TW201640781A - 諧振式無線電源接收電路及其控制電路與無線電源轉換方法 - Google Patents

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Abstract

本發明提出一種諧振式無線電源接收電路，包含：一諧振電路，其接收一無線電源且產生一交流諧振訊號；一橋式整流電路，用以將該交流諧振訊號，轉換為一整流輸出訊號以驅動一負載，其中該整流輸出訊號具有一整流輸出電壓及一整流輸出電流，其中該橋式整流電路包括至少一多模式開關(Multi-mode Switch)；以及一迴授控制電路，用以根據相關於該整流輸出訊號之一迴授訊號而產生一多模式開關控制訊號，以控制該多模式開關，使其至少一部分時間操作於一導通操作，以使得該整流輸出電壓之位準大致上等於該交流諧振電壓之該振幅之二倍，或調節該整流輸出電壓之位準對應於一輸出電壓參考訊號，及／或調節該整流輸出電流之位準對應於一輸出電流參考訊號。

Description

諧振式無線電源接收電路及其控制電路與無線電源轉換方法
本發明係有關一種諧振式無線電源接收電路，特別是指一種包含橋式整流電路的諧振式無線電源接收電路。本發明也有關於控制諧振式無線電源接收電路的控制電路與無線電源轉換方法。
請參閱第1圖之先前技術，圖中顯示一種常見的諧振式無線電源接收電路（振式無線電源接收電路1），其中諧振式無線電源接收電路包含諧振電路31，橋式整流電路33，直流直流轉換電路34，以及負載35。
第1圖中，諧振式無線電源發送電路（未示出）將無線電源40發送至無線場(wireless field)中（例如但不限於磁場，電場，電磁場），諧振式無線電源接收電路1在無線場中藉由諧振電路31在諧振作用之下，以例如但不限於耦合、感應或捕捉的方式來接收無線場中的無線電源40，而於諧振電路31的輸出端產生一諧振輸出電壓VAC，整流電路33將諧振輸出電壓VAC整流而產生一整流輸出電壓VRECT，再由直流直流轉換電路34轉換後產生VOUT，以驅動負載35，達成無線電源傳輸。
第1圖中所示之先前技術，其缺點在於，其整流輸出電壓VRECT之可能會過低或是過高，此外，也因為整流輸出電壓VRECT無法確定，故需要額外的調節電路如直流直流轉換電路34以產生穩定的輸出電壓。
第1圖所示之先前技術係採用諧振之原理，因此：諧振式無線電源發送電路送出之諧振頻率偏移原設定的諧振頻率，或接收端耦合位置、角度或距離不同，或是多個諧振式無線電源接收電路同時耦合接收功率等等情形之下，可能會發生偏離諧振(off resonance)。偏離諧振若未做修正或控制，會導致功率耗損，或是接收電壓過低（例如諧振輸出電壓VAC與整流輸出電壓VRECT），造成後級電路無法正常工作（例如直流直流轉換電路34以及負載35）。
請參閱第2圖，圖中顯示整流電路之一種先前技術，橋式二倍壓電路 (US4268899, Bridge-Doubler Rectifier)，當CR5不導通時，橋式二倍壓電路工作在一倍電壓模式，當CR5導通時，橋式二倍壓電路工作在二倍電壓模式；此先前技術之缺點在於，第一、需要使用兩個輸出電容並且串連在一起，等效輸出電容量會下降為其單一電容量的一半；第二、CR5必須是雙向控制開關；第三、其電壓調整的倍率選項僅有兩種，但如前述，諧振式無線電源接收電路以諧振方式接收到的功率數值並不確定，若以此先前技術作為諧振式無線電源接收電路之整流電路，有可能在某些情況下，整流電路之輸出電壓1倍則過低、2倍則過高，導致耦接其後的後級電路無法正常工作或是損壞。
請參閱第3A-3B圖，圖中示出了諧振式無線電源接收電路之另一種先前技術，諧振式無線電源接收電路2包含了1倍／2倍主動式整流器38(其詳細電路如第3B圖)，該1倍／2倍主動整流器38可將無線感應接收之交流電壓，以1倍或2倍之整流電壓輸出，以解決前述整流電路之輸出電壓過低的問題。
然而上述第3A, 3B圖之先前技術的缺點在於，第一、該1倍／2倍主動整流器38的電路結構十分複雜，需要使用許多元件，例如圖中所示需至少10個開關元件；第二、其電壓調整的倍率選項僅有兩種，但如前述，諧振式無線電源接收電路2以諧振方式接收到的功率數值並不確定，有可能在某些情況下，整流電路之輸出電壓1倍則過低、2倍則過高，導致耦接其後的後級電路無法正常工作或是損壞。
本發明相較於第1圖之先前技術，具有迴授控制之整流電路輸出，可避免整流電路之輸出電壓過低或過高的問題，此外本發明亦可具有穩定之整流輸出電壓或整流輸出電流，因此無需直流直流轉換電路，可節省大量電路成本。
本發明相較於第2圖與第3A, 3B圖之先前技術，具有連續可調整之整流電路輸出，可避免整流電路之輸出電壓過高或過低的問題，此外，電路亦可使用數量較少之元件，且與整流電路原有之整流元件共用，相較於此先前技術而言，可降低製造成本。
就其中一個觀點言， 一種諧振式無線電源接收電路，該諧振式無線電源接收電路包含：一諧振電路，包括具有至少一接收線圈之一接收電路以及具有至少一阻抗匹配電容器之一阻抗匹配電路，該諧振電路接收一無線電源且於其一諧振輸出正端與其一諧振輸出負端之間產生一交流諧振訊號，該交流諧振訊號包括一交流諧振電壓，其中該交流諧振電壓具有一振幅；一橋式整流電路，用以將該交流諧振訊號，轉換為一整流輸出訊號於其一整流輸出端點及其一接地點之間，其中該整流輸出訊號具有一整流輸出電壓及一整流輸出電流，其中該橋式整流電路包含至少四整流元件，其分別具有電流流出端與電流流入端，該四整流元件包括第一整流元件、第二整流元件、第三整流元件以及第四整流元件，其中該第三整流元件與該第四整流元件之電流流出端互相耦接於該整流輸出端點，該第一整流元件與該第二整流元件之電流輸入端互相耦接於該接地點，該第三整流元件之電流輸入端與該第一整流元件之電流流出端互相耦接於該諧振輸出負端，該第四整流元件之電流輸入端與該二整流元件之電流流出端互相耦接於該諧振輸出正端；其中該四整流元件之至少其中之一係為一多模式開關(Multi-mode Switch)；其中該阻抗匹配電路與該接收電路串聯且與該橋式整流電路串聯；以及一迴授控制電路，用以根據相關於該整流輸出電壓之一電壓迴授訊號及／或相關於該整流輸出電流之一電流迴授訊號，而產生一多模式開關控制訊號，用以控制該多模式開關，使其至少一部分時間操作於一導通操作，以達成以下功能：(1) 使得該整流輸出電壓之位準大致上等於該交流諧振電壓之該振幅之二倍，或(2) 調節該整流輸出電壓之位準對應於一輸出電壓參考訊號，及／或調節該整流輸出電流之位準對應於一輸出電流參考訊號。
