本實(shí)用新型涉及無線供電領(lǐng)域，更具體的說，涉及一種限幅控制電路。

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娖鳌?/p>

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：

為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供一種限幅控制電路。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供如下技術(shù)方案：

一種限幅控制電路，包括：

諧振線圈、諧振電容、開關(guān)和電感；

所述電感與所述開關(guān)并聯(lián)后與所述諧振線圈串聯(lián)，得到第一電路，所述第一電路與所述諧振電容并聯(lián)或者串聯(lián)。

優(yōu)選地，所述開關(guān)為壓控開關(guān)；

其中，所述壓控開關(guān)的一個(gè)開關(guān)端與所述電感的一端連接，所述壓控開關(guān)的另一個(gè)開關(guān)端與所述電感、所述諧振線圈的公共端連接；所述諧振電容的一端與所述諧振線圈未連接所述電感的一端連接。

優(yōu)選地，所述壓控開關(guān)為IGBT管，所述IGBT管的集電極和發(fā)射極為兩個(gè)開關(guān)端。

優(yōu)選地，所述壓控開關(guān)為MOSFET管，所述MOSFET管的漏極和源極為兩個(gè)開關(guān)端。

優(yōu)選地，所述壓控開關(guān)為TRIAC管，所述TRIAC管的主電極T1和主電極T2為兩個(gè)開關(guān)端。

優(yōu)選地，所述壓控開關(guān)為兩個(gè)IGBT管反向串聯(lián)，所述兩個(gè)IGBT管反向串聯(lián)之后的兩個(gè)集電極為兩個(gè)開關(guān)端。

優(yōu)選地，所述壓控開關(guān)為兩個(gè)MOSFET管反向串聯(lián)，所述兩個(gè)MOSFET管反向串聯(lián)之后的兩個(gè)漏極為兩個(gè)開關(guān)端。

優(yōu)選地，所述壓控開關(guān)為兩個(gè)TRIAC管反向串聯(lián)，所述兩個(gè)TRIAC管反向串聯(lián)之后的兩個(gè)主電極T2為兩個(gè)開關(guān)端。

從上述技術(shù)方案可以看出，本實(shí)用新型提供了一種限幅控制電路，所述電路包括：諧振線圈、諧振電容、開關(guān)和電感；所述電感與所述開關(guān)并聯(lián)后與所述諧振線圈串聯(lián)，得到第一電路，所述第一電路與所述諧振電容并聯(lián)或者串聯(lián)。當(dāng)需要提供穩(wěn)定的電壓時(shí)，控制所述開關(guān)導(dǎo)通，所述電感被短路，電路的電感量改變，進(jìn)而諧振狀態(tài)被改變，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實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(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實(shí)用新型的實(shí)施例，對于本領(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1A為本實(shí)用新型中串聯(lián)諧振環(huán)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖1B為本實(shí)用新型中并聯(lián)諧振環(huán)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2A為本實(shí)用新型中的一種三端壓控開關(guān)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2B為本實(shí)用新型中的另一種三端壓控開關(guān)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2C為本實(shí)用新型中的第三種三端壓控開關(guān)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2D為本實(shí)用新型中的第四種三端壓控開關(guān)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3A為本實(shí)用新型中的一種四端壓控開關(guān)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3B為本實(shí)用新型中的另一種四端壓控開關(guān)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3C為本實(shí)用新型中的第三種四端壓控開關(guān)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3D為本實(shí)用新型中的第四種四端壓控開關(guān)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4A為本實(shí)用新型中一種應(yīng)用三端壓控開關(guān)的諧振環(huán)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4B為本實(shí)用新型中另一種應(yīng)用三端壓控開關(guān)的諧振環(huán)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5A為本實(shí)用新型中一種應(yīng)用四端壓控開關(guān)的諧振環(huán)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5B為本實(shí)用新型中另一種應(yīng)用四端壓控開關(guān)的諧振環(huán)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對本實(shí)用新型實(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)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(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，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

本實(shí)用新型提供了一種限幅控制電路，包括：

諧振線圈、諧振電容、開關(guān)和電感；

所述電感與所述開關(guān)并聯(lián)后與所述諧振線圈串聯(lián)，得到第一電路，所述第一電路與所述諧振電容并聯(lián)或者串聯(lián)。

參照圖1A和圖1B，圖1A中，A、B表示串聯(lián)諧振環(huán)的兩個(gè)輸出端，箭頭表示磁場方向，K表示開關(guān)，C1表示諧振電容，L1表示諧振線圈，L2表示電感，諧振電容C1與諧振線圈L1、電感L2組成串聯(lián)諧振環(huán)。

