KR20200024284A

KR20200024284A - 무선 수신기 정류기 하부측 전류 제한형 동작

Info

Publication number: KR20200024284A
Application number: KR1020207003049A
Authority: KR
Inventors: 뤼 리우; 구스타보 제이 메하스; 리제 자오
Original assignee: 인테그레이티드 디바이스 테크놀로지, 인코포레이티드
Priority date: 2017-07-06
Filing date: 2018-07-03
Publication date: 2020-03-06
Also published as: US20190013728A1; TW201917991A; KR102339671B1; CN110832724B; TWI705639B; WO2019010184A1; CN110832724A; US10958154B2

Abstract

본 발명의 양태들에 따르면, 무선 전력 회로가 제시된다. 일부 실시형태들에 있어서, 무선 전력 회로는 하나 이상의 상부측 트랜지스터들; 하나 이상의 상부측 트랜지스터들과 직렬로 커플링된 하나 이상의 하부측 트랜지스터들을 포함하고, 여기서, 하나 이상의 하부측 트랜지스터들은 전류 소스들로서 제어될 수 있다.

Description

무선 수신기 정류기 하부측 전류 제한형 동작

관련 출원들

본 개시는 2018년 7월 2일자로 출원된 미국 특허출원 제16/025,779호, 및 2017년 7월 6일자로 출원된 미국 가출원 제62/529,391호를 우선권 주장하고, 이 출원들의 각각은 본 명세서에 전부 통합된다.

기술분야

본 발명의 실시형태들은 무선 전력 수신기들에 관한 것으로서, 구체적으로, 무선 전력 수신기 전류 제한형 동작에 관한 것이다.

모바일 디바이스들, 예를 들어, 스마트 폰들, 태블릿들, 웨어러블 디바이스들 및 다른 디바이스들은 무선 전력 충전 시스템들을 점점 더 이용하고 있다. 전력의 무선 전송을 위한 다중의 상이한 표준들이 존재하며, 이 표준들은 다양한 상이한 송신 주파수들을 활용한다. 사용되는 주파수들은, 예를 들어, 100 KHz 미만으로부터 6.78 MHz 초과까지 광범위하게 변할 수 있다.

전력의 무선 송신을 위한 더 일반적인 표준들은 A4WP (Alliance for Wireless Power) 표준 및 무선 전력 컨소시엄 표준, 즉, Qi 표준을 포함한다. A4WP 표준 하에서, 예를 들어, 약 6.78 MHz 의 전력 송신 주파수에서 코일 근방의 다중의 충전 디바이스들에, 50 와트까지의 전력이 유도적으로 송신될 수 있다. 무선 전력 컨소시엄, 즉, Qi 사양 하에서, 공진 유도 커플링 시스템이 단일 디바이스를 그 디바이스의 공진 주파수에서 충전하도록 활용된다. Qi 표준에 있어서 수신 디바이스 코일은 송신 코일과 매우 근접하게 배치되는 한편, A4WP 표준에 있어서 수신 디바이스 코일은 다른 충전 디바이스들에 속하는 다른 수신 코일들과 잠재적으로 함께 송신 코일 근처에 배치된다.

하지만, 송신기/수신기 무선 전력 전송 시스템에 있어서, 수신기에서 발생할 수 있는 과전압 상태들로 인해 문제들이 발생할 수 있다. 그러한 과전압 상태들은 수신기의 컴포넌트들에 전기적 스트레스를 야기할 수도 있다. 추가로, 구현될 수 있는 일부 과전압 보호 회로들은 무선 전력 송신기와 무선 전력 수신기 사이의 양방향 또는 대역내 통신들을 간섭하며, 이는 송신기/수신기 전력 전송 시스템의 동작에 영향을 미친다.

따라서, 더 우수한 무선 수신기 기술들을 개발할 필요가 있다.

본 발명의 양태들에 따르면, 무선 전력 회로가 제시된다. 일부 실시형태들에 있어서, 무선 전력 회로는 하나 이상의 상부측 트랜지스터들; 하나 이상의 상부측 트랜지스터들과 직렬로 커플링된 하나 이상의 하부측 트랜지스터들을 포함하고, 여기서, 하나 이상의 하부측 트랜지스터들은 전류 소스들로서 제어될 수 있다. 부가적으로, 프로그래밍가능 전류 소스들이 전류 소스들로서 사용된 트랜지스터들을 통한 전류를 제어하는데 사용될 수도 있다.

