諧振電流循環(huán),而不是被發(fā)送給負(fù)載114,并且不具有大的輸出電壓紋波。隨著后沿調(diào)制,被 整流的電流波形開始于半周期開始的零交叉處,并且然后在該半周期結(jié)束之前截止。如圖 7中所示,如果前沿調(diào)制被代替使用,該被整流的電流波形將在半周期開始時(shí)的零交叉之后 的某時(shí)開始,并且然后在半周期結(jié)束時(shí)的零交叉時(shí)結(jié)束。如圖8中所示,如果交替邊沿調(diào)制 被用于生成該相位偏移,該被整流的電流波形可WW該被整流的線圈電流的峰處為 中屯、。例如,接收器控制單元120能夠使用后沿調(diào)制用于開關(guān)該第一整流器晶體管和該第 四整流器晶體管(Si和S4),和使用前沿調(diào)制用于開關(guān)該第二整流器晶體管和該第=整流器 晶體管位和S3),W在該可控的整流器的對之間引入該相位偏移(40。在每種情況下,由 全波整流器118所輸出的電流(iuJ如圖6所示出的被整流和調(diào)節(jié)。
[0044] 根據(jù)先前所描述的實(shí)施例,基于PWM的交替邊沿調(diào)制被用于產(chǎn)生圖3和圖5中波 形,其中全波整流器118的頂部晶體管Si和S3使用一種調(diào)制方案被控制,并且底部整流器 晶體管S2和S4使用相反的方案被控制。然而,用于電流型諧振轉(zhuǎn)換器的該整流器晶體管可 使用相位偏移調(diào)制(PSM)來被開關(guān),W實(shí)現(xiàn)單級整流和放大。如對于后沿調(diào)制所描述的和 圖6中所示的,整流器晶體管Si和S4各在50%占空比中運(yùn)行,并且被鎖定為與線圈電流波 形(iwii)同相。整流器晶體管S2和S3?穩(wěn)定狀態(tài)在50%占空比中被開關(guān)。整流器晶體管 S2和S3相對于整流器晶體管S1和S4的相位偏移由補(bǔ)償誤差電壓V確定。該就是標(biāo)準(zhǔn) PSM(脈沖偏移調(diào)制),該標(biāo)準(zhǔn)PSM被應(yīng)用于諧振轉(zhuǎn)換器的全波整流器118的晶體管來提供 調(diào)節(jié)。
[0CM5] 圖7示出了與圖4中的電流型諧振功率接收器100的基于PSM方案的運(yùn)行相關(guān)聯(lián) 的各種波形,該P(yáng)SM方案使用前沿調(diào)制而不是后沿調(diào)制W控制該整流器晶體管的開關(guān)。如 圖7中所見,接收器控制單元120開關(guān)基于前沿PWM信號(VimJW大約50%占空比開關(guān)該 第一整流器晶體管和第四整流器晶體管Si、S4,該前沿PWM信號(VimJ被鎖定為與該線圈電 流波形(iwii)同相。在穩(wěn)定狀態(tài)中,整流器晶體管S2和S山50%的占空比被開關(guān),并且再 次,如圖7中所示的,晶體管S2和S湘對于晶體管Si和S4的相位偏移((6)由補(bǔ)償誤差電 壓Vwmp確定。
[0046] 圖8示出了與圖4的電流型諧振功率接收器100的基于相位偏移調(diào)制方案的運(yùn) 行相關(guān)聯(lián)的各種波形,該相位偏移調(diào)制方案使用交替邊沿調(diào)制來控制該整流器晶體管的開 關(guān)。該交替邊沿調(diào)制提供PSM整流,但是每個(gè)調(diào)制方案(前沿和后沿)為全波整流器118 的頂部晶體管和底部晶體管(S1/S4或S2/S3)負(fù)責(zé)。更具體地,接收器控制單元120生成被 鎖定為與該線圈電流波形(iwii)同相的后沿PWM信號(VtmJ,用于在大約50%占空比中開 關(guān)該第一整流器晶體管和第四整流器晶體管Si、S4。