用於無線功率傳送應用和其它應用的四分之三橋功率轉換器的製作方法

2023-05-01 22:17:56

專利名稱：用於無線功率傳送應用和其它應用的四分之三橋功率轉換器的製作方法
技術領域：
本發明大體涉及功率轉換器。更特定來說，本發明涉及用於無線功率傳送應用和其它應用的四分之三橋功率轉換器。
背景技術：
各種功率轉換架構已經開發並用於廣泛的應用中。兩個常見的功率轉換架構是半橋架構和全橋架構。在使用對稱驅動的半橋架構中，缺點是，在任何小於最大驅動佔空因數的佔空因數下，存在「靜寂時間」，在此期間半橋中的開關不起作用(不傳導)。這可導致電流流經開關的主體ニ極管，從而產生顯著損失(通常大約等於或大於I2R損失)。將肖特基ニ極管放 置成與開關並聯可能是有幫助的，但仍可能導致ー些操作條件期間的顯著肖特基損失。雖然不對稱驅動可解決靜寂時間問題，但缺點是其通常導致較差波形質量，這可能需要匹配網絡中的低得多的阻杭。這增加了半橋循環RMS電流，從而又増加了損失。具有相位調製的全橋架構可解決靜寂時間問題，因為電流始終流經兩個經致動的開關。然而，全橋架構使得必須在高共模電壓下以差分方式驅動負載，這在某些應用中可能是明顯不足
發明內容


為較完整地理解本發明及其特徵，現參考結合附圖進行的以下描述，附圖中圖I到6說明根據本發明的實例四分之三橋功率轉換器和相關細節；圖7說明根據本發明的四分之三橋功率轉換器的實例控制電路；圖8說明根據本發明的具有多個發射線圈的實例四分之三橋功率轉換器；圖9說明根據本發明的具有電流和電壓感測儀表的實例四分之三橋功率轉換器；以及圖10說明根據本發明的使用四分之三橋功率轉換器的實例功率轉換方法。
具體實施例方式下文論述的圖I到10以及用於描述本專利文獻中本發明的原理的各種實施例僅是藉助說明的方式且不應以任何方式解釋為限制本發明的範圍。所屬領域的技術人員將理解，可在任何類型的適當布置的裝置或系統中實施本發明的原理。圖I到6說明根據本發明的實例四分之三橋功率轉換器和相關細節。這些新的四分之三橋功率轉換器拓撲可用於廣泛的應用中。四分之三橋功率轉換器可顯著減少或實質上消除與對稱脈衝寬度調製(PWM)半橋功率轉換器相關聯的整流ニ極管傳導損失，同時維持基本半橋架構的許多優點。此方法可適用的領域的一實例為磁性耦合的無線功率傳送環境。在這些類型的環境中，功率「發射器」(變壓器的初級側)物理上與功率「接收器」(變壓器的次級側)分離。功率發射器表示用於發射功率的任何適宜的結構，且功率接收器表示用於接收功率的任何適宜的結構。實際上，變壓器的初級側駐留在一個物理裝置中，且變壓器的次級側駐留在完全分離的裝置中。另外，接收器(次級)線圈可為各種形狀和大小，且發射器和接收器可由不同公司製造。總體上，此環境提出了若干與其它隔離式功率傳送方案相比獨特的挑戰-確切的耦合係數k是未知的且低於隔離式功率轉換器中典型的係數，因此變壓比可能不容易預測；-為了使電磁幹擾(EMI)最小化且使得能夠使用電抗性阻抗匹配(reactiveimpedance matching),波形應儘可能呈正弦曲線；
-初級側和次級側不在同一芯上，且發射器線圈可能比接收器線圈大得多，因此可存在不包含於芯中的磁通線(magnetic flux line);以及-為簡化儀表且促進多個發射線圈的矩陣之間的切換，可能需要將發射(初級)線圈的一側耦合到接地。下文展示和描述的四分之三橋功率轉換器可在這些或其它環境中使用以減少操作期間的功率損失。圖I說明第一實例四分之三橋功率轉換器100。如圖I所示，功率轉換器100包含開關102-104，其可表示半橋功率轉換器架構中使用的典型開關。開關102經耦合以接收電源電壓V+，且開關104耦合到接地。V+和接地電壓表示幹線電壓。