[發(fā)明專(zhuān)利]供電裝置、集成電路、電能發(fā)射端和阻抗匹配方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410304778.1
• 申請(qǐng)日: 2014-06-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104065179B
• 公開(kāi)（公告）日: 2016-11-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 余峰;趙晨
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 南京矽力杰半導(dǎo)體技術(shù)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H02J50/12
• 分類(lèi)號(hào): H02J50/12;H02M7/04;H02M3/00
• 代理公司: 北京成創(chuàng)同維知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11449
• 代理人: 劉鋒;蔡純

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力電子技術(shù)，尤其涉及一種供電裝置、集成電路、電能發(fā)射端和阻抗匹配方法。

背景技術(shù)

非接觸供電技術(shù)基于其方便實(shí)用的特點(diǎn)而廣泛應(yīng)用于電子產(chǎn)品領(lǐng)域，尤其是小功率電子產(chǎn)品行業(yè)如移動(dòng)電話、MP3播放器、數(shù)碼照相機(jī)、便攜式電腦等。現(xiàn)有技術(shù)的非接觸供電裝置通常包含有一個(gè)由發(fā)射線圈L1和接收線圈L2構(gòu)成的變壓器，通常利用變壓器發(fā)射線圈、接收線圈間磁場(chǎng)耦合的性能將能量從電能發(fā)射端向電能接收端傳送。

為了提升電能傳輸效率，通常會(huì)在非接觸供電裝置的諧振和磁耦合電路中加入無(wú)源的阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)。例如，如圖1所示，在發(fā)射側(cè)諧振電路加入LC阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)01，使流過(guò)前級(jí)高頻逆變電路功率開(kāi)關(guān)器件和初級(jí)發(fā)射線圈上的電流能夠有效的降低。同時(shí)，在接收側(cè)諧振電路的輸出端口并聯(lián)匹配電容C_m，可以在一定范圍內(nèi)調(diào)整從負(fù)載向發(fā)射端觀察的阻抗和接收端的諧振頻率，使得諧振和磁耦合電路能夠在比較寬的頻率范圍內(nèi)保持較高的輸出電壓，來(lái)獲得較高的能量傳輸效率。

但是，實(shí)際的負(fù)載阻抗和設(shè)計(jì)匹配網(wǎng)絡(luò)時(shí)的理論阻抗往往不同，同時(shí)，無(wú)源的阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)會(huì)增加裝置的體積和重量，其可控性和可調(diào)節(jié)性也較差。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，提供一種諧振型非接觸供電裝置、集成電路、電能發(fā)射端和阻抗匹配方法，使得阻抗匹配可以不受負(fù)載阻抗的限制，提高電路阻抗匹配的可控性和可調(diào)節(jié)性。

第一方面，提供一種諧振型非接觸供電裝置，包括:

變換器，將輸入電源信號(hào)變換為可調(diào)節(jié)直流電壓；

逆變器，接收所述可調(diào)節(jié)直流電壓輸出具有漏感諧振頻率的交流電壓；

發(fā)射側(cè)諧振電路，包括發(fā)射線圈，用于從所述逆變器接收所述交流電壓；

接收側(cè)諧振電路，包括接收線圈，所述接收線圈與所述發(fā)射線圈分離地以非接觸方式耦合，所述接收側(cè)諧振電路用于從所述發(fā)射線圈接收電能；

控制電路，根據(jù)所述逆變器輸出的交流電壓和交流電流的相位差控制所述變換器調(diào)節(jié)所述可調(diào)節(jié)直流電壓，使得所述相位差保持為預(yù)定角度值。

優(yōu)選地，所述預(yù)定角度值為大于等于50度小于等于60度的角度值。

優(yōu)選地，所述預(yù)定角度值為55度。

優(yōu)選地，所述控制電路包括：

電流相位檢測(cè)電路，用于檢測(cè)所述交流電流的相位輸出電流相位信號(hào)；

補(bǔ)償信號(hào)生成電路，根據(jù)所述逆變器控制信號(hào)和所述電流相位信號(hào)獲取所述相位差，并根據(jù)所述相位差與所述預(yù)定角度值生成補(bǔ)償信號(hào)；

控制信號(hào)生成電路，根據(jù)所述變換器反饋的功率級(jí)電路電流和所述補(bǔ)償信號(hào)輸出控制信號(hào)，所述控制信號(hào)用于控制所述變換器調(diào)節(jié)所述可調(diào)節(jié)直流電壓。

優(yōu)選地，所述補(bǔ)償信號(hào)生成電路獲取相位差信號(hào)，并根據(jù)所述相位差信號(hào)以及角度值閾值信號(hào)生成所述補(bǔ)償信號(hào)；

所述相位差信號(hào)與所述相位差成比例，所述角度值閾值信號(hào)與所述預(yù)定角度值成比例。

優(yōu)選地，所述補(bǔ)償信號(hào)生成電路包括：

與邏輯電路，輸入所述電流相位信號(hào)和所述逆變器控制信號(hào)輸出相位差寬度信號(hào)，所述相位差寬度信號(hào)具有與所述相位差對(duì)應(yīng)的脈沖寬度；

平均電路，對(duì)所述相位差寬度信號(hào)進(jìn)行平均輸出所述相位差信號(hào)；

誤差放大電路，比較所述相位差信號(hào)和所述角度值閾值信號(hào)輸出誤差放大信號(hào)；

補(bǔ)償電路，對(duì)所述誤差放大信號(hào)進(jìn)行補(bǔ)償生成所述補(bǔ)償信號(hào)。

第二方面，提供一種集成電路，用于諧振型非接觸電能發(fā)射端，包括：

變換器，將輸入電源信號(hào)變換為可調(diào)節(jié)直流電壓；

逆變器，接收所述可調(diào)節(jié)直流電壓輸出具有漏感諧振頻率的交流電壓，所述交流電壓驅(qū)動(dòng)諧振型非接觸電能發(fā)射端的發(fā)射側(cè)諧振電路傳輸電能；

控制電路，根據(jù)所述逆變器輸出的交流電壓和交流電流的相位差控制所述變換器調(diào)節(jié)所述可調(diào)節(jié)直流電壓，使得所述相位差保持為預(yù)定角度值。

優(yōu)選地，所述預(yù)定角度值為大于等于50度小于等于60度的角度值。

優(yōu)選地，所述預(yù)定角度值為55度。

優(yōu)選地，所述控制電路包括：

電流相位檢測(cè)電路，用于檢測(cè)所述交流電流的相位輸出電流相位信號(hào)；

補(bǔ)償信號(hào)生成電路，根據(jù)所述逆變器控制信號(hào)和所述電流相位信號(hào)獲取所述相位差，并根據(jù)所述相位差與所述預(yù)定角度值生成補(bǔ)償信號(hào)；

控制信號(hào)生成電路，根據(jù)所述變換器反饋的功率級(jí)電路電流和所述補(bǔ)償信號(hào)輸出控制信號(hào)，所述控制信號(hào)用于控制所述變換器調(diào)節(jié)所述可調(diào)節(jié)直流電壓。