TWI632756B - 無線功率傳輸電路及操作其之方法 - Google Patents

無線功率傳輸電路及操作其之方法 Download PDF

Info

Publication number
TWI632756B
TWI632756B TW104131925A TW104131925A TWI632756B TW I632756 B TWI632756 B TW I632756B TW 104131925 A TW104131925 A TW 104131925A TW 104131925 A TW104131925 A TW 104131925A TW I632756 B TWI632756 B TW I632756B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
circuit
switch
voltage
solid state
switching node
Prior art date
Application number
TW104131925A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201618423A (zh
Inventor
佑 傑森 張
Original Assignee
美商納維達斯半導體公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 美商納維達斯半導體公司 filed Critical 美商納維達斯半導體公司
Publication of TW201618423A publication Critical patent/TW201618423A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI632756B publication Critical patent/TWI632756B/zh

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/10—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling
    • H02J50/12—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling of the resonant type
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/01—Resonant DC/DC converters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
    • H02M3/325—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/335—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/33569—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only having several active switching elements
    • H02M3/33571—Half-bridge at primary side of an isolation transformer
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
    • H02M3/325—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/335—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/33569—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only having several active switching elements
    • H02M3/33573—Full-bridge at primary side of an isolation transformer
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
    • H02M3/325—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/335—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/10—Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

一種用於一無線電能傳輸電路之控制方案與架構採用兩個固態開關及一零電壓切換(ZVS)拓撲來供電給一天線網路。該等開關以該天線網路之諧振頻率驅動該天線網路且同時供能給一單獨的諧振電路，該諧振電路具有低於該天線電路之一諧振頻率。該諧振電路產生非同相電壓及電流波型，該等非同相電壓及電流波型使該等開關能夠以(ZVS)操作。