圖1B中，A、B表示并聯(lián)諧振環(huán)的兩個(gè)輸出端，箭頭表示磁場方向，K表示開關(guān)，C1表示諧振電容，L1表示諧振線圈，L2表示電感，諧振電容C1與諧振線圈L1、電感L2組成并聯(lián)諧振環(huán)。

當(dāng)開關(guān)K接通時(shí)，其本身的電阻為零或接近零，這時(shí)，相當(dāng)于電感L2被短路，電路的電感量必然發(fā)生變化，可按下式計(jì)算：

Lt＝L1+L2

式中Lt為總電感量，L1為諧振線圈的電感量，L2為電感的電感量，串聯(lián)后，Lt大于L1，也大于L2；

當(dāng)開關(guān)K閉合后，電感L2被短路，根據(jù)諧振頻率的計(jì)算公式：電路的諧振頻率將發(fā)生改變，原有的諧振狀態(tài)被破壞，振幅相應(yīng)變化，輸出電壓就不同。

當(dāng)電感L2為線圈時(shí)，特別是當(dāng)它與諧振線圈L1同時(shí)處于同一個(gè)磁場中，諧振線圈L1將受到電感L2的嚴(yán)重制約，在電感L2被短路時(shí)，諧振線圈L1的電感量也將發(fā)生顯著的改變，因此，諧振環(huán)的諧振幅度隨之改變，從A、B兩端輸出的電壓也改變。

圖1A和圖1B中各個(gè)元件的工作過程為：

當(dāng)開關(guān)K閉合后，由于電感L2被短路，諧振環(huán)原有的狀態(tài)被破壞。假設(shè)諧振環(huán)的原有狀態(tài)是最大化，即處于最大振幅狀態(tài)，當(dāng)開關(guān)K接通時(shí)，第一電路的電感量減小，最佳諧振狀態(tài)被破壞，振幅下降；反之，若諧振環(huán)的原有狀態(tài)不是最大化，即處于非最大振幅狀態(tài)，當(dāng)開關(guān)K接通時(shí)，第一電路的電感量減小，諧振環(huán)的諧振狀態(tài)可能出現(xiàn)以下兩種現(xiàn)象之一：或振幅加大，或振幅減??；總之，通過所述電感L2與開關(guān)K的并聯(lián)，可以實(shí)現(xiàn)對振幅的調(diào)節(jié)和控制，若用于終端電器的無線供電，則可以輸出合理的電壓，確保電器的正常工作和安全。

本實(shí)施例提供了一種限幅控制電路，所述電路包括：諧振線圈、諧振電容、開關(guān)和電感；所述電感與所述開關(guān)并聯(lián)后與所述諧振線圈串聯(lián)，得到第一電路，所述第一電路與所述諧振電容并聯(lián)或者串聯(lián)。當(dāng)需要提供穩(wěn)定的電壓時(shí)，控制所述開關(guān)導(dǎo)通，所述電感被短路，電路的電感量改變，進(jìn)而諧振狀態(tài)被改變，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，本實(shí)用新型的另一實(shí)施例中，所述開關(guān)為壓控開關(guān)；

其中，所述壓控開關(guān)的一個(gè)開關(guān)端與所述電感的一端連接，所述壓控開關(guān)的另一個(gè)開關(guān)端與所述電感、所述諧振線圈的公共端連接；所述諧振電容的一端與所述諧振線圈未連接所述電感的一端連接。

具體的，所述壓控開關(guān)為IGBT管，所述IGBT管的集電極和發(fā)射極為兩個(gè)開關(guān)端；所述壓控開關(guān)為MOSFET管，所述MOSFET管的漏極和源極為兩個(gè)開關(guān)端；所述壓控開關(guān)為TRIAC管，所述TRIAC管的主電極T1和主電極T2為兩個(gè)開關(guān)端；所述壓控開關(guān)為兩個(gè)IGBT管反向串聯(lián)，所述兩個(gè)IGBT管反向串聯(lián)之后的兩個(gè)集電極為兩個(gè)開關(guān)端；所述壓控開關(guān)為兩個(gè)MOSFET管反向串聯(lián)，所述兩個(gè)MOSFET管反向串聯(lián)之后的兩個(gè)漏極為兩個(gè)開關(guān)端；

