[發(fā)明專利]抗偏移無線充電電路及控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010815653.0
• 申請日: 2020-08-14
• 公開（公告）號: CN111682627B
• 公開（公告）日: 2020-11-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 胡錦敏;侯延進(jìn)
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳赫茲創(chuàng)新技術(shù)有限公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;H02J7/04;H02J50/12
• 代理公司: 深圳盛德大業(yè)知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44333
• 代理人: 賈振勇

本發(fā)明適用于無線充電技術(shù)領(lǐng)域，提供了一種抗偏移無線充電電路及控制方法，電路包括：逆變單元與直流電源連接，用于將直流電源輸出的直流電信號轉(zhuǎn)換為第一交流電信號；諧振單元包括諧振調(diào)整模塊、無線輸出模塊、與無線輸出模塊無線對接的無線接收模塊，無線輸出模塊與逆變單元的輸出端連接接收第一交流電信號，諧振調(diào)整模塊與無線輸出模塊連接，用于使無線輸出模塊的發(fā)射線圈的電流在預(yù)設(shè)的三個電流檔位之間切換；整流單元與無線接收模塊連接，用于將無線接收模塊輸出的第二交流電信號進(jìn)行整流后輸出。本實(shí)施例可保證WPT系統(tǒng)一直工作在感性區(qū)，提高了系統(tǒng)的抗偏移能力，能夠提高在寬耦合系數(shù)區(qū)間內(nèi)傳輸功率的穩(wěn)定性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于無線充電技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種抗偏移無線充電電路及控制方法。

背景技術(shù)

無線功率傳輸（WPT）作為一種理想的供電方式，以安全性高、充電范圍大和可控性好等優(yōu)勢得到了快速發(fā)展并被廣泛用于設(shè)備電源，例如電動汽車充電，物料搬運(yùn)及礦山或水下的電源系統(tǒng)等比較惡劣的環(huán)境。

為了實(shí)現(xiàn)恒定功率輸出和高效率，在設(shè)計WPT系統(tǒng)時一般優(yōu)先選擇電感器、電容器、電容器系列（LCC-S）補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，其中，發(fā)射端提供LCC補(bǔ)償，接收端提供串聯(lián)補(bǔ)償，電路結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。通過利用LCC-S補(bǔ)償，諧振轉(zhuǎn)換器以預(yù)定的恒定諧振頻率將額定功率傳遞到標(biāo)稱負(fù)載。初級側(cè)電流與負(fù)載無關(guān)，以確保恒定的功率輸出。

但是，在實(shí)際使用過程中，WPT系統(tǒng)中發(fā)射線圈與接收線圈間相對位置偏移的客觀存在，會引起系統(tǒng)耦合系數(shù)的變化，導(dǎo)致輸出功率發(fā)生較大的波動，所以急需一種保證輸出功率達(dá)到額定功率的前提下使電源有效利用率最高且抗偏移能力強(qiáng)的電路結(jié)構(gòu)設(shè)計。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實(shí)施例提供一種抗偏移無線充電電路，旨在解決WPT系統(tǒng)中發(fā)射線圈與接收線圈間相對位置偏移導(dǎo)致輸出功率波動的問題。

本發(fā)明實(shí)施例是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種抗偏移無線充電電路，其特征在于，包括：

逆變單元，逆變單元與直流電源連接，用于將直流電源輸出的直流電信號轉(zhuǎn)換為第一交流電信號；

諧振單元，諧振單元包括諧振調(diào)整模塊、無線輸出模塊、與無線輸出模塊無線對接的無線接收模塊，無線輸出模塊與逆變單元的輸出端連接接收第一交流電信號，諧振調(diào)整模塊與無線輸出模塊連接，用于使無線輸出模塊的發(fā)射線圈的電流在預(yù)設(shè)的三個電流檔位之間切換；

整流單元，整流單元與無線接收模塊連接，用于將無線接收模塊輸出的第二交流電信號進(jìn)行整流后輸出。

更進(jìn)一步地，無線輸出模塊包括第一電感Lr、第一電阻Rp、第一電容Cp、第二電容Cr和作為發(fā)射線圈的第二電感Lp，第一電感Lr的一端與逆變單元的第一端連接，第一電感Lr的另一端依次通過第一電容Cp、第二電感Lp和第一電阻Rp連接至逆變單元的第二端，第二電容Cr與第一電容Cp、第二電容Cr和第一電阻Rp的串聯(lián)體并聯(lián)。

更進(jìn)一步地，諧振調(diào)整模塊包括第一調(diào)整電容Cx1、第二調(diào)整電容Cx2、第三調(diào)整電容Cx3、第四調(diào)整電容Cy1和第五調(diào)整電容Cy2，第一調(diào)整電容Cx1串聯(lián)于第一電感Lr和第一電容Cp之間的線路上，第二調(diào)整電容Cx2和第三調(diào)整電容Cx3并聯(lián)后與第一調(diào)整電容Cx1并聯(lián)，第四調(diào)整電容Cy1和第五調(diào)整電容Cy2均與第二電容Cr并聯(lián)，第二調(diào)整電容Cx2、第三調(diào)整電容Cx3、第四調(diào)整電容Cy1和第五調(diào)整電容Cy2的一端分別設(shè)有控制開關(guān)。

更進(jìn)一步地，無線接收模塊包括接收線圈Ls、第二電阻Rs和第三電容Cs，接收線圈Ls的一端與整流單元的第一端連接，接收線圈Ls的另一端依次通過第二電阻Rs和第三電容Cs與整流單元的第二端連接。