Description

無線功率傳輸電路及操作其之方法 相關申請案之交叉參考
本申請案主張2014年12月13日申請之公用程序專利申請案第14/588,102號與2014年9月25日申請之臨時申請案第62/055,191號、標題為「SOFT SWITCHED SINGLE STAGE WIRELESS TRANSFER」之優先權，該等申請案之全部內容據此出於所有目的而以引用的方式併入。
本發明大體上係關於無線功率傳輸電路，且特定言之，本發明係關於利用一天線、諧振器或諧振儲槽網路之無線功率傳輸。
無線能量傳輸係指將電能自一電源傳輸至一單獨裝置(諸如無電纜或導線之一行動電話或膝上型電腦)之技術。廣泛用於無線功率傳輸之兩個架構為天線(即，基於天線之近場諧振器)及電感性耦合件。基於天線之諧振系統提供比基於電感性耦合件之技術更高的效率與更大的功率傳輸距離。就驅動電壓而言，天線線圈通常具有一窄操作範圍，取決於功率位準及線圈設計而通常為5伏至40伏。
無線功率傳輸器通常運用一兩級功率轉換器來驅動天線。第一級將AC主電源整流至一中間低電壓DC匯流排(5伏至40伏)。第二級係一反相器，其將中間低電壓DC匯流排電壓轉換為激發天線線圈之 AC。此等功率轉換架構為複雜、昂貴且效率低的。
在一項實施例中，揭示一種無線功率傳輸電路。該電路包含具有第一與第二輸出端子之一電壓源，其為該電路供應功率。該電路進一步包含具有一對第一功率端子及一第一閘極端子之一第一固態開關。該對第一功率端子連接於電壓源之第一輸出端子與一切換節點連接之間。一第二固態開關具有一對第二功率端子及一第二閘極端子。該對第二功率端子連接於切換節點與電壓源之第二輸出端子之間。
該電路進一步包含一天線網路，其耦合至切換節點且經組態以依一第一頻率傳輸電能。一諧振電路耦合至切換節點且經組態以依低於第一頻率之一第二頻率諧振。一控制器耦合至第一與第二閘極端子且經組態以操作第一與第二固態開關，使得其調節來自電壓源之功率以依第一頻率驅動天線網路。第一頻率與諧振電路相互作用，從而在切換節點處產生非同相電壓及電流信號。該等非同相信號使第一與第二固態開關能夠以零電壓切換操作。
在更多實施例中，諧振電路包含一電容器及一電感器。在又更多實施例中，第一與第二固態開關為基於GaN之場效應電晶體。在一項實施例中，電壓源在第一與第二輸出端子處供應400伏或更大之一電壓。在某些實施例中，第一頻率為5兆赫茲或更大。
在一項實施例中，在該第一對功率端子具有跨其之大約0伏之後，第一固態開關係藉由控制器導通，且在另一實施例中，控制器將不導通，除非第一固態開關之輸出電容(Coss)被放電。某些電路可採用一分壓器以減小供應至天線網路之一輸入電壓。在更多實施例中，天線網路經組態以依第一頻率諧振。
在某些實施例中，該電路可進一步包含具有一對第三功率端子及一第三閘極端子之一第三固態開關。該對第三功率端子連接於第一 輸出端子與一第二切換節點之間。該電路可進一步具有具一對第四功率端子及一第四閘極端子之一第四固態開關。該對第四功率端子連接於第二切換節點與第二輸出端子之間。天線網路與諧振電路連接於切換節點與第二切換節點之間。控制器耦合至第三與第四閘極端子使得其可驅動所有四個開關。
在又更多實施例中，該電路可進一步包括一第二諧振電路，其安置於切換節點與第二切換節點之間、與諧振電路並聯連接。在某些實施例中，該電路可包含：一第二諧振電路，其與第二開關並聯耦合且連接於切換節點與第二輸出端子之間；及一第三諧振電路，其與第四開關並聯耦合且連接於第二切換節點與第二輸出端子之間。
更多實施例包含一種操作一無線功率傳輸電路之方法。該方法包含運用具有一第一與一第二輸出端子之一電壓源來將功率供應至電路。一第一閘極控制信號被傳輸至一第一驅動器電路。據此回應，該第一驅動器電路將一第一閘極驅動信號傳輸至一第一固態開關之一閘極。第一固態開關具有連接於第一輸出端子與一切換節點之間的一對第一功率端子。一第二閘極控制信號被傳輸至一第二驅動器電路。據此回應，該第二驅動器電路將一第二閘極驅動信號傳輸至一第二固態開關之一閘極。
第二固態開關具有連接於第二輸出端子與切換節點之間的一對第二功率端子。一控制器傳輸第一與第二閘極控制信號，使得第一與第二固態開關以一第一頻率導通及關斷，從而調節遞送至切換節點之功率。一天線網路耦合至切換節點且以第一頻率驅動，使得電能自天線輻射。一諧振電路耦合至切換節點且以第一頻率被供能，使得產生非同相電壓及電流信號。該等非同相信號使第一與第二固態開關能夠以零電壓切換操作。
在某些實施例中，一無線功率接收器電路包含具有第一與第二 輸入端子及第一與第二輸出端子之一整流器電路。該整流器電路進一步包含：一第一支線，其連接於第一輸入端子與第一輸出端子之間；一第二支線，其連接於第一輸出端子與第二輸入端子之間；一第三支線，其連接於第一輸入端子與第二輸出端子之間；一第四支線，其連接於第二輸出端子與第二輸入端子之間；及至少一開關，其係安置於第一、第二、第三與第四支線中之至少一者內。接收器電路亦包含一接收器線圈，該線圈具有連接至第一輸入端子之一第一端子及連接至第二輸入端子之一第二端子。一控制器耦合至至少一個開關且經組態以控制無線功率接收器電路之輸出功率。
在更多實施例中，兩個或兩個以上開關可被安置於第一、第二、第三與第四支線中之至少一者內且經控制器進行控制。在又更多實施例中，該至少一個開關中之一者可為基於GaN的。
在某些實施例中，操作一無線功率接收器電路之一方法可包含運用一接收器線圈來接收AC功率。接收器線圈具有分別連接至一整流器電路之第一與第二輸入端子的第一與第二接收器端子。整流器電路可用來整流所接收AC功率且可包含：一第一支線，其連接於第一輸入端子與一第一輸出端子之間；一第二支線，其連接於第一輸出端子與第二輸入端子之間；一第三支線，其連接於第一輸入端子與一第二輸出端子之間；一第四支線，其連接於第二輸出端子與第二輸入端子之間；及至少一個開關，其安置於第一、第二、第三與第四支線中之至少一者內。整流器電路用來藉由運用一控制器來操作至少一個開關以調節第一與第二輸出端子處之DC功率。
在更多實施例中，兩個或兩個以上個開關可被安置於第一、第二、第三與第四支線中之至少一者內且經控制器進行控制。在又更多實施例中，該至少一個開關中之一者可為基於GaN的。
100‧‧‧單級天線驅動系統
105‧‧‧電源
110‧‧‧功率調節器
115‧‧‧天線網路
120‧‧‧諧振電路
125‧‧‧控制器
130‧‧‧驅動器電路
200‧‧‧單級天線驅動網路
205‧‧‧AC主電源
210‧‧‧全波整流器
210a‧‧‧第一輸出端子
210b‧‧‧第二輸出端子
215‧‧‧半橋式功率調節器
220‧‧‧第一開關
220a‧‧‧第一功率端子
220b‧‧‧第一功率端子
220c‧‧‧第一閘極
225‧‧‧第二開關
225a‧‧‧第二功率端子
225b‧‧‧第二功率端子
225c‧‧‧第二閘極
230‧‧‧平滑電容器
235‧‧‧控制器
240‧‧‧第一驅動器電路
245‧‧‧第二驅動器電路
250‧‧‧諧振電路
255‧‧‧切換節點
260‧‧‧電感器
265‧‧‧電容器
267‧‧‧天線網路
300‧‧‧半橋式電路
305‧‧‧DC電壓源
310‧‧‧切換節點
315‧‧‧諧振電路
320‧‧‧電阻器
360‧‧‧電感器
365‧‧‧電容器
400‧‧‧單級天線驅動網路
405‧‧‧天線網路
410‧‧‧電容器
415‧‧‧電感器
420‧‧‧電容器
500‧‧‧電路
505‧‧‧電感器
600‧‧‧電路
605‧‧‧電容器
610‧‧‧電容器
700‧‧‧電路
705‧‧‧電容器
800‧‧‧電路
805‧‧‧第三開關
810‧‧‧第四開關
905‧‧‧天線網路
906‧‧‧電容器
907‧‧‧電感器
910‧‧‧天線網路
911‧‧‧電容器
912‧‧‧電感器
915‧‧‧天線網路
916‧‧‧電容器
917‧‧‧變壓器
1000‧‧‧電路
1100‧‧‧電路
1105‧‧‧預調節器
1110‧‧‧預調節器開關
1115‧‧‧二極體
1120‧‧‧電感器
1200‧‧‧電路
1205‧‧‧第三開關
1210‧‧‧第四開關
1215‧‧‧全橋式整流器
1305‧‧‧波型
1310‧‧‧波型
1320‧‧‧波型
1325‧‧‧波型
1330‧‧‧波型
1405‧‧‧波型
1410‧‧‧波型
1420‧‧‧波型
1425‧‧‧波型
1430‧‧‧波型
1450‧‧‧電路
1455‧‧‧第二諧振電路
1460‧‧‧第三諧振電路
1480‧‧‧電路
1485‧‧‧諧振電路
1500‧‧‧天線線圈
1600‧‧‧諧振半橋式電路
1660‧‧‧電感器
1665‧‧‧電容器
1700‧‧‧諧振半橋式電路
1760‧‧‧電感器
1765‧‧‧電容器
1800‧‧‧接收器網路
1805‧‧‧接收器線圈
1810‧‧‧電容器
1815‧‧‧全波橋式整流器
1900‧‧‧電路
1905‧‧‧接收器線圈
1925‧‧‧DC轉DC轉換器
2000‧‧‧電路
2025‧‧‧同步開關組
2105‧‧‧雙向開關
2107‧‧‧雙向開關
2110‧‧‧第一單開關
2115‧‧‧第二單開關
2200‧‧‧接收器網路電路
2210‧‧‧雙向開關
2215‧‧‧雙向開關
2220‧‧‧同步整流器
2300‧‧‧接收器網路電路
2310‧‧‧雙向開關
2315‧‧‧雙向開關
2320‧‧‧同步整流器
2410‧‧‧雙向開關
2415‧‧‧雙向開關
2420‧‧‧第一支線
2500‧‧‧接收器網路電路
2600‧‧‧單個電子封裝
2650‧‧‧有機基板
2655‧‧‧電絕緣灌封化合物
2700‧‧‧無導線晶片載體/四方扁平無導線封裝
2710‧‧‧第一襯墊
2720‧‧‧第二襯墊
2725‧‧‧周邊連接件
圖1係根據本發明之一實施例之一經簡化單級天線驅動網路電路之一示意圖；圖2係根據本發明之一實施例之包含一控制器及FET驅動器之一經簡化單級天線驅動網路電路的一示意圖；圖3A係根據本發明之一實施例之一經簡化單級天線驅動網路電路之一示意圖；圖3B係根據本發明之一實施例之圖3A中所繪示電路中之高側FET的閘極驅動電壓之一實例性電壓圖；圖3C係根據本發明之一實施例之圖3A中所繪示電路中之低側FET的閘極驅動電壓之一實例性電壓圖；圖3D係根據本發明之一實施例之圖3A中所繪示電路之切換節點電壓的一實例性電壓圖；圖3E係根據本發明之一實施例之圖3A中所繪示電路中之電感器電流的一實例性電流圖；圖4係根據本發明之一實施例之具有一諧振電路之一經簡化單級天線驅動電路的一示意圖；圖5係根據本發明之一實施例之具有一諧振電路與一分壓器之一經簡化單級天線驅動電路的一示意圖；圖6係根據本發明之一實施例之具有一諧振電路與一分壓器之一經簡化單級天線驅動電路的一示意圖；圖7係根據本發明之一實施例之具有一諧振電路與一分壓器之一經簡化單級天線驅動電路的一示意圖；圖8係根據本發明之一實施例之具有一諧振電路之一經簡化全橋式單級天線驅動電路的一示意圖；圖9A至圖9C係根據本發明之實施例之各種天線網路組態之示意圖； 圖10係根據本發明之一實施例之使用一AC電流源之一經簡化單級天線驅動網路電路的一示意圖；圖11係根據本發明之一實施例之包含一預調節器之一經簡化單級天線驅動網路電路的一示意圖；圖12係根據本發明之一實施例之使用一上作週期演算法來調節平均無線傳輸器輸出功率之一經簡化單級天線驅動網路電路的一示意圖；圖13係根據本發明之一實施例之可用於圖12中所闡述電路之一工作週期演算法的一實例；圖14A係根據本發明之一實施例之可用於圖12中所闡述電路之一相移工作週期演算法的一實例；圖14B係根據本發明之一實施例之使用一工作週期演算法及額外諧振電路來達成ZVS並調節平均無線傳輸器輸出功率之一經簡化單級天線驅動網路電路的一示意圖；圖14C係根據本發明之一實施例之使用一工作週期演算法及額外諧振電路來達成ZVS並調節平均無線傳輸器輸出功率之一經簡化單級天線驅動網路電路的一示意圖；圖15係根據本發明之一實施例之一天線線圈之一實例；圖16係根據本發明之一實施例之具有一諧振電路之一單級天線驅動電路的一示意圖；圖17係根據本發明之一實施例之具有一諧振電路之一單級天線驅動電路的一示意圖；圖18係根據本發明之一實施例之一接收器網路之一示意圖；圖19係根據本發明之一實施例之包含一DC轉DC轉換器的圖18中所繪示接收器網路的一示意圖；圖20係根據本發明之一實施例之具有代替二極體用於一橋式整 流器之同步開關的接收器網路之一示意圖；圖21A至圖21B係根據本發明之實施例之雙向開關之示意圖；圖22係根據本發明之一實施例之具有與一同步整流器組合以調節DC輸出之兩個雙向開關的接收器網路之一示意圖；圖23係根據本發明之一實施例之具有與一同步整流器組合以調節DC輸出之兩個雙向開關的接收器網路之一示意圖；圖24係根據本發明之一實施例之具有與一同步整流器組合以調節DC輸出之兩個雙向開關的接收器網路之一示意圖；圖25係根據本發明之一實施例之具有一單級調節架構之接收器網路的一示意圖；圖26係根據本發明之一實施例之經共封裝裝置之一經簡化等角透視圖；及圖27係根據本發明之一實施例之經共封裝裝置之一經簡化等角透視圖。
