[发明专利]用于无线充电接收器的低损耗电压调节器

说明书

用于调节从接收器的电桥获得的功率以向负载供电的电压调节器，其中所述接收器由发射器无线充电，所述调节器包括：多个彼此串联和并联连接到电桥的整流电压的电容器；多个电容器中的每一个电容器具有一个选择器，用于将一个电容器与负载接合；控制器，包括：每一个选择器的一个选择信号，配置为使一个电容器与负载接合或从负载断开；以及至少一个用于电流和电压测量的传感器。

相关申请的交叉引用

本申请根据35U.S.C.§119(e)要求于2018年1月10日提交的Itay Sherman、AmirSalhuv和Elieser Mach的题为“Low Loss Receiver Design(低损耗接收器设计)”的共同未决的美国临时专利申请第62/790564号的优先权，出于所有目的通过引用将其全部并入。

技术领域

本公开的主题涉及无线电力充电接收器。更具体地，本公开的主题涉及调节由接收器获得的功率的新颖设计。

背景技术

对无线电力充电系统的需求不断增长，导致在各种场所中部署的急剧增加，提出了增加发射器和接收器之间的有效充电距离的需求。

无线电力接收器的功率部分(级)通常利用全波或半波整流电路(电桥)以及其他整流技术，然后是电压/电流稳定电路(调节器)。

市售的调节器通常使用诸如低压差(low-dropout，LDA)或DC-DC降压转换器之类的技术来实现调节器。在许多实现方式中，低压差调节器优于降压转换器或其他DC-DC转换器，反之亦然。

低压差调节器技术要求来自电桥的整流电压应设置为略高于调节器的期望输出电压。由于低压差调节器(即线性调节器)的散热考虑，LDA调节器输入端的整流电压不会明显高于所需的输出电压。

这指向接收线圈中的相对高的电流，该电流能够产生可以提供相关功率需求的整流电压，例如在9V输出时高达10W。此缺点是由于接收线圈(通常用于设备)具有相当大的交流电阻(通常300mΩ)，从而导致接收线圈上的大量功率损耗。

另一方面，DC-DC转换器可以在更高的电压下操作整流器以减少接收线圈上的电流，然而，DC-DC设计需要电感器用于维持高输出电流的操作。所需的电感器具有显著的AC和DC电阻，这会导致功率损耗。

发明内容

根据本公开主题的第一方面，用于调节从接收器的电桥获得的功率以向负载供电的电压调节器，所述调节器包括：多个电容器，相互串联和并联连接到所述电桥的整流电压；多个电容器中的每一个电容器的一个选择器，用于将所述一个电容器连接到所述负载；以及控制器，包括：每一个选择器的一个选择信号，被配置为使所述一个电容器与所述负载接合或从负载脱离；以及至少一个用于电流和电压测量的传感器。

在一些示例性实施方案中，接收器由发射器无线充电。

在一些示例性实施方案中，接收器集成在设备内，并且其中所述负载选自包括以下各项的组：设备的电池；所述设备；及其组合。

在一些示例性实施方案中，电桥选自包括以下各项的组：全波整流电路；半波整流电路；及其组合。

在一些示例性实施方案中，选择器包括至少两个N沟道金属氧化物半导体场效应晶体管(N-MOS FET)。

在一些示例性实施方案中，选择信号被配置为控制所述至少两个N-MOS FET的栅极，以便将所述一个电容器与所述负载接合或从所述负载脱离。

在一些示例性实施方案中，将所述一个电容器与所述负载接合是由所述选择器对于电容器的两端离散地但同时地完成的。

在一些示例性实施方案中，多个电容器中的每个电容器两端的电压相同，并且其中每个电容器由所述控制器接合到所述负载，直到由所述至少一个传感器在所述负载两端测量的电压降至低于最小阈值。