專利名稱：諧振無線電力接收裝置的過電壓保護裝置及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及應(yīng)用于無線充電技術(shù)的無線電力傳輸和接收技術(shù)，更具體地，涉及在諧振的無線電力傳輸和接收技術(shù)中用于接收裝置的過電壓保護裝置以及用于控制該過電壓保護裝置的方法。
背景技術(shù)：
使用無線電力傳輸和接收方案的無線充電(或非接觸充電)技術(shù)最近已經(jīng)被開發(fā)并被用于各種電子設(shè)備中。無線充電技術(shù)允許用戶通過簡單地將電池放置在充電板(charging deck)上自動對電池充電,而不需要將諸如蜂窩電話的設(shè)備連接到單獨的充電連接器。使用這種無線充電技術(shù)的這樣的常用設(shè)備是無線電動牙刷和無線電動剃須刀。由于無線電力傳輸和接收技術(shù)無線地對電子產(chǎn)品充電并因此不需要外部充電端子，因此它可以增加密封力和防水功能，并且還可以因為電子設(shè)備不需要有線充電器而提高電子設(shè)備的便攜性。在不斷增長的電動汽車時代，期望無線充電相關(guān)技術(shù)得到顯著發(fā)展。無線充電技術(shù)大致包括使用線圈的電磁感應(yīng)方案、使用諧振的諧振方案和將電能轉(zhuǎn)換為微波并傳遞能量的射頻(RF)/微波福射方案?；陔姶鸥袘?yīng)的電力傳輸方法是在初級線圈和次級線圈之間傳遞電力的方案。諧振方案利用了使用諧振頻率的傳輸裝置和接收裝置之間的頻率諧振。在無線電力傳輸和接收技術(shù)中，在諸如在傳輸裝置的充電板上不正確地放置接收裝置、接收裝置異常、或者金屬物質(zhì)被放置在充電板上的異常條件的情況下，在接收裝置中可能生成超出正常值的過度的電力。因此，接收裝置本質(zhì)上需要包括過電壓保護電路?？梢蕴峁R納二極管以用于過電壓保護電路。然而，齊納二極管需要與其工作所必需的時間相對應(yīng)的準備時間段，在該準備時間段中，過電壓保護很難實現(xiàn)。此外，隨著要處理的電力量的增加，所需的齊納二極管的大小和容量也會增加。在這種情況下，在安裝大小方面可能存在顯著的限制。這種限制使得難以在大小限制至關(guān)重要的電子設(shè)備的一部分中包含相應(yīng)的無線電力接收裝置。因此，本領(lǐng)域中需要這樣的過電壓保護電路，其能夠?qū)崿F(xiàn)快速處理并具有高效率，同時減少在無線電力傳輸裝置和接收裝置中的安裝大小。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明提供了用于諧振無線電力傳輸裝置的過電壓保護裝置以及用于控制過電壓保護裝置的方法，該過電壓保護裝置通過實現(xiàn)快速處理，具有高效率，容易處理高的過電壓并減少安裝大小而適合應(yīng)用到諸如便攜式終端的設(shè)備。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種用于諧振無線電力接收裝置的過電壓保護裝置，其包括:諧振信號接收器，用于接收從無線電力傳輸裝置發(fā)送的無線諧振信號；過電壓保護器，其在過電壓保護操作中被驅(qū)動器驅(qū)動，以便使接收裝置的諧振頻率失諧，從而降低接收電力；驅(qū)動器，用于在過電壓保護操作中根據(jù)控制信號驅(qū)動過電壓保護器；以及控制器，用于當確定過電壓發(fā)生時，向驅(qū)動器輸出用于驅(qū)動過電壓保護器的控制信號。根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種用于諧振無線電力接收裝置的過電壓保護裝置的過電壓保護方法，其包括:監(jiān)視恒定電壓發(fā)生器的輸入電壓；確定輸入電壓是否高于預(yù)設(shè)的過電壓保護開始參考電壓，并且如果輸入電壓高于預(yù)設(shè)的過電壓保護開始參考電壓，則通過使諧振頻率失諧執(zhí)行過電壓保護操作；以及在執(zhí)行過電壓保護操作過程中，如果恒定電壓發(fā)生器的輸入電壓低于預(yù)設(shè)的過電壓保護開始參考電壓，則釋放使諧振頻率失諧的過電壓保護操作。


