本發(fā)明涉及一種諧振式無(wú)線電源接收電路，特別是指一種包含橋式整流電路的諧振式無(wú)線電源接收電路。本發(fā)明也涉及控制諧振式無(wú)線電源接收電路的控制電路與無(wú)線電源轉(zhuǎn)換方法。

背景技術(shù)：

請(qǐng)參閱圖1的現(xiàn)有技術(shù)，圖中顯示一種常見(jiàn)的諧振式無(wú)線電源接收電路(諧振式無(wú)線電源接收電路1)，其中諧振式無(wú)線電源接收電路包含諧振電路31，橋式整流電路33，直流直流轉(zhuǎn)換電路34，以及負(fù)載35。

圖1中，諧振式無(wú)線電源發(fā)送電路(未示出)將無(wú)線電源40發(fā)送至無(wú)線場(chǎng)(wireless field)中(例如但不限于磁場(chǎng)，電場(chǎng)，電磁場(chǎng))，諧振式無(wú)線電源接收電路1在無(wú)線場(chǎng)中通過(guò)諧振電路31在諧振作用之下，以例如但不限于耦合、感應(yīng)或捕捉的方式來(lái)接收無(wú)線場(chǎng)中的無(wú)線電源40，而于諧振電路31的輸出端產(chǎn)生一諧振輸出電壓VAC，整流電路33將諧振輸出電壓VAC整流而產(chǎn)生一整流輸出電壓VRECT，再由直流直流轉(zhuǎn)換電路34轉(zhuǎn)換后產(chǎn)生VOUT，以驅(qū)動(dòng)負(fù)載35，達(dá)成無(wú)線電源傳輸。

圖1中所示的現(xiàn)有技術(shù)，其缺點(diǎn)在于，其整流輸出電壓VRECT可能會(huì)過(guò)低或是過(guò)高，此外，也因?yàn)檎鬏敵鲭妷篤RECT無(wú)法確定，故需要額外的調(diào)節(jié)電路如直流直流轉(zhuǎn)換電路34以產(chǎn)生穩(wěn)定的輸出電壓。

圖1所示的現(xiàn)有技術(shù)是采用諧振的原理，因此：諧振式無(wú)線電源發(fā)送電路送出的諧振頻率偏移原設(shè)定的諧振頻率，或接收端耦合位置、角度或距離不同，或是多個(gè)諧振式無(wú)線電源接收電路同時(shí)耦合接收功率等等情形之下，可能會(huì)發(fā)生偏離諧振(off resonance)。偏離諧振若未做修正或控制，會(huì)導(dǎo)致功率耗損，或是接收電壓過(guò)低(例如諧振輸出電壓VAC與整流輸出電壓VRECT)，造成后級(jí)電路無(wú)法正常工作(例如直流直流轉(zhuǎn)換電路34以及負(fù)載35)。

請(qǐng)參閱圖2，圖中顯示整流電路的一種現(xiàn)有技術(shù)，橋式二倍壓電路(美國(guó)專利US4268899,Bridge-Doubler Rectifier)，當(dāng)CR5不導(dǎo)通時(shí)，橋式二倍壓電路工作在一倍電壓模式，當(dāng)CR5導(dǎo)通時(shí)，橋式二倍壓電路工作在二倍電壓模式；此現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)在于，第一、需要使用兩個(gè)輸出電容并且串聯(lián)在一起，等效輸出電容量會(huì)下降為其單一電容量的一半；第二、CR5必須是雙向控制開(kāi)關(guān)；第三、其電壓調(diào)整的倍率選項(xiàng)僅有兩種，但如前述，諧振式無(wú)線電源接收電路以諧振方式接收到的功率數(shù)值并不確定，若以此現(xiàn)有技術(shù)作為諧振式無(wú)線電源接收電路的整流電路，有可能在某些情況下，整流電路的輸出電壓1倍則過(guò)低、2倍則過(guò)高，導(dǎo)致耦接其后的后級(jí)電路無(wú)法正常工作或是損壞。

請(qǐng)參閱圖3A-3B，圖中示出了諧振式無(wú)線電源接收電路的另一種現(xiàn)有技術(shù)，諧振式無(wú)線電源接收電路2包含了1倍/2倍主動(dòng)式整流器38(其詳細(xì)電路如圖3B)，該1倍/2倍主動(dòng)整流器38可將無(wú)線感應(yīng)接收的交流電壓，以1倍或2倍的整流電壓輸出，以解決前述整流電路的輸出電壓過(guò)低的問(wèn)題。

然而上述圖3A,3B的現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)在于，第一、該1倍/2倍主動(dòng)整流器38的電路結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，需要使用許多元件，例如圖中所示需至少10個(gè)開(kāi)關(guān)元件；第二、其電壓調(diào)整的倍率選項(xiàng)僅有兩種，但如前述，諧振式無(wú)線電源接收電路2以諧振方式接收到的功率數(shù)值并不確定，有可能在某些情況下，整流電路的輸出電壓1倍則過(guò)低、2倍則過(guò)高，導(dǎo)致耦接其后的后級(jí)電路無(wú)法正常工作或是損壞。

本發(fā)明相較于圖1的現(xiàn)有技術(shù)，具有回授控制的整流電路輸出，可避免整流電路的輸出電壓過(guò)低或過(guò)高的問(wèn)題，此外本發(fā)明亦可具有穩(wěn)定的整流輸出電壓或整流輸出電流，因此無(wú)需直流直流轉(zhuǎn)換電路，可節(jié)省大量電路成本。

本發(fā)明相較于圖2與圖3A,3B的現(xiàn)有技術(shù)，具有連續(xù)可調(diào)整的整流電路輸出，可避免整流電路的輸出電壓過(guò)高或過(guò)低的問(wèn)題，此外，電路亦可使用數(shù)量較少的元件，且與整流電路原有的整流元件共享，相較于此現(xiàn)有技術(shù)而言，可降低制造成本。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足與缺陷，提出一種諧振式無(wú)線電源接收電路及控制電路與無(wú)線電源轉(zhuǎn)換方法，可避免整流電路的輸出電壓過(guò)低或過(guò)高的問(wèn)題，并降低制造成本。

