[發(fā)明專利]電動(dòng)自行車磁耦合諧振式無(wú)線充電器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410002988.5
• 申請(qǐng)日: 2014-01-03
• 公開（公告）號(hào): CN103779951A
• 公開（公告）日: 2014-05-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃曉東;周挺;葉震濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 無(wú)錫市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心
• 主分類號(hào): H02J7/02
• 分類號(hào): H02J7/02;H02J17/00
• 代理公司: 無(wú)錫市大為專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32104
• 代理人: 曹祖良

1.一種電動(dòng)自行車磁耦合諧振式無(wú)線充電器，其特征在于：包括主電路部分和控制電路部分；

主電路部分包括全橋整流濾波電路、半橋逆變電路、發(fā)射端串聯(lián)諧振電路、接收端串聯(lián)諧振電路、高頻變壓器T1、高頻整流濾波電路；

控制電路部分包括接收端電壓電流檢測(cè)電路、接收端充電數(shù)據(jù)發(fā)送電路、發(fā)射端無(wú)線數(shù)據(jù)接收電路、發(fā)射端電流檢測(cè)電路、鎖相環(huán)頻率跟蹤電路、PWM逆變控制電路、逆變驅(qū)動(dòng)電路；

輸入交流電壓經(jīng)全橋整流濾波電路轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的直流電壓Ud1，經(jīng)半橋逆變電路輸出高頻交流電壓U1，在發(fā)射端串聯(lián)諧振電路中產(chǎn)生諧振電壓和諧振電流即發(fā)射回路諧振電流i1；接收端串聯(lián)諧振電路和發(fā)射端串聯(lián)諧振電路的諧振頻率相等，通過(guò)電磁耦合諧振產(chǎn)生接收回路輸出電壓U2，接收回路輸出電壓U2經(jīng)高頻變壓器T1變換成和輸出充電電壓Uo對(duì)應(yīng)的高頻電壓，經(jīng)高頻整流濾波電路進(jìn)行整流和濾波，輸出充電電壓Uo；

接收端電壓電流檢測(cè)電路檢測(cè)接收端輸出的充電電壓和充電電流，隨后充電電壓和充電電流數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)接收端充電數(shù)據(jù)發(fā)送電路無(wú)線發(fā)射；發(fā)射端無(wú)線數(shù)據(jù)接收電路接收并將接收到的充電電壓和充電電流數(shù)據(jù)傳送給PWM逆變控制電路；發(fā)射回路諧振電流通過(guò)發(fā)射端電流檢測(cè)電路采集檢測(cè)后，經(jīng)過(guò)鎖相環(huán)頻率跟蹤電路產(chǎn)生頻率跟蹤信號(hào)，給PWM逆變控制電路；PWM逆變控制電路根據(jù)設(shè)定的充電電壓給定值、充電電壓和充電電流檢測(cè)值和頻率跟蹤信號(hào)，產(chǎn)生對(duì)應(yīng)頻率和脈沖寬度的PWM脈寬調(diào)制控制信號(hào)，經(jīng)逆變驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行隔離和功率放大，輸出驅(qū)動(dòng)脈沖Ug1和Ug2，控制半橋逆變電路中的開關(guān)管。

2.如權(quán)利要求1所述的電動(dòng)自行車磁耦合諧振式無(wú)線充電器，其特征在于：

所述全橋整流濾波電路包括二極管D1～D4和濾波電容Cd1，二極管D1～D4組成一輸入端全橋整流電路，濾波電容Cd1并聯(lián)在輸入端全橋整流電路的兩輸出端；

所述半橋逆變電路包括MOS開關(guān)管VT1、VT2和反并聯(lián)二極管VD1、VD2；所述發(fā)射端串聯(lián)諧振電路包括串聯(lián)的諧振電容C1和發(fā)射線圈L1；開關(guān)管VT1、VT2的柵極分別接驅(qū)動(dòng)脈沖Ug1和Ug2，開關(guān)管VT1的漏極接輸入端全橋整流電路的正輸出端，源極接開關(guān)管VT2的漏極，開關(guān)管VT2的源極接輸入端全橋整流電路的負(fù)輸出端；二極管VD1的陰極和陽(yáng)極分別接開關(guān)管VT1的漏極和源極；二極管VD2的陰極和陽(yáng)極分別接開關(guān)管VT2的漏極和源極；

開關(guān)管VT1源極和開關(guān)管VT2漏極連接的節(jié)點(diǎn)接發(fā)射端串聯(lián)諧振電路的一端，發(fā)射端串聯(lián)諧振電路的另一端接輸入端全橋整流電路的負(fù)輸出端。

3.如權(quán)利要求2所述的電動(dòng)自行車磁耦合諧振式無(wú)線充電器，其特征在于：

所述接收端串聯(lián)諧振電路包括串聯(lián)的諧振電容C2和接收線圈L2；串聯(lián)諧振電路的兩端分別和高頻變壓器T1的初級(jí)兩端相連；

諧振電容C1和發(fā)射線圈L1的取值，以及諧振電容C2和接收線圈L2的取值使得接收端串聯(lián)諧振電路和發(fā)射端串聯(lián)諧振電路的諧振頻率相等，并且諧振頻率小于200KHz。

4.如權(quán)利要求3所述的電動(dòng)自行車磁耦合諧振式無(wú)線充電器，其特征在于：所述高頻整流濾波電路包括二極管Dr1～Dr4和濾波電容Cd2，二極管Dr1～Dr4組成高頻全橋整流電路，該高頻全橋整流電路的輸入端接高頻變壓器T1的次級(jí)兩端，濾波電容Cd2并聯(lián)在該高頻全橋整流電路的兩輸出端。

5.如權(quán)利要求4所述的電動(dòng)自行車磁耦合諧振式無(wú)線充電器，其特征在于：

所述接收端電壓電流檢測(cè)電路，包括直流電壓傳感器V2和直流電流傳感器A2，用于檢測(cè)輸出充電電壓和充電電流；直流電壓傳感器V2并聯(lián)在高頻全橋整流電路的兩輸出端，直流電流傳感器A2設(shè)置在高頻全橋整流電路的一個(gè)輸出端。

6.如權(quán)利要求5所述的電動(dòng)自行車磁耦合諧振式無(wú)線充電器，其特征在于：

所述接收端充電數(shù)據(jù)發(fā)送電路用于將充電電壓和充電電流數(shù)據(jù)無(wú)線發(fā)送到發(fā)射端無(wú)線數(shù)據(jù)接收電路中；發(fā)射端無(wú)線數(shù)據(jù)接收電路用于接收充電電壓和充電電流數(shù)據(jù)并傳送給PWM逆變控制電路。

7.如權(quán)利要求6所述的電動(dòng)自行車磁耦合諧振式無(wú)線充電器，其特征在于：

所述發(fā)射端電流檢測(cè)電路包括電流傳感器A1，用于檢測(cè)發(fā)射端串聯(lián)諧振電路的電流即發(fā)射回路諧振電流i1。