TWI591952B - 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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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，特別是指一種包含開關控制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）；再者，由於無線電源傳輸的應用愈來愈廣泛，在某些場合中，諧振式無線電源接收電路1亦可能接收到其他非對應的諧振式無線電源系統所送出的無線功率，例如但不限於其他不同種類的諧振式無線電源系統，或是其他無線通訊系統等之發送電路所送出的無線功率（例如但不限於NFC, Near Field Communication 近場通訊），在這些未預期的情況下，諧振式無線電源接收電路1感應接收進來的電壓有可能太高（例如諧振輸出電壓VAC與整流輸出電壓VRECT），而任何原因導致的電壓過高，都可能造成諧振式無線電源接收電路1的內部電路或負載（例如直流直流轉換電路34以及負載35）損壞。
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3圖，圖中顯示一種具有過高電壓保護電路之諧振式接收電路之先前技術，此先前技術利用開關220串聯於整流器及諧振器之間，在偵測到電壓過高時，使開關220不導通，以達到過高電壓保護的目的，此先前技術之缺點在於，開關220必須要有較高的額定電壓去承受諧振器內所儲存的能量。
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，電路亦可使用電壓與電流額定值相對較低以及數量較少之元件，相較於此先前技術而言，可降低製造成本。
本發明相較於第3圖之先前技術，可使用電壓與電流額定值相對較低之元件，且與整流電路原有之整流元件共用，即可達到過高電壓保護的功能，因此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，本發明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，包括一接收線圈，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；一開關控制整流電路，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，該開關控制整流電路包括一多模式開關組，其包含至少一多模式開關(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組，使其至少操作於一諧振短路操作，以限制該整流輸出電壓之位準使其不大於一整流輸出電壓閾值，及／或限制該整流輸出電流之位準使其不大於一整流輸出電流閾值，及／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；其中於該諧振短路操作時，該多模式開關組使得該諧振輸出正端與諧振輸出負端互相短路導通。
在一較佳實施例中，該多模式開關組包括一第一多模式開關和一第二多模式開關，該開關控制整流電路係為一橋式整流電路，該橋式整流電路包含第一整流元件、第二整流元件以及該多模式開關組，其中該第一整流元件、第二整流元件、該第一多模式開關以及該第二多模式開關分別具有電流流入端與電流流出端，該橋式整流電路之耦接方式包含以下組合之其中一種：（一）該第一整流元件之電流流出端與該第二整流元件之電流流出端互相耦接於該整流輸出端點，該第一多模式開關之電流流入端與該第二多模式開關之電流流入端互相耦接於該接地點，該第一整流元件之電流流入端與該第一多模式開關之電流流出端互相耦接於該諧振輸出負端，該第二整流元件之電流流入端與該第二多模式開關之電流流出端互相耦接於該諧振輸出正端；以及（二）該第一多模式開關之電流流出端與該第二多模式開關之電流流出端互相耦接於該整流輸出端點，該第一整流元件之電流流入端與該第二整流元件之電流流入端互相耦接於該接地點，該第一多模式開關之電流流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，該第二多模式開關之電流流入端與該第二整流元件之電流流出端互相耦接於該諧振輸出正端；其中該迴授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與該第二多模式開關，使其操作於一同步整流切換操作、一OSOC(一同步整流切換、一導通)操作以及該諧振短路操作其中之二或以上之分時組合，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，該迴授控制電路以該多模式開關控制訊號，在該整流輸出電壓之位準大於該整流輸出電壓閾值及／或該整流輸出電流之位準大於該整流輸出電流閾值時，控制該第一多模式開關與該第二多模式開關，使其操作於該諧振短路操作，以限制該交流諧振訊號之位準，進而限制該整流輸出電壓之位準使其不大於該整流輸出電壓閾值，及／或限制該整流輸出電流之位準使其不大於該整流輸出電流閾值。
在一較佳實施例中，該諧振電路更包含一阻抗匹配電路，該阻抗匹配電路包括至少一阻抗匹配電容器，其以並聯或串聯耦接於該接收線圈，且在該阻抗匹配電路包括兩個或以上之阻抗匹配電容器之情況下，該等阻抗匹配電容器以並聯、串聯或並聯與串聯之組合耦接於該接收線圈。
在一較佳實施例中，該第一整流元件與第二整流元件包含以下組合之其中一種：（一）該第一整流元件與第二整流元件分別係為一二極體，該等二極體之順向端與逆向端分別對應於該第一整流元件與第二整流元件之電流流入端與電流流出端；（二）該第一整流元件與第二整流元件分別係為第三多模式開關以及第四多模式開關，且該迴授控制電路以該多模式開關控制訊號，控制該第三多模式開關與該第四多模式開關使其操作於該同步整流切換操作；以及 該第一整流元件與第二整流元件係為一二極體與第三多模式開關之組合，其中該二極體之順向端與逆向端分別對應於包含該二極體之該第一整流元件或第二整流元件之電流流入端與電流流出端，且該迴授控制電路以該多模式開關控制訊號，控制該第三多模式開關使其操作於該同步整流切換操作。
在一較佳實施例中，該第一多模式開關與該第二多模式開關分別係為一半導體開關。
在一較佳實施例中，該橋式整流電路更包含第一旁路二極體以及第二旁路二極體，該第一多模式開關與該第二多模式開關分別與該第一旁路二極體以及第二旁路二極體並聯。
在一較佳實施例中，該開關控制整流電路更包含一整流元件，該整流元件與該多模式開關分別具有電流流出端與電流流入端，其中該多模式開關與該整流元件之耦接方式包含以下組合之其中一種：（一）該多模式開關之電流流出端與該整流元件之電流流入端互相耦接於該諧振輸出正端，該多模式開關之電流流入端耦接於該諧振輸出負端，該整流元件之電流流出端耦接於該整流輸出端點，該諧振輸出負端與該接地點耦接；以及（二）該多模式開關之電流流入端與該整流元件之電流流出端互相耦接於該諧振輸出正端，該多模式開關之電流流出端耦接於該諧振輸出負端，該整流元件之電流流入端耦接於該整流輸出端點，該諧振輸出負端與該接地點耦接。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與該諧振短路操作之分時組合，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，該迴授控制電路以該多模式開關控制訊號，在該整流輸出電壓之位準大於該整流輸出電壓閾值及／或該整流輸出電流之位準大於該整流輸出電流閾值時，控制該多模式開關，使其操作於該諧振短路操作，以限制該交流諧振訊號之位準，進而限制該整流輸出電壓之位準使其不大於該整流輸出電壓閾值，及／或限制該整流輸出電流之位準使其不大於該整流輸出電流閾值。