為達(dá)上述目的，就其中一個(gè)觀點(diǎn)言，本發(fā)明提供了一種諧振式無(wú)線電源接收電路，該諧振式無(wú)線電源接收電路包含：一諧振電路，包括具有至少一接收線圈的一接收電路以及具有至少一阻抗匹配電容器的一阻抗匹配電路，該諧振電路接收一無(wú)線電源且于其一諧振輸出正端與其一諧振輸出負(fù)端之間產(chǎn)生一交流諧振訊號(hào)，該交流諧振訊號(hào)包括一交流諧振電壓，其中該交流諧振電壓具有一振幅；一橋式整流電路，用以將該交流諧振訊號(hào)，轉(zhuǎn)換為一整流輸出訊號(hào)于其一整流輸出端點(diǎn)及其一接地點(diǎn)之間，其中該整流輸出訊號(hào)具有一整流輸出電壓及一整流輸出電流，其中該橋式整流電路包含至少四整流元件，其分別具有電流流出端與電流流入端，該四整流元件包括第一整流元件、第二整流元件、第三整流元件以及第四整流元件，其中該第三整流元件與該第四整流元件的電流流出端互相耦接于該整流輸出端點(diǎn)，該第一整流元件與該第二整流元件的電流輸入端互相耦接于該接地點(diǎn)，該第三整流元件的電流輸入端與該第一整流元件的電流流出端互相耦接于該諧振輸出負(fù)端，該第四整流元件的電流輸入端與該第二整流元件的電流流出端互相耦接于該諧振輸出正端；其中該四整流元件的至少其中之一為一多模式開(kāi)關(guān)(Multi-mode Switch)；其中該阻抗匹配電路與該接收電路串聯(lián)且與該橋式整流電路串聯(lián)；以及一回授控制電路，用以根據(jù)相關(guān)于該整流輸出電壓的一電壓回授訊號(hào)及/或相關(guān)于該整流輸出電流的一電流回授訊號(hào)，而產(chǎn)生一多模式開(kāi)關(guān)控制訊號(hào)，用以控制該多模式開(kāi)關(guān)，使其至少一部分時(shí)間操作于一導(dǎo)通操作，以達(dá)成以下功能：(1)使得該整流輸出電壓的位準(zhǔn)大致上等于該交流諧振電壓的該振幅的二倍，或(2)調(diào)節(jié)該整流輸出電壓的位準(zhǔn)對(duì)應(yīng)于一輸出電壓參考訊號(hào)，及/或調(diào)節(jié)該整流輸出電流的位準(zhǔn)對(duì)應(yīng)于一輸出電流參考訊號(hào)。

在一較佳實(shí)施例中，該回授控制電路以該多模式開(kāi)關(guān)控制訊號(hào)，控制該多模式開(kāi)關(guān)，使其操作于一同步整流切換操作以及該導(dǎo)通操作的一分時(shí)組合，以調(diào)節(jié)該整流輸出電壓的位準(zhǔn)對(duì)應(yīng)于該輸出電壓參考訊號(hào)的位準(zhǔn)，及/或調(diào)節(jié)該整流輸出電流的位準(zhǔn)對(duì)應(yīng)于該輸出電流參考訊號(hào)的位準(zhǔn)。

在一較佳實(shí)施例中，該四整流元件包含以下組合的其中一種：(一)該四整流元件包括一個(gè)多模式開(kāi)關(guān)與三個(gè)二極管，所述二極管的順向端與逆向端分別對(duì)應(yīng)于該三整流元件各自的電流流入端與電流流出端；(二)該四整流元件包括四個(gè)多模式開(kāi)關(guān)，且該回授控制電路以該多模式開(kāi)關(guān)控制訊號(hào)，控制該四個(gè)多模式開(kāi)關(guān)；(三)該四整流元件包括一個(gè)二極管以及三個(gè)多模式開(kāi)關(guān)的組合，且該回授控制電路以該多模式開(kāi)關(guān)控制訊號(hào)，控制該三個(gè)多模式開(kāi)關(guān)；以及(四)該四整流元件包括二個(gè)二極管以及二個(gè)多模式開(kāi)關(guān)的組合，且該回授控制電路以該多模式開(kāi)關(guān)控制訊號(hào)，控制該二個(gè)多模式開(kāi)關(guān)。

在一較佳實(shí)施例中，所述多模式開(kāi)關(guān)分別為一半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)。

在一較佳實(shí)施例中，各多模式開(kāi)關(guān)各與一旁路二極管并聯(lián)，該旁路二極管的順向端與逆向端分別耦接于對(duì)應(yīng)的多模式開(kāi)關(guān)的電流流入端與電流流出端。

在一較佳實(shí)施例中，該諧振式無(wú)線電源接收電路還包含一輸出電容器，耦接于該整流輸出端點(diǎn)與該接地點(diǎn)之間，其中于該整流輸出電壓的位準(zhǔn)大致上等于該交流諧振電壓的該振幅的二倍時(shí)，于該交流諧振電壓的負(fù)半波電壓時(shí)，對(duì)該阻抗匹配電容器充電，而于該交流諧振電壓的正半波電壓時(shí)，該阻抗匹配電容器對(duì)該輸出電容器充電。

