[发明专利]无线能量传输接收电路及应用该电路的无线能量传输系统

说明书

本发明涉及一种无线能量传输接收电路及应用该电路的无线能量传输系统，其中的无线能量传输接收电路通过利用具有全波整流器和倍压器两种工作模式的可重构整流器、能够调节感应电压输出大小的预整流调节器，以及控制单元，拓宽了负载调节范围，并提高了无线能量接收效率，从而提高无线能量传输系统的传输效率，能量损失少，不需要采用大尺寸芯片封装和散热片，体积小，制造成本较低，且集成度高，能够满足应用需求。

技术领域

本发明涉及无线能量传输领域，特别涉及一种无线能量传输接收电路及应用该电路的无线能量传输系统。

背景技术

随着无线互联、电磁谐振和电力电子技术的大力发展，无线能量传输技术目前已经成为一个研究的热点领域，特别是无线能量传输设备的便携性和安全性，越来越多地得到人们的重视和青睐，由此无线能量传输技术被美国《技术评论》杂志评选为未来十大科研方向之一。

依靠无线能量传输技术，智能手机、平板电脑、数码相机和手环手表等消费型电子产品终将会完全摆脱电源线的束缚，电子产品领域将全面开启普及无线能量传输技术的浪潮。而无线能量传输技术中，无线能量传输的效率和距离是关注和研究的重点。其中，为解决无线能量传输的距离的问题，2007年，麻省理工学院Marin Soljacic等人提出了磁耦合共振式的无线能量传输技术，利用非辐射性磁耦合，使得两个相同频率的谐振线圈之间产生很强的相互耦合，由此较好地解决了传统磁感应式无线能量传输距离较近的问题。

但是，无线能量传输的低效率仍然是阻碍无线能量传输技术大规模推广的最大阻碍因素，尤其是无线能量传输接收电路的接收效率大大制约了整个无线能量传输系统的传输效率。且现有的无线能量传输接收电路普遍存在接收效率较低、能量损耗较大的缺点。而且，损耗的能量会转化为热量，从而导致系统温度急剧提高，使系统性能恶化。因此，为了散热以保证系统性能，现有无线能量传输接收电路还必须采用更大的芯片封装尺寸和散热片，致使极大地增加了接收机的体积和制造成本，并降低集成度。

故，如何提升接收机效率成为目前无线能量传输技术中最亟需解决的问题。

发明内容

为解决上述现有技术的缺点和不足，作为本发明的其中一目的，本发明提供了一种无线能量传输接收电路，能够提高无线能量接收效率，从而提高无线能量传输系统的传输效率，能量损失少，不需要采用大尺寸芯片封装和散热片，体积小，制造成本较低，且集成度高，能够满足应用需求。作为本发明的另一目的，本发明还提供一种包括上述无线能量传输接收电路的无线能量传输系统。

为达到本发明的第一目的，本发明首先提供了一种无线能量传输接收电路，其包括接收线圈、匹配网络、预整流调节器、可重构整流器和控制单元；

所述接收线圈与所述匹配网络的输入端并联，构成并联谐振电路；

所述预整流调节器的通断控制端与所述控制单元的通断控制输出端电连接，其输出端与所述匹配网络的输出端并联，且所述预整流调节器与所述匹配网络并联的两并联节点构成感应电压输出端；

所述可重构整流器的输入端与所述感应电压输出端电连接，其输出端用于接入负载和所述控制单元的电压检测输入端，其模式控制端与所述控制单元的模式控制输出端电连接；

所述控制单元根据其电压检测输入端的输入电压、基准电压输入端的输入电压及模式信号输入端的输入信号，处理得到模式控制信号，并通过模式控制输出端对所述可重构整流器输入模式控制信号，控制可重构整流器在全波整流器和倍压器之间切换；且所述控制单元根据所述模式控制信号、及其通断信号输入端的输入信号，处理得到通断控制信号，并通过通断控制输出端对所述预整流调节器输入通断控制信号，控制预整流调节器的通断，而调节可重构整流器输入端处的等效电阻大小，实现调节所述感应电压输出端的输出电压大小，扩宽可重构整流器的输出端可接入的负载范围。