就另一個觀點言，本發明也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，包括一接收線圈，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；以及一橋式整流電路，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，該橋式整流電路包含第一整流元件、第二整流元件、第一多模式開關以及第二多模式開關，其中該第一整流元件、第二整流元件、該第一多模式開關以及該第二多模式開關分別具有電流流入端與電流流出端，該橋式整流電路之耦接方式包含以下組合之其中一種：（一）該第一整流元件之電流流出端與該第二整流元件之電流流出端互相耦接於該整流輸出端點，該第一多模式開關之電流流入端與該第二多模式開關之電流流入端互相耦接於該接地點，該第一整流元件之電流流入端與該第一多模式開關之電流流出端互相耦接於該諧振輸出負端，該第二整流元件之電流流入端與該第二多模式開關之電流流出端互相耦接於該諧振輸出正端；以及（二）該第一多模式開關之電流流出端與該第二多模式開關之電流流出端互相耦接於該整流輸出端點，該第一整流元件之電流流入端與該第二整流元件之電流流入端互相耦接於該接地點，該第一多模式開關之電流流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，該第二多模式開關之電流流入端與該第二整流元件之電流流出端互相耦接於該諧振輸出正端；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；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；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、以及該同步控制訊號而產生一多模式開關控制訊號，用以控制該第一多模式開關與該第二多模式開關，使其操作於一同步整流切換操作、一OSOC(一同步整流切換、一導通)操作以及一諧振短路操作其中之二或以上之分時組合，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，其中於該諧振短路操作時，該多模式開關組使得該諧振輸出正端與諧振輸出負端互相短路導通。
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，包括一接收線圈，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；以及一橋式整流電路，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，該橋式整流電路包含第一整流元件、第二整流元件、第一多模式開關以及第二多模式開關，其中該第一整流元件、第二整流元件、該第一多模式開關以及該第二多模式開關分別具有電流流入端與電流流出端，該橋式整流電路之耦接方式包含以下組合之其中一種：（一）該第一整流元件之電流流出端與該第二整流元件之電流流出端互相耦接於該整流輸出端點，該第一多模式開關之電流流入端與該第二多模式開關之電流流入端互相耦接於該接地點，該第一整流元件之電流流入端與該第一多模式開關之電流流出端互相耦接於該諧振輸出負端，該第二整流元件之電流流入端與該第二多模式開關之電流流出端互相耦接於該諧振輸出正端；以及（二）該第一多模式開關之電流流出端與該第二多模式開關之電流流出端互相耦接於該整流輸出端點，該第一整流元件之電流流入端與該第二整流元件之電流流入端互相耦接於該接地點，該第一多模式開關之電流流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，該第二多模式開關之電流流入端與該第二整流元件之電流流出端互相耦接於該諧振輸出正端；該迴授控制電路包含：一閾值判斷電路，其包含至少一比較電路，用以比較該整流輸出電壓與一整流輸出電壓閾值，及／或比較該整流輸出電流與一整流輸出電流閾值而產生一閾值判斷訊號；以及一開關控制電路，用以根據該閾值判斷訊號而產生該多模式開關控制訊號以控制該第一多模式開關與該第二多模式開關，使該多模式開關組操作於一諧振短路操作，以限制該交流諧振訊號之位準，進而限制該整流輸出電壓之位準使其不大於該整流輸出電壓閾值，及／或限制該整流輸出電流之位準使其不大於該整流輸出電流閾值，其中於該諧振短路操作時，該多模式開關組使得該諧振輸出正端與諧振輸出負端互相短路導通。
就再另一個觀點言，本發明提供了一種一種諧振式無線電源轉換方法，該諧振式無線電源轉換方法包含：接收一無線電源且於一諧振輸出正端與一諧振輸出負端之間產生一交流諧振輸出訊號，其中該交流諧振訊號包括一交流諧振電壓，該交流諧振電壓具有一振幅；以一開關控制整流電路，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，該開關控制整流電路包括一多模式開關組，其包含至少一多模式開關(Multi-mode Switch)；以及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，以及該交流諧振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組，使其至少操作於一諧振短路操作，以限制該整流輸出電壓之位準使其不大於一整流輸出電壓閾值，及／或限制該整流輸出電流之位準使其不大於一整流輸出電流閾值，及／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；其中於該諧振短路操作時，該多模式開關組使得該諧振輸出正端與諧振輸出負端互相短路導通。
在一較佳實施例中，該開關控制整流電路係為一橋式整流電路，其中該多模式開關組包括一第一多模式開關和一第二多模式開關，該開關控制整流電路係為一橋式整流電路，該橋式整流電路包含第一整流元件、第二整流元件以及該多模式開關組，其中該第一整流元件、第二整流元件、該第一多模式開關以及該第二多模式開關分別具有電流流入端與電流流出端，該橋式整流電路之耦接方式包含以下組合之其中一種：（一）該第一整流元件之電流流出端與該第二整流元件之電流流出端互相耦接於該整流輸出端點，該第一多模式開關之電流流入端與該第二多模式開關之電流流入端互相耦接於該接地點，該第一整流元件之電流流入端與該第一多模式開關之電流流出端互相耦接於該諧振輸出負端，該第二整流元件之電流流入端與該第二多模式開關之電流流出端互相耦接於該諧振輸出正端；以及（二）該第一多模式開關之電流流出端與該第二多模式開關之電流流出端互相耦接於該整流輸出端點，該第一整流元件之電流流入端與該第二整流元件之電流流入端互相耦接於該接地點，該第一多模式開關之電流流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，該第二多模式開關之電流流入端與該第二整流元件之電流流出端互相耦接於該諧振輸出正端；其中將該交流諧振訊號轉換為該整流輸出訊號之步驟更包括：以該多模式開關控制訊號，控制該第一多模式開關與該第二多模式開關，使其操作於一同步整流切換操作、一OSOC(一同步整流切換、一導通)操作以及該諧振短路操作其中之二或以上之分時組合，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，將該交流諧振訊號轉換為該整流輸出訊號之步驟更包括：以該多模式開關控制訊號，在該整流輸出電壓之位準大於該整流輸出電壓閾值及／或該整流輸出電流之位準大於該整流輸出電流閾值時，控制該第一多模式開關與該第二多模式開關，使其操作於該諧振短路操作，以限制該交流諧振訊號之位準，進而限制該整流輸出電壓之位準使其不大於該整流輸出電壓閾值，及／或限制該整流輸出電流之位準使其不大於該整流輸出電流閾值。
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，圖中所示為本發明之諧振式無線電源接收電路的一個實施例（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，其包括接收線圈L1，及阻抗匹配電路312，開關控制整流電路33，其與諧振電路31耦接，負載35，其與開關控制整流電路33耦接。