為達(dá)上述目的，就另一個(gè)觀點(diǎn)言，本發(fā)明也提供了一種諧振式無(wú)線電源接收電路，該諧振式無(wú)線電源接收電路包含：一諧振電路，包括具有至少一接收線圈的一接收電路以及具有至少一阻抗匹配電容器的一阻抗匹配電路，該諧振電路接收一無(wú)線電源且于其一諧振輸出正端與其一諧振輸出負(fù)端之間產(chǎn)生一交流諧振訊號(hào)，該交流諧振訊號(hào)包括一交流諧振電壓，其中該交流諧振電壓具有一振幅；一橋式整流電路，用以將該交流諧振訊號(hào)，轉(zhuǎn)換為一整流輸出訊號(hào)于其一整流輸出端點(diǎn)及其一接地點(diǎn)之間，其中該整流輸出訊號(hào)具有一整流輸出電壓及一整流輸出電流，其中該橋式整流電路包含至少四整流元件，其分別具有電流流出端與電流流入端，該四整流元件包括第一整流元件、第二整流元件、第三整流元件以及第四整流元件，其中該第三整流元件與該第四整流元件的電流流出端互相耦接于該整流輸出端點(diǎn)，該第一整流元件與該第二整流元件的電流輸入端互相耦接于該接地點(diǎn)，該第三整流元件的電流輸入端與該第一整流元件的電流流出端互相耦接于該諧振輸出負(fù)端，該第四整流元件的電流輸入端與該第二整流元件的電流流出端互相耦接于該諧振輸出正端；其中該四整流元件的至少其中之一為一多模式開(kāi)關(guān)(Multi-mode Switch)；其中該阻抗匹配電路與該接收電路串聯(lián)且與橋式整流電路串聯(lián)；以及一控制電路，用以根據(jù)一模式選擇訊號(hào)，而產(chǎn)生一多模式開(kāi)關(guān)控制訊號(hào)，用以控制該多模式開(kāi)關(guān)，使其操作于一導(dǎo)通操作，以使得該整流輸出電壓的位準(zhǔn)大致上等于該交流諧振電壓的該振幅的二倍。

為達(dá)上述目的，就再另一個(gè)觀點(diǎn)言，本發(fā)明提供了一種回授控制電路，用以控制一諧振式無(wú)線電源接收電路，該諧振式無(wú)線電源接收電路包含：一諧振電路，包括具有至少一接收線圈的一接收電路以及具有至少一阻抗匹配電容器的一阻抗匹配電路，該諧振電路接收一無(wú)線電源且于其一諧振輸出正端與其一諧振輸出負(fù)端之間產(chǎn)生一交流諧振訊號(hào)，該交流諧振訊號(hào)包括一交流諧振電壓，其中該交流諧振電壓具有一振幅；一橋式整流電路，用以將該交流諧振訊號(hào)，轉(zhuǎn)換為一整流輸出訊號(hào)于其一整流輸出端點(diǎn)及其一接地點(diǎn)之間，其中該整流輸出訊號(hào)具有一整流輸出電壓及一整流輸出電流，其中該橋式整流電路包含至少四整流元件，其分別具有電流流出端與電流流入端，該四整流元件包括第一整流元件、第二整流元件、第三整流元件以及第四整流元件，其中該第三整流元件與該第四整流元件的電流流出端互相耦接于該整流輸出端點(diǎn)，該第一整流元件與該第二整流元件的電流輸入端互相耦接于該接地點(diǎn)，該第三整流元件的電流輸入端與該第一整流元件的電流流出端互相耦接于該諧振輸出負(fù)端，該第四整流元件的電流輸入端與該第二整流元件的電流流出端互相耦接于該諧振輸出正端；其中該四整流元件的至少其中之一為一多模式開(kāi)關(guān)(Multi-mode Switch)；其中該阻抗匹配電路與該接收電路串聯(lián)且與該橋式整流電路串聯(lián)；該回授控制電路包含：一誤差回授電路，用以根據(jù)相關(guān)于該整流輸出電壓的一電壓回授訊號(hào)與一輸出電壓參考訊號(hào)的差值而產(chǎn)生一電壓誤差回授訊號(hào)，及/或根據(jù)相關(guān)于該整流輸出電流的一電流回授訊號(hào)與一輸出電流參考訊號(hào)的差值而產(chǎn)生一電流誤差回授訊號(hào)；以及一開(kāi)關(guān)控制電路，用以根據(jù)該電壓誤差回授訊號(hào)及/或該電流誤差回授訊號(hào)而產(chǎn)生一多模式開(kāi)關(guān)控制訊號(hào)，用以控制該多模式開(kāi)關(guān)，使其至少一部分時(shí)間操作于一導(dǎo)通操作，以達(dá)成以下功能：(1)使得該整流輸出電壓的位準(zhǔn)大致上等于該交流諧振電壓的該振幅的二倍，或(2)調(diào)節(jié)該整流輸出電壓的位準(zhǔn)對(duì)應(yīng)于一輸出電壓參考訊號(hào)，及/或調(diào)節(jié)該整流輸出電流的位準(zhǔn)對(duì)應(yīng)于一輸出電流參考訊號(hào)。

在一較佳實(shí)施例中，該開(kāi)關(guān)控制電路以該多模式開(kāi)關(guān)控制訊號(hào)，控制該第一多模式開(kāi)關(guān)，使其操作于一同步整流切換操作以及該導(dǎo)通操作的一分時(shí)組合，以調(diào)節(jié)該整流輸出電壓的位準(zhǔn)對(duì)應(yīng)于該輸出電壓參考訊號(hào)的位準(zhǔn)，及/或調(diào)節(jié)該整流輸出電流的位準(zhǔn)對(duì)應(yīng)于該輸出電流參考訊號(hào)的位準(zhǔn)。

在一較佳實(shí)施例中，該回授控制電路還包含一同步控制電路，用以根據(jù)該整流輸出訊號(hào)與該交流諧振輸出訊號(hào)而產(chǎn)生一同步控制訊號(hào)，其中該開(kāi)關(guān)控制電路還根據(jù)該同步控制訊號(hào)而產(chǎn)生該多模式開(kāi)關(guān)控制訊號(hào)。