이들 및 다른 실시형태들은 다음의 도면들에 관하여 하기에서 추가로 논의된다.

도 1 은 무선 전력 송신 시스템을 예시한다.
도 2 는 본 발명의 일부 실시형태들에 따른 수신기를 예시한다.
도 3 은 본 발명의 일부 실시형태들에 따른 수신기를 예시한다.

다음의 설명에 있어서, 본 발명의 일부 실시형태들을 설명하는 특정 상세들이 기재된다. 하지만, 일부 실시형태들은 이들 특정 상세들의 일부 또는 전부 없이도 실시될 수도 있음이 당업자에게 명백할 것이다. 본 명세서에서 개시된 특정 실시형태들은 한정적인 것이 아닌 예시적인 것으로 의도된다. 당업자는, 여기에서 구체적으로 설명되지는 않지만, 본 개시의 범위 및 사상 내에 있는 다른 엘리먼트들을 실현할 수도 있다.

발명의 양태들 및 실시형태들을 예시하는 첨부 도면들 및 이러한 설명은 한정하는 것으로서 취해지지 않아야 하며, 청구항들은 보호된 발명을 정의한다. 이러한 설명 및 청구항들의 사상 및 범위로부터 일탈함없이 다양한 변경들이 행해질 수도 있다. 일부 사례들에 있어서, 널리 공지된 구조들 및 기법들은 발명을 불명료하게 하지 않기 위하여 상세히 나타내거나 설명되지 않았다.

일 실시형태를 참조하여 상세하게 설명되는 엘리먼트들 및 그 관련 양태들은, 실용적일 때마다, 구체적으로 도시되거나 설명되지 않은 다른 실시형태들에 포함될 수도 있다. 예를 들어, 엘리먼트가 일 실시형태를 참조하여 상세하게 설명되고 제 2 실시형태를 참조하여 설명되지 않으면, 그럼에도 불구하고, 그 엘리먼트는 제 2 실시형태에 포함된 것으로서 주장될 수도 있다.

도 1 은 전력의 무선 전송을 위한 시스템 (100) 을 예시한다. 도 1 에 예시된 바와 같이, 무선 전력 송신기 (102) 는 자기장을 생성하기 위해 코일 (106) 을 구동한다. 전력 공급부 (104) 는 무선 전력 송신기 (102) 에 전력을 제공한다. 전력 공급부 (104) 는, 예를 들어, 배터리 기반 공급부일 수 있거나, 또는 예를 들어 60Hz 에서 120V 교류에 의해 전력공급될 수도 있다. 무선 전력 송신기 (102) 는, 통상적으로, 무선 전력 표준들 중 하나에 따라, 통상, 주파수들의 범위에서 코일 (106) 을 구동한다.

A4WP (Alliance for Wireless Power) 표준 및 무선 전력 컨소시엄 표준, 즉, Qi 표준을 포함하여, 전력의 무선 송신을 위한 다중의 표준들이 존재한다. A4WP 표준 하에서, 예를 들어, 약 6.78 MHz 의 전력 송신 주파수에서 코일 (106) 근방의 다중의 충전 디바이스들에, 50 와트까지의 전력이 유도적으로 송신될 수 있다. 무선 전력 컨소시엄, 즉, Qi 사양 하에서, 공진 유도 커플링 시스템이 단일 디바이스를 그 디바이스의 공진 주파수에서 충전하도록 활용된다. Qi 표준에 있어서 코일들 (108) 은 코일 (106) 과 매우 근접하게 배치되는 한편, A4WP 표준에 있어서 코일 (108) 은 다른 충전 디바이스들에 속하는 다른 코일들과 함께 코일 (106) 근처에 배치된다. 도 1 은 이들 표준들 중 임의의 표준에 따라 동작하는 일반화된 무선 전력 시스템 (100) 을 도시한다.