在一較佳實施例中，該迴授控制電路以該多模式開關控制訊號，控制該多模式開關，使其操作於一同步整流切換操作以及該導通操作之一分時組合，以調節該整流輸出電壓之位準對應於該輸出電壓參考訊號之位準，及／或調節該整流輸出電流之位準對應於該輸出電流參考訊號之位準。
在一較佳實施例中， 該四整流元件包含以下組合之其中一種：（一）該四整流元件包括一個多模式開關與三個二極體，該等二極體之順向端與逆向端分別對應於該三整流元件各自之電流流入端與電流流出端；（二）該四整流元件包括四個多模式開關，且該迴授控制電路以該多模式開關控制訊號，控制該四個多模式開關；（三）該四整流元件包括一個二極體以及三個多模式開關之組合，且該迴授控制電路以該多模式開關控制訊號，控制該三個多模式開關；以及（四）該四整流元件包括二個二極體以及二個多模式開關之組合，且該迴授控制電路以該多模式開關控制訊號，控制該二個多模式開關。
在一較佳實施例中，該等多模式開關分別係為一半導體開關。
在一較佳實施例中，各多模式開關各與一旁路二極體並聯，該旁路二極體之順向端與逆向端分別耦接於對應之多模式開關之電流流入端與電流流出端。
在一較佳實施例中，該諧振式無線電源接收電路更包含一輸出電容器，耦接於該整流輸出端點與該接地點之間，其中於該整流輸出電壓之位準大致上等於該交流諧振電壓之該振幅之二倍時，於該交流諧振電壓之負半波電壓時，對該阻抗匹配電容器充電，而於該交流諧振電壓之正半波電壓時，該阻抗匹配電容器對該輸出電容器充電。
就另一個觀點言，本發明也提供了一種諧振式無線電源接收電路，該諧振式無線電源接收電路包含：一諧振電路，包括具有至少一接收線圈之一接收電路以及具有至少一阻抗匹配電容器之一阻抗匹配電路，該諧振電路接收一無線電源且於其一諧振輸出正端與其一諧振輸出負端之間產生一交流諧振訊號，該交流諧振訊號包括一交流諧振電壓，其中該交流諧振電壓具有一振幅；一橋式整流電路，用以將該交流諧振訊號，轉換為一整流輸出訊號於其一整流輸出端點及其一接地點之間，其中該整流輸出訊號具有一整流輸出電壓及一整流輸出電流，其中該橋式整流電路包含至少四整流元件，其分別具有電流流出端與電流流入端，該四整流元件包括第一整流元件、第二整流元件、第三整流元件以及第四整流元件，其中該第三整流元件與該第四整流元件之電流流出端互相耦接於該整流輸出端點，該第一整流元件與該第二整流元件之電流輸入端互相耦接於該接地點，該第三整流元件之電流輸入端與該第一整流元件之電流流出端互相耦接於該諧振輸出負端，該第四整流元件之電流輸入端與該二整流元件之電流流出端互相耦接於該諧振輸出正端；其中該四整流元件之至少其中之一係為一多模式開關(Multi-mode Switch)；其中該阻抗匹配電路與該接收電路串聯且與橋式整流電路串聯；以及一控制電路，用以根據一模式選擇訊號，而產生一多模式開關控制訊號，用以控制該多模式開關，使其操作於一導通操作，以使得該整流輸出電壓之位準大致上等於該交流諧振電壓之該振幅之二倍。
就再另一個觀點言，本發明提供了一種迴授控制電路，用以控制一諧振式無線電源接收電路，該諧振式無線電源接收電路包含：一諧振電路，包括具有至少一接收線圈之一接收電路以及具有至少一阻抗匹配電容器之一阻抗匹配電路，該諧振電路接收一無線電源且於其一諧振輸出正端與其一諧振輸出負端之間產生一交流諧振訊號，該交流諧振訊號包括一交流諧振電壓，其中該交流諧振電壓具有一振幅；一橋式整流電路，用以將該交流諧振訊號，轉換為一整流輸出訊號於其一整流輸出端點及其一接地點之間，其中該整流輸出訊號具有一整流輸出電壓及一整流輸出電流，其中該橋式整流電路包含至少四整流元件，其分別具有電流流出端與電流流入端，該四整流元件包括第一整流元件、第二整流元件、第三整流元件以及第四整流元件，其中該第三整流元件與該第四整流元件之電流流出端互相耦接於該整流輸出端點，該第一整流元件與該第二整流元件之電流輸入端互相耦接於該接地點，該第三整流元件之電流輸入端與該第一整流元件之電流流出端互相耦接於該諧振輸出負端，該第四整流元件之電流輸入端與該二整流元件之電流流出端互相耦接於該諧振輸出正端；其中該四整流元件之至少其中之一係為一多模式開關(Multi-mode Switch)；其中該阻抗匹配電路與該接收電路串聯且與該橋式整流電路串聯；該迴授控制電路包含：一誤差迴授電路，用以根據相關於該整流輸出電壓之一電壓迴授訊號與一輸出電壓參考訊號之差值而產生一電壓誤差迴授訊號，及／或根據相關於該整流輸出電流之一電流迴授訊號與一輸出電流參考訊號之差值而產生一電流誤差迴授訊號；以及一開關控制電路，用以根據該電壓誤差迴授訊號及／或該電流誤差迴授訊號而產生一多模式開關控制訊號，用以控制該多模式開關，使其至少一部分時間操作於一導通操作，以達成以下功能：(1) 使得該整流輸出電壓之位準大致上等於該交流諧振電壓之該振幅之二倍，或(2) 調節該整流輸出電壓之位準對應於一輸出電壓參考訊號，及／或調節該整流輸出電流之位準對應於一輸出電流參考訊號。
