufe umfasst.
2 zeigt ein Blockschaltbild einer Ausführungsform des Leistungsempfängers von 1, als Spannungstyp-Resonanzumrichter implementiert.
3 zeigt verschiedene Wellenformen, die dem Betrieb des Leistungsempfängers von 2 bei Verwendung von Alternierende-Flanken-Modulation zum Erzielen der Gleichrichtung und Regelung entsprechen.
4 zeigt ein Blockschaltbild einer Ausführungsform des Leistungsempfängers von 1, als Stromtyp-Resonanzumrichter implementiert.
5 zeigt verschiedene Wellenformen, die dem Betrieb des Leistungsempfängers von 4 bei Verwendung von Alternierende-Flanken-Modulation zum Erzielen der Gleichrichtung und Regelung entsprechen.
6 zeigt verschiedene Wellenformen, die dem Betrieb des Leistungsempfängers von 4 bei Verwendung von Phasenverschiebungsmodulation mit Rückflankenmodulation zum Erzielen der Gleichrichtung und Regelung entsprechen.
7 zeigt verschiedene Wellenformen, die dem Betrieb des Leistungsempfängers von 4 bei Verwendung von Phasenverschiebungsmodulation mit Vorderflankenmodulation zum Erzielen der Gleichrichtung und Regelung entsprechen.
8 zeigt verschiedene Wellenformen, die dem Betrieb des Leistungsempfängers von 4 bei Verwendung von Phasenverschiebungsmodulation mit Alternierende-Flanken-Modulation zum Erzielen der Gleichrichtung und Regelung entsprechen.
9 zeigt ein Blockschaltbild einer anderen Ausführungsform des Leistungsempfängers von 1, mit nur einem Paar regelbarer Gleichrichter und einer Mittelanzapfungskonfiguration implementiert.
10 zeigt verschiedene Wellenformen, die dem Betrieb des Leistungsempfängers von 9 bei Verwendung von Alternierende-Flanken-Modulation zum Erzielen der Gleichrichtung und Regelung entsprechen.
11 zeigt ein Blockschaltbild einer Ausführungsform einer Nulldurchgangserkennungsschaltung zur Verwendung mit einem Stromtyp-Resonanzumrichter eines drahtlosen Leistungsempfängers mit einer einzelnen Gleichrichtungs- und Regelstufe.
12 zeigt ein Blockschaltbild einer anderen Ausführungsform einer Nulldurchgangserkennungsschaltung zur Verwendung mit einem Stromtyp-Resonanzumrichter eines drahtlosen Leistungsempfängers mit einer einzelnen Gleichrichtungs- und Regelstufe.
13 zeigt ein Blockschaltbild noch einer anderen Ausführungsform einer Nulldurchgangserkennungsschaltung zur Verwendung mit einem Stromtyp-Resonanzumrichter eines drahtlosen Leistungsempfängers mit einer einzelnen Gleichrichtungs- und Regelstufe.
Bei hier beschriebenen Ausführungsformen wird eine sekundärseitige Regelung in drahtlosen Ladesystemen verwendet, die umfangreiche Regelmöglichkeiten ermöglicht. Der Leistungsempfänger des drahtlosen Ladesystems umfasst eine Sekundärspule, einen Vollwellengleichrichter und einen Regler. Der Vollwellengleichrichter weist ein erstes Paar regelbarer Gleichrichter auf, die einen mit einem ersten Anschluss der Spule verbundenen ersten Transistor und einen mit einem zweiten Anschluss der Spule verbundenen zweiten Transistor umfassen. Der Vollwellengleichrichter kann, in Abhängigkeit davon, ob eine Mittelanzapfungskonfiguration verwendet wird, wie hier noch ausführlicher erläutert wird, nur das erste Paar regelbarer Gleichrichter oder auch ein zweites Paar regelbarer Gleichrichter aufweisen. In beiden Fällen ist der Regler dazu ausgebildet, das Schalten der Transistoren des Vollwellengleichrichters zu regeln, so dass der Vollwellengleichrichter (a) eine gleichgerichtete Ausgangsgröße zum Laden einer Batterie des drahtlosen Leistungsempfängers erzeugt, indem er Strom durch die Spule oder eine Spannung an der Spule gleichrichtet und (b) die gleichgerichtete Ausgangsgröße regelt. Von daher ist eine zusätzliche Regelstufe wie ein nicht-isolierter Gleichstromumrichter nicht erforderlich, da die Transistoren des Vollwellengleichrichters so geregelt werden, dass sie der Batterie (Last) sowohl Gleichrichtung als auch Regelung bereitstellen. Somit wird im Leistungsempfänger nur eine einzelne Wandlungsstufe verwendet, wodurch ein hoher Wirkungsgrad gefördert und Größe und Kosten reduziert werden.
In 1 ist eine Ausführungsform des Leistungsempfängers 100 und des entsprechenden drahtlosen Ladesystems 102 gezeigt. Der Leistungssender 104 des drahtlosen Ladesystems 102 umfasst eine Zerhackerschaltung 106, entweder in Vollbrücken- oder Halbbrückenkonfiguration, ein Resonanznetzwerk 108 mit einer Konfiguration mit Induktivitäten und Kapazitäten, eine Primärspule 110 und einen Regler 112 zum Regeln des Betriebs der Zerhackerschaltung 106 und zur Kommunikation mit dem Leistungsempfänger 100. Zum Beispiel stellt der Sender-Regler 112 die Frequenz oder sonstige Regelvariable der Transistoren Q₁ bis Q₄ der Zerhackerschaltung ein. Der Sender-Regler 112 kann auch die Kommunikation mit dem Leistungsempfänger 100 ermöglichen, wie in 1 durch die unterbrochene Linie angedeutet ist, wenngleich auch eine Kommunikation für den Großteil der Arbeitspunkte nicht erforderlich ist, solange der Leistungsempfänger 104 einen konstanten Grundwellenanteil gegen Änderungen der Eingangsspannung Vin aufrechterhält.