開關102可在控制信號Gl的控制下選擇性地將電源電壓V+耦合到開關節點106。開關104可在控制信號G2的控制下選擇性地將開關節點106耦合到接地。開關102-104中的每一者包含任何適宜的開關結構，例如MOSFET或其它電晶體裝置。開關節點106耦合到電感器108，在此實例中電感器108耦合到輸出電容器110和直流(DC)阻隔電容器112。電感器108表示具有任何適宜的電感的任何適宜的電感性結構。電容器110-112中的每一者表示具有任何適宜的電容的任何適宜的電容性結構。電容器112還耦合到線圈，在此實例中線圈表示變壓器114的初級側。變壓器114的次級側耦合到負載116。變壓器114包含用於以隔離方式傳送功率的任何適宜的結構。變壓器114的每一側可具有任何適宜的結構，例如具有任何匝數的線圈。如上所述，變壓器114的初級側可包含可切換到功率轉換器100中和切換離開功率轉換器100的不同發射線圈的矩陣。第三開關118添加在功率轉換器100中以形成四分之三橋架構。第三開關118選擇性地將開關節點106耦合到能量存儲裝置或能量源。在此情況下，能量存儲裝置或能量源為由電容器120形成的功率存儲組件，但可使用任何其它適宜的能量源或存儲組件。電容器120包含具有任何適宜的電容的任何適宜的電容性結構。在一些實施例中，紋波可為開關118的接通時間期間的電流的嚴格函數。在實踐中，可能有益的是，將電容器120中的紋波限於幾百毫伏以便減小電容器120中的電介質損失或使電介質損失最小化。這可通過增大電容器120的大小來實現。開關118可在控制信號G3的控制下選擇性地將開關節點106耦合到能量存儲裝置或能量源。開關118包含用於將能量存儲裝置或能量源耦合到指定節點的任何適宜的結構。舉例來說，開關118可表示提供雙向阻隔能力的結構。在一些實施例中，開關118可使用串聯耦合的MOSFET電晶體(或其它類型的電晶體)實施。舉例來說，開關118可使用兩個MOSFET來形成，所述兩個MOSFET的源極端子耦合在一起且其柵極端子經配置以接收控制信號G3。MOSFET的漏極端子可耦合到能量存儲裝置或能量源以及開關節點106。在特定實施例中，功率轉換器100可使用總共四個MOSFET或其它開關。在操作期間，控制信號Gl和G2(用於控制開關102-104)可與半橋架構中使用的控制信號相同。每當控制信號Gl和G2兩者未被斷言(關閉)時，可將控制信號G3(用於控制開關118)斷言(接通)。因此，當開關102-104均被斷開(不傳導)時，開關118接通(傳導)。開關節點106上的電壓可因此類似於半橋的電壓，只是在開關118的接通時間期間，將電壓箝位到存儲在電容器120上的電壓V12tl (或來自另一能量存儲裝置或能量源的電壓)。依據實施方案，電壓V12tl可平均為電源電壓V+的一半。以此方式，四分之三橋功率轉換器100可減少或消除其操作期間的「靜寂時間」， 使得開關節點106始終連接到功率幹線、功率存儲組件或某一其它能量存儲裝置或能量源。這可實質上消除整流二極體傳導損失。負載116表示用於接收來自功率轉換器100的功率的任何適宜的結構。負載116可例如包含用於以無線方式接收來自功率轉換器100的功率的無線功率接收器。無線功率接收器可形成例如行動電話、可攜式計算機或其它電子裝置等較大裝置的一部分。負載116還可表示馬達，例如可逆DC或AC馬達。可使用任何其它適宜的負載116，例如RL負載。圖2說明與圖I的四分之三橋功率轉換器100相關的實例模擬波形。如圖2所示，控制信號Gl和G2含有用於接通開關102-104的脈衝。如果控制信號Gl和G2界定50%佔空因數，那麼將不存在開關102-104中任一者均不在傳導的靜寂時間。然而，如圖2所示，在較低佔空因數下可存在控制信號Gl和G2中的脈衝之間的顯著靜寂時間。