用于无线功率传送系统中的同步整流器和用于无线功率传送中的同步整流的方法与流程

本公开总体上涉及无线功率传送，并且具体地，涉及用于无线功率传送系统中的同步整流器和用于无线功率传送中的同步整流的方法。

背景技术：

1、无线充电和无线功率传送系统正在成为实现下一代设备的越来越重要的技术。由该技术提供的潜在益处和优点通过在该技术中投资的制造商和公司的数量的增加而显而易见。

2、各种无线功率传送系统是已知的。典型的无线功率传送系统包括无线功率发送器和无线功率接收器，无线功率发送器包括电连接到发送元件的电源，无线功率接收器包括电连接到负载的接收元件。

3、例如，在磁感应系统中，发送元件包括感应线圈，其将电能从电源传送至接收元件的感应线圈。然后将所传送的电能施加到负载。由于发送元件和接收元件的感应线圈之间的磁场的耦合而发生功率传送。然而，这些磁感应系统的范围是有限的，并且发送元件和接收元件的感应线圈必须处于最佳对准以用于功率传送。还存在谐振磁系统，其由于发送元件和接收元件的感应线圈之间的磁场耦合而传送功率。在这些谐振磁系统中，发送元件和接收元件的感应线圈使用高品质因数(高q)电容器来谐振。谐振磁系统中的功率传送范围比磁感应系统的功率传送范围增加，并且校正了对准问题。虽然电磁能量是在磁感应和谐振磁系统中产生的，但是大部分功率传送是经由磁场发生的。经由电感应或谐振电感应传送很少的功率(如果有的话)。

4、无线功率系统的另一示例是电场耦合系统，其中发送元件和接收元件具有电容性电极，并且由于发送元件和接收元件的电容性电极之间的电场的耦合而发生功率传送。还存在谐振电场系统，其中使用高品质因数(高q)电感器使发送和接收元件的电容性电极谐振。类似于谐振磁系统，与非谐振电场系统相比，谐振电场系统具有增加的功率传送范围，并且校正了对准问题。虽然电磁能量在电感应和谐振电系统中产生，但是大部分功率传送经由电场发生。经由磁感应或谐振磁感应传送很少的功率(如果有的话)。

5、其他示例性无线功率系统可以使用射频(rf)波来传输功率。rf波的受控相长干涉在接收器处形成能量以无线地传送功率。

6、虽然无线功率传送系统、发送器、接收器和方法是已知的，但是需要改进。

7、本背景技术仅用于设置场景，以允许本领域技术人员更好地理解以下描述。因此，上述讨论都不应被视为承认该讨论是现有技术的一部分或是公知常识。本公开的一个或多个方面/实施例可以解决或可以不解决一个或多个背景技术问题。

技术实现思路

1、根据本公开的一方面，提供了一种在无线功率传送系统的接收器中使用的整流器，该整流器用于接收从无线功率传送系统的发送器传送的无线功率，该整流器包括场效应晶体管(fet)，场效应晶体管(fet)包括：源极端子，其电连接到地；漏极端子，其电连接到接收器的接收元件，接收元件用于从无线功率传送系统的发送器提取功率；以及栅极端子，其电连接到接收元件，栅极端子由与在接收元件处接收的输入信号同相的栅极信号驱动。

2、整流器还可以包括：触发电路，其电连接到接收元件和栅极驱动器，触发电路输出用于操作栅极驱动器的触发信号。

3、触发信号可以包括脉冲信号。

4、触发电路可以包括：用于对输入信号进行采样的采样电路。

5、采样电路可以是分压器。

6、触发电路还可以包括：延迟线，其用于对采样电路的输出进行延迟，使得栅极信号与在漏极元件处接收的输入信号同步。

7、触发电路还可以包括：比较器，其用于通过将由延迟线输出的延迟信号与直流(dc)电压电平进行比较来生成时钟信号。

8、触发电路可以包括：电阻器-电容器(rc)延迟电路，其用于对采样电路的输出进行延迟，使得栅极信号与在接收元件处接收的输入信号同步。

9、rc延迟电路可以包括电连接到至少一个电容器的至少一个电阻器。

10、触发电路可以包括：比较器，其用于通过将rc延迟电路输出的延迟信号与dc电压电平进行比较来生成时钟信号。

11、整流器还可以包括：栅极驱动器，其用于接收触发信号和产生栅极信号以输入到栅极端子中以控制整流器的操作。

12、整流器还可以包括：输入级，其用于以下中的至少一个：优化负载阻抗，确保输入到漏极端子的电流近似为正弦，以及减少谐波。

13、输入级可以包括双阻抗逆变器电路。

14、整流器还可以包括：转换器，其用于转换信号以为触发电路供电。

15、整流器可以是与负载无关的e类同步整流器。

16、根据本公开的另一方面，提供了一种用于从无线功率传送系统的发送器提取功率的接收器，该接收器包括：接收元件，其用于接收从发送器传送的无线功率；以及任何所描述的整流器，整流器电连接到接收元件。

17、接收元件可以用于经由电场耦合或磁场耦合来提取功率。

18、接收元件可以用于经由谐振和/或非谐振电场耦合或磁场耦合来提取功率。

19、在接收元件处接收的输入信号可以是交流(ac)信号。

20、接收器还可以包括：电连接到整流器的负载。

21、根据本公开的另一方面，提供了一种用于经由磁场耦合或电场耦合来传输功率的无线功率传送系统，该无线功率传送系统包括：发送器，其包括用于生成磁场或电场的发送元件；接收器，其包括：接收元件，用于分别经由磁场耦合或电场耦合从磁场或电场提取功率；以及任何所描述的整流器，整流器电连接到接收元件。

22、无线功率传送系统还可以包括：电连接到发送器的电源。

23、无线功率传送系统还可以包括：电连接到整流器的负载。

24、根据本公开的另一方面，提供了一种对在无线功率传送系统的接收器的接收元件处接收的输入信号进行整流的方法，该接收器包括整流器，该整流器包括场效应晶体管(fet)，场效应晶体管(fet)包括：源极端子，其电连接到地；漏极端子，其电连接到接收元件；以及栅极端子，其电连接到接收元件，该方法包括：通过与在接收元件处接收的输入信号同相的栅极信号来驱动栅极端子。

25、该方法还可以包括：驱动栅极驱动器以生成栅极信号。

26、该方法还可以包括：在触发电路处接收输入信号；以及经由由触发电路输出的触发信号来操作栅极驱动器。

27、触发信号可以包括脉冲信号。

28、该方法还可以包括：经由采样电路对输入信号进行采样。

29、该方法还可以包括：对采样电路的输出进行延迟，使得栅极信号与在接收元件处接收的输入信号同步。

30、对输出进行延迟可以包括经由延迟线或rc延迟电路对输出进行延迟。

31、该方法还可以包括以下中的至少一个：优化负载阻抗；确保输入到漏极端子的电流近似为正弦；以及减少谐波。

32、根据本公开的另一方面，提供了一种接收无线功率的方法，该方法包括：由无线功率传送系统的接收器的接收元件从由无线功率传送系统的发送器的发送元件生成的磁场或电场提取功率；以及利用场效应晶体管(fet)对所提取的功率进行整流，fet经由与所提取的功率的信号同相的栅极信号来控制。

33、应当理解，关于本公开的一个方面、示例或实施例描述的任何特征也可以关于本公开的任何其他方面或实施例使用。

34、通过结合以下附图的具体实施方式，本公开的其他优点对于本领域技术人员将变得显而易见。