接收器控制單元120還生成與該線圈 電流波形(iwii)不同相的前沿PWM信號(VimJ,用于在大約50%占空比中開關(guān)該第二整流 器晶體管和第=整流器晶體管S2、S3。類似于上文所描述的前沿PSM和后沿PSM實(shí)施例,如 圖8所示,整流器晶體管S2和S3相對于整流器晶體管S1和S4的相位偏移(4)由補(bǔ)償誤差 電壓v。^確定。在一個(gè)實(shí)施例中,V。胃被限制為例如該調(diào)制電壓的一半,從而電荷并不從該 濾波器電容器(Cf)中被移除,并且輸出波紋并未增加。
[0047] PWM和PSM之間相比的主要差異是當(dāng)全波整流器118的相對開關(guān)導(dǎo)通(例如,Si 和S3,或S2和S4)時(shí)電流僅流向?yàn)V波器122。否則,電流循環(huán)。基于PWM的開關(guān)控制利用了 FET和二極管之間的傳導(dǎo)差異?;赑SM的開關(guān)控制通過控制傳遞至負(fù)載114的電流量完 成調(diào)節(jié),并且僅適用于電流型諧振轉(zhuǎn)換器。
[0048] 圖9示出了功率接收器100的另一個(gè)實(shí)施例。圖9中示出的實(shí)施例類似于圖1中 所示的實(shí)施例,然而,全波整流器118僅具有一對可控的整流器對和中央抽頭,該可控的整 流器對包括晶體管Si和S2,該中央抽頭位于次級線圈116的第一端子和第二端子之間。在基 于補(bǔ)償誤差電壓Vwmp的每個(gè)相應(yīng)的半周期中,晶體管S1和S2對電壓信號或電流信號(VWil 或進(jìn)行整流。當(dāng)整流器晶體管被導(dǎo)通時(shí),IR壓降出現(xiàn)在該器件兩端,使被整流的電壓 Vrect=IVwiiI-IoRds,其中對于陽T,IoRds是IR壓降。當(dāng)整流器晶體管被關(guān)斷時(shí),被整流 的電壓化ect= |Vwii|-Vp,其中Vp是晶體管體二極管的正向電壓。該技術(shù)可被應(yīng)用于電流 型拓?fù)?,然后,相?yīng)的波形可類似于圖5,其中該線圈電壓被單一IR電壓或Vp電壓所變形。
[0049] 圖10示出了與圖9的功率接收器100的運(yùn)行相關(guān)聯(lián)的各種波形。在運(yùn)行期間,接 收器控制單元120 (在圖9中未示出)基于后沿PWM信號Vtmad開關(guān)該第一整流器晶體管S1, 該后沿PWM信號Vtmad被同步至次級線圈116的諧振電流波形或諧振電壓波形(iWii或Vwii), 并且基于前沿PWM信號VlmDd開關(guān)該第二整流器晶體管S1,該前沿PWM信號VimDd也被同步至 該諧振波形。如本文先前所描述的,該后沿PWM信號和該前沿PWM信號每個(gè)在該諧振波形 的零交叉點(diǎn)出變成(接近)零。響應(yīng)于后沿PWM信號VtmDd上升至該補(bǔ)償誤差信號 上,如果第一整流器晶體管Si是導(dǎo)通的,接收器控制單元120關(guān)斷該第一晶體管S1。響應(yīng) 于前沿PWM信號Vlmad降低至該誤差信號VW下,如果該第一整流器晶體管和第二整流器 晶體管Si和S2均是關(guān)斷的,接收器控制單元120導(dǎo)通該第二晶體管S2。