本發明之特定實施例係關於用於無線電能傳輸器之天線驅動網路。雖然本發明可用於諸多各種不同的天線驅動網路，但本發明之某些實施例對於如下文更詳細闡述之使用單級功率轉換及/或零電壓切換(ZVS)的天線驅動網路特別有用。
諸多電子裝置(諸如智慧型電話、媒體播放器及平板電腦)可再充電且要求一電池之充電以在無一電源線之情況下操作。某些電子裝置可經組態以憑藉一無線電能傳輸系統進行充電。無線電能傳輸系統通常由一功率傳輸器組成，該傳輸器將電能通過空氣傳輸至定位在電子裝置內之一接收器。功率傳輸器可自AC主電源接收電力以供電給一天線驅動網路，該網路繼而供電給傳輸器之天線。天線將電能無線傳輸至裝置內之一接收器。接著，該接收器將能量轉換為一可用形式並 將其供應至裝置。
現在參考圖1，繪示一單級天線驅動系統100之一項實施例之一經簡化方塊圖。一電源105可用來將功率供應至一功率調節器110。功率調節器110可包括一或多個固態開關以及其他主動與被動裝置，且經組態以依一第一頻率驅動天線網路115。第一頻率可與諧振電路120相互作用，以在功率調節器110處產生非同相電壓及電流信號。如下文更詳細論述，該等非同相電壓及電流信號可用來啟用功率調節器110中之一或多個固態開關的ZVS。控制器125可透過驅動器電路130控制功率調節器110中之一或多個固態開關的操作。
現在參考圖2，繪示一經簡化單級天線驅動網路200之一項實施例。此實施例係藉由連接至全波整流器210之一AC主電源205供電。整流器210將來自AC主電源205之AC轉換為具有在大約兩倍的AC主電源之頻率下之週期性電壓變動的一DC源。一平滑電容器230可用來平滑化週期性電壓變動，以產生一相對穩定的高電壓DC電源。DC功率係通過第一輸出端子210a與第二輸出端子210b遞送至半橋式功率調節器215。
功率調節器215包括第一開關220、第二開關225及平滑電容器230。第一開關220具有連接於第一輸出端子210a與一切換節點255之間的一對第一功率端子220a、220b。第二開關225具有連接於切換節點255與第二輸出端子210b之間的一對第二功率端子225a、225b。功率調節器215係藉由控制器235進行控制，該控制器235透過第一驅動器電路240與第二驅動器電路245分別操作第一開關220與第二開關225。
第一驅動器電路240連接至第一開關220之第一閘極220c。第二驅動器電路245連接至第二開關225之第二閘極225c。控制器235以可被稱為切換頻率或(fsw)之一第一頻率分別操作第一開關220與第二開關 225。諧振電路250耦合至功率調節器215且具有處於低於第一頻率(fsw)之一第二頻率的一諧振頻率(f0)。在某些實施例中，諧振電路250可包含一電感器260及一電容器265，然而，其他實施例可包括不同組件。如下文更詳細闡述，第一頻率(fsw)與諧振電路250之相互作用可在切換節點255處產生非同相電壓及電流信號，以分別使第一開關220與第二開關225能夠使用ZVS來操作。
天線網路267透過諧振電路250耦合至功率調節器215之切換節點255。因此，第一開關220與第二開關225分別可經切換以調節遞送至天線網路267之功率及/或以適當AC頻率驅動天線網路，該頻率可為該天線網路之諧振頻率。如繪示，單級天線驅動網路200可在不使用一中間低電壓DC匯流排之情況下而供電給天線網路267。
如本文中所使用，ZVS意指半導體開關僅在跨開關施加之電壓處於或接近零(即，零電壓切換或ZVS)時且在輸出電容或Coss處於或接近零電荷時可被導通或關斷。切換損耗(即，在其正在導電時關斷一開關或當其具有跨其之一電壓電位時導通一開關)可為對系統中之功率損耗之一重要貢獻者。ZVS之使用可導致經減少切換損耗、經增加操作頻率且在某些實施例中，可導致經減少電磁干擾(EMI)產生。
現在參考圖3A，繪示一實例性半橋式電路300，其連同選定電壓與電流曲綫(圖3B至圖3E)一起來展示一諧振電路可如何產生啟用ZVS之非同相電壓及電流信號。電路300具有處於300VDC之一DC電壓源305。第一開關220亦被稱為一「高側」開關且由一閘極信號Vgs_H進行控制。第二開關225亦被稱為一「低側」開關且由一閘極信號Vgs_L進行控制。第一開關220與第二開關225分別耦合至切換節點310並控制遞送至諧振電路315及由電阻器320表示之一負載的功率。在某些實施例中，電阻器320可為一天線網路。
在此實施例中，第一開關220與第二開關225之切換頻率分別高 於諧振電路315之一諧振頻率。在此實例中，諧振電路315之諧振頻率可為2兆赫茲且第一開關220與第二開關225分別可以大約5兆赫茲之一切換頻率操作。其他實施例可以不同諧振及切換頻率操作。
現在同時參考圖3A至圖3E，繪製在一典型切換循環期間的電路300之經選擇電壓與電流波型。如圖3D與圖3E中所繪示，電感器360中之電流滯後於切換節點310處之電壓。即，電感器360中之電流(見圖3E)比切換節點310處之電壓(見圖3D)達到峰值電壓更遲地達到峰值電流。因此，電路300可被稱為「電感性的」。如下文更詳細論述，在採用ZVS之實施例中，一「電感性」電路中之滯後電流可用來提供能量以在第一開關220與第二開關225導通之前使該等開關之輸出電容(Coss)分別放電。
圖3C繪製第二開關225之閘極電壓。在時間t1處，第二開關225關斷(即，其閘極電壓自6伏轉變為0伏)。如圖3B中所繪示，第一開關220在時間t1處亦為關斷的。此狀態引起電感器360中之一負電流，其使第一開關220中之輸出電容(Coss)放電。如圖3D中所繪示，在時間t1後，切換節點310處之電壓快速上升至電源305之電壓(即，300伏)。一旦切換節點310處於電源305之電壓，便存在跨第一開關220之零電壓電位，此係因為第一開關之兩個端子皆處於Vin(即，300伏)。因此，可達成第一開關220之ZVS，此係因為其現在具有跨其之0伏且其輸出電容(Coss)已被放電。
現在參考圖3B，在時間t2處，第一開關220以ZVS導通(即，其閘極電壓自0伏轉變為6伏)。同時在時間t2處，圖3E展示電感器360中之電流朝向一峰值電流增加。現在參考圖3B，在時間t3處，第一開關220被關斷(即，其閘極電壓自6伏轉變為0伏)。電感器360中之正電流使第二開關225之輸出電容(Coss)放電。同時，在時間t3處，圖3D展示切換節點320處之電壓減少至0伏。當切換節點320電壓達到0伏時， 跨第二開關225之電壓為零。因此，可達成第二開關225之ZVS，此係因為其現在具有跨其之0伏且其輸出電容(Coss)已被放電。現在參考圖3C，在時間t4處，第二開關225以ZVS導通(即，其閘極電壓自0伏轉變為6伏)。
在使用ZVS之某些實施例中，諧振電路315之諧振頻率可在低於切換頻率之10%與60%之間。在此等實施例中，第一開關220與第二開關225分別可在節點310處將一方形電壓波型注入至諧振電路315中。處於切換頻率(fsw)之一方形電壓波型可具有致使天線傳輸相關諧波頻率之諸多諧波頻率(諸如2fsw、3fsw、4fsw等等)。在某些實施例中，可歸因於要求一傳輸器在一經界定為窄的頻寬中傳輸之通信規程而不期望天線傳輸諧波頻率。因此，在某些實施例中，可期望將切換頻率(fsw)以最小諧波傳遞至天線。
當以更靠近315之諧振頻率之一切換頻率操作時，通過電容器365與電感器360之電壓與電流波型可為更正弦的，此係因為網路具有用作一濾波器之一高品質因數。在此等實施例中，方波波型可透過315經濾波且施加至天線網路267(見圖2)繞組之電壓波型亦為更正弦的。此可幫助減少至天線網路267(見圖2)中之諧波頻率的注入、改良天線網路之效能並輔助符合調節要求(諸如電磁順應標準)。
在更多實施例中，諧振電路315之諧振頻率可比切換頻率低得多。例如，在某些實施例中，諧振電路315之諧振頻率可在低於切換頻率之50%至90%之間。在此等實施例中，諧振電路315可類似無任何或具有少許Lr與Cr之間的諧振作用的一低通濾波器，且可出於諸多各種不同的負載條件而達成ZVS。在此等實施例中，施加至天線網路之波型可具有一更加三角形的電流形狀(見圖3E)。由於此波型並非一純正弦波長，故其亦將產生將藉由天線傳輸之諧波。在此等實施例中，一額外濾波器可被用於天線網路267(見圖2)前面，以移除諧波內容。
其他實施例可採用ZCS切換，使得每一開關可在其汲極電流減少至零時關斷。在採用ZCS電路架構之實施例中，電流越前電壓信號，其亦可被稱為「為電容性的」且可藉由使用以比切換頻率更高之一頻率諧振的Lr與Cr值來達成。ZCS減少關斷切換損耗，該關斷切換損耗可為處於高頻率或處於高電壓下之一重要的能量損耗分量。一類似串聯諧振電路(即，諸如諧振電路315)可用來達成ZCS。在某些實施例中，特定類型之開關(諸如，例如IGBT)歸因於切換轉變期間之其等長電流尾端而可為對於ZCS開關特別有用的。
在更多實施例中，開關能夠承受高電壓電位並以高頻率切換可為有益的，特別在傳輸器偏離AC主電源時。在一項實施例中，跨開關之電壓電位可在50至1000VDC之範圍中且在另一實施例中可在100至400VDC之範圍中。在其他實施例中，切換頻率可在1至20兆赫茲之範圍中，而其更多實施例可在5至14兆赫茲之間的一範圍中操作。在一項實施例中，切換頻率可為6.78兆赫茲。
在某些實施例中，開關中之一或多者可為一基於矽之MOSFET裝置。在更多實施例中，開關中之一或多者可為一基於GaN之裝置。在此一項實施例中，該等裝置中之一或多者可被製造於具有一矽基底與一經磊晶沈積GaN層的一基板上。在其他實施例中，可採用不同基板組態。
如下文更詳細論述，基於GaN之開關可特別用於可用來有效切換高電壓匯流排(例如，400伏及以上)及/或處於高頻率(例如，5至14兆赫茲)之實施例中。然而，本文中之實施例皆不會被限制在任何特定類型之開關的範疇中。所有實施例皆可將基於矽、基於GaN或其一組合用於任何固態開關。在某些實施例中，天線驅動網路之效率可在70%至95%之範圍中。在一項實施例中，天線驅動網路之效率可為大約90%。
在某些實施例中，基於GaN之開關可歸因於其等較低輸出電容(或Coss值)、其等相對快的切換速度及其等較低閘極電荷要求而特別適於以高頻率切換。每次FET導通，儲存在輸出電容中之能量將被耗散在裝置中。隨著切換頻率增加，歸因於使此能量放電之FET中的功率耗散成比例地增加，此可成為硬切換拓撲中之一限制因數。因此，由於基於GaN之開關具有比矽低之一Coss值，故其可以較高頻率、較少功率耗散操作。
