[發明專利]一種基于單切換開關的可集成于景觀設備的恒流轉恒壓無線充電電路

在審

• 申請號: 202310046780.2
• 申請日: 2023-01-31
• 公開（公告）號: CN116131401A
• 公開（公告）日: 2023-05-16
• 發明（設計）人: 崔茹
• 申請（專利權）人: 陜西理工大學
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;H02J50/10;H02J50/12;H02M3/335
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 周濤;胡紅娟

本發明公開了一種基于單切換開關的可集成于景觀設備的恒流轉恒壓無線充電電路，一種基于單切換開關的可集成于景觀設備的恒流轉恒壓無線充電電路，其特征在于，包括初級諧振網絡和次級諧振網絡，所述初級諧振網絡包括初級線圈Lsubgt;T/subgt;、初級逆變器、電感Lsubgt;F/subgt;、電容Csubgt;T/subgt;和電容Csubgt;F/subgt;；所述電感Lsubgt;F/subgt;、電容Csubgt;T/subgt;與所述初級線圈Lsubgt;T/subgt;串聯，所述電容Csubgt;F/subgt;并聯在電容Csubgt;T/subgt;與初級逆變器的右橋臂開關管間；切換開關Ssubgt;0/subgt;一側與初級逆變器的左橋臂中間節點連接，另一側與電感Lsubgt;F/subgt;相連；所述次級諧振網絡包括串聯的次級線圈Lsubgt;R/subgt;、電容Csubgt;R/subgt;和次級整流器，次級整流器輸出經濾波電容后，直接與電池并聯進行恒流轉恒壓充電；本發明開關少、儲能元件少且控制簡單。

技術領域

本發明涉及無線充電技術領域，具體涉及一種基于單切換開關的可集成于景觀設備的恒流轉恒壓無線充電電路。

背景技術

無線充電是各類設備設施智能化發展的必然方向，將廣泛應用于各類景觀場景。目前，恒流轉恒壓的充電規則已被廣泛使用，因此在無線充電電路的設計上，人們也開始探索恒流轉恒壓所適應的拓撲電路。

論文《Hybrid?IPT?Topologies?With?Constant?Current?or?Constant?VoltageOutput?for?Battery?Charging?Applications》設計了一種可在SS、PS拓撲結構之間切換的無線充電電路，當拓撲切換時，即為電路輸出從恒流轉為恒壓。但是該電路需要用到額外三個開關來實現轉換功能，增加了電路的功耗以及復雜度。

論文《Analysis?and?Design?of?an?LCCC/S-Compensated?WPT?System?WithConstant?Output?Characteristics?for?Battery?Charging?Applications》提出了一種LCCC-S拓撲結構來實現恒流轉恒壓的充電輸出，由于電路初級側增加了多個電容、電感元件，因此電路系統的體積較大，并且在儲能元件上的熱損耗會增加。此外，該方法需要在不同充電階段調節系統頻率，實現難度較高。

公告號為CN110138097B的專利說明書中公開了一種采用特殊拓撲結構實現恒流恒壓磁感應式充電系統，包括：通過線圈耦合器進行耦合的原邊補償網絡和副邊補償網絡、并聯在原邊補償網絡中的全橋逆變器、并聯在副邊補償網絡中的單相不可控整流濾波電路；副邊補償網絡總管還設有充電控制電路和電池負載。該方案需要在次級側需要采樣與反饋控制，電路體積較大。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于單切換開關的可集成于景觀設備的恒流轉恒壓無線充電電路，開關少、儲能元件少且控制簡單，能方便集成于各類景觀設備中。

一種基于單切換開關的可集成于景觀設備的恒流轉恒壓無線充電電路，包括初級諧振網絡和次級諧振網絡，所述初級諧振網絡包括初級線圈L_T、初級逆變器、電感L_F、電容C_T和電容C_F；所述電感L_F、電容C_T與所述初級線圈L_T串聯，所述電容C_F并聯在電容C_T與初級逆變器的右橋臂開關管間；切換開關S₀一側與初級逆變器的左橋臂中間節點連接，另一側與電感L_F相連；所述次級諧振網絡包括串聯的次級線圈L_R、電容C_R和次級整流器，次級整流器輸出經濾波電容后，直接與電池并聯進行恒流轉恒壓充電；系統運行角頻率ω₀以及各儲能元件參數由式(1)確定：