為達(dá)上述目的，就再另一個(gè)觀點(diǎn)言，本發(fā)明提供了一種諧振式無(wú)線電源轉(zhuǎn)換方法，其中一諧振電路接收一無(wú)線電源且于其一諧振輸出正端與其一諧振輸出負(fù)端之間產(chǎn)生一交流諧振訊號(hào)，該交流諧振訊號(hào)包括一交流諧振電壓，其中該交流諧振電壓具有一振幅，且該諧振電路具有一阻抗匹配電容器，該諧振式無(wú)線電源轉(zhuǎn)換方法包含：控制一橋式整流電路，以將該交流諧振訊號(hào)，轉(zhuǎn)換為一整流輸出訊號(hào)于其一整流輸出端點(diǎn)及其一接地點(diǎn)之間，其中該整流輸出訊號(hào)具有一整流輸出電壓及一整流輸出電流，其中該橋式整流電路包含至少四整流元件，其分別具有電流流出端與電流流入端，該四整流元件包括第一整流元件、第二整流元件、第三整流元件以及第四整流元件，其中該第三整流元件與該第四整流元件的電流流出端互相耦接于該整流輸出端點(diǎn)，該第一整流元件與該第二整流元件的電流輸入端互相耦接于該接地點(diǎn)，該第三整流元件的電流輸入端與該第一整流元件的電流流出端互相耦接于該諧振輸出負(fù)端，該第四整流元件的電流輸入端與該第二整流元件的電流流出端互相耦接于該諧振輸出正端；其中該四整流元件的至少其中之一為一多模式開(kāi)關(guān)(Multi-mode Switch)；其中該控制該橋式整流電路，以將該交流諧振訊號(hào)轉(zhuǎn)換為該整流輸出訊號(hào)的步驟包括：根據(jù)相關(guān)于該整流輸出電壓的一電壓回授訊號(hào)及/或相關(guān)于該整流輸出電流的一電流回授訊號(hào)，而產(chǎn)生一多模式開(kāi)關(guān)控制訊號(hào)；以及以該多模式開(kāi)關(guān)控制訊號(hào)控制該第一多模式開(kāi)關(guān)，使其至少一部分時(shí)間操作于一導(dǎo)通操作，以達(dá)成以下功能：(1)使得該整流輸出電壓的位準(zhǔn)大致上等于該交流諧振電壓的該振幅的二倍，或(2)調(diào)節(jié)該整流輸出電壓的位準(zhǔn)對(duì)應(yīng)于一輸出電壓參考訊號(hào)，及/或調(diào)節(jié)該整流輸出電流的位準(zhǔn)對(duì)應(yīng)于一輸出電流參考訊號(hào)。

在一較佳實(shí)施例中，該調(diào)節(jié)該整流輸出電壓的位準(zhǔn)對(duì)應(yīng)于一輸出電壓參考訊號(hào)，及/或調(diào)節(jié)該整流輸出電流的位準(zhǔn)對(duì)應(yīng)于一輸出電流參考訊號(hào)的步驟還包括：以該多模式開(kāi)關(guān)控制訊號(hào)，控制該第一多模式開(kāi)關(guān)，使其操作于一同步整流切換操作以及該導(dǎo)通操作的一分時(shí)組合。

在一較佳實(shí)施例中，產(chǎn)生該多模式開(kāi)關(guān)控制訊號(hào)的步驟還根據(jù)該整流輸出訊號(hào)與該交流諧振輸出訊號(hào)而產(chǎn)生一同步控制訊號(hào)，以及根據(jù)該同步控制訊號(hào)產(chǎn)生該多模式開(kāi)關(guān)控制訊號(hào)。

在一較佳實(shí)施例中，該整流輸出電壓為耦接于該整流輸出端點(diǎn)與該接地點(diǎn)之間的一輸出電容器上的跨壓，且其中于該整流輸出電壓的位準(zhǔn)大致上等于該交流諧振電壓的該振幅的二倍時(shí)，于該交流諧振電壓的負(fù)半波電壓時(shí)，對(duì)該阻抗匹配電容器充電，而于該交流諧振電壓的正半波電壓時(shí)，該阻抗匹配電容器對(duì)該輸出電容器充電。

以下通過(guò)具體實(shí)施例詳加說(shuō)明，當(dāng)更容易了解本發(fā)明的目的、技術(shù)內(nèi)容、特點(diǎn)及其所達(dá)成的功效。

附圖說(shuō)明

圖1顯示一種現(xiàn)有技術(shù)的諧振式無(wú)線電源接收電路及其相關(guān)電路的示意圖；

圖2顯示一種現(xiàn)有技術(shù)的橋式二倍壓電路；

圖3A顯示一種現(xiàn)有技術(shù)的諧振式無(wú)線電源接收電路的方塊圖；

圖3B為對(duì)應(yīng)圖3A中現(xiàn)有技術(shù)的1倍/2倍主動(dòng)式整流電路的具體實(shí)施例；

圖4顯示本發(fā)明的諧振式無(wú)線電源接收電路的一具體實(shí)施例；

圖5為對(duì)應(yīng)圖4中本發(fā)明的諧振式無(wú)線電源接收電路的等效電路圖；

圖6A,6B顯示本發(fā)明的諧振式無(wú)線電源接收電路，其中回授控制電路的實(shí)施例方塊圖；

圖7為對(duì)應(yīng)于圖5電路的波形示意圖；

圖8顯示本發(fā)明的諧振式無(wú)線電源接收電路的另一實(shí)施例；

圖9顯示本發(fā)明的諧振式無(wú)線電源接收電路的另一實(shí)施例；

圖10顯示本發(fā)明的諧振式無(wú)線電源接收電路的另一實(shí)施例；

圖11,12為對(duì)應(yīng)于圖5電路的仿真波形示意圖。

圖中符號(hào)說(shuō)明

1,2,4,6,7,8 諧振式無(wú)線電源接收電路

31 諧振電路

33 橋式整流電路

34 直流直流轉(zhuǎn)換電路

35 負(fù)載

37,37’,37” 回授控制電路

38 1倍/2倍主動(dòng)式整流器

40 無(wú)線電源

311 接收電路

312 阻抗匹配電路

331,332,333,334 整流元件

ACP 諧振輸出正端

ACN 諧振輸出負(fù)端

C1 阻抗匹配電容器

C2 濾波電容器

CR5 雙向控制開(kāi)關(guān)

