具有调节器的无LDO无线功率接收器的制作方法

技术特征：
1.一种无线功率接收系统，包括：晶体管的桥式整流器装置，接收输入时变功率信号并且被耦合在接地与输出节点之间；电流传感器，耦合在所述输出节点与负载节点之间，并且被配置为感测从所述输出节点流动到所述负载节点的电流；第一反馈电路，被配置为将所述负载节点处的电压与参考电压进行比较，并且基于所述比较生成第一反馈电压；第二反馈电路，被配置为将所感测的电流与参考电流进行比较，并且基于所述比较生成第二反馈电压；以及控制电路，被耦合以接收所述输入时变功率信号和所述反馈信号，并且所述控制电路基于所述输入时变功率信号以及所述第一反馈电压和所述第二反馈电压来生成用于所述桥式整流器装置的晶体管的栅极电压，以使得：在第一相位期间导通所述桥式整流器装置的两个晶体管，并且在第二相位期间导通所述桥式整流器装置的两个其他晶体管，从而引起所述输入时变功率信号的整流，以在所述输出节点处生成输出电压；以及在所述第一相位期间，基于所述第一反馈电压和所述第二反馈电压中的较大者来对所述桥式整流器装置的至少一个晶体管的栅极电压进行调制，以及在所述第二相位期间，基于所述第一反馈电压和所述第二反馈电压中的较大者来对所述桥式整流器装置的至少一个其它晶体管的栅极电压进行调制，从而引起由所述输入时变功率信号递送的过量功率的耗散，并且因此在整流的基础上执行输出电压调节。2.根据权利要求1所述的无线功率接收系统，其中所述第一反馈电路包括第一放大器，所述第一放大器具有：非反相端子，在所述负载节点处接收所述电压；反相端子，接收所述参考电压；以及输出，在所述输出处生成所述第一反馈电压。3.根据权利要求1所述的无线功率接收系统，其中所述第二反馈电路包括第二放大器，所述第二放大器接收来自所述电流传感器的输入并且将输出提供到第三放大器的非反相端子，所述第三放大器具有接收表示所述参考电流的电压的反相端子，并且所述第三放大器具有生成所述第二反馈电压的输出。4.根据权利要求4所述的无线功率接收系统，其中所述电流传感器包括耦合在所述输出节点与所述负载节点之间的感测电阻器；并且其中所述第二放大器具有非反相输入和反相输入，所述感测电阻器耦合在所述第二放大器的非反相输入和反相输入之间。5.根据权利要求1所述的无线功率接收系统，其中其栅极电压在所述第一相位期间被调制的所述至少一个晶体管是在所述第一相位期间导通的所述两个晶体管中的一个晶体管；其中其栅极电压在所述第二相位期间被调制的所述至少一个其它晶体管是在所述第二相位期间导通的所述两个晶体管中的一个晶体管；以及其中在所述第一相位期间对所述至少一个晶体管的栅极电压的调制和在所述第二相位期间对所述至少一个其它晶体管的栅极电压的调制用于调制所述至少一个晶体管和所述至少一个其它晶体管的漏源电阻，以便耗散由所述输入时变功率信号递送的所述过量功率。
6.根据权利要求1所述的无线功率接收系统，其中其栅极在所述第一相位期间被调制的所述至少一个晶体管不是在所述第一相位期间导通的所述两个晶体管中的一个晶体管；其中其栅极在所述第二相位期间被调制的所述至少一个晶体管不是在所述第二相位期间导通的所述两个晶体管中的一个晶体管；以及其中在所述第一相位期间对所述至少一个晶体管的栅极电压的调制和在所述第二相位期间对所述至少一个其它晶体管的栅极电压的调制用于充分地导通所述至少一个晶体管和所述至少一个其它晶体管，以便耗散由所述输入时变功率信号递送的过量功率。7.