Der Leistungssender 104 überträgt zum Laden einer Batterie 114 des drahtlosen Leistungsempfängers 100 drahtlos Leistung an den Leistungsempfänger 100 über die Primärspule 110. Der Leistungssender 104 kann zum Beispiel eine Matte sein, auf die der Leistungsempfänger 100 zum Laden platziert wird. Die Zerhackerschaltung 106 weist in 1 eine Vollbrückenkonfiguration auf, mit den Transistoren Q₁, Q₂, Q₃, und Q₄. Der Sender-Regler 112 erzeugt zum Schalten der Transistoren der Zerhackerschaltung 106 Gatesignale („Gate Q₁“, „Gate Q₂“ usw.). Der Gleichstromeingang (Vin) des Leistungssenders 104 ist als Gleichstromquelle dargestellt, die typischerweise mittels mehrerer Wandlungsstufen aus dem Wechselstromnetz erhalten wird.
Der Leistungsempfänger 100 des drahtlosen Ladesystems 102 umfasst eine Sekundärspule 116, einen Vollwellengleichrichter 118 und einen Regler 120. Gemäß dieser Konfiguration weist der Vollwellengleichrichter 118 zwei Paar regelbare Gleichrichter auf. Das erste Paar regelbarer Gleichrichter umfasst einen mit einem ersten Anschluss der Sekundärspule 116 verbundenen ersten Transistor (S₁), und einen mit einem zweiten Anschluss der Spule 116 verbundenen zweiten Transistor (S₂). Das zweite Paar regelbarer Gleichrichter umfasst einen mit dem zweiten Anschluss der Sekundärspule 116 verbundenen dritten Transistor (S₃), und einen mit dem ersten Anschluss der Spule 116 verbundenen vierten Transistor (S₄). Die Transistoren des Vollwellengleichrichters 118 werden als geregelte Gleichrichter betrieben und können daher ein beliebiger zur Verwendung als Synchrongleichrichter geeigneter Standardtransistortyp sein, wie FETs (Field Effect Transistors), IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistors) usw., wobei der Schaltzustand der Transistoren bestimmt, ob die Transistoren als Dioden konfiguriert sind, oder zum Gleichrichten von niedrigem Wechselstrom mit einem geringen Spannungsabfall. Der Empfänger-Regler 120 erzeugt betreffende Gatesignale („Gate S1“, „Gate S2“ usw.), um das Schalten der Transistorgleichrichter zu regeln, so dass der Vollwellengleichrichter 118 (a) durch Gleichrichten von Strom durch die Sekundärspule 116 oder von Spannung an der Spule 116 eine gleichgerichtete Ausgangsgröße zum Laden der Batterie 114 des drahtlosen Leistungsempfängers 100 erzeugt, und (b) die gleichgerichtete Ausgangsgröße regelt.
Gemäß der Ausführungsform von 1, verwendet der Empfänger-Regler 120 Alternierende-Flanken-Modulation zum Schalten der Transistoren des Vollwellengleichrichters 118, um die Regelbarkeit zu erweitern. Die Alternierende-Flanken-Modulationstechnik kann für Resonanztopologien vom Spannungstyp oder vom Stromtyp angewandt werden. Die Bezeichnung Spannungstyp oder Stromtyp bezeichnet die für die Leistungsübertragung zuständige Sinuswellenform.
2 zeigt den Leistungsempfänger 100 und das externe Filter 122 des drahtlosen Ladesystems 102 von 1 als Spannungstyp-Resonanzumrichter implementiert, wobei V_coil die zeitlich veränderliche Spannung an den Anschlüssen der Sekundärspule 116 ist und i_coil der entsprechende Strom in der Spule 116. Das externe Filter 122 ist als Tiefpassfilter mit einer Induktivität (L_f) und einer Kapazität (C_f) zum Laden der Batterie 114 des Leistungsempfängers 100 gezeigt. Der Betrieb des in 2 gezeigten Leistungsempfängers 100 soll nun anhand von 3 ausführlicher erläutert werden.
3 zeigt verschiedene Wellenformen, die dem Betrieb des Spannungstyp-Resonanzleistungsempfängers 100 von 2 entsprechen, wobei V_comp ein kompensiertes Fehlersignal ist, wie es in jedem Linearregelnetzwerk vorhanden ist. Der Empfänger-Regler 120 verwendet zum Schalten der Transistoren S₁ und S₃ des Vollwellengleichrichters 118 eine Rückflankenmodulation und zum Schalten der Transistoren S₂ und S₄ des Gleichrichters 118 eine Vorderflankenmodulation. Bei einer Ausführungsform schaltet der Empfänger-Regler 120 den ersten und dritten Transistorgleichrichter S₁, S₃ basierend auf einem Rückflanken-PWM(Pulsweitenmodulations)-Signal (V_tmod), das mit der Resonanzstrom- oder -spannungswellenform (i_coil oder V_coil) für die Sekundärspule 116 synchronisiert ist. Der Empfänger-Regler 120 schaltet auch den zweiten und vierten Transistorgleichrichter S₂, S₄ basierend auf einem Vorderflanken-PWM-Signal (V_lmod), das ebenfalls mit der Resonanzwellenform synchronisiert ist. Das Rückflanken- und Vorderflanken-PWM-Signal V_tmod, V_lmod gehen jeweils an Nulldurchgangsstellen der Resonanzwellenform auf null zu (d. h. nähern sich null an).
