[實用新型]一種自激感應耦合功率傳輸系統的起振電路

有效

• 申請號: 201821678125.X
• 申請日: 2018-10-16
• 公開（公告）號: CN208723632U
• 公開（公告）日: 2019-04-09
• 發明（設計）人: 劉樹林;郭瑞峰;吳浩;胡傳義;嚴紀志;裴晉軍;趙倩
• 申請（專利權）人: 西安科技大學
• 主分類號: H02J50/12
• 分類號: H02J50/12;H02M7/537
• 代理公司: 西安啟誠專利知識產權代理事務所(普通合伙) 61240
• 代理人: 李艷春

本實用新型公開了一種自激感應耦合功率傳輸系統的起振電路，自激感應耦合功率傳輸系統包括逆變變換器和諧振網絡，自激感應耦合功率傳輸系統的起振電路包括驅動控制電路和起振電路；諧振網絡包括并聯的電容C2和耦合變壓器電感L4，驅動控制電路包括比較器U1、比較器U2、電源驅動芯片TPS2812、二極管D1和二極管D2；起振電路包括MOSFET開關管Q3、電阻R6、電阻12、電阻15、晶閘管Q4、二極管D3、二極管D4、二極管D5、二極管D6和二極管D7。本實用新型電路結構簡單，設計合理，實現方便且成本低，能夠快速、有效地實現自激感應耦合功率傳輸系統的起振，實用性強，適用范圍廣，具有良好的推廣應用價值。

技術領域

本實用新型屬于自激感應耦合功率傳輸系統控制技術領域，具體涉及一種自激感應耦合功率傳輸系統的起振電路。

背景技術

近年來，能源大數據技術、分布式協同控制、直流電網、電動汽車技術、儲電技術、大功率電力電子器件等技術的迅猛發展標志著能源互聯網革命的興起。無線電能傳輸(WPT)作為能源互聯網的重要組成技術，面向設備能量傳輸環節，解決了傳統有線輸電的磨損、漏電、火花放電等各種問題，增強了設備對復雜工況的適應能力。

在工程應用中，感應耦合電能傳輸感應耦合電能傳輸(Inductive Coupled PowerTransfer，ICPT)系統的耦合距離、原副邊線圈夾角及對心度、負載等參數經常發生變化。尤其當ICPT系統的原邊采用并聯補償或一些復合補償時，所選參數變化會使原邊諧振網絡固有頻率發生漂移，從而使工作頻率與諧振固有頻率不一致，導致松耦合變壓器傳輸效率下降，因而，諧振頻率跟蹤對于提高ICPT系統的效率、改善ICPT系統對復雜工況的適應能力具有重要意義。目前，對于ICPT控制系統諧振頻率跟蹤通常采用軟件算法或者鎖相環芯片硬件方式實現。第一種方法軟件算法，通過采集諧振網絡頻率信號經過比較器處理后獲得高低電平信號，然后在微處理器上用算法實現相位關系調節，最終得到與諧振頻率相等的驅動信號。此方法程序設計比較復雜，而且諧振頻率跟蹤過程用時長。第二種方法采用硬件鎖相環，首先通過電流互感器檢測諧振回路的電流信號，電流信號轉換為電壓信號，電壓信號再經過差分放大后得到電壓V_P,然后對V_P進行相位補償，并與參考電壓比較，得到與諧振頻率一致的脈沖電壓信號,最后將脈沖信號輸入到鎖相環，鎖相環輸出一個與V_C頻率相同的的脈沖到PWM驅動器控制主電路的開關管的通斷。硬件鎖相環電路設計復雜，當鎖相環的頻率較高時，系統受溫度影響較大。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題在于針對上述現有技術中的不足，提供一種自激感應耦合功率傳輸系統的起振電路，其電路結構簡單，設計合理，實現方便且成本低，能夠快速、有效地實現自激感應耦合功率傳輸系統的起振，實用性強，適用范圍廣，具有良好的推廣應用價值。

為解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案是：一種自激感應耦合功率傳輸系統的起振電路，所述自激感應耦合功率傳輸系統包括逆變變換器和諧振網絡，其特征在于：所述自激感應耦合功率傳輸系統的起振電路包括驅動控制電路和起振電路；所述逆變變換器包括MOSFET開關管Q1、MOSFET開關管Q2、電感L1、電感L2、電感L3、電阻R2和電阻R5，所述電感L2和電感L3串聯后的一端與MOSFET開關管Q1的漏極連接，所述電感L2和電感L3串聯后的另一端與MOSFET開關管Q2的漏極連接，所述電感L1的一端與電感L2和電感L3的連接端連接，所述電感L1的另一端為逆變變換器的輸入端Vi，所述電阻R5接在MOSFET開關管Q1的柵極與源極之間，所述電阻R2接在MOSFET開關管Q2的柵極與源極之間；所述諧振網絡包括并聯的電容C2和耦合變壓器電感L4，所述電容C2和耦合變壓器電感L4并聯后的一端與MOSFET開關管Q1的漏極連接，所述電容C2和耦合變壓器電感L4并聯后的另一端與MOSFET開關管Q2的漏極連接；