從以下結(jié)合附圖的詳細描述，本發(fā)明的實施例的上述和其它特征和優(yōu)點將更加明顯，在附圖中:圖1示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的諧振無線電力傳輸和接收系統(tǒng)；圖2示出圖1的接收裝置；圖3示出圖1的接收裝置的控制器的過電壓保護；圖4示出施加到圖2的接收裝置的恒定電壓發(fā)生器的電壓波形；圖5A至圖5C示出了對于圖2的接收裝置的過電壓保護器中所包括的各個失諧電容器的各個設(shè)定容量、施加到恒定電壓發(fā)生器的電壓波形；圖6示出了相對于圖2的接收裝置的過電壓保護器中所包括的每個失諧電容器的設(shè)定容量、從傳輸裝置到接收裝置的電力傳遞率(power transferratio)；圖7A到圖7F示出了相對于圖2的接收裝置的過電壓保護器中所包括的每個失諧電容器的設(shè)定容量、從傳輸裝置到接收裝置的電力傳遞率。
具體實施例方式下文中，將參照附圖詳細描述本發(fā)明的實施例。圖1示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的諧振無線電力傳輸和接收系統(tǒng)，而且圖2示出圖1的接收裝置。參照圖1和圖2，諧振無線電力傳輸和接收系統(tǒng)包括諸如充電裝置的無線電力傳輸裝置1，以及無線電力接收裝置2，諸如在便攜式終端中提供的無線電力接收裝置。無線電力傳輸裝置I可以包括:信號發(fā)生器10，其包括壓控振蕩器(VoltageControl Oscillator, VCO),用以生成諸如6.78MHz諧振頻率的預(yù)設(shè)頻率的信號；放大器12，其包括放大單元，該放大單元將信號發(fā)生器10生成的信號放大成高功率信號；諧振信號發(fā)生器14，其包括諧振器，該諧振器根據(jù)由放大器12產(chǎn)生的高功率信號生成例如
6.78MHz的無線諧振信號；電壓/電流檢測器16，其感測由諧振信號發(fā)生器14所生成的無線諧振信號的電壓和電流(的峰值電平);以及控制器18，其集中地控制無線電力傳輸裝置I的無線電力傳輸操作，并通過基于由電壓/電流檢測器16檢測到的電流和電壓監(jiān)視以無線方式傳輸?shù)闹C振信號的電流和電壓，來控制信號發(fā)生器10和放大器12的操作，以便將預(yù)設(shè)的值保持在正常范圍內(nèi)。無線電力傳輸裝置I還可以包括傳感器17和無線通信單元19 ;傳感器17包括對象傳感器(未示出)，其通過感測無線電力接收裝置2的放置來將感測信號提供給控制器18 ;無線通信單元19被配置為在控制器18的控制下，使用各種無線近場通信方案之一，來和與無線電力傳輸操作有關(guān)的無線電力接收裝置2進行通信。無線電力接收裝置2可以包括諧振信號接收器24、整流器22、平滑器21、恒定電壓發(fā)生器20、過電壓保護器25、電壓檢測器26和控制器28 ;諧振信號接收器24包括諧振器，用以接收從無線電力傳輸裝置I的諧振信號發(fā)生器14傳輸?shù)臒o線諧振信號；整流器22將在諧振信號接收器24中接收到的交流(AC)功率整流為直流(DC)功率；平滑器21使由整流器22整流的DC功率平滑；恒定電壓發(fā)生器20將從平滑器21輸出的功率轉(zhuǎn)換為應(yīng)用了無線電力接收裝置的便攜式終端所期望的工作功率(例如，+5V);過電壓保護器25被驅(qū)動器27驅(qū)動，以便在過電壓保護操作期間使諧振信號接收器24的諧振器的諧振頻率失諧，從而降低接收功率；電壓檢測器26檢測恒定電壓發(fā)生器20的輸入電壓；控制器28可以利用微控制器(MCU)來實施，用于集中控制無線電力接收裝置2的無線電力接收操作，根據(jù)電壓檢測器26檢測到的信號確定是否發(fā)生過電壓，并且當確定發(fā)生過電壓時，將用于驅(qū)動過電壓保護器25的控制信號輸出到驅(qū)動器27以進行過電壓保護操作。