도 1 에 더 예시된 바와 같이, 코일 (106) 에 의해 생성된 자기장은 코일 (108) 에서 전류를 유도하고, 이는 수신기 (110) 에서 수신되는 전력을 발생시킨다. 수신기 (110) 는 코일 (108) 로부터 전력을 수신하며, 배터리 충전기 및/또는 모바일 디바이스의 다른 컴포넌트들을 나타낼 수 있는 부하 (112) 에 전력을 제공한다. 수신기 (110) 는 통상적으로, 수신된 AC 전력을 부하 (112) 에 대한 DC 전력으로 변환하기 위한 정류를 포함한다. 부하 (112) 는 프로세서들, 배터리 충전기들, 디스플레이들 등을 포함하여 모바일 디바이스의 다른 컴포넌트들을 나타낼 수 있다.

송신기 (Tx) (102) 에 의해 수신기 (Rx) (110) 에 전달된 전력의 양이 Rx (110) 상에 과전압 (OV) 상태를 야기할 수 있는 상황이 무선 전력 전송들 동안 발생할 수 있으며, 이는 차례로 Rx (110) 에 대한 전기적 과도 스트레스 (EOS) 및 손상을 야기할 수 있다. 더욱이, Rx (110) 는 송신기 (102) 와의 대역내 통신을 수행하기 위하여 리액티브 변조 (예컨대, 리액티브 기반 진폭 시프트 키 (ASK) 변조) 를 포함할 수 있다. 경 전력 전송 레벨들 (경 부하) 에서, 기존의 리액티브 (용량성) 기반 ASK 변조 기법들은 종종, 열악한 신호 대 노이즈 비들 (SNR) 을 갖고, 일부 동작 상태들에 있어서 변조 반전을 나타낸다. 이들 열악한 신호 대 노이즈 비들 및 변조 반전들은 Rx (110) 가, 전력을 제공하고 있는 Tx (102) 와 신뢰성있게 통신하는 것을 방지할 수 있다. 통신에 있어서의 결과적인 손실은 송신기/수신기 충전 시스템에 대해 어려움들을 제공할 수 있다.

이전의 과전압 보호 (OVP) 는 2개의 방법들을 활용하였다: (1) 능동 클램프 또는 (2) 수신 코일을 접지에 단락시키기 위한 메커니즘. 제 1 방법에 있어서, 때때로 전력을 소산시키기 위해 별개의 외부 저항기들을 갖는 능동 클램프가 정류기의 출력 (VRECT) 에 연결된다. 능동 클램프는 Rx (110) 로 전송되는 여분의 전력을 소산시키는데 사용될 수 있다. 여분의 전력의 소산은 주로, Rx (110) 의 집적 회로에 및/또는 RX (110) 의 집적 회로에 커플링된 외부 직렬 저항기들에 집중된다. 동시에, Rx (110) 는, 예를 들어, Tx (110) 에게 더 적은 전력을 제공하기 위해 (또는 극단적인 경우에 전력 전송을 심지어 종료하기 위해) 대역내 통신을 사용하여 Tx (102) 와 통신한다. 하지만, 이러한 기술은 전력이 소산되고 있을 때 수신기 (110) 의 가열을 야기할 수 있고, 대역내 통신을 간섭할 수도 있다.

제 2 방법에 있어서, 하부측 및 상부측 트랜지스터들을 포함하는 수신기 (110) 의 정류기는 수신 코일 (108) 을 접지로 단락시키는데 사용될 수 있다. 특히, 접지 참조형 (하부측) MOSFET들은 완전히 강화되고 (턴온됨), 동시에, Rx 코일 (108) 을 접지로 단락시킬 수 있다. 이제, 여분의 전력의 소산은 수신기 (110) 의 집적 회로와 수신 코일 (108) 의 직류 저항 (DCR) 사이에서 분할된다. 하지만, 이 방법은 RX (110) 로부터 TX (102) 로의 대역내 통신을 방지하고, TX (102) 에서의 타임아웃, 과전류 보호 (OCP) 결함, 또는 Tx (102) 로부터 RX (110) 로의 전력 전송을 종료하기 위한 다른 결함 메커니즘을 요구한다. 이 방법은 추가로, 임의의 전력이 RX (110) 의 정류기의 출력으로 전달되는 것을 방지한다. 또한, 이 방법은 Rx (110)/Tx (102) 시스템에서 위험하게 큰 전류들을 야기할 수 있으며, 이는 Rx (110) 및 Tx (102) 양자 모두에 파멸적인 손상을 초래할 수 있다. RX (110) 의 정류기가 정상 동작으로 리턴할 경우 큰 전류들이 빈번하게 발생한다.

