[发明专利]用于无线电力接收器的过电压保护电路系统

说明书

本公开涉及用于无线电力接收器的过电压保护电路系统。无线电力接收器具有过电压保护(OVP)电路，该OVP电路针对不同的过电压状况执行不同的技术。OVP电路包括可控的电阻钳位电路(与电阻器控制开关串联的电阻器)和可控的电容钳位电路(与电容器控制开关串联的电容器)。根据基于输出的反馈信号、和参考信号，比较电路生成比较信号，基于该比较信号，控制器选择性地启用(i)电阻钳位电路间歇地用于相对低的过电压状况并且持续地用于更高的过电压状况和(ii)电容钳位电路系统以使接收器失谐，以降低经整流的输出电压。

技术领域

本发明一般涉及无线电力传输系统，并且更具体地，涉及用于处理无线电力接收器系统中的过电压状况的电路系统。

背景技术

图1是具有无线电力发送器(TX)110和无线电力接收器(RX)130的传统无线电力传输系统100的简化示意框图。无线电力发送器110包括电力模块112、TX谐振网络114以及TX电感器线圈116，而无线电力接收器130包括RX电感器线圈132、RX谐振网络134、同步整流器136、通信控制器138和通信处理器140。TX和RX电感器线圈116和132形成电感接口120，用于无线地(即，磁性地)传输(i)从电力发送器110到电力接收器130的电力和(ii)电力发送器110和电力接收器120之间的通信信号。谐振网络114和134被设计成确保电力发送器110的输出阻抗匹配电力接收器130的输入阻抗，以提供有效的无线电力传输。

对于电力传输，电力模块112经由TX谐振网络114将AC电力信号113施加到TX电感器线圈116。AC电力信号113在RX电感器线圈132中感应AC电力信号135，该AC电力信号135经由RX谐振网络134被施加到整流器136。整流器136将AC电力信号135整流成DC电力信号VRECT，该DC电力信号VRECT被施加以对系统负载供电。

通信控制器138生成通信信号，该通信信号由通信处理器140通过电感接口120发送到电力发送器110。具体地，通信控制器138监测从电力发送器110接收的电力。可以通过在给定的负载电流下测量VRECT来容易地估计接收的电力。因此，通信控制器138测量VRECT，并且如果适当的话，使用电感接口120发送通信信号以(i)如果VRECT太低则指示电力发送器110增加电力传输电平；以及(ii)如果VRECT太高则指示电力发送器110降低电力传输电平。本领域技术人员将理解，在其它无线电力传输系统中，无线电力传输路径与无线数据通信路径是分开的并且不同。

在一些无线电力传输系统中，电力接收器130是诸如蜂窝电话之类的消费者设备的一部分，通过将消费者设备放置在包括电力发送器110的无线充电器上来对消费者设备无线地充电。在无线充电过程期间，如果消费者设备移动并且当消费者设备移动时，TX电感器线圈116和RX电感器线圈132之间的磁耦合可能显着改变，这可能导致经整流的输出电压VRECT快速增加到可能损坏消费者设备的下游电子器件(未示出)的电压电平。使用涉及通信控制器138将电力控制消息发送回电力发送器110的传统控制回路可能不能有效地处理这样的电压跳跃。

图2是图1的电力接收器130的一部分的示意框图，具有用于执行传统类型的过电压保护的电路。如图2中所示，除了RX电感器线圈132、RX谐振网络134和整流器136之外，电力接收器130还包括电阻器分压器电路240、比较器260和电容钳位电路290，电容钳位电路290包括分别与电容器控制(例如，n型晶体管)开关S1和S2串联的钳位电容器C1和C2。

电阻器分压器电路240将输出电压Vrect除以合适的因数，以在比较器260的一个输入处提供较低的电压反馈信号Vfb，比较器260还接收合适的参考电压Vref。如果Vfb的电压电平小于Vref的电压电平，则由比较器260产生的开关控制信号262为低，开关S1和S2断开，并且RX谐振网络134的阻抗将继续匹配图1的TX谐振网络114的阻抗。