如上所述，控制信號G3的脈衝在控制信號Gl和G2均為低時為高，藉此激活開關118以將節點106耦合到電容器120。此有助於減少或消除功率轉換器100中的靜寂時間。圖2還說明開關節點106上的電壓(Vltl6)、經過電感器108的電流(I)和電容器120上的電壓(V120)。另外，圖2說明經過三個開關102、104、118的電流(1102、I104和I118)。如圖2所示，當開關102-104交替地將開關節點106耦合到電源電壓V+和接地時，開關節點106上的電壓Vltl6不僅僅在高電平與低電平之間擺動。在那些時間之間(其原本為靜寂時間)，開關節點106耦合到電容器120，且在此實例中接收近似為電源電壓V+的一半的電壓。此處的模擬波形展示特定的控制信號與電感器電流k相位關係。這是選擇用於模擬的諧振頻率和操作頻率的函數。不同選擇可導致不同相位關係。四分之三橋功率轉換器100的操作不特別地要求所有開關電流(11(12、Iltl4和I118)下的諧振電路均考慮經傳導電流込的全360°，因此理論上電流L可始終在低電阻路徑中流動。在實踐中，開關操作之間的一些非重疊時間通常用於確保不存在電流直通(current shoot-thru)。圖3說明第二實例四分之三橋功率轉換器300。如圖3所示，功率轉換器300包含耦合到開關節點306的開關302-304、電感器308和輸出電容器310。電容器310耦合到線圈，在此實例中所述線圈表示變壓器314的初級側。負載316耦合到變壓器314的次級側且可表示無線功率接收器。開關318將例如電容器320等能量存儲裝置或能量源耦合到開關節點306。在圖3中，功率轉換器300使用由電感器308、輸出電容器310和變壓器314的初級側形成的串聯諧振來操作。圖4說明第三實例四分之三橋功率轉換器400。如圖4所示，功率轉換器400包含耦合到開關節點406的開關402-404。輸出電容器410耦合到開關節點406和線圈，在此實例中所述線圈表示變壓器414的初級側。負載416耦合到變壓器414的次級側且可表示無線功率接收器。開關418將例如電容器420等能量存儲裝置或能量源耦合到開關節點406。在圖4中，功率轉換器400使用由輸出電容器410和變壓器414的初級側的漏電感形成的串聯諧振來操作。
圖5說明第四實例四分之三橋功率轉換器500。如圖5所示，功率轉換器500包含耦合到開關節點506的開關502-504。DC阻隔電容器512耦合到開關節點506且耦合到線圈，此處所述線圈表示變壓器514的初級側。負載516耦合到變壓器514的次級側。開關518耦合到DC阻隔電容器512與變壓器514之間的節點522。開關518選擇性地將節點522耦合到接地。在圖5中，功率轉換器500以非諧振方式操作。然而，開關518仍可在開關502-504的非傳導時間期間接通以避免與靜寂時間相關聯的問題。在此實施例中，電容器512有效地充當耦合到開關節點506的能量存儲裝置或能量源，且開關518致使在開關節點506處經歷電容器512上的電壓。圖6說明第五實例四分之三橋功率轉換器600。如圖6所不,功率轉換器600包含耦合到開關節點606的開關602-604。DC阻隔電容器612耦合到開關節點606且耦合到負載616,在此實例中所述負載616由電感器614和電阻器615表不。開關618 I禹合到DC阻隔電容器612與負載616之間的節點622。開關618選擇性地將節點622耦合到接地。在圖6中，功率轉換器600以非諧振且非隔離方式與電感性負載而非無線功率傳送系統一起操作。然而，再次，開關618仍可在開關602-604的非傳導時間期間接通以避免與靜寂時間相關聯的問題。