CN111869085B - 整流器及其驱动方法、芯片、电力设备 - Google Patents

整流器及其驱动方法、芯片、电力设备 Download PDF

Info

Publication number
CN111869085B
CN111869085B CN201880091474.8A CN201880091474A CN111869085B CN 111869085 B CN111869085 B CN 111869085B CN 201880091474 A CN201880091474 A CN 201880091474A CN 111869085 B CN111869085 B CN 111869085B
Authority
CN
China
Prior art keywords
semiconductor switch
bridge arm
rectifier
inductor
control circuit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201880091474.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111869085A (zh
Inventor
黄冬其
王鹏飞
李汇
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Huawei Technologies Co Ltd
Original Assignee
Huawei Technologies Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Huawei Technologies Co Ltd filed Critical Huawei Technologies Co Ltd
Publication of CN111869085A publication Critical patent/CN111869085A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111869085B publication Critical patent/CN111869085B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/10—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling
    • H02J50/12—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling of the resonant type
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/02—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal
    • H02M7/04—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/12—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/21—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/217—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M7/219—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only in a bridge configuration

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Rectifiers (AREA)

Abstract

本申请提供了一种整流器及其驱动方法、芯片、电力设备，涉及电子技术领域，该整流器包括第一桥臂和第一电感。第一桥臂包括第一上桥臂和第一下桥臂，第一上桥臂耦合在第一输入端与电压输出端之间，第一下桥臂耦合在第一输入端与接地端之间。同时，第一上桥臂上设置有第一半导体开关。第一下桥臂上设置有第二半导体开关。第一电感设置在第一上桥臂上且与第一半导体开关串联，或者，第一电感设置在第一下桥臂上且与第二半导体开关串联。该整流器具有第一工作模式和第二工作模式，第一工作模式适用于高工作频率，第二工作模式适用于低工作频率，该整流器能够根据实际需求切换至第一工作模式或第二工作模式，进而适应不同的场景，通用性较高。

Description

整流器及其驱动方法、芯片、电力设备
技术领域
本申请涉及电子技术领域，特别涉及一种整流器及其驱动方法、芯片、电力设备。
背景技术
无线电力传输(wireless power transfer，WPT)技术是一种不经过导线而直接在空间进行电力传输的技术。目前，WPT技术包括基于紧耦合的磁感应技术和基于松耦合的磁共振技术，其中，磁感应技术由无线充电联盟WPC(Wireless Power Consortium)主导，磁共振技术由无线充电组织AirFuel主导。当电力设备(包括电信号的发送端设备和电信号的接收端设备)基于磁感应技术工作时，电力设备的工作频率为100～205KHz(千赫兹)，且发送端设备和接收端设备的空间自由度较小；当电力设备基于磁共振技术工作时，电力设备的工作频率为6.78MHz，且发送端设备和接收端设备的空间自由度较大。目前，考虑到设备兼容性和成本问题，同一电力设备可以支持多种工作模式，以适用于不同的工作频率。由于整流器(其用于将交流电转换为直流电)是上述接收端设备中必不可少的一部分，所以为了降低成本，整流器需要支持多种工作模式。
相关技术中，整流器的电路结构如图1所示，包括2个N型金属-氧化物半导体场效应晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，MOSFET)：M1和M3，该整流器被称作半桥class D整流器。N型MOSFET也称为NMOSFET。参见图1，假设输入端AC的电流信号是一个正弦电流信号，那么在该正弦电流信号的每半个周期内，会有1个NMOSFET导通，另1个NMOSFET截止，所以在该正弦电流信号的每个周期内，该整流器都可以给负载提供电流。
然而上述整流器的工作模式通常适用于低工作频率，通用性较低。
发明内容
本申请提供了一种整流器及其驱动方法、芯片、电力设备，可以解决目前的整流器的工作模式通常适用于低工作频率，通用性较低的问题。所述技术方案如下：
第一方面，提供了一种整流器，该整流器包括：第一桥臂和第一电感。其中，第一桥臂包括第一上桥臂和第一下桥臂。第一上桥臂耦合在第一输入端与电压输出端之间，第一下桥臂耦合在第一输入端与接地端之间。第一上桥臂上设置有第一半导体开关，第一半导体开关用于导通或关闭第一上桥臂。第一下桥臂上设置有第二半导体开关，第二半导体开关用于导通或关闭第一下桥臂。第一电感设置在第一上桥臂上且与第一半导体开关串联，或者，第一电感设置在第一下桥臂上且与第二半导体开关串联。
该整流器具有第一工作模式和第二工作模式，第一工作模式适用于高工作频率，第二工作模式适用于低工作频率。示例的，第一工作模式适用于6.78MHz的工作频率；第二工作模式适用于100～205KHz的工作频率。每种工作模式对应一种WPT技术，比如，第一工作模式对应磁共振技术，第二工作模式对应磁感应技术。
本申请提供的整流器能够在第一工作模式下具备半桥class E整流器的特点，适用于高工作频率，在第二工作模式下具备半桥class D整流器的特点，适用于低工作频率，该整流器能够在第一工作模式和第二工作模式之间切换，进而适应不同的场景。
在本申请中，半导体开关可以是单独的半导体开关器件，也可以是包括多个电路元件的具有半导体开关功能的半导体开关器件。
可选的，该整流器还可以包括驱动控制电路，该整流器在驱动控制电路的控制下具有第一工作模式和第二工作模式。该驱动控制电路用于：在第一工作模式下，当第一电感设置在第一上桥臂上时，开启第一半导体开关以使第一上桥臂始终导通，并周期性开启或关闭第二半导体开关；当第一电感设置在第一下桥臂时，开启第二半导体开关以使第一下桥臂始终导通，并周期性开启或关闭第一半导体开关。在第二工作模式下，在不同时段开启第一半导体开关和第二半导体开关，以使同一时段内第一上桥臂和第一下桥臂中一个导通，另一个关闭。
在第一工作模式下，第一电感具有整流特性，第一半导体开关或第二半导体开关的导通电阻可以被当做是第一电感的直流电阻的一部分，这样一来，便具备了半桥class E整流器的特点，且该整流器的开关损耗较小。在第二工作模式下，第一电感对于第一输入端的电信号中的交流分量来说，是低阻通路，这样一来，便具备了半桥class D整流器的特点。
可选的，该整流器还可以包括第一电容。第一电感设置在第一上桥臂上，第一电容设置在第一下桥臂上且与第二半导体开关并联。第一电容与第一电感形成谐振电路以减弱谐波失真，减小电磁干扰(Electromagnetic Interference，EMI)噪声。由于第二半导体开关并联有第一电容，所以第二半导体开关可以采用较小尺寸，从而避免了因第二半导体开关的尺寸较大而使整流器的整体尺寸较大，通过给第二半导体开关并联第一电容，减小了整流器的占用空间。
可选的，该整流器还可以包括第一电容。第一电感设置在第一下桥臂上，第一电容设置在第一上桥臂上且与第一半导体开关并联。第一电容与第一电感形成谐振电路以减弱谐波失真，减小EMI噪声。由于第一半导体开关并联有第一电容，所以第一半导体开关可以采用较小尺寸，从而避免了因第一半导体开关的尺寸较大而使整流器的整体尺寸较大，通过给第一半导体开关并联第一电容，减小了整流器的占用空间。
可选的，该整流器还可以包括：第一交流信号开关模块。第一交流信号开关模块与第一电感并联，且与驱动控制电路连接。驱动控制电路还用于：在第二工作模式下，开启第一交流信号开关模块，以使第一输入端的电信号中低频分量经过第一电感，高频分量经过第一交流信号开关模块。在第一工作模式下，关闭第一交流信号开关模块。
本申请通过第一交流信号开关模块，使得第一输入端的电信号中的高频分量经过第一交流信号开关模块，进而避免了高频分量被第一电感阻碍，消除了第一输入端的电压信号的波形出现的减幅振铃现象，进而能够保证整流器正常工作，提高整流器的工作稳定性。
可选的，第一交流信号开关模块可以包括：串联的第五半导体开关和第一旁路电容。其中，第五半导体开关与驱动控制电路连接，驱动控制电路用于：在第二工作模式下，开启第五半导体开关，以开启第一交流信号开关模块。在第一工作模式下，关闭第五半导体开关，以关闭第一交流信号开关模块。
可选的，当该整流器为全桥整流器时，该整流器还可以包括第二桥臂和第二电感。其中，第二桥臂包括第二上桥臂和第二下桥臂。第二上桥臂耦合在第二输入端与电压输出端之间，第二下桥臂耦合在第二输入端与接地端之间。第二上桥臂上设置有第三半导体开关，第三半导体开关用于导通或关闭第二上桥臂；第二下桥臂上设置有第四半导体开关，第四半导体开关用于导通或关闭第二下桥臂。第一电感和第二电感的设置符合下面情况中的一个：第一电感设置在第一上桥臂上，第二电感设置在第二上桥臂上且与第三半导体开关串联；或者，第一电感设置在第一下桥臂上，第二电感设置在第二下桥臂上且与第四半导体开关串联。
可选的，该整流器还可以包括驱动控制电路，该整流器在驱动控制电路的控制下具有第一工作模式和第二工作模式，驱动控制电路用于：在第一工作模式下，当第一电感设置在第一上桥臂上，第二电感设置在第二上桥臂上时，开启第一半导体开关以使第一上桥臂始终导通，开启第三半导体开关以使第二上桥臂始终导通，并在不同时段开启第二半导体开关和第四半导体开关，以使同一时段内第一下桥臂和第二下桥臂中一个导通，另一个关闭；当第一电感设置在第一下桥臂上，第二电感设置在第二下桥臂上时，开启第二半导体开关以使第一下桥臂始终导通，开启第四半导体开关以使第二下桥臂始终导通，并在不同时段开启第一半导体开关和第三半导体开关，以使同一时段内第一上桥臂和第二上桥臂中一个导通，另一个关闭。在第二工作模式下，在不同时段开启两个半导体开关组，以使同一时段内两个桥臂组中一个导通，另一个关闭。其中，两个半导体开关组中一个半导体开关组包括第三半导体开关和第二半导体开关，另一个半导体开关组包括第一半导体开关和第四半导体开关。两个桥臂组中一个桥臂组包括第一下桥臂和第二上桥臂，另一个桥臂组包括第二下桥臂和第一上桥臂。
在第一工作模式下，第一电感和第二电感具有整流特性，第一半导体开关和第三半导体开关始终开启，或者，第二半导体开关和第四半导体开关始终开启，具备了全桥class E整流器的特点。且该整流器的开关频次较低，开关损耗较小。在第二工作模式下，第一电感对于第一输入端的电信号中的交流分量来说，是低阻通路，且第二电感对于第二输入端的电信号中的交流分量来说，也是低阻通路，具备了全桥class D整流器的特点。
可选的，该整流器还可以包括第二电容和第三电容。第一电感设置在第一上桥臂上，第二电感设置在第二上桥臂上，第二电容设置在第一下桥臂上且与第二半导体开关并联，第三电容设置在第二下桥臂上且与第四半导体开关并联。第二电容与第一电感形成谐振电路，第三电容与第二电感形成谐振电路，通过谐振电路可以达到减小EMI噪声的目的。
由于第二半导体开关并联有第二电容，第四半导体开关并联有第三电容，所以第二半导体开关和第四半导体开关可以采用较小尺寸，从而避免了因第二半导体开关和第四半导体开关的尺寸较大而使整流器的整体尺寸较大，减小了整流器的占用空间。
可选的，该整流器还可以包括第二电容和第三电容。第一电感设置在第一下桥臂上，第二电感设置在第二下桥臂上，第二电容设置在第一上桥臂上且与第一半导体开关并联，第三电容设置在第二上桥臂上且与第三半导体开关并联。第二电容与第一电感形成谐振电路，第三电容与第二电感形成谐振电路，通过谐振电路可以达到减小EMI噪声的目的。
由于第一半导体开关并联有第二电容，第三半导体开关并联有第三电容，所以第一半导体开关和第三半导体开关可以采用较小尺寸，从而避免了因第一半导体开关和第三半导体开关的尺寸较大而使整流器的整体尺寸较大，减小了整流器的占用空间。
可选的，该整流器还可以包括：第二交流信号开关模块和第三交流信号开关模块。其中，第二交流信号开关模块与第一电感并联，且与驱动控制电路连接。第三交流信号开关模块与第二电感并联，且与驱动控制电路连接。驱动控制电路还用于：在第二工作模式下，开启第二交流信号开关模块，以使第一输入端的电信号中低频分量经过第一电感，高频分量经过第二交流信号开关模块；开启第三交流信号开关模块，以使第二输入端的电信号中低频分量经过第二电感，高频分量经过第三交流信号开关模块；在第一工作模式下，关闭第二交流信号开关模块和第三交流信号开关模块。