在一較佳實施例中，該開關控制電路以該多模式開關控制訊號，控制該第一多模式開關，使其操作於一同步整流切換操作以及該導通操作之一分時組合，以調節該整流輸出電壓之位準對應於該輸出電壓參考訊號之位準，及／或調節該整流輸出電流之位準對應於該輸出電流參考訊號之位準。
在一較佳實施例中，該迴授控制電路更包含一同步控制電路，用以根據該整流輸出訊號與該交流諧振輸出訊號而產生一同步控制訊號，其中該開關控制電路更根據該同步控制訊號而產生該多模式開關控制訊號。
就再另一個觀點言，本發明提供了一種諧振式無線電源轉換方法，其中一諧振電路接收一無線電源且於其一諧振輸出正端與其一諧振輸出負端之間產生一交流諧振訊號，該交流諧振訊號包括一交流諧振電壓，其中該交流諧振電壓具有一振幅，且該諧振電路具有一阻抗匹配電容器，該諧振式無線電源轉換方法包含：控制一橋式整流電路，以將該交流諧振訊號，轉換為一整流輸出訊號於其一整流輸出端點及其一接地點之間，其中該整流輸出訊號具有一整流輸出電壓及一整流輸出電流，其中該橋式整流電路包含至少四整流元件，其分別具有電流流出端與電流流入端，該四整流元件包括第一整流元件、第二整流元件、第三整流元件以及第四整流元件，其中該第三整流元件與該第四整流元件之電流流出端互相耦接於該整流輸出端點，該第一整流元件與該第二整流元件之電流輸入端互相耦接於該接地點，該第三整流元件之電流輸入端與該第一整流元件之電流流出端互相耦接於該諧振輸出負端，該第四整流元件之電流輸入端與該二整流元件之電流流出端互相耦接於該諧振輸出正端；其中該四整流元件之至少其中之一係為一多模式開關(Multi-mode Switch)；其中該控制該橋式整流電路，以將該交流諧振訊號轉換為該整流輸出訊號之步驟包括：根據相關於該整流輸出電壓之一電壓迴授訊號及／或相關於該整流輸出電流之一電流迴授訊號，而產生一多模式開關控制訊號；以及以該多模式開關控制訊號控制該第一多模式開關，使其至少一部分時間操作於一導通操作，以達成以下功能：(1) 使得該整流輸出電壓之位準大致上等於該交流諧振電壓之該振幅之二倍，或(2) 調節該整流輸出電壓之位準對應於一輸出電壓參考訊號，及／或調節該整流輸出電流之位準對應於一輸出電流參考訊號。
在一較佳實施例中，該調節該整流輸出電壓之位準對應於一輸出電壓參考訊號，及／或調節該整流輸出電流之位準對應於一輸出電流參考訊號之步驟更包括：以該多模式開關控制訊號，控制該第一多模式開關，使其操作於一同步整流切換操作以及該導通操作之一分時組合。
在一較佳實施例中，產生該多模式開關控制訊號之步驟更根據該整流輸出訊號與該交流諧振輸出訊號而產生一同步控制訊號，以及根據該同步控制訊號產生該多模式開關控制訊號。
在一較佳實施例中，該整流輸出電壓為耦接於該整流輸出端點與該接地點之間之一輸出電容器上的跨壓，且其中於該整流輸出電壓之位準大致上等於該交流諧振電壓之該振幅之二倍時，於該交流諧振電壓之負半波電壓時，對該阻抗匹配電容器充電，而於該交流諧振電壓之正半波電壓時，該阻抗匹配電容器對該輸出電容器充電。
底下藉由具體實施例詳加說明，當更容易瞭解本發明之目的、技術內容、特點及其所達成之功效。
請參閱第4圖本發明之諧振式無線電源接收電路之一種具體的實施例（諧振式無線電源接收電路4），諧振式無線電源接收電路4包含諧振電路31，其包括接收電路311與阻抗匹配電路312，接收電路311包含至少一接收線圈L1，阻抗匹配電路312包括阻抗匹配電容器C1，諧振電路31接收一無線電源並於其諧振輸出正端ACP與其諧振輸出負端ACN之間產生一交流諧振訊號，該交流諧振訊號包括一交流諧振電壓VAC；橋式整流電路33，將交流諧振電壓VAC整流並經濾波電容器C2濾波，而於其整流輸出端點DCP及其接地點GND之間產生一整流輸出訊號，其包括整流輸出電壓VRECT以及整流輸出電流IRECT，用以驅動負載35，以達成無線電源傳輸；其中阻抗匹配電容器C1與接收電路311串聯且與橋式整流電路33串聯；橋式整流電路33包含至少四整流元件，其分別具有電流流出端與電流流入端，該四整流元件包括第一整流元件331、第二整流元件332、第三整流元件333以及第四整流元件334，其中第三整流元件333與第四整流元件334之電流流出端互相耦接於整流輸出端點DCP，第一整流元件331與第二整流元件332之電流輸入端互相耦接於接地點GND，第三整流元件333之電流輸入端與第一整流元件331之電流流出端互相耦接於諧振輸出負端ACN，第四整流元件334之電流輸入端與第二整流元件332之電流流出端互相耦接於諧振輸出正端ACP；其中該四整流元件之至少其中之一係為一多模式開關(Multi-mode Switch)，以第4圖之諧振式無線電源接收電路4為例，其中第一整流元件331係為第一多模式開關S1，其他三整流元件則分別為二極體，如圖中所示之二極體D1, D2 以及D3；本發明之諧振式無線電源接收電路4更包含了迴授控制電路37，迴授控制電路37與橋式整流電路33耦接，其可根據迴授訊號，例如但不限於根據相關於整流輸出電壓VRECT之電壓迴授訊號VSEN及/或相關於整流輸出電流IRECT之電流迴授訊號ISEN，產生多模式開關控制訊號S1g以控制多模式開關S1，本實施例可達成多種操作模式，包含「單倍壓整流模式」(1X Rectifier Mode) 、「二倍壓整流模式」(2X Rectifier Mode)以及「整流輸出調節模式」(Rectifier Output Regulation Mode) ，以克服前述先前技術之缺點，其細節詳述於後。