在此實施例中，電容器612有效地充當耦合到開關節點606的能量存儲裝置或能量源，且開關618致使在開關節點606處經歷電容器612上的電壓。與常規半橋架構相比，四分之三橋功率轉換器可具有改進的效率而不會損害波形對稱性。與常規全橋架構相比，四分之三橋功率轉換器可具有初級側連接到接地的變壓器，這可促進在發射線圈的矩陣之間容易地切換且容易地測量變壓器電壓和電流。儘管圖I到6說明四分之三橋功率轉換器的實例及相關細節，但可對圖I到6作出各種改變。舉例來說，上文描述的四分之三橋功率轉換器中的每一組件可以任何適宜的方式實施。並且，圖2所示的波形僅出於說明的目的，且四分之三橋功率轉換器可依據實施方案而使用不同波形來操作。此外，將電容器用作在功率轉換器的操作期間源送/吸取能量的機制是僅出於說明的目的。還可使用其它能量存儲元件或能量源。舉例來說，在其它實施例中，電容器可由輸出近似V+/2的電壓的雙向轉換器代替。雙向轉換器可通過在同步降壓模式中操作而將能量源送到第三開關118、318、418，且通過在同步升壓模式中操作而吸取來自開關118、318、418的能量(並使其返回到V+)。此外，圖I到6中的各種組件可經組合、省略或進一步再分，且可根據特定需要添加額外組件。另外，此專利文獻中的功率轉換器中的任一者可在正常半橋操作期間使用多個開關以將開關節點選擇性地耦合到不同電壓幹線，例如較高電壓V+和較低電壓(不一定接地)。圖7說明根據本發明的用於四分之三橋功率轉換器的實例控制電路700。控制電路700可例如用於針對上文或下文描述的四分之三橋功率轉換器中的任一者產生控制信號G1-G3。在此實例中，控制電路700使用混合模擬和數字方法來產生控制信號。如圖7所示，控制電路700包含頻率字單元702和工作字單元704。這些單元702-704輸出表示用於驅動功率轉換器的控制信號的頻率和工作循環的值。所述值可表示24位值。相位累加器706使用頻率字單元702的輸出來操作。相位累加器706的輸出提供到加法器708，加法器708將相位累加器706的輸出與工作字單元704的輸出相加。使用最高有效位(MSB)提取單元710來識別和提取相位累加器的輸出的高階位。將相位累加器的輸出的高階位用作參考相位。使用MSB提取單元712來識別和提取加法器的輸出的高階位。將加法器的輸出的高階位用作可變相位。參考相位與可變相位之間的差用於產生控制信號Gl和G2(其在此處為PWM信號)。特定來說，MSB提取單元710的輸出提供到反相器714和與門720，且反相器714的輸出提供到與門716。MSB提取單元712的輸出提供到反相器718和與門716，且反相器718的輸出提供到與門720。與門716和720分別輸出控制信號Gl和G2。通過使用或非門722 執行Gl和G2的邏輯或非運算來產生控制信號G3。因此，每當Gl和G2中任一者均未被斷言時斷言信號G3。此實例中的佔空因數解析度可為約I. 2xl0_7，其可能比所需要的好得多。此實例中的控制信號Gl、G2和G3可具有低相位抖動，例如一個時鐘周期的相位抖動。對於IOOMHz時鐘，這產生僅IOns的相位抖動。此方法(其數學上與直接數字合成(DDS)相關)可本身實施迫使佔空因數平均值確切地等於下式的抖動方案工作=(2x工作字)/224(假定使用24位值)。對於諧振轉換器，負載中的抖動可歸因於諧振網絡的高頻率滑降而減小。儘管圖7說明用於四分之三橋功率轉換器的控制電路700的一個實例，但可對圖7作出各種改變。舉例來說，可使用任何其它適宜的組合邏輯或其它機制來產生適當的控制信號。並且，圖7中的各種組件可經組合、省略或進一步再分，且可根據特定需要添加額外組件。上文描述的功率轉換器拓撲可在各種應用中使用。舉例來說，四分之三橋功率轉換器可在可能使用半橋轉換器的任何應用中使用。