無線電力接收裝置2還可以包括無線通信單元29和波形穩(wěn)定器(未示出);無線通信單元29在控制器28的控制下，使用各種無線近場通信方案之一，來與和無線電力接收操作有關(guān)的無線電力傳輸裝置I進行通信；波形穩(wěn)定器包括諧振(LC)電路，用以穩(wěn)定和輸出從恒定電壓發(fā)生器20輸出的直流波形。圖2示出本發(fā)明的無線電力接收裝置2的主要組件。整流器22可以具有使用4個二極管D1、D2、D3和D4的全橋二極管結(jié)構(gòu)，其中，例如，第一二極管Dl和第二二極管D2的串聯(lián)連接電路與第三二極管D3和第四二極管D4的串聯(lián)連接電路并聯(lián)連接，并且在并聯(lián)連接的兩個節(jié)點中，第一二極管Dl和第三二極管D3的連接節(jié)點被設(shè)定為直流功率輸入電壓信號(VIN)的輸出節(jié)點，而且第二二極管D2和第四二極管D4的連接節(jié)點與接地端子連接。諧振信號接收器24的諧振器的兩個連接端子VIN_P和VIN_N中的端子VIN_P與第一二極管Dl和第二二極管D2的連接點連接，而另一個端子VIN_N與第三二極管D3和第四二極管D4的連接點連接。平滑器21可以包括并聯(lián)連接的電容器C3和C4中的至少一個。整流器22的輸出通過平滑器21提供給恒定電壓發(fā)生器20，而且恒定電壓發(fā)生器20將整流的DC功率轉(zhuǎn)換為期望電平的DC功率。為此，恒定電壓發(fā)生器20可以包括降壓轉(zhuǎn)換器(step-down converter),例如包括低壓降輸出(low drop output, LDO)(未示出)的DC-DC 降壓式轉(zhuǎn)換器(buck converter)。過電壓保護器25可以包括諧振失諧第一電容器Cl和諧振失諧第二電容器C2，它們具有分別連接到諧振信號接收器24的諧振器的兩個連接端子VIN_P和VIN_N的端部。驅(qū)動器27可以具有開關(guān)結(jié)構(gòu)，其中，驅(qū)動器27根據(jù)從控制器28輸出的控制信號執(zhí)行開關(guān)操作，以便將過電壓保護器25的第一電容器Cl和第二電容器C2的其它端子(C_OVPI, C_0VP2)連接到接地端子。在正常狀態(tài)下，控制器28將驅(qū)動器27的開關(guān)狀態(tài)控制為斷開(open)狀態(tài)，以使得過電壓保護器25的第一電容器Cl和第二電容器C2的其它端子(C_0VP1，C_0VP2)保持斷開狀態(tài)。在這種情況下，過電壓保護器25的第一電容器Cl和第二電容器C2不影響諧振信號接收器24的諧振器。在過電壓保護操作中，控制器28將驅(qū)動器27的開關(guān)狀態(tài)控制為連接狀態(tài)，以使得過電壓保護器25的第一電容器Cl和第二電容器C2的其它端子(C_0VP1，C_0VP2)與接地端子25連接。在這種情況下，過電壓保護器25的第一電容器Cl和第二電容器C2影響諧振信號接收器24的諧振器，使諧振頻率失諧。結(jié)果，從無線電力傳輸裝置I傳輸?shù)男盘柌荒鼙挥行Ы邮?，這不利地影響電力傳輸。恒定電壓發(fā)生器20、電壓檢測器26、控制器28和驅(qū)動器27可以被配置成單一集成電路(IC)芯片(BUCK-1C)的形式。參照圖2，雖然在圖1中未示出，但是在整流器22和平滑器21之間還可以包括具有齊納二極管(ZD)的輔助過電壓保護器23，以用于附加的電路保護。輔助過電壓保護器23不是必需的，但可以進一步包括輔助過電壓保護器23以補充過電壓保護功能。ZD可以被設(shè)置以使得例如，擊穿電壓為30V，以防止整流器22的輸出電壓VIN超過預(yù)設(shè)電平。