此外，基於矽之裝置具有由一P-N接面製成之一內接二極體。當二極體導電時，其需要時間用於電荷恢復，否則其將不能夠阻止一反向電壓。一般言之，電壓越高，用於內接二極體之恢復時間越長。例如，處於100千赫茲範圍中之頻率，二極體需要在約1微秒內恢復。然而，例如，處於6兆赫茲範圍中之頻率，二極體需要在大約30奈秒內恢復，但其無法恢復。因此，由於GaN開關不具有需要恢復之一內部內接二極體，故其可更快地切換。此外，由於基於GaN之開關具有比基於矽之開關更低的閘極電荷與更低的Coss，故其更易於恢復能量，此係因為存在較少能量待恢復且花費較少時間恢復其。
作為一非限制實例，在某些實施例中，與GaN裝置相關聯之相對小的Coss(2皮法級)可達成Coss之較快放電及因此較高切換頻率。作為又一非限制實例，在某些實施例中，基於GaN之開關可在大約2奈秒內切換，從而使其能夠以高頻率操作。
此外，基於GaN之裝置可運用相對小的驅動器電路進行操作，甚至由於其等相對小的閘極電荷要求而處於高電壓。較小電荷要求可使驅動器電路之經減小尺寸與成本對高電壓應用有吸引力。而此外，由於GaN開關具有一橫向構造，且驅動器電路可為相對小的，故如下文更詳細論述，某些實施例可自將驅動器電路與FET中之一或多者單片或共封裝地整合而獲益。
現在參考圖4，繪示附接至一天線網路405之一經簡化單級天線驅動網路400的一項實施例。圖4中之電路類似於圖2中之電路，然而，如下文更詳細論述，已添加天線網路405連同用作一分壓器之一電容器410。
在某些實施例中，天線網路405可具有其自身形成一諧振天線電路之電感器415及電容器420。在更多實施例中，功率調節器215可以匹配天線網路405諧振頻率之一切換頻率操作，使得天線網路傳輸能量用於無線充電。功率調節器215可同時供能給諧振電路250，使得其以不同於切換頻率之一頻率諧振，以產生分別使第一開關220與第二開關225能夠使用ZVS來操作之非同相電壓與電流信號。如上文所論述，在一項實施例中，諧振電路250可經設計以依低於切換頻率之一頻率操作且第一開關220與第二開關225分別以ZVS操作。在另一實施例中，諧振電路250可經設計以依高於切換頻率之一頻率操作且第一開關220與第二開關225分別以ZCS操作。
在更多實施例中，一分壓器電路可用來調整施加至天線網路405之電壓。在圖4中，使用一電容性分壓器電路，電容器265與電容器410之間的比率判定施加至天線網路405之電壓。更明確言之，電容器410可用來減少來自電容器265之AC電壓以匹配天線網路405之要求。在某些實施例中，電容器410可大於電容器265。電容器265與電容器410之間的比率可經選擇使得跨電容器410之所得電壓匹配針對天線網路405之電壓要求。在一項實施例中，電容器410經選擇為比電容器265大五倍且供應至天線網路405之AC電壓自+/-100伏減少至+/-20伏。在其他實施例中，可在不背離本發明之情況下使用為減少施加至天線網路405之電壓之一不同類型的分壓器電路。
現在參考圖5，電路500類似於圖4中所繪示之電路400，然而代替使用一電容性分壓器電路，電路500使用一電感性分壓器電路。更 明確言之，電感器260與電感器505之間的比率判定施加至天線網路405之電壓。因此，電感器505可用來減少來自電感器260之AC電壓以匹配天線網路405之要求。例如，若電感器505比電感器260小十倍，則跨電感器505之電壓將比跨電感器260之電壓小大約十倍。無數方法可用來在不背離本發明之情況下調整電壓以符合天線網路405之要求。
現在參考圖6，電路600類似於圖5中所繪示之電路500，然而，在電容器265(在圖5中)正阻止輸入匯流排之DC電壓之情況下，圖6中之電路600使用兩個電容器(605、610)來劃分輸入電壓，使得天線網路405被供應半輸入電壓。在某些實施例中，電容器605、610可使一起動電路更易於供電給天線網路405。無電容器605、610之某些實施例可能必須逐漸導通PWM工作週期以適當地供電給天線網路405。電路600之餘項係與關於圖5中所繪示之電路500論述內容相同，其包含使用電感器260與電感器505來減少施加至天線網路405之電壓。
現在參考圖7，電路700類似於圖6中所繪示之電路600，然而，代替使用一電感性分壓器，電路700使用兩個電容器(265、705)來調整至天線網路405之輸入電壓。
現在參考圖8，電路800繪示一全橋式電路，其可用於某些實施例中以將一高電壓轉換為用於天線網路405之一低電壓。全橋式電路800可被視為上文實施例(圖2、圖3A、圖4至圖7)中所論述半橋式電路之一延伸，然而，一第三開關805與一第四開關810可延伸功率位準，使得全匯流排電壓被施加至諧振電路250。更明確言之，上文所闡述半橋式實施例(圖2、圖3A、圖4至圖7)可僅將50%的匯流排電壓施加至諧振電路，而全橋式800可施加100%的匯流排電壓。在某些實施例中，被供應至諧振電路之匯流排電壓越低，控制工作週期越困難，其可藉由添加一預調節器來緩解。類似於上文所闡述實施例，在一項實 施例中，諧振電路250之電感器260與電容器265可經調諧以分別達成針對第一開關220、第二開關225、第三開關805與第四開關810之ZVS。在更多實施例中，天線網路405可被調諧至全橋式電路之切換頻率以最大化功率傳輸。在某些實施例中，如上文所論述，匹配組件(諸如圖6中之電感器505或圖7中之電容器705)可用來調整電路至天線網路405之匹配。
現在參考圖9A至圖9C，繪示各種天線網路組態(905、910、915)。此等天線網路之任意者可代替上文圖1至圖8中或其他實施例中所論述之天線網路405使用。圖9A中之天線網路905具有串聯之一電容器906與一電感器907。網路905可特別用於具有施加至天線網路之一AC電壓源的實施例中。圖9B中之天線網路910具有並聯連接之一電容器911與一電感器912。網路910在一AC電流源被饋入至天線網路中時可為特別有用的。圖9C中之天線網路915可具有與一變壓器917串聯連接之一電容器916。網路915可使用變壓器917來轉換AC電壓以匹配天線網路阻抗。無數天線網路係在本發明之範疇內且可在不背離本發明之情況下被使用。
現在參考圖10，電路1000繪示一諧振半橋式電路，其可用於某些實施例中以將一高電壓轉換為用於一天線網路405之一低電壓。電路1000類似於上文所闡述之其等電路，然而代替將AC電壓饋入至天線網路405，AC電流被饋入至天線網路中。在某些實施例中，諧振電路250經調諧，使得第一開關220與第二開關225分別使用ZVS操作。
現在參考圖11中之電路1100，繪示包含一預調節器1105以移除AC漣波及/或以調變天線網路405輸出功率之一項實施例。相比於上文皆使用單級功率轉換之實施例，此實施例採用預調節器1105，其可在調節功率傳輸量中添加靈活性。在一項實施例中，預調節器1105可包含一預調節器開關1110、一個二極體1115及一電感器1120。其他實 施例可具有不同組件及組態。在某些實施例中，可藉由調變用於反相器電路之DC電壓來達成預調節。在更多實施例中，DC/DC預調節器1105可用來逐步降低電壓以移除線頻漣波並調變饋入至天線驅動器中之DC電壓以控制無線功率傳輸。此等實施例可降低效率並增加功率調節器之成本。
現在參考圖12中之電路1200，另一實施例可採用具有一工作週期演算法以調節來自天線網路405之平均無線傳輸器輸出功率的一電路架構。在此實施例中，如下文更詳細論述，第三開關1205與第四開關1210分別可被添加且分別結合第一開關220與第二開關225使用。
現在參考圖13，在一項實施例中，一工作週期演算法可用於圖12中所闡述之電路1200，其使用在包含第一開關220及第四開關1210之第一開關對與包含第二開關225及第三開關1205之第二開關對之間的無作用(dead)時間來調變遞送至天線網路405之平均功率。波型1320展示第一開關220之閘極電壓；波型1310展示第四開關1210之閘極電壓；波型1325展示第二開關225之閘極電壓；波型1305展示第三開關1205之閘極電壓；且波型1330展示施加至天線網路405之有效電壓(見圖12)。
繼續參考圖13，可見第一開關220與第四開關1210同時導通及關斷。亦可見第二開關225與第三開關1205同時導通及關斷。現在參考圖12中之電路1200，可見當第一開關220與第四開關1210導通時，電流可自全橋式整流器1215、通過第一開關220、通過諧振電路250及天線網路405電路元件並通過第四開關1210。相反地，當第二開關225與第三開關1205接通時，產生一反向電壓電位且電流可自全橋式整流器1215、通過第二開關225、通過諧振電路250及天線網路405電路元件並通過第三開關1205。藉由調節第一開關對與第二開關對之「接通時間」，可控制遞送至天線網路405之平均功率。藉由圖13中之線1330展 示此操作之有效電壓。
繼續參考圖13，亦可見第一與第二開關對之無作用時間(亦稱為關斷時間)係在對立開關對被導通時。例如，在圖13中之最左側位置，第二開關225與第三開關1205接通，而第一開關220與第四開關1210關斷。前進至右側，第二開關225與第三開關1205在時間t1內關斷。在時間t1期間，包含第一開關220與第四開關1210之第一開關對在時間t2內導通，接著關斷。隨後，包含第二開關225與第三開關1205之第二開關對導通，在該時間期間包含第一開關220與第四開關1210之第一開關對關斷。因此，每次僅一開關對接通，且開關對接通之時間係傳輸器電路具有施加至其之功率之時間量，因此調節供應至電路之平均功率。藉由改變每一開關之工作週期，調變施加至諧振網路之平均AC電壓。
現在參考圖14A，繪示採用一相移演算法之另一實施例，該演算法可用來調節遞送至傳輸器網路405之平均功率(見圖12)。波型1420展示第一開關220之閘極電壓，波型1410展示第四開關1210之閘極電壓，波型1425展示第二開關225之閘極電壓，波型1405展示第三開關1205之閘極電壓，且波型1430展示施加至天線網路405之有效電壓(見圖12)。類似於圖13中所應用之演算法，電壓將僅在包含第一開關220與第四開關1210之第一開關對接通時或在包含第二開關225與第三開關1205之第二開關對接通時施加至天線網路405。因此，當第一開關220與第三開關1205接通時，無功率被傳輸。類似地，當第二開關225與第四開關1210接通時，無功率被傳輸。
此外，在某些實施例中，第一開關220與第二開關225可互補切換，第三開關1205與第四開關1210亦可互補切換。更明確言之，在某些實施例中，當第一開關220接通時，第二開關225關斷且類似地，當第三開關1205接通時，第四開關1210可關斷。因此，在一項實施例 中，所有開關皆可以一固定50%工作週期(即，一半時間內接通且一半時間內關斷)操作。代替藉由改變如上文所論述每一開關之工作週期來調變施加至諧振電路的有效AC電壓，AC電壓係藉由改變開關之間的相位延遲進行調變。最大重疊(零相位延遲)產生一最大工作週期及至天線網路405之最大功率。在圖14A中所繪示之一項實施例中，施加至天線網路405之功率之工作週期可藉由調變第一開關220與第三開關1205之間的相位延遲進行控制。
在某些實施例中，一相移控制方法可比其他控制方法更易於在大負載及/或大功率變動中維持ZVS。更明確言之，由於每一開關以50%固定工作週期操作，故更易於實施ZVS技術。其他實施例可使用一不同工作週期演算法來控制遞送至傳輸器網路之功率且在本發明之範疇內。
現在參考圖14B與圖14C，其他實施例可採用替代性電路來達成處於輕負載條件之ZVS，其中工作週期可為小的，使得開關對具有最小重疊。在此等實施例中，可能存在儲存於諧振電路電感器260中之不足能量以使開關220、225、1205、1210之輸出電容(Coss)放電，故可添加其他電路特徵以克服此問題。