請繼續參閱第4圖，在一實施例中，諧振式無線電源接收電路4操作於單倍壓整流模式，其中迴授控制電路37根據交流諧振電壓VAC以及整流輸出電壓VRECT而產生多模式開關控制訊號S1g，以控制多模式開關S1，使其操作於同步整流切換操作(Synchronous Rectifying Switching Operation)，其中同步整流切換操作係指，多模式開關在其各自之電流輸入端之電壓位準較其電流輸出端之電壓位準高於一順向壓差時（其中該順向壓差較佳為不小於0V之一電壓值）為導通，反之則不導通，此時諧振式無線電源接收電路4之功能與常見之橋式整流電路類似，可將交流諧振電壓VAC整流，而於其整流輸出端點DCP及其接地點GND之間產生整流輸出訊號，其包括整流輸出電壓VRECT以及整流輸出電流IRECT，其中整流輸出電壓VRECT之位準大致上等於交流諧振電壓VAC之振幅，而達成單倍壓整流模式。需說明的是：因電路零件的本身或是零件間相互的匹配不一定為理想，因此，雖然欲產生單倍壓，但實際產生的電壓值可能並不是準確的單倍壓，而僅是接近單倍壓，此即前述之「大致上等於」單倍之意。
在一實施例中，多模式開關（例如但不限於前述之第一多模式開關S1）可分別為一半導體開關，例如但不限於金氧半場效電晶體MOSFET，在以半導體開關對應於前述之第一多模式開關S1的情況下，前述之「同步整流切換操作」亦可為以多模式開關控制訊號S1g控制第一多模式開關S1而使其不導通；由於半導體開關具有一寄生二極體(body diode)，因此S1在不導通的情況下，該等寄生二極體亦可具有整流的功能，其中該等寄生二極體之順向端分別耦接於其對應的多模式開關之電流流入端，而該等寄生二極體之反向端分別耦接於其對應的多模式開關之電流流出端。
請繼續參閱第4圖，在一實施例中，本發明之諧振式無線電源接收電路5可具有「二倍壓整流模式」(2X Rectifier Mode)，其中迴授控制電路37根據交流諧振電壓VAC以及整流輸出電壓VRECT而產生多模式開關控制訊號（例如第4圖諧振式無線電源接收電路4中之多模式開關控制訊號S1g），以控制前述四整流元件之其中之一（例如第4圖之第一多模式開關S1）使其導通（下稱「導通操作」），在「導通操作」下，諧振式無線電源接收電路4可將交流諧振電壓VAC整流，而於其整流輸出端點DCP及其接地點GND之間產生整流輸出訊號，其包括整流輸出電壓VRECT以及整流輸出電流IRECT，且其中整流輸出電壓VRECT之位準大致上等於交流諧振電壓VAC之振幅之二倍，而達成二倍壓整流模式。需說明的是：因電路零件的本身或是零件間相互的匹配不一定為理想，因此，雖然欲產生二倍壓，但實際產生的電壓值可能並不是準確的二倍壓，而僅是接近二倍壓，此即前述之「大致上等於」二倍之意。
請參閱第5圖，第5圖為對應於第4圖中，諧振式無線電源接收電路4操作於「導通操作」時之等效電路，當接收線圈L1產生交流諧振電壓VAC之負半波電壓時，電流會經過第一多模式開關S1和二極體D3而對C1充電儲能（如圖中實線之電流方向），而當線圈L1產生交流諧振電壓VAC之正半波電壓時，前述C1上所儲存的能量和L1線圈的能量會經過二極體D2和第一多模式開關S1對C2充電（如圖中虛線之電流方向），而於其整流輸出端點DCP及其接地點GND之間產生整流輸出電壓VRECT，且其中整流輸出電壓VRECT之位準大致上等於交流諧振電壓VAC之振幅之二倍，而達成二倍壓整流模式。
請同時參閱第4圖及第6A圖，在一實施例中，本發明之諧振式無線電源接收電路4可具有「整流輸出調節模式」(Rectifier Output Regulation Mode)；第6A圖顯示本發明之諧振式無線電源接收電路，其中迴授控制電路（例如第4圖之迴授控制電路37）之一種更具體的實施例（迴授控制電路37’），迴授控制電路37’包含誤差迴授電路373以及開關控制電路372，其中誤差迴授電路373根據相關於整流輸出電壓VRECT之電壓迴授訊號VSEN與輸出電壓參考訊號VREF之差值、或根據相關於整流輸出電流IRECT之電流迴授訊號ISEN與輸出電流參考訊號IREF之差值，而產生一誤差迴授訊號EAO，開關控制電路372根據前述之誤差迴授訊號EAO產生多模式開關控制訊號VCTRL，以控制各多模式開關（例如第4圖中諧振式無線電源接收電路4之S1），使其操作於同步整流切換操作與導通操作之分時組合，以調節整流輸出電壓VRECT之位準對應於輸出電壓參考訊號VREF之位準（即，使電壓迴授訊號VSEN對應於輸出電壓參考訊號VREF之位準），或調節整流輸出電流IRECT之位準對應於輸出電流參考訊號IREF之位準（即，使電流迴授訊號ISEN對應於輸出電流參考訊號IREF之位準），而達成整流輸出調節模式；其中多模式開關控制訊號VCTRL根據四個整流元件中多模式開關的數目而包括對應數目的訊號，即SNg, N=1, 2, 3…其分別對應於控制多模式開關SN, N=1, 2, 3…，其中N為自然數且對應於多模式開關的數目，下同；其中「同步整流切換操作與導通操作之分時組合」，請參閱第7圖，係指多模式開關S1，以預設之週期TPER，週期性且分時地操作於同步整流切換操作以及導通操作，舉例而言，請參閱第7圖之波形示意圖，週期TPER包含期間T1以及期間T2，T1與T2 為不大於TPER且大於等於零的一段時間，第一多模式開關S1於T1期間內操作於同步整流切換操作，而於T2期間內操作於導通操作，並以預設之週期TPER，週期性地操作於上述之分時組合。
前述實施例中，T1與T2之先後順序僅為舉例而非限制，而其中所述「預設」之週期TPER可為一固定值、或可調整之可變動值，且不限於由固定之週期或頻率產生器所產生之時間週期，或以固定之T1或固定之T2（類似於固定導通時間切換式電源之固定導通時間）操作諧振式無線電源接收電路所衍生而得之週期，或甚至為不確定之週期，總之，此處之週期TPER之概念僅為舉例說明之用而非限制，下同。
