本發(fā)明涉及無線供電領(lǐng)域，更具體的說，涉及一種限幅控制電路、裝置及方法。

背景技術(shù)：

從動(dòng)諧振環(huán)具有接受能量和發(fā)射能量的雙重特性，在無線供電的終端，從動(dòng)諧振環(huán)常當(dāng)作接收諧振環(huán)使用，為終端電器供電。

由于從動(dòng)諧振環(huán)工作于諧振狀態(tài)，諧振環(huán)內(nèi)的電壓和電流振幅很大，而且不穩(wěn)定，如果直接給終端電器供電，會(huì)產(chǎn)生巨大的電流和電壓波動(dòng)，會(huì)給終端電器帶來嚴(yán)重的影響，甚至?xí)龤щ娖?。因此，亟需一種控制從動(dòng)諧振環(huán)電壓或電流的振幅，保證從動(dòng)諧振環(huán)工作穩(wěn)定的電路。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明提供一種限幅控制電路、裝置及方法，以解決從動(dòng)諧振環(huán)工作不穩(wěn)定的問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：

一種限幅控制電路，所述電路包括：

從動(dòng)諧振環(huán)和半控電容；

所述從動(dòng)諧振環(huán)包括諧振線圈和諧振電容，所述諧振線圈與所述諧振電容串聯(lián)；

所述半控電容包括：電容和開關(guān)管；

所述電容的一端與所述開關(guān)管的源極連接；所述電容的另一端與所述諧振電容未連接諧振線圈的一端連接；所述開關(guān)管的漏極與所述諧振線圈、所述諧振電容的連接點(diǎn)連接。

優(yōu)選的，所述開關(guān)管為IGBT管。

優(yōu)選的，所述開關(guān)管為MOSFET管。

一種限幅控制裝置，所述裝置包括限幅控制電路，還包括：驅(qū)動(dòng)電壓供給電路；

所述驅(qū)動(dòng)電壓供給電路，用于為所述半控電容提供電壓；

所述驅(qū)動(dòng)電壓供給電路包括：

整流器、濾波電容、隔離開關(guān)電源、電壓采樣電路、比較器和驅(qū)動(dòng)放大器；

所述從動(dòng)諧振環(huán)中諧振線圈非所述連接點(diǎn)的一端、所述整流器、所述濾波電容、所述電壓采樣電路、所述比較器、所述驅(qū)動(dòng)放大器和所述半控電容依次連接，所述隔離開關(guān)電源并聯(lián)在濾波電容的兩端。

一種限幅控制方法，應(yīng)用于限幅控制電路，所述限幅控制電路包括：

從動(dòng)諧振環(huán)和半控電容；

所述從動(dòng)諧振環(huán)包括諧振線圈和諧振電容，所述諧振線圈與所述諧振電容串聯(lián)；

所述半控電容包括：電容和開關(guān)管；

所述電容的一端與所述開關(guān)管的源極連接；所述電容的另一端與所述諧振電容未連接諧振線圈的一端連接；所述開關(guān)管的漏極與所述諧振線圈、所述諧振電容的連接點(diǎn)連接；

