[发明专利]一种用于无线充电的单级AC-DC稳压器

说明书

本发明公开一种用于无线充电的单级AC‑DC稳压器，包括电感L、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电阻R、场效应管(M1、M2、M3、M4)、比较器(CMP1、CMP2、CMP3)、误差放大器EA、电压感应电路、数字控制器、启动电路和三角波发生器。该AC‑DC稳压器中采用四个场效应管替代由四个二极管组成的传统全桥整流器，并与控制电路结合，既可以工作在充电模式下，又可以工作在零模工作模式下，在零模工作模式下，负载不再被充电，一个续流通路在接收端形成，可以反射一个高的等效阻抗来限制发射端的电流，零模下的功率损耗大大降低，该稳压器省去传统的通讯模块和二级的DC‑DC转换器，效率大幅提升。

技术领域

本发明涉及无线充电技术领域，特别是涉及一种用于无线充电的单级AC- DC稳压器。

背景技术

最近，无线充电市场需求正快速增长。由于大部分无线充电标准(例如QI) 需要充电器提供一个稳定的直流电压，因此输出电压的稳压成为了无线充电系统最重要的功能。电压的调整可以在发射端或者接收端获得。对于前者，系统需要增加一个数据通信模块，这也增加了系统设计的复杂度。对于后者，传统的方案需要一个两级的调整器，包括整流电路和降压电路。降压电路可以是线性稳压器，这会导致在高压差的情况下效率很低；也可以是DC-DC转换器，这带来电感器件很难被集成到芯片内部。目前，一种谐振调节整流器(3R)解决上述一些问题，但是该系统中的被动整流器拉低了系统的效率。

发明内容

本发明实施例提供一种用于无线充电的单级AC-DC稳压器，采用四个功率场效应管和控制电路，通过积分循环算法使四个场效应管既可以工作在充电模式下，又可以工作在零模，省去传统的通讯模块和二级的DC-DC转换器，效率大幅提升。

一种用于无线充电的单级AC-DC稳压器，包括电感L、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电阻R、场效应管M1、场效应管M2、场效应管M3、场效应管M4、比较器CMP1、比较器CMP2、比较器CMP3、误差放大器EA、电压感应电路、数字控制器、启动电路和三角波发生器，电感L与电容C4串联后连接于场效应管M1的源极与场效应管M2的漏极之间，场效应管M1的漏极和场效应管M2的源极均连接至调整电压Vreg，场效应管M1的源极连接至场效应管M3的源极，场效应管M2的漏极连接至场效应管M4的漏极，场效应管M3的漏极与场效应管M4的源极均接地，电容C1的一端连接至调整电压Vreg、另一端接地，比较器CMP1的同相输入端连接至场效应管M3的源极、反相输入端接地、输出端连接至场效应管M3的栅极，比较器CMP2的同相输入端连接至场效应管M4的漏极、反相输入端接地、输出端连接至场效应管M4的栅极，电压感应电路的输入端连接至调整电压Vreg，电压感应电路的一个反馈输出端连接至启动电路、另一个反馈输出端连接至误差放大器EA的反相输入端，启动电路的另一个输入端连接至阈值电压Vth，误差放大器EA 的同相输入端连接至基准电压Vref，误差放大器EA的输出端连接至比较器 CMP3的反相输入端，比较器CMP3的同相输入端连接至三角波发生器，电容 C2的一端连接至误差放大器EA的反相输入端、另一端连接至误差放大器EA 的输出端，电容C3与电阻R串联后与电容C2并联，启动电路的输出端及比较器CMP3的输出端均连接至数字控制器的输入端，数字控制器的四个输出端分别连接至场效应管M1的栅极、场效应管M2的栅极、比较器CMP1的使能端及比较器CMP2的使能端。

优选地，场效应管M1和场效应管M2均为P沟道MOSFET，场效应管 M3和场效应管M4均为N沟道MOSFET。

本发明的用于无线充电的单级AC-DC稳压器中采用四个场效应管替代由四个二极管组成的传统全桥整流器，并与控制电路结合，既可以工作在充电模式下，又可以工作在零模工作模式下，在零模工作模式下，负载不再被充电，一个续流通路在接收端形成，可以反射一个高的等效阻抗来限制发射端的电流，零模下的功率损耗大大降低，该稳压器省去传统的通讯模块和二级的DC-DC 转换器，效率大幅提升。

附图说明