D1,D2,D3,D4 二極管

DS1 蕭特基二極管

DCP 整流輸出端點(diǎn)

GND 接地點(diǎn)

L1 接收線圈

IRECT 整流輸出電流

IREF 輸出電流參考訊號(hào)

ISEN 相關(guān)于整流輸出電流IRECT的電流回授訊號(hào)

S1,S2,S3,S4 多模式開(kāi)關(guān)

S1g,S2g,S3g,S4g 多模式開(kāi)關(guān)控制訊號(hào)

T1,T2 期間

TPER 默認(rèn)的周期

VAC 交流諧振電壓

VRECT 整流輸出電壓

VREF 輸出電壓參考訊號(hào)

VS1 電壓差波形

VSEN 相關(guān)于整流輸出電壓VRECT的電壓回授訊號(hào)

具體實(shí)施方式

請(qǐng)參閱圖4本發(fā)明的諧振式無(wú)線電源接收電路的一種具體的實(shí)施例(諧振式無(wú)線電源接收電路4)，諧振式無(wú)線電源接收電路4包含諧振電路31，其包括接收電路311與阻抗匹配電路312，接收電路311包含至少一接收線圈L1，阻抗匹配電路312包括阻抗匹配電容器C1，諧振電路31接收一無(wú)線電源并于其諧振輸出正端ACP與其諧振輸出負(fù)端ACN之間產(chǎn)生一交流諧振訊號(hào)，該交流諧振訊號(hào)包括一交流諧振電壓VAC；橋式整流電路33，將交流諧振電壓VAC整流并經(jīng)濾波電容器C2濾波，而于其整流輸出端點(diǎn)DCP及其接地點(diǎn)GND之間產(chǎn)生一整流輸出訊號(hào)，其包括整流輸出電壓VRECT以及整流輸出電流IRECT，用以驅(qū)動(dòng)負(fù)載35，以達(dá)成無(wú)線電源傳輸；其中阻抗匹配電容器C1與接收電路311串聯(lián)且與橋式整流電路33串聯(lián)；橋式整流電路33包含至少四整流元件，其分別具有電流流出端與電流流入端，該四整流元件包括第一整流元件331、第二整流元件332、第三整流元件333以及第四整流元件334，其中第三整流元件333與第四整流元件334的電流流出端互相耦接于整流輸出端點(diǎn)DCP，第一整流元件331與第二整流元件332的電流輸入端互相耦接于接地點(diǎn)GND，第三整流元件333的電流輸入端與第一整流元件331的電流流出端互相耦接于諧振輸出負(fù)端ACN，第四整流元件334的電流輸入端與第二整流元件332的電流流出端互相耦接于諧振輸出正端ACP；其中該四整流元件的至少其中之一為一多模式開(kāi)關(guān)(Multi-mode Switch)，以圖4的諧振式無(wú)線電源接收電路4為例，其中第一整流元件331為第一多模式開(kāi)關(guān)S1，其他三整流元件則分別為二極管，如圖中所示的二極管D1,D2以及D3；本發(fā)明的諧振式無(wú)線電源接收電路4還包含了回授控制電路37，回授控制電路37與橋式整流電路33耦接，其可根據(jù)回授訊號(hào)，例如但不限于根據(jù)相關(guān)于整流輸出電壓VRECT的電壓回授訊號(hào)VSEN及/或相關(guān)于整流輸出電流IRECT的電流回授訊號(hào)ISEN，產(chǎn)生多模式開(kāi)關(guān)控制訊號(hào)S1g以控制多模式開(kāi)關(guān)S1，本實(shí)施例可達(dá)成多種操作模式，包含“單倍壓整流模式”(1X Rectifier Mode)、“二倍壓整流模式”(2X Rectifier Mode)以及“整流輸出調(diào)節(jié)模式”(Rectifier Output Regulation Mode)，以克服前述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，其細(xì)節(jié)詳述于后。

請(qǐng)繼續(xù)參閱圖4，在一實(shí)施例中，諧振式無(wú)線電源接收電路4操作于單倍壓整流模式，其中回授控制電路37根據(jù)交流諧振電壓VAC以及整流輸出電壓VRECT而產(chǎn)生多模式開(kāi)關(guān)控制訊號(hào)S1g，以控制多模式開(kāi)關(guān)S1，使其操作于同步整流切換操作(Synchronous Rectifying Switching Operation)，其中同步整流切換操作是指，多模式開(kāi)關(guān)在其各自的電流輸入端的電壓位準(zhǔn)較其電流輸出端的電壓位準(zhǔn)高于一順向壓差時(shí)(其中該順向壓差較佳為不小于0V的一電壓值)為導(dǎo)通，反之則不導(dǎo)通，此時(shí)諧振式無(wú)線電源接收電路4的功能與常見(jiàn)的橋式整流電路類似，可將交流諧振電壓VAC整流，而于其整流輸出端點(diǎn)DCP及其接地點(diǎn)GND之間產(chǎn)生整流輸出訊號(hào)，其包括整流輸出電壓VRECT以及整流輸出電流IRECT，其中整流輸出電壓VRECT的位準(zhǔn)大致上等于交流諧振電壓VAC的振幅，而達(dá)成單倍壓整流模式。需說(shuō)明的是：因電路元件的本身或是元件間相互的匹配不一定為理想，因此，雖然欲產(chǎn)生單倍壓，但實(shí)際產(chǎn)生的電壓值可能并不是準(zhǔn)確的單倍壓，而僅是接近單倍壓，此即前述的“大致上等于”單倍之意。

