[發(fā)明專利]放大器的零電壓切換控制裝置和無線電力傳輸裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201680055279.0
• 申請日: 2016-09-20
• 公開（公告）號: CN108028627A
• 公開（公告）日: 2018-05-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃鍾泰;李東洙;秦基雄;高旼廷;申鉉翊;李焌
• 申請（專利權(quán)）人: 曼珀斯有限公司
• 主分類號: H03F3/217
• 分類號: H03F3/217;H03F1/02
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 高巖;楊林森

公開了一種放大器的零電壓切換控制裝置以及無線電力傳輸裝置。根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的零電壓切換控制裝置包括：開關(guān)電壓檢測單元，當放大器的第一開關(guān)接通時檢測漏極電壓并生成切換電壓；誤差放大單元，接收切換電壓作為輸入并放大通過將切換電壓與參考電壓進行比較產(chǎn)生的誤差；環(huán)路濾波器，接收誤差放大單元的輸出電壓作為輸入并輸出控制電壓；以及占空比控制單元，根據(jù)控制電壓控制第一開關(guān)驅(qū)動信號的占空比，使得第一開關(guān)經(jīng)歷零電壓切換。

【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明涉及用于放大器的零電壓切換控制和無線電力傳輸?shù)募夹g(shù)。

【背景技術(shù)】

E類放大器具有能夠以高效率生成所需電力的結(jié)構(gòu)，因為基本上滿足零電壓切換(ZVS)條件，使得E類放大器主要用于無線充電系統(tǒng)中的無線電力傳輸裝置。

然而，根據(jù)負載情況發(fā)生了不滿足ZVS條件的情況。具體地，在無線充電系統(tǒng)中，當接收端的負載的功耗增加時，可能不滿足ZVS條件，因此不執(zhí)行ZVS，由此增加功耗和噪聲。

【發(fā)明內(nèi)容】

【技術(shù)問題】

本發(fā)明旨在提供一種放大器的零電壓切換控制裝置和無線電力傳輸裝置，其防止功耗和噪聲的增加并執(zhí)行穩(wěn)定的零電壓切換。

【技術(shù)解決方案】

本發(fā)明的一個方面提供了一種零電壓切換控制裝置，包括：開關(guān)電壓傳感器，被配置成當放大器的第一開關(guān)接通時檢測第一開關(guān)的漏極電壓并生成切換電壓；誤差放大器，被配置成接收切換電壓，將切換電壓與參考電壓進行比較并且放大誤差；環(huán)路濾波器，被配置成接收誤差放大器的輸出電壓并輸出控制電壓；以及占空比控制器，被配置成根據(jù)控制電壓來控制第一開關(guān)的驅(qū)動信號的占空比，并且使得第一開關(guān)經(jīng)受零電壓切換。

占空比控制器可以將最小占空比限制為50％或更大。

開關(guān)電壓傳感器可以包括：第三開關(guān)，具有連接至第一節(jié)點的源極、連接至第二節(jié)點的漏極和接收由第一開關(guān)的柵極驅(qū)動信號生成的脈沖信號的柵極；第一二極管，形成在第一接地電壓與第一節(jié)點之間；第一電阻器，連接至第一節(jié)點和第一開關(guān)的漏極；電容器(Cs)，形成在第二接地電壓與第二節(jié)點之間；以及濾波器，形成在第二節(jié)點與第三接地電壓之間并被配置成輸出切換電壓。

開關(guān)電壓傳感器可以當?shù)谝婚_關(guān)接通時利用第一開關(guān)和第一二極管來檢測第一開關(guān)的漏極電壓，通過由第一開關(guān)的柵極驅(qū)動信號生成脈沖信號并利用脈沖信號使第三開關(guān)接通，來對第一節(jié)點電壓進行采樣，當?shù)谌_關(guān)關(guān)斷時保持電容器(Cs)上的第二節(jié)點電壓，以及利用濾波器去除第二節(jié)點電壓的噪聲以輸出切換電壓。

誤差放大器可以接收來自開關(guān)電壓傳感器的切換電壓以將切換電壓與參考電壓進行比較，當切換電壓高于參考電壓時輸出與電壓差成比例的電流以提高輸出電壓，以及當切換電壓低于參考電壓時接收與電壓差成比例的電流以降低輸出電壓。

當漏極電壓在第一開關(guān)的切換開始時具有正(+)值時，占空比控制器可以使占空比隨著誤差放大器的輸出電壓增加以及從環(huán)路濾波器輸出的控制電壓增加而減小。當漏極電壓在第一開關(guān)的切換開始時具有負(-)值時，占空比控制器可以使占空比隨著誤差放大器的輸出電壓降低以及從環(huán)路濾波器輸出的控制電壓降低而增加。

占空比控制器可以基于從環(huán)路濾波器接收的控制電壓來延遲時鐘信號，以及利用時鐘信號和延遲的時鐘信號來輸出第一開關(guān)的柵極驅(qū)動電壓。此處，可以基于延遲的時鐘信號的延遲時間來確定第一開關(guān)的柵極驅(qū)動電壓的最大占空比，以及由于具有50％的占空比的時鐘信號，最小占空比可以為50％。

該零電壓切換控制裝置還可以包括電容選擇器，該電容選擇器被配置成選擇性地調(diào)節(jié)放大器的第一開關(guān)的電容。