[发明专利]用于无线功率接收器的装置、控制电路及自适应控制方法

说明书

一种用于无线功率接收器的装置、控制电路及自适应控制方法，包括接收线圈和具有第一输入和第二输入的整流器，第一输入耦合到接收线圈的第一端，第二输入通过谐振电容器耦合到接收线圈的第二端。该装置还包括串联连接在第一输入和地之间的第一电容器和第一开关网络以及串联连接在第二输入和地之间的第二电容器和第二开关网络，第一开关网络和第二开关网络均包括至少两个并联连接的场效应晶体管（FET），其中第一开关网络和第二开关网络被配置为调整耦合到接收线圈的阻抗，该阻抗与所述装置使用的幅移键控(ASK)调制相关。

技术领域

本发明涉及通信装置，并且在特定实施例中，涉及无线功率传输系统的接收器中的通信装置。

背景技术

随着技术的进一步发展，无线功率传输已成为一种高效且方便的机制，用于为基于电池的移动设备（例如移动电话、平板电脑、数码相机、MP3播放器等）供电或充电。无线功率传输系统通常包括初级侧发射器和次级侧接收器。初级侧发射器与次级侧接收器磁耦合。该磁耦合可以实现为松耦合变压器，该变压器具有形成在初级侧发射器中的初级侧线圈和形成在次级侧接收器中的次级侧线圈。

初级侧发射器可以包括功率转换单元，诸如功率转换器的初级侧。功率转换单元耦合到电源并且能够将电能转换为无线功率信号。次级侧接收器能够通过松耦合变压器接收无线功率信号并将接收到的无线功率信号转换为适合负载的电能。

在无线功率传输系统中，可以基于次级侧接收器处的操作参数来生成各种控制信号。控制信号可以从次级侧接收器传送到初级侧发射器。特别地，控制信号可以使用合适的调制方案以调制信号的形式从接收线圈传送到发射线圈。幅移键控(ASK)是无线功率传输系统接收器中广泛使用的调制方案。ASK是通过调制无线功率传输系统中模拟信号的波幅来实现的。信息通过模拟信号的波幅变化传递。采用模拟传感设备来检测控制信号，该控制信号可以被包括在施加到传输线圈的电流和/或电压中。可以采用初级侧发射器处的解调器对模拟传感设备检测到的信号进行解调，并将解调信号馈送到发射器控制器，以便更好地控制发射器的操作。

可以通过改变发射器的操作参数将通信信息从接收器传送到发射器。改变发射器的操作参数的一种相对简单的方法是基于阻抗调制方法。例如，一对电容器-开关网络分别耦合到接收器线圈的两个端子。这对电容器-开关网络的开关在通信期间被打开和关闭，从而改变耦合到接收线圈的阻抗。阻抗变化对发射器的电学特性有影响。为响应这种影响，一些操作参数（例如，流过发射线圈的电流和/或发射线圈两端的电压）可能会发生变化。发射器中的控制电路检测至少一个操作参数的变化，并通过解调该操作参数的变化来获取通信信息。

声学噪声可能出现在无线充电传输系统中，尤其是对于具有高充电容量的无线充电器。一个可能的原因是，由于陶瓷电容器又薄又小，因此在电力电子设备中很受欢迎，当对其施加电压时会膨胀，而当电压降低时会收缩。从接收器到发射器的通信过程中的电压变化可能会导致陶瓷电容器在人类可听到的频率范围内变形。例如，耦合到接收器整流器的陶瓷电容器可能会由于通信过程中整流器两端的电压变化而产生噪声。降低噪声的一种解决方案是使用声音更轻的电容器（例如，钽电容器）作为替代品。钽电容器不易变形，因此在电压变化期间可能比陶瓷电容更安静。但是，对于无线功率传输系统等成本敏感和尺寸受限的应用，钽电容器可能不如陶瓷电容器好。

随着无线功率传输系统的功率越来越高，可能需要高效且安静地将通信信息从接收器传输到发射器，从而以可靠的方式控制发射器的操作。

发明内容

通常通过在无线功率传输系统的接收器中提供通信装置的本公开的优选实施例来解决或规避这些和其他问题，并且通常实现技术优势。