四分之三橋轉換器具有針對對於半橋轉換器來說將產生靜寂時間的任何佔空因數(小於50%佔空因數)的較大效率。四分之三橋轉換器的另一應用是在需要將負載的一側或變壓器的一側連接到接地的情形中作為對全橋轉換器的替代。此可包含(例如)其中使用多個發射線圈且一個或一個以上線圈可選擇性地耦合到橋的應用。此情況的一實例在圖8中展示，圖8說明根據本發明的具有多個發射線圈的實例四分之三橋功率轉換器800。如圖8所示，功率轉換器800包含分別選擇性地將節點806耦合到電源電壓V+和接地的兩個開關802-804。節點806還耦合到開關818，開關818選擇性地將節點806耦合到能量存儲裝置或能量源(例如，電容器820)。在此實例中，節點806耦合到多個串，其中每一串包含串聯耦合的線圈814a-814n (例如，電感器)和電晶體815a_815n (例如，M0SFET)。線圈814a-814n表示用於將功率發射到負載816的多個線圈。線圈814a_814n可例如形成多線圈功率發射墊的一部分，其允許負載816的接收線圈822相對於所述墊如何定位的較大自由度。
串聯電容器810a_810n和電晶體815a_815n的本體二極體的組合允許每一串中的DC電平移位，這有效地使所述串與圖8中的電路的其餘部分解除耦合。小偏置電流(例如，FET洩漏)流動以維持所述斷開。此允許將單一MOSFET用作電晶體815a-815n以用於在線圈814a_814n之間進行選擇。儘管圖8說明具有多個發射線圈的四分之三橋功率轉換器800的一個實例，但可對圖8作出各種改變。舉例來說，功率轉換器800可包含任何數目的發射線圈。另一四分之三橋功率轉換器可涉及使用電流和電壓感測儀表，其一實例在圖9中展示。在圖9中，四分之三橋功率轉換器900包含耦合到節點906的開關902-904，所述節點906還耦合到電容器910。電容器910耦合到線圈914，所述線圈914可為電感器或變壓器的一部分(例如，無線功率傳送線圈)。開關918將能量存儲裝置或能量源(例如，電容器920)耦合到節點906。在此實例中，電壓感測單元924耦合在線圈914兩端，且電流感測單元926與線圈914串聯耦合。電壓感測單元924包含用於測量電壓的任何適宜的結構，且電流感測單元 926包含用於測量電流的任何適宜的結構。在此實例中，四分之三橋架構促進以單端方式使用感測單元924-926，這意味著這些單元不需要使用差分信令。這可有助於減小或排除對這些單元中的高共模抑制的需要。儘管圖9說明具有電流和電壓感測儀表的四分之三橋功率轉換器900的一個實例，但可對圖9作出各種改變。舉例來說，感測單元924-926可與上文描述的四分之三橋的實施例中的任一者一起使用。並且，功率轉換器900可包含感測單元924-926中的一者，而省略其它者。上述電路中展示的每一組件可使用任何適宜的結構來實施。此外，這些圖式說明電路的實例實施方案。在這些電路中，組件可根據特定需要而經添加、省略、組合、進一步再分或移動。另外，上文展示的波形僅出於說明的目的，且表示電路的特定實施方案的可能或模擬的行為。圖10說明根據本發明的使用四分之三橋功率轉換器的實例功率轉換方法1000。如圖10所示，在步驟1002處接收用於四分之三橋功率轉換器的至少一個驅動信號。這可包含例如外部組件提供一個或一個以上信號，所述信號識別用於驅動四分之三橋功率轉換器的所要頻率和佔空因數。所述外部組件可表示用於控制功率轉換器的任何適宜的源，例如外部處理裝置或控制器。在步驟1004處產生用於四分之三橋功率轉換器中的開關的控制信號。這可包含例如控制電路產生針對功率轉換器的控制信號G1-G3。作為特定實例，這可包含所述控制電路產生Gl和G2控制信號以在所要佔空因數下驅動功率轉換器。