[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

摘要

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。

主权项

1.一种无线能量传输接收电路，其特征在于：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；所述可重构整流器包括第一MOS晶体管、第二MOS晶体管、第三MOS晶体管、第四MOS晶体管、第一开关、第二开关、第三开关、第四开关、第五开关、两滤波电容、整流反相器和倍压反相器；所述第一MOS晶体管的栅极和漏极串接并共地，源极与第三MOS晶体管的源极电连接；所述第二MOS晶体管的栅极和漏极串接，并与第一MOS晶体管的栅极和漏极共地，源极与第四MOS晶体管的源极电连接；且所述第一MOS晶体管的源极与第三MOS晶体管的源极之间的连接节点、及第二MOS晶体管的源极与第四MOS晶体管的源极之间的连接节点共同构成用于与所述感应电压输出端电连接的输入端；所述第三MOS晶体管的漏极与所述第四MOS晶体管的漏极电连接；及第三MOS晶体管的栅极通过第一开关电连接于其漏极，并通过第三开关电连接于第二MOS晶体管的源极和第四MOS晶体管的源极之间；所述第四MOS晶体管的栅极通过第二开关与其漏极电连接，并通过第四开关电连接于第一MOS晶体管的源极和第三MOS晶体管的源极之间；所述两滤波电容一端相互电连接，其中一滤波电容另一端电连接于所述第四MOS晶体管的漏极，并作为可重构整流器的输出端；另一滤波电容另一端接地；所述第五开关一端电连接于第二MOS晶体管的源极与第四MOS晶体管的源极之间的连接节点，另一端电连接于所述两滤波电容之间的连接节点；所述整流反相器的输入端与所述模式控制输出端电连接，其反相输出端输出整流控制信号并与所述倍压反相器的输入端电连接；所述整流控制信号控制所述第三开关和第四开关的开闭状态；所述倍压反相器的反相输出端输出倍压控制信号，所倍压控制信号控制所述第一开关、第二开关和第五开关的开闭状态；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。