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4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的輸出端產生一交流諧振訊號，該交流諧振訊號包括一交流諧振電壓VAC，開關控制整流電路33將交流諧振電壓VAC整流而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；其中開關控制整流電路33包括一多模式開關組，其包含至少一多模式開關(Multi-mode Switch)；第4圖中，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與開關控制整流電路33耦接，用以根據迴授訊號，例如但不限於根據相關於該整流輸出電壓之電壓迴授訊號VSEN，及／或相關於該整流輸出電流之一電流迴授訊號ISEN，產生多模式開關控制訊號VCTRL，用以控制開關控制整流電路33中之該等多模式開關，除了可達成整流之功效之外，亦可控制該多模式開關組中之該等多模式開關，使該多模式開關組至少操作於一諧振短路操作，以限制該整流輸出電壓之位準使其不大於一整流輸出電壓閾值，及／或限制該整流輸出電流之位準使其不大於一整流輸出電流閾值，及／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；其中該多模式開關組操作於該「諧振短路操作」係指，控制使多模式開關組中之該等多模式開關之一個或以上導通，而使得該諧振輸出正端與諧振輸出負端互相短路導通，以限制該交流諧振訊號之位準，且因而得以限制或調節整流輸出電壓VRECT或整流輸出電流IRECT，以克服前述先前技術之缺點，其細節詳述於後。此外，所述「短路」係指因該多模式開關組中之開關導通，以致在該諧振輸出正端與諧振輸出負端間的壓差降為盡可能地低，而非指該諧振輸出正端與諧振輸出負端間，必須絕對無壓差，因線路本身的自然阻抗與開關本身的導通阻抗仍有可能產生壓差，下同。
請參閱第5圖本發明之諧振式無線電源接收電路之一種更具體的實施例（諧振式無線電源接收電路5），諧振式無線電源接收電路5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；開關控制整流電路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例如但不限於與接收電路311串聯且與開關控制整流電路33串聯；其中本實施例之開關控制整流電路33係為一具有開關控制之橋式整流電路(Bridge Rectifier)，開關控制整流電路33包含至少四整流元件，四整流元件中包括一多模式開關組331，其包含多模式開關S1與S2，以及二極體D1及D2，二極體D1與D2之反向端互相耦接於整流輸出端點DCP，多模式開關S1與S2之電流輸入端互相耦接於接地點GND，二極體D1之順向端與多模式開關S1之電流流出端互相耦接於諧振輸出負端ACN，二極體D2之順向端與多模式開關S2之電流流出端互相耦接於諧振輸出正端ACP；本發明之諧振式無線電源接收電路5更包含了迴授控制電路37，迴授控制電路37與開關控制整流電路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及相關於整流輸出電流IRECT之電流迴授訊號ISEN等，產生多模式開關控制訊號S1g 及S2g以分別控制多模式開關S1與S2（此處S1g 及S2g係對應於上述多模式開關控制訊號VCTRL，亦即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），本實施例可達成多種操作模式，包含「交流諧振訊號限制模式」(Resonant AC Signal Limit Mode)、「整流輸出調節模式」(Rectifier Output Regulation Mode)、「單倍壓整流模式」(1X Rectifier Mode)以及「二倍壓整流模式」(2X Rectifier Mode)。
請繼續參閱第5圖，在一實施例中，諧振式無線電源接收電路5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及S2g，以控制多模式開關S1與S2，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5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S1, S2）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多模式開關S1, S2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及S2g控制多模式開關S1及／或S2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及／或S2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5圖，在一實施例中，諧振式無線電源接收電路5操作於交流諧振訊號限制模式，迴授控制電路37以多模式開關控制訊號S1g與S2g控制多模式開關S1與S2，使其操作於諧振短路操作（具有橋式整流電路之本實施例中，「諧振短路操作」係為使多模式開關S1與S2同時導通，下同），使諧振輸出正端ACP與諧振輸出負端ACN短路導通，以限制諧振輸出正端ACP與諧振輸出負端ACN之間的電壓，此外，由於諧振輸出正端ACP與諧振輸出負端ACN之短路，會讓諧振式無線電源發送電路（未示出）之反射阻抗變大，諧振電路31所獲得的能量因此下降，進而限制多模式開關S1與S2上的電流；多模式開關S1與S2操作於諧振短路操作時，其整流輸出電壓VRECT在負載的消耗下會逐漸下降，此一特性在一實施例中可應用於過高電壓保護(Over Voltage Protection)，而在一實施例中可應用於調節整流輸出電壓VRECT及／或整流輸出電流IRECT，將詳述於後。
請參閱第6A圖，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、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’包含比較電路371以及開關控制電路372，其中比較電路371將相關於整流輸出電壓VRECT之電壓迴授訊號VSEN或整流輸出電流相關於IRECT之電流迴授訊號ISEN與相關於整流輸出電壓閾值或整流輸出電流閾值之閾值參考訊號VTH或ITH相比較，開關控制電路372根據前述之比較結果產生多模式開關控制訊號S1g及S2g，以控制多模式開關S1與S2，使其在整流輸出電壓VRECT之位準大於整流輸出電壓閾值，及／或該整流輸出電流之位準大於整流輸出電流閾值時，使多模式開關S1與S2操作於諧振短路操作，限制交流諧振訊號之位準，而達成交流諧振訊號限制模式，用以實現例如但不限於過高電壓保護、過高電流保護、或電壓箝位(Voltage Clamping)、或電流箝位(Current Clamping)等功能。
請同時參閱第5圖及第6B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「整流輸出調節模式」(Rectifier Output Regulation Mode)；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S1g及S2g，以控制多模式開關S1與S2（例如對應於第5圖中諧振式無線電源接收電路5之S1、S2），使其操作於同步整流切換操作與諧振短路操作之分時組合，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；其中「同步整流切換操作與諧振短路操作之分時組合」，係指多模式開關S1與S2，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諧振短路操作，舉例而言，請參閱第7A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，多模式開關S1與S2於T1期間內操作於同步整流切換操作，而於T2期間內操作於諧振短路操作，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，或為不確定之週期，總之，此處之週期僅為舉例說明之用而非限制，下同；此外，前述之「分時組合」之概念亦可應用在任意兩種以上之操作之分時組合，並不限於前述之同步整流切換操作與諧振短路操作之分時組合，下同。
