[發(fā)明專利]具有多負(fù)載頻率適應(yīng)性的無線充電系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410437036.6
• 申請日: 2014-08-29
• 公開（公告）號: CN104218640A
• 公開（公告）日: 2014-12-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陶成軒;王麗芳;廖承林;郭彥杰
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院電工研究所
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;H02J17/00
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責(zé)任公司 11251
• 代理人: 關(guān)玲

1.一種具有多負(fù)載頻率適應(yīng)性的無線充電系統(tǒng)，包括初級電能發(fā)射裝置(3)和次級用電設(shè)備裝置(4)；所述的初級電能發(fā)射裝置(3)包括整流濾波電路(30)、DC/DC變換電路(31)、驅(qū)動控制電路(33)、逆變電路(34)和發(fā)射線圈(37)；所述的次級用電設(shè)備裝置(4)包括接收線圈(40)、諧振補(bǔ)償電路(41)、高頻整流濾波電路(43)、驅(qū)動控制電路(44)、DC/DC變換電路(45)和電池(46)，其特征在于，所述的初級電能發(fā)射裝置(3)還包括信息接收處理電路(32)、諧振補(bǔ)償電容陣列(35)和諧振補(bǔ)償電感陣列(36)；所述的次級用電設(shè)備裝置(4)還包括信息管理反饋電路(42)；

所述的初級電能發(fā)射裝置(3)的整流濾波電路(30)與電網(wǎng)輸入電源相連，整流后的直流電壓輸出至DC/DC變換電路(31)；DC/DC變換電路(31)的輸出與逆變電路(34)的輸入相連；逆變電路(34)的輸出與由諧振補(bǔ)償電容陣列(35)、諧振補(bǔ)償電感陣列(36)、發(fā)射線圈(37)三部分串聯(lián)組成的諧振網(wǎng)絡(luò)相連；信息接收處理電路(32)與驅(qū)動控制電路(33)相連；驅(qū)動控制電路(33)的輸出分別與逆變電路(34)、諧振補(bǔ)償電容陣列(35)、諧振補(bǔ)償電感陣列(36)相連；信息接收處理電路(32)接收次級用電設(shè)備裝置(4)反饋的功率等級、工作頻率和充電狀態(tài)信息，通過驅(qū)動控制電路(33)驅(qū)動控制逆變電路(34)輸出交變電能的頻率，以及配置諧振補(bǔ)償電容陣列(35)、諧振補(bǔ)償電感陣列(36)的電容值和電感值，確定初級電能發(fā)射裝置(3)的工作模式；

所述的次級用電設(shè)備裝置(4)的接收線圈(40)與諧振補(bǔ)償電路(41)串聯(lián)后連接至高頻整流濾波電路(43)的輸入端，高頻整流濾波電路(43)的輸出端與DC/DC變換電路(45)的輸入端相連；DC/DC變換電路(45)的輸出端與電池(46)相連；接收線圈(40)與驅(qū)動控制電路(44)相連；驅(qū)動控制電路(44)分別與信息管理反饋電路(42)及DC/DC變換電路(45)相連，驅(qū)動控制電路(44)控制次級用電設(shè)備裝置(4)向初級電能發(fā)射裝置(3)反饋功率等級、工作頻率、充電狀態(tài)，并控制DC/DC變換電路(45)向電池(46)充電。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有多負(fù)載頻率適應(yīng)性的無線充電系統(tǒng)，其特征在于：所述的信息接收處理電路(32)通過藍(lán)牙無線通信方式接收次級用電設(shè)備裝置(4)的信息管理反饋電路(42)反饋的特征信息，反饋至初級電能發(fā)射裝置(3)，根據(jù)反饋信息確定初級電能發(fā)射裝置(3)的工作模式。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有多負(fù)載頻率適應(yīng)性的無線充電系統(tǒng)，其特征在于：當(dāng)所述的次級用電設(shè)備裝置(4)的反饋組合功率等級超過初級電能發(fā)射裝置(3)的最大輸出功率時(shí)，初級電能發(fā)射裝置(3)的驅(qū)動控制電路(33)間歇性輸出驅(qū)動脈沖，控制逆變電路(34)“打嗝”式輸出，初級電能發(fā)射裝置(3)處于逆變電路(34)“打嗝”式輸出的間歇工作模式；

次級用電設(shè)備裝置(4)反饋單個(gè)頻率信息時(shí)，初級電能發(fā)射裝置(3)處于固定頻率工作模式；

次級用電設(shè)備裝置(4)反饋多個(gè)頻率信息時(shí)，初級電能發(fā)射裝置(3)交替配置投切以適應(yīng)多個(gè)頻率的諧振補(bǔ)償電容陣列(35)、諧振補(bǔ)償電感陣列(36)的參數(shù)，然后交替控制驅(qū)動逆變電路(34)產(chǎn)生多個(gè)不同頻率、穩(wěn)定幅值的交變電流，使初級電能發(fā)射裝置(3)處于交替頻率工作模式，同時(shí)為多個(gè)不同諧振頻率的用電設(shè)備充電；

次級用電設(shè)備裝置(4)反饋頻率信息超出初級電能發(fā)射裝置(3)的工作頻率段或其他系統(tǒng)故障時(shí)，初級電能發(fā)射裝置(3)的驅(qū)動控制電路(33)停止輸出驅(qū)動脈沖，控制逆變電路(34)關(guān)閉，此時(shí)初級電能發(fā)射裝置(3)處于故障工作模式。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有多負(fù)載頻率適應(yīng)性的無線充電系統(tǒng)，其特征在于：所述的諧振補(bǔ)償電容陣列(35)由多個(gè)電容及與之對應(yīng)的雙向可控硅串聯(lián)，然后再并聯(lián)組成；開通雙向可控硅即把與之對應(yīng)的電容投入到諧振電路中，關(guān)斷雙向可控硅即把與之對應(yīng)的電容切出到諧振電路外。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的具有多負(fù)載頻率適應(yīng)性的無線充電系統(tǒng)，其特征在于：所述的諧振補(bǔ)償電容陣列(35)由12個(gè)電容值分別為1、2、4、8、10、20、40、80、100、200、400、800nF的電容及與之對應(yīng)的12只雙向可控硅串聯(lián)，然后再并聯(lián)組成；該電容陣列的電容值可調(diào)范圍為1～999nF、調(diào)節(jié)精度為1nF。