當只利用ZD實施過電壓保護器時，在與ZD工作所需要的時間相對應(yīng)的準備時間段中難以實現(xiàn)過電壓保護，如果從整流器22的輸出電壓VIN到恒定電壓發(fā)生器20的輸入電壓BUCK_IN的電力量很大，則ZD的必要容量和大小必須增加，這是不期望的。一般來說，具有約1608 (16X08毫米)大小的ZD可以保護約300mW的電路。因此，為了在便攜式移動設(shè)備中保護1W，必須使用三個或更多個大小為1608或更大的部件。由于對于產(chǎn)品而言，蜂窩電話或移動無線充電諧振系統(tǒng)的接收級具有很小的安裝空間，從而過電壓保護應(yīng)該在小面積區(qū)域中執(zhí)行，對于蜂窩電話，接收級應(yīng)該被保護高達5W，對于平板電話或個人計算機(PC)，接收級應(yīng)該被保護高達10W。當只利用ZD實施過電壓保護電路時，這個要求難以實現(xiàn)。因此，在本發(fā)明的接收裝置中，通過使用諧振失諧電容器(兩個1005部件)來實施過電壓保護電路。圖3示出了圖1的接收裝置2的控制器28的過電壓保護。參照圖3，在步驟302中，接收裝置2的控制器28通過電壓檢測器26的輸出監(jiān)視恒定電壓發(fā)生器20的輸入電壓BUCK_IN。此后，在步驟304中，控制器28確定輸入電壓BUCK_IN是否大于或等于預(yù)設(shè)的過電壓保護開始參考電壓(例如，25.7V)。如果輸入電壓BUCK_IN不大于或不等于預(yù)設(shè)的過電壓保護開始參考電壓，則控制器28繼續(xù)步驟302中的輸入電壓監(jiān)視操作。直到輸入電壓BUCK_IN大于或等于預(yù)設(shè)的過電壓保護開始參考電壓，控制器28前進到步驟306來執(zhí)行過電壓操作。當在輸入電壓BUCK_IN增加到例如25.7V之后經(jīng)過了反應(yīng)時間(約10 μ s或更少)之后，執(zhí)行步驟306的過電壓保護操作?？刂破?8將控制信號輸出到驅(qū)動器27以便將過電壓保護器25的管腳C_0VP1和C_0VP2連接到接地端子，以使得過電壓電平減小。在該狀態(tài)下，控制器28可以傳輸指示接收裝置2的當前狀態(tài)是過電壓保護操作狀態(tài)的信號，并根據(jù)該信號，無線通信單元29向傳輸裝置I傳輸指示接收裝置2當前處于過電壓保護操作狀態(tài)的信息。在步驟308中，控制器28監(jiān)視恒定電壓發(fā)生器20的輸入電壓BUCK_IN。在步驟310中，控制器28確定輸入電壓BUCK_IN是否小于或等于預(yù)設(shè)的過電壓保護釋放參考電壓(例如，24.8V)。如果輸入電壓BUCK_IN不小于或不等于預(yù)設(shè)的過電壓保護釋放參考電壓，則控制器28繼續(xù)步驟308中的輸入電壓監(jiān)視動作。直到輸入電壓BUCK_IN小于或等于預(yù)設(shè)的過電壓保護釋放參考電壓，控制器28前進到步驟312來釋放過電壓操作。至于步驟312中的用于釋放過電壓保護操作的程序，如果在步驟306中執(zhí)行過電壓保護操作并因此輸入電壓BUCK_IN減小到低于24.8V，則執(zhí)行過電壓恢復(fù)操作，諸如700-1000 μ s，然后，控制器28向驅(qū)動器27輸出控制信號，以便將驅(qū)動器27的開關(guān)結(jié)構(gòu)控制為具有斷開狀態(tài)，以使得過電壓保護器25的管腳C_0VP1和C_OVP2被斷開。因此，過電壓保護器25被去激活。當在步驟312中釋放過電壓保護操作之后，控制器28返回到步驟302以便重復(fù)上述過程。如果沒有解決接收裝置2中的過電壓發(fā)生條件，則可以重復(fù)執(zhí)行過電壓保護操作和過電壓保護釋放操作。圖4示出施加到圖2的接收裝置2的恒定電壓發(fā)生器20的電壓波形，其表示當沒有解決過電壓發(fā)生條件時，過電壓保護操作和過電壓保護釋放操作持續(xù)的波形。