例如，圖14B中之電路1450採用諧振電路之一替代性配置，其可改良處於輕負載條件之ZVS。電路1450類似於圖12中之電路1200，然而一第二諧振電路1455與一第三諧振電路1460已被添加至每一切換支線以產生額外電感性電流，從而使每一對應支線之開關之輸出電容(Coss)放電。在某些實施例中，諧振電路1455、1460可類似於諧振電路250，其中其等諧振頻率低於切換頻率。無關乎切換對之負載或相位延遲，每一支線始終以一50%工作週期切換，因此無關乎工作週期控制而分別供能給第二諧振電路1455與第三諧振電路1460。開關之操作與ZVS時序係與圖12中之電路1200中採用的相同，然而電路1450具 有額外的負載獨立能量以確保在所有負載條件下之ZVS。此外，第二諧振電路1455與第三諧振電路1460分別並不具有與其串聯之一天線網路，故其可被設計為比諧振電路250具有更大靈活性。
現在參考圖14C中之電路1480，繪示可改良處於輕負載條件之ZVS之另一替代性實施例。電路1480採用與第一諧振電路250並聯之一額外諧振電路1485。在某些實施例中，諧振電路1485可類似於諧振電路250，其中其等諧振頻率低於切換頻率。在更多實施例中，流過諧振電路1485之電流可由負載或工作週期決定，然而其仍可供應足夠額外電流以達成ZVS。在更多實施例中，開關220、225、1205、1210之操作與ZVS時序可類似於圖12中之電路1200，然而電路1480可具有額外的負載獨立能量以確保在所有負載條件下之ZVS。電路1480可具有比圖14B中之電路1450更少的組件。諧振電路1485可不具有與其串聯之一天線網路，故其可被設計為比諧振電路250具有更大靈活性。
現在參考圖15，繪示一項實施例之一實例性天線線圈1500。天線線圈1500可用於一天線網路(諸如，例如圖12中之天線網路405)中以將電功率無線傳輸至一電子裝置。行動裝置上之一接收器線圈可用來將經無線傳輸之功率轉換為電子電壓與電流。在一項實施例中，天線線圈1500為大約65.5毫米長乘48.5毫米寬，然而天線線圈之尺寸可在其他實施例中變化很大。
現在參考圖16，繪示一諧振半橋式電路1600，其可用於某些實施例中以將一高電壓轉換為用於天線網路405之一低電壓。電路1600類似於上文圖4中所繪示之電路400，然而在電路1600中，電容器410(見圖4)已藉由精心選擇諧振電路250組件電感器1660與電容器1665而消除。電感器1660與電容器1665之精心設計與選擇可導致跨天線網路405施加之適當AC電壓或其可匹配天線網路規格，使得天線網路可跨電感器1660或電容器1665直接連接。
現在參考圖17，繪示一諧振半橋式電路1700，其可用於某些實施例中以將一高電壓轉換為用於天線網路405之一低電壓。電路1700類似於上文圖5中所繪示之電路500，然而在電路1700中，電感器505(見圖5)已藉由精心選擇諧振電路250組件電感器1760與電容器1765而消除。電感器1760與電容器1765之精心設計與選擇可導致跨天線網路405施加之適當AC電壓或其可匹配天線網路規格，使得天線網路可跨電感器1760或電容器1765直接連接。
現在參考圖18，繪示一接收器網路1800之一項實施例。接收器網路1800可被定位在一電子裝置中且可自一天線網路接收經傳輸電磁能量。接收器網路1800可將經接收電磁能量轉換為可用來充電及/或供電給電子裝置之電壓與電流。
在一項實施例中，接收器線圈1805曝露於來自如上文所論述之一傳輸器網路之經傳輸電磁能量。接收器線圈1805可用來在網路1800內產生一AC電壓。在某些實施例中，電容器1810與接收器線圈1805形成一諧振儲槽電路，其可被調諧至傳輸器頻率以改良功率傳輸效率。在更多實施例中，耦合之AC電壓可透過由四個二極體製成之一全波橋式整流器1815轉換為DC電壓。DC電壓可被轉換為其他電壓以為一電池充電或供電給電子電路。
現在參考圖19中之電路1900，在一項實施例中，一DC至DC轉換器1925可被添加至一接收器網路以調節其輸出電壓。在某些實施例中，通過接收器線圈1905之經耦合AC電壓可不恒定，且該電壓可隨諸如磁場強度、接收器線圈與傳輸器線圈之間的距離、負載與線圈位置以及其他因數之因數而改變。因此，整流之DC電壓可變化且本質上未經調節。例如，在一項實施例中，輸出DC電壓可自5伏變化至25伏。在某些實施例中，一未經調節之DC輸出對於負載而言可為過高的，因此諸如DC至DC轉換器1925之一電路可用來調節其。
現在參考圖20中所繪示之電路2000，某些實施例可藉由運用包括四個固態開關之一同步開關組2025來替換一個二極體橋式整流器(例如，圖18中之整流器1815)以改良一接收器網路之效率。具有一低接通電阻之開關組2025之使用可減少歸因於跨二極體橋中之二極體之相對較大的電壓降之損耗。在某些實施例中，開關組2025中之開關可在電流自源極流過其等內接二極體至汲極時導通，且在自其等源極流至其等汲極之電流減少至零或電流方向被倒轉、自其等汲極流至其等源極時關斷。在更多實施例中，同步開關組2025可減少兩個二極體壓降(即，1伏)，其可在DC輸出為10伏時改良效率達大約10%。然而，在某些實施例中，一同步整流器仍可產生一未經調節DC輸出。若要求一經調節輸出電壓，則此等實施例可使用一DC/DC轉換器，諸如圖19中所繪示之轉換器1925。
現在參考圖21A與圖21B，在某些實施例中，如下文更詳細論述，一接收器網路可採用一或多個雙向開關2105、2107。一雙向開關為一開關或開關組合，其在處於一接通狀態時啟用任一方向上之電流之傳導且在處於一關斷狀態時阻止任一方向上之電流之傳導。在一項實施例中，如圖21A與圖21B中所繪示，可藉由背對背連接一第一單開關2110與一第二單開關2115來製成一雙向開關2105，其中源極端子共有。如圖21B中所繪示，更多實施例可藉由背對背連接一第一單開關2110與一第二單開關2115來製成一雙向開關2107，其中汲極端子共有。在某些實施例中，開關2105、2107中之一或多者可為基於矽的。在更多實施例中，特別當用於高頻率及/或高電壓應用中時，開關2105、2107可為基於GaN的。
現在參考圖22，在某些實施例中，一接收器網路電路2200可具有與一同步整流器2220組合之兩個雙向開關2210、2215以調節DC輸出。在一項實施例中，當輸出電壓下降至低於一設定低電壓臨限值 時，開關2210、2215與2220可像一正常同步整流器一樣進行操作。然而，當輸出電壓上升至高於一設定高電壓臨限值時，雙向開關2210、2215可關斷，並阻止AC線圈電壓到達輸出電容器。雙向開關2210、2215可保持關斷，直至DC輸出減少至低於設定高電壓臨限值為止，接著正常同步模式可被重新接合。此實施例可移除具有一單獨的DC/DC轉換器之需要，且可改良效率並節省成本。
相比於在電路之頂部具有雙向開關2210、2215之圖22中的電路2200，圖23中所繪示之接收器網路電路2300在接收器網路電路2300之底部具有雙向開關2310、2315。接收器網路電路2300亦具有一同步整流器2320。在更多實施例中，如圖24中所繪示，雙向開關2410、2415可被實施在接收器網路電路2400之一第一支線2420上。
現在參考圖25，在更多實施例中，一接收器網路電路2500可採用一單級調節架構來調節輸出電壓。此等實施例可不採用一同步整流器且可用雙向開關2410、2415替換通常用於一全橋式整流器中之四個二極體中之二者。雙向開關2410、2415可按需要啟用或停用整流器以控制輸出功率並調節DC電壓。無數其他方法可用於輸出功率調節且在本發明之範疇內。
整合與共封裝
現在參考圖26，在某些實施例中，一或多個電子組件可被整合於一單個電子封裝2600內(即，共封裝)。在一項實施例中，類似於圖4中之電路400之半橋式電路的一部分可藉由將第一開關220與第二開關225放置在封裝2600中而共封裝。在更多實施例中，第一開關220與第二開關225可各自具有外部源極、閘極及汲極連接。一外部連接可為在封裝2600外作出之一電氣連接，諸如至另一電路板之一焊料連接。在其他實施例中，第一開關220與第二開關225可具有外部閘極連接，然而源極與汲極連接中之一或多者可在封裝2600內，從而形成一 切換節點連接。在某些實施例中，切換節點亦可具有一外部連接。
在某些實施例中，電子封裝2600可為被稱為一有機多晶片模組之器件。一有機基板2650(諸如但不限於一印刷電路板)可用作用於開關220、225及其他組件之一基座且亦可在封裝內之裝置之間及/或在裝置與封裝2600被安裝至其之系統之間提供電氣互連。在某些實施例中，一或多個裝置可運用一導電材料(諸如但不限於焊料或導電環氧樹脂)附接至基板。在某些實施例中，電子裝置可運用線接合而電連接至基板及/或彼此連接，而在更多實施例中可使用覆晶晶片裝置、導電柱或其他電氣互連線。一電絕緣灌封化合物2655可被模製於基板上及電氣裝置周圍以提供環境保護。
在更多實施例中，晶粒220、225可各自具有單片整合於晶粒上之一驅動器。即，第一開關220可具有安置於一單式單片晶粒上之一第一驅動器電路。類似地，第二開關225可具有安置於一單式單片晶粒上之一第二驅動器電路。在更多實施例中，被動組件(諸如電阻器、電容器、電感器及類似者)亦可被安裝至基板2650。在又更多實施例中，額外主動組件(諸如二極體、一控制器晶粒或其他裝置)可被安裝至基板。
在某些實施例中，特別在高頻率應用中，共封裝與單片整合可透過封裝與組件互連線寄生之消除而達成經改良電氣效能。所有導體與電氣組件擁有寄生元件。例如，一電阻器經設計以擁有電阻，但亦將擁有不必要的寄生電容。類似地，一導體經設計以傳導一電氣信號，但亦將擁有不必要的寄生電阻與電感。寄生元件引起傳播延遲與阻抗錯配，其限制轉換器之操作頻率。因此，電子組件之間的導體與互連線結構之消除及/或最小化會消除/最小化限制轉換器之最大操作頻率的寄生元件。
現在參考圖27，以一不同封裝組態展示第一開關220與第二開關 225，該組態可被稱為一無導線晶片載體或一四方扁平無導線封裝2700。第一開關220與第二開關225係使用如上文所論述方法分別安裝至第一襯墊2710與第二襯墊2720。如上文所論述，可作出自第一開關220與第二開關225至第一襯墊2710(晶粒之間)、至第二襯墊2720及/或周邊連接件2725之電氣連接。第一襯墊2710、第二襯墊2720及周邊連接件2725可為運用一電絕緣模化合物包覆模製之導線框材料。第一開關220與第二開關225可具有如上文所論述之單片整合驅動器電路。在更多實施例中，其他被動或主動組件亦可被整合至如上文所論述之封裝2700中。在一項實施例中，可藉由將兩個封裝2700安裝於一電路板上而製成一全橋式電路。在更多實施例中，封裝2600(見圖26)或封裝2700可含有四個單獨的開關，使得一全橋式轉換器必需之所有開關係在一單個電子封裝內。在其他實施例中，一控制晶粒及其他主動器件亦可被整合於封裝2700內。
在前述說明書中，本發明之實施例已參考可在實施方案間變化之眾多特定細節進行闡述。說明書與圖式應(相應地)以一闡釋性而非一限制性意義看待。作為一實例，各種實施例可將相同參考符號用於電路元件，然而電路元件其等自身可不為相同的。一項特定實例係關於天線網路。圖4與圖6二者皆將符號405用於天線網路，然而其並不意指圖4中之天線網路係與圖6中之天線網路相同，其僅繪示一天線網路存在於兩個實施例中。本發明之範疇之唯一且排外的指示項，及由申請者期望為本發明之範疇之內容為自本申請案以申請專利範圍組(包含任何後續校正)發證之特定形式發證之此等申請專利範圍的文字及等效範疇。此外，本發明之範疇並不限於實施方案之一特定方法。即，本文所闡述之電路、控制演算法及封裝設計並非旨在為限制性實例，而為闡釋性實例。