請繼續參閱第5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)，其中阻抗匹配電容器C1為串聯諧振電容器，其與接收電路311串聯，且與開關控制整流電路33串聯，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及S2g，以控制多模式開關S1與S2使其操作於「一同步整流切換一導通」操作 (One Synchronous-rectifying-switching/One Conductive Operation)（本說明書中稱「OSOC操作」），其中「OSOC操作」係指，迴授控制電路37控制多模式開關S1與S2之其中之一，使其操作於同步整流切換操作，而S1與S2其中之另一多模式開關則為導通，在OSOC操作下，諧振式無線電源接收電路5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。
請繼續參閱第5圖及第6B圖，在一實施例中，本發明之諧振式無線電源接收電路5之「整流輸出調節模式」，更包含OSOC操作與其他前述操作之組合，而具有更佳的整流輸出電壓/整流輸出電壓之調節範圍；本實施例中，如第6B圖之迴授控制電路37”，以多模式開關控制訊號S1g及S2g控制多模式開關S1與S2（如第5圖中諧振式無線電源接收電路5之S1、S2），使其操作於同步整流切換操作、諧振短路操作、以及OSOC操作中之任二種或以上之分時組合，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；舉例而言，請參閱第7B圖之波形示意圖，多模式開關S1與S2於T1期間內操作於OSOC操作，而於T2期間內操作於諧振短路操作，並以預設之週期TPER，週期性地操作於上述之分時組合，第7B圖中之OSOC操作係以S1為導通而S2為同步整流切換操作，但並不以此為限，亦可互換；而在一實施例中，預設之週期TPER亦可包含更多分時期間如T3（未示出），且多模式開關S1與S2於T1、T2及T3期間內分別操作於OSOC操作、同步整流切換操作以及諧振短路操作，並以預設之週期TPER，週期性地操作於上述之分時組合，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5圖之諧振式無線電源接收電路5類似，其差別在於多模式開關S1、S2的位置與二極體D1、D2的位置相互交換，仍可達成前述所有操作與模式，本實施例亦僅為多模式開關位置變化之舉例，本發明之意旨仍在於具有可將交流諧振輸出導通之多模式開關組，亦即，當具有一或複數個多模式開關之多模式開關組，其中之一或複數個多模式開關可受控同時導通而使得該諧振輸出正端與諧振輸出負端互相短路導通，具有此特徵即符合本發明之精神。(多模式開關組中僅具有一個多模式開關的實施例，將於後文參照第14-15圖說明。)
第9與10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, 8），諧振式無線電源接收電路7, 8亦與第5圖之諧振式無線電源接收電路5類似，其差別在於，將諧振式無線電源接收電路5之二極體D1、D2之一個或全部替換為多模式開關，如第9圖中之多模式開關S3，以及第10圖中之多模式開關S3、S4，這些開關皆藉由迴授控制電路37之控制而分別操作於同步整流切換操作，配合前述之多模式開關組（即S1, S2）之操作組合，仍可達成前述所有操作與模式。
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5）操作於「單倍壓整流模式」，亦即，多模式開關S1與S2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VSW顯示S1或S2的電流流出端與電流流入端，操作於同步整流切換操作時的電壓差波形；而在第3 mSec之後，諧振式無線電源接收電路5操作於前述之「二倍壓整流模式」(2X Rectifier Mode)，亦即，多模式開關S1與S2操作於OSOC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VSW顯示S1或S2的電流流出端與電流流入端，操作於OSOC操作時，其中為導通之多模式開關的電壓差波形，由於該多模式開關為導通，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5）操作於「單倍壓整流模式」，亦即，多模式開關S1與S2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9V，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與VS2顯示S1與S2的電流流出端與電流流入端，操作於同步整流切換操作時的電壓差波形；而在第3 mSec之後，諧振式無線電源接收電路5操作於「整流輸出調節模式」，亦即，多模式開關S1與S2操作於OSOC操作與諧振短路操作之分時組合，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位準 ，例如第12圖中所示約為12V，而 VS1與VS2則顯示S1與S2操作於OSOC操作與諧振短路操作之分時組合時，其電流流出端與電流流入端之電壓差波形。
第13圖顯示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5）以多種不同設定之「整流輸出調節模式」應用於電池充電之波形示意圖，本實施例中，諧振式無線電源接收電路5中之負載35對應於充電電池，而其中開關控制整流電路33對應於充電電路，調節整流輸出電流IRECT對應於充電電流，整流輸出電壓VRECT對應於充電電壓，下同；第13圖中，當充電電池之電壓在3V以下時（例如第13圖中第0.5 mSec至第1 mSec之間），在此期間，充電電路操作於同步整流切換操作與諧振短路操作之組合，以調節充電電流，使其對應於整流輸出參考電流之位準，例如第13圖中所示之預設充電電流的1/10，約50mA，而達成預充電工作模式(Pre-Charge mode) （其對應於前述之整流輸出調節模式）；而當電池電壓高於3V且低於4.2V時（例如第13圖中第1mSec至第2.2mSec之間），在此期間，充電電路操作於同步整流切換操作與諧振短路操作之組合，以調節充電電流之位準，使其對應於輸出參考電流之位準，例如第13圖中所示之預設充電電流，約500mA，而達成定電流工作模式(CC mode)；當電池電壓達到4.2V時（例如第13圖中第2.2mSec之後），充電電路操作於同步整流切換操作與諧振短路操作之組合，以調節充電電壓之位準，使其對應於整流輸出參考電壓之位準，例如第13圖中所示之預設充電電壓，約4.2V，而達成定電壓工作模式(CV mode)，此時充電電流自動下降並維持固定輸出電壓；第13圖中之VSW顯示S1或S2的電流流出端與電流流入端，操作於前述各階段操作時的電壓差波形。
此外，由前述之波形示意圖可知，多模式開關S1, S2其分別之電流流出端與電流流入端兩端的電壓，如圖所示，都能維持在較佳之相對低的電壓，因此，如前所述，本發明較佳地可使用額定電壓較低的開關元件。