이전의 경 부하 변조 완화 기법들은 1차 변조 커패시터와 병렬로 추가적인 외부 커패시터들을 추가함으로써 RX (110) 에서 리액티브 변조 심도를 증가시키는 것을 포함할 수 있다. 다른 구현들에 있어서, 외부 저항기가 변조 커패시터와 직렬로 추가되어 저항성 ASK 변조 경로를 생성할 수 있으며, 이 저항성 ASK 변조 경로는 경 부하들에서 더 효과적이며 변조 반전 문제들을 갖지 않는다. 하지만, 외부 저항성 변조는, 결과적인 전력 소산을 효과적으로 관리하는데 필요한 저항기들의 사이즈로 인해 어플리케이션에 있어서 바람직하지 않다.

도 2 는 본 발명의 일부 실시형태들에 따른 수신기 회로 (200) 의 섹션의 일 실시형태를 예시한다. 도 2 에 예시된 바와 같이, 수신기 코일 (210) 및 커패시터 (212) 는 직렬로 커플링되고, 코일 (210) 의 일 단부에서의 전압 포인트들 (AC1) (222) 및 코일 (210) 에 대향하는 커패시터 (212) 의 단부에서의 AC2 (224) 를 정의한다.

전파 정류기 브리지가 상부측 트랜지스터들 (202 및 204) 및 하부측 트랜지스터들 (208 및 206) 에 의해 형성된다. 일부 실시형태들에 있어서, 트랜지스터들 (202, 204, 206, 및 208) 은 MOSFET들일 수 있다. 도 2 에 예시된 바와 같이, 상부측 트랜지스터 (202) 는 전압 라인 (VRECT) 과 AC1 (222) 사이에 커플링된다. 상부측 트랜지스터 (204) 는 VRECT 와 AC2 (224) 사이에 커플링된다. 하부측 트랜지스터 (208) 는 AC1 (222) 과 접지 사이에 커플링된다. 하부측 트랜지스터 (206) 는 AC2 (224) 와 접지 사이에 커플링된다. 상부 트랜지스터 (202), 상부 트랜지스터 (204), 하부 트랜지스터 (208), 및 하부 트랜지스터 (206) 의 게이트들은 게이트 제어기 (216) 에 커플링된다. 정상 동작 동안, 트랜지스터 (206) 가 트랜지스터 (202) 와 스위칭되고 트랜지스터 (204) 가 트랜지스터 (208) 와 스위칭되도록 트랜지스터들이 구동된다. 그 결과는, 전력이 수신 코일 (210) 에 의해 수신되고, DC 전압 (VRECT) 이 트랜지스터들 (202, 204, 206, 및 208) 에 의해 형성된 전파 정류기에 의해 생성된다는 것이다.

도 2 에 예시된 바와 같이, 변조부 (214) 는 VRECT 에 커플링되고, VRECT 에 커플링된 부하를 변조함으로써 ASK 변조를 제공할 수 있다. 변조부 (214) 는 리액티브 변조기일 수 있고, 저항 또는 용량성 타입의 변조를 활용할 수 있다. 일부 실시형태들에 있어서, 변조부 (214) 는, 대역내 통신들에 대한 최대 효과를 제공하기 위해 AC1 (222) 및 AC2 (224) 중 하나 이상과 커플링된 리액티브 커패시터들을 포함하도록 AC1 (222) 및/또는 AC2 (224) 에 커플링될 수도 있다.