Claims (19)

  1. 一種無線功率傳輸電路，其包括：一電壓源，其具有第一與第二輸出端子；一第一固態開關，其具有一對第一功率端子與一第一閘極端子，該對第一功率端子連接於該第一輸出端子與一切換節點之間；一第二固態開關，其具有一對第二功率端子與一第二閘極端子，該對第二功率端子連接於該切換節點與該第二輸出端子之間；一天線網路，其耦合至該切換節點且經組態以依一第一頻率傳輸電能；一諧振電路，其耦合至該切換節點且經組態以依低於該第一頻率之一第二頻率諧振；一交流(AC)電壓分壓器電路，其耦合至該諧振電路且經組態以減少供應至該天線網路之一AC電壓；及一控制器，其耦合至該等第一與第二閘極端子且經組態以操作該等第一與第二固態開關，使得該等第一與第二固態開關調節來自該電壓源之功率以依該第一頻率驅動該天線網路，該第一頻率與該諧振電路相互作用，以在該切換節點處產生相移電壓及電流信號，從而使該等第一與第二固態開關能夠以零電壓切換操作。
  2. 如請求項1之無線功率傳輸電路，其中該諧振電路包含一電容器及一電感器。
  3. 如請求項2之無線功率傳輸電路，其中該等第一與第二固態開關係基於GaN之場效應電晶體。
  4. 如請求項3之無線功率傳輸電路，其中該電壓源在該等第一與第二輸出端子處供應100伏或更大之一電壓。
  5. 如請求項3之無線功率傳輸電路，其中該第一頻率為1兆赫茲或更大。
  6. 如請求項1之無線功率傳輸電路，其中在該第一對功率端子具有跨其之大約0伏之後，該第一固態開關藉由該控制器導通。
  7. 如請求項1之無線功率傳輸電路，其中在該第一對功率端子具有跨其之大約0伏且該第一固態開關之一輸出電容(Coss)被放電之後，該第一固態開關係藉由該控制器導通。
  8. 如請求項1之無線功率傳輸電路，其中該天線網路經組態以依該第一頻率諧振。
  9. 如請求項1之無線功率傳輸電路，其進一步包括：一第三固態開關，其具有一對第三功率端子與一第三閘極端子，該對第三功率端子連接於該第一輸出端子與一第二切換節點之間；及一第四固態開關，其具有一對第四功率端子與一第四閘極端子，該對第四功率端子連接於該第二切換節點與該第二輸出端子之間；其中該天線網路與該諧振電路連接於該切換節點與該第二切換節點之間；且其中該控制器耦合至該第三與該第四閘極端子。
  10. 如請求項9之無線功率傳輸電路，其進一步包括一第二諧振電路，其被安置於該切換節點與該第二切換節點之間且與該諧振電路並聯連接。
  11. 如請求項9之無線功率傳輸電路，其進一步包括：一第二諧振電路，其與該第二開關並聯耦合且連接於該切換 節點與該第二輸出端子之間；及一第三諧振電路，其與該第四開關並聯耦合且連接於該第二切換節點與該第二輸出端子之間。
  12. 一種操作一無線功率傳輸電路之方法，該方法包括：運用具有一第一與一第二輸出端子之一電壓源來將功率供應至該電路；將一第一閘極控制信號傳輸至一第一驅動器電路，據此回應，該第一驅動器電路將一第一閘極驅動信號傳輸至一第一固態開關之一閘極，該第一固態開關具有連接於該第一輸出端子與一切換節點之間的一對第一功率端子；將一第二閘極控制信號傳輸至一第二驅動器電路，據此回應，該第二驅動器電路將一第二閘極驅動信號傳輸至一第二固態開關之一閘極，該第二固態開關具有連接於該第二輸出端子與該切換節點之間的一對第二功率端子；操作傳輸該等第一與第二閘極控制信號之一控制器，使得該等第一與第二固態開關以一第一頻率導通及關斷，從而調節遞送至該切換節點之交流(AC)電壓；供能給耦合至該切換節點之一諧振電路，使得該諧振電路以一第二頻率諧振，該第二頻率在該切換節點處產生相移電壓與電流信號，從而使該等第一與第二固態開關能夠以零電壓切換操作；以耦合至該諧振電路之一AC電壓分壓器電路將遞送至該切換節點之該AC電壓分壓，使得產生一經減少之AC電壓；及以該第一頻率驅動耦合至該電壓分壓器之一天線網路，該天線網路具有來自該AC電壓分壓器之該經減少之AC電壓，使得電能係自該天線輻射。
  13. 如請求項12之方法，其中該諧振電路以低於該第一頻率之一第二頻率諧振。
  14. 如請求項12之方法，其中零電壓切換包含在導通該第一開關之前將跨該對第一功率端子之一電壓電位減少至大約零。
  15. 如請求項12之方法，其中該等第一與第二開關係基於GaN之場效應電晶體。
  16. 如請求項15之方法，其中該等第一與第二開關以處於或高於1兆赫茲之頻率操作。
  17. 如請求項15之方法，其中該等第一與第二開關以處於或高於100伏之電壓操作。
  18. 如請求項12之方法，其進一步包括：將一第三閘極控制信號傳輸至一第三驅動器電路，據此回應，該第三驅動器電路將一第三閘極驅動信號傳輸至一第三固態開關之一閘極，該第三固態開關具有連接於該第一輸出端子與一第二切換節點之間的一對第三功率端子；將一第四閘極控制信號傳輸至一第四驅動器電路，據此回應，該第四驅動器電路將一第四閘極驅動信號傳輸至一第四固態開關之一閘極，該第四固態開關具有連接於該第二輸出端子與該第二切換節點之間的一對第四功率端子。
  19. 如請求項18之方法，其進一步包括供能給一第二諧振電路，該電路被安置於該切換節點與該第二切換節點之間、與該諧振電路並聯連接。
TW104131925A 2014-09-25 2015-09-25 無線功率傳輸電路及操作其之方法 TWI632756B (zh)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201462055191P 2014-09-25 2014-09-25
US62/055,191 2014-09-25
US14/588,102 US9276413B1 (en) 2014-09-25 2014-12-31 Soft switched single stage wireless power transfer
US14/588,102 2014-12-31