第14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9），諧振式無線電源接收電路9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；開關控制整流電路33，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，其中諧振輸出負端ACN與接地點GND耦接；本實施例之開關控制整流電路33係為一具有開關控制之整流電路，開關控制整流電路33包含至少二整流元件，包括多模式開關S1以及二極體D1，二極體D1之反向端耦接於整流輸出端點DCP，多模式開關S1之電流輸入端耦接於接地點GND，二極體D1之順向端與多模式開關S1之電流流出端互相耦接於諧振輸出正端ACP；本發明之諧振式無線電源接收電路9還包含了迴授控制電路37，迴授控制電路37與開關控制整流電路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等，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「交流諧振訊號限制模式」(Resonant AC Signal Limit Mode)、「整流輸出調節模式」(Rectifier Output Regulation Mode)以及「單倍壓整流模式」(1X Rectifier Mode)。
請繼續參閱第14圖，本實施例之操作與前述之實施例（例如但不限於第5圖中諧振式無線電源接收電路5）類似，諧振式無線電源接收電路9，在一實施例中，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)，此時諧振式無線電源接收電路可將交流諧振電壓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。
請繼續參閱第14圖，在一實施例中，諧振式無線電源接收電路9作於交流諧振訊號限制模式，迴授控制電路37以多模式開關控制訊號S1g控制多模式開關S1，使其操作於諧振短路操作（即S1為導通），使諧振輸出正端ACP與諧振輸出負端ACN短路，以限制諧振輸出正端ACP與諧振輸出負端ACN之間的電壓，此外，由於諧振輸出正端ACP與諧振輸出負端ACN之短路，會讓諧振式無線電源發送電路（未示出）之反射阻抗變大，諧振電路31所獲得的能量因此下降，而限制多模式開關S1上的電流；多模式開關S1導通時，其整流輸出電壓VRECT在負載的消耗下會逐漸下降，此一特性在一實施例中可應用於過高電壓保護(Over Voltage Protection)，而在一實施例中可應用於調節整流輸出電壓VRECT及／或整流輸出電流IRECT，將詳述於後。
請參閱第6A圖，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14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’包含比較電路371以及開關控制電路372，其中比較電路371將相關於整流輸出電壓VRECT之電壓迴授訊號VSEN或整流輸出電流相關於IRECT之電流迴授訊號ISEN與相關於整流輸出電壓閾值或整流輸出電流閾值之閾值參考訊號VTH或ITH相比較，開關控制電路372根據前述之比較結果產生多模式開關控制訊號S1g，以控制多模式開關S1，使其在整流輸出電壓VRECT之位準大於整流輸出電壓閾值，及／或該整流輸出電流之位準大於整流輸出電流閾值時，使多模式開關S1操作於諧振短路操作，限制交流諧振訊號之位準，而達成交流諧振訊號限制模式，用以實現例如但不限於過高電壓保護、過高電流保護、或電壓箝位(Voltage Clamping)、或電流箝位(Current Clamping)等功能。
請同時參閱第14圖及第6B圖，在一實施例中，本發明之諧振式無線電源接收電路9可具有「整流輸出調節模式」；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14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S1g，以控制多模式開關S1（例如對應於第14圖中諧振式無線電源接收電路9之S1），使其操作於同步整流切換操作與諧振短路操作之分時組合，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；其波形示意圖仍請參閱第7A圖之S1g波形，在此不予贅述。
請參閱第15與16圖，圖中顯示本發明之諧振式無線電源接收電路之實施例，其中如前述之多模式開關（如諧振式無線電源接收電路10之S1與諧振式無線電源接收電路11之S1、S2，以及前述其他多模式開關）更可分別與一二極體並聯（如第15圖之DS1與第16圖之DS1、DS2），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。
前述本發明之諧振式無線電源接收電路，其中阻抗匹配電路312並不限於如前所示之串聯諧振電容器，阻抗匹配電路312也可以是並聯諧振電容器、電容器的串聯與並聯之組合，或者是R, L, C及半導體元件的組合，甚至不使用阻抗匹配電路；舉例而言， 第17圖為並聯諧振電容器（如第17圖中之C1）與開關控制整流電路33搭配應用的實施例。
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」和「交流諧振訊號限制模式」可以並用，使整流輸出電壓或整流輸出電流之位準調節對應於輸出參考訊號之位準、但也不高於一整流輸出閾值。在此情況下，迴授控制電路可包含前述實施例之具體電路，以實現上述模式之組合。再舉一例，「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亦可同時或分時並用，使整流輸出電壓與整流輸出電流分別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，亦可使用蕭特機二極體；再舉一例，以第10圖之開關控制整流電路33而言，其中諧振短路操作或OSOC操作亦可由S3與S4達成，而不同操作之分時組合亦可由S1與S2操作於前述操作之其中之一操作，而由S3與S4操作於另一操作而完成。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。
1,4,5,6,7,8,9,10,11,12‧‧‧諧振式無線電源接收電路
31‧‧‧諧振電路
33‧‧‧開關控制整流電路
34‧‧‧直流直流轉換電路
35‧‧‧負載
37,37’,37”‧‧‧迴授控制電路
40‧‧‧無線電源
220‧‧‧開關
311‧‧‧接收電路
312‧‧‧阻抗匹配電路
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,DS2‧‧‧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
ITH‧‧‧整流輸出電流閾值
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
VCTRL‧‧‧多模式開關控制訊號
VRECT‧‧‧整流輸出電壓
VREF‧‧‧輸出電壓參考訊號
VS1,VS2,VSW‧‧‧電壓差波形
VSEN‧‧‧相關於整流輸出電壓VRECT之電壓迴授訊號
VTH‧‧‧整流輸出電壓閾值
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3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4圖顯示本發明之諧振式無線電源接收電路之一實施例方塊圖。 第5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7A, 7B圖為對應於第5與6B圖電路的模擬波形示意圖。 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圖為對應於第5與6B圖電路的模擬波形示意圖。 第12圖為對應於第5與6B圖電路的模擬波形示意圖。 第13圖為對應於第5與6B圖電路的模擬波形示意圖。 第14-17圖顯示本發明之諧振式無線電源接收電路之另外數種實施例。
無
5‧‧‧諧振式無線電源接收電路
31‧‧‧諧振電路
33‧‧‧開關控制整流電路
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‧‧‧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,S2‧‧‧多模式開關