所述壓控開關(guān)為兩個(gè)TRIAC管反向串聯(lián)，所述兩個(gè)TRIAC管反向串聯(lián)之后的兩個(gè)主電極T2為兩個(gè)開關(guān)端。

一個(gè)IGBT管、MOSFET管或TRIAC管為一個(gè)三端壓控開關(guān)，兩個(gè)IGBT管反向串聯(lián)、兩個(gè)MOSFET管反向串聯(lián)或兩個(gè)TRIAC管反向串聯(lián)為一個(gè)四端壓控開關(guān)。

其中，IGBT管(Insulated Gate Bipolar Transistor)，絕緣柵雙極型晶體管，是由BJT(雙極型三極管)和MOS(絕緣柵型場效應(yīng)管)組成的復(fù)合全控型電壓驅(qū)動(dòng)式功率半導(dǎo)體器件。MOSFET管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)，金屬-氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管，是一種可以廣泛使用在模擬電路與數(shù)字電路的場效晶體管。三端雙向交流開關(guān)TRIAC管實(shí)質(zhì)上是雙向晶閘管,它是在普通晶閘管的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，它不僅能代替兩只反極性并聯(lián)的晶閘管，而且僅用一個(gè)觸發(fā)電路。

為了能夠使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更加清楚的了解本實(shí)用新型中的壓控開關(guān)，請參照圖2A、圖2B、圖2C、圖2D、圖3A、圖3B、圖3C和圖3D。其中，圖2A、圖2B、圖2C和圖2D表示的是三端壓控開關(guān)，圖3A、圖3B、圖3C和圖3D表示的是四端壓控開關(guān)。

圖2A中三端壓控開關(guān)S1共有1、2、3三個(gè)端，其中2端和3端是兩個(gè)開關(guān)端，1端為控制端。IGBT管共有三個(gè)極，分別為集電極C、發(fā)射極E和門極G。MOSFET管也有三個(gè)極，分別為漏極D、柵極G和源極S。TRIAC管的三個(gè)極分別為主電極T1、主電極T2和柵極G。

當(dāng)三端壓控開關(guān)S1為IGBT管時(shí)，腳位對應(yīng)關(guān)系為：1-G、2-C、3-E；當(dāng)三端壓控開關(guān)S1為MOSFET管時(shí)，腳位對應(yīng)關(guān)系為：1-G、2-D、3-S；當(dāng)三端壓控開關(guān)S1為TRIAC管時(shí)，腳位對應(yīng)關(guān)系為：1-G、2-T2、3-T1。

圖3A中四端壓控開關(guān)S2共有1、2、3、4四個(gè)端，其中，2、3為兩個(gè)開關(guān)端，1、4為兩個(gè)控制端，其中，4端用來接地。所述四端壓控開關(guān)S2為兩個(gè)IGBT管反向串聯(lián)或兩個(gè)MOSFET管反向串聯(lián)或兩個(gè)TRIAC管反向串聯(lián)。

具體的，當(dāng)四端壓控開關(guān)S2為兩個(gè)IGBT管反向串聯(lián)時(shí)，腳位對應(yīng)關(guān)系為：1-G、2-C、3-C、4-E，當(dāng)四端壓控開關(guān)S2為兩個(gè)MOSFET管反向串聯(lián)時(shí)，腳位對應(yīng)關(guān)系為：1-G、2-D、3-D、4-S，當(dāng)四端壓控開關(guān)S2為兩個(gè)TRIAC管反向串聯(lián)時(shí)，腳位對應(yīng)關(guān)系為：1-G、2-T2、3-T2、4-T1。

需要說明的是，不管是三端壓控開關(guān)S1，還是四端壓控開關(guān)S2，控制端1用來控制壓控開關(guān)的通斷。

參照圖4A、圖4B、圖5A和圖5B，圖4A、圖4B、圖5A和圖5B介紹了壓控開關(guān)和電感L2、諧振線圈L1和諧振電容C1的連接關(guān)系。

圖4A和圖4B中，C1表示諧振電容，L1表示諧振線圈，L2表示電感，S1表示三端壓控開關(guān)，A、B表示兩個(gè)輸出端，箭頭表示磁場。所述三端壓控開關(guān)S1的一個(gè)開關(guān)端與所述電感L2的一端連接，所述三端壓控開關(guān)S1的另一個(gè)開關(guān)端與所述電感L2、所述諧振線圈L1的公共端連接；所述諧振電容C1的一端與所述諧振線圈L1未連接所述電感L2的一端連接。

