[实用新型]一种用于无线能量传输的可重配置整流器

说明书

本实用新型提供了一种用于无线能量传输的可重配置整流器，包括有源整流器模块、分压电路和PWM控制器模块；其中，所述分压电路用于产生一个与所述有源整流器模块的输出电压成比例的检测信号，所述PWM控制器模块用于接收所述检测信号，产生一控制信号，所述控制信号用于控制所述有源整流器模块在全波整流模式和电压翻倍模式之间切换工作；所述有源整流器模块包括第一MOS管，第二MOS管，第三MOS管，第四MOS管以及各MOS管对应的比较器，启动电路，第一稳压电容，第二稳压电容和开关；第一稳压电容的另一端连接所述第四MOS管的源极，作为所述有源整流器模块的输出端；第二稳压电容的另一端接地。本实用新型的可重配置整流器的能量效率较高，且电路成本较低。

【技术领域】

本实用新型涉及无线能量传输领域，特别是涉及一种用于无线能量传输的可重配置整流器。

【背景技术】

无线能量传输技术(WPT)在植入式医疗方面的应用越来越普遍。通过该技术可以移除植入式设备中的电池，减少设备的体积大小。在一个典型的WPT系统中，整流器是系统的重要组成部分之一，用于把接收到的交流信号转换成一个直流输出。在实际的植入式应用中，整流器的输出电压会随着线圈距离和系统负载的变化而变化，而且线圈的耦合系数和系统的负载情况往往会在充电过程中发生剧烈变化。

目前，有研究提出一个可重配置的谐振可调的整流器，可以在负载和耦合情况发生较大变化下稳定输出电压。该可重配置的整流器的结构如图1所示。该整流器由5个开关和3个比较器，以及功率MOS管构成。在1X模式时，该整流器工作情况是全波整流模式；在2X模式时，整流器工作情况是电压翻倍模式。该结构可以取得较高的能量接收效率，以及在没有LDO或DC/DC变换器的情况下获得恒定的输出电压。然而，该图1所示的整流器有如下几个缺陷：系统的能量效率较低，电路的设计较为复杂。

以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本实用新型的实用新型构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日已经公开的情况下，上述背景技术不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。

【实用新型内容】

本实用新型所要解决的技术问题是：弥补上述现有技术的不足，提出一种用于无线能量传输的可重配置整流器，系统的能量效率较高，且电路成本较低。

本实用新型的技术问题通过以下的技术方案予以解决：

一种用于无线能量传输的可重配置整流器，包括有源整流器模块、分压电路和PWM控制器模块；其中，所述分压电路用于产生一个与所述有源整流器模块的输出电压成比例的检测信号，所述PWM控制器模块用于接收所述检测信号，产生一控制信号，所述控制信号用于控制所述有源整流器模块在全波整流模式和电压翻倍模式之间切换工作；所述有源整流器模块包括第一MOS管，第二MOS管，第三MOS管，第四MOS管以及各MOS管对应的比较器，启动电路，第一稳压电容，第二稳压电容和开关；各MOS管对应的比较器的正向输入端、反向输入端、输出端分别连接相应的MOS管的源极、漏极和栅极；启动电路用于产生启动信号以控制各比较器使能工作；第一MOS管的源极接地，漏极与第三MOS管的漏极相连，作为第一相连端，该第一相连端连接交流电正向输入端；第二MOS管的源极接地，漏极与第四MOS管的漏极相连，作为第二相连端，该第二相连端连接交流电反向输入端；第三MOS管的源极与第四MOS管的源极相连；第一稳压电容的一端和第二稳压电容的一端相连，作为第三相连端；第一稳压电容的另一端连接所述第四MOS管的源极，作为所述有源整流器模块的输出端；第二稳压电容的另一端接地；开关的一端与所述第二相连端连接，另一端与所述第三相连端连接，所述开关的控制端连接所述PWM控制器模块的输出端。

本实用新型与现有技术对比的有益效果是：