本申请通过第二交流信号开关模块可以消除第一输入端的电压信号的波形出现的减幅振铃现象，通过第三交流信号开关模块可以消除第二输入端的电压信号的波形出现的减幅振铃现象，进而能够保证整流器正常工作，提高整流器的工作稳定性。
可选的，第二交流信号开关模块可以包括：串联的第六半导体开关和第二旁路电容。其中，第六半导体开关与驱动控制电路连接，驱动控制电路用于：在第二工作模式下，开启第六半导体开关，以开启第二交流信号开关模块；在第一工作模式下，关闭第六半导体开关，以关闭第二交流信号开关模块。
第三交流信号开关模块可以包括：串联的第七半导体开关和第三旁路电容。其中，第七半导体开关与驱动控制电路连接，驱动控制电路用于：在第二工作模式下，开启第七半导体开关，以开启第三交流信号开关模块；在第一工作模式下，关闭第七半导体开关，以关闭第三交流信号开关模块。
本申请中的第一半导体开关，第二半导体开关，第三半导体开关或第四半导体开关可以为晶体管。示例的，晶体管可以为场效应晶体管或双极结型晶体管等。比如当晶体管为场效应晶体管时，晶体管可以为结型场效应晶体管，或者可以为MOSFET。另外，晶体管又分为P型晶体管和N型晶体管，在本申请中，晶体管可以为P型晶体管，也可以为N型晶体管，本申请对晶体管的类型不做限定。
可选的，半导体开关的控制极均与驱动控制电路的输出端连接，该输出端用于输出控制信号，该控制信号用于控制半导体开关开启或关闭。假设半导体开关为晶体管，当晶体管为场效应晶体管时，晶体管的栅极为控制极，那么晶体管的栅极与驱动控制电路的输出端连接；当晶体管为双极结型晶体管时，晶体管的基极为控制极，那么晶体管的基极与驱动控制电路的输出端连接。
可选的，本申请中整流器中的驱动控制电路内部包括鉴频器，该鉴频器用于根据输入端的电信号的频率确定待进入的工作模式。驱动控制电路用于根据该鉴频器确定的待进入的工作模式，通过控制整流器中各半导体开关的开启或关闭来实现AC-DC整流。输入端为第一输入端，或者，输入端为第一输入端和第二输入端。其中，待进入的工作模式为第一工作模式或第二工作模式。当整流器为半桥整流器时，该鉴频器与第一输入端连接；当整流器为全桥整流器时，该鉴频器与第一输入端和第二输入端连接。进一步的，该驱动控制电路还包括电压比较器，该电压比较器与电压输出端连接，用于检测电压输出端的电压是否大于预设电压，并当电压输出端的电压大于预设电压时，指示鉴频器根据输入端的电信号的频率确定待进入的工作模式。该整流器能够根据实际需求切换至第一工作模式或第二工作模式，进而适应不同的场景。
第二方面，提供了一种整流器的驱动方法，用于整流器，该整流器如第一方面所述的整流器，该整流器包括第一桥臂和第一电感。第一桥臂包括第一上桥臂和第一下桥臂，第一上桥臂耦合在第一输入端与电压输出端之间，第一下桥臂耦合在第一输入端与接地端之间，第一上桥臂上设置有第一半导体开关，第一下桥臂上设置有第二半导体开关，第一电感设置在第一上桥臂或第一下桥臂上，该方法包括：当电压输出端的电压大于预设电压时，根据输入端的电信号的频率确定待进入的工作模式，待进入的工作模式为第一工作模式或第二工作模式，输入端包括第一输入端。之后，根据确定的待进入的工作模式，控制第一上桥臂以及第一下桥臂的导通或关闭。
可选的，该整流器还可以包括驱动控制电路，相应的，根据确定的待进入的工作模式，控制第一上桥臂以及第一下桥臂的导通或关闭，可以包括：在第一工作模式下，当第一电感设置在第一上桥臂上时，通过驱动控制电路开启第一半导体开关以使第一上桥臂始终导通，并周期性开启或关闭第二半导体开关；当第一电感设置在第一下桥臂时，通过驱动控制电路开启第二半导体开关以使第一下桥臂始终导通，并周期性开启或关闭第一半导体开关。在第二工作模式下，通过驱动控制电路在不同时段开启第一半导体开关和第二半导体开关，以使同一时段内第一上桥臂和第一下桥臂中一个导通，另一个关闭。
本申请提供的整流器的驱动方法，能够根据确定的待进入的工作模式，控制第一上桥臂以及第一下桥臂导通或关闭，使得整流器在第一工作模式下具备半桥class E整流器的特点，适用于高工作频率，在第二工作模式下具备半桥class D整流器的特点，适用于低工作频率，该驱动方法能够使整流器在第一工作模式和第二工作模式之间切换，进而适应不同的场景。
可选的，该整流器还可以包括第二桥臂和第二电感，第二桥臂包括第二上桥臂和第二下桥臂，第二上桥臂耦合在第二输入端与电压输出端之间，第二下桥臂耦合在第二输入端与接地端之间。第二上桥臂上设置有第三半导体开关，第二下桥臂上设置有第四半导体开关。第一电感和第二电感的设置符合下面情况中的一个：第一电感设置在第一上桥臂上，第二电感设置在第二上桥臂上且与第三半导体开关串联；或者，第一电感设置在第一下桥臂上，第二电感设置在第二下桥臂上且与第四半导体开关串联，输入端还包括第二输入端。该方法还可以包括：根据确定的待进入的工作模式，控制第二上桥臂以及第二下桥臂的导通或关闭。
可选的，该整流器还可以包括驱动控制电路，相应的，根据确定的待进入的工作模式，控制第一上桥臂，第一下桥臂，第二上桥臂，以及第二下桥臂的导通或关闭，可以包括：在第一工作模式下，当第一电感设置在第一上桥臂上，第二电感设置在第二上桥臂上时，通过驱动控制电路开启第一半导体开关以使第一上桥臂始终导通，开启第三半导体开关以使第二上桥臂始终导通，并在不同时段开启第二半导体开关和第四半导体开关，以使同一时段内第一下桥臂和第二下桥臂中一个导通，另一个关闭；当第一电感设置在第一下桥臂上，第二电感设置在第二下桥臂上时，通过驱动控制电路开启第二半导体开关以使第一下桥臂始终导通，开启第四半导体开关以使第二下桥臂始终导通，并在不同时段开启第一半导体开关和第三半导体开关，以使同一时段内第一上桥臂和第二上桥臂中一个导通，另一个关闭。在第二工作模式下，通过驱动控制电路在不同时段开启两个半导体开关组，以使同一时段内两个桥臂组中一个导通，另一个关闭，两个半导体开关组中一个半导体开关组包括第三半导体开关和第二半导体开关，另一个半导体开关组包括第一半导体开关和第四半导体开关，两个桥臂组中一个桥臂组包括第一下桥臂和第二上桥臂，另一个桥臂组包括第二下桥臂和第一上桥臂。
本申请提供的整流器的驱动方法，能够根据确定的待进入的工作模式，控制第一上桥臂，第一下桥臂，第二上桥臂，以及第二下桥臂的导通或关闭，使得整流器在第一工作模式下具备全桥class E整流器的特点，适用于高工作频率，在第二工作模式下具备全桥class D整流器的特点，适用于低工作频率，该驱动方法能够使整流器在第一工作模式和第二工作模式之间切换，进而适应不同的场景。
可选的，当该整流器为半桥整流器时，该整流器还可以包括：第一交流信号开关模块，该方法还可以包括：在第二工作模式下，通过驱动控制电路开启第一交流信号开关模块，以使第一输入端的电信号中低频分量经过第一电感，高频分量经过第一交流信号开关模块。在第一工作模式下，通过驱动控制电路关闭第一交流信号开关模块。
在本申请中，通过该驱动方法，能够消除第一输入端的电压信号的波形出现的减幅振铃现象，进而能够保证整流器正常工作。
可选的，当该整流器为全桥整流器时，该整流器还可以包括：第二交流信号开关模块和第三交流信号开关模块。该方法还可以包括：在第二工作模式下，通过驱动控制电路开启第二交流信号开关模块，以使第一输入端的电信号中低频分量经过第一电感，高频分量经过第二交流信号开关模块；通过驱动控制电路开启第三交流信号开关模块，以使第二输入端的电信号中低频分量经过第二电感，高频分量经过第三交流信号开关模块。在第一工作模式下，通过驱动控制电路关闭第二交流信号开关模块和第三交流信号开关模块。
在本申请中，通过该驱动方法，能够消除第一输入端和第二输入端的电压信号的波形出现的减幅振铃现象，进而能够保证整流器正常工作，提高整流器的工作稳定性。
第三方面，提供了一种芯片，该芯片包括可编程逻辑电路和/或存储有程序指令，用于实现如第二方面所述的整流器的驱动方法。
第四方面，提供了一种芯片，包括整流器，以及与整流器连接的谐振电路和输出电容。其中，整流器为第一方面所述的整流器。谐振电路用于接收发送端设备发送的电信号，并将该电信号提供给整流器的输入端，输入端为第一输入端，或者，输入端为第一输入端和第二输入端。输出电容用于将整流器转换得到的直流电信号进行稳压处理，并提供给负载。
第五方面，提供了一种电子设备，该电子设备装载有第四方面所述的芯片。
本申请提供的技术方案的有益效果至少包括：
本申请提供的整流器具有第一工作模式和第二工作模式，第一工作模式适用于高工作频率，第二工作模式适用于低工作频率。在第一工作模式下，该整流器具备class E整流器的特点；在第二工作模式下，该整流器具备class D整流器的特点，该整流器能够在第一工作模式和第二工作模式之间切换，适用于不同的工作频率，进而适应不同的场景。包括由该整流器制造的芯片的电子设备也具有两种工作模式，适用于不同的工作频率，提高了设备兼容性，降低了设备成本。
附图说明
图1是相关技术中的一种半桥class D整流器的电路结构示意图；
图2是相关技术中的一种全桥class D整流器的电路结构示意图；
图3是相关技术中的一种半桥class E整流器的电路结构示意图；
图4是相关技术中的一种全桥class E整流器的电路结构示意图；
图5是相关技术中的另一种半桥class E整流器的电路结构示意图；
图6是相关技术中的另一种全桥class E整流器的电路结构示意图；
图7是本发明实施例提供的整流器所涉及的一种电力传输***的结构示意图；
图8A是本发明实施例提供的一种整流器的电路结构示意图；
图8B是本发明实施例提供的另一种整流器的电路结构示意图；
图9是本发明实施例提供的另一种整流器的电路结构示意图；
图10A是本发明实施例提供的另一种整流器的电路结构示意图；
图10B是本发明实施例提供的另一种整流器的电路结构示意图；
图11是本发明实施例提供的另一种整流器的电路结构示意图；
图12A是本发明实施例提供的另一种整流器的电路结构示意图；
图12B是本发明实施例提供的另一种整流器的电路结构示意图；
图12C是本发明实施例提供的第一工作模式下第一输入端和第二输入端的电压信号的波形示意图；
图12D是本发明实施例提供的第一工作模式下电压输出端的电压信号的波形示意图；
图12E是本发明实施例提供的第二工作模式下第一输入端和第二输入端的电压信号的波形示意图；
图12F是本发明实施例提供的第二工作模式下电压输出端的电压信号的波形示意图；
图13A是本发明实施例提供的另一种整流器的电路结构示意图；
图13B是本发明实施例提供的第二工作模式下第一输入端和第二输入端的电压信号的波形示意图；
图13C是本发明实施例提供的第二工作模式下电压输出端的电压信号的波形示意图；
图14是本发明实施例提供的另一种整流器的电路结构示意图；
图15是本发明实施例提供的另一种整流器的电路结构示意图；
图16是本发明实施例提供的一种整流器的驱动方法的流程图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。
考虑到设备兼容性和成本问题，同一电力设备可以支持多种工作模式，以适用于不同的工作频率，比如适用于100～205KHz的工作频率，适用于6.78MHz的工作频率等。由于整流器是接收端设备中必不可少的一部分，所以为了降低成本，整流器需要支持多种工作模式。其中，每种工作模式对应一种WPT技术，比如，每种工作模式可以对应磁感应技术或磁共振技术。
相关技术中有两种整流器，一种整流器为class D整流器，另一种整流器为classE整流器。其中，class D整流器的工作模式比较适用于低工作频率(比如100～205KHz)，不适用于高工作频率(比如6.78MHz)；而class E整流器比较适用于高工作频率，不适用于低工作频率。class D整流器又分为半桥class D整流器和全桥class D整流器，class E整流器又分为半桥class E整流器和全桥class E整流器，下面对相关技术中几种不同的classD整流器和class E整流器做一简单介绍。
半桥class D整流器的电路结构如图1所示，M1和M3的栅极与栅极驱动控制电路连接，M1和M3设置在一个桥臂上，输出电容Co设置在电压输出端Vo和接地端GND之间。
栅极驱动控制电路用于在不同时段开启M1和M3。栅极驱动控制电路基于输入端AC的电压、电压输出端Vo的电压和接地端GND的电压的大小控制M1和M3的开启和关闭。比如，栅极驱动控制电路在输入端AC的电压小于电压输出端Vo的电压时关闭M1，并在输入端AC的电压小于接地端GND的电压时开启M3。假设输入端AC的电流信号是一个正弦电流信号，在该正弦电流信号的每半个周期内，会有1个NMOSFET导通，另1个NMOSFET截止，所以在该正弦电流信号的每个周期内，该整流器都可以给负载RL提供电流。当该半桥class D整流器工作在高工作频率的场景时，输入端AC的电压信号的波形接近方波，谐波失真较严重，且当谐波频率位于高频率范围内时，会给电子设备带来严重的EMI噪声，EMI噪声会对电子设备(比如移动终端)的性能产生较大的影响；其次，该半桥class D整流器的开关频次(即2个NMOSFET在单位时间内开启或关闭的次数)较高，开关损耗较大。因此该半桥class D整流器的工作模式不适用于高工作频率。
图2示出了全桥class D整流器的电路结构示意图。参见图2，该全桥class D整流器包括4个NMOSFET：M1、M2、M3和M4，4个NMOSFET的栅极与栅极驱动控制电路连接，M1和M3设置在一个桥臂上，M2和M4设置在另一桥臂上，输出电容Co设置在电压输出端Vo和接地端GND之间。处于对角线位置的一对NMOSFET为同一组NMOSFET，即M1和M4为一组，M2和M3为一组，栅极驱动控制电路用于在不同时段开启两组NMOSFET。栅极驱动控制电路基于输入端AC1的电压、输入端AC2的电压、电压输出端Vo的电压和接地端GND的电压的大小控制两组NMOSFET的开启和关闭。假设输入端(AC1和AC2)的电流信号是一个正弦电流信号，那么在该正弦电流信号的每半个周期内，会有处于对角线位置的一对NMOSFET导通，而另一对NMOSFET截止，比如，M1和M4导通，M2和M3截止。这样一来，在正弦电流信号的每个周期内，该整流器都可以给负载RL提供电流，实现全桥整流功能。
然而图2所示的全桥class D整流器工作在高工作频率的场景时，输入端(AC1和AC2)的电压信号的波形接近方波，谐波失真较严重，EMI噪声较大；且该全桥class D整流器的开关频次较高，开关损耗较大。因此该全桥class D整流器的工作模式也不适用于高工作频率。