請同時參閱第4圖及第6B圖，第6B圖顯示本發明之諧振式無線電源接收電路，其中迴授控制電路（例如第5圖之迴授控制電路37）之一種更具體的實施例（迴授控制電路37”），迴授控制電路37”包含誤差迴授電路373、同步控制電路374以及開關控制電路372，其中誤差迴授電路373根據相關於整流輸出電壓VRECT之電壓迴授訊號VSEN與輸出電壓參考訊號VREF之差值、或根據相關於整流輸出電流IRECT之電流迴授訊號ISEN與輸出電流參考訊號IREF之差值，而產生一誤差迴授訊號EAO，同步控制電路374根據整流輸出訊號與交流諧振輸出訊號而產生一同步控制訊號VSYNC，開關控制電路372根據前述之誤差迴授訊號EAO及同步控制訊號VSYNC產生多模式開關控制訊號VCTRL，以控制各多模式開關（例如第4圖中諧振式無線電源接收電路4之S1），使其操作於同步整流切換操作與導通操作之分時組合，以調節整流輸出電壓VRECT之位準對應於輸出電壓參考訊號VREF之位準，或調節整流輸出電流IRECT之位準對應於輸出電流參考訊號IREF之位準，而達成整流輸出調節模式。
前述之「二倍壓整流模式」，未必需要閉迴路的迴授控制，其中迴授控制電路37亦可直接受控(例如但不限於根據一模式選擇訊號，此模式選擇訊號為可選用而非必須)而產生多模式開關控制訊號VCTRL控制各多模式開關而達成二倍壓整流模式；在此情況下，迴授控制電路37可不必接收電壓迴授訊號VSEN和電流迴授訊號ISEN。又，同理，如「整流輸出調節模式」僅需進行電壓控制時，則可不必接收電流迴授訊號ISEN。又，如「整流輸出調節模式」僅需進行電流控制時，則可不必接收電壓迴授訊號VSEN。
第8圖顯示本發明之諧振式無線電源接收電路之一種具體的實施例（諧振式無線電源接收電路6），本實施例與第4圖之諧振式無線電源接收電路4類似，其差別在於第一多模式開關S1可與第4圖之諧振式無線電源接收電路4之任一二極體相互交換位置，仍可達成前述所有操作與模式，例如但不限於第8圖中，係將第4圖中之第一多模式開關S1的位置與二極體D1的位置相互交換，本實施例亦僅為第一多模式開關S1位置變化之舉例，而本發明之意旨在於四整流元件中具有至少一可操作於「導通操作」之多模式開關，即符合本發明之精神。
第9圖顯示本發明之諧振式無線電源接收電路之具體的實施例（諧振式無線電源接收電路7），諧振式無線電源接收電路7亦與第4圖之諧振式無線電源接收電路4類似，其差別在於，將諧振式無線電源接收電路4之二極體D1、D2以及D3之一個或全部替換為多模式開關，如第9圖中之第二多模式開關S2、第三多模式開關S3以及第四多模式開關S4，這些開關皆藉由迴授控制電路37以多模式開關控制訊號之控制而分別操作於同步整流切換操作，配合前述之第一多模式開關S1之操作組合，仍可達成前述所有操作與模式。
請參閱第10圖，圖中顯示本發明之諧振式無線電源接收電路之實施例（諧振式無線電源接收電路8），其中前述之多模式開關（如諧振式無線電源接收電路4之第一多模式開關S1，或第9圖中之第一多模式開關S1、第二多模式開關S2、第三多模式開關S3以及第四多模式開關S4）更可分別與一二極體並聯（如第10圖之DS1），其較佳為順向導通電壓較低之二極體，較佳為蕭特基二極體，使該等多模式開關導通時降低順向壓降，以減少順向壓降所造成的功率損耗。
第11圖顯示本發明之諧振式無線電源接收電路之波形示意圖，第11圖中，在第3 mSec之前，本發明之諧振式無線電源接收電路（例如但不限於諧振式無線電源接收電路4）操作於「單倍壓整流模式」，亦即，第一多模式開關S1操作於同步整流切換操作，因此其整流輸出電壓VRECT為單倍電壓 ，例如第11圖中所示約為8V，其大致上等於交流諧振電壓VAC之振幅（未示出），第11圖中之VS1顯示第一多模式開關S1操作於同步整流切換操作時，其電流流出端與電流流入端之電壓差波形；而在第3 mSec之後，諧振式無線電源接收電路4操作於前述之「二倍壓整流模式」(2X Rectifier Mode)，亦即，第一多模式開關S1操作於「導通操作」，因此其整流輸出電壓VRECT上升為二倍電壓 ，例如第11圖中所示約為15V，其大致上等於交流諧振電壓VAC之振幅之二倍（未示出），而第11圖中之VS1顯示第一多模式開關S1操作於導通操作時，其電流流出端與電流流入端之電壓差波形，由於第一多模式開關S1為導通，因此其電流流出端與電流流入端之電壓差為0V。
第12圖顯示本發明之諧振式無線電源接收電路之波形示意圖，第12圖中，在第3 mSec之前，本發明之諧振式無線電源接收電路（例如但不限於諧振式無線電源接收電路4）操作於「單倍壓整流模式」，亦即，第一多模式開關S1操作於同步整流切換操作，因此其整流輸出電壓VRECT為單倍電壓 ，例如第12圖中所示約為8V，其大致上等於交流諧振電壓VAC之振幅（未示出），第12圖中之VS1顯示第一多模式開關S1操作於同步整流切換操作時，其電流流出端與電流流入端之電壓差波形；而在第3 mSec之後，諧振式無線電源接收電路4操作於「整流輸出調節模式」，亦即，第一多模式開關S1操作於同步整流切換操作與導通操作之分時組合，使得整流輸出電壓VRECT上升至一預設之整流輸出電壓參考訊號之位準 ，例如第12圖中所示約為12V，而 VS1則顯示第一多模式開關S1操作於同步整流切換操作與導通操作之分時組合時，其電流流出端與電流流入端之電壓差波形。
前述「多模式開關控制訊號」在本發明中除用以指稱個別之多模式開關控制訊號，例如多模式開關控制訊號S1g, S2g… SNg (N=1, 2, …)之外，亦用以指稱該等多模式開關控制訊號之集合，如 VCTRL。
