[发明专利]一种LC谐振频率搜索电路及搜索方法

说明书

技术领域

本发明属于模拟与数字混合信号集成电路技术领域，尤其涉及一种LC谐振频率搜索电路及搜索方法。

背景技术

在电磁感应式能量传输电路中，电磁波发射线圈必须工作在谐振步骤，这样才能高效率地传输能量。为了保证谐振频率准确，现有技术主要采取的措施有如下几种方式：

第一种，从现有的商品LC器件中用高精度仪器人工筛选参数基本一致的器件，例如用精密电桥在现有商品LC器件中挑选合格品，使器件参数值的误差在1％以内，以确保系统谐振频率误差在2.5％以内，这种方法常用于实验室研究和小规模生产。

第二种，委托器件厂商生产高精度的专用LC器件，这种方法需要改进现有生产工艺，增加测试设备，成本较高，但利于大规模生产。

第三种，在PCB板上预留焊盘和空间，在生产线上用电容串并联的方法现场匹配，例如用一个正误差的L与一个负误差的C组合成一个满足要求的谐振频率，或者用调整磁芯位置的方法调整谐振频率，这种方法需要增加工位，而且降低了生产效率，适于小批量生产。

上面常见的三种方案中：方案一虽然简单易于实现，但目前商品化电容和电感的最高标称精度只有5％，需要从大量LC器件中筛选合格的器件，还要处理大批量不合格的器件，费时费力，成本太高；方案二需要定做高精度的LC器件，虽然能保证质量，但提高了成品成本，降低了市场竞争力；方案三需要增加流水线上的工位，降低了生产效率，产品一致性差。

因此，目前的方案均不适用于克服线路板上的寄生电抗引起的谐振频率偏移，也不能消除LC参数随温度变化引起的谐振频率偏移，现有技术难以满足大批量低成本的生产需要。

发明内容

本发明的目的是把LC的参数容限放宽10倍以上，同时补偿线路板上寄生电容和寄生电感对谐振频率的影响以及LC谐振回路的参数随温度变化引起的谐振频率偏移，从而降低生产成本、简化生产工序、延长电路的使用寿命。

本发明公开一种LC谐振频率搜索电路，其中，包括：

谐振回路，设有一电感与一电容串联连接；

调幅检波器，其输入端连接在所述谐振回路的电感与电容之间，用于采集振荡信号并检出高频幅度调制载波信号的外包络；

数据采集和记录电路，用于在不同时间采集所述调幅检波器输出的信号幅度并记录；

比较、判决和控制电路，接收并记录所述数据采集和记录电路的输出信号幅度，所述比较、判决和控制电路的输出端连接一用于产生不同频率的振荡信号的可编程频率合成器以及所述数据采集和记录电路，所述比较、判决和控制电路不断改变所述可编程频率合成器的输出信号频率，使所述数据采集和记录电路输出新的信号幅度，所述比较、判决和控制电路不断重复将已记录信号和所述数据采集和记录电路输出的新信号进行电平比较，直至锁定所述可编程频率合成器的第一输出频率，所述第一输出频率使所述谐振回路的振荡幅度入信号幅度最大；

栅极驱动器，根据所述可编程频率合成器输出的振荡信号确定驱动频率，所述栅极驱动器驱动导通的时间由一控制信号控制；

电流开关，其连接直流电压，用于根据所述栅极驱动器输出的信号将所述直流电压转换成高频脉冲电流，并将所述高频脉冲电流输送给所述谐振回路。

上述的自动搜索电路，其中：所述调幅检波器为包络检波电路，用于对幅度调制载波信号进行解调。

上述的自动搜索电路，其中：所述数据采集和记录电路为多路采样保持器，用于对同一信号源幅度在不同时间分别进行采集并记录。

上述的自动搜索电路，其中：比较、判决和控制电路包括：

顺序比较器，用于对所述多路采样保持器多条通路输出的信号按时间顺序相互进行电平的比较；

判决和控制逻辑电路，其输入端连接所述顺序比较器，所述判决和控制逻辑电路输出二进制数据以控制所述可编程频率合成器达到第一输出频率。

上述的自动搜索电路，其中：可编程频率合成器为可编程控制振荡器，用于根据所述判决和控制逻辑电路输出的二进制数据产生不同频率的振荡信号。

上述的自动搜索电路，其中：所述栅极驱动器用于产生脉冲宽度调制信号，所述电流开关为半桥电路。

上述的自动搜索电路，其中：所述栅极驱动器用于产生移相驱动信号，所述电流开关为全桥电路。

根据本发明的另一个方面，一种LC谐振频率搜索方法，通过比较、判决和控制电路的输出频率控制可编程频率合成器的输出频率以锁定LC谐振频率，其中，包括如下步骤：