[發明專利]非接觸式的小功率電能傳輸系統

在審

• 申請號: 201410580764.2
• 申請日: 2014-10-27
• 公開（公告）號: CN105576839A
• 公開（公告）日: 2016-05-11
• 發明（設計）人: 王耀斌
• 申請（專利權）人: 陜西高新能源發展有限公司
• 主分類號: H02J17/00
• 分類號: H02J17/00;H02H3/08
• 代理公司: 西安億諾專利代理有限公司 61220
• 代理人: 劉斌

技術領域

本發明涉及電能傳輸技術領域，具體涉及一種非接觸式的小功率電能傳輸系統。

背景技術

傳統的電能傳輸，主要通過導線進行傳輸，電源與負載之間需直接物理接觸。在日常生活中，隨著用電設備的增加，直接的物理接觸既不方便又增加了用電的安全隱患。另外，隨著人工器官以及水下探測裝置的發展，非接觸充電成為一種迫切的需求。

由于非接觸式電能傳輸屬于松散耦合，電能傳輸效率較低。一般采用高頻逆變電路，通過提高頻率來提高傳輸效率。在高頻逆變電路中，許多控制芯片價格昂貴，使用復雜，不適于現在的大規模生產及使用。

發明內容

本發明旨在提出一種以SG3525為控制核心，具有過流保護功能的非接觸式小功率電能傳輸系統。

本發明的技術方案在于：

非接觸式的小功率電能傳輸系統，由能量發射和能量接收兩部分組成；其中，能量發射部分包括依次串聯的整流濾波線路、逆變電路、原邊補償電路和原邊繞組電路；能量接收部分由依次串聯的副邊繞組電路、副邊補償電路、調節電路組成；通過調節電路連接外接負載。

優選地，所述的原邊補償電路與逆變電路之間通過一個電流保護電路。

更優選地，所述的電流保護電路由依次串聯的電流采樣電阻、運算放大器以及控制電路組成；其中，電流采樣電阻串接在原邊補償電路上，控制電路連接逆變電路。

更優選地，所述的控制電路采用G3525芯片，由欠壓鎖定電路、軟啟動控制電路以及PWM鎖存器組成。

或者優選地，所述的逆變電路采用全橋逆變電路，驅動電路采用兩片IR2111芯片。

或者優選地，所述的原邊繞組電路以及副邊繞組電路均繞制在EE型鐵氧體磁芯上。

本發明的技術效果在于：

本發明設計的以SG3525為控制核心的小功率非接觸式電能傳輸系統簡單可靠，可實現電能的高效傳輸。若將接收到的電壓經整流濾波和穩壓管7805后，供給單節鋰電池管理芯片TL4906，即可實現對單節鋰電池的無線充電，結構簡單、易于大規模推廣及使用。

附圖說明

圖1為本發明非接觸式的小功率電能傳輸系統的結構示意圖。

具體實施方式

非接觸式的小功率電能傳輸系統，由能量發射和能量接收兩部分組成；其中，能量發射部分包括依次串聯的整流濾波線路、逆變電路、原邊補償電路和原邊繞組電路；能量接收部分由依次串聯的副邊繞組電路、副邊補償電路、調節電路組成；通過調節電路連接外接負載。

其中，原邊補償電路與逆變電路之間通過一個電流保護電路。電流保護電路由依次串聯的電流采樣電阻、運算放大器以及控制電路組成；其中，電流采樣電阻串接在原邊補償電路上，控制電路連接逆變電路。控制電路采用G3525芯片，由欠壓鎖定電路、軟啟動控制電路以及PWM鎖存器組成。逆變電路采用全橋逆變電路，驅動電路采用兩片IR2111芯片。原邊繞組電路以及副邊繞組電路均繞制在EE型鐵氧體磁芯上。

本發明工頻交流電經降壓，全橋整流電路，濾波電路變為可供使用的直流電，通過逆變電路產生高頻交變電流，完成了從低頻交流電到高頻交流電的轉換，產生的高頻交流電供給原邊繞組電路，從而在原邊繞組電路產生變化的磁場，副邊繞組電路通過感應耦合接收電能，經副邊補償電路以及調節電路之后，即可向負載提供參數合適的直流電。

在全橋諧振逆變電路中，串接電流采樣電阻，可實現對電路中電流的采樣。將采集到的電壓反饋到控制電路SG3525，從而實現電路的過流保護，由于采的電壓較小，因此需經運算放大器進行放大，放大后的電壓與參考電壓進行比較，比較結果輸人到SG3525的10腳。經放大后的采樣電壓若小于參考電壓，則輸出低電平；若大于參考電壓，則輸出高電平，使SG3525關斷，實現過流保護功能。