以上已針對較佳實施例來說明本發明，唯以上所述者，僅係為使熟悉本技術者易於了解本發明的內容而已，並非用來限定本發明之權利範圍。所說明之各個實施例，並不限於單獨應用，亦可以組合應用；舉其中一例，「整流輸出調節模式」中，調節整流輸出電壓模式與調節整流輸出電流模式可同時或分時並用，使整流輸出電壓與整流輸出電流同時或分時調節於各自之參考值。此外，在本發明之相同精神下，熟悉本技術者可以思及各種等效變化以及各種組合，舉例而言，前述以二極體作為整流元件之實施例中，亦可使用蕭特基二極體；再舉一例，以第9圖之橋式整流電路33而言，其中「導通操作」亦可由S2或S3或S4達成，而前述之分時組合操作亦可於不同週期由不同的多模式開關而完成。又例如，本發明所稱「根據某訊號進行處理或運算或產生某輸出結果」，不限於根據該訊號的本身，亦包含於必要時，將該訊號進行電壓電流轉換、電流電壓轉換、及／或比例轉換等，之後根據轉換後的訊號進行處理或運算產生某輸出結果。由此可知，在本發明之相同精神下，熟悉本技術者可以思及各種等效變化以及各種組合，其組合方式甚多，在此不一一列舉說明。因此，本發明的範圍應涵蓋上述及其他所有等效變化。
1,2,4,6,7,8‧‧‧諧振式無線電源接收電路
31‧‧‧諧振電路
33‧‧‧橋式整流電路
34‧‧‧直流直流轉換電路
35‧‧‧負載
37,37’,37”‧‧‧迴授控制電路
38‧‧‧1倍／2倍主動式整流器
40‧‧‧無線電源
311‧‧‧接收電路
312‧‧‧阻抗匹配電路
331,332,333,334‧‧‧整流元件
ACP‧‧‧諧振輸出正端
ACN‧‧‧諧振輸出負端
C1‧‧‧阻抗匹配電容器
C2‧‧‧濾波電容器
CR5‧‧‧雙向控制開關
D1,D2,D3,D4‧‧‧二極體
DS1‧‧‧蕭特基二極體
DCP‧‧‧整流輸出端點
GND‧‧‧接地點
L1‧‧‧接收線圈
IRECT‧‧‧整流輸出電流
IREF‧‧‧輸出電流參考訊號
ISEN‧‧‧相關於整流輸出電流IRECT之電流迴授訊號
S1,S2,S3,S4‧‧‧多模式開關
S1g,S2g,S3g,S4g‧‧‧多模式開關控制訊號
T1,T2‧‧‧期間
TPER‧‧‧預設之週期
VAC‧‧‧交流諧振電壓
VRECT‧‧‧整流輸出電壓
VREF‧‧‧輸出電壓參考訊號
VS1‧‧‧電壓差波形
VSEN‧‧‧相關於整流輸出電壓VRECT之電壓迴授訊號
第1圖顯示一種先前技術之諧振式無線電源接收電路及其相關電路的示意圖。 第2圖顯示一種先前技術之橋式二倍壓電路。 第3A圖顯示一種先前技術之諧振式無線電源接收電路之方塊圖。 第3B圖為對應第3A圖中先前技術之1倍／2倍主動式整流電路之具體實施例。 第4圖顯示本發明之諧振式無線電源接收電路之一具體實施例。 第5圖為對應第4圖中本發明之諧振式無線電源接收電路之等效電路圖。 第6A, 6B圖顯示本發明之諧振式無線電源接收電路，其中迴授控制電路之實施例方塊圖。 第7圖為對應於第5圖電路的波形示意圖。 第8圖顯示本發明之諧振式無線電源接收電路之另一實施例。 第9圖顯示本發明之諧振式無線電源接收電路之另一實施例。 第10圖顯示本發明之諧振式無線電源接收電路之另一實施例。 第11, 12圖為對應於第5圖電路的模擬波形示意圖。
無
4‧‧‧諧振式無線電源接收電路
31‧‧‧諧振電路
33‧‧‧橋式整流電路
35‧‧‧負載
37‧‧‧迴授控制電路
311‧‧‧接收電路
312‧‧‧阻抗匹配電路
C1‧‧‧阻抗匹配電容器
C2‧‧‧濾波電容器
ACP‧‧‧諧振輸出正端
ACN‧‧‧諧振輸出負端
D1,D2,D3‧‧‧二極體
DCP‧‧‧整流輸出端點
GND‧‧‧接地點
L1‧‧‧接收線圈
IRECT‧‧‧整流輸出電流
ISEN‧‧‧相關於整流輸出電流IRECT之電流迴授訊號
S1‧‧‧第一多模式開關
S1g‧‧‧多模式開關控制訊號
VAC‧‧‧交流諧振電壓
VRECT‧‧‧整流輸出電壓
VSEN‧‧‧相關於整流輸出電壓VRECT之電壓迴授訊號

Claims (21)

  1. 一種諧振式無線電源接收電路，包含： 一諧振電路，包括： 一接收電路，具有至少一接收線圈；以及 一阻抗匹配電路，與該接收電路耦接，該阻抗匹配電路具有至少一阻抗匹配電容器， 其中，該諧振電路接收一無線電源且於其一諧振輸出正端與其一諧振輸出負端之間產生一交流諧振訊號，該交流諧振訊號包括一交流諧振電壓，其中該交流諧振電壓具有一振幅； 一橋式整流電路，用以將該交流諧振訊號，轉換為一整流輸出訊號於其一整流輸出端點及其一接地點之間，其中該整流輸出訊號具有一整流輸出電壓及一整流輸出電流，其中該橋式整流電路包含至少四整流元件，其分別具有電流流出端與電流流入端，該四整流元件包括第一整流元件、第二整流元件、第三整流元件以及第四整流元件，其中該第三整流元件與該第四整流元件之電流流出端互相耦接於該整流輸出端點，該第一整流元件與該第二整流元件之電流輸入端互相耦接於該接地點，該第三整流元件之電流輸入端與該第一整流元件之電流流出端互相耦接於該諧振輸出負端，該第四整流元件之電流輸入端與該二整流元件之電流流出端互相耦接於該諧振輸出正端；其中該四整流元件之至少其中之一係為一多模式開關(Multi-mode Switch)；其中該阻抗匹配電路與該接收電路串聯且與該橋式整流電路串聯；以及 一迴授控制電路，用以根據相關於該整流輸出電壓之一電壓迴授訊號及／或相關於該整流輸出電流之一電流迴授訊號，而產生一多模式開關控制訊號，用以控制該多模式開關，使其至少一部分時間操作於一導通操作，以達成以下功能： (1) 使得該整流輸出電壓之位準大致上等於該交流諧振電壓之該振幅之二倍，或 (2) 調節該整流輸出電壓之位準對應於一輸出電壓參考訊號，及／或調節該整流輸出電流之位準對應於一輸出電流參考訊號。