图3示出了半桥class E整流器的电路结构示意图。参见图3，该半桥class E整流器包括1个NMOSFET：M3，以及1个电感：L1。M3的栅极与栅极驱动控制电路连接。M3和L1设置在一个桥臂上，M3与电容Cp1并联。输出电容Co设置在电压输出端Vo和接地端GND之间。栅极驱动控制电路用于周期性开启M3。栅极驱动控制电路基于输入端AC的电压、电压输出端Vo的电压和接地端GND的电压的大小控制M3的开启。在高工作频率的场景中，L1上的电流大小随着L1两端的压差的变化而变化。当M3开启时，由于L1两端的压差为负值，所以L1上的电流减小；当M3关闭时，由于L1两端的压差为正值，所以L1上的电流增大，L1上的电流保持单向流通，L1在高工作频率下具有整流特性。所以当输入端AC的电流信号是一个正弦电流信号时，在该正弦电流信号的每个周期内，该半桥class E整流器都可以给负载RL提供电流。相较于图1所示的半桥class D整流器，该半桥class E整流器中的Cp1和L1形成谐振电路，谐波失真减弱，EMI噪声减小，且开关损耗减小。然而工作在高工作频率的场景中的L1的电感值不适宜使该半桥class E整流器工作在低工作频率的场景中。
图4示出了全桥class E整流器的电路结构示意图。参见图4，该全桥class E整流器包括2个NMOSFET：M3和M4，以及2个电感：L1和L2。M3和M4的栅极均与栅极驱动控制电路连接，M3和L1设置在一个桥臂上，M4和L2设置在另一桥臂上，M3与电容Cp1并联，M4与电容Cp2并联。输出电容Co设置在电压输出端Vo和接地端GND之间。栅极驱动控制电路用于在不同时段开启M3和M4。栅极驱动控制电路基于输入端AC1的电压、输入端AC2的电压、电压输出端Vo的电压和接地端GND的电压的大小控制M3和M4的开启和关闭。在高工作频率的场景中，当M3开启，M4关闭时，由于L1两端的压差为负值，所以L1上的电流减小，由于L2两端的压差为正值，所以L2上的电流增大；当M4开启，M3关闭时，由于L1两端的压差为正值，所以L1上的电流增大，由于L2两端的压差为负值，所以L2上的电流减小，L1和L2同样也具有整流特性。所以当输入端(AC1和AC2)的电流信号是一个正弦电流信号时，在该正弦电流信号的每个周期内，该全桥class E整流器都可以给负载RL提供电流。相较于图2所示的全桥class D整流器，该全桥class E整流器包括谐振电路，谐波失真减弱，EMI噪声减小，且开关损耗减小。然而工作在高工作频率的场景中L1和L2的电感值不适宜使该全桥class E整流器工作在低工作频率的场景中。
图5示出了相关技术中另一种半桥class E整流器的电路结构示意图，该半桥class E整流器与图3所示的半桥class E整流器的工作原理类似，该半桥class E整流器的工作模式也是比较适用于高工作频率，不适用于低工作频率。
图6示出了相关技术中另一种全桥class E整流器的电路结构示意图，该全桥class E整流器与图4所示的全桥class E整流器的工作原理类似，同样的，该全桥class E整流器的工作模式也是比较适用于高工作频率，不适用于低工作频率。
而本发明实施例提供的整流器同时具备class D整流器和class E整流器的特点，该整流器具有第一工作模式和第二工作模式，第一工作模式适用于高工作频率，第二工作模式适用于低工作频率。示例的，第一工作模式适用于6.78MHz的工作频率；第二工作模式适用于100～205KHz的工作频率。每种工作模式对应一种WPT技术，比如，第一工作模式对应磁共振技术，第二工作模式对应磁感应技术。
图7示出了本发明实施例提供的整流器所涉及的一种电力传输***的结构示意图，如图7所示，该电力传输***包括电子设备01和电子设备02，电子设备01为电信号的发送端设备，电子设备02为电信号的接收端设备。
电子设备02装载有芯片，本发明实施例提供的整流器021可以设置在该芯片中。参见图7，该芯片还包括与整流器021连接的谐振电路022和输出电容Co。谐振电路022的输出端与整流器021的第一输入端AC1和第二输入端AC2连接，整流器021的电压输出端Vo与输出电容Co连接。
谐振电路022用于接收电子设备01发送的电信号，并将该电信号提供给整流器021的输入端，输入端为第一输入端AC1，或者，输入端为第一输入端AC1和第二输入端AC2。谐振电路022可以包括接收线圈LR和谐振电容CR。
输出电容Co用于将整流器021转换得到的直流电信号进行稳压处理，并提供给负载。
可选的，该芯片还可以包括通信模块，电子设备02通过该通信模块可以和外部设备(比如电子设备01)交互信息。
图8A示例性示出了本发明实施例提供的一种整流器的电路结构示意图，该整流器为半桥整流器，参见图8A，该整流器包括第一桥臂和第一电感L1。第一桥臂包括第一上桥臂001和第一下桥臂002，第一上桥臂耦合在第一输入端AC1与电压输出端Vo之间，第一下桥臂耦合在第一输入端AC1与接地端GND之间。
第一上桥臂001上设置有第一半导体开关M1，第一半导体开关M1用于导通或关闭第一上桥臂001。
第一下桥臂002上设置有第二半导体开关M3，第二半导体开关M3用于导通或关闭第一下桥臂002。
第一电感L1设置在第一上桥臂001上且与第一半导体开关M1串联。在本发明实施例中，第一电感L1与第一半导体开关M1串联即可，第一电感L1可以设置在第一输入端AC1和第一半导体开关M1之间，如图8A所示；此外，第一电感L1也可以设置在第一半导体开关M1和电压输出端Vo之间，如图8B所示。
该整流器具有第一工作模式和第二工作模式，第一工作模式适用于高工作频率，第二工作模式适用于低工作频率。示例的，第一工作模式适用于6.78MHz的工作频率；第二工作模式适用于100～205KHz的工作频率。每种工作模式对应一种WPT技术，比如，第一工作模式对应磁共振技术，第二工作模式对应磁感应技术。
参见图8A，该整流器还可以包括第一电容CP1，第一电容CP1设置在第一下桥臂002上且与第二半导体开关M3并联，第一电容CP1与第一电感L1形成谐振电路以减弱谐波失真，减小EMI噪声。
其中，第一电容CP1和第一电感L1设置在第一输入端AC1的两侧，即一个设置在第一上桥臂上，一个设置在第一下桥臂上，这样一来，第一电容CP1与第一电感L1形成的谐振电路不会对第一电感L1在高工作频率下具有的整流特性产生影响。
在本发明实施例中，由于第二半导体开关M3并联有第一电容CP1，所以第二半导体开关M3可以采用较小尺寸，从而避免了因第二半导体开关M3的尺寸较大而使整流器的整体尺寸较大，在本发明实施例中，通过给第二半导体开关M3并联第一电容CP1，减小了整流器的占用空间。
参见图8A，可选的，该整流器还包括驱动控制电路CTRL，该整流器在驱动控制电路CTRL的控制下具有第一工作模式和第二工作模式，驱动控制电路CTRL用于：
在第一工作模式下，开启第一半导体开关M1以使第一上桥臂001始终导通，并周期性开启或关闭第二半导体开关M3。在该工作模式下，第一电感L1具有整流特性，第一半导体开关M1始终开启，第一半导体开关M1的导通电阻可以被当做是第一电感L1的直流电阻(DCresistance，DCR)的一部分，其中，驱动控制电路CTRL基于第一输入端AC1的电压、电压输出端Vo的电压和接地端GND的电压的大小周期性开启或关闭第二半导体开关M3，如驱动控制电路CTRL在第一输入端AC1的电压小于接地端GND的电压时开启M3。第一输入端AC1的电流信号为周期信号，比如，驱动控制电路CTRL可以在每个周期的前半周期开启第二半导体开关M3，进而在整个周期内都可以给负载提供电流，这样一来，便具备了半桥class E整流器的特点，该整流器的功能与图3所示的半桥class E整流器的功能类似，该整流器的开关损耗较小；
在第二工作模式下，在不同时段开启第一半导体开关M1和第二半导体开关M3，以使同一时段内第一上桥臂001和第一下桥臂002中一个导通，另一个关闭。在该工作模式下，第一电感L1对于第一输入端AC1的电信号中的交流分量来说，是低阻通路，即对交流分量有较小的阻碍作用，其中，驱动控制电路CTRL基于第一输入端AC1的电压、电压输出端Vo的电压和接地端GND的电压的大小，在不同时段开启第一半导体开关M1和第二半导体开关M3，比如，驱动控制电路CTRL在第一输入端AC1的电压小于电压输出端Vo的电压时关闭第一半导体开关M1，并在第一输入端AC1的电压小于接地端GND的电压时开启第二半导体开关M3。第一输入端AC1的电流信号为周期信号，比如，驱动控制电路CTRL可以在每个周期的前半周期开启第一半导体开关M1，在后半周期开启第二半导体开关M3，进而在整个周期内都可以给负载提供电流，这样一来，便具备了半桥class D整流器的特点，该整流器的功能与图1所示的半桥class D整流器的功能类似。
在本发明实施例中，开启半导体开关即导通该半导体开关所在的上桥臂或下桥臂，比如，参见图8A，开启第一半导体开关M1即导通第一上桥臂001。
综上所述，本发明实施例提供的整流器具有第一工作模式和第二工作模式，在第一工作模式下，第一半导体开关M1始终导通第一上桥臂，第二半导体开关M3周期性导通第一下桥臂，以具备半桥class E整流器的特点，适用于高工作频率；在第二工作模式下，在不同时段，第一半导体开关M1导通第一上桥臂，第二半导体开关M3导通第一下桥臂，以具备半桥class D整流器的特点，适用于低工作频率，该整流器能够在第一工作模式和第二工作模式之间切换，进而适应不同的场景。
图9是本发明实施例在图8A所示的整流器的基础上提供的另一种整流器的电路结构示意图，该整流器为半桥整流器，参见图9，该整流器包括第一桥臂和第一电感L1，第一桥臂包括第一上桥臂001和第一下桥臂002，第一上桥臂001耦合在第一输入端AC1与电压输出端Vo之间，第一下桥臂002耦合在第一输入端AC1与接地端GND之间。
第一上桥臂001上设置有第一半导体开关M1，第一半导体开关M1用于导通或关闭第一上桥臂001。
第一下桥臂002上设置有第二半导体开关M3，第二半导体开关M3用于导通或关闭第一下桥臂002。
第一电感L1设置在第一上桥臂001上且与第一半导体开关M1串联。
该整流器具有第一工作模式和第二工作模式，第一工作模式适用于高工作频率，第二工作模式适用于低工作频率。
可选的，参见图9，该整流器还可以包括第一电容CP1，第一电容CP1设置在第一下桥臂002上且与第二半导体开关M3并联。第一电容CP1与第一电感L1形成谐振电路以减弱谐波失真，减小EMI噪声。由于第二半导体开关M3并联有第一电容CP1，所以第二半导体开关M3可以采用较小尺寸，从而减小了整流器的占用空间。
该整流器还包括驱动控制电路CTRL，该整流器在驱动控制电路CTRL的控制下具有第一工作模式和第二工作模式，驱动控制电路CTRL用于：
在第一工作模式下，开启第一半导体开关M1以使第一上桥臂001始终导通，并周期性开启或关闭第二半导体开关M3，其中，驱动控制电路CTRL基于第一输入端AC1的电压、电压输出端Vo的电压和接地端GND的电压的大小周期性开启或关闭第二半导体开关M3。第一输入端AC1的电流信号为周期信号，比如，驱动控制电路CTRL可以在每个周期的前半周期开启第二半导体开关M3，进而在整个周期内都可以给负载提供电流，具备了半桥class E整流器的特点，该整流器的功能与图3所示的半桥class E整流器的功能类似；
在第二工作模式下，在不同时段开启第一半导体开关M1和第二半导体开关M3，以使同一时段内第一上桥臂001和第一下桥臂002中一个导通，另一个关闭。其中，驱动控制电路CTRL基于第一输入端AC1的电压、电压输出端Vo的电压和接地端GND的电压的大小，在不同时段开启第一半导体开关M1和第二半导体开关M3。第一输入端AC1的电流信号为周期信号，比如，驱动控制电路CTRL可以在每个周期的前半周期开启第一半导体开关M1，在后半周期开启第二半导体开关M3，进而在整个周期内都可以给负载提供电流，具备了半桥class D整流器的特点，该整流器的功能与图1所示的半桥class D整流器的功能类似。
可选的，如图9所示，该整流器还包括：第一交流信号开关模块91，第一交流信号开关模块91与第一电感L1并联，且与驱动控制电路CTRL连接。相应的，驱动控制电路CTRL还用于：
在第二工作模式下，开启第一交流信号开关模块91，以使第一输入端AC1的电信号中低频分量经过第一电感L1，高频分量经过第一交流信号开关模块91。在第二工作模式下，第一交流信号开关模块91始终开启；
在第一工作模式下，关闭第一交流信号开关模块91。
参见图9，在第二工作模式下，和第二半导体开关M3并联的第一电容CP1与第一电感L1形成的谐振电路会对第一输入端AC1的电信号中的高频分量产生影响，第一电感L1对高频分量有较大的阻碍作用，导致第一输入端AC1的电压信号的波形出现减幅振铃现象，而当第一输入端AC1的电压信号的波形出现减幅振铃现象时，会直接影响整流器正常工作，整流器的工作状态较不稳定。本发明实施例通过第一交流信号开关模块，可以使高频分量经过第一交流信号开关模块，进而避免了高频分量被第一电感L1阻碍，消除了第一输入端AC1的电压信号的波形出现的减幅振铃现象，能够保证整流器正常工作，提高整流器的工作稳定性。
示例的，当第二半导体开关M3的尺寸较大，其寄生电容的电容值能够达到工作所需要的电容值时，第二半导体开关M3无需并联第一电容CP1，在这种情况下，第二半导体开关M3的寄生电容与第一电感L1形成谐振电路。而在第二工作模式下，第二半导体开关M3的寄生电容与第一电感L1形成的谐振电路会对第一输入端AC1的电信号中的高频分量产生影响，第一电感L1对高频分量有较大的阻碍作用，导致第一输入端AC1的电压信号的波形出现减幅振铃现象。而当第一输入端AC1的电压信号的波形出现减幅振铃现象时，会直接影响整流器正常工作，整流器的工作状态较不稳定。本发明实施例通过第一交流信号开关模块，使得高频分量经过第一交流信号开关模块，进而避免了高频分量被第一电感L1阻碍，消除了第一输入端AC1的电压信号的波形出现的减幅振铃现象，能够保证整流器正常工作，提高整流器的工作稳定性。
如图9所示，第一交流信号开关模块91可以包括：串联的第五半导体开关M5和第一旁路电容C1，第五半导体开关M5与驱动控制电路CTRL连接，驱动控制电路CTRL用于：
在第二工作模式下，开启第五半导体开关M5，以开启第一交流信号开关模块91；
在第一工作模式下，关闭第五半导体开关M5，以关闭第一交流信号开关模块91。