도 2 에 더 예시된 바와 같이, 상부측 트랜지스터 (202) 의 게이트는, 트랜지스터 (206) 의 게이트 전압 (G1) 및 신호 (Dis_hs) 를 수신하는 회로 (226) 에 의해 구동된다. 회로 (226) 는, 신호 (Dis_hs) 가 어써트되지 않으면 트랜지스터 (206) 의 게이트 전압 (G1) 에 따라 트랜지스터 (202) 의 게이트를 구동하고, 이 경우 트랜지스터 (202) 는 오프 상태로 유지된다. 유사하게, 상부측 트랜지스터 (204) 의 게이트는, 트랜지스터 (208) 의 게이트 전압 (G0) 및 신호 (Dis_hs) 를 수신하는 회로 (228) 에 의해 구동된다. 회로 (228) 는, 신호 (Dis_hs) 가 어써트되지 않으면 트랜지스터 (208) 의 게이트 전압 (G0) 에 따라 트랜지스터 (204) 의 게이트를 구동하고, 이 경우 트랜지스터 (204) 는 오프 상태로 유지된다.

부가적으로, 과전압 보호 회로 (220) 가 AC1 (222) 과 접지 사이에 커플링되고, AC1 (222) 에서의 과전압 상태를 검출할 수 있다. 유사하게, 과전압 보호 회로 (218) 가 AC2 (224) 와 접지 사이에 커플링되고, AC2 (224) 에서의 과전압 상태를 검출할 수 있다. 일부 실시형태들에 있어서, OVP 회로들 (220 및 218) 중 하나 또는 다른 하나는 사용되지 않는다.

일부 실시형태들에 있어서, 과전압 보호 상태가 OVP (220) 또는 OVP (218) 에서 검출될 경우, Dis_hs 는 트랜지스터들 (202 및 204) 의 양자 모두를 셧오프하도록 어써트되고, 트랜지스터들 (208 및 206) 는 구동된다. 그 경우, 하부측 트랜지스터들 (208 및 206) 은 과도한 전하를 접지로 전환하기 위해 전류 소스들로서 사용된다. 트랜지스터들 (202 및 204) 은, VRECT 로부터 접지로의 슛-스루 (shoot-through) 전류를 회피하기 위해 턴오프된다.

도 2 의 실시형태에 예시된 배열은 과전압 이벤트 동안 수신기 (200) 의 정류기 회로 내부의 과도한 전력을 소산시킨다. 소산된 전력의 양은 OVP 회로들 (218 및 220) 에서 트랜지스터들 (206 및 208) 을 통한 전류를 조정함으로써 제어될 수 있다. 추가로, 과전압 이벤트가 관리되고 있는 동안 에너지는 수신기 (200) 의 정류기 회로로 계속 전송될 수 있다. 부가적으로, 대응하는 송신기 (102) 와의 통신을 허용하는 변조부 (214) 는 과전압 이벤트 동안 계속할 수 있다.

부가적으로, 전류 소스들로서의 OVP (218) 및 OVP (220) 로, 현저한 경 부하 변조 이점들이 존재한다. 시스템 영향은 소산적이며, 결과로서, 변조 반전을 당하지 않는다. 더욱이, 변조 심도는 이벤트 동안 및 정상 동작 하에서 정확하게 조정되어, 전력 전송 효율 대 통신 채널의 신호 대 노이즈 비를 최적화할 수 있다.

도 3 은 본 발명에 따른 수신기 (200) 의 일 예를 예시한다. 도 3 에 예시된 바와 같이, 상기 논의된 바와 같은 제어기 (216) 의 예는 AC1 (222) 과 접지를 비교하고 게이트 신호 (G0) 를 트랜지스터 (208) 에 제공하도록 커플링된 비교기 (CMP1) (302) 및 AC2 (224) 와 접지를 비교하고 게이트 신호 (G1) 를 트랜지스터 (206) 에 제공하도록 커플링된 비교기 (CMP2) (304) 를 포함할 수 있다.

도 3 에 예시되고 상기 논의된 바와 같이, MOSFET들일 수도 있는 트랜지스터들 (202, 204, 206, 및 208) 은 수신기 (200) 의 정류기 회로를 형성한다. 정상 동작에 있어서, 트랜지스터 (202) 는 게이트 신호 (G1) 에 따라 트랜지스터 (206) 와 스위칭되고, 트랜지스터 (204) 는 게이트 신호 (G0) 에 따라 트랜지스터 (208) 와 스위칭된다. 비교기들 (cmp1 (302) 및 cmp2 (304)) 은 정상 정류기 스위칭 동작을 위한 구동기들이다.

