[发明专利]整流器及其驱动方法、芯片、电力设备

说明书

本申请提供了一种整流器及其驱动方法、芯片、电力设备，涉及电子技术领域，该整流器包括第一桥臂和第一电感。第一桥臂包括第一上桥臂和第一下桥臂，第一上桥臂耦合在第一输入端与电压输出端之间，第一下桥臂耦合在第一输入端与接地端之间。同时，第一上桥臂上设置有第一半导体开关。第一下桥臂上设置有第二半导体开关。第一电感设置在第一上桥臂上且与第一半导体开关串联，或者，第一电感设置在第一下桥臂上且与第二半导体开关串联。该整流器具有第一工作模式和第二工作模式，第一工作模式适用于高工作频率，第二工作模式适用于低工作频率，该整流器能够根据实际需求切换至第一工作模式或第二工作模式，进而适应不同的场景，通用性较高。

技术领域

本申请涉及电子技术领域，特别涉及一种整流器及其驱动方法、芯片、电力设备。

背景技术

无线电力传输(wireless power transfer，WPT)技术是一种不经过导线而直接在空间进行电力传输的技术。目前，WPT技术包括基于紧耦合的磁感应技术和基于松耦合的磁共振技术，其中，磁感应技术由无线充电联盟WPC(Wireless Power Consortium)主导，磁共振技术由无线充电组织AirFuel主导。当电力设备(包括电信号的发送端设备和电信号的接收端设备)基于磁感应技术工作时，电力设备的工作频率为100～205KHz(千赫兹)，且发送端设备和接收端设备的空间自由度较小；当电力设备基于磁共振技术工作时，电力设备的工作频率为6.78MHz，且发送端设备和接收端设备的空间自由度较大。目前，考虑到设备兼容性和成本问题，同一电力设备可以支持多种工作模式，以适用于不同的工作频率。由于整流器(其用于将交流电转换为直流电)是上述接收端设备中必不可少的一部分，所以为了降低成本，整流器需要支持多种工作模式。

相关技术中，整流器的电路结构如图1所示，包括2个N型金属-氧化物半导体场效应晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，MOSFET)：M1和M3，该整流器被称作半桥class D整流器。N型MOSFET也称为NMOSFET。参见图1，假设输入端AC的电流信号是一个正弦电流信号，那么在该正弦电流信号的每半个周期内，会有1个NMOSFET导通，另1个NMOSFET截止，所以在该正弦电流信号的每个周期内，该整流器都可以给负载提供电流。

然而上述整流器的工作模式通常适用于低工作频率，通用性较低。

发明内容

本申请提供了一种整流器及其驱动方法、芯片、电力设备，可以解决目前的整流器的工作模式通常适用于低工作频率，通用性较低的问题。所述技术方案如下：

第一方面，提供了一种整流器，该整流器包括：第一桥臂和第一电感。其中，第一桥臂包括第一上桥臂和第一下桥臂。第一上桥臂耦合在第一输入端与电压输出端之间，第一下桥臂耦合在第一输入端与接地端之间。第一上桥臂上设置有第一半导体开关，第一半导体开关用于导通或关闭第一上桥臂。第一下桥臂上设置有第二半导体开关，第二半导体开关用于导通或关闭第一下桥臂。第一电感设置在第一上桥臂上且与第一半导体开关串联，或者，第一电感设置在第一下桥臂上且与第二半导体开关串联。

该整流器具有第一工作模式和第二工作模式，第一工作模式适用于高工作频率，第二工作模式适用于低工作频率。示例的，第一工作模式适用于6.78MHz的工作频率；第二工作模式适用于100～205KHz的工作频率。每种工作模式对应一种WPT技术，比如，第一工作模式对应磁共振技术，第二工作模式对应磁感应技术。

本申请提供的整流器能够在第一工作模式下具备半桥class E整流器的特点，适用于高工作频率，在第二工作模式下具备半桥class D整流器的特点，适用于低工作频率，该整流器能够在第一工作模式和第二工作模式之间切换，进而适应不同的场景。

在本申请中，半导体开关可以是单独的半导体开关器件，也可以是包括多个电路元件的具有半导体开关功能的半导体开关器件。