在一實(shí)施例中，多模式開(kāi)關(guān)(例如但不限于前述的第一多模式開(kāi)關(guān)S1)可分別為一半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)，例如但不限于金氧半場(chǎng)效晶體管MOSFET，在以半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)對(duì)應(yīng)于前述的第一多模式開(kāi)關(guān)S1的情況下，前述的“同步整流切換操作”亦可為以多模式開(kāi)關(guān)控制訊號(hào)S1g控制第一多模式開(kāi)關(guān)S1而使其不導(dǎo)通；由于半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)具有一寄生二極管(body diode)，因此S1在不導(dǎo)通的情況下，所述寄生二極管亦可具有整流的功能，其中所述寄生二極管的順向端分別耦接于其對(duì)應(yīng)的多模式開(kāi)關(guān)的電流流入端，而所述寄生二極管的反向端分別耦接于其對(duì)應(yīng)的多模式開(kāi)關(guān)的電流流出端。

請(qǐng)繼續(xù)參閱圖4，在一實(shí)施例中，本發(fā)明的諧振式無(wú)線電源接收電路5可具有“二倍壓整流模式”(2X Rectifier Mode)，其中回授控制電路37根據(jù)交流諧振電壓VAC以及整流輸出電壓VRECT而產(chǎn)生多模式開(kāi)關(guān)控制訊號(hào)(例如圖4諧振式無(wú)線電源接收電路4中的多模式開(kāi)關(guān)控制訊號(hào)S1g)，以控制前述四整流元件的其中之一(例如圖4的第一多模式開(kāi)關(guān)S1)使其導(dǎo)通(下稱“導(dǎo)通操作”)，在“導(dǎo)通操作”下，諧振式無(wú)線電源接收電路4可將交流諧振電壓VAC整流，而于其整流輸出端點(diǎn)DCP及其接地點(diǎn)GND之間產(chǎn)生整流輸出訊號(hào)，其包括整流輸出電壓VRECT以及整流輸出電流IRECT，且其中整流輸出電壓VRECT的位準(zhǔn)大致上等于交流諧振電壓VAC的振幅的二倍，而達(dá)成二倍壓整流模式。需說(shuō)明的是：因電路元件的本身或是元件間相互的匹配不一定為理想，因此，雖然欲產(chǎn)生二倍壓，但實(shí)際產(chǎn)生的電壓值可能并不是準(zhǔn)確的二倍壓，而僅是接近二倍壓，此即前述的“大致上等于”二倍之意。

請(qǐng)參閱圖5，圖5為對(duì)應(yīng)于圖4中，諧振式無(wú)線電源接收電路4操作于“導(dǎo)通操作”時(shí)的等效電路，當(dāng)接收線圈L1產(chǎn)生交流諧振電壓VAC的負(fù)半波電壓時(shí)，電流會(huì)經(jīng)過(guò)第一多模式開(kāi)關(guān)S1和二極管D3而對(duì)C1充電儲(chǔ)能(如圖中實(shí)線的電流方向)，而當(dāng)線圈L1產(chǎn)生交流諧振電壓VAC的正半波電壓時(shí)，前述C1上所儲(chǔ)存的能量和L1線圈的能量會(huì)經(jīng)過(guò)二極管D2和第一多模式開(kāi)關(guān)S1對(duì)C2充電(如圖中虛線的電流方向)，而于其整流輸出端點(diǎn)DCP及其接地點(diǎn)GND之間產(chǎn)生整流輸出電壓VRECT，且其中整流輸出電壓VRECT的位準(zhǔn)大致上等于交流諧振電壓VAC的振幅的二倍，而達(dá)成二倍壓整流模式。

請(qǐng)同時(shí)參閱圖4及圖6A，在一實(shí)施例中，本發(fā)明的諧振式無(wú)線電源接收電路4可具有“整流輸出調(diào)節(jié)模式”(Rectifier Output Regulation Mode)；圖6A顯示本發(fā)明的諧振式無(wú)線電源接收電路，其中回授控制電路(例如圖4的回授控制電路37)的一種更具體的實(shí)施例(回授控制電路37’)，回授控制電路37’包含誤差回授電路373以及開(kāi)關(guān)控制電路372，其中誤差回授電路373根據(jù)相關(guān)于整流輸出電壓VRECT的電壓回授訊號(hào)VSEN與輸出電壓參考訊號(hào)VREF的差值、或根據(jù)相關(guān)于整流輸出電流IRECT的電流回授訊號(hào)ISEN與輸出電流參考訊號(hào)IREF的差值，而產(chǎn)生一誤差回授訊號(hào)EAO，開(kāi)關(guān)控制電路372根據(jù)前述的誤差回授訊號(hào)EAO產(chǎn)生多模式開(kāi)關(guān)控制訊號(hào)VCTRL，以控制各多模式開(kāi)關(guān)(例如圖4中諧振式無(wú)線電源接收電路4的S1)，使其操作于同步整流切換操作與導(dǎo)通操作的分時(shí)組合，以調(diào)節(jié)整流輸出電壓VRECT的位準(zhǔn)對(duì)應(yīng)于輸出電壓參考訊號(hào)VREF的位準(zhǔn)(即，使電壓回授訊號(hào)VSEN對(duì)應(yīng)于輸出電壓參考訊號(hào)VREF的位準(zhǔn))，或調(diào)節(jié)整流輸出電流IRECT的位準(zhǔn)對(duì)應(yīng)于輸出電流參考訊號(hào)IREF的位準(zhǔn)(即，使電流回授訊號(hào)ISEN對(duì)應(yīng)于輸出電流參考訊號(hào)IREF的位準(zhǔn))，而達(dá)成整流輸出調(diào)節(jié)模式；其中多模式開(kāi)關(guān)控制訊號(hào)VCTRL根據(jù)四個(gè)整流元件中多模式開(kāi)關(guān)的數(shù)目而包括對(duì)應(yīng)數(shù)目的訊號(hào)，即SNg,N＝1,2,3…其分別對(duì)應(yīng)于控制多模式開(kāi)關(guān)SN,N＝1,2,3…，其中N為自然數(shù)且對(duì)應(yīng)于多模式開(kāi)關(guān)的數(shù)目，下同；其中“同步整流切換操作與導(dǎo)通操作的分時(shí)組合”，請(qǐng)參閱圖7，是指多模式開(kāi)關(guān)S1，以默認(rèn)的周期TPER，周期性且分時(shí)地操作于同步整流切換操作以及導(dǎo)通操作，舉例而言，請(qǐng)參閱圖7的波形示意圖，周期TPER包含期間T1以及期間T2，T1與T2為不大于TPER且大于等于零的一段時(shí)間，第一多模式開(kāi)關(guān)S1于T1期間內(nèi)操作于同步整流切換操作，而于T2期間內(nèi)操作于導(dǎo)通操作，并以默認(rèn)的周期TPER，周期性地操作于上述的分時(shí)組合。