电感和电容对交流电具有阻碍作用，对于电感来说，交流电的频率越高，感抗越大，电感对交流电的阻碍作用是通低频阻高频。对于电容来说，交流电的频率越高，容抗越小，电容对交流电的阻碍作用是通高频阻低频。基于此，在本发明实施例中，在第二工作模式下，开启第五半导体开关M5，第一输入端AC1的电信号中低频分量经过第一电感L1，高频分量经过第一旁路电容C1，避免高频分量被第一电感L1阻碍，提高了整流器的工作稳定性。
综上所述，本发明实施例提供的整流器具有第一工作模式和第二工作模式，在第一工作模式下，第一半导体开关M1始终导通第一上桥臂，第二半导体开关M3周期性导通第一下桥臂，以具备半桥class E整流器的特点，适用于高工作频率；在第二工作模式下，在不同时段，第一半导体开关M1导通第一上桥臂，第二半导体开关M3导通第一下桥臂，以具备半桥class D整流器的特点，适用于低工作频率，该整流器能够在第一工作模式和第二工作模式之间切换，进而适应不同的场景。且该整流器通过第一交流信号开关模块消除了第一输入端AC1的电压信号的波形出现的减幅振铃现象，进而能够保证整流器正常工作，提高整流器的工作稳定性。
图10A示例性示出了本发明实施例提供的另一种整流器的电路结构示意图，该整流器为半桥整流器，参见图10A，该整流器包括第一桥臂和第一电感L1，第一桥臂包括第一上桥臂001和第一下桥臂002，第一上桥臂001耦合在第一输入端AC1与电压输出端Vo之间，第一下桥臂002耦合在第一输入端AC1与接地端GND之间。
第一上桥臂001上设置有第一半导体开关M1，第一半导体开关M1用于导通或关闭第一上桥臂001。
第一下桥臂002上设置有第二半导体开关M3，第二半导体开关M3用于导通或关闭第一下桥臂002。
第一电感L1设置在第一下桥臂002上且与第二半导体开关M3串联。在本发明实施例中，第一电感L1与第二半导体开关M3串联即可，第一电感L1可以设置在第一输入端AC1和第二半导体开关M3之间，如图10A所示；此外，第一电感L1也可以设置在第二半导体开关M3和接地端之间，如图10B所示。
该整流器具有第一工作模式和第二工作模式，第一工作模式适用于高工作频率，第二工作模式适用于低工作频率。
如图10A所示，该整流器还可以包括第一电容CP1，第一电容CP1设置在第一上桥臂001上且与第一半导体开关M1并联，第一电容CP1与第一电感L1形成谐振电路以减弱谐波失真，减小EMI噪声。其中，第一电容CP1和第一电感L1设置在第一输入端AC1的两侧，第一电容CP1与第一电感L1形成的谐振电路不会对第一电感L1在高工作频率下具有的整流特性产生影响。
在本发明实施例中，由于第一半导体开关M1并联有第一电容CP1，所以第一半导体开关M1可以采用较小尺寸，从而避免了因第一半导体开关M1的尺寸较大而使整流器的整体尺寸较大，通过给第一半导体开关M1并联第一电容CP1，减小了整流器的占用空间。
可选的，该整流器还包括驱动控制电路CTRL，该整流器在驱动控制电路CTRL的控制下具有第一工作模式和第二工作模式，驱动控制电路CTRL用于：
在第一工作模式下，开启第二半导体开关M3以使第一下桥臂002始终导通，并周期性开启或关闭第一半导体开关M1。在该工作模式下，第一电感L1具有整流特性，第二半导体开关M3始终开启，第二半导体开关M3的导通电阻可以被当做是第一电感L1的DCR的一部分，其中，第一输入端AC1的电流信号为周期信号，比如，驱动控制电路CTRL可以在每个周期的前半周期开启第一半导体开关M1，进而在整个周期内都可以给负载提供电流，具备了半桥class E整流器的特点，该整流器的功能与图5所示的半桥class E整流器的功能类似，该整流器的开关损耗较小；
在第二工作模式下，在不同时段开启第一半导体开关M1和第二半导体开关M3，以使同一时段内第一上桥臂001和第一下桥臂002中一个导通，另一个关闭。在该工作模式下，第一电感L1对于第一输入端AC1的电信号中的交流分量来说，是低阻通路，其中，第一输入端AC1的电流信号为周期信号，比如，驱动控制电路CTRL可以在每个周期的前半周期开启第一半导体开关M1，在后半周期开启第二半导体开关M3，进而在整个周期内都可以给负载提供电流，具备了半桥class D整流器的特点，该整流器的功能与图1所示的半桥class D整流器的功能类似。
综上所述，本发明实施例提供的整流器具有第一工作模式和第二工作模式，在第一工作模式下，第二半导体开关M3始终导通第一下桥臂，第一半导体开关M1周期性导通第一上桥臂，以具备半桥class E整流器的特点，适用于高工作频率；在第二工作模式下，在不同时段，第一半导体开关M1导通第一上桥臂，第二半导体开关M3导通第一下桥臂，以具备半桥class D整流器的特点，适用于低工作频率，该整流器能够在第一工作模式和第二工作模式之间切换，进而适应不同的场景。
图11是本发明实施例在图10A所示的整流器的基础上提供的另一种整流器的电路结构示意图，该整流器为半桥整流器，参见图11，该整流器包括第一桥臂和第一电感L1，第一桥臂包括第一上桥臂001和第一下桥臂002。第一上桥臂001耦合在第一输入端AC1与电压输出端Vo之间，第一下桥臂002耦合在第一输入端AC1与接地端GND之间。
第一上桥臂001上设置有第一半导体开关M1，第一半导体开关M1用于导通或关闭第一上桥臂001。
第一下桥臂002上设置有第二半导体开关M3，第二半导体开关M3用于导通或关闭第一下桥臂002。
第一电感L1设置在第一下桥臂002上且与第二半导体开关M3串联。
该整流器具有第一工作模式和第二工作模式，第一工作模式适用于高工作频率，第二工作模式适用于低工作频率。
可选的，参见图11，该整流器还可以包括第一电容CP1，第一电容CP1设置在第一上桥臂001上且与第一半导体开关M1并联。第一电容CP1与第一电感L1形成谐振电路以减弱谐波失真，减小EMI噪声。由于第一半导体开关M1并联有第一电容CP1，所以第一半导体开关M1可以采用较小尺寸，减小了整流器的占用空间。
可选的，该整流器还包括驱动控制电路CTRL，该整流器在驱动控制电路CTRL的控制下具有第一工作模式和第二工作模式，驱动控制电路CTRL用于：
在第一工作模式下，开启第二半导体开关M3以使第一下桥臂002始终导通，并周期性开启或关闭第一半导体开关M1，具备了半桥class E整流器的特点，该整流器的功能与图5所示的半桥class E整流器的功能类似；
在第二工作模式下，在不同时段开启第一半导体开关M1和第二半导体开关M3，以使同一时段内第一上桥臂001和第一下桥臂002中一个导通，另一个关闭。在该工作模式下，第一电感L1对于第一输入端AC1的电信号中的交流分量来说，是低阻通路，具备了半桥class D整流器的特点，该整流器的功能与图1所示的半桥class D整流器的功能类似。
可选的，如图11所示，该整流器还包括：第一交流信号开关模块91，第一交流信号开关模块91与第一电感L1并联，且与驱动控制电路CTRL连接，相应的，驱动控制电路CTRL还用于：
在第二工作模式下，开启第一交流信号开关模块91，以使第一输入端AC1的电信号中低频分量经过第一电感L1，高频分量经过第一交流信号开关模块91。在第二工作模式下，第一交流信号开关模块91始终开启；
在第一工作模式下，关闭第一交流信号开关模块91。
参见图11，在第二工作模式下，第一电容CP1与第一电感L1形成的谐振电路会对第一输入端AC1的电信号中的高频分量产生影响，导致第一输入端AC1的电压信号的波形出现减幅振铃现象。本发明实施例通过第一交流信号开关模块，使得高频分量经过第一交流信号开关模块，进而消除了第一输入端AC1的电压信号的波形出现的减幅振铃现象，能够保证整流器正常工作，提高整流器的工作稳定性。
示例的，当第一半导体开关M1的尺寸较大，其寄生电容的电容值能够达到工作所需要的电容值时，第一半导体开关M1无需并联第一电容CP1，在这种情况下，第一半导体开关M1的寄生电容与第一电感L1形成谐振电路。而在第二工作模式下，第一半导体开关M1的寄生电容与第一电感L1形成的谐振电路会对第一输入端AC1的电信号中的高频分量产生影响，第一电感L1对高频分量有较大的阻碍作用，导致第一输入端AC1的电压信号的波形出现减幅振铃现象。而当第一输入端AC1的电压信号的波形出现减幅振铃现象时，会直接影响整流器正常工作，整流器的工作状态较不稳定。本发明实施例通过第一交流信号开关模块，可以使高频分量经过第一交流信号开关模块，进而避免了高频分量被第一电感L1阻碍，消除了第一输入端AC1的电压信号的波形出现的减幅振铃现象，能够保证整流器正常工作，提高整流器的工作稳定性。
如图11所示，第一交流信号开关模块91可以包括：串联的第五半导体开关M5和第一旁路电容C1，第五半导体开关M5与驱动控制电路CTRL连接，驱动控制电路CTRL用于：
在第二工作模式下，开启第五半导体开关M5，以开启第一交流信号开关模块91；
在第一工作模式下，关闭第五半导体开关M5，以关闭第一交流信号开关模块91。
综上所述，本发明实施例提供的整流器具有第一工作模式和第二工作模式，在第一工作模式下，第二半导体开关M3始终导通第一下桥臂，第一半导体开关M1周期性导通第一上桥臂，以具备半桥class E整流器的特点，适用于高工作频率；在第二工作模式下，在不同时段，第一半导体开关M1导通第一上桥臂，第二半导体开关M3导通第一下桥臂，以具备半桥class D整流器的特点，适用于低工作频率，该整流器能够在第一工作模式和第二工作模式之间切换，进而适应不同的场景。且该整流器通过第一交流信号开关模块消除了第一输入端AC1的电压信号的波形出现的减幅振铃现象，进而能够保证整流器正常工作，提高整流器的工作稳定性。
图12A示出了本发明实施例提供的另一种整流器的电路结构示意图，该整流器为全桥整流器，参见图12A，该整流器包括第一桥臂、第二桥臂、第一电感L1和第二电感L2。第一桥臂包括第一上桥臂001和第一下桥臂002，第一上桥臂001耦合在第一输入端AC1与电压输出端Vo之间，第一下桥臂002耦合在第一输入端AC1与接地端GND之间。第二桥臂包括第二上桥臂003和第二下桥臂004，第二上桥臂003耦合在第二输入端AC2与电压输出端Vo之间，第二下桥臂004耦合在第二输入端AC2与接地端GND之间。
第一上桥臂001上设置有第一半导体开关M1，第一半导体开关M1用于导通或关闭第一上桥臂001。
第一下桥臂002上设置有第二半导体开关M3，第二半导体开关M3用于导通或关闭第一下桥臂002。
第一电感L1设置在第一上桥臂001上且与第一半导体开关M1串联。在本发明实施例中，第一电感L1与第一半导体开关M1串联即可，第一电感L1可以设置在第一输入端AC1和第一半导体开关M1之间，如图12A所示；此外，第一电感L1也可以设置在第一半导体开关M1和电压输出端Vo之间，如图12B所示。
第二上桥臂003上设置有第三半导体开关M2，第三半导体开关M2用于导通或关闭第二上桥臂003。
第二下桥臂004上设置有第四半导体开关M4，第四半导体开关M4用于导通或关闭第二下桥臂004。
第二电感L2设置在第二上桥臂003上且与第三半导体开关M2串联。同样的，第二电感L2可以设置在第二输入端AC2和第三半导体开关M2之间，如图12A所示；此外，第二电感L2也可以设置在第三半导体开关M2和电压输出端Vo之间，如图12B所示。
该整流器具有第一工作模式和第二工作模式，第一工作模式适用于高工作频率，第二工作模式适用于低工作频率。
参见图12A，该整流器还可以包括第二电容CP2和第三电容CP3。其中，第二电容CP2设置在第一下桥臂002上且与第二半导体开关M3并联，第三电容CP3设置在第二下桥臂004上且与第四半导体开关M4并联。第二电容CP2与第一电感L1形成谐振电路，第三电容CP3与第二电感L2形成谐振电路，通过谐振电路达到减小EMI噪声的目的。
在本发明实施例中，由于第二半导体开关M3并联有第二电容CP2，第四半导体开关M4并联有第三电容CP3，所以第二半导体开关M3和第四半导体开关M4可以采用较小尺寸，从而避免了因第二半导体开关M3和第四半导体开关M4的尺寸较大而使整流器的整体尺寸较大，减小了整流器的占用空间。
参见图12A，该整流器还可以包括驱动控制电路CTRL，该整流器在驱动控制电路CTRL的控制下具有第一工作模式和第二工作模式，驱动控制电路CTRL用于：
在第一工作模式下，开启第一半导体开关M1以使第一上桥臂001始终导通，开启第三半导体开关M2以使第二上桥臂003始终导通，并在不同时段开启第二半导体开关M3和第四半导体开关M4，以使同一时段内第一下桥臂002和第二下桥臂004中一个导通，另一个关闭。在该工作模式下，第一电感L1和第二电感L2具有整流特性，第一半导体开关M1和第三半导体开关M2始终开启，第一半导体开关M1的导通电阻可以被当做第一电感L1的DCR的一部分，第三半导体开关M2的导通内阻可以被当做第二电感L2的DCR的一部分，其中，驱动控制电路CTRL基于第一输入端AC1的电压、第二输入端AC2的电压、电压输出端Vo的电压和接地端GND的电压的大小在不同时段开启第二半导体开关M3和第四半导体开关M4。第一输入端AC1和第二输入端AC2的电流信号为周期信号，比如，驱动控制电路CTRL可以在每个周期的前半周期开启第二半导体开关M3，在后半周期开启第四半导体开关M4，进而在整个周期内都可以给负载提供电流，这样一来，便具备了全桥class E整流器的特点，该整流器的功能与图4所示的全桥class E整流器的功能类似。且由于第一半导体开关M1和第三半导体开关M2始终开启，所以该整流器的开关频次较低，开关损耗较小。图12C示出了在该工作模式下，第一输入端AC1和第二输入端AC2的电压信号的波形示意图，第一输入端AC1的电压信号的波形与第二输入端AC2的电压信号的波形相同。由图12C可以看出，输入端的电压信号的波形接近余弦波，该特征是全桥class E整流器具有的重要特征。图12D示出了在该工作模式下，电压输出端Vo的电压信号的波形示意图。图12C和图12D中的横坐标为时间，单位为微秒(us)，纵坐标为电压值，单位为伏(V)；