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之諧振式無線電源接收電路，其中該迴授控制電路以該多模式開關控制訊號，控制該多模式開關，使其操作於一同步整流切換操作以及該導通操作之一分時組合，以調節該整流輸出電壓之位準對應於該輸出電壓參考訊號之位準，及／或調節該整流輸出電流之位準對應於該輸出電流參考訊號之位準。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之諧振式無線電源接收電路，其中該四整流元件包含以下組合之其中一種： （一）該四整流元件包括一個多模式開關與三個二極體，該等二極體之順向端與逆向端分別對應於該三整流元件各自之電流流入端與電流流出端； （二）該四整流元件包括四個多模式開關，且該迴授控制電路以該多模式開關控制訊號，控制該四個多模式開關； （三）該四整流元件包括一個二極體以及三個多模式開關之組合，且該迴授控制電路以該多模式開關控制訊號，控制該三個多模式開關；以及 （四）該四整流元件包括二個二極體以及二個多模式開關之組合，且該迴授控制電路以該多模式開關控制訊號，控制該二個多模式開關。
  4. 如申請專利範圍第1項至第3項任一項所述之諧振式無線電源接收電路，其中該等多模式開關分別係為一半導體開關。
  5. 如申請專利範圍第1項至第3項任一項所述之諧振式無線電源接收電路，其中各多模式開關各與一旁路二極體並聯，該旁路二極體之順向端與逆向端分別耦接於對應之多模式開關之電流流入端與電流流出端。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之諧振式無線電源接收電路，更包含一輸出電容器，耦接於該整流輸出端點與該接地點之間，其中於該整流輸出電壓之位準大致上等於該交流諧振電壓之該振幅之二倍時，於該交流諧振電壓之負半波電壓時，對該阻抗匹配電容器充電，而於該交流諧振電壓之正半波電壓時，該阻抗匹配電容器對該輸出電容器充電。
  7. 一種諧振式無線電源接收電路，包含： 一諧振電路，包括： 一接收電路，具有至少一接收線圈；以及 一阻抗匹配電路，與該接收電路耦接，該阻抗匹配電路具有至少一阻抗匹配電容器， 其中，該諧振電路接收一無線電源且於其一諧振輸出正端與其一諧振輸出負端之間產生一交流諧振訊號，該交流諧振訊號包括一交流諧振電壓，其中該交流諧振電壓具有一振幅； 一橋式整流電路，用以將該交流諧振訊號，轉換為一整流輸出訊號於其一整流輸出端點及其一接地點之間，以驅動一負載，其中該整流輸出訊號具有一整流輸出電壓及一整流輸出電流，其中該橋式整流電路包含至少四整流元件，其分別具有電流流出端與電流流入端，該四整流元件包括第一整流元件、第二整流元件、第三整流元件以及第四整流元件，其中該第三整流元件與該第四整流元件之電流流出端互相耦接於該整流輸出端點，該第一整流元件與該第二整流元件之電流輸入端互相耦接於該接地點，該第三整流元件之電流輸入端與該第一整流元件之電流流出端互相耦接於該諧振輸出負端，該第四整流元件之電流輸入端與該二整流元件之電流流出端互相耦接於該諧振輸出正端；其中該四整流元件之至少其中之一係為一多模式開關(Multi-mode Switch)；其中該阻抗匹配電路與該接收電路串聯且與橋式整流電路串聯；以及 一控制電路，用以根據一模式選擇訊號，而產生一多模式開關控制訊號，用以控制該多模式開關，使其操作於一導通操作，以使得該整流輸出電壓之位準大致上等於該交流諧振電壓之該振幅之二倍。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之諧振式無線電源接收電路，更包含一輸出電容器，耦接於該整流輸出端點與該接地點之間，其中於該整流輸出電壓之位準大致上等於該交流諧振電壓之該振幅之二倍時，於該交流諧振電壓之負半波電壓時，對該阻抗匹配電容器充電，而於該交流諧振電壓之正半波電壓時，該阻抗匹配電容器對該輸出電容器充電。
  9. 一種迴授控制電路，用以控制一諧振式無線電源接收電路，該諧振式無線電源接收電路包含：一諧振電路，包括具有至少一接收線圈之一接收電路、以及具有至少一阻抗匹配電容器之一阻抗匹配電路，該諧振電路接收一無線電源且於其一諧振輸出正端與其一諧振輸出負端之間產生一交流諧振訊號，該交流諧振訊號包括一交流諧振電壓，其中該交流諧振電壓具有一振幅；一橋式整流電路，用以將該交流諧振訊號，轉換為一整流輸出訊號於其一整流輸出端點及其一接地點之間，其中該整流輸出訊號具有一整流輸出電壓及一整流輸出電流，其中該橋式整流電路包含至少四整流元件，其分別具有電流流出端與電流流入端，該四整流元件包括第一整流元件、第二整流元件、第三整流元件以及第四整流元件，其中該第三整流元件與該第四整流元件之電流流出端互相耦接於該整流輸出端點，該第一整流元件與該第二整流元件之電流輸入端互相耦接於該接地點，該第三整流元件之電流輸入端與該第一整流元件之電流流出端互相耦接於該諧振輸出負端，該第四整流元件之電流輸入端與該二整流元件之電流流出端互相耦接於該諧振輸出正端；其中該四整流元件之至少其中之一係為一多模式開關(Multi-mode Switch)；其中該阻抗匹配電路與該接收電路串聯且與該橋式整流電路串聯；該迴授控制電路包含： 一誤差迴授電路，用以根據相關於該整流輸出電壓之一電壓迴授訊號與一輸出電壓參考訊號之差值而產生一電壓誤差迴授訊號，及／或根據相關於該整流輸出電流之一電流迴授訊號與一輸出電流參考訊號之差值而產生一電流誤差迴授訊號；以及 一開關控制電路，用以根據該電壓誤差迴授訊號及／或該電流誤差迴授訊號而產生一多模式開關控制訊號，用以控制該多模式開關，使其至少一部分時間操作於一導通操作，以達成以下功能： (1) 使得該整流輸出電壓之位準大致上等於該交流諧振電壓之該振幅之二倍，或 (2) 調節該整流輸出電壓之位準對應於一輸出電壓參考訊號，及／或調節該整流輸出電流之位準對應於一輸出電流參考訊號。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之迴授控制電路，其中該開關控制電路以該多模式開關控制訊號，控制該第一多模式開關，使其操作於一同步整流切換操作以及該導通操作之一分時組合，以調節該整流輸出電壓之位準對應於該輸出電壓參考訊號之位準，及／或調節該整流輸出電流之位準對應於該輸出電流參考訊號之位準。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之迴授控制電路，其中該迴授控制電路更包含一同步控制電路，用以根據該整流輸出訊號與該交流諧振輸出訊號而產生一同步控制訊號，其中該開關控制電路更根據該同步控制訊號而產生該多模式開關控制訊號。