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201618423A TW201618423A (zh) 2016-05-16
TWI632756B true TWI632756B (zh) 2018-08-11

Family

ID=55360078

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW104131925A TWI632756B (zh) 2014-09-25 2015-09-25 無線功率傳輸電路及操作其之方法
TW107115717A TWI644498B (zh) 2014-09-25 2015-09-25 無線功率傳輸電路及操作其之方法

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW107115717A TWI644498B (zh) 2014-09-25 2015-09-25 無線功率傳輸電路及操作其之方法

Country Status (3)

Country Link
US (3) US9276413B1 (zh)
TW (2) TWI632756B (zh)
WO (1) WO2016049372A1 (zh)

Families Citing this family (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20190089183A9 (en) * 2013-10-23 2019-03-21 Apple Inc. Transmitter and receiver communication for inductive power transfer systems
US9673784B2 (en) 2013-11-21 2017-06-06 Apple Inc. Using pulsed biases to represent DC bias for charging
RU2565664C1 (ru) * 2014-07-15 2015-10-20 Самсунг Электроникс Ко., Лтд. Способ управления в системах беспроводной передачи мощности
US9571093B2 (en) 2014-09-16 2017-02-14 Navitas Semiconductor, Inc. Half bridge driver circuits
US9537338B2 (en) 2014-09-16 2017-01-03 Navitas Semiconductor Inc. Level shift and inverter circuits for GaN devices
US9276413B1 (en) 2014-09-25 2016-03-01 Navitas Semiconductor, Inc. Soft switched single stage wireless power transfer
GB2535976C (en) * 2015-02-02 2017-03-29 Drayson Tech (Europe) Ltd Inverter for inductive power transfer
JP6485198B2 (ja) * 2015-05-12 2019-03-20 Tdk株式会社 共振インバータおよび共振型電源装置
US10186908B2 (en) * 2015-08-04 2019-01-22 Ningbo Weie Electronic Technology Co., Ltd. Efficient power transmitting terminal, contactless power transmission device and power transmission method
CN105186720B (zh) * 2015-10-24 2017-12-26 宁波微鹅电子科技有限公司 一种发射线圈结构及应用其的无线电能发射端
US9831867B1 (en) 2016-02-22 2017-11-28 Navitas Semiconductor, Inc. Half bridge driver circuits
US9762219B1 (en) * 2016-04-06 2017-09-12 Texas Instruments Incorporated Circuitry and methods for operating a switched driver
KR101846954B1 (ko) * 2016-06-13 2018-04-10 주식회사 맵스 임피던스 변화에 자동 조정 가능한 무선 전력 송신기
DE102016114941A1 (de) * 2016-08-11 2018-02-15 Technische Hochschule Ingolstadt System und Verfahren zur induktiven Energieübertragung
US10601250B1 (en) 2016-09-22 2020-03-24 Apple Inc. Asymmetric duty control of a half bridge power converter
US10742071B2 (en) 2017-01-19 2020-08-11 Qualcomm Incorporated Wireless power transfer for stationary applications
JP6565943B2 (ja) * 2017-01-23 2019-08-28 トヨタ自動車株式会社 送電装置及び電力伝送システム
US10315526B2 (en) 2017-01-25 2019-06-11 Witricity Corporation Switched-capacitor power ramping for soft switching
US10978899B2 (en) 2017-02-02 2021-04-13 Apple Inc. Wireless charging system with duty cycle control
CN106655845A (zh) * 2017-03-13 2017-05-10 中惠创智（深圳）无线供电技术有限公司 串联谐振电路及电源
WO2018169520A1 (en) 2017-03-14 2018-09-20 University Of Tennessee Research Foundation Single-stage transmitter for wireless power transfer
US10461651B2 (en) * 2017-12-05 2019-10-29 Abb Schweiz Ag Soft-switching power converters using air-core resonant inductor
FR3082684B1 (fr) * 2018-06-14 2020-05-22 Thales Convertisseur ac-dc
CN108964291A (zh) * 2018-08-29 2018-12-07 广西电网有限责任公司电力科学研究院 动态解耦调节输出功率的无线电能传输系统及其控制方法
JP7414405B2 (ja) * 2019-05-23 2024-01-16 キヤノン株式会社 制御システムおよび制御方法
EP3767658B1 (en) * 2019-07-18 2022-06-08 ABB Schweiz AG Switch for mv or hv traction line test device
CN110460165B (zh) * 2019-07-30 2021-04-23 中国科学技术大学 一种无线充电发射器及其控制方法
US11799384B2 (en) 2020-01-28 2023-10-24 International Business Machines Corporation Power converter with co-packaged secondary field effect transistors (FETs)
US11424684B2 (en) 2020-06-10 2022-08-23 Apple Inc. High performance two stage power converter with enhanced light load management
KR20220043707A (ko) * 2020-09-29 2022-04-05 삼성전자주식회사 무선 충전 시스템을 위한 새로운 pwm 방식
US11647612B2 (en) 2020-11-23 2023-05-09 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. High-density integrated power electronic assembly including double-sided cooling structure
GB2601742B (en) * 2020-12-03 2024-04-24 Dyson Technology Ltd A drive circuit