這還可包含所述控制電路產生G3控制信號以使得每當Gl和G2控制信號不在作用中(低)時G3控制信號在作用中(高)。在步驟1006處接通和斷開四分之三橋功率轉換器中的第一和第二開關。這經完成以將功率轉換器中的開關節點耦合到較高和較低的幹線電壓(例如，V+和接地)。開關節點耦合到較高幹線電壓與耦合到較低幹線電壓所花費的時間量之比界定佔空因數，且可存在第一和第二開關均斷開的某一靜寂時間。第一和第二開關可由Gl和G2控制信號控制。在步驟1008處在第一和第二開關的斷開時間期間使用第三開關將開關節點耦合到一電壓。這可包含例如第三開關閉合以使得在開關節點處接收到電容器上的電壓。每當開關節點通過第一和第二開關中的任一者耦合到幹線時，第三開關便可斷開。這實質上減少或消除四分之三橋功率轉換器中的靜寂時間。第三開關可由G3控制信號控制。儘管圖10說明使用四分之三橋功率轉換器的一個實例功率轉換方法1000，但可對圖10作出各種改變。舉例來說，雖然展示為一系列步驟，但圖10中的各種步驟可重疊、並行發生、發生多次，或以不同次序發生。陳述本專利文獻內已使用的某些詞語和短語的定義可能是有利的。術語「耦合」及其衍生詞指代組件之間的任何直接或間接連通，而不管那些組件是否彼此物理上接觸。術語「包含」和「包括」以及其衍生詞表示包含而無限制。術語「或」是包含性的，意味著和/或。短語「與...相關聯」和「與之相關聯」以及其衍生詞可表示包含、包含於...內、與...互連、含有、含於...內、連接到...或與...連接、耦合到...或與...耦合、可與...連通、與...協作、交錯、並置、接近於...、結合到...或與...結合、具有...特性、具有與...的關係等等。
雖然本發明已描述某些實施例和通常相關聯的方法，但所屬領域的技術人員將了解這些實施例和方法的更改和排列。因此，實例實施例的以上描述不界定或約束本發明。在不脫離如所附權利要求書界定的本發明的精神和範圍的情況下，其它改變、替代和更改也是可能的。
權利要求
1.一種四分之三橋功率轉換器，其包括 第一開關，其經配置以選擇性地將開關節點耦合到較高電壓； 第二開關，其經配置以選擇性地將所述開關節點耦合到較低電壓；以及第三開關，其經配置以當所述第一和第二開關未將所述開關節點耦合到所述較高和較低電壓時選擇性地致使將第三電壓提供到所述開關節點。
2.根據權利要求I所述的功率轉換器，其中所述第三開關經配置以選擇性地將所述開關節點耦合到能量存儲裝置或能量源。
3.根據權利要求2所述的功率轉換器，其中所述第三開關經配置以選擇性地將所述開關節點耦合到電容器。
4.根據權利要求I所述的功率轉換器，其中所述第三開關經配置以選擇性地將能量存儲裝置或能量源耦合到接地，所述能量存儲裝置或能量源耦合到所述開關節點。
5.根據權利要求I所述的功率轉換器，其進一步包括 耦合到所述開關節點且經配置以將功率提供到負載的電路，所述電路包括至少一個線圈或變壓器繞組。
6.根據權利要求5所述的功率轉換器，其進一步包括以下各者中的至少一者 單端電壓傳感器，其經配置以測量所述線圈或變壓器繞組兩端的電壓；以及 單端電流傳感器，其經配置以測量通過所述線圈或變壓器繞組的電流。
7.根據權利要求I所述的功率轉換器，其進一步包括 控制電路，其經配置以產生用於所述第一、第二和第三開關的控制信號。
8.根據權利要求7所述的功率轉換器，其中所述控制電路包括 相位累加器，其經配置以接收與驅動頻率相關聯的值； 加法器，其經配置以將所述相位累加器的輸出與同驅動佔空因數相關聯的值相加；至少一個提取單元，其經配置以識別所述相位累加器的輸出中的最高有效位和所述加法器的輸出中的最高有效位；以及 組合邏輯，其經配置以使用所述最高有效位來產生所述控制信號。