Der Empfänger-Regler 120 schaltet in Reaktion auf ein Ansteigen des Rückflanken-PWM-Signals V_tmod über das kompensierte Fehlersignal V_comp, den ersten Transistorgleichrichter S₁ aus, falls der erste Transistor S₁ an ist, oder schaltet den dritten Transistorgleichrichter S₃ aus, falls der dritte Transistor S₃ an ist. Analog dazu schaltet der Empfänger-Regler 120 in Reaktion auf ein Absinken des Vorderflanken-PWM-Signals V_Imod unter das Fehlersignal V_comp, den zweiten Transistorgleichrichter S₂ ein, falls der zweite Transistor S₂ aus ist, oder schaltet den vierten Transistorgleichrichter S₄ ein, falls der vierte Transistor S₄ aus ist,. Die jeweiligen Gatespannungen des Transistorgleichrichters sind in 4 mit V_gS1, V_gS2, V_gS3 und V_gS4 beschriftet, deren Pegel den jeweiligen vom Empfänger-Regler 120 erzeugten Gatesignalen ("Gate S₁", "Gate S₂" usw.), wie in 1, entsprechen. Das Gleichrichtungs- und Regelverhalten des Vollwellengleichrichters 118 ist identisch falls das Modulationsprogramm geschaltet ist, d. h. falls für die Transistorgleichrichter S₁ und S₃ Vorderflankenmodulation und für die Transistorgleichrichter S₂ und S₄ Rückflankenmodulation verwendet wird.
In jedem Fall entspricht die gleichgerichtete Spannung (V_rect), wenn die Transistoren des Vollwellengleichrichters 118 rückführungslos betrieben werden, einer um zwei ohmsche Abfälle (2IoRds) der Transistoren reduzierten, gleichgerichteten Spulenspannung, d. h. Vrect = |V_coil| – 2IoRds, wobei Io der Transistorausgangsstrom (z. B. Drainstrom eines FET) und Rds der Transistor-Durchlasswiderstand (z. B. der Drain-Source-Widerstand eines FET) ist. Bei Alternierende-Flanken-Modulation gibt es drei mögliche Gleichrichterspannungsabfälle: (1) 2IoRds, (2) V_F + IoRds, oder (3) 2V_F, wobei V_F die Vorwärtsspannung der Transistor-Bodydioden ist. Die Bodydioden leiten nicht bei Volllast. Wenn sich die Last verringert, dürfen die Bodydioden einen größeren Teil der Periode leiten, so dass es dem Vollwellengleichrichter 118 ermöglicht wird, in einer einzigen Spannungstyp-Resonanzleistungsempfängerstufe sowohl Gleichrichtung als auch Regelung durchzuführen.
Ausführlicher wird die Ausgangsspannung des in 2 gezeigten Spannungstyp-Resonanzumrichters 100 berechnet wie folgt:
Bei Verwendung der Verhältnisse
und
erhält man die stationäre Grundwechselspannung an der Primärspule 110 durch:
wobei D_SR das Tastverhältnis der als Synchrongleichrichter arbeitenden Transistoren ist, und gleich dem Verhältnis von V_comp zu der Größenordnung der Modulatoren (V_tmod = V_lmod) ist. N ist das Windungsverhältnis der Primärspule 110 zur Sekundärspule 116. Der Umrichtungsfaktor β ergibt sich wie folgt: β = 1 + γ(1 – D_SR) + λD_SR (3)
Aus den Gleichungen (1)–(3) ergibt sich, dass das Abgleichen der Leitung der Transistorgleichrichter die Spannung an der Primärspule 110 verändert, was eine Veränderung der Übertragungscharakteristik des Resonanzkreises einschließt. Somit wird durch die Alternierende-Flanken-Modulation des Vollwellengleichrichtertransistors am Leistungsempfänger 100 eine Lastregelung erzielt.
4 zeigt den Leistungsempfänger 100 und das externe Filter 122 des drahtlosen Ladesystems 102 von 1 als Stromtyp-Resonanznetzwerk implementiert, wobei i_coil der zeitlich veränderliche Strom in der Sekundärspule 116 ist. Das externe Filter 122 ist als Kapazität (C_f) zum Laden der Batterie 114 des Leistungsempfängers 100 implementiert. Anhand von 5 soll nun der Betrieb des in 4 gezeigten Leistungsempfängers 100 erläutert werden.
5 zeigt verschiedene Wellenformen, die dem Betrieb des Stromtyp-Resonanzleistungsumrichters 100 von 4 entsprechen, wobei V_comp wieder ein in einem Linearregelnetzwerk vorhandenes kompensiertes Fehlersignal darstellt. Aus den Wellenformen der Spule und des gleichgerichteten Stroms, i_coil und i_rect, ist zu erkennen, dass das Abgleichen des Tastverhältnisses D_SR die Übertragungscharakteristik des Resonanzkreises beeinflusst. Die maximale Leistung wird übertragen wenn die Transistorkanäle des Vollwellengleichrichters 118 100% der Periode leiten, wohingegen die Übertragung bei einem Minimum liegt, wenn die Transistorgleichrichter nie leiten.