所述方法包括：

當(dāng)需要提供穩(wěn)定的電壓時(shí)，控制所述開關(guān)管導(dǎo)通，所述半控電容導(dǎo)通。

優(yōu)選的，所述開關(guān)管為IGBT管。

優(yōu)選的，所述開關(guān)管為MOSFET管。

優(yōu)選的，所述控制所述開關(guān)管導(dǎo)通，具體包括：

采用輸入高低電平的方式控制所述開關(guān)管導(dǎo)通。

優(yōu)選的，所述控制所述開關(guān)管導(dǎo)通，具體包括：

采用脈沖寬度調(diào)制的方式控制所述開關(guān)管導(dǎo)通。

相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下有益效果：

本發(fā)明提供了一種限幅控制電路、裝置和方法，所述電路包括：從動(dòng)諧振環(huán)和半控電容；所述從動(dòng)諧振環(huán)包括諧振線圈和諧振電容，所述諧振線圈與所述諧振電容串聯(lián)；所述半控電容包括：電容和開關(guān)管；所述電容的一端與所述開關(guān)管的源極連接；所述電容的另一端與所述諧振電容未連接諧振線圈的一端連接；所述開關(guān)管的漏極與所述諧振線圈、所述諧振電容的連接點(diǎn)連接。當(dāng)需要提供穩(wěn)定的電壓或電流時(shí)，控制所述開關(guān)管導(dǎo)通，進(jìn)而控制所述半控電容導(dǎo)通，所述半控電容破壞諧振線圈和諧振電容的諧振狀態(tài)，能夠提供穩(wěn)定的電壓或電流，解決了從動(dòng)諧振環(huán)工作不穩(wěn)定的問題。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例一提供的限幅控制電路的電路圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例二提供的限幅控制電路的電路圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例三提供的限幅控制裝置的電路圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

本發(fā)明提供了一種限幅控制電路，其特征在于，所述電路包括：

從動(dòng)諧振環(huán)和半控電容；

所述從動(dòng)諧振環(huán)包括諧振線圈和諧振電容，所述諧振線圈與所述諧振電容串聯(lián)；

所述半控電容包括：電容和開關(guān)管；

所述電容的一端與所述開關(guān)管的源極連接；所述電容的另一端與所述諧振電容未連接諧振線圈的一端連接；所述開關(guān)管的漏極與所述諧振線圈、所述諧振電容的連接點(diǎn)連接。

可選的，本發(fā)明的另一實(shí)施例中，所述開關(guān)管為絕緣柵雙極型晶體管IGBT管；

可選的，本發(fā)明的另一實(shí)施例中，所述開關(guān)管為金屬-氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管MOSFET管。

參照?qǐng)D1，圖1為諧振線圈和諧振電容串聯(lián)、開關(guān)管為MOSFET管的情況。

其中，L1為諧振線圈，C1為諧振電容，L1、C1串聯(lián)組成一個(gè)從動(dòng)諧振環(huán)，電容C2與MOSFET管101串聯(lián)組成一個(gè)半控電容，半控電容與諧振電容C1并聯(lián)，同時(shí)與諧振線圈L1串聯(lián)，A、B是輸出端，箭頭表示磁場(chǎng)。當(dāng)MOSFET管101的柵極為高電平時(shí)，MOSFET管101導(dǎo)通，由于MOSFET管101的內(nèi)阻很小，接近0，這時(shí)，相當(dāng)于電容C2與諧振電容C1并聯(lián)，從動(dòng)諧振環(huán)的最佳諧振狀態(tài)被破壞，振幅下降甚至完全停振；當(dāng)柵極為低電平時(shí)，MOSFET管101截止，由于MOSFET管101開路，電容C2無效。

參照?qǐng)D2，圖2為諧振線圈和諧振電容串聯(lián)、開關(guān)管為IGBT管的情況。

其中，L1為諧振線圈，C1為諧振電容，L1、C1串聯(lián)組成一個(gè)從動(dòng)諧振環(huán)，電容C2與IGBT管102串聯(lián)組成一個(gè)半控電容，半控電容與諧振電容C1并聯(lián)，同時(shí)與諧振線圈L1串聯(lián)，A、B是輸出端，箭頭表示磁場(chǎng)。具體工作過程同圖1對(duì)應(yīng)的說明，在此不再贅述。

本實(shí)施例提供了一種限幅控制電路，當(dāng)需要提供穩(wěn)定的電壓或電流時(shí)，控制所述開關(guān)管導(dǎo)通，進(jìn)而控制所述半控電容導(dǎo)通，所述半控電容破壞諧振線圈和諧振電容的諧振狀態(tài)，能夠提供穩(wěn)定的電壓或電流，解決了從動(dòng)諧振環(huán)工作不穩(wěn)定的問題。

可選的，本發(fā)明的另一實(shí)施例中提供了一種限幅控制裝置，其特征在于，所述裝置包括如權(quán)利要求1～3任意一項(xiàng)所述的限幅控制電路，還包括：驅(qū)動(dòng)電壓供給電路；