根据权利要求1所述的无线功率接收系统，其中所述控制电路被配置为在所述桥式整流器装置的同相调节与所述桥式整流器装置的反相调节之间切换；其中在所述桥式整流器装置的同相调节期间：其栅极电压在所述第一相位期间被调制的所述至少一个晶体管是在所述第一相位期间导通的两个晶体管中的一个晶体管；以及其栅极电压在所述第二相位期间被调制的所述至少一个其它晶体管是在所述第二相位期间导通的所述两个晶体管中的一个晶体管；以及其中在所述第一相位期间对所述至少一个晶体管的栅极电压的调制和在所述第二相位期间对所述至少一个其它晶体管的栅极电压的调制用于调制所述至少一个晶体管和所述至少一个其它晶体管的漏源电阻，以便耗散由所述输入时变功率信号递送的所述过量功率；以及其中在所述桥式整流器装置的反相调节期间：在所述第一相位期间其栅极被调制的所述至少一个晶体管不是在所述第一相位期间导通的所述两个晶体管中的一个；在所述第二相位期间其栅极被调制的所述至少一个其它晶体管不是在所述第二相位期间导通的所述两个晶体管中的一个；以及在第一相位期间对所述至少一个晶体管的栅极电压的调制和在第二相位期间对所述至少一个其它晶体管的栅极电压的调制用于充分地导通所述至少一个晶体管和所述至少一个其它晶体管，从而耗散由所述输入时变功率信号传递的所述过量功率。8.根据权利要求7所述的无线功率接收系统，其中所述控制电路在启动期间切换到所述桥式整流器装置的反相调节，使得启动时的浪涌电流传导通过所述至少一个晶体管，所述至少一个晶体管的栅极在所述第一相位期间被调制，并且不是在所述第一相位期间导通的所述两个晶体管中的一个晶体管；以及所述至少一个其他晶体管，所述至少一个其他晶体管的栅极在所述第二相位期间被调制，并且不是在所述第二相位期间导通的所述两个晶体管中的一个晶体管，以及在所述第一相位期间对所述至少一个晶体管的栅极电压的调制和在所述第二相位期间对所述至少一个其它晶体管的栅极电压的调制用于充分地导通所述至少一个晶体管和所述至少一个其它晶体管，使得过量的所述浪涌电流被导出到接地。9.根据权利要求8所述的无线功率接收系统，其中一旦在启动之后达到所述桥式整流器装置的稳定状态操作，所述控制电路就切换回所述桥式整流器装置的同相调节。
10.根据权利要求1所述的无线功率接收系统，其中所述参考电流被设置为高于在稳定状态操作期间所预期的所述感测电流的阈值量，使得在稳定状态操作期间，所述第一反馈电压大于所述第二反馈电压。11.根据权利要求1所述的无线功率接收系统，其中所述晶体管的桥式整流器装置由串联耦合的第二晶体管和第三晶体管以及串联耦合的第一晶体管和第四晶体管组成，串联耦合的所述第二晶体管和所述第三晶体管连接在所述输出节点与接地之间，并且串联耦合的所述第一晶体管和所述第四晶体管连接在所述输出与接地之间。12.根据权利要求1所述的无线功率接收系统，其中所述控制电路包括：控制信号发生器，所述控制信号发生器被配置为：在所述第一相位期间，生成第一控制信号，所述第一控制信号具有足以完全导通所述桥式整流器装置的晶体管的电压幅值，并且生成第二控制信号，所述第二控制信号具有足够低以完全关断所述桥式整流器装置的晶体管的电压幅值；在所述第二相位期间，将所述第二控制信号生成为具有足以完全导通所述桥式整流器装置的晶体管的电压幅值，并且将所述第一控制信号生成为具有足够低以完全关断所述桥式整流器装置的晶体管的电压幅值；第一开关电路，被配置为：在所述第一相位期间，通过将栅极电压生成为等于所述第一控制信号的电压减去所述第一反馈电压与所述第二反馈电压中的较大者，来生成用于所述至少一个晶体管的栅极电压；以及在所述第二相位期间，通过将栅极电压生成为等于所述第一控制信号的电压，来生成用于所述至少一个晶体管的栅极电压；以及第二开关电路，被配置为：在所述第一相位期间，通过将栅极电压生成为等于所述第二控制信号的电压，来生成用于所述至少一个其他晶体管的栅极电压；以及在第二相位期间，通过将栅极电压生成为等于所述第二控制信号的电压减去所述第一反馈电压与所述第二反馈电压中的较大者，来生成用于所述至少一个其它晶体管的栅极电压。