前述實(shí)施例中，T1與T2的先后順序僅為舉例而非限制，而其中所述“默認(rèn)”的周期TPER可為一固定值、或可調(diào)整的可變動(dòng)值，且不限于由固定的周期或頻率產(chǎn)生器所產(chǎn)生的時(shí)間周期，或以固定的T1或固定的T2(類似于固定導(dǎo)通時(shí)間切換式電源的固定導(dǎo)通時(shí)間)操作諧振式無(wú)線電源接收電路所衍生而得的周期，或甚至為不確定的周期，總之，此處的周期TPER的概念僅為舉例說(shuō)明之用而非限制，下同。

請(qǐng)同時(shí)參閱圖4及圖6B，圖6B顯示本發(fā)明的諧振式無(wú)線電源接收電路，其中回授控制電路(例如圖5的回授控制電路37)的一種更具體的實(shí)施例(回授控制電路37”)，回授控制電路37”包含誤差回授電路373、同步控制電路374以及開(kāi)關(guān)控制電路372，其中誤差回授電路373根據(jù)相關(guān)于整流輸出電壓VRECT的電壓回授訊號(hào)VSEN與輸出電壓參考訊號(hào)VREF的差值、或根據(jù)相關(guān)于整流輸出電流IRECT的電流回授訊號(hào)ISEN與輸出電流參考訊號(hào)IREF的差值，而產(chǎn)生一誤差回授訊號(hào)EAO，同步控制電路374根據(jù)整流輸出訊號(hào)與交流諧振輸出訊號(hào)而產(chǎn)生一同步控制訊號(hào)VSYNC，開(kāi)關(guān)控制電路372根據(jù)前述的誤差回授訊號(hào)EAO及同步控制訊號(hào)VSYNC產(chǎn)生多模式開(kāi)關(guān)控制訊號(hào)VCTRL，以控制各多模式開(kāi)關(guān)(例如圖4中諧振式無(wú)線電源接收電路4的S1)，使其操作于同步整流切換操作與導(dǎo)通操作的分時(shí)組合，以調(diào)節(jié)整流輸出電壓VRECT的位準(zhǔn)對(duì)應(yīng)于輸出電壓參考訊號(hào)VREF的位準(zhǔn)，或調(diào)節(jié)整流輸出電流IRECT的位準(zhǔn)對(duì)應(yīng)于輸出電流參考訊號(hào)IREF的位準(zhǔn)，而達(dá)成整流輸出調(diào)節(jié)模式。

前述的“二倍壓整流模式”，未必需要閉回路的回授控制，其中回授控制電路37亦可直接受控(例如但不限于根據(jù)一模式選擇訊號(hào)，此模式選擇訊號(hào)為可選用而非必須)而產(chǎn)生多模式開(kāi)關(guān)控制訊號(hào)VCTRL控制各多模式開(kāi)關(guān)而達(dá)成二倍壓整流模式；在此情況下，回授控制電路37可不必接收電壓回授訊號(hào)VSEN和電流回授訊號(hào)ISEN。又，同理，如“整流輸出調(diào)節(jié)模式”僅需進(jìn)行電壓控制時(shí)，則可不必接收電流回授訊號(hào)ISEN。又，如“整流輸出調(diào)節(jié)模式”僅需進(jìn)行電流控制時(shí)，則可不必接收電壓回授訊號(hào)VSEN。

圖8顯示本發(fā)明的諧振式無(wú)線電源接收電路的一種具體的實(shí)施例(諧振式無(wú)線電源接收電路6)，本實(shí)施例與圖4的諧振式無(wú)線電源接收電路4類似，其差別在于第一多模式開(kāi)關(guān)S1可與圖4的諧振式無(wú)線電源接收電路4的任一二極管相互交換位置，仍可達(dá)成前述所有操作與模式，例如但不限于圖8中，將圖4中的第一多模式開(kāi)關(guān)S1的位置與二極管D1的位置相互交換，本實(shí)施例亦僅為第一多模式開(kāi)關(guān)S1位置變化的舉例，而本發(fā)明之意旨在于四整流元件中具有至少一可操作于“導(dǎo)通操作”的多模式開(kāi)關(guān)，即符合本發(fā)明的精神。

圖9顯示本發(fā)明的諧振式無(wú)線電源接收電路的具體的實(shí)施例(諧振式無(wú)線電源接收電路7)，諧振式無(wú)線電源接收電路7亦與圖4的諧振式無(wú)線電源接收電路4類似，其差別在于，將諧振式無(wú)線電源接收電路4的二極管D1、D2以及D3的一個(gè)或全部替換為多模式開(kāi)關(guān)，如圖9中的第二多模式開(kāi)關(guān)S2、第三多模式開(kāi)關(guān)S3以及第四多模式開(kāi)關(guān)S4，這些開(kāi)關(guān)皆通過(guò)回授控制電路37以多模式開(kāi)關(guān)控制訊號(hào)的控制而分別操作于同步整流切換操作，配合前述的第一多模式開(kāi)關(guān)S1的操作組合，仍可達(dá)成前述所有操作與模式。