所述驅(qū)動(dòng)電壓供給電路，用于為所述半控電容提供電壓；

所述驅(qū)動(dòng)電壓供給電路包括：

整流器、濾波電容、隔離開關(guān)電源、電壓采樣電路、比較器和驅(qū)動(dòng)放大器；

所述從動(dòng)諧振環(huán)中諧振線圈非所述連接點(diǎn)的一端、所述整流器、所述濾波電容、所述電壓采樣電路、所述比較器、所述驅(qū)動(dòng)放大器和所述半控電容依次連接，所述隔離開關(guān)電源并聯(lián)在濾波電容的兩端。

限幅控制裝置的電路圖參照?qǐng)D3。具體的，諧振電容C1與諧振線圈L1串聯(lián)組成一個(gè)從動(dòng)諧振環(huán)，103為整流器，C3為濾波電容，104為隔離開關(guān)電源，電阻R1和R2串聯(lián)組成電壓采樣電路，105為比較器，106為驅(qū)動(dòng)放大器，電容C2和MOSFET管101組成半控電容，Vd表示輸出電壓，Vreg為參考電壓。

從動(dòng)諧振環(huán)、半控電容的電路圖已經(jīng)在上述實(shí)施例中進(jìn)行介紹，請(qǐng)參照上述實(shí)施例，在此不再贅述。驅(qū)動(dòng)電壓供給電路的工作過程如下：

MOSFET管和IGBT管都是壓控器件，需要為它們的柵極提供一個(gè)合適的驅(qū)動(dòng)電壓才能正常工作，從動(dòng)諧振環(huán)的輸出端經(jīng)整流器103整流和濾波電容C3濾波后，得到一個(gè)高壓直流電，隔離開關(guān)電源104輸入一個(gè)開關(guān)電源，將高壓直流電進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換，得到開關(guān)管柵極所需要的直流電壓，通常在10V-18V之間，直流高壓經(jīng)R1和R2組成的電壓采樣電路進(jìn)行電壓采樣，然后送到比較器105進(jìn)行電壓對(duì)比，如果檢測(cè)電壓超過設(shè)定電壓，比較器105輸出高電平，這個(gè)高電平再經(jīng)驅(qū)動(dòng)放大器106進(jìn)行電流放大后，送到開關(guān)管的柵極，這時(shí)開關(guān)管導(dǎo)通，半控電容有效，從動(dòng)諧振環(huán)的完全諧振被破壞，進(jìn)而能夠提供穩(wěn)定的電壓或電流。

本實(shí)施例中，通過設(shè)置驅(qū)動(dòng)電壓供給電路，能夠給半控電容提供合適的電壓，進(jìn)而能夠通過半控電容的通斷來破壞從動(dòng)諧振換的諧振狀態(tài)。

可選的，本發(fā)明的另一實(shí)施例中，提供了一種限幅控制方法，其特征在于，應(yīng)用于限幅控制電路，限幅控制電路的電路圖參照?qǐng)D1和圖2，所述限幅控制電路包括：

從動(dòng)諧振環(huán)和半控電容；

所述從動(dòng)諧振環(huán)包括諧振線圈和諧振電容，所述諧振線圈與所述諧振電容串聯(lián)；

所述半控電容包括：電容和開關(guān)管；

所述電容的一端與所述開關(guān)管的源極連接；所述電容的另一端與所述諧振電容未連接諧振線圈的一端連接；所述開關(guān)管的漏極與所述諧振線圈、所述諧振電容的連接點(diǎn)連接；

所述方法包括：

當(dāng)需要提供穩(wěn)定的電壓時(shí)，控制所述開關(guān)管導(dǎo)通，所述半控電容導(dǎo)通。

可選的，本發(fā)明的另一實(shí)施例中，所述開關(guān)管為IGBT管；

可選的，本發(fā)明的另一實(shí)施例中，所述開關(guān)管為MOSFET管。

本實(shí)施例中，當(dāng)需要提供穩(wěn)定的電壓或電流時(shí)，控制所述開關(guān)管導(dǎo)通，進(jìn)而所述半控電容導(dǎo)通，所述半控電容破壞諧振線圈和諧振電容的諧振狀態(tài)，能夠提供穩(wěn)定的電壓或電流，解決了從動(dòng)諧振環(huán)工作不穩(wěn)定的問題。