S1g,S2g‧‧‧多模式開關控制訊號
VAC‧‧‧交流諧振電壓
VCTRL‧‧‧多模式開關控制訊號
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 (34)

  1. 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，包括一接收線圈，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；一開關控制整流電路，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，該開關控制整流電路包括一多模式開關組，其包含至少一個多模式開關(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組，使其至少一部份時間操作於一諧振短路操作，以限制該整流輸出電壓之位準使其不大於一整流輸出電壓閾值，及/或限制該整流輸出電流之位準使其不大於一整流輸出電流閾值，及/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；其中於該諧振短路操作時，該多模式開關組使得該諧振輸出正端與諧振輸出負端互相短路導通。
  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，其中該多模式開關組包括一第一多模式開關和一第二多模式開關，該開關控制整流電路係為一橋式整流電路，該橋式整流電路包含第一整流元件、第二整流元件以及該多模式開關組，其中該第一整流元件、第二整流元件、該第一多模式開關以 及該第二多模式開關分別具有電流流入端與電流流出端，該橋式整流電路之耦接方式包含以下組合之其中一種：(一)該第一整流元件之電流流出端與該第二整流元件之電流流出端互相耦接於該整流輸出端點，該第一多模式開關之電流流入端與該第二多模式開關之電流流入端互相耦接於該接地點，該第一整流元件之電流流入端與該第一多模式開關之電流流出端互相耦接於該諧振輸出負端，該第二整流元件之電流流入端與該第二多模式開關之電流流出端互相耦接於該諧振輸出正端；以及(二)該第一多模式開關之電流流出端與該第二多模式開關之電流流出端互相耦接於該整流輸出端點，該第一整流元件之電流流入端與該第二整流元件之電流流入端互相耦接於該接地點，該第一多模式開關之電流流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，該第二多模式開關之電流流入端與該第二整流元件之電流流出端互相耦接於該諧振輸出正端；其中該迴授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與該第二多模式開關，使其操作於一同步整流切換操作、一OSOC(一同步整流切換、一導通)操作以及該諧振短路操作其中之二或以上之分時組合，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，其中該迴授控制電路以該多模式開關控制訊號，在該整流輸出電壓之位準大於該整流輸出電壓閾值及/或該整流輸出電流之位準大於該整流輸出電流閾值時，控制該第一多模式開關與該第二多模式開關，使該多模式開關組操作於該諧振短路操 作，以限制該交流諧振訊號之位準，進而限制該整流輸出電壓之位準使其不大於該整流輸出電壓閾值，及/或限制該整流輸出電流之位準使其不大於該整流輸出電流閾值。
  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，其中該諧振電路更包含一阻抗匹配電路，該阻抗匹配電路包括至少一阻抗匹配電容器，其以並聯或串聯耦接於該接收線圈，且在該阻抗匹配電路包括兩個或以上之阻抗匹配電容器之情況下，該等阻抗匹配電容器以並聯、串聯或並聯與串聯之組合耦接於該接收線圈。
  5. 如申請專利範圍第2項至第3項任一項所述之諧振式無線電源接收電路，其中該第一整流元件與第二整流元件包含以下組合之其中一種：(一)該第一整流元件與第二整流元件分別係為一二極體，該等二極體之順向端與逆向端分別對應於該第一整流元件與第二整流元件之電流流入端與電流流出端；(二)該第一整流元件與第二整流元件分別係為第三多模式開關以及第四多模式開關，且該迴授控制電路以該多模式開關控制訊號，控制該第三多模式開關與該第四多模式開關使其操作於該同步整流切換操作；以及(三)該第一整流元件與第二整流元件係為一二極體與第三多模式開關之組合，其中該二極體之順向端與逆向端分別對應於該第一整流元件或第二整流元件之電流流入端與電流流出端，且該迴授控制電路以該多模式開關控制訊號，控制該第三多模式開關使其操作於該同步整流切換操作。
  6. 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，其中該第一多模式開關與該第二多模式開關分別係為一半導體開關。
  7. 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，其中該橋式整流電路更包含一第一旁路二極體以及一第二旁路二極體，該第一多模式開關與該第二多模式開關分別與該第一旁路二極體以及第二旁路二極體並聯。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之諧振式無線電源接收電路，其中該開關控制整流電路更包含一整流元件，該整流元件與該多模式開關分別具有電流流出端與電流流入端，其中該多模式開關與該整流元件之耦接方式包含以下組合之其中一種：(一)該多模式開關之電流流出端與該整流元件之電流流入端互相耦接於該諧振輸出正端，該多模式開關之電流流入端耦接於該諧振輸出負端，該整流元件之電流流出端耦接於該整流輸出端點，該諧振輸出負端與該接地點耦接；以及(二)該多模式開關之電流流入端與該整流元件之電流流出端互相耦接於該諧振輸出正端，該多模式開關之電流流出端耦接於該諧振輸出負端，該整流元件之電流流入端耦接於該整流輸出端點，該諧振輸出負端與該接地點耦接；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與該諧振短路操作之分時組合，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。
  9. 如申請專利範圍第8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，在該整流輸出電壓之位準大於該整流輸出電壓閾值及/或該整流輸出電流之位準大於該整流輸出電流閾值時，控制該多模式開關，使其操作於該諧振短路操作，以限制該交流諧振訊號之位準，進 而限制該整流輸出電壓之位準使其不大於該整流輸出電壓閾值，及/或限制該整流輸出電流之位準使其不大於該整流輸出電流閾值。
  10. 如申請專利範圍第8項至第9項任一項所述之諧振式無線電源接收電路，其中該諧振電路更包含一阻抗匹配電路，該阻抗匹配電路包括至少一阻抗匹配電容器，其以並聯或串聯耦接於該接收線圈，且在該阻抗匹配電路包括兩個或以上之阻抗匹配電容器之情況下，該等阻抗匹配電容器以並聯、串聯或並聯與串聯之組合耦接於該接收線圈。
  11. 如申請專利範圍第8項至第9項任一項所述之諧振式無線電源接收電路，其中該整流元件包含以下組合之其中一種：(一)該整流元件係為一二極體，該二極體之順向端與逆向端分別對應於該整流元件之電流流入端與電流流出端；(二)該整流元件係為另一多模式開關，且該迴授控制電路以該多模式開關控制訊號，控制該另一多模式開關使其操作於該同步整流切換操作。
  12. 如申請專利範圍第8項至第9項任一項所述之諧振式無線電源接收電路，其中該多模式開關係為一半導體開關。
  13. 如申請專利範圍第8項至第9項任一項所述之諧振式無線電源接收電路，其中該開關控制整流電路更包含一旁路二極體，該多模式開關與該旁路二極體並聯。