參照圖4，在初始的無線電力接收操作之后，當整流器22的輸出電壓VIN是大約4V時，恒定電壓發(fā)生器20的內(nèi)部3V低壓降輸出(LDO)工作。然后，輸出電壓VIN的波形增加，并且在4V，波形在約250 μ S內(nèi)變?yōu)樗健４撕?，輸出電壓VIN持續(xù)增加。3V LDO向外部控制器28(例如，MCU)供應(yīng)電力(最大3V、40mA)?？梢杂蒑CU的通用輸入 / 輸出(General Purpose Input/Output, GP10)控制的啟動(boot up)時間是 7.2mS,該GPIO是外部控制器28。例如，恒定電壓發(fā)生器20工作在5.5V的輸入電壓BUCK_IN處，并輸出諸如5V的恒定電壓。此后，在例如25.7V的輸出電壓VIN處，在響應(yīng)時間之后，過電壓保護操作開始。過電壓保護器25的管腳C_0VP1和C_0VP2借助于驅(qū)動器27的開關(guān)結(jié)構(gòu)被連接到接地端子。然后，表示過電壓保護操作狀態(tài)的信號OVP被控制器28激活(信號0VPL=>H:過電壓保護操作狀態(tài))。在24.8V或更少的輸出電壓VIN處，例如，過電壓保護操作在過電壓恢復(fù)時間之后被釋放。在該狀態(tài)下，管腳C_0VP1和C_0VP2被斷開，而且信號OVP被控制器28去激活(信號0VPH=>L:正常狀態(tài))。由于當在接收裝置2中沒有解決過電壓發(fā)生條件時過電壓保護操作和過電壓保護釋放操作是持續(xù)的，因此輸出電壓VIN周期性地示出上升超過過電壓保護開始參考電壓(例如，25.7V)而且下降低于過電壓保護釋放參考電壓(例如，24.8V)的波形。圖5A至圖5C示出了對于圖2的接收裝置2的過電壓保護器25中所包括的各個失諧電容器Cl和C2的各個設(shè)定容量、施加到恒定電壓發(fā)生器20的電壓波形，在該電壓波形中示出了當沒有解決過電壓發(fā)生條件時施加到恒定電壓發(fā)生器20的輸入電壓BUCK_IN的周期波形。圖5A至圖5C示出當過電壓保護器25的第一失諧電容器Cl和第二失諧電容器C2的容量分別為2.2毫微法(nF)、4.7nF和22nF時輸入電壓BUCK_IN的波形。可以看出，當失諧電容器的容量不同(如將在下面描述的，對于2.2nF或更多的容量)時，各個波形顯示出周期性，而在它們之間沒有任何顯著差異。然而，對于2.2nF或更小的容量，過電壓保護操作沒有有效地進行，如將在下面參照圖6詳細描述的。圖6示出了相對于圖2的接收裝置2的過電壓保護器25中所包括的每個失諧電容器的設(shè)定容量、從傳輸裝置I到接收裝置2的電力傳遞率，圖7A到圖7F示出了相對于圖2的接收裝置2的過電壓保護器25中所包括的每個失諧電容器的設(shè)定容量、從傳輸裝置I到接收裝置2的電力傳遞率。圖7A示出失諧電容器斷開的情況(或者當沒有電容器時的正常狀態(tài))，而且圖7B至圖7F示出失諧電容器的容量分別是2.2nF、5.0nF,7.0nFU0.0nF和22.0nF的情況。參照圖6和圖7A至圖7F，一旦失諧電容器的管腳C_0VP1和C_0VP2被斷開，從傳輸裝置(諧振器)到接收裝置(諧振器)的電力傳遞率S21是約80%-90%，這表明已經(jīng)成功執(zhí)行從傳輸裝置到接收裝置的電力傳遞。如圖7B所示，如果失諧電容器的容量是2.2nF，則當管腳C_0VP1和C_0VP2連接到接地端子時，約60%的傳輸電力被傳遞到接收裝置。同樣地，如在圖7C和圖7F中所示，當失諧電容器的容量分別是5.0nF,7.0nFU0.0nF和22.0nF時，約38.5%,26.7%U3.2%和
