[發明專利]一種無線電能傳輸裝置

有效

• 申請號: 202011385655.7
• 申請日: 2020-12-01
• 公開（公告）號: CN112491162B
• 公開（公告）日: 2022-12-27
• 發明（設計）人: 張博深;李煌;劉鑫;藍建宇;楊喜軍;唐厚君;高飛
• 申請（專利權）人: 上海交通大學;上海空間電源研究所
• 主分類號: H02J50/12
• 分類號: H02J50/12;H02M7/5387;H02M7/217
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 王愛濤

1.一種無線電能傳輸裝置，其特征在于，所述裝置包括：直流穩壓電源、半橋逆變電路、磁耦合諧振電路、單管有源整流器、負載裝置、電流傳感器、電壓傳感器和控制器；所述直流穩壓電源依次通過所述半橋逆變電路、所述磁耦合諧振電路和所述單管有源整流器連接；所述控制器分別與所述電流傳感器、所述電壓傳感器和所述單管有源整流器中的第三開關管的第二端連接；

所述單管有源整流器包括：第三開關管、二極管和第六電容；所述第三開關管的第一端分別與所述二極管的陽極和所述磁耦合諧振電路連接，所述二極管的陰極分別與所述第六電容的一端和所述負載裝置的一端連接，所述第三開關管的第三端分別與所述磁耦合諧振電路、所述第六電容的另一端和所述負載裝置的另一端連接；

所述電流傳感器用于采集負載輸出電流；所述電壓傳感器用于采集負載輸出電壓；所述控制器用于根據所述負載輸出電流和所述負載輸出電壓控制所述第三開關管的工作狀態；

所述控制器包括：

選擇模塊，用于選擇電能傳輸模式；當所述電能傳輸模式為恒流傳輸模式時，則獲取所述電流傳感器采集的負載輸出電流；當所述電能傳輸模式為恒壓傳輸模式時，則獲取所述電壓傳感器采集的負載輸出電壓；

第一判斷模塊，用于判斷所述負載輸出電流是否小于設定電流值；如果所述負載輸出電流小于設定電流值，則第t時刻的占空比為D_t＝D_t-1-ΔD，其中，ΔD為占空比增量；如果所述負載輸出電流大于或等于設定電流值，則第t時刻的占空比為D_t＝D_t-1+ΔD；

第二判斷模塊，用于判斷所述負載輸出電壓是否小于設定電壓值；如果所述負載輸出電壓小于設定電壓值，則第t時刻的占空比為D_t＝D_t-1-ΔD；如果所述負載輸出電壓大于或等于設定電壓值，則第t時刻的占空比為D_t＝D_t-1+ΔD；

執行模塊，用于根據第t時刻的占空比控制所述第三開關管的工作狀態。

2.根據權利要求1所述的無線電能傳輸裝置，其特征在于，所述半橋逆變電路包括：

第一電容、第二電容、第一開關管和第二開關管；所述直流穩壓電源的正極與所述第一電容的一端連接，所述第一電容的另一端與所述第二電容的一端連接，所述第二電容的另一端與所述直流穩壓電源的陰極連接，所述第一開關管的第一端和第一電容的一端連接，所述第一開關管的第三端與所述第二開關管的第一端連接，所述第二開關管的第三端與所述第二電容的另一端連接。

3.根據權利要求2所述的無線電能傳輸裝置，其特征在于，所述磁耦合諧振電路包括：

第一電感、第三電容、第四電容、變壓器和第五電容；所述第一電感的一端與所述第一電容的另一端連接，所述第一電感的另一端分別與所述第三電容的一端和所述第四電容的一端連接，所述第三電容的另一端分別與所述第一開關管的第三端和所述變壓器的第二端連接，所述第四電容的另一端與所述變壓器的第一端連接，所述變壓器的第三端與所述第五電容的一端連接，所述變壓器的第四端與所述第三開關管的第三端連接，所述第五電容的另一端與所述第三開關管的第一端連接。

4.根據權利要求2所述的無線電能傳輸裝置，其特征在于，所述第一開關管、所述第二開關管和所述第三開關管均為MOSFET，所述第一端為漏極，所述第二端為柵極，所述第三端為源極。

5.根據權利要求2所述的無線電能傳輸裝置，其特征在于，所述第一電容、所述第二電容和所述第六電容均為電解電容。

6.根據權利要求2所述的無線電能傳輸裝置，其特征在于，所述控制器為TMS320F28335。

7.根據權利要求2所述的無線電能傳輸裝置，其特征在于，所述直流穩壓電源的額定電壓為220V。