  14. 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，包括一接收線圈，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；以及一橋式整流電路，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，該橋式整流電路包含第一整流元件、第二整流元件、第一多模式開關以及第二多模式開關，其中該第一整流元件、第二整流元件、該第一多模式開關以及該第二多模式開關分別具有電流流入端與電流流出端，該橋式整流電路之耦接方式包含以下組合之其中一種：(一)該第一整流元件之電流流出端與該第二整流元件之電流流出端互相耦接於該整流輸出端點，該第一多模式開關之電流流入端與該第二多模式開關之電流流入端互相耦接於該接地點，該第一整流元件之電流流入端與該第一多模式開關之電流流出端互相耦接於該諧振輸出負端，該第二整流元件之電流流入端與該第二多模式開關之電流流出端互相耦接於該諧振輸出正端；以及(二)該第一多模式開關之電流流出端與該第二多模式開關之電流流出端互相耦接於該整流輸出端點，該第一整流元件之電流流入端與該第二整流元件之電流流入端互相耦接於該接地點，該第一多模式開關之電流流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，該第二多模式開關之電流流入端與該第二整流元件之電流流出端互相耦接於該諧振輸出正端；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；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；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、以及該同步控制訊號而產生一多模式開關控制訊號，用以控制該第一多模式開關與該第二多模式開關，使其操作於一同步整流切換操作、一OSOC(一同步整流切換、一導通)操作以及一諧振短路操作其中之二或以 上之分時組合，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，其中於該諧振短路操作時，該多模式開關組使得該諧振輸出正端與諧振輸出負端互相短路導通。
  15. 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，包括一接收線圈，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；以及一橋式整流電路，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，該橋式整流電路包含第一整流元件、第二整流元件、第一多模式開關以及第二多模式開關，其中該第一整流元件、第二整流元件、該第一多模式開關以及該第二多模式開關分別具有電流流入端與電流流出端，該橋式整流電路之耦接方式包含以下組合之其中一種：(一)該第一整流元件之電流流出端與該第二整流元件之電流流出端互相耦接於該整流輸出端點，該第一多模式開關之電流流入端與該第二多模式開關之電流流入端互相耦接於該接地點，該第一整流元件之電流流入端與該第一多模式開關之電流流出端互相耦接於該諧振輸出負端，該第二整流元件之電流流入端與該第二多模式開關之電流流出端互相耦接於該諧振輸出正端；以及(二)該第一多模式開關之電流流出端與該第二多模式開關之電流流出端互相耦接於該整流輸出端點，該第一整流元件之電流流入端與該第二整流元件之電流流入端互相耦接於該接地點，該第一多模式開關之電流流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，該第二多模式開關之電流流入端與該第二整流元件之電流流出端互相耦接於該諧振輸出正端；該迴授控制電路包含： 一閾值判斷電路，其包含至少一比較電路，用以比較該整流輸出電壓與一整流輸出電壓閾值，及/或比較該整流輸出電流與一整流輸出電流閾值而產生一閾值判斷訊號；以及一開關控制電路，用以根據該閾值判斷訊號而產生該多模式開關控制訊號以控制該第一多模式開關與該第二多模式開關，使該多模式開關組操作於一諧振短路操作，以限制該交流諧振訊號之位準，進而限制該整流輸出電壓之位準使其不大於該整流輸出電壓閾值，及/或限制該整流輸出電流之位準使其不大於該整流輸出電流閾值，其中於該諧振短路操作時，該多模式開關組使得該諧振輸出正端與諧振輸出負端互相短路導通。
  16. 如申請專利範圍第14項至第15項任一項所述之迴授控制電路，其中該諧振電路更包含一阻抗匹配電路，該阻抗匹配電路包括至少一阻抗匹配電容器，其以並聯或串聯耦接於該接收線圈，且在該阻抗匹配電路包括兩個或以上之阻抗匹配電容器之情況下，該等阻抗匹配電容器以並聯、串聯或並聯與串聯之組合耦接於該接收線圈。
  17. 如申請專利範圍第14項至第15項所述之迴授控制電路，其中該第一整流元件與第二整流元件包含以下組合之其中一種：(一)該第一整流元件與第二整流元件分別係為一二極體，該等二極體之順向端與逆向端分別對應於該第一整流元件與第二整流元件之電流流入端與電流流出端；(二)該第一整流元件與第二整流元件分別係為第三多模式開關以及第四多模式開關，且該開關控制電路以該多模式開關控制訊號，控制該第三多模式開關與該第四多模式開關使其操作於該同步整流切換操作；以及 (三)該第一整流元件與第二整流元件係為一二極體與第三多模式開關之組合，其中該二極體之順向端與逆向端分別對應於包含該二極體之該第一整流元件或第二整流元件之電流流入端與電流流出端，且該該開關控制電路以該多模式開關控制訊號，控制該第三多模式開關使其操作於該同步整流切換操作。
  18. 如申請專利範圍第14項至第15項任一項所述之迴授控制電路，其中該第一多模式開關與該第二多模式開關分別係為一半導體開關。
  19. 如申請專利範圍第14項至第15項任一項所述之迴授控制電路，其中該橋式整流電路更包含第一旁路二極體以及第二旁路二極體，該第一多模式開關與該第二多模式開關分別與該第一旁路二極體以及第二旁路二極體並聯。
  20. 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，包括一接收線圈，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；以及一開關控制整流電路，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，該開關控制整流電路包含一整流元件以及一多模式開關，其中該整流元件以及該多模式開關分別具有電流流入端與電流流出端，該開關控制整流電路之耦接方式包含以下組合之其中一種：(一)該多模式開關之電流流出端與該整流元件之電流流入端互相耦接於該諧振輸出正端，該多模式開關之電流流入端耦接於該諧振輸出負端，該整流元件之電流流出端耦接於該整流輸出端點，該諧振輸出負端與該接地點耦接；以及(二)該多模式開關之電流流入端與該整流元件之電流流出端互相耦接於該諧振輸出正端，該多模 式開關之電流流出端耦接於該諧振輸出負端，該整流元件之電流流入端耦接於該整流輸出端點，該諧振輸出負端與該接地點耦接；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；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；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、以及該同步控制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，使其操作於一同步整流切換操作與一諧振短路操作之分時組合，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，其中於該諧振短路操作時，該多模式開關組使得該諧振輸出正端與諧振輸出負端互相短路導通。
  21. 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，包括一接收線圈，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；以及一開關控制整流電路，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，該開關控制整流電路包含一整流元件以及多模式開關，其中該整流元件以及該多模式開關分別具有電流流入端與電流流出端，該開關控制整流電路之耦接方式包含以下組合之其中一種：(一)該多模式開關之電 流流出端與該整流元件之電流流入端互相耦接於該諧振輸出正端，該多模式開關之電流流入端耦接於該諧振輸出負端，該整流元件之電流流出端耦接於該整流輸出端點，該諧振輸出負端與該接地點耦接；以及(二)該多模式開關之電流流入端與該整流元件之電流流出端互相耦接於該諧振輸出正端，該多模式開關之電流流出端耦接於該諧振輸出負端，該整流元件之電流流入端耦接於該整流輸出端點，該諧振輸出負端與該接地點耦接；該迴授控制電路包含：一閾值判斷電路，其包含至少一比較電路，用以比較該整流輸出電壓與一整流輸出電壓閾值，及/或比較該整流輸出電流與一整流輸出電流閾值而產生一閾值判斷訊號；以及一開關控制電路，用以根據該閾值判斷訊號而產生該多模式開關控制訊號以控制該多模式開關，使其操作於一諧振短路操作，以限制該交流諧振訊號之位準，進而限制該整流輸出電壓之位準使其不大於該整流輸出電壓閾值，及/或限制該整流輸出電流之位準使其不大於該整流輸出電流閾值，其中於該諧振短路操作時，該多模式開關組使得該諧振輸出正端與諧振輸出負端互相短路導通。
  22. 如申請專利範圍第20項至第21項任一項所述之迴授控制電路，其中該諧振電路更包含一阻抗匹配電路，該阻抗匹配電路包括至少一阻抗匹配電容器，其以並聯或串聯耦接於該接收線圈，且在該阻抗匹配電路包括兩個或以上之阻抗匹配電容器之情況下，該等阻抗匹配電容器以並聯、串聯或並聯與串聯之組合耦接於該接收線圈。
  23. 如申請專利範圍第20項至第21項任一項所述之迴授控制電路，其中該整流元件包含以下組合之其中一種：(一)該整流元件係為一二極體，該二極體之順向端與逆向端分別對應於該整流元件之電流流入端與電流流出端； (二)該整流元件係為另一多模式開關，且該迴授控制電路以該多模式開關控制訊號，控制該另一多模式開關使其操作於該同步整流切換操作。
  24. 如申請專利範圍第20項至第21項任一項所述之迴授控制電路，其中該多模式開關係為一半導體開關。
  25. 如申請專利範圍第20項至第21項任一項所述之迴授控制電路，其中該開關控制整流電路更包含一旁路二極體，該多模式開關與該旁路二極體並聯。
  26. 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，該諧振式無線電源轉換方法包含：控制一開關控制整流電路，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，該開關控制整流電路包括一多模式開關組，其包含至少一多模式開關(Multi-mode Switch)；以及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，以及該交流諧振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組之該等多模式開關，使其至少操作於一諧振短路操作，以限制該整流輸出電壓之位準使其不大於一整流輸出電壓閾值，及/或限制該整流輸出電流之位準使其不大於一整流輸出電流閾值，及/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；其中於該諧振短路操作時，該多模式開關組使得該諧振輸出正端與諧振輸出負端互相短路導通。
  27. 如申請專利範圍第26項所述之諧振式無線電源轉換方法，其中該開關控制整流電路係為一橋式整流電路，其中該多模式開關組包括一第一多模式開關和一第二多模式開關，該開關控制整流電路係為一橋式整流電路，該橋式整流電路包含第一整流元件、第二整流元件以及該多模式開關組，其中該第一整流元件、第二整流元件、該第一多模式開關以及該第二多模式開關分別具有電流流入端與電流流出端，該橋式整流電路之耦接方式包含以下組合之其中一種：(一)該第一整流元件之電流流出端與該第二整流元件之電流流出端互相耦接於該整流輸出端點，該第一多模式開關之電流流入端與該第二多模式開關之電流流入端互相耦接於該接地點，該第一整流元件之電流流入端與該第一多模式開關之電流流出端互相耦接於該諧振輸出負端，該第二整流元件之電流流入端與該第二多模式開關之電流流出端互相耦接於該諧振輸出正端；以及(二)該第一多模式開關之電流流出端與該第二多模式開關之電流流出端互相耦接於該整流輸出端點，該第一整流元件之電流流入端與該第二整流元件之電流流入端互相耦接於該接地點，該第一多模式開關之電流流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，該第二多模式開關之電流流入端與該第二整流元件之電流流出端互相耦接於該諧振輸出正端；其中將該交流諧振訊號轉換為該整流輸出訊號之步驟更包括，以該多模式開關控制訊號，控制該第一多模式開關與該第二多模式開關，使其操作於一同步整流切換操作、一OSOC(一同步整流切換、一導通)操作以及該諧振短路操作其中之二或以上之分時組合，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。
  28. 如申請專利範圍第27項所述之諧振式無線電源轉換方法，其中將該交流諧振訊號轉換為該整流輸出訊號之步驟更包括：以該多模式開關控制訊號，在該整流輸出電壓之位準大於該整流輸出電壓閾值及/或該整流輸出電流之位準大於該整流輸出電流閾值時，控制該第一多模式開關與該第二多模式開關，使該多模式開關組操作於該諧振短路操作，以限制該交流諧振訊號之位準，進而限制該整流輸出電壓之位準使其不大於該整流輸出電壓閾值，及/或限制該整流輸出電流之位準使其不大於該整流輸出電流閾值。
  29. 如申請專利範圍第26項至第28項任一項所述之諧振式無線電源轉換方法，其中該第一多模式開關與該第二多模式開關分別係為一半導體開關。
  30. 如申請專利範圍第26項至第28項任一項所述之諧振式無線電源轉換方法，其中該橋式整流電路更包含第一旁路二極體以及第二旁路二極體，該第一多模式開關與該第二多模式開關分別與該第一旁路二極體以及第二旁路二極體並聯。
  31. 如申請專利範圍第26項所述之諧振式無線電源轉換方法，其中該開關控制整流電路更包含一整流元件，該整流元件與該多模式開關分別具有電流流出端與電流流入端，其中該多模式開關與該整流元件之耦接方式包含以下組合之其中一種：(一)該多模式開關之電流流出端與該整流元件之電流流入端互相耦接於該諧振輸出正端，該多模式開關之電流流入端耦接於該諧振輸出負端，該整流元件之電流流出端耦接於該整流輸出端點，該諧振輸出負端與該接地點耦接；以及 (二)該多模式開關之電流流入端與該整流元件之電流流出端互相耦接於該諧振輸出正端，該多模式開關之電流流出端耦接於該諧振輸出負端，該整流元件之電流流入端耦接於該整流輸出端點，該諧振輸出負端與該接地點耦接；其中將該交流諧振訊號轉換為該整流輸出訊號之步驟更包括：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與該諧振短路操作之分時組合，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。
  32. 如申請專利範圍第31項所述之諧振式無線電源轉換方法，其中將該交流諧振訊號轉換為該整流輸出訊號之步驟更包括：以該多模式開關控制訊號，在該整流輸出電壓之位準大於該整流輸出電壓閾值及/或該整流輸出電流之位準大於該整流輸出電流閾值時，控制該多模式開關，使其操作於該諧振短路操作，以限制該交流諧振訊號之位準，進而限制該整流輸出電壓之位準使其不大於該整流輸出電壓閾值，及/或限制該整流輸出電流之位準使其不大於該整流輸出電流閾值。
  33. 如申請專利範圍第31項至第32項任一項所述之諧振式無線電源轉換方法，其中該多模式開關係為一半導體開關。
  34. 如申請專利範圍第31項至第32項任一項所述之諧振式無線電源轉換方法，其中該開關控制整流電路更包含一旁路二極體，該多模式開關與該旁路二極體並聯。
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