請(qǐng)參閱圖10，圖中顯示本發(fā)明的諧振式無(wú)線電源接收電路的實(shí)施例(諧振式無(wú)線電源接收電路8)，其中前述的多模式開(kāi)關(guān)(如諧振式無(wú)線電源接收電路4的第一多模式開(kāi)關(guān)S1，或圖9中的第一多模式開(kāi)關(guān)S1、第二多模式開(kāi)關(guān)S2、第三多模式開(kāi)關(guān)S3以及第四多模式開(kāi)關(guān)S4)還可分別與一二極管并聯(lián)(如圖10的DS1)，其較佳為順向?qū)妷狠^低的二極管，較佳為蕭特基二極管，使所述多模式開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)降低順向壓降，以減少順向壓降所造成的功率損耗。

圖11顯示本發(fā)明的諧振式無(wú)線電源接收電路的波形示意圖，圖11中，在第3mSec之前，本發(fā)明的諧振式無(wú)線電源接收電路(例如但不限于諧振式無(wú)線電源接收電路4)操作于“單倍壓整流模式”，亦即，第一多模式開(kāi)關(guān)S1操作于同步整流切換操作，因此其整流輸出電壓VRECT為單倍電壓，例如圖11中所示約為8V，其大致上等于交流諧振電壓VAC的振幅(未示出)，圖11中的VS1顯示第一多模式開(kāi)關(guān)S1操作于同步整流切換操作時(shí)，其電流流出端與電流流入端的電壓差波形；而在第3mSec之后，諧振式無(wú)線電源接收電路4操作于前述的“二倍壓整流模式”(2X Rectifier Mode)，亦即，第一多模式開(kāi)關(guān)S1操作于“導(dǎo)通操作”，因此其整流輸出電壓VRECT上升為二倍電壓，例如圖11中所示約為15V，其大致上等于交流諧振電壓VAC的振幅的二倍(未示出)，而圖11中的VS1顯示第一多模式開(kāi)關(guān)S1操作于導(dǎo)通操作時(shí)，其電流流出端與電流流入端的電壓差波形，由于第一多模式開(kāi)關(guān)S1為導(dǎo)通，因此其電流流出端與電流流入端的電壓差為0V。

圖12顯示本發(fā)明的諧振式無(wú)線電源接收電路的波形示意圖，圖12中，在第3mSec之前，本發(fā)明的諧振式無(wú)線電源接收電路(例如但不限于諧振式無(wú)線電源接收電路4)操作于“單倍壓整流模式”，亦即，第一多模式開(kāi)關(guān)S1操作于同步整流切換操作，因此其整流輸出電壓VRECT為單倍電壓，例如圖12中所示約為8V，其大致上等于交流諧振電壓VAC的振幅(未示出)，圖12中的VS1顯示第一多模式開(kāi)關(guān)S1操作于同步整流切換操作時(shí)，其電流流出端與電流流入端的電壓差波形；而在第3mSec之后，諧振式無(wú)線電源接收電路4操作于“整流輸出調(diào)節(jié)模式”，亦即，第一多模式開(kāi)關(guān)S1操作于同步整流切換操作與導(dǎo)通操作的分時(shí)組合，使得整流輸出電壓VRECT上升至一默認(rèn)的整流輸出電壓參考訊號(hào)的位準(zhǔn)，例如圖12中所示約為12V，而VS1則顯示第一多模式開(kāi)關(guān)S1操作于同步整流切換操作與導(dǎo)通操作的分時(shí)組合時(shí)，其電流流出端與電流流入端的電壓差波形。

前述“多模式開(kāi)關(guān)控制訊號(hào)”在本發(fā)明中除用以指稱個(gè)別的多模式開(kāi)關(guān)控制訊號(hào)，例如多模式開(kāi)關(guān)控制訊號(hào)S1g,S2g…SNg(N＝1,2,…)之外，亦用以指稱所述多模式開(kāi)關(guān)控制訊號(hào)之集合，如VCTRL。

以上已針對(duì)較佳實(shí)施例來(lái)說(shuō)明本發(fā)明，以上所述，僅為使本領(lǐng)域技術(shù)人員易于了解本發(fā)明的內(nèi)容，并非用來(lái)限定本發(fā)明的權(quán)利范圍。所說(shuō)明的各個(gè)實(shí)施例，并不限于單獨(dú)應(yīng)用，亦可以組合應(yīng)用；舉其中一例，“整流輸出調(diào)節(jié)模式”中，調(diào)節(jié)整流輸出電壓模式與調(diào)節(jié)整流輸出電流模式可同時(shí)或分時(shí)并用，使整流輸出電壓與整流輸出電流同時(shí)或分時(shí)調(diào)節(jié)于各自的參考值。此外，在本發(fā)明的相同精神下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以思及各種等效變化以及各種組合，舉例而言，前述以二極管作為整流元件的實(shí)施例中，亦可使用蕭特基二極管；再舉一例，以圖9的橋式整流電路33而言，其中“導(dǎo)通操作”亦可由S2或S3或S4達(dá)成，而前述的分時(shí)組合操作亦可于不同周期由不同的多模式開(kāi)關(guān)而完成。又例如，本發(fā)明所稱“根據(jù)某訊號(hào)進(jìn)行處理或運(yùn)算或產(chǎn)生某輸出結(jié)果”，不限于根據(jù)該訊號(hào)的本身，亦包含于必要時(shí)，將該訊號(hào)進(jìn)行電壓電流轉(zhuǎn)換、電流電壓轉(zhuǎn)換、及/或比例轉(zhuǎn)換等，之后根據(jù)轉(zhuǎn)換后的訊號(hào)進(jìn)行處理或運(yùn)算產(chǎn)生某輸出結(jié)果。由此可知，在本發(fā)明的相同精神下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以思及各種等效變化以及各種組合，其組合方式甚多，在此不一一列舉說(shuō)明。因此，本發(fā)明的范圍應(yīng)涵蓋上述及其他所有等效變化。