  12. 如申請專利範圍第9項至第11項任一項所述之迴授控制電路，其中該四整流元件包含以下組合之其中一種： （一）該四整流元件包括一個多模式開關與三個二極體，該等二極體之順向端與逆向端分別對應於該三整流元件各自之電流流入端與電流流出端； （二）該四整流元件包括四個多模式開關，且該迴授控制電路以該多模式開關控制訊號，控制該四個多模式開關； （三）該四整流元件包括一個二極體以及三個多模式開關之組合，且該迴授控制電路以該多模式開關控制訊號，控制該三個多模式開關；以及 （四）該四整流元件包括二個二極體以及二個多模式開關之組合，且該迴授控制電路以該多模式開關控制訊號，控制該二個多模式開關。
  13. 如申請專利範圍第9項至第11項任一項所述之迴授控制電路，其中該等多模式開關分別係為一半導體開關。
  14. 如申請專利範圍第9項至第11項任一項所述之迴授控制電路，其中各多模式開關各與一旁路二極體並聯，該旁路二極體之順向端與逆向端分別耦接於對應之多模式開關之電流流入端與電流流出端。
  15. 一種諧振式無線電源轉換方法，其中一諧振電路接收一無線電源且於其一諧振輸出正端與其一諧振輸出負端之間產生一交流諧振訊號，該交流諧振訊號包括一交流諧振電壓，其中該交流諧振電壓具有一振幅，且該諧振電路具有一阻抗匹配電容器，該諧振式無線電源轉換方法包含： 控制一橋式整流電路，以將該交流諧振訊號，轉換為一整流輸出訊號於其一整流輸出端點及其一接地點之間，其中該整流輸出訊號具有一整流輸出電壓及一整流輸出電流，其中該橋式整流電路包含至少四整流元件，其分別具有電流流出端與電流流入端，該四整流元件包括第一整流元件、第二整流元件、第三整流元件以及第四整流元件，其中該第三整流元件與該第四整流元件之電流流出端互相耦接於該整流輸出端點，該第一整流元件與該第二整流元件之電流輸入端互相耦接於該接地點，該第三整流元件之電流輸入端與該第一整流元件之電流流出端互相耦接於該諧振輸出負端，該第四整流元件之電流輸入端與該二整流元件之電流流出端互相耦接於該諧振輸出正端；其中該四整流元件之至少其中之一係為一多模式開關(Multi-mode Switch)； 其中該控制該橋式整流電路，以將該交流諧振訊號轉換為該整流輸出訊號之步驟包括： 根據相關於該整流輸出電壓之一電壓迴授訊號及／或相關於該整流輸出電流之一電流迴授訊號，而產生一多模式開關控制訊號；以及 以該多模式開關控制訊號控制該多模式開關，使其至少一部分時間操作於一導通操作，以達成以下功能： (1) 使得該整流輸出電壓之位準大致上等於該交流諧振電壓之該振幅之二倍，或 (2) 調節該整流輸出電壓之位準對應於一輸出電壓參考訊號，及／或調節該整流輸出電流之位準對應於一輸出電流參考訊號。
  16. 如申請專利範圍第15項所述之諧振式無線電源轉換方法，其中該調節該整流輸出電壓之位準對應於一輸出電壓參考訊號，及／或調節該整流輸出電流之位準對應於一輸出電流參考訊號之步驟包括：以該多模式開關控制訊號，控制該多模式開關，使其操作於一同步整流切換操作以及該導通操作之一分時組合。
  17. 如申請專利範圍15項所述之諧振式無線電源轉換方法，其中產生該多模式開關控制訊號之步驟更根據該整流輸出訊號與該交流諧振輸出訊號而產生一同步控制訊號，以及根據該同步控制訊號產生該多模式開關控制訊號。
  18. 如申請專利範圍第15項至第17項任一項所述之諧振式無線電源轉換方法，其中該四整流元件包含以下組合之其中一種： （一）該四整流元件包括一個多模式開關與三個二極體，該等二極體之順向端與逆向端分別對應於該三整流元件各自之電流流入端與電流流出端； （二）該四整流元件包括四個多模式開關，且該迴授控制電路以該多模式開關控制訊號，控制該四個多模式開關； （三）該四整流元件包括一個二極體以及三個多模式開關之組合，且該迴授控制電路以該多模式開關控制訊號，控制該三個多模式開關；以及 （四）該四整流元件包括二個二極體以及二個多模式開關之組合，且該迴授控制電路以該多模式開關控制訊號，控制該二個多模式開關。 。
  19. 如申請專利範圍第15項至第17項任一項所述之諧振式無線電源轉換方法，其中該等多模式開關分別係為一半導體開關。
  20. 如申請專利範圍第15項至第17項任一項所述之諧振式無線電源轉換方法，其中各多模式開關各與一旁路二極體並聯，該旁路二極體之順向端與逆向端分別耦接於對應之多模式開關之電流流入端與電流流出端。
  21. 如申請專利範圍第15項所述之諧振式無線電源轉換方法，其中該整流輸出電壓為耦接於該整流輸出端點與該接地點之間之一輸出電容器上的跨壓，且其中於該整流輸出電壓之位準大致上等於該交流諧振電壓之該振幅之二倍時，於該交流諧振電壓之負半波電壓時，對該阻抗匹配電容器充電，而於該交流諧振電壓之正半波電壓時，該阻抗匹配電容器對該輸出電容器充電。
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