13.根据权利要求1所述的无线功率接收系统，其中所述控制电路包括：控制信号发生器，所述控制信号发生器被配置为：在所述第一相位期间，生成第一控制信号，所述第一控制信号具有足以完全导通所述桥式整流器装置的晶体管的电压幅值，并且生成第二控制信号，所述第二控制信号具有足够低以完全关断所述桥式整流器装置的晶体管的电压幅值；以及在所述第二相位期间，将所述第二控制信号生成为具有足以完全导通所述桥式整流器装置的晶体管的电压幅值，并且将所述第一控制信号生成为具有足够低以完全关断所述桥式整流器装置的晶体管的电压幅值；第一开关电路，其被配置为：在所述第一相位期间，将所述至少一个晶体管的栅极电压生成为等于所述第一控制信号的电压；以及在所述第二相位期间，将所述至少一个晶体管的栅极电压生成为等于所述第一控制信
号的电压与所述第一反馈电压和所述第二反馈电压中较大者的总和；以及第二开关电路，其被配置为：在所述第一相位期间，将所述至少一个其他晶体管的栅极电压生成为等于所述第二控制信号的电压与所述第一反馈电压和所述第二反馈电压中较大者的总和；以及在第一相位期间，将所述至少一个其它晶体管的栅极电压生成为等于第二控制信号的电压。14.一种无线功率接收系统，包括：晶体管的桥式整流器装置，接收输入时变功率信号并且耦合在接地和输出节点之间；电压转换器，耦合在所述输出节点与电流传感器之间；负载节点，耦合到所述电流传感器，其中所述电流传感器被配置为感测从所述电压转换器流到所述负载节点的电流；第一反馈电路，被配置为将由所述电压转换器输出的电压与参考电压进行比较，并且基于所述比较生成第一反馈电压；第二反馈电路，被配置为将所感测的电流与参考电流进行比较，并且基于所述比较生成第二反馈电压；控制电路，被耦合以接收所述输入时变功率信号和所述反馈信号，并且基于所述输入时变功率信号以及所述第一反馈电压和所述第二反馈电压来生成用于所述桥式整流器装置的晶体管的栅极电压，以使得：在第一相位期间导通所述桥式整流器装置的两个晶体管，并且在第二相位期间导通所述桥式整流器装置的两个其他晶体管，从而引起所述输入时变功率信号的整流，以在所述输出节点处生成输出电压；以及在所述第一相位期间，基于所述第一反馈电压和所述第二反馈电压中的较大者来对所述桥式整流器装置的至少一个晶体管的栅极电压进行调制，以及在所述第二相位期间，基于所述第一反馈电压和所述第二反馈电压中的较大者来对所述桥式整流器装置的至少一个其它晶体管的栅极电压进行调制，从而引起由所述输入时变功率信号递送的过量功率的耗散，并且因此在整流的基础上执行输出电压调节。15.根据权利要求14所述的无线功率接收系统，其中所述第一反馈电路包括第一放大器，所述第一放大器具有接收由所述电压转换器输出的电压的非反相端子，接收所述参考电压的反相端子和生成所述第一反馈电压的输出。16.根据权利要求14所述的无线功率接收系统，其中所述第二反馈电路包括第二放大器，所述第二放大器接收来自所述电流传感器的输入并且将输出提供到第三放大器的非反相端子，所述第三放大器具有接收表示所述参考电流的电压的反相端子并且具有生成所述第二反馈电压的输出。17.根据权利要求16所述的无线功率接收系统，其中所述电流传感器包括耦合在所述电压转换器的输出与所述负载节点之间的感测电阻器；并且其中所述第二放大器具有非反相输入和反相输入，所述感测电阻器耦合在所述第二放大器的所述非反相输入与所述反相输入之间。18.根据权利要求14所述的无线功率接收系统，其中其栅极电压在所述第一相位期间被调制的所述至少一个晶体管是在所述第一相
位期间导通的所述两个晶体管中的一个晶体管；其中其栅极电压在所述第二相位期间被调制的所述至少一个其它晶体管是在所述第二相位期间导通的所述两个晶体管中的一个晶体管；以及其中在所述第一相位期间对所述至少一个晶体管的栅极电压的调制和在所述第二相位期间对所述至少一个其它晶体管的栅极电压的调制用于调制所述至少一个晶体管和所述至少一个其它晶体管的漏源电阻，使以便耗散由所述输入时变功率信号递送的所述过量功率。19.根据权利要求14所述的无线功率接收系统，其中其栅极在所述第一相位期间被调制的所述至少一个晶体管不是在所述第一相位期间导通的所述两个晶体管中的一个晶体管；其中其栅极在所述第二相位期间被调制的所述至少一个晶体管不是在所述第二相位期间导通的所述两个晶体管中的一个晶体管；以及其中在所述第一相位期间对所述至少一个晶体管的栅极电压的调制和在所述第二相位期间对所述至少一个其它晶体管的栅极电压的调制用于充分地导通所述至少一个晶体管和所述至少一个其它晶体管，以便耗散由所述输入时变功率信号递送的所述过量功率。20.根据权利要求14所述的无线功率接收系统，其中所述控制电路被配置为在所述桥式整流器装置的同相调节与所述桥式整流器装置的反相调节之间切换；其中，在所述桥式整流器装置的同相调节期间：在所述第一相位期间其栅极电压被调制的所述至少一个晶体管是在第一相位期间导通的两个晶体管中的一个晶体管；在所述第二相位期间其栅极电压被调制的所述至少一个其它晶体管是在所述第二相位期间导通的所述两个晶体管中的一个晶体管；以及其中在所述第一相位期间对所述至少一个晶体管的栅极电压的调制和在所述第二相位期间对所述至少一个其它晶体管的栅极电压的调制用于调制所述至少一个晶体管和所述至少一个其它晶体管的漏源极电阻，以便耗散由所述输入时变功率信号递送的所述过量功率；以及其中，在所述桥式整流器装置的反相调节期间：在所述第一相位期间其栅极被调制的所述至少一个晶体管不是在所述第一相位期间导通的所述两个晶体管中的一个晶体管；在所述第二相位期间其栅极被调制的所述至少一个其它晶体管不是在所述第二相位期间导通的所述两个晶体管中的一个晶体管；以及在第一相位期间对所述至少一个晶体管的栅极电压的调制和在第二相位期间对所述至少一个其它晶体管的栅极电压的调制用于充分地导通所述至少一个晶体管和所述至少一个其它晶体管，从而耗散由所述输入时变功率信号传递的所述过量功率。21.根据权利要求20所述的无线功率接收系统，其中所述控制电路在启动期间切换到所述桥式整流器装置的反相调节，使得启动时的浪涌电流传导通过其栅极在所述第一相位期间被调制的所述至少一个晶体管，并且通过其栅极在所述第二相位期间被调制的所述至少一个晶体管。
22.根据权利要求21所述的无线功率接收系统，其中一旦在启动之后达到所述桥式整流器装置的稳定状态操作，所述控制电路就切换回所述桥式整流器装置的同相调节。23.根据权利要求14所述的无线功率接收系统，其中所述参考电流被设置为高于在稳定状态操作期间所预期的所述感测电流的阈值量，使得在稳定状态操作期间，所述第一反馈电压大于所述第二反馈电压。24.根据权利要求14所述的无线功率接收系统，其中所述晶体管的桥式整流器装置由串联耦合的第二晶体管和第三晶体管以及串联耦合的第一晶体管和第四晶体管组成，串联耦合的所述第二晶体管和所述第三晶体管连接在所述输出节点与接地之间，串联耦合的所述第一晶体管和所述第四晶体管连接在所述输出与接地之间。25.根据权利要求14所述的无线功率接收系统，其中所述控制电路包括：控制信号发生器，所述控制信号发生器被配置为：在所述第一相位期间，生成第一控制信号，所述第一控制信号具有足以完全导通所述桥式整流器装置的晶体管的电压幅值，并且生成第二控制信号，所述第二控制信号具有足够低以完全关断所述桥式整流器装置的晶体管的电压幅值；以及在所述第二相位期间，将所述第二控制信号生成为具有足以完全导通所述桥式整流器装置的晶体管的电压幅值，并且将所述第一控制信号生成为具有足够低以完全关断所述桥式整流器装置的晶体管的电压幅值；第一开关电路，被配置为：在所述第一相位期间，通过将栅极电压生成为等于所述第一控制信号的电压减去所述第一反馈电压与所述第二反馈电压中的较大者，来生成用于至少一个晶体管的栅极电压；以及在所述第二相位期间，通过将栅极电压生成为等于所述第一控制信号的电压，来生成用于所述至少一个晶体管的栅极电压；以及第二开关电路，被配置为：在所述第一相位期间，通过将栅极电压生成为等于所述第二控制信号的电压，来生成用于所述至少一个其他晶体管的栅极电压；以及在第二相位期间，通过将栅极电压生成为等于所述第二控制信号的电压减去所述第一反馈电压和所述第二反馈电压中的较大者，来生成用于所述至少一个其它晶体管的栅极电压。26.根据权利要求14所述的无线功率接收系统，其中所述控制电路包括：控制信号发生器，被配置为：在所述第一相位期间，将第一控制信号生成为具有足以完全导通所述桥式整流器装置的晶体管的电压幅值，并且将第二控制信号生成为具有足够低以完全关断所述桥式整流器装置的晶体管的电压幅值；以及在所述第二相位期间，将所述第二控制信号生成为具有足以完全导通所述桥式整流器装置的晶体管的电压幅值，并且将所述第一控制信号生成为具有足够低以完全关断所述桥式整流器装置的晶体管的电压幅值；第一开关电路，被配置为：在所述第一相位期间，将所述至少一个晶体管的栅极电压生成为等于所述第一控制信
号的电压；以及在所述第二相位期间，将所述至少一个晶体管的栅极电压生成为等于所述第一控制信号的电压与所述第一反馈电压和所述第二反馈电压中较大者的总和；以及第二开关电路，被配置为：在所述第一相位期间，将所述至少一个其他晶体管的栅极电压生成为等于所述第二控制信号的电压与所述第一反馈电压和所述第二反馈电压中较大者的总和；以及在所述第一相位期间，将所述至少一个其它晶体管的栅极电压生成为等于第二控制信号的电压。

技术总结
本公开的实施例涉及具有调节器的无LDO无线功率接收器。桥式整流器和相关的控制电路共同形成“调节器”，其对输入时变电压进行整流并调节所生成的整流输出电压，而不使用常规的电压调节器。为了实现这一点，可以通过模拟控制(以增加那些晶体管的导通电阻)或通过脉宽调制(以在相位结束之前关断那些晶体管)来调制在给定相位期间导通的桥式整流器的晶体管的栅极电压。桥式整流器的在给定相位期间断开的晶体管可以导通，以帮助耗散过量的功率，从而调节输出电压。该调制基于电压反馈信号和电流反馈信号。反馈信号。反馈信号。


技术研发人员：Y
受保护的技术使用者：意法半导体亚太私人有限公司
技术研发日：2023.01.13
技术公布日：2023/7/22