[发明专利]整流电路

说明书

一种整流器包括将AC信号转换成第一整流信号的第一级和将所述AC信号转换成第二整流信号的第二级。每一级包括MOSFET、具有预定增益的差分放大器和耦合到所述差分放大器的输出的模拟缓冲器。所述差分放大器基于输入信号电压与输出信号电压之间的差生成放大信号。所述模拟缓冲器基于所述放大信号输出栅极信号以切换所述MOSFET。所述MOSFET的切换将对应于所述输入信号电压的所述AC信号转换为所述第一整流信号和所述第二整流信号中对应的一个。所述第一整流信号和所述第二整流信号可以组合以形成用于驱动负载的DC信号。

技术领域

本文所公开的示例性实施例大体上涉及执行电压转换。

背景技术

功率传输的效率是无线电力系统的关键特征，尤其对于小型装置和较高功率应用。应该尽可能地降低消费设备内部或被设计为在高环境温度下操作的工业设备中的温升，以确保主机装置的安全性和可靠性。

已经进行了各种尝试来提高以较低功率电平操作的无线系统中的功率传输效率。一种方法涉及使用配置有四个低损耗二极管(例如肖特基或超势垒)的全桥电路。另一种方法涉及使用一对低损耗晶体管(例如MOSFET)加上一对二极管。已在混合系统中采用后一种方法，试图减少损失和温升。

遗憾的是，已证明低功率解决方案对于较高功率应用是不够的。例如，这些解决方案不能减少在无线功率传输应用中的AC输入的整流中发生的功率损耗，尤其是在物理上较小和/或较高温度环境中实现的功率损耗。另外，低功率解决方案不能充分限制超过二极管可实现的温升。

发明内容

下面给出各种示例性实施例的简要概述。在以下概述中可以进行一些简化和省略，其旨在突出和介绍各种示例性实施例的一些方面，而不是限制本发明的范围。足以允许本领域普通技术人员制造和使用本发明概念的示例性实施例的详细描述将在后面的部分中描述。

根据一个或多个实施例，整流器包括MOSFET晶体管、具有预定增益的差分放大器和耦合到差分放大器的输出的模拟缓冲器，其中差分放大器被配置成基于输入信号电压与输出信号电压之间的差生成放大信号，并且其中模拟缓冲器被配置成基于放大信号输出用于切换MOSFET晶体管的栅极信号，MOSFET晶体管的切换将对应于输入信号电压的AC信号转换为对应于输出信号电压的整流DC信号。输入信号电压与输出信号电压之间的差可以基于MOSFET晶体管两端的电压降。

差分放大器可以包括基于第一偏置电流和输入信号电压的第一输入和基于第二偏置电流和输出信号电压的第二输入，其中第二偏置电流可以不同于第一偏置电流。差分放大器的第一输入和第二输入可以基于对应于输入信号电压的AC信号的振荡而变化。MOSFET晶体管的栅极信号可以基于差分放大器的第一输入和第二输入的变化而变化。可以基于AC信号的输入信号电压来启用和停用模拟缓冲器。

整流器可以包括耦合到差分放大器的第一输入的第一二极管和耦合到差分放大器的第二输入的第二二极管，其中第一和第二二极管阻断从包括MOSFET晶体管的信号路径流向差分放大器的反向电流。预定增益可以是100或更大。整流后的DC信号可以是半波整流信号。

根据一个或多个实施例，整流器包括被配置成将AC信号转换成第一整流信号的第一级和被配置成将AC信号转换成第二整流信号的第二级，其中第一级和第二级中的每一个包括：(a)MOSFET晶体管，(b)具有预定增益的差分放大器和(c)耦合到所述差分放大器的输出的模拟缓冲器，其中所述差分放大器被配置成基于输入信号电压与输出信号电压之间的差来生成放大信号，并且其中所述模拟缓冲器被配置成基于所述放大信号来输出用于切换所述MOSFET晶体管的栅极信号，MOSFET晶体管的切换将对应于输入信号电压的AC信号转换为第一整流信号和第二整流信号中对应的一个。第一整流信号可以相对于第二整流信号移位以生成DC信号，第一整流信号对应于AC信号的第一部分，且第二整流信号对应于与AC信号的第一部分不同的AC信号的第二部分。