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6160374A (en) * 1999-08-02 2000-12-12 General Motors Corporation Power-factor-corrected single-stage inductive charger
US6934167B2 (en) * 2003-05-01 2005-08-23 Delta Electronics, Inc. Contactless electrical energy transmission system having a primary side current feedback control and soft-switched secondary side rectifier
US20110254377A1 (en) * 2010-04-08 2011-10-20 Qualcomm Incorporated Wireless power transmission in electric vehicles
US20130033118A1 (en) * 2011-08-04 2013-02-07 Witricity Corporation Tunable wireless power architectures
US20130300210A1 (en) * 2011-01-26 2013-11-14 Murata Manufacturing Co., Ltd. Power transfer system

Family Cites Families (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4814962A (en) * 1988-05-27 1989-03-21 American Telephone And Telegraph Company, At&T Bell Laboratories Zero voltage switching half bridge resonant converter
US5808879A (en) 1996-12-26 1998-09-15 Philips Electronics North America Corporatin Half-bridge zero-voltage-switched PWM flyback DC/DC converter
AU1789899A (en) * 1997-12-05 1999-06-28 Auckland Uniservices Limited Supply of power to primary conductors
WO2005106901A2 (en) * 2004-05-04 2005-11-10 Philips Intellectual Property & Standards Gmbh A wireless powering device, an energizable load, a wireless system and a method for a wireless energy transfer
US7782633B2 (en) * 2004-08-27 2010-08-24 Hokushin Denki Co., Ltd. Non-contact power transmission device
US8693213B2 (en) * 2008-05-21 2014-04-08 Flextronics Ap, Llc Resonant power factor correction converter
US8957549B2 (en) * 2008-09-27 2015-02-17 Witricity Corporation Tunable wireless energy transfer for in-vehicle applications
US8643326B2 (en) * 2008-09-27 2014-02-04 Witricity Corporation Tunable wireless energy transfer systems
US8923015B2 (en) * 2008-11-26 2014-12-30 Auckland Uniservices Limited Primary-side power control for inductive power transfer
JP5417907B2 (ja) * 2009-03-09 2014-02-19 セイコーエプソン株式会社 送電制御装置、送電装置、受電制御装置、受電装置、電子機器および無接点電力伝送システム
CN101572490B (zh) 2009-06-15 2012-05-30 浙江大学 零电压开关反激式直流-直流电源转换装置
EP2684286A2 (en) * 2011-03-11 2014-01-15 Utah State University Method and apparatus for controlling lcl converters using asymmetric voltage cancellation techniques
WO2012129273A1 (en) * 2011-03-22 2012-09-27 Access Business Group International Llc System and method for improved control in wireless power supply systems
US20140333150A1 (en) * 2012-01-26 2014-11-13 Pioneer Corporation Power transmitting apparatus and power transmitting method
JP5997456B2 (ja) * 2012-02-17 2016-09-28 学校法人慶應義塾 無線給電装置
JP6008672B2 (ja) * 2012-09-26 2016-10-19 ローム株式会社 ワイヤレス受給電装置、ワイヤレス受電機器、およびワイヤレス給電機器
US20140191568A1 (en) * 2013-01-04 2014-07-10 Mojo Mobility, Inc. System and method for powering or charging multiple receivers wirelessly with a power transmitter
US9755534B2 (en) * 2013-02-14 2017-09-05 Nuvolta Technologies, Inc. High efficiency high frequency resonant power conversion
GB2526444C (en) * 2013-02-15 2020-09-23 Murata Manufacturing Co Wireless power supply apparatus
CN103746462B (zh) * 2013-07-11 2016-01-20 重庆米亚车辆技术有限公司 一种用于无线电能传输的双边lcc补偿网络及其调谐方法
JP5889249B2 (ja) * 2013-07-12 2016-03-22 東芝テック株式会社 電力伝送装置、電力伝送装置用の送電装置
WO2015008506A1 (ja) * 2013-07-19 2015-01-22 株式会社Ihi 給電装置及び非接触給電システム
CN104426246B (zh) * 2013-09-04 2019-04-19 恩智浦美国有限公司 具有宽输入电压范围的无线电力发射器及其操作方法
DE112014004142B4 (de) * 2013-09-10 2021-10-21 Efficient Power Conversion Corporation Topologie im Hochleistungsspannungsbetrieb der Klasse D
KR102108546B1 (ko) * 2013-09-16 2020-05-11 삼성전자주식회사 안정적인 무선 전력 전송을 위해 격리도가 향상된 공진기 장치
US20150180266A1 (en) * 2013-12-23 2015-06-25 Cambridge Silicon Radio Limited Wireless charging optimization
JP6326135B2 (ja) * 2014-06-13 2018-05-16 株式会社東芝 駆動装置およびその方法、ならびに無線電力伝送装置
RU2565664C1 (ru) * 2014-07-15 2015-10-20 Самсунг Электроникс Ко., Лтд. Способ управления в системах беспроводной передачи мощности
US9276413B1 (en) 2014-09-25 2016-03-01 Navitas Semiconductor, Inc. Soft switched single stage wireless power transfer
US10186908B2 (en) * 2015-08-04 2019-01-22 Ningbo Weie Electronic Technology Co., Ltd. Efficient power transmitting terminal, contactless power transmission device and power transmission method

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6160374A (en) * 1999-08-02 2000-12-12 General Motors Corporation Power-factor-corrected single-stage inductive charger
US6934167B2 (en) * 2003-05-01 2005-08-23 Delta Electronics, Inc. Contactless electrical energy transmission system having a primary side current feedback control and soft-switched secondary side rectifier
US20110254377A1 (en) * 2010-04-08 2011-10-20 Qualcomm Incorporated Wireless power transmission in electric vehicles
US20130300210A1 (en) * 2011-01-26 2013-11-14 Murata Manufacturing Co., Ltd. Power transfer system
US20130033118A1 (en) * 2011-08-04 2013-02-07 Witricity Corporation Tunable wireless power architectures

Also Published As

Publication number Publication date
TW201830828A (zh) 2018-08-16
US9276413B1 (en) 2016-03-01
TWI644498B (zh) 2018-12-11
US10424970B2 (en) 2019-09-24
TW201618423A (zh) 2016-05-16
US10008884B2 (en) 2018-06-26
US20190115788A1 (en) 2019-04-18
WO2016049372A1 (en) 2016-03-31
US20160164346A1 (en) 2016-06-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI632756B (zh) 無線功率傳輸電路及操作其之方法
US9621044B2 (en) Zero voltage soft switching scheme for power converters
US9391535B2 (en) Received power conversion device for resonant wireless charging system
US10186911B2 (en) Boost converter and controller for increasing voltage received from wireless power transmission waves
JP6319995B2 (ja) 集積回路パッケージおよびスイッチモードパワーコンバータ
US9800172B1 (en) Integrated rectifier and boost converter for boosting voltage received from wireless power transmission waves
JP2019036756A (ja) 集積回路パッケージ
JP2014099610A5 (zh)
WO2013076936A1 (ja) 発電システムおよび無線電力伝送システム
CN103944424B (zh) 供用于功率转换器中的接收电路
US10148127B2 (en) Wireless power transmitting apparatus and method thereof
US20170207706A1 (en) Wireless power-feeding apparatus
CN105811773B (zh) 减小与同步整流mosfet相关联的开关损耗
KR101382949B1 (ko) 무선전력 수신장치 및 무선전력 전송 시스템
US20180226834A1 (en) An Inductive Power Receiver
JP2017539194A (ja) 誘導受電器
US10158280B2 (en) Signal generation circuit
CN116345716A (zh) 一种适用于e类主动整流器发射端的自适应谐振网络
US20140313783A1 (en) Integrated switching power supply device and electric apparatus
KR101818591B1 (ko) 무선전력 수신장치 및 무선전력 전송 시스템