도 3 에 예시된 예에 있어서, 과전압 보호 회로 (220) 는 프로그래밍가능 전류 소스 (I1) (306) 및 I1 (306) 과 접지 사이에 직렬로 커플링된 트랜지스터들 (308 및 310) 을 포함한다. 연산 증폭기 (312) 는, 트랜지스터 (310) 의 게이트가 cmp1 (302) 에 의해 구동되는 동안 트랜지스터 (308) 의 게이트를 구동한다. 연산 증폭기 (312) 는 cmp1 (302) 로부터의 게이트 신호 (G0) 및 AC1 (222) 로부터 입력을 수신한다.

유사하게, 과전압 보호 회로 (218) 는 프로그래밍가능 전류 소스 (I2) (316) 및 I2 (316) 와 접지 사이에 직렬로 커플링된 트랜지스터들 (318 및 320) 을 포함한다. 연산 증폭기 (322) 는, 트랜지스터 (320) 의 게이트가 cmp2 (304) 에 의해 구동되는 동안 트랜지스터 (318) 의 게이트를 구동한다. 연산 증폭기 (322) 는 cmp2 (304) 로부터의 게이트 신호 (G1) 및 AC2 (224) 로부터 입력을 수신한다.

프로그래밍가능 전류 소스들 (I1 (306) 및 I2 (316)) 은 디지털적으로 프로그래밍가능 전류 소스들일 수 있다. 이와 같이, 이들은 대응하는 송신기로부터 복조기에서 수신된 통신물을 통해 무선으로 프로그래밍되거나, 각각, OVP (220 및 218) 에 의해 프로그래밍될 수도 있거나, 또는 다른 제어 알고리즘들에 의해 제어될 수도 있다. 도 3 에 추가로 예시된 바와 같이, OVP (220) 의 전류 제어 회로부는 cmp1 (302) 로부터의 출력 신호 (G0) 에 의해 인에이블되는 한편, OVP (218) 의 전류 제어 회로부는 comp2 (304) 로부터의 출력 신호 (G1) 에 의해 인에이블된다.

op1 (312) 및 op2 (322) 는 연산 증폭기들이다. 인에이블될 경우, op1 (312) 은, 트랜지스터 (208) 를 통한 전류가 트랜지스터 (308) 및 트랜지스터 (310) 를 통한 전류를 미러링하도록 트랜지스터 (308) 를 제어한다. 인에이블될 경우, op2 는, 트랜지스터 (206) 를 통한 전류가 트랜지스터들 (318 및 320) 을 통한 전류를 미러링하도록 트랜지스터 (318) 를 제어한다.

일부 실시형태들에 있어서, 정상 정류기 동작 모드들 동안, 상기 논의된 바와 같이 트랜지스터들 (208 및 206) 을 교번하여 턴온시키기 위하여, 트랜지스터들 (308 및 318) 은 오프되고 비교기들 (cmp1 (302) 및 cmp2 (304)) 은 트랜지스터들 (208 및 206) 의 게이트들을 각각 구동한다. 일부 실시형태들에 있어서, 프로그래밍가능 전류 소스들 (I1 (306) 및 I2 (316)) 이 시스템의 지전류 레벨 초과로 프로그래밍되는 한, 트랜지스터들 (308 및 318) 이 사용될 수 있다.

과전압 이벤트가 발생할 경우, 수개의 액션들이 취해질 수 있다. 이들 액션들은, 필요에 따라, 비교기들 (cmp1 (302) 및 cmp2) 을 오버라이드하여 트랜지스터들 (208 및 206) 양자 모두가 동시에 턴온될 수 있는 것을 포함한다. op1 (312) 및 op2 (322) 의 전류 제한 기능은, 프로그래밍가능 전류 소스들 (306 및 316) 에서 각각 프로그래밍되는 바와 같이, 각각, 트랜지스터들 (208 및 206) 을 통한 전류를 설정한다. 트랜지스터들 (208 및 206) 양자 모두가 온이 될 때, 어떠한 전류도 VRECT 로 흐르도록 예상되지 않는다. 과전압 클램핑 동작 동안, 트랜지스터들 (202 및 204) 은, VRECT 로부터 GND 로의 슛-스루 전류를 회피하기 위해 턴오프될 수 있다. 일부 실시형태들에 있어서, 정상 동작에 대한 변형으로 일측이 한번에 턴온될 수 있다.

더욱이, 변조부 (214) 에서 더 큰 SNR 에 대한 변조 심도 증가가 존재할 수도 있다. 프로그래밍가능 전류 소스 (I1 (306) 또는 I2 (316) (적절한 경우)) 가 트랜지스터 (208) 또는 트랜지스터 (206) 를 통한 전류를 자연계 전류보다 약간 낮게 설정하는 것을 제외하고는, 정상 동작이 발생한다. 이는 트랜지스터 (308) 또는 트랜지스터 (206) 에서 추가적인 전력 소산을 야기하고, 따라서, 원하는 변조 심도가 제공될 수 있고, SNR 이 증가한다.

요약하면, 무선 전력 수신기가 제시된다. 무선 전력 수신기는 4개의 스위치들을 포함하고, 여기서, 스위치들 중 하나 이상은 수신기의 정상 동작 동안 전류 소스로서 제어될 수 있다. 이들 전류 소스들은 변조 심도를 증가시키고, 포지티브 변조를 보장하고, 그리고 통신 SNR 을 증가시키는데 사용될 수 있다. 스위치들 중 하나 이상이 결함 상태 동안 전류 소스로서 제어될 수 있다.

과전압 결함 동안, 이들 전류 소스들은 에너지를 소산시킴으로써 전기적 과도 스트레스에 대한 보호를 제공한다. 과전압 결함 동안, 이들 전류 소스들은 정류기 출력에 대한 과도하게 큰 전압들을 방지함으로써 전기적 과도 스트레스에 대한 보호를 제공한다. 과전압 결함 동안, 이들 전류 소스들은 정전압이 정류기 출력 상에서 조절되게 한다. OV 이벤트 동안 이들 전류 소스들의 사용은 ASK 통신을 허용한다. 여기서, 이들 전류 소스들의 사용은 과전압 결함의 제거 시 시스템 손상을 방지한다. 여기서, 이들 전류 소스들 중 하나 이상은 보호의 효과를 증가시키기 위해 동시에 활성화될 수 있다.

상기 상세한 설명은 본 발명의 특정 실시형태들을 예시하기 위해 제공되고 한정하는 것으로 의도되지 않는다. 본 발명의 범위 내에서 다수의 변동들 및 수정들이 가능하다. 본 발명은 다음의 청구항들에 기재된다.