[0050] 在本文先前所描述的電壓型諧振轉(zhuǎn)換器和電流型諧振轉(zhuǎn)換器兩者中,為了實(shí)施本 文先前所描述的單級整流和調(diào)節(jié)調(diào)制方案,功率接收器100測量、檢測、估計(jì)或W其他方式 確定該諧振波形(對于電壓型諧振網(wǎng)絡(luò)是Vwii,對于電流型諧振網(wǎng)絡(luò)是iwii)中的零交叉 點(diǎn)。用于檢測的電壓檢測電路是簡單和眾所周知的,因此不再就此結(jié)合電壓型諧振轉(zhuǎn) 換器實(shí)施例給予進(jìn)一步說明。用于電流型諧振轉(zhuǎn)換器的零交叉檢測往往更復(fù)雜,該零交叉 點(diǎn)的數(shù)個(gè)實(shí)施例接下來將結(jié)合圖11-13更詳細(xì)地進(jìn)行描述。
[0051] 圖11示出了一個(gè)零交叉檢測電路的實(shí)施例,該零交叉檢測電路與本文所描述的 電流型諧振轉(zhuǎn)換器一起使用。根據(jù)該實(shí)施例,分流電阻器化ShuJ被放置在該電流路徑中, 并且該分流電阻器兩端的電壓由比較器130進(jìn)行測量,W確定中iwii的零交叉。
[0052] 圖12示出了另一個(gè)零交叉檢測電路的實(shí)施例,該零交叉檢測電路與本文所描述 的電流型諧振轉(zhuǎn)換器一起使用。根據(jù)該實(shí)施例,電流變壓器(或多相電流變壓器)140被放 置在該電流路徑中,用于使用檢測網(wǎng)絡(luò)142確定中iwii的零交叉。不止一個(gè)電流變壓器可 被使用,因?yàn)槊總€(gè)變壓器僅在一個(gè)半周期(onehalfcycle)中工作。照此,兩個(gè)電流變壓 器被需要用于生成完整的正弦波??商鎿Q地,一個(gè)電流變壓器可被用于測量半周期,然后第 二個(gè)半周期可被預(yù)測或計(jì)算出。
[0053] 圖13示出了另一個(gè)零交叉檢測電路的實(shí)施例,該零交叉檢測電路與本文所描述 的電流型諧振轉(zhuǎn)換器一起使用。根據(jù)該實(shí)施例,該整流器晶體管31、32、33、34中的兩個(gè)或多 個(gè)具有兩個(gè)額外的端子1日0、1日2,該額外的端子1日0、1日2輸出與流經(jīng)相應(yīng)的整流器晶體管 的電流相關(guān)的信號。例如,兩個(gè)額外的端子150、152可W是電流鏡、電流控制的電壓源或電 壓控制的電流源。在每對可控的整流器對中最少一個(gè)整流器晶體管應(yīng)該可W提供與完整的 諧振周期有關(guān)的電流信息。然而,如同圖12中的電流變壓器實(shí)施例,如果僅一個(gè)整流器晶 體管可W提供該信息,則僅半個(gè)周期是已知的,并且第二個(gè)半周期可被預(yù)測/計(jì)算出。
[0化4] 術(shù)語比如"第一(first)"、"第二(second)"等被用于描述各種元件、區(qū)域、部分 等,并且也并非意在限制。貫穿整個(gè)【具體實(shí)施方式】,相似術(shù)語指相似元件。
[005引 如本文所用,術(shù)語"具有(ha\dng)"、"包括(corrtaining、including、 comprising)"等是開放式術(shù)語,表示所陳述的元件或特征的存在,但并不排除其它的元件 或特征。冠詞"一(a或an)"和"該(the)"旨在包括復(fù)數(shù)形式化及單數(shù)形式,除非上下文 另有明確說明。
[0056] 應(yīng)當(dāng)理解的是,本文中所描述的各種實(shí)施例中的特征可彼此結(jié)合,除非另有特別 說明。
[0057] 雖然本文中說明和描述了特定的實(shí)施例,但在不脫離本發(fā)明的范圍情況下,本領(lǐng) 域的普通技術(shù)人員將能領(lǐng)會各種替代的和/或等效的實(shí)現(xiàn)方式可替代所示和所描述的特 定的實(shí)施例。本申請旨在涵蓋本文