需要說明的是，具體工作過程請(qǐng)參照?qǐng)D1和圖2對(duì)應(yīng)的實(shí)施例，在此不再贅述。

可選的，本發(fā)明的另一實(shí)施例中，所述控制所述開關(guān)管導(dǎo)通，具體包括：采用輸入高低電平的方式控制所述開關(guān)管導(dǎo)通或采用脈沖寬度調(diào)制的方式控制所述開關(guān)管導(dǎo)通。

當(dāng)采用輸入高低電平的方式控制所述開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)，參照?qǐng)D3，具體工作過程如下：

圖3中，諧振電容C1與諧振線圈L1串聯(lián)，103為整流器，C3為濾波電容，104為隔離開關(guān)電源，Vd表示輸出電壓，電阻R1和R2串聯(lián)組成電壓采樣電路，105為比較器，Vreg為參考電壓，三極管Q1和Q2組成驅(qū)動(dòng)放大器106，R3為柵極限流電阻，R4是柵極對(duì)地放電電阻，電容C2和MOSFET管101組成半控電容。

當(dāng)電壓采樣電路的中點(diǎn)電壓，即電阻R1與R2之間的電壓超過參考電壓Vreg時(shí)，比較器105輸出高電平，這時(shí)驅(qū)動(dòng)放大器106中的三極管Q1導(dǎo)通，Q2截止，電壓從隔離開關(guān)電源104的Vd，經(jīng)過Q1和R3，加在MOSFET管101的柵極上，101導(dǎo)通，這時(shí)相當(dāng)于電容C2與諧振電容C1并聯(lián)，諧振的容量改變，原來的最佳諧振狀態(tài)被改變，振幅減少甚至停振，因此，諧振線圈兩端的電壓降低，整流后濾波電容C3上的電壓下降；當(dāng)電壓采樣電路中點(diǎn)電壓低于參考電壓Vreg時(shí)，比較器105輸出低電平，驅(qū)動(dòng)放大器106中的三極管Q1截止，Q2導(dǎo)通，MOSFET管101的柵極為低電平，101截止，電容C2無效，從動(dòng)諧振環(huán)維持原來的最佳諧振狀態(tài)，諧振線圈兩端的電壓升高，整流后濾波電容C3上的電壓升高；如此循環(huán)，結(jié)果是濾波電容C3上的電壓維持在一相對(duì)穩(wěn)定的值上，從而達(dá)到了保證從動(dòng)諧振環(huán)工作穩(wěn)定的目的。

采用脈沖寬度調(diào)制的方式控制所述開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)，參照?qǐng)D1和圖2，具體工作過程如下：

給開關(guān)管的柵極提供一個(gè)脈沖寬度調(diào)制信號(hào)，這時(shí)，電容C2與開關(guān)管組成的半控電容就變成了一個(gè)受脈沖寬度調(diào)制控制的可變電容，這個(gè)可變電容與諧振電容C1并聯(lián)后，也會(huì)破壞從動(dòng)諧振環(huán)的諧振狀態(tài)，所以，從動(dòng)諧振環(huán)的振幅直接受到脈沖寬度調(diào)制的控制，從而為終端用電器提供合適的輸出電壓。

需要說明的是，由于半控電容是電容C2與開關(guān)管串聯(lián)形成的，開關(guān)管在工作中一端必須接“地”，這是一個(gè)電路的最低電位參考點(diǎn)，并不是真正的地面，選擇“地”是為了便于控制開關(guān)管有效地工作。在串聯(lián)的從動(dòng)諧振環(huán)中，諧振線圈L1與諧振電容C1只有一個(gè)公共中點(diǎn)，選擇這個(gè)中點(diǎn)作為“地”。

本實(shí)施例中，通過采用輸入高低電平或脈沖寬度調(diào)制的方式控制所述開關(guān)管導(dǎo)通，進(jìn)而破壞從動(dòng)諧振環(huán)的諧振狀態(tài)，能夠提供穩(wěn)定的電壓或電流，解決了從動(dòng)諧振環(huán)工作不穩(wěn)定的問題。

對(duì)所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。