[发明专利]供电装置、集成电路、电能发射端和阻抗匹配方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力电子技术，尤其涉及一种供电装置、集成电路、电能发射端和阻抗匹配方法。

背景技术

非接触供电技术基于其方便实用的特点而广泛应用于电子产品领域，尤其是小功率电子产品行业如移动电话、MP3播放器、数码照相机、便携式电脑等。现有技术的非接触供电装置通常包含有一个由发射线圈L1和接收线圈L2构成的变压器，通常利用变压器发射线圈、接收线圈间磁场耦合的性能将能量从电能发射端向电能接收端传送。

为了提升电能传输效率，通常会在非接触供电装置的谐振和磁耦合电路中加入无源的阻抗匹配网络。例如，如图1所示，在发射侧谐振电路加入LC阻抗匹配网络01，使流过前级高频逆变电路功率开关器件和初级发射线圈上的电流能够有效的降低。同时，在接收侧谐振电路的输出端口并联匹配电容C_m，可以在一定范围内调整从负载向发射端观察的阻抗和接收端的谐振频率，使得谐振和磁耦合电路能够在比较宽的频率范围内保持较高的输出电压，来获得较高的能量传输效率。

但是，实际的负载阻抗和设计匹配网络时的理论阻抗往往不同，同时，无源的阻抗匹配网络会增加装置的体积和重量，其可控性和可调节性也较差。

发明内容

有鉴于此，提供一种谐振型非接触供电装置、集成电路、电能发射端和阻抗匹配方法，使得阻抗匹配可以不受负载阻抗的限制，提高电路阻抗匹配的可控性和可调节性。

第一方面，提供一种谐振型非接触供电装置，包括:

变换器，将输入电源信号变换为可调节直流电压；

逆变器，接收所述可调节直流电压输出具有漏感谐振频率的交流电压；

发射侧谐振电路，包括发射线圈，用于从所述逆变器接收所述交流电压；

接收侧谐振电路，包括接收线圈，所述接收线圈与所述发射线圈分离地以非接触方式耦合，所述接收侧谐振电路用于从所述发射线圈接收电能；

控制电路，根据所述逆变器输出的交流电压和交流电流的相位差控制所述变换器调节所述可调节直流电压，使得所述相位差保持为预定角度值。

优选地，所述预定角度值为大于等于50度小于等于60度的角度值。

优选地，所述预定角度值为55度。

优选地，所述控制电路包括：

电流相位检测电路，用于检测所述交流电流的相位输出电流相位信号；

补偿信号生成电路，根据所述逆变器控制信号和所述电流相位信号获取所述相位差，并根据所述相位差与所述预定角度值生成补偿信号；

控制信号生成电路，根据所述变换器反馈的功率级电路电流和所述补偿信号输出控制信号，所述控制信号用于控制所述变换器调节所述可调节直流电压。

优选地，所述补偿信号生成电路获取相位差信号，并根据所述相位差信号以及角度值阈值信号生成所述补偿信号；

所述相位差信号与所述相位差成比例，所述角度值阈值信号与所述预定角度值成比例。

优选地，所述补偿信号生成电路包括：

与逻辑电路，输入所述电流相位信号和所述逆变器控制信号输出相位差宽度信号，所述相位差宽度信号具有与所述相位差对应的脉冲宽度；

平均电路，对所述相位差宽度信号进行平均输出所述相位差信号；

误差放大电路，比较所述相位差信号和所述角度值阈值信号输出误差放大信号；

补偿电路，对所述误差放大信号进行补偿生成所述补偿信号。

第二方面，提供一种集成电路，用于谐振型非接触电能发射端，包括：

变换器，将输入电源信号变换为可调节直流电压；

逆变器，接收所述可调节直流电压输出具有漏感谐振频率的交流电压，所述交流电压驱动谐振型非接触电能发射端的发射侧谐振电路传输电能；

控制电路，根据所述逆变器输出的交流电压和交流电流的相位差控制所述变换器调节所述可调节直流电压，使得所述相位差保持为预定角度值。

优选地，所述预定角度值为大于等于50度小于等于60度的角度值。

优选地，所述预定角度值为55度。

优选地，所述控制电路包括：

电流相位检测电路，用于检测所述交流电流的相位输出电流相位信号；

补偿信号生成电路，根据所述逆变器控制信号和所述电流相位信号获取所述相位差，并根据所述相位差与所述预定角度值生成补偿信号；

控制信号生成电路，根据所述变换器反馈的功率级电路电流和所述补偿信号输出控制信号，所述控制信号用于控制所述变换器调节所述可调节直流电压。