[實用新型]一種無線輸電接收系統半控整流橋軟開關電路

有效

• 申請號: 201822150648.3
• 申請日: 2018-12-20
• 公開（公告）號: CN209217968U
• 公開（公告）日: 2019-08-06
• 發明（設計）人: 楊國勛;寇秋林;姚辰
• 申請（專利權）人: 浙江萬安億創電子科技有限公司
• 主分類號: H02M7/219
• 分類號: H02M7/219;H02J50/12
• 代理公司: 杭州宇信知識產權代理事務所(普通合伙) 33231
• 代理人: 王健

本實用新型提供了一種無線輸電接收系統半控整流橋軟開關電路，包括耦接于接收線圈和負載之間的主功率電路，以及輔助控制電路；主功率電路包括母線電解電容Co、諧振電容Cs、開關管Qs、二極管D1、D2和D3；輔助控制電路包括集成運放、比較器、邏輯電路和光耦等。正常工作時，接收線圈上存在發射線圈引起的感應電壓。通過采樣電阻分壓和隔離光耦轉換，可檢測出整流橋輸入側的負電壓的時序。利用線性運放和比較器，將期望電壓與實際電壓比較，產生PWM控制信號。將控制信號和之前的負電壓信號進行“與”邏輯，輸出的信號將保證半控整流橋的開關管在體二極管導通時開通，實現軟開關的功能。

技術領域

本實用新型涉及電子電路技術領域，具體涉及一種用于無線輸電接收系統中的帶交流電壓檢測、負載電壓控制和邏輯運算的軟開關控制電路。

背景技術

無線輸電系統是電力電子領域的一個重要組成部分，目前針對無線輸電系統的研究非常廣泛。

針對無線輸電系統接收側電壓的調節控制，研究人員提出了發射側間接控制和接收側直接控制兩類控制方法。在發射側進行接收側電壓控制的方法由于通信和系統慣性存在控制延遲的問題。而在接收側進行直接控制可以實現更快的響應速度。目前接收側電壓控制的方法，一種是在整流橋和負載間加入DC/DC變化電路，另一種是采用全橋控制器替換整流橋。但是兩種方法都不可避免的會大大增加接收器體積。此外考慮功率損耗時，大電流流過開關管時產生的功率損耗遠小于相同電流流經二極管時產生的損耗，能夠增加系統的轉化效率。在此情況下，半控整流橋電路成為一個很好的選擇，既能減小體積，又能實現電壓調節，還能在一定程度上降低損耗。

但是目前針對此半控整流橋的軟開關方法研究很少。而實際工程應用中，軟開關技術在大功率的整流電路中是極其必要的。一來能減少由于硬開關而造成的功率損耗，二來也減少了硬開關引起的電壓電流尖峰和諧波。

綜上所述，隨著無線輸電技術的推廣和副邊電壓整流的需要，半控整流橋將會有很廣泛的應用。同時，針對其中開關管的軟開關技術也必不可少，將是很重要的研究方向。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種可應用于無線輸電系統半控整流橋，實現其中開關管軟開關的電路。

為了實現上述目的，本實用新型采用了如下技術方案：

一種無線輸電接收系統半控整流橋軟開關電路，包括耦接于接收線圈和負載之間的主功率電路，以及輔助控制電路；

所述主功率電路包括母線電解電容Co、二極管D1-D3、諧振電容Cs及開關管Qs，其中，母線電解電容Co并聯耦接于負載電阻R兩端，二極管D1、D2的負極耦接母線電解電容Co的一端，二極管D1的正極耦接諧振電容Cs的一端和開關管Qs的D極，諧振電容Cs的另一端耦接接收線圈Ls的一端，二極管D1的正極耦接接收線圈Ls的另一端和二極管D3的負極，二極管D3的正極耦接母線電解電容Co的另一端和開關管Qs的S極；

所述輔助控制電路包括第一采用單元、第二采用單元、電阻R4、采樣電容C1、線性運放U1、比較器U2、隔離光耦U3及邏輯與門芯片U4，其中，第一采樣單元的輸入端用于采集負載電壓，輸出端耦接線性運放U1的反相端和采樣電容C1的一端，采樣電容C1的另一端耦接電阻R4的一端，電阻R4的另一端耦接線性運放U1的輸出端和比較器U2的同相端，線性運放U1的同相端用于耦接參考電壓，比較器U2的反相端用于載波輸入，比較器U2的輸出端耦接邏輯與門芯片U4的第一輸入端，第二采用單元的輸入端用于采集主功率電路整流橋輸入電壓，輸出端耦接隔離光耦U3的輸入端，隔離光耦U3的輸出端耦接邏輯與門芯片U4的第二輸入端，邏輯與門芯片U4的輸出端耦接開關管Qs的G極。

一種具體實施例中，所述第一采樣單元包括電阻R1-R3，其中電阻R1的一端耦接負載電阻R的正極輸入端，另一端耦接電阻R2和R3的一端，電阻R2的另一端接地，電阻R3的另一端耦接線性運放U1的反相端。