所述電感L2與所述三端壓控開關(guān)S1并聯(lián)后與所述諧振線圈L1串聯(lián)，得到第一電路，所述第一電路與所述諧振電容C1并聯(lián)或者串聯(lián)。

圖5A和圖5B中，C1表示諧振電容，L1表示諧振線圈，L2表示電感，S2表示四端壓控開關(guān)，A、B表示兩個(gè)輸出端，箭頭表示磁場。所述四端壓控開關(guān)S2的一個(gè)開關(guān)端與所述電感L2的一端連接，所述四端壓控開關(guān)S2的另一個(gè)開關(guān)端與所述電感L2、所述諧振線圈L1的公共端連接；所述諧振電容C1的一端與所述諧振線圈L1未連接所述電感L2的一端連接。

所述電感L2與所述四端壓控開關(guān)S2并聯(lián)后與所述諧振線圈L1串聯(lián)，得到第一電路，所述第一電路與所述諧振電容C1并聯(lián)或者串聯(lián)。

三端壓控開關(guān)S1適用于半波整流，因此，所述電感L2的一端必須作為“地”；四端壓控開關(guān)S2適用于全波整流，所述電感L2的兩端均不接“地”，可選用從A、B兩端輸出，整流濾波后的負(fù)極作為“地”，同時(shí)作為四端壓控開關(guān)S2的輸入端的“地”。

本實(shí)施例中，所述壓控開關(guān)為IGBT管或MOSFET管或TRIAC管，或者所述壓控開關(guān)為兩個(gè)IGBT管反向串聯(lián)或兩個(gè)MOSFET管反向串聯(lián)或兩個(gè)TRIAC管反向串聯(lián)。選擇方式較多，可以根據(jù)不同的情況進(jìn)行選擇。

本實(shí)用新型中當(dāng)需要提供穩(wěn)定的電壓時(shí)，控制所述開關(guān)導(dǎo)通。

具體的，所述控制所述開關(guān)導(dǎo)通，具體包括：

采用手動(dòng)關(guān)閉開關(guān)的方式、輸入高低電平的方式或脈沖寬度調(diào)制的方式控制所述開關(guān)導(dǎo)通。

當(dāng)開關(guān)不是壓控開關(guān)時(shí)，采用手動(dòng)關(guān)閉開關(guān)的方式可以使開關(guān)導(dǎo)通。當(dāng)開關(guān)為壓控開關(guān)時(shí)，采用輸入高低電平的方式或脈沖寬度調(diào)制的方式控制所述開關(guān)導(dǎo)通。

需要說明的是，開關(guān)為壓控開關(guān)時(shí)，當(dāng)控制端輸入高電平時(shí)，兩個(gè)開關(guān)端導(dǎo)通，接通電阻為零或接近于零，電感被短路，原有的諧振狀態(tài)被改變，振幅改變。當(dāng)控制端為低電平時(shí)，兩個(gè)開關(guān)端短路，開路電阻無窮大，恢復(fù)原有的諧振狀態(tài)，振幅改變。

采用脈沖寬度調(diào)制的方式，即在開關(guān)端輸入脈沖寬度調(diào)制信號時(shí)，可以改變壓控開關(guān)的通斷，當(dāng)壓控開關(guān)導(dǎo)通時(shí)，接通電阻為零或接近于零，電感被短路，原有的諧振狀態(tài)被改變，振幅改變。當(dāng)壓控開關(guān)關(guān)斷時(shí)，開路電阻無窮大，恢復(fù)原有的諧振狀態(tài)，振幅改變。

本實(shí)施例中，通過采用手動(dòng)關(guān)閉開關(guān)的方式、輸入高低電平的方式或脈沖寬度調(diào)制的方式控制所述開關(guān)導(dǎo)通，電感被短路，電路的電感量改變，進(jìn)而諧振狀態(tài)被改變，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)或使用本實(shí)用新型。對這些實(shí)施例的多種修改對本領(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實(shí)用新型的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本實(shí)用新型將不會(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。