9.根據權利要求I所述的功率轉換器，其中 所述較高電壓包括電源電壓； 所述較低電壓包括接地；且 所述第三電壓近似為所述電源電壓的一半。
10.一種系統,其包括 負載；以及 四分之三橋功率轉換器，其經配置以將功率提供到所述負載，所述功率轉換器包括 第一開關，其經配置以選擇性地將開關節點耦合到較高電壓； 第二開關，其經配置以選擇性地將所述開關節點耦合到較低電壓；以及第三開關，其經配置以當所述第一和第二開關未將所述開關節點耦合到所述較高和較低電壓時選擇性地致使將第三電壓提供到所述開關節點。
11.根據權利要求10所述的系統，其中所述第三開關經配置以選擇性地將所述開關節點耦合到能量存儲裝置或能量源。
12.根據權利要求11所述的系統，其中所述第三開關經配置以選擇性地將所述開關節點耦合到電容器。
13.根據權利要求10所述的系統，其中所述第三開關經配置以選擇性地將能量存儲裝置或能量源耦合到接地，所述能量存儲裝置或能量源耦合到所述開關節點。
14.根據權利要求10所述的系統，其中所述功率轉換器進一步包括 耦合到所述開關節點且經配置以將功率提供到負載的電路，所述電路包括至少一個線圈或變壓器繞組。
15.根據權利要求14所述的系統，其中所述功率轉換器進一步包括以下各者中的至少一者 單端電壓傳感器，其經配置以測量所述線圈或變壓器繞組兩端的電壓；以及 單端電流傳感器，其經配置以測量通過所述線圈或變壓器繞組的電流。
16.根據權利要求10所述的系統，其進一步包括 控制電路，其經配置以產生用於所述第一、第二和第三開關的控制信號。
17.根據權利要求16所述的系統，其中所述控制電路包括 相位累加器，其經配置以接收與驅動頻率相關聯的值； 加法器，其經配置以將所述相位累加器的輸出與同驅動佔空因數相關聯的值相加；至少一個提取單元，其經配置以識別所述相位累加器的輸出中的最高有效位和所述加法器的輸出中的最高有效位；以及 組合邏輯，其經配置以使用所述最高有效位來產生所述控制信號。
18.根據權利要求10所述的系統，其中 所述四分之三橋功率轉換器包括無線功率發射器的一部分；且 所述負載包括無線功率接收器。
19.根據權利要求18所述的系統，其中所述四分之三橋功率轉換器耦合到包括多個發射線圈或變壓器繞組的矩陣。
20.—種方法,其包括 分別使用第一和第二開關重複地將開關節點耦合到較高電壓和較低電壓；以及當所述第一和第二開關未將所述開關節點耦合到所述較高和較低電壓時使用第三開關選擇性地將第三電壓提供到所述開關節點。
全文摘要
一種四分之三橋功率轉換器(100、300、400、500、600、800、900)包含第一開關(102、302、402、502、602、802、902)，其經配置以選擇性地將開關節點(106、306、406、506、606、806、906)耦合到較高電壓。所述功率轉換器還包含第二開關(104、304、404、504、604、804、904)，其經配置以選擇性地將所述開關節點耦合到較低電壓。所述功率轉換器進一步包含第三開關(118、318、418、518、618、818、918)，其經配置以當所述第一和第二開關未將所述開關節點耦合到所述較高和較低電壓時選擇性地致使將第三電壓提供到所述開關節點。所述第三開關可經配置以選擇性地將所述開關節點耦合到能量存儲裝置或能量源，例如電容器(120、320、420、820、920)。所述第三開關還可經配置以選擇性地將能量存儲裝置或能量源(512、612)耦合到接地，其中所述能量存儲裝置或能量源耦合到所述開關節點。
文檔編號H02J17/00GK102771041SQ201180011222
公開日2012年11月7日 申請日期2011年3月1日 優先權日2010年3月1日
發明者詹姆斯·史蒂文·布朗 申請人:國家半導體公司