在第二工作模式下，在不同时段开启两个半导体开关组，以使同一时段内两个桥臂组中一个导通，另一个关闭。两个半导体开关组中一个半导体开关组包括第三半导体开关M2和第二半导体开关M3，另一个半导体开关组包括第一半导体开关M1和第四半导体开关M4。两个桥臂组中一个桥臂组包括第一下桥臂002和第二上桥臂003，另一个桥臂组包括第二下桥臂004和第一上桥臂001。在该工作模式下，第一电感L1对于第一输入端AC1的电信号中的交流分量来说，是低阻通路，即对交流分量有较小的阻碍作用，且第二电感L2对于第二输入端AC2的电信号中的交流分量来说，也是低阻通路，其中，驱动控制电路CTRL基于第一输入端AC1的电压、第二输入端AC2的电压、电压输出端Vo的电压和接地端GND的电压的大小在不同时段开启两个半导体开关组。第一输入端AC1和第二输入端AC2的电流信号为周期信号，比如，驱动控制电路CTRL可以在每个周期的前半周期开启第三半导体开关M2和第二半导体开关M3，在后半周期开启第一半导体开关M1和第四半导体开关M4，进而在整个周期内都可以给负载提供电流，这样一来，便具备了全桥class D整流器的特点，该整流器的功能与图2所示的全桥class D整流器的功能类似。图12E示出了在该工作模式下，第一输入端AC1和第二输入端AC2的电压信号的波形示意图，第一输入端AC1的电压信号的波形与第二输入端AC2的电压信号的波形相同。可知，图12A所示的整流器与图2所示的全桥class D整流器的输入端的电压信号的波形不同，图2所示的全桥class D整流器的输入端的电压信号的波形接近方波，而图12A所示的整流器的输入端的电压信号的波形出现减幅振铃现象，这是因为第二电容CP2与第一电感L1形成谐振电路，该谐振电路会对第一输入端AC1的电信号中的高频分量产生影响，第一电感L1对高频分量有较大的阻碍作用；同时，第三电容CP3与第二电感L2形成谐振电路，该谐振电路会对第二输入端AC2的电信号中的高频分量产生影响，第二电感L2对高频分量有较大的阻碍作用。图12F示出了在工作模式下，电压输出端Vo的电压信号的波形示意图。图12E和图12F中的横坐标为时间，单位为微秒，纵坐标为电压值，单位为伏。
综上所述，本发明实施例提供的整流器具有第一工作模式和第二工作模式，在第一工作模式下，第一半导体开关M1始终导通第一上桥臂，第三半导体开关M2始终导通第二上桥臂，并在不同时段，第二半导体开关M3导通第一下桥臂，第四半导体开关M4导通第二下桥臂，以具备全桥class E整流器的特点，适用于高工作频率；在第二工作模式下，在不同时段开启两个半导体开关组，以使同一时段内两个桥臂组中一个导通，另一个关闭，以具备全桥class D整流器的特点，适用于低工作频率，该整流器能够在第一工作模式和第二工作模式之间切换，进而适应不同的场景。
图13A是本发明实施例在图12A所示的整流器的基础上提供的另一种整流器的电路结构示意图，该整流器为全桥整流器，参见图13A，该整流器包括第一桥臂、第二桥臂、第一电感L1和第二电感L2。第一桥臂包括第一上桥臂001和第一下桥臂002，第一上桥臂耦合在第一输入端AC1与电压输出端Vo之间，第一下桥臂002耦合在第一输入端AC1与接地端GND之间。第二桥臂包括第二上桥臂003和第二下桥臂004，第二上桥臂003耦合在第二输入端AC2与电压输出端Vo之间，第二下桥臂004耦合在第二输入端AC2与接地端GND之间。
第一上桥臂001上设置有第一半导体开关M1，第一半导体开关M1用于导通或关闭第一上桥臂001。
第一下桥臂002上设置有第二半导体开关M3，第二半导体开关M3用于导通或关闭第一下桥臂002。
第一电感L1设置在第一上桥臂001上且与第一半导体开关M1串联。其中，第一电感L1可以设置在第一输入端AC1和第一半导体开关M1之间，也可以设置在第一半导体开关M1和电压输出端Vo之间。
第二上桥臂003上设置有第三半导体开关M2，第三半导体开关M2用于导通或关闭第二上桥臂003。
第二下桥臂004上设置有第四半导体开关M4，第四半导体开关M4用于导通或关闭第二下桥臂004。
第二电感L2设置在第二上桥臂003上且与第三半导体开关M2串联。第二电感L2可以设置在第二输入端AC2和第三半导体开关M2之间，也可以设置在第三半导体开关M2和电压输出端Vo之间。
该整流器具有第一工作模式和第二工作模式，第一工作模式适用于高工作频率，第二工作模式适用于低工作频率。
可选的，参见图13A，该整流器还可以包括第二电容CP2和第三电容CP3。其中，第二电容CP2设置在第一下桥臂002上且与第二半导体开关M3并联，第三电容CP3设置在第二下桥臂004上且与第四半导体开关M4并联。第二电容CP2与第一电感L1形成谐振电路，第三电容CP3与第二电感L2形成谐振电路，通过谐振电路达到减小EMI噪声的目的。
在本发明实施例中，由于第二半导体开关M3并联有第二电容CP2，第四半导体开关M4并联有第三电容CP3，所以第二半导体开关M3和第四半导体开关M4可以采用较小尺寸，减小了整流器的占用空间。
参见图13A，该整流器还可以包括驱动控制电路CTRL，该整流器在驱动控制电路CTRL的控制下具有第一工作模式和第二工作模式，驱动控制电路CTRL用于：
在第一工作模式下，开启第一半导体开关M1以使第一上桥臂001始终导通，开启第三半导体开关M2以使第二上桥臂003始终导通，并在不同时段开启第二半导体开关M3和第四半导体开关M4，以使同一时段内第一下桥臂002和第二下桥臂004中一个导通，另一个关闭，具备了全桥class E整流器的特点，该整流器的功能与图4所示的全桥class E整流器的功能类似；
在第二工作模式下，在不同时段开启两个半导体开关组，以使同一时段内两个桥臂组中一个导通，另一个关闭，两个半导体开关组中一个半导体开关组包括第三半导体开关M2和第二半导体开关M3，另一个半导体开关组包括第一半导体开关M1和第四半导体开关M4，两个桥臂组中一个桥臂组包括第一下桥臂002和第二上桥臂003，另一个桥臂组包括第二下桥臂004和第一上桥臂001，具备了全桥class D整流器的特点，该整流器的功能与图2所示的全桥class D整流器的功能类似。
参见图13A，该整流器还可以包括：第二交流信号开关模块131和第三交流信号开关模块132。第二交流信号开关模块131与第一电感L1并联，且与驱动控制电路CTRL连接。第三交流信号开关模块132与第二电感L2并联，且与驱动控制电路CTRL连接。相应的，驱动控制电路CTRL还用于：
在第二工作模式下，开启第二交流信号开关模块131，以使第一输入端AC1的电信号中低频分量经过第一电感L1，高频分量经过第二交流信号开关模块131；开启第三交流信号开关模块132，以使第二输入端AC2的电信号中低频分量经过第二电感L2，高频分量经过第三交流信号开关模块132。在第二工作模式下，第二交流信号开关模块131和第三交流信号开关模块132始终开启；
在第一工作模式下，关闭第二交流信号开关模块131和第三交流信号开关模块132。
参见图13A，在第二工作模式下，第二电容CP2与第一电感L1形成的谐振电路会导致第一输入端AC1的电压信号的波形出现减幅振铃现象，第三电容CP3与第二电感L2形成的谐振电路会导致第二输入端AC2的电压信号的波形出现减幅振铃现象。而本发明实施例通过第二交流信号开关模块可以消除第一输入端AC1的电压信号的波形出现的减幅振铃现象，通过第三交流信号开关模块可以消除第二输入端AC2的电压信号的波形出现的减幅振铃现象，进而能够保证整流器正常工作，提高整流器的工作稳定性。
示例的，当第二半导体开关M3和第四半导体开关M4的尺寸较大时，第二半导体开关M3无需并联第二电容CP2，第四半导体开关M4无需并联第三电容CP3，在这种情况下，第二半导体开关M3的寄生电容与第一电感L1形成谐振电路，第四半导体开关M4的寄生电容与第二电感L2形成谐振电路。而在第二工作模式下，第二半导体开关M3的寄生电容与第一电感L1形成的谐振电路会对第一输入端AC1的电信号中的高频分量产生影响，第一电感L1对高频分量有较大的阻碍作用，导致第一输入端AC1的电压信号的波形出现减幅振铃现象。同时，第四半导体开关M4的寄生电容与第二电感L2形成的谐振电路会对第二输入端AC2的电信号中的高频分量产生影响，第二电感L2对高频分量有较大的阻碍作用，导致第二输入端AC2的电压信号的波形出现减幅振铃现象。而当第一输入端AC1和第二输入端AC2的电压信号的波形出现减幅振铃现象时，会直接影响整流器正常工作，整流器工作状态较不稳定。本发明实施例通过第二交流信号开关模块和第三交流信号开关模块，使得高频分量经过第二交流信号开关模块和第三交流信号开关模块，进而避免了高频分量被阻碍，消除了第一输入端AC1和第二输入端AC2的电压信号的波形出现的减幅振铃现象，进而能够保证整流器正常工作，提高整流器的工作稳定性。
如图13A所示，第二交流信号开关模块131可以包括：串联的第六半导体开关M6和第二旁路电容C2，第六半导体开关M6与驱动控制电路CTRL连接，驱动控制电路CTRL用于：
在第二工作模式下，开启第六半导体开关M6，以开启第二交流信号开关模块131；
在第一工作模式下，关闭第六半导体开关M6，以关闭第二交流信号开关模块131。
第三交流信号开关模块132可以包括：串联的第七半导体开关M7和第三旁路电容C3，第七半导体开关M7与驱动控制电路CTRL连接，驱动控制电路CTRL用于：
在第二工作模式下，开启第七半导体开关M7，以开启第三交流信号开关模块132；
在第一工作模式下，关闭第七半导体开关M7，以关闭第三交流信号开关模块132。
在本发明实施例中，在第二工作模式下，第六半导体开关M6和第七半导体开关M7始终开启，第二旁路电容C2对于第一输入端AC1的电信号中高频分量来说，是低阻通路，使得第一输入端AC1的电信号中低频分量经过第一电感L1，高频分量经过第二旁路电容C2；第三旁路电容C3对于第二输入端AC2的电信号中高频分量来说，也是低阻通路，使得第二输入端AC2的电信号中低频分量经过第二电感L2，高频分量经过第三旁路电容C3。
图13B示出了在第二工作模式下，第一输入端AC1和第二输入端AC2的电压信号的波形示意图，第一输入端AC1的电压信号的波形与第二输入端AC2的电压信号的波形相同。第一输入端AC1和第二输入端AC2的电压信号的波形接近方波，该特征是全桥class D整流器具有的重要特征。同时，由于整流器包括第二交流信号开关模块131和第三交流信号开关模块132，第一输入端AC1和第二输入端AC2的电压信号的波形出现的减幅振铃现象已被消除。图13C示出了在第二工作模式下，电压输出端Vo的电压信号的波形示意图。图13B和图13C中的横坐标为时间，单位为微秒，纵坐标为电压值，单位为伏。
在第一工作模式下，第六半导体开关M6和第七半导体开关M7始终关闭，第二旁路电容C2和第三旁路电容C3对高频分量的低阻通路作用被解除，进而具备了全桥class E整流器的特点，该整流器的功能与图4所示的全桥class E整流器的功能类似。
综上所述，本发明实施例提供的整流器具有第一工作模式和第二工作模式，在第一工作模式下，第一半导体开关M1始终导通第一上桥臂，第三半导体开关M2始终导通第二上桥臂，并在不同时段，第二半导体开关M3导通第一下桥臂，第四半导体开关M4导通第二下桥臂，以具备全桥class E整流器的特点，适用于高工作频率；在第二工作模式下，在不同时段开启两个半导体开关组，以使同一时段内两个桥臂组中一个导通，另一个关闭，以具备全桥class D整流器的特点，适用于低工作频率，该整流器能够在第一工作模式和第二工作模式之间切换，进而适应不同的场景。且该整流器通过第二交流信号开关模块消除了第一输入端AC1的电压信号的波形出现的减幅振铃现象，通过第三交流信号开关模块消除了第二输入端AC2的电压信号的波形出现的减幅振铃现象，进而能够保证整流器正常工作，提高整流器的工作稳定性。
图14示例性示出了本发明实施例提供的一种整流器的电路结构示意图，该整流器为全桥整流器，参见图14，该整流器包括第一桥臂、第二桥臂、第一电感L1和第二电感L2，第一桥臂包括第一上桥臂001和第一下桥臂002，第一上桥臂001耦合在第一输入端AC1与电压输出端Vo之间，第一下桥臂002耦合在第一输入端AC1与接地端GND之间。第二桥臂包括第二上桥臂003和第二下桥臂004，第二上桥臂003耦合在第二输入端AC2与电压输出端Vo之间，第二下桥臂004耦合在第二输入端AC2与接地端GND之间。
第一上桥臂001上设置有第一半导体开关M1，第一半导体开关M1用于导通或关闭第一上桥臂001。
第一下桥臂002上设置有第二半导体开关M3，第二半导体开关M3用于导通或关闭第一下桥臂002。
第一电感L1设置在第一下桥臂002上且与第二半导体开关M3串联。第一电感L1可以设置在第一输入端AC1和第二半导体开关M3之间，也可以设置在第二半导体开关M3和接地端之间。
第二上桥臂003上设置有第三半导体开关M2，第三半导体开关M2用于导通或关闭第二上桥臂003。
第二下桥臂004上设置有第四半导体开关M4，第四半导体开关M4用于导通或关闭第二下桥臂004。
第二电感L2设置在第二下桥臂004上且与第四半导体开关M4串联。第二电感L2可以设置在第二输入端AC2和第四半导体开关M4之间，也可以设置在第四半导体开关M4和接地端之间。
该整流器具有第一工作模式和第二工作模式，第一工作模式适用于高工作频率，第二工作模式适用于低工作频率。
参见图14，该整流器还可以包括第二电容CP2和第三电容CP3。其中，第二电容CP2设置在第一上桥臂001上且与第一半导体开关M1并联，第三电容CP3设置在第二上桥臂003上且与第三半导体开关M2并联。第二电容CP2与第一电感L1形成谐振电路，第三电容CP3与第二电感L2形成谐振电路，通过谐振电路达到减小EMI噪声的目的。
在本发明实施例中，由于第一半导体开关M1并联有第二电容CP2，第三半导体开关M2并联有第三电容CP3，所以第一半导体开关M1和第三半导体开关M2可以采用较小尺寸，从而避免了因第一半导体开关M1和第三半导体开关M2的尺寸较大而使整流器的整体尺寸较大，减小了整流器的占用空间。
参见图14，该整流器还可以包括驱动控制电路CTRL，该整流器在驱动控制电路CTRL的控制下具有第一工作模式和第二工作模式，驱动控制电路CTRL用于：
在第一工作模式下，开启第二半导体开关M3以使第一下桥臂002始终导通，开启第四半导体开关M4以使第二下桥臂004始终导通，并在不同时段开启第一半导体开关M1和第三半导体开关M2，以使同一时段内第一上桥臂001和第二上桥臂003中一个导通，另一个关闭。在该工作模式下，第一电感L1和第二电感L2具有整流特性，第二半导体开关M3和第四半导体开关M4始终开启，第二半导体开关M3的导通电阻可以被当做第一电感L1的DCR的一部分，第四半导体开关M4的导通电阻可以被当做第二电感L2的DCR的一部分，其中，驱动控制电路CTRL基于第一输入端AC1的电压、第二输入端AC2的电压、电压输出端Vo的电压和接地端GND的电压的大小在不同时段开启第一半导体开关M1和第三半导体开关M2。第一输入端AC1和第二输入端AC2的电流信号为周期信号，比如，驱动控制电路CTRL可以在每个周期的前半周期开启第一半导体开关M1，在后半周期开启第三半导体开关M2，进而在整个周期内都可以给负载提供电流，这样一来，便具备了全桥class E整流器的特点，该整流器的功能与图6所示的全桥class E整流器的功能类似。且由于第二半导体开关M3和第四半导体开关M4始终开启，所以该整流器的开关频次较低，开关损耗较小；
