[发明专利]谐振式无线电源发送电路及其控制方法

说明书

本发明提供了一种谐振式无线电源发送电路，该谐振式无线电源发送电路包含：一负载电路；一电源转换电路，耦接于一输入电源和该负载电路之间，其中该电源转换电路为一半桥式或全桥式电源转换电路，包含多个功率开关以及一电流感测元件，该多个功率开关以一操作频率切换，以将该输入电源转换为一输出电源，用以驱动该负载电路，使该负载电路具有一负载电流，该负载电流与该操作频率之间具有一负载电流相位差；以及一相位侦测控制电路，于该多个功率开关皆为不导通时的一空滞时间中，侦测该电流感测元件的电流流入端与电流流出端之间的一感测电压，其中该感测电压对应于该负载电流相位差。此外，本发明还提供一种谐振式无线电源发送电路的控制方法。

技术领域

本发明涉及一种谐振式无线电源发送电路，特别是指一种具有一相位侦测控制的谐振式无线电源发送电路。本发明也涉及用于谐振式无线电源发送电路中的相位侦测控制电路以及相位侦测控制方法。

背景技术

图1显示一种现有技术的谐振式无线电源发送电路(谐振式无线电源发送电路1)，其包含一直流直流转换器15、一谐振电路，以及一阻抗匹配电路，其中谐振电路包括一发送线圈L，直流直流转换器转换一输入电源VS而产生一输出电源VSW，该谐振电路以及阻抗匹配电路通过谐振作用将该输出电源VSW转换成为一无线输出电源，通过该发送线圈L发送至一无线场，以达成无线电源传输。

图1中所示的现有技术，其缺点在于，由于如图1所示的谐振式无线电源发送电路1采用谐振的原理，在例如但不限于以下的情形之下，可能会造成前述谐振电路的输入阻抗不匹配，而发生偏离谐振(off resonance)：谐振式无线电源接收电路(未示出)耦合位置不同，或是多个谐振式无线电源接收电路同时耦合接收功率等等。偏离谐振若未做修正或控制，会导致功率耗损。若谐振式无线电源发送电路1发生偏离谐振，谐振回路中的电抗元件(reactive component，例如但不限于发送线圈L、阻抗匹配电容Cm等)的电流会超前或落后其电压，亦即谐振电抗元件的电流与电压具有相位差，则实际传送出去的功率会因此下降。

图2显示美国专利US20120223585A1中，一种现有技术的相位侦测电路(相位侦测电路150)，其根据一电流变压器154所产生的讯号以及一电压侦测电路，用以侦测发送电流，相位侦测电路150包括一数字电路以侦测输入讯号的电压与电流的相位差，并产生一输出用以控制电源传输控制电路的驱动频率。

图2中所示的现有技术，其缺点在于，在高频无线电源的应用上，电流变压器154的带宽会受限，此外，采用电流变压器会提高制造成本。

本发明相较于图1的现有技术，具有相位侦测功能，因此可提供阻抗匹配调整而具有较高的操作效率。本发明相较于图2的现有技术，仅需要较少的元件数目，并且无需变压器，可操作于较高频的应用上，例如6.78MHz或13.56MHz。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足与缺陷，提供一种谐振式无线电源发送电路及其控制方法，具有相位侦测功能，因此可提供阻抗匹配调整而具有较高的操作效率，且仅需要较少的元件数目，并且无需变压器，可操作于较高频的应用上。

为达上述目的，就其中一个观点言，本发明提供了一种谐振式无线电源发送电路，该谐振式无线电源发送电路包含：一负载电路；一电源转换电路，耦接于一输入电源和该负载电路之间，其中该电源转换电路为一半桥式或全桥式电源转换电路，包含多个功率开关以及一电流感测元件，该多个功率开关以一操作频率切换，以将该输入电源转换为一输出电源，用以驱动该负载电路，使该负载电路具有一负载电流，该负载电流与该操作频率之间具有一负载电流相位差；以及一相位侦测控制电路，于该多个功率开关皆为不导通时的一空滞时间中，侦测该电流感测元件的电流流入端与电流流出端之间的一感测电压，其中该感测电压对应于该负载电流相位差。