4.1 %的傳輸電力被分別傳遞。在圖7F中，對于22nF的容量，S21是4.1%，從而很少或根本沒有電力傳輸被執(zhí)行。在上述的描述中，如果失諧電容器的容量太小(例如，2nF或更少)，則S21是61%，從而即使執(zhí)行過電壓保護操作，過電壓保護也可能無法實現(xiàn)，因此電壓可能繼續(xù)增加。這是因為即使執(zhí)行過電壓保護操作并因此失諧電容器的管腳C_0VP1和C_0VP2與接地端子連接，失諧效應(yīng)也不大。在這種情況下，輸出電壓VIN繼續(xù)增加，這會損害接收裝置的內(nèi)部組件。當使用2.2nF的失諧電容器時，其中從傳輸裝置到接收裝置傳遞的電力的S21在實驗上減少30%，此時S21是約60%。因此，在本發(fā)明中，失諧電容器的容量被設(shè)置為一個值，其中AS21是30%或更多，如等式(I)中所給出的:AS21=(S21)_(處于過電壓保護狀態(tài)的S21)..........(I)可以看出，在執(zhí)行過 電壓保護操作之后，從傳輸裝置到接收裝置的電力傳遞率S21從運行過電壓保護操作之前的S21減少30%?？紤]電壓駐波比(VoltageStanding Wave Ratio, VSWR,反射系數(shù))，處于 60 %或更小的電力的傳輸表示反射系數(shù)大于或等于4。也就是說，當運行過電壓保護操作時，VSffR ^ 4。考慮Q值，Q值的變化超過0.1。S卩，Q可以如等式(2)中所示:Q= ( Λ f/13.56) *1.5 ( Λ f 指示頻率變化)..........(2)因此，例如，對于Af= 1MHz,Q=0.1l0這樣，對于0.1或更大的Q值，頻率可以被視為失諧。因此，可以實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的用于諧振無線電力接收裝置的過電壓保護方案。本發(fā)明的實施例已經(jīng)在前述的說明中描述，但是可以獲得其他實施例或?qū)ζ湫薷幕蚋淖?。例如，在上述說明中，失諧電容器被連接到諧振級，此時它們被驅(qū)動器選擇性地與接地端子連接，但是它們也可以與接地端子連接，同時被驅(qū)動器選擇性地與諧振級連接。接收裝置2的控制器28可以向應(yīng)用了接收裝置2的便攜式終端提供有關(guān)執(zhí)行過電壓保護操作的信息，從而該信息被顯示在便攜式終端的顯示裝置上或者可以通過便攜式終端中所提供的揚聲器經(jīng)由音頻輸出。在接收裝置2中，如果過電壓保護操作和釋放操作以一時間間隔持續(xù)重復(fù)，則控制器28還可以降低過電壓保護釋放參考電壓，或者可以向傳輸裝置I傳輸請求結(jié)束電力傳輸?shù)南ⅰＨ鐝纳鲜稣f明中明顯的是，根據(jù)本發(fā)明的用于諧振無線電力接收裝置的過電壓保護方案可以在不需要高容量ZD的情況下減少安裝大小，同時提供快速處理和高效率，從而過電壓保護方案可以適合于應(yīng)用到諸如便攜式終端的設(shè)備。雖然已經(jīng)描述了本發(fā)明的實施例，但是對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將是顯而易見的是，可以做出各種修改而不脫離本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于諧振無線電力接收裝置的過電壓保護裝置，該過電壓保護裝置包括: 諧振信號接收器，用于接收從無線電力傳輸裝置發(fā)送的無線諧振信號； 過電壓保護器，其在過電壓保護操作中被驅(qū)動器驅(qū)動，以便使接收裝置的諧振頻率失諧，從而降低接收電力； 驅(qū)動器，用于在過電壓保護操作中根據(jù)控制信號驅(qū)動過電壓保護器；以及 控制器，用于當確定過電壓發(fā)生時，向驅(qū)動器輸出用于驅(qū)動過電壓保護器的控制信號。
2.如權(quán)利要求1所述的過電壓保護裝置，其中，所述過電壓保護器包括諧振失諧第一電容器和諧振失諧第二電容器，它們分別與諧振信號接收器的諧振器的兩個連接端子連接。
3.如權(quán)利要求2所述的過電壓保護裝置，其中，所述驅(qū)動器包括開關(guān)結(jié)構(gòu)，其中，所述驅(qū)動器根據(jù)從控制器輸出的控制信號執(zhí)行開關(guān)操作，以便將過電壓保護器的第一電容器和第二電容器連接到接地端子。