在第二工作模式下，在不同时段开启两个半导体开关组，以使同一时段内两个桥臂组中一个导通，另一个关闭，两个半导体开关组中一个半导体开关组包括第三半导体开关M2和第二半导体开关M3，另一个半导体开关组包括第一半导体开关M1和第四半导体开关M4，两个桥臂组中一个桥臂组包括第一下桥臂002和第二上桥臂003，另一个桥臂组包括第二下桥臂004和第一上桥臂001。在该工作模式下，第一电感L1对于第一输入端AC1的电信号中的交流分量来说，是低阻通路，即对交流分量有较小的阻碍作用，且第二电感L2对于第二输入端AC2的电信号中的交流分量来说，也是低阻通路，其中，驱动控制电路CTRL基于第一输入端AC1的电压、第二输入端AC2的电压、电压输出端Vo的电压和接地端GND的电压的大小在不同时段开启两个半导体开关组。第一输入端AC1和第二输入端AC2的电流信号为周期信号，比如，驱动控制电路CTRL可以在每个周期的前半周期开启第三半导体开关M2和第二半导体开关M3，在后半周期开启第一半导体开关M1和第四半导体开关M4，进而在整个周期内都可以给负载提供电流，这样一来，便具备了全桥class D整流器的特点，该整流器的功能与图2所示的全桥class D整流器的功能类似。
综上所述，本发明实施例提供的整流器具有第一工作模式和第二工作模式，在第一工作模式下，第二半导体开关M3始终导通第一下桥臂，第四半导体开关M4始终导通第二下桥臂，并在不同时段，第一半导体开关M1导通第一上桥臂，第三半导体开关M2导通第二上桥臂，以具备全桥class E整流器的特点，适用于高工作频率；在第二工作模式下，在不同时段开启两个半导体开关组，以使同一时段内两个桥臂组中一个导通，另一个关闭，以具备全桥class D整流器的特点，适用于低工作频率，该整流器能够在第一工作模式和第二工作模式之间切换，进而适应不同的场景。
图15是本发明实施例在图14所示的整流器的基础上提供的另一种整流器的电路结构示意图，该整流器为全桥整流器，参见图15，该整流器包括第一桥臂、第二桥臂、第一电感L1和第二电感L2。第一桥臂包括第一上桥臂001和第一下桥臂002，第一上桥臂001耦合在第一输入端AC1与电压输出端Vo之间，第一下桥臂002耦合在第一输入端AC1与接地端GND之间。第二桥臂包括第二上桥臂003和第二下桥臂004，第二上桥臂003耦合在第二输入端AC2与电压输出端Vo之间，第二下桥臂004耦合在第二输入端AC2与接地端GND之间。
第一上桥臂001上设置有第一半导体开关M1，第一半导体开关M1用于导通或关闭第一上桥臂001。
第一下桥臂002上设置有第二半导体开关M3，第二半导体开关M3用于导通或关闭第一下桥臂002。
第一电感L1设置在第一下桥臂002上且与第二半导体开关M3串联。第一电感L1可以设置在第一输入端AC1和第二半导体开关M3之间，也可以设置在第二半导体开关M3和接地端之间。
第二上桥臂003上设置有第三半导体开关M2，第三半导体开关M2用于导通或关闭第二上桥臂003。
第二下桥臂004上设置有第四半导体开关M4，第四半导体开关M4用于导通或关闭第二下桥臂004。
第二电感L2设置在第二下桥臂004上且与第四半导体开关M4串联。第二电感L2可以设置在第二输入端AC2和第四半导体开关M4之间，也可以设置在第四半导体开关M4和接地端之间。
该整流器具有第一工作模式和第二工作模式，第一工作模式适用于高工作频率，第二工作模式适用于低工作频率。
可选的，参见图15，该整流器还可以包括第二电容CP2和第三电容CP3。其中，第二电容CP2设置在第一上桥臂001上且与第一半导体开关M1并联，第三电容CP3设置在第二上桥臂003上且与第三半导体开关M2并联。第二电容CP2与第一电感L1形成谐振电路，第三电容CP3与第二电感L2形成谐振电路，通过谐振电路达到减小EMI噪声的目的。
在本发明实施例中，由于第一半导体开关M1并联有第二电容CP2，第三半导体开关M2并联有第三电容CP3，所以第一半导体开关M1和第三半导体开关M2可以采用较小尺寸，从而减小了整流器的占用空间。
参见图15，该整流器还包括驱动控制电路CTRL，该整流器在驱动控制电路CTRL的控制下具有第一工作模式和第二工作模式，驱动控制电路CTRL用于：
在第一工作模式下，开启第二半导体开关M3以使第一下桥臂002始终导通，开启第四半导体开关M4以使第二下桥臂004始终导通，并在不同时段开启第一半导体开关M1和第三半导体开关M2，以使同一时段内第一上桥臂001和第二上桥臂003中一个导通，另一个关闭，具备了全桥class E整流器的特点，该整流器的功能与图6所示的全桥class E整流器的功能类似；
在第二工作模式下，在不同时段开启两个半导体开关组，以使同一时段内两个桥臂组中一个导通，另一个关闭，两个半导体开关组中一个半导体开关组包括第三半导体开关M2和第二半导体开关M3，另一个半导体开关组包括第一半导体开关M1和第四半导体开关M4，两个桥臂组中一个桥臂组包括第一下桥臂002和第二上桥臂003，另一个桥臂组包括第二下桥臂004和第一上桥臂001，具备了全桥class D整流器的特点，该整流器的功能与图2所示的全桥class D整流器的功能类似。
参见图15，该整流器还可以包括：第二交流信号开关模块131和第三交流信号开关模块132。第二交流信号开关模块131与第一电感L1并联，且与驱动控制电路CTRL连接，第三交流信号开关模块132与第二电感L2并联，且与驱动控制电路CTRL连接。相应的，驱动控制电路CTRL还用于：
在第二工作模式下，开启第二交流信号开关模块131，以使第一输入端AC1的电信号中低频分量经过第一电感L1，高频分量经过第二交流信号开关模块131；开启第三交流信号开关模块132，以使第二输入端AC2的电信号中低频分量经过第二电感L2，高频分量经过第三交流信号开关模块132。在第二工作模式下，第二交流信号开关模块131和第三交流信号开关模块132始终开启；
在第一工作模式下，关闭第二交流信号开关模块131和第三交流信号开关模块132。
参见图15，在第二工作模式下，第二电容CP2与第一电感L1形成的谐振电路会导致第一输入端AC1的电压信号的波形出现减幅振铃现象，第三电容CP3与第二电感L2形成的谐振电路会导致第二输入端AC2的电压信号的波形出现减幅振铃现象。而本发明实施例通过第二交流信号开关模块可以消除第一输入端AC1的电压信号的波形出现的减幅振铃现象，通过第三交流信号开关模块可以消除第二输入端AC2的电压信号的波形出现的减幅振铃现象，进而能够保证整流器正常工作，提高整流器的工作稳定性。
示例的，当第一半导体开关M1和第三半导体开关M2的尺寸较大时，第一半导体开关M1无需并联第二电容CP2，第三半导体开关M2无需并联第三电容CP3，在这种情况下，第一半导体开关M1的寄生电容与第一电感L1形成谐振电路，第三半导体开关M2的寄生电容与第二电感L2形成谐振电路，而在第二工作模式下，第一半导体开关M1的寄生电容与第一电感L1形成的谐振电路会对第一输入端AC1的电信号中的高频分量产生影响，第一电感L1对高频分量有较大的阻碍作用，导致第一输入端AC1的电压信号的波形出现减幅振铃现象，同时，第三半导体开关M2的寄生电容与第二电感L2形成的谐振电路会对第二输入端AC2的电信号中的高频分量产生影响，第二电感L2对高频分量也有较大的阻碍作用，导致第二输入端AC2的电压信号的波形出现减幅振铃现象。而当第一输入端AC1和第二输入端AC2的电压信号的波形出现减幅振铃现象时，会直接影响整流器正常工作，整流器工作状态较不稳定。本发明实施例通过第二交流信号开关模块和第三交流信号开关模块，使得高频率的交流分量经过第二交流信号开关模块和第三交流信号开关模块，进而避免了高频分量被阻碍，消除了第一输入端AC1和第二输入端AC2的电压信号的波形出现的减幅振铃现象，进而能够保证整流器正常工作，提高整流器的工作稳定性。
如图15所示，第二交流信号开关模块131可以包括：串联的第六半导体开关M6和第二旁路电容C2，第六半导体开关M6与驱动控制电路CTRL连接，驱动控制电路CTRL用于：
在第二工作模式下，开启第六半导体开关M6，以开启第二交流信号开关模块131；
在第一工作模式下，关闭第六半导体开关M6，以关闭第二交流信号开关模块131。
第三交流信号开关模块132可以包括：串联的第七半导体开关M7和第三旁路电容C3，第七半导体开关M7与驱动控制电路CTRL连接，驱动控制电路CTRL用于：
在第二工作模式下，开启第七半导体开关M7，以开启第三交流信号开关模块132；
在第一工作模式下，关闭第七半导体开关M7，以关闭第三交流信号开关模块132。
在本发明实施例中，在第二工作模式下，第六半导体开关M6和第七半导体开关M7始终开启，第二旁路电容C2对于第一输入端AC1的电信号中高频分量来说，是低阻通路，使得第一输入端AC1的电信号中低频分量经过第一电感L1，高频分量经过第二旁路电容C2；第三旁路电容C3对于第二输入端AC2的电信号中高频分量来说，也是低阻通路，使得第二输入端AC2的电信号中低频分量经过第二电感L2，高频分量经过第三旁路电容C3。
在第一工作模式下，第六半导体开关M6和第七半导体开关M7始终关闭，第二旁路电容C2和第三旁路电容C3对高频分量的低阻通路作用被解除，进而具备了全桥class E整流器的特点，该整流器的功能与图4所示的全桥class E整流器的功能类似。
综上所述，本发明实施例提供的整流器具有第一工作模式和第二工作模式，在第一工作模式下，第二半导体开关M3始终导通第一下桥臂，第四半导体开关M4始终导通第二下桥臂，并在不同时段，第一半导体开关M1导通第一上桥臂，第三半导体开关M2导通第二上桥臂，以具备全桥class E整流器的特点，适用于高工作频率；在第二工作模式下，在不同时段开启两个半导体开关组，以使同一时段内两个桥臂组中一个导通，另一个关闭，以具备全桥class D整流器的特点，适用于低工作频率，该整流器能够在第一工作模式和第二工作模式之间切换，进而适应不同的场景。且该整流器通过第二交流信号开关模块消除了第一输入端AC1的电压信号的波形出现的减幅振铃现象，通过第三交流信号开关模块消除了第二输入端AC2的电压信号的波形出现的减幅振铃现象，进而能够保证整流器正常工作，提高整流器的工作稳定性。
需要补充说明的是，本发明实施例涉及的半导体开关可以是单独的半导体开关器件，也可以是包括多个电路元件的具有半导体开关功能的半导体开关器件。
上述实施例中，半导体开关可以为晶体管。示例的，晶体管可以为场效应晶体管或双极结型晶体管(Bipolar Junction Transistor，BJT)等。比如当晶体管为场效应晶体管时，晶体管可以为结型场效应晶体管(junction FET，JFET)，或者可以为MOSFET。晶体管又分为P型晶体管和N型晶体管，在本发明实施例中，晶体管可以为P型晶体管，也可以为N型晶体管，本发明实施例对晶体管的类型不做限定。通常，晶体管有三个极，当晶体管为场效应晶体管时，晶体管的三个极分别为源极(Source)、栅极(Gate)和漏极(Drain)，当晶体管为双极结型晶体管时，晶体管的三个极分别为发射极(Emitter)、基极(Base)和集电极(Collector)。上述实施例中所示的各整流器的电路结构均以半导体开关为N型MOSFET为例进行说明。
上述各实施例所示的整流器中的输出电容Co用于对整理器转换得到的直流信号进行稳压处理，使电压输出端Vo输出的电压更加平稳。
上述实施例中，半导体开关的控制极均与驱动控制电路的输出端连接，该输出端用于输出控制信号，该控制信号用于控制半导体开关开启或关闭。假设半导体开关为晶体管，当晶体管为场效应晶体管时，晶体管的栅极为控制极，栅极与驱动控制电路的输出端连接；当晶体管为双极结型晶体管时，晶体管的基极为控制极，基极与驱动控制电路的输出端连接。
可选的，上述各实施例提供的整流器中的驱动控制电路CTRL内部还包括鉴频器，该鉴频器用于根据输入端的电信号的频率确定待进入的工作模式。其中，待进入的工作模式为第一工作模式或第二工作模式。驱动控制电路CTRL用于根据鉴频器确定的待进入的工作模式，通过控制整流器中各半导体开关的开启或关闭来实现AC-DC整流。输入端为第一输入端，或者，输入端为第一输入端和第二输入端。
在本申请各实施例中，驱动控制电路CTRL内部的鉴频器确定了待进入的工作模式之后，驱动控制电路CTRL通过控制整流器中各半导体器件开关的开启或关闭来实现AC-DC整流。
当整流器为半桥整流器时，该鉴频器与第一输入端AC1连接；当整流器为全桥整流器时，该鉴频器与第一输入端AC1和第二输入端AC2连接。
进一步的，该驱动控制电路CTRL还包括电压比较器，该电压比较器与电压输出端Vo连接，用于检测电压输出端的电压是否大于预设电压，并当电压输出端的电压大于预设电压时，指示鉴频器根据输入端的电信号的频率确定待进入的工作模式。
示例的，整流器为图8A所示的整流器，当鉴频器确定的待进入的工作模式为第一工作模式时，驱动控制电路CTRL开启第一半导体开关M1以使第一上桥臂001始终导通，并周期性开启或关闭第二半导体开关M3；当鉴频器确定的待进入的工作模式为第二工作模式时，驱动控制电路CTRL在不同时段开启第一半导体开关M1和第二半导体开关M3，以使同一时段内第一上桥臂001和第一下桥臂002中一个导通，另一个关闭。
示例的，整流器为图10A所示的整流器，当鉴频器确定的待进入的工作模式为第一工作模式时，驱动控制电路CTRL开启第二半导体开关M3以使第一下桥臂002始终导通，并周期性开启或关闭第一半导体开关M1；当鉴频器确定的待进入的工作模式为第二工作模式时，驱动控制电路CTRL在不同时段开启第一半导体开关M1和第二半导体开关M3，以使同一时段内第一上桥臂001和第一下桥臂002中一个导通，另一个关闭。
示例的，整流器为图12A所示的整流器，当鉴频器确定的待进入的工作模式为第一工作模式时，驱动控制电路CTRL开启第一半导体开关M1以使第一上桥臂001始终导通，开启第三半导体开关M2以使第二上桥臂003始终导通，并在不同时段开启第二半导体开关M3和第四半导体开关M4，以使同一时段内第一下桥臂002和第二下桥臂004中一个导通，另一个关闭；当鉴频器确定的待进入的工作模式为第二工作模式时，驱动控制电路CTRL在不同时段开启两个半导体开关组，以使同一时段内两个桥臂组中一个导通，另一个关闭，两个半导体开关组中一个半导体开关组包括第三半导体开关M2和第二半导体开关M3，另一个半导体开关组包括第一半导体开关M1和第四半导体开关M4，两个桥臂组中一个桥臂组包括第一下桥臂002和第二上桥臂003，另一个桥臂组包括第二下桥臂004和第一上桥臂001。