Claims

무선 전력 회로로서,
하나 이상의 상부측 트랜지스터들; 및
상기 하나 이상의 상부측 트랜지스터들과 직렬로 커플링된 하나 이상의 하부측 트랜지스터들을 포함하고,
상기 하나 이상의 하부측 트랜지스터들은 전류 소스들로서 제어될 수 있는, 무선 전력 회로.
제 1 항에 있어서,
상기 전류 소스들은 변조 심도를 증가시키는, 무선 전력 회로.
제 1 항에 있어서,
상기 전류 소스들은 포지티브 변조를 제공하는, 무선 전력 회로.
제 1 항에 있어서,
상기 전류 소스들은 증가된 통신 신호 대 노이즈 비를 제공하는, 무선 전력 회로.
제 1 항에 있어서,
상기 전류 소스들은 결함 동안 제어되는, 무선 전력 회로.
제 5 항에 있어서,
상기 결함은 과전압 결함인, 무선 전력 회로.
제 6 항에 있어서,
상기 전류 소스들은 에너지를 소산시킴으로써 전기적 과도 스트레스에 대한 보호를 제공하는, 무선 전력 회로.
제 6 항에 있어서,
상기 전류 소스들은 정류기 출력에 대한 과도하게 큰 전압들을 방지함으로써 전기적 과도 스트레스에 대한 보호를 제공하는, 무선 전력 회로.
제 6 항에 있어서,
상기 전류 소스들은 정전압이 정류기 출력 상에서 조절되게 하는, 무선 전력 회로.
제 6 항에 있어서,
상기 전류 소스들은 과전압 이벤트 동안 ASK 통신을 허용하는, 무선 전력 회로.
제 6 항에 있어서,
상기 전류 소스들은 상기 과전압 결함의 제거 시 시스템 손상을 방지하는, 무선 전력 회로.
제 6 항에 있어서,
상기 전류 소스들은 보호의 효과를 증가시키기 위해 동시에 활성화될 수 있는, 무선 전력 회로.
전력을 무선으로 수신하는 방법으로서,
수신 코일로부터 전력을 수신하기 위해 복수의 트랜지스터들로 정류기를 동작시키는 단계; 및
상기 복수의 트랜지스터들 중 하나 이상을 전류 소스로서 제어하는 단계를 포함하는, 전력을 무선으로 수신하는 방법.
제 13 항에 있어서,
변조기의 변조 심도를 증가시키기 위해 4개의 트랜지스터들 중 하나 이상을 제어하는 단계를 더 포함하는, 전력을 무선으로 수신하는 방법.
제 13 항에 있어서,
변조기의 포지티브 변조를 제공하기 위해 4개의 트랜지스터들 중 하나 이상을 제어하는 단계를 더 포함하는, 전력을 무선으로 수신하는 방법.
제 13 항에 있어서,
상기 복수의 트랜지스터들 중 하나 이상을 제어하는 단계는 과전압 보호를 제공하기 위해 상기 복수의 트랜지스터들 중 상기 하나 이상을 제어하는 단계를 포함하는, 전력을 무선으로 수신하는 방법.
수신기 회로로서,
제 1 노드 및 제 2 노드를 형성하기 위해 커패시턴스와 직렬로 커플링된 수신 코일;
상기 제 1 노드와 전력 라인 사이에 커플링된 제 1 트랜지스터;
상기 제 2 노드와 상기 전력 라인 사이에 커플링된 제 2 트랜지스터;
상기 제 1 노드와 접지 사이에 커플링된 제 3 트랜지스터;
상기 제 2 노드와 접지 사이에 커플링된 제 4 트랜지스터;
상기 제 1 트랜지스터, 상기 제 2 트랜지스터, 상기 제 3 트랜지스터, 및 상기 제 4 트랜지스터의 게이트들을 구동하도록 커플링된 제어기; 및
과전압 보호 회로를 포함하고,
정규 동작 동안, 제어기 회로는 상기 제 1 트랜지스터와 상기 제 4 트랜지스터를 함께 스위칭하고, 상기 제 2 트랜지스터와 상기 제 3 트랜지스터를 함께 스위칭하여, 상기 전력 라인에 대한 전력을 수신하고,
과전압 이벤트 동안, 상기 과전압 보호 회로는 상기 제 3 트랜지스터 및 상기 제 4 트랜지스터를 턴온하고 상기 제 1 트랜지스터 및 상기 제 2 트랜지스터를 턴오프하도록 동작하는, 수신기 회로.
제 17 항에 있어서,
상기 제어기는 상기 제 1 트랜지스터, 상기 제 2 트랜지스터, 상기 제 3 트랜지스터, 및 상기 제 4 트랜지스터의 게이트들을 구동하도록 비교기들을 포함하는, 수신기 회로.
제 17 항에 있어서,
상기 과전압 보호 회로는 과전압 이벤트 동안 상기 제 3 트랜지스터 및 상기 제 4 트랜지스터를 통한 전류를 제어하는 프로그래밍가능 전류 소스들을 포함하는, 수신기 회로.
제 19 항에 있어서,
상기 프로그래밍가능 전류 소스들은 정상 동작 동안 상기 제 3 트랜지스터 및 상기 제 4 트랜지스터를 통한 상기 전류를 제어할 수 있는, 수신기 회로.
제 20 항에 있어서,
변조기를 더 포함하고,
상기 전류는 변조 심도를 제공하도록 제어되는, 수신기 회로.