Wie oben bereits erläutert, schaltet der Empfänger-Regler 120 des Leistungsempfängers 100 in Reaktion auf ein Ansteigen des Rückflanken-PWM-Signals V_tmod über das kompensierte Fehlersignal V_comp, den ersten Transistorgleichrichter S₁ aus (d. h. V_gS1 = 0), falls der erste Transistor S₁ an ist, oder schaltet den dritten Transistorgleichrichter S₃ aus (d. h. V_gS3 = 0), falls der dritte Transistor S₃ an ist. Analog dazu schaltet der Empfänger-Regler 120 in Reaktion auf ein Absinken des Vorderflanken-PWM-Signals V_Imod unter das Fehlersignal V_comp, den zweiten Transistorgleichrichter S₂ ein (d. h. V_gS2 = 1), falls der zweite Transistor S₂ aus ist, oder schaltet den vierten Transistorgleichrichter S₄ ein (d. h. V_gS4 = 1), falls der vierte Transistor S₄ aus ist. Die Gatespannungspegel der Transistorgleichrichter V_gS1, V_gS2, V_gS3 und V_gS4 in 5 entsprechen den jeweiligen Gatesignalen („Gate S₁“, „Gate S₂“ usw.), die, wie in 1 gezeigt, vom Empfänger-Regler 120 erzeugt werden. Das Gleichrichtungs- und Regelverhalten des Vollwellengleichrichters 118 ist wieder identisch falls das Modulationsprogramm geschaltet wird, wie vorstehend ausgeführt. In beiden Fällen und bei Alternierende-Flanken-Modulation gibt es drei mögliche Gleichrichterspannungsabfälle: (1) 2i_coilRds, (2) VF + i_coilRds, oder (3) 2V_F, wobei V_F die Vorwärtsspannung der Transistor-Bodydioden ist. Wenn sich die Last verringert, dürfen die Bodydioden einen größeren Teil der Periode leiten, so dass es dem Vollwellengleichrichter 118 ermöglicht wird, in einer einzigen Stromtyp-Resonanzleistungsempfängerstufe sowohl Gleichrichtung als auch Regelung durchzuführen.
6 zeigt verschiedene Wellenformen, die dem Betrieb des Stromtyp-Resonanzleistungsempfängers 100 von 4 entsprechen, basierend auf einem Phasenverschiebungsmodulations-(Phase-Shift Modulation, PSM)-Schema. Gemäß dieser Ausführungsform schaltet der Regler 120 des Leistungsempfängers 100 die Transistoren jedes Paars von regelbaren Gleichrichtern jeweils in komplementärer Weise mit einem Tastverhältnis von ungefähr 50%. Der Empfänger-Regler 120 leitet auch eine Phasenverschiebung (ϕ) zwischen den Paaren regelbarer Gleichrichter ein. Die in 6 gezeigten resultierenden Wellenformen verwenden Rückflankenmodulation (standardmäßige Phasenverschiebungsmodulationstechnik), um die Phasenverschiebung zu erzeugen.
Wenn vom Empfänger-Regler 120 benachbarte Transistorgleichrichter (S₁ und S₃ oder S₂ und S₄) eingeschaltet werden, kreist der Resonanzstrom statt der Last 114 zugeleitet zu werden, und ohne große Ausgangsspannungswelligkeit. Bei der Rückflankenmodulation beginnt die gleichgerichtete Stromwellenform (i_rect) an dem Nulldurchgang mit dem die halbe Periode beginnt, und setzt dann vor dem Ende der halben Periode aus. Falls stattdessen Vorderflankenmodulation verwendet wird, würde die Wellenform des gleichgerichteten Stroms an einem Zeitpunkt nach dem Nullübergang beginnen, mit dem die halbe Periode beginnt, und dann am Nulldurchgang am Ende der halben Periode enden, wie in 7 gezeigt. Die Wellenform des gleichgerichteten Stroms kann an der Spitze des gleichgerichteten Spulenstroms (icoil) zentriert sein, falls zur Erzeugung der Phasenverschiebung die Alternierende-Flanken-Modulation verwendet wird, wie in 8 dargestellt. Zum Beispiel kann der Empfänger-Regler 120 Rückflankenmodulation zum Schalten des ersten und vierten Transistorgleichrichters (S₁ und S₄) und Vorderflankenmodulation zum Schalten des zweiten und dritten Transistorgleichrichters (S₂ und S₃) verwenden, um die Phasenverschiebung (ϕ) zwischen den Paaren regelbarer Gleichrichter einzuleiten. In beiden Fällen ist die Strom(i_rect)-Ausgangsgröße des Vollwellengleichrichters 118 jeweils sowohl gleichgerichtet als auch geregelt, wie in 6 dargestellt.
Gemäß der zuvor beschriebenen Ausführungsformen wird PWM-basierte Alternierende-Flanken-Modulation verwendet, um die Wellenformen in 2 und 5 zu erzeugen, wobei die oberen Transistoren S₁ und S₃ des Vollwellengleichrichters 118 mit einem Modulationsprogramm und die unteren Transistorgleichrichter S₂ und S₄ mit dem entgegengesetzten Programm geregelt werden. Die Transistorgleichrichter für einen Stromtyp-Resonanzumrichter können jedoch unter Verwendung von Phasenverschiebungsmodulation (Phase-Shift Modulation, PSM) geschaltet werden, um eine einstufige Gleichrichtung und Verstärkung zu erzielen. Wie oben für die Rückflankenmodulation beschrieben und in 6 gezeigt, arbeiten die Transistorgleichrichter S₁ und S₄ jeweils mit einem Tastverhältnis von 50% und sind mit der Spulenstrom-Wellenform (_icoil) phasenverriegelt. Die Gleichrichtertransistoren S2 und S3 werden im Beharrungszustand mit einem komplementärem Tastverhältnis von 50% geschaltet. Die Phasenverschiebung der Transistorgleichrichter S₂ und S₃ gegenüber den Transistorgleichrichtern S₁ und S₄ wird durch die kompensierte Fehlerspannung V_comp bestimmt. Dies ist eine auf die Transistoren eines Vollwellengleichrichters 118 eines Resonanzumrichters zum Bereitstellen von Regelung angewandte Standard-Phasenverschiebungsmodulation (Phase-Shift Modulation, PSM).
7 zeigt verschiedene Wellenformen, die dem Betrieb des Resonanzleistungsempfängers 100 von 4 entsprechen, basierend auf einem PSM-Programm, das zum Regeln des Schaltens der Transistorgleichrichter eine Vorderflankenmodulation statt einer Rückflankenmodulation verwendet. Wie in 7 zu sehen ist, schaltet der Empfänger-Regler 120 den ersten und vierten Transistorgleichrichter S₁, S₄ mit einem Tastverhältnis von ungefähr 50%, basierend auf einem Vorderflanken-PWM-Signal (V_lmod), das mit der Spulenstromwellenform (_icoil) phasenverriegelt ist. Die Transistorgleichrichter S₂ und S₃ werden im Beharrungszustand mit einem Tastverhältnis von 50% komplementär geschaltet und die Phasenverschiebung (ϕ) der Transistoren S₂ und S₃ gegenüber den Transistoren S₁ und S₄ wird wieder durch den kompensierten Fehlerstrom V_comp bestimmt, wie in 7 gezeigt.
8 zeigt verschiedene Wellenformen, die dem Betrieb des Stromtyp-Resonanzleistungsempfängers von 4 entsprechen, basierend auf einem Phasenverschiebungsmodulationsprogramm, das die Alternierende-Flanken-Modulation verwendet, um das Schalten der Transistorgleichrichter zu regeln. Die Alternierende-Flanken-Modulation stellt PSM-Gleichrichtung bereit, aber die (Vorderflanken- und Rückflanken-)Modulationsprogramme sind jeweils für die oberen bzw. unteren Transistoren (S₁/S₄ oder S₂/S₃) des Vollwellengleichrichters 118 zuständig. Insbesondere erzeugt der Empfänger-Regler 120 ein Rückflanken-PWM-Signal (V_tmod), das mit der Spulenstromwellenform (i_coil) phasenverriegelt ist, um den ersten und vierten Transistorgleichrichter S₁, S₄ mit einem Tastverhältnis von ungefähr 50% zu schalten. Der Empfänger-Regler 120 erzeugt auch ein Vorderflanken-PWM-Signal (V_lmod), das mit der Spulenstromwellenform (i_coil) außer Phase ist, um den zweiten und dritten Gleichrichtertransistor S₂, S₃ ebenfalls mit einem Tastverhältnis von ungefähr 50% zu schalten. Analog zu den oben beschriebenen Vorderflanken- und Rückflanken-PSM-Ausführungsformen, wird die Phasenverschiebung (ϕ) der Transistorgleichrichter S₂ und S₃ gegenüber den Transistorgleichrichtern S₁ und S₄ von der kompensierten Fehlerspannung V_comp bestimmt, wie in 8 gezeigt. In einer Ausführungsform ist V_comp auf z. B. die halbe Modulationsspannung begrenzt, so dass keine Ladung aus der Filterkapazität (C_f) entnommen wird und sich die Ausgangswelligkeit nicht erhöht.
Ein wesentlicher Unterschied zwischen PSM zum Gleichrichten verglichen mit PWM besteht darin, dass Strom nur dann zum Filter 122 fließt, wenn gegenüberliegende Schalter des Vollwellengleichrichters 118 an sind (z. B. S₁ und S₃, oder S₂ und S₄). Anderenfalls kreist der Strom. Die PWM-basierte Schaltregelung macht sich den Leitungsunterschied eines FET und einer Diode zunutze. Die PSM-basierte Schaltregelung erzielt die Regelung durch Regeln der Strommenge, die der Last 114 zugeführt wird, und ist nur bei Stromtyp-Resonanzumrichtern anwendbar.
9 zeigt eine andere Ausführungsform des Leistungsempfängers 100. Die in 9 gezeigte Ausführungsform gleicht der in 1 gezeigten Ausführungsform, jedoch weist der Vollwellengleichrichter 118 nur ein Paar regelbarer Gleichrichter mit Transistoren S₁ und S₂ und eine Mittelanzapfung zwischen dem ersten und zweiten Anschluss der Sekundärspule 116 auf. Der Transistor S₁ und S₂ richten das Spannungs- oder Stromsignal (V_coil oder i_coil) für die jeweiligen halben Perioden basierend auf der kompensierten Fehlerspannung V_comp gleich. Wenn die Transistorgleichrichter eingeschaltet werden, zeigt sich ein ohmscher Spannungsabfall an den Bauelementen, wodurch die gleichgerichtete Spannung zu Vrect = |V_coil| – IoRds wird, wobei IoRds der ohmsche Spannungsabfall für einen FET ist. Wenn die Transistorgleichrichter ausgeschaltet sind, ist die gleichgerichtete Spannung Vrect = |V_coil| – V_F, wobei V_F die Vorwärtsspannung der Transistor-Bodydioden ist. Die Technik ist auf Topologien vom Stromtyp anwendbar und die entsprechenden Wellenformen würden dann 5 gleichen, wo die Spulenspannung durch einen einzigen ohmschen Spannungsabfall oder eine V_F-Spannung verzerrt wird.
10 zeigt verschieden Wellenformen, die dem Betrieb des Leistungsempfängers 100 von 9 entsprechen. Im Betrieb schaltet der Empfänger-Regler 120 (in 9 nicht gezeigt) den ersten Transistorgleichrichter S₁ basierend auf einem Rückflanken-PWM-Signal V_tmod, das mit der Resonanzstrom- oder spannungswellenform (i_coil oder V_coil) für die Sekundärspule 116 synchronisiert ist und schaltet den zweiten Transistorgleichrichter S₂ basierend auf einem Vorderflanken-PWM-Signal V_lmod, das ebenfalls mit der Resonanzwellenform synchronisiert ist. Das Rückflanken- und das Vorderflanken-PWM-Signal gehen jeweils an Nulldurchgangsstellen der Resonanzwellenform auf null zu (d. h. nähern sich null an), wie zuvor beschrieben. Der Empfänger-Regler 120 schaltet in Reaktion auf ein Ansteigen des Rückflanken-PWM-Signals V_tmod über das kompensierte Fehlersignal V_comp, den ersten Transistorgleichrichter S₁ aus, falls der erste Transistor S₁ an ist. Der Empfänger-Regler 120 schaltet in Reaktion auf ein Absinken des Vorderflanken-PWM-Signals V_Imod unter das Fehlersignal V_comp, den zweiten Transistorgleichrichter S₂ ein, falls der erste und zweite Transistor S₁ und S₂ beide aus sind.
Sowohl bei der Resonanzumrichterausführungsform vom Spannungstyp als auch bei der vom Stromtyp, die vorstehend beschrieben wurden, misst, detektiert, schätzt oder erkennt auf sonstige Weise der Leistungsempfänger 100 die Nulldurchgangsstellen in der Resonanzwellenform (V_coil für das Resonanznetzwerk vom Spannungstyp und i_coil für den Stromtyp), um die hier bereits beschriebenen einstufigen Gleichrichtungs- und Regelungsmodulationsprogramme zu implementieren. Spannungserfassungsschaltungen zum Erfassen von V_coil sind einfach und gut bekannt, so dass sich diesbezüglich in Verbindung mit den Spannungstyp-Resonanzumrichterausführungsformen eine weitere Erläuterung erübrigt. Die Nulldurchgangserkennung für Stromtyp-Resonanzumrichter, von denen nun anhand der 11–13 mehrere Ausführungsformen beschrieben werden sollen, ist komplizierter.
11 zeigt eine Ausführungsform einer Nulldurchgangserkennungsschaltung zur Verwendung mit den hier beschriebenen Stromtyp-Resonanzumrichtern. Gemäß dieser Ausführungsform ist ein Nebenschlusswiderstand (R_shunt) in dem Strompfad angeordnet, und die Spannung am Nebenschlusswiderstand wird mit einem Komparator 130 gemessen, um die Nulldurchgänge in i_coil zu bestimmen.
12 zeigt eine andere Ausführungsform einer Nulldurchgangserkennungsschaltung zur Verwendung mit den hier beschriebenen Stromtyp-Resonanzumrichtern. Gemäß dieser Ausführungsform ist ein Stromwandler (oder mehrere Stromwandler) 140 in dem Strompfad angeordnet, um Nulldurchgänge in i_coil mittels eines Erfassungsnetzwerks 142 zu erkennen. Es kann mehr als ein Stromwandler verwendet werden, da jeder Wandler nur für eine halbe Periode arbeitet. Von daher sind zwei Stromwandler erforderlich, um eine ganze Sinuskurve zu erzeugen. Alternativ dazu kann ein Stromwandler verwendet werden, um eine halbe Periode zu messen und die zweite halbe Periode kann dann prädiziert oder berechnet werden.
13 zeigt noch eine weitere Ausführungsform einer Nulldurchgangserkennungsschaltung zur Verwendung mit den hier beschriebenen Stromtyp-Resonanzumrichtern. Gemäß dieser Ausführungsform weisen zwei oder mehr der Transistorgleichrichter S₁, S₂, S₃, S₄ zwei zusätzliche Anschlüsse 150, 152 auf, die ein mit dem Strom durch die jeweiligen Transistorgleichrichter verbundenes Signal ausgeben. Zum Beispiel können die zwei zusätzlichen Anschlüsse 150, 152 für Stromspiegel, stromgeregelte Spannungsquellen oder spannungsgeregelte Spannungsquellen sein. Als Minimum sollte ein Gleichrichter in jedem Paar regelbarer Gleichrichter in der Lage sein, die Strominformationen für eine volle Resonanzperiode zu liefern. Falls jedoch, wie bei der Stromwandlerausführungsform von 12 nur ein Transistorgleichrichter diese Informationen bereitstellen kann, dann ist nur eine halbe Periode bekannt, und die zweite halbe Periode kann vorhergesagt/berechnet werden.
Es versteht sich, dass die Merkmale der hier beschriebenen verschiedenen Ausführungsformen miteinander kombiniert werden können, sofern nicht ausdrücklich etwas anderes angegeben ist.

Claims

Gleichrichtungs- und Regelschaltung für einen drahtlosen Leistungsempfänger, wobei die Gleichrichtungs- und Regelschaltung umfasst: eine Spule, einen Vollwellengleichrichter, der ein erstes Paar regelbarer Gleichrichter aufweist, die einen mit einem ersten Anschluss der Spule verbundenen ersten Transistor und einen mit einem zweiten Anschluss der Spule verbundenen zweiten Transistor umfassen, und einen Regler, der dazu ausgebildet ist, ein Schalten der Transistoren des Vollwellengleichrichters zu regeln, so dass der Vollwellengleichrichter (a) eine gleichgerichtete Ausgangsgröße zum Laden einer Batterie des drahtlosen Leistungsempfängers erzeugt, indem er Strom durch die Spule oder Spannung an der Spule gleichrichtet und (b) die gleichgerichtete Ausgangsgröße regelt.
Gleichrichtungs- und Regelschaltung nach Anspruch 1, bei der der Vollwellengleichrichter ein zweites Paar regelbarer Gleichrichter aufweist, die einen mit dem zweiten Anschluss der Spule verbundenen dritten Transistor und einen mit dem ersten Anschluss der Spule verbundenen vierten Transistor umfassen.
Gleichrichtungs- und Regelschaltung nach Anspruch 2, bei der der Regler dazu ausgebildet ist, das Schalten des ersten und dritten Transistors basierend auf einem Rückflanken-PWM-(Pulsweitenmodulations)-Signal zu regeln, das mit einer Resonanzstrom- oder -spannungswellenform für die Spule synchronisiert ist, und das Schalten des zweiten und vierten Transistors basierend auf einem Vorderflanken-PWM-Signal zu regeln, das mit der Resonanzwellenform synchronisiert ist, wobei das Rückflanken-PWM-Signal und das Vorderflanken-PWM-Signal jeweils an Nulldurchgangsstellen der Resonanzwellenform auf null zu gehen.
Gleichrichtungs- und Regelschaltung nach Anspruch 3, bei der der Regler dazu ausgebildet ist, als Reaktion auf ein Ansteigen des Rückflanken-PWM-Signals über ein Fehlersignal, den ersten Transistor auszuschalten, falls der erste Transistor an ist, oder den dritten Transistor auszuschalten falls der dritte Transistor an ist, und bei der der Regler dazu ausgebildet ist, als Reaktion auf ein Absinken des Vorderflanken-PWM-Signals unter das Fehlersignal, den zweiten Transistor einzuschalten, falls der zweite Transistor aus ist, oder den vierten Transistor einzuschalten, falls der vierte Transistor aus ist.
Gleichrichtungs- und Regelschaltung nach Anspruch 2, bei der der Regler dazu ausgebildet ist, das Schalten der Transistoren jedes Paars regelbarer Gleichrichter in komplementärer Weise mit einem Tastverhältnis von 50% zu regeln, um den Strom durch die Spule oder die Spannung an der Spule gleichzurichten, und bei der der Regler dazu ausgebildet ist, eine Phasenverschiebung zwischen den Paaren regelbarer Gleichrichter einzuleiten, um die gleichgerichtete Ausgangsgröße zu regeln.
Gleichrichtungs- und Regelschaltung nach Anspruch 5, bei der der Regler dazu ausgebildet ist, Rückflankenmodulation oder Vorderflankenmodulation zum weiteren Regeln des Schaltens des zweiten und dritten Transistors zu verwenden, um die Phasenverschiebung zwischen den Paaren regelbarer Gleichrichter einzuleiten.
Gleichrichtungs- und Regelschaltung nach Anspruch 5, bei der der Regler dazu ausgebildet ist, Rückflankenmodulation zum weiteren Regeln des Schaltens des ersten und vierten Transistors und Vorderflankenmodulation zum weiteren Regeln des zweiten und dritten Transistors zu verwenden, um die Phasenverschiebung zwischen den Paaren regelbarer Gleichrichter einzuleiten.
Gleichrichtungs- und Regelschaltung nach einem der Ansprüche 1–7, bei der der Vollwellengleichrichter nur das erste Paar regelbarer Gleichrichter und eine Mittelanzapfung zwischen dem ersten und zweiten Anschluss der Spule aufweist.
Gleichrichtungs- und Regelschaltung nach Anspruch 8, bei der der Regler dazu ausgebildet ist, das Schalten des ersten Transistors basierend auf einem Rückflanken-PWM(Pulsweitenmodulations)-Signal zu regeln, das mit einer Resonanzstrom- oder -spannungswellenform für die Spule synchronisiert ist, und das Schalten des zweiten Transistors basierend auf einem Vorderflanken-PWM-Signal zu regeln, das mit der Resonanzwellenform synchronisiert ist, wobei das Rückflanken-PWM-Signal und das Vorderflanken-PWM-Signal jeweils an Nulldurchgangsstellen der Resonanzwellenform auf null zu gehen.
Gleichrichtungs- und Regelschaltung nach Anspruch 9, bei der der Regler dazu ausgebildet ist, in Reaktion auf ein Ansteigen des Rückflanken-PWM-Signals über ein Fehlersignal, den ersten Transistor auszuschalten, falls der erste Transistor an ist, und bei der der Regler dazu ausgebildet ist, in Reaktion auf ein Absinken des Vorderflanken-PWM-Signals unter das Fehlersignal, den zweiten Transistor einzuschalten, falls der erste und zweite Transistor aus sind.