示例的，整流器为图14所示的整流器，当鉴频器确定的待进入的工作模式为第一工作模式时，驱动控制电路CTRL开启第二半导体开关M3以使第一下桥臂001始终导通，开启第四半导体开关M4以使第二下桥臂004始终导通，并在不同时段开启第一半导体开关M1和第三半导体开关M2，以使同一时段内第一上桥臂001和第二上桥臂003中一个导通，另一个关闭；当鉴频器确定的待进入的工作模式为第二工作模式时，驱动控制电路CTRL在不同时段开启两个半导体开关组，以使同一时段内两个桥臂组中一个导通，另一个关闭，两个半导体开关组中一个半导体开关组包括第三半导体开关M2和第二半导体开关M3，另一个半导体开关组包括第一半导体开关M1和第四半导体开关M4，两个桥臂组中一个桥臂组包括第一下桥臂002和第二上桥臂003，另一个桥臂组包括第二下桥臂004和第一上桥臂001。
本发明实施例还提供了一种整流器的驱动方法，用于整流器，该整流器可以为图8A或图10A所示的整流器，如图16所示，该方法可以包括：
步骤1601、根据第一输入端的电信号的频率确定待进入的工作模式，待进入的工作模式为第一工作模式或第二工作模式。
当电压输出端的电压大于预设电压时，整流器根据第一输入端的电信号的频率确定待进入的工作模式。
第一工作模式适用于高工作频率，第二工作模式适用于低工作频率。示例的，第一工作模式适用于6.78MHz的工作频率；第二工作模式适用于100～205KHz的工作频率。每种工作模式对应一种WPT技术，比如，第一工作模式对应磁共振技术，第二工作模式对应磁感应技术。
步骤1602、根据确定的待进入的工作模式，控制第一上桥臂以及第一下桥臂的导通或关闭。
可选的，当整流器为图8A所示的整流器时，根据确定的待进入的工作模式，控制第一上桥臂以及第一下桥臂的导通或关闭，可以包括：
1)在第一工作模式下，通过驱动控制电路开启第一半导体开关M1以使第一上桥臂001始终导通，并周期性开启或关闭第二半导体开关M3。
2)在第二工作模式下，通过驱动控制电路在不同时段开启第一半导体开关M1和第二半导体开关M3，以使同一时段内第一上桥臂001和第一下桥臂002中一个导通，另一个关闭。
当整流器为图10A所示的整流器时，根据确定的待进入的工作模式，控制第一上桥臂以及第一下桥臂的导通或关闭，可以包括：
1)在第一工作模式下，通过驱动控制电路开启第二半导体开关M3以使第一下桥臂002始终导通，并周期性开启或关闭第一半导体开关M1。
2)在第二工作模式下，通过驱动控制电路在不同时段开启第一半导体开关M1和第二半导体开关M3，以使同一时段内第一上桥臂001和第一下桥臂002中一个导通，另一个关闭。
可选的，如图9和图11所示，整流器还可以包括：第一交流信号开关模块91，该驱动方法还可以包括：在第二工作模式下，通过驱动控制电路开启第一交流信号开关模块，以使第一输入端AC1的电信号中低频分量经过第一电感L1，高频分量经过第一交流信号开关模块；在第一工作模式下，通过驱动控制电路关闭第一交流信号开关模块。
综上所述，本发明实施例提供的整流器的驱动方法，能够根据第一输入端的电信号的频率确定的待进入的工作模式，并根据确定的待进入的工作模式控制第一上桥臂以及第一下桥臂的导通或关闭，使得整流器在第一工作模式下实现半桥class E整流器的功能，以适用于高工作频率，使得整流器在第二工作模式下具备半桥class D整流器的特点，以适用于低工作频率，该整流器能够在第一工作模式和第二工作模式之间切换，进而适应不同的场景。且通过该驱动方法，能够消除第一输入端AC1的电压信号的波形出现的减幅振铃现象，进而能够保证整流器正常工作，提高整理器的工作稳定性。
本发明实施例还提供了一种整流器的驱动方法，用于整流器，该整流器可以为图12A、图12B或图14所示的整流器，该方法可以包括：
1、当电压输出端的电压大于预设电压时，根据第一输入端和第二输入端的电信号的频率确定待进入的工作模式，待进入的工作模式为第一工作模式或第二工作模式。
第一工作模式适用于高工作频率，第二工作模式适用于低工作频率。
2、根据确定的待进入的工作模式，控制第一上桥臂以及第一下桥臂的导通或关闭。
3、根据确定的待进入的工作模式，控制第二上桥臂以及第二下桥臂的导通或关闭。
示例的，当整流器为图12A或图12B所示的整流器时，根据确定的当前的工作模式，控制第一上桥臂，第一下桥臂，第二上桥臂，以及第二下桥臂的导通或关闭，可以包括：
1)在第一工作模式下，通过驱动控制电路开启第一半导体开关M1以使第一上桥臂001始终导通，开启第三半导体开关M2以使第二上桥臂003始终导通，并在不同时段开启第二半导体开关M3和第四半导体开关M4，以使同一时段内第一下桥臂002和第二下桥臂004中一个导通，另一个关闭。
2)在第二工作模式下，通过驱动控制电路在不同时段开启两个半导体开关组，以使同一时段内两个桥臂组中一个导通，另一个关闭，两个半导体开关组中一个半导体开关组包括第三半导体开关M2和第二半导体开关M3，另一个半导体开关组包括第一半导体开关M1和第四半导体开关M4，两个桥臂组中一个桥臂组包括第一下桥臂002和第二上桥臂003，另一个桥臂组包括第二下桥臂004和第一上桥臂001。
示例的，当整流器为图14所示的整流器时，根据确定的待进入的工作模式，控制第一上桥臂，第一下桥臂，第二上桥臂，以及第二下桥臂的导通或关闭，可以包括：
1)在第一工作模式下，通过驱动控制电路开启第二半导体开关M3以使第一下桥臂001始终导通，开启第四半导体开关M4以使第二下桥臂004始终导通，并在不同时段开启第一半导体开关M1和第三半导体开关M2，以使同一时段内第一上桥臂001和第二上桥臂003中一个导通，另一个关闭。
2)在第二工作模式下，通过驱动控制电路在不同时段开启两个半导体开关组，以使同一时段内两个桥臂组中一个导通，另一个关闭，两个半导体开关组中一个半导体开关组包括第三半导体开关M2和第二半导体开关M3，另一个半导体开关组包括第一半导体开关M1和第四半导体开关M4，两个桥臂组中一个桥臂组包括第一下桥臂002和第二上桥臂003，另一个桥臂组包括第二下桥臂004和第一上桥臂001。
可选的，如图13A和图15所示，整流器还可以包括：第二交流信号开关模块131和第三交流信号开关模块132，该驱动方法还可以包括：在第二工作模式下，通过驱动控制电路开启第二交流信号开关模块131，以使第一输入端AC1的电信号中低频分量经过第一电感L1，高频分量经过第二交流信号开关模块；通过驱动控制电路开启第三交流信号开关模块132，以使第二输入端AC2的电信号中低频分量经过第二电感L2，高频分量经过第三交流信号开关模块132；在第一工作模式下，通过驱动控制电路关闭第二交流信号开关模块131和第三交流信号开关模块132。
综上所述，本发明实施例提供的整流器的驱动方法，能够根据第一输入端和第二输入端的电信号的频率确定的待进入的工作模式，并根据确定的待进入的工作模式控制第一上桥臂，第一下桥臂，第二上桥臂，以及第二下桥臂的导通或关闭，使得整流器在第一工作模式下具备全桥class E整流器的特点，以适用于高工作频率，使得整流器在第二工作模式下具备全桥class D整流器的特点，以适用于低工作频率，该整流器能够在第一工作模式和第二工作模式之间切换，进而适应不同的场景。且通过该驱动方法，能够消除第一输入端AC1和第二输入端AC2的电压信号的波形出现的减幅振铃现象，进而能够保证整流器正常工作，提高整流器的工作稳定性。
需要说明的是，本发明实施例提供的整流器的驱动方法步骤的先后顺序可以进行适当调整，步骤也可以根据情况进行相应增减，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化的方法，都应涵盖在本申请的保护范围之内，因此不再赘述。
本发明实施例还提供了一种芯片，所述芯片包括可编程逻辑电路和/或存储有程序指令，用于实现上述实施例所提供的整流器的驱动方法。
本发明实施例还提供了一种芯片，参见图7，包括整流器021，以及与整流器021连接的谐振电路022和输出电容Co。
整流器021为上述实施例所提供的任一整流器，比如，可以为图8A，图8B，图9，图10A，图10B，图11，图12A，图12B，图13A，图14或图15所示的整流器。
谐振电路022用于接收发送端设备发送的电信号，并将该电信号提供给整流器的输入端，输入端为第一输入端，或者，输入端为第一输入端和第二输入端。谐振电路022可以包括接收线圈LR和谐振电容CR。
输出电容Co用于将整流器021转换得到的直流电信号进行稳压处理，并提供给负载。
本发明实施例还提供了一种电子设备，所述电子设备装载有图7所示的芯片。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例中的驱动方法中的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
以上所述仅为本申请的可选实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (26)

1.一种整流器，其特征在于，包括第一桥臂和第一电感，所述第一桥臂包括第一上桥臂和第一下桥臂，所述第一上桥臂耦合在第一输入端与电压输出端之间，所述第一下桥臂耦合在所述第一输入端与接地端之间，
所述第一上桥臂上设置有第一半导体开关；
所述第一下桥臂上设置有第二半导体开关；
所述第一电感设置在所述第一上桥臂上且与所述第一半导体开关串联，或者，所述第一电感设置在所述第一下桥臂上且与所述第二半导体开关串联；
其中，所述整流器还包括驱动控制电路，所述整流器在所述驱动控制电路的控制下具有第一工作模式和第二工作模式，所述驱动控制电路用于：
在所述第一工作模式下，当所述第一电感设置在所述第一上桥臂上时，开启所述第一半导体开关，并周期性开启或关闭所述第二半导体开关；当所述第一电感设置在所述第一下桥臂时，开启所述第二半导体开关，并周期性开启或关闭所述第一半导体开关；
在所述第二工作模式下，在不同时段开启所述第一半导体开关和所述第二半导体开关。
2.根据权利要求1所述的整流器，其特征在于，所述整流器还包括第二桥臂和第二电感，所述第二桥臂包括第二上桥臂和第二下桥臂，所述第二上桥臂耦合在第二输入端与所述电压输出端之间，所述第二下桥臂耦合在所述第二输入端与所述接地端之间，
所述第二上桥臂上设置有第三半导体开关；
所述第二下桥臂上设置有第四半导体开关；
所述第一电感和所述第二电感的设置符合下面情况中的一个：
所述第一电感设置在所述第一上桥臂上，所述第二电感设置在所述第二上桥臂上且与所述第三半导体开关串联；或者，
所述第一电感设置在所述第一下桥臂上，所述第二电感设置在所述第二下桥臂上且与所述第四半导体开关串联。
3.根据权利要求2所述的整流器，其特征在于，所述整流器还包括驱动控制电路，所述整流器在所述驱动控制电路的控制下具有第一工作模式和第二工作模式，所述驱动控制电路用于：
在所述第一工作模式下，当所述第一电感设置在所述第一上桥臂上，所述第二电感设置在所述第二上桥臂上时，开启所述第一半导体开关，开启所述第三半导体开关，并在不同时段开启所述第二半导体开关和所述第四半导体开关；当所述第一电感设置在所述第一下桥臂上，所述第二电感设置在所述第二下桥臂上时，开启所述第二半导体开关，开启所述第四半导体开关，并在不同时段开启所述第一半导体开关和所述第三半导体开关；
在所述第二工作模式下，在不同时段开启两个半导体开关组，以使同一时段内两个桥臂组中一个导通，另一个关闭，所述两个半导体开关组中一个半导体开关组包括所述第三半导体开关和所述第二半导体开关，另一个半导体开关组包括所述第一半导体开关和所述第四半导体开关，两个桥臂组中一个桥臂组包括所述第一下桥臂和所述第二上桥臂，另一个桥臂组包括所述第二下桥臂和所述第一上桥臂。
4.根据权利要求1所述的整流器，其特征在于，所述整流器还包括：第一交流信号开关模块，所述第一交流信号开关模块与所述第一电感并联，且与所述驱动控制电路连接。
5.根据权利要求4所述的整流器，其特征在于，所述驱动控制电路还用于：
在所述第二工作模式下，开启所述第一交流信号开关模块，以使所述第一输入端的电信号中低频分量经过所述第一电感，高频分量经过所述第一交流信号开关模块；
在所述第一工作模式下，关闭所述第一交流信号开关模块。
6.根据权利要求4所述的整流器，其特征在于，所述第一交流信号开关模块包括：串联的第五半导体开关和第一旁路电容，所述第五半导体开关与所述驱动控制电路连接。
7.根据权利要求6所述的整流器，其特征在于，所述驱动控制电路用于：
在所述第二工作模式下，开启所述第五半导体开关，以开启所述第一交流信号开关模块；
在所述第一工作模式下，关闭所述第五半导体开关，以关闭所述第一交流信号开关模块。
8.根据权利要求1、4、5、6或7所述的整流器，其特征在于，所述整流器还包括第一电容，
所述第一电感设置在所述第一上桥臂上，所述第一电容设置在所述第一下桥臂上且与所述第二半导体开关并联。
9.根据权利要求1、4、5、6或7所述的整流器，其特征在于，所述整流器还包括第一电容，
所述第一电感设置在所述第一下桥臂上，所述第一电容设置在所述第一上桥臂上且与所述第一半导体开关并联。
10.根据权利要求3所述的整流器，其特征在于，所述整流器还包括：第二交流信号开关模块和第三交流信号开关模块，
所述第二交流信号开关模块与所述第一电感并联，且与所述驱动控制电路连接，
所述第三交流信号开关模块与所述第二电感并联，且与所述驱动控制电路连接。
11.根据权利要求10所述的整流器，其特征在于，所述驱动控制电路还用于：
在所述第二工作模式下，开启所述第二交流信号开关模块，以使所述第一输入端的电信号中低频分量经过所述第一电感，高频分量经过所述第二交流信号开关模块；开启所述第三交流信号开关模块，以使所述第二输入端的电信号中低频分量经过所述第二电感，高频分量经过所述第三交流信号开关模块；
在所述第一工作模式下，关闭所述第二交流信号开关模块和所述第三交流信号开关模块。
12.根据权利要求10所述的整流器，其特征在于，
所述第二交流信号开关模块包括：串联的第六半导体开关和第二旁路电容，所述第六半导体开关与所述驱动控制电路连接；
所述第三交流信号开关模块包括：串联的第七半导体开关和第三旁路电容，所述第七半导体开关与所述驱动控制电路连接。
13.根据权利要求12所述的整流器，其特征在于，
所述驱动控制电路用于：在所述第二工作模式下，开启所述第六半导体开关，以开启所述第二交流信号开关模块；在所述第一工作模式下，关闭所述第六半导体开关，以关闭所述第二交流信号开关模块；
所述驱动控制电路用于：在所述第二工作模式下，开启所述第七半导体开关，以开启所述第三交流信号开关模块；在所述第一工作模式下，关闭所述第七半导体开关，以关闭所述第三交流信号开关模块。
14.根据权利要求2、3、10、11、12或13所述的整流器，其特征在于，所述整流器还包括第二电容和第三电容，