4.如權(quán)利要求2所述的過電壓保護裝置，其中，選擇第一電容器和第二電容器的容量，以使得AS21=(S21)-(處于過電壓保護狀態(tài)的S21)中的Λ S21是30%或更多，其中S21是從傳輸裝置到接收裝置的電力傳遞率。
5.如權(quán)利要求3所述的過電壓保護裝置，其中，選擇第一電容器和第二電容器的容量，以使得AS21=(S21)-(處于過電壓保護狀態(tài)的S21)中的Λ S21是30%或更多，其中S21是從傳輸裝置到接收裝置的電力傳遞率。
6.如權(quán)利要求 2所述的過電壓保護裝置，其中，第一電容器和第二電容器的容量被設(shè)置為大于2毫微法(2nF)。
7.如權(quán)利要求3所述的過電壓保護裝置，其中，第一電容器和第二電容器的容量被設(shè)置為大于2毫微法(2nF)。
8.如權(quán)利要求1所述的過電壓保護裝置，還包括: 整流器，用于將在諧振信號接收器中接收到的交流(AC)功率整流為直流(DC)功率；以及 輔助過電壓保護器，其包括具有擊穿電壓的齊納二極管(ZD)，以便附加地保護整流器的輸出端子上的過電壓。
9.如權(quán)利要求2所述的過電壓保護裝置，還包括: 整流器，用于將在諧振信號接收器中接收到的交流(AC)功率整流為直流(DC)功率；以及 輔助過電壓保護器，其包括具有擊穿電壓的齊納二極管(ZD)，以便附加地保護整流器的輸出端子上的過電壓。
10.如權(quán)利要求3所述的過電壓保護裝置，還包括: 整流器，用于將在諧振信號接收器中接收到的交流(AC)功率整流為直流(DC)功率；以及 輔助過電壓保護器，其包括具有擊穿電壓的齊納二極管(ZD)，以便附加地保護整流器的輸出端子上的過電壓。
11.一種用于諧振無線電力接收裝置的過電壓保護裝置的過電壓保護方法，該過電壓保護方法包括:監(jiān)視恒定電壓發(fā)生器的輸入電壓； 確定輸入電壓是否高于過電壓保護開始參考電壓，并且如果輸入電壓高于過電壓保護開始參考電壓，則通過使諧振頻率失諧執(zhí)行過電壓保護操作；以及 在執(zhí)行過電壓保護操作過程中，如果恒定電壓發(fā)生器的輸入電壓低于過電壓保護開始參考電壓，則釋放使諧振頻率失諧的過電壓保護操作。
12.如權(quán)利要求11所述的過電壓保護方法，其中，使諧振頻率失諧包括將諧振信號接收器的諧振器連接到預(yù)設(shè)的失諧第一電容器和失諧第二電容器。
13.如權(quán)利要求11所述的過電壓保護方法，其中，使諧振頻率失諧，以使得AS21=(S21)-(處于過電壓保護狀態(tài)的S21)中的Λ S21是30%或更多，其中S21是從傳輸裝置到接收裝置的電力傳遞率。
14.如權(quán)利要求12所述的過電壓保護方法，其中，使諧振頻率失諧，以使得AS21=(S21)-(處于過電壓保護狀態(tài)的S21)中的Λ S21是30%或更多，其中S21是從傳輸裝置到接收裝置的電 力傳遞率。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于諧振無線電力接收裝置的過電壓保護裝置。該過電壓保護裝置包括諧振信號接收器，用于接收從無線電力傳輸裝置發(fā)送的無線諧振信號；過電壓保護器，其在過電壓保護操作中被驅(qū)動器驅(qū)動，以便使接收裝置的諧振頻率失諧，從而降低接收電力；驅(qū)動器，用于在過電壓保護操作中根據(jù)控制信號驅(qū)動過電壓保護器；以及控制器，用于當確定過電壓發(fā)生時，向驅(qū)動器輸出用于驅(qū)動過電壓保護器的控制信號。
文檔編號H02H9/04GK103208790SQ20131001030
公開日2013年7月17日 申請日期2013年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月11日
發(fā)明者金柳水, 金埈逸, 樸世鎬, 樸成權(quán) 申請人:三星電子株式會社