Verfahren zum Gleichrichten und Regeln eines drahtlosen Leistungsempfängers mittels einer Schaltung mit einem Vollwellengleichrichter, der ein erstes Paar regelbarer Gleichrichter aufweist, die einen mit einem ersten Anschluss einer Spule verbundenen ersten Transistor und einen mit einem zweiten Anschluss der Spule verbundenen zweiten Transistor umfassen, wobei das Verfahren aufweist: Schalten der Transistoren des Vollwellengleichrichters, so dass der Vollwellengleichrichter eine gleichgerichtete Ausgangsgröße zum Laden einer Batterie des drahtlosen Leistungsempfängers erzeugt, indem er Strom durch die Spule oder Spannung an der Spule gleichrichtet, und Schalten der Transistoren des Vollwellengleichrichters, um die gleichgerichtete Ausgangsgröße zu regeln.
Verfahren nach Anspruch 11, bei dem der Vollwellengleichrichter ein zweites Paar regelbarer Gleichrichter aufweist, die einen mit dem zweiten Anschluss der Spule verbundenen dritten Transistor und einen mit dem ersten Anschluss der Spule verbundenen vierten Transistor umfassen.
Verfahren nach Anspruch 12, das weiterhin aufweist: Schalten des ersten und dritten Transistors basierend auf einem Rückflanken-PWM(Pulsweitenmodulation)-Signal, das mit einer Resonanzstrom- oder -spannungswellenform für die Spule synchronisiert ist, Schalten des zweiten und vierten Transistors basierend auf einem Vorderflanken-PWM-Signal, das mit der Resonanzwellenform synchronisiert ist, und Zu-Null-Setzen des Rückflanken-PWM-Signals und des Vorderflanken-PWM-Signals an Nulldurchgangsstellen der Resonanzwellenform.
Verfahren nach Anspruch 13, das weiterhin aufweist: als Reaktion auf ein Ansteigen des Rückflanken-PWM-Signals über ein Fehlersignal, Ausschalten des ersten Transistors, wenn der erste Transistor an ist, oder Ausschalten des dritten Transistors, wenn der dritte Transistor an ist, und als Reaktion auf ein Absinken des Vorderflanken-PWM-Signals unter das Fehlersignal, Einschalten des zweiten Transistors, wenn der zweite Transistor aus ist, oder Einschalten des vierten Transistors, wenn der vierte Transistor aus ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12–14, das weiterhin aufweist: Schalten der Transistoren jedes Paars regelbarer Gleichrichter in komplementärer Weise mit einem Tastverhältnis von 50%, um den Strom durch die Spule oder die Spannung an der Spule gleichzurichten, und Einleiten einer Phasenverschiebung zwischen den Paaren regelbarer Gleichrichter, um die gleichgerichtete Ausgangsgröße zu regeln.
Verfahren nach Anspruch 15, das weiterhin aufweist: weiteres Regeln des Schaltens des zweiten und dritten Transistors unter Verwendung von Rückflankenmodulation oder Vorderflankenmodulation, um die Phasenverschiebung zwischen den Paaren regelbarer Gleichrichter einzuleiten.
Verfahren nach Anspruch 15, das weiterhin aufweist: weiteres Regeln des Schaltens des ersten und vierten Transistors unter Verwendung von Rückflankenmodulation und ferner Regeln des Schaltens des zweiten und dritten Transistors unter Verwendung von Vorderflankenmodulation, um die Phasenverschiebung zwischen den Paaren regelbarer Gleichrichter einzuführen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11–17, bei dem der Vollwellengleichrichter nur das erste Paar regelbarer Gleichrichter und eine Mittelanzapfung zwischen dem ersten und zweiten Anschluss der Spule aufweist, wobei das Verfahren ferner aufweist: Schalten des ersten Transistors basierend auf einem Rückflanken-PWM-(Pulsweitenmodulations)-Signal, das mit einer Resonanzstrom- oder -spannungswellenform für die Spule synchronisiert ist, Schalten des zweiten Transistors basierend auf einem Vorderflanken-PWM-Signal, das mit einer Resonanzwellenform synchronisiert ist, und Auf-Null-Stellen des Rückflanken-PWM-Signals und des Vorderflanken-PWM-Signals an Nulldurchgangsstellen der Resonanzwellenform.
Verfahren nach Anspruch 18, das weiterhin aufweist: als Reaktion auf ein Ansteigen des Rückflanken-PWM-Signals über ein Fehlersignal, Ausschalten des ersten Transistors, wenn der erste Transistor an ist, und als Reaktion auf ein Absinken des Vorderflanken-PWM-Signals unter das Fehlersignal, Einschalten des zweiten Transistors, wenn der erste und zweite Transistor aus sind.
Drahtloser Leistungsempfänger, der aufweist: einer Batterie, ein mit der Batterie verbundenes Filter, eine Spule zum Laden der Batterie, einen Vollwellengleichrichter, der die Spule mit dem Filter verbindet, wobei der Vollwellengleichrichter ein erstes Paar regelbarer Gleichrichter aufweist, die einen mit einem ersten Anschluss der Spule verbundenen ersten Transistor und einen mit einem zweiten Anschluss der Spule verbundenen zweiten Transistor aufweisen, und einen Regler, der dazu ausgebildet ist, das Schalten der Transistoren des Vollwellengleichrichters zu regeln, so dass der Vollwellengleichrichter (a) eine gleichgerichtete Ausgangsgröße zum Laden der Batterie erzeugt, indem er Strom durch die Spule oder Spannung an der Spule gleichrichtet und (b) die gleichgerichtete Ausgangsgröße regelt.