所述第一电感设置在所述第一上桥臂上，所述第二电感设置在所述第二上桥臂上，所述第二电容设置在所述第一下桥臂上且与所述第二半导体开关并联，所述第三电容设置在所述第二下桥臂上且与所述第四半导体开关并联。
15.根据权利要求2、3、10、11、12或13所述的整流器，其特征在于，所述整流器还包括第二电容和第三电容，
所述第一电感设置在所述第一下桥臂上，所述第二电感设置在所述第二下桥臂上，所述第二电容设置在所述第一上桥臂上且与所述第一半导体开关并联，所述第三电容设置在所述第二上桥臂上且与所述第三半导体开关并联。
16.根据权利要求2、3、10、11、12、13、14或15所述的整流器，其特征在于，所述第一半导体开关，第二半导体开关，第三半导体开关或第四半导体开关为晶体管。
17.根据权利要求3、4、5、6、7、10、11、12、13、14、15或16所述的整流器，其特征在于，所述半导体开关的控制极均与所述驱动控制电路的输出端连接，所述输出端用于输出控制信号，所述控制信号用于控制所述半导体开关开启或关闭。
18.根据权利要求3、10、11、12、13、14、15、16或17所述的整流器，其特征在于，所述驱动控制电路内部包括鉴频器，
所述鉴频器用于根据所述输入端的电信号的频率确定待进入的工作模式，所述待进入的工作模式为所述第一工作模式或所述第二工作模式，所述输入端为所述第一输入端，或者，所述输入端为所述第一输入端和所述第二输入端。
19.一种整流器的驱动方法，其特征在于，用于整流器中，所述整流器包括第一桥臂和第一电感，所述第一桥臂包括第一上桥臂和第一下桥臂，所述第一上桥臂耦合在第一输入端与电压输出端之间，所述第一下桥臂耦合在所述第一输入端与接地端之间，所述第一上桥臂上设置有第一半导体开关，所述第一下桥臂上设置有第二半导体开关，所述第一电感设置在所述第一上桥臂或所述第一下桥臂上，
所述方法包括：
根据输入端的电信号的频率确定待进入的工作模式，所述待进入的工作模式为第一工作模式或第二工作模式，所述输入端包括第一输入端；
根据确定的所述待进入的工作模式，控制所述第一上桥臂以及所述第一下桥臂的导通或关闭；
所述整流器还包括驱动控制电路，
所述根据确定的所述待进入的工作模式，控制所述第一上桥臂以及所述第一下桥臂的导通或关闭，包括：
在所述第一工作模式下，当所述第一电感设置在所述第一上桥臂上时，通过所述驱动控制电路开启所述第一半导体开关，并周期性开启或关闭所述第二半导体开关；当所述第一电感设置在所述第一下桥臂时，通过所述驱动控制电路开启所述第二半导体开关，并周期性开启或关闭所述第一半导体开关；
在所述第二工作模式下，通过所述驱动控制电路在不同时段开启所述第一半导体开关和所述第二半导体开关。
20.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，所述整流器还包括第二桥臂和第二电感，所述第二桥臂包括第二上桥臂和第二下桥臂，所述第二上桥臂耦合在第二输入端与所述电压输出端之间，所述第二下桥臂耦合在所述第二输入端与所述接地端之间，所述第二上桥臂上设置有第三半导体开关，所述第二下桥臂上设置有第四半导体开关，所述第一电感和所述第二电感的设置符合下面情况中的一个：所述第一电感设置在所述第一上桥臂上，所述第二电感设置在所述第二上桥臂上且与所述第三半导体开关串联；或者，所述第一电感设置在所述第一下桥臂上，所述第二电感设置在所述第二下桥臂上且与所述第四半导体开关串联，所述输入端还包括所述第二输入端，
所述方法还包括：
根据确定的所述待进入的工作模式，控制所述第二上桥臂以及所述第二下桥臂的导通或关闭。
21.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，所述整流器还包括驱动控制电路，
根据确定的所述待进入的工作模式，控制所述第一上桥臂，所述第一下桥臂，所述第二上桥臂，以及所述第二下桥臂的导通或关闭，包括：
在所述第一工作模式下，当所述第一电感设置在所述第一上桥臂上，所述第二电感设置在所述第二上桥臂上时，通过所述驱动控制电路开启所述第一半导体开关，开启所述第三半导体开关，并在不同时段开启所述第二半导体开关和所述第四半导体开关；当所述第一电感设置在所述第一下桥臂上，所述第二电感设置在所述第二下桥臂上时，通过所述驱动控制电路开启所述第二半导体开关，开启所述第四半导体开关，并在不同时段开启所述第一半导体开关和所述第三半导体开关；
在所述第二工作模式下，通过所述驱动控制电路在不同时段开启两个半导体开关组，以使同一时段内两个桥臂组中一个导通，另一个关闭，所述两个半导体开关组中一个半导体开关组包括所述第三半导体开关和所述第二半导体开关，另一个半导体开关组包括所述第一半导体开关和所述第四半导体开关，两个桥臂组中一个桥臂组包括所述第一下桥臂和所述第二上桥臂，另一个桥臂组包括所述第二下桥臂和所述第一上桥臂。
22.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，所述整流器还包括：第一交流信号开关模块，
所述方法还包括：
在所述第二工作模式下，通过所述驱动控制电路开启所述第一交流信号开关模块，以使所述第一输入端的电信号中低频分量经过所述第一电感，高频分量经过所述第一交流信号开关模块；
在所述第一工作模式下，通过所述驱动控制电路关闭所述第一交流信号开关模块。
23.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，所述整流器还包括：第二交流信号开关模块和第三交流信号开关模块，
所述方法还包括：
在所述第二工作模式下，通过所述驱动控制电路开启所述第二交流信号开关模块，以使所述第一输入端的电信号中低频分量经过所述第一电感，高频分量经过所述第二交流信号开关模块；通过所述驱动控制电路开启所述第三交流信号开关模块，以使所述第二输入端的电信号中低频分量经过所述第二电感，高频分量经过所述第三交流信号开关模块；
在所述第一工作模式下，通过所述驱动控制电路关闭所述第二交流信号开关模块和所述第三交流信号开关模块。
24.一种芯片，其特征在于，所述芯片包括可编程逻辑电路和/或存储有程序指令，用于实现如权利要求19至23任一所述的整流器的驱动方法。
25.一种芯片，其特征在于，包括整流器，以及与所述整流器连接的谐振电路和输出电容，
所述整流器为权利要求1至18任一所述的整流器；
所述谐振电路用于接收发送端设备发送的电信号，并将所述电信号提供给所述整流器的输入端，所述输入端为第一输入端，或者，所述输入端为第一输入端和第二输入端；
所述输出电容用于将所述整流器转换得到的直流电信号进行稳压处理，并提供给负载。
26.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备装载有权利要求25所述的芯片。
CN201880091474.8A 2018-06-30 2018-06-30 整流器及其驱动方法、芯片、电力设备 Active CN111869085B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/CN2018/093916 WO2020000481A1 (zh) 2018-06-30 2018-06-30 整流器及其驱动方法、芯片、电力设备

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111869085A CN111869085A (zh) 2020-10-30
CN111869085B true CN111869085B (zh) 2022-02-18

Family

ID=68984427

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201880091474.8A Active CN111869085B (zh) 2018-06-30 2018-06-30 整流器及其驱动方法、芯片、电力设备

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN111869085B (zh)
WO (1) WO2020000481A1 (zh)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103441691A (zh) * 2013-07-19 2013-12-11 浙江大学 一种谐振型电力电子变流器及变流器装置
CN104883038A (zh) * 2015-06-15 2015-09-02 山东大学 一种应用负压关断半桥电路驱动器的半桥电路及其方法
CN106208788A (zh) * 2016-08-29 2016-12-07 东北电力大学 一种基于aac的多模块电压源型逆变器
CN107888106A (zh) * 2017-12-04 2018-04-06 黑龙江大学 小功率高频双向ac‑dc双管变换器及无线充电方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9998179B2 (en) * 2012-03-09 2018-06-12 Auckland Uniservices Limited Shorting period control in inductive power transfer systems
CN204465378U (zh) * 2014-08-28 2015-07-08 深圳维普创新科技有限公司 推挽逆变器
CN105186705B (zh) * 2015-08-04 2017-11-10 宁波微鹅电子科技有限公司 一种高效率的电能发射端、非接触电能传输装置和电能传输方法
CN105703450A (zh) * 2016-04-15 2016-06-22 中国计量大学 基于低频pwm整流器及补偿电容的无线充电装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103441691A (zh) * 2013-07-19 2013-12-11 浙江大学 一种谐振型电力电子变流器及变流器装置
CN104883038A (zh) * 2015-06-15 2015-09-02 山东大学 一种应用负压关断半桥电路驱动器的半桥电路及其方法
CN106208788A (zh) * 2016-08-29 2016-12-07 东北电力大学 一种基于aac的多模块电压源型逆变器
CN107888106A (zh) * 2017-12-04 2018-04-06 黑龙江大学 小功率高频双向ac‑dc双管变换器及无线充电方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN111869085A (zh) 2020-10-30
WO2020000481A1 (zh) 2020-01-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10554115B2 (en) Harmonic reduction apparatus for wireless power transfer systems
US9853460B2 (en) Power conversion circuit, power transmission system, and power conversion system
US10833594B2 (en) System and method of controlling a power converter having an LC tank coupled between a switching network and a transformer winding
WO2014103430A1 (ja) ワイヤレス電力伝送システム
US20110037444A1 (en) Bridgeless Boost PFC Circuits and Systems With Reduced Common Mode EMI
CN100418293C (zh) 容性耦合的电源
CN103141008A (zh) 无线供电装置及无线供电***
CN110148960B (zh) 一种功率变换电路、逆变器及控制方法
US11437854B2 (en) Variable wireless power transfer system
US10367414B2 (en) Switch-mode power supply
CN111869085B (zh) 整流器及其驱动方法、芯片、电力设备
CN110277901B (zh) 一种电源***
JP2003235269A (ja) 電力変換装置のノイズ低減装置
TW202015304A (zh) 用於傳輸電力至具轉換器之電力負載之裝置
US11569757B2 (en) System for transferring electrical power to an electrical load
CN210608949U (zh) 变压整流电路及充电器
US11894765B2 (en) Power conversion device
US11855530B1 (en) Resonant converter with multiple resonant tank circuits
CN216774387U (zh) 一种电流型无线充电发射端和设备
EP4084283A1 (en) Wireless power transmission device for inductive electric power transmission and method for operating the power transmission device for supporting zero-voltage switching
TWI840390B (zh) 用於傳送電力至電力負載之系統
JP7259067B2 (ja) バッテリーモジュール内のノイズフィルタ
US20240171010A1 (en) Structures for In-Band Communications in Wireless Charging
US20220352756A1 (en) Wireless Power Transfer Apparatus for TWS Phone
CN117097148A (zh) Llc变换器、电源模块和充电装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant