无线充电电路、无线充电装置和无线充电系统的制作方法
专利名称:无线充电电路、无线充电装置和无线充电系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开一种无线充电电路、无线充电装置和无线充电系统，其中，无线充电电路包括发射电路，发射电路包括逆变电路、与逆变电路连接的发射线圈模块、第一控制电路、第一检测电路以及为逆变电路提供电源的直流电源电路；直流电源电路的输入端与电网连接；第一检测电路的检测端与发射线圈模块连接，第一检测电路的输出端与第一控制电路的反馈接收端连接，第一控制电路的控制端与逆变电路连接；其中，第一检测电路，用于检测发射线圈模块的电源电压；第一控制电路，用于根据发射线圈模块的电压控制逆变电路的工作频率。本实用新型有利于提高发射线圈模块的发射功率。
【专利说明】
无线充电电路、无线充电装置和无线充电系统
技术领域
[0001] 本实用新型涉及汽车无线充电技术领域，特别涉及一种无线充电电路、无线充电 装置和无线充电系统。
【背景技术】
[0002] 在汽车无线充电时，由于无线充电系统的原边和副边之间是通过变压器连接，即 并没有实际上的物理连接，使得原边和副边之间难以形成稳定的闭合环路，要对充电系统 进行控制时，只能依靠预设或预估的充电控制参数进行控制，导致对无线充电系统的控制 与实际不相符，控制不可靠。 【实用新型内容】
[0003] 本实用新型的主要目的是提供一种无线充电电路，旨在提高无线充电系统的控制 性能。
[0004] 为实现上述目的，本实用新型提出的无线充电电路，包括发射电路，所述发射电路 包括逆变电路、与所述逆变电路连接的发射线圈模块、第一控制电路、第一检测电路以及为 所述逆变电路提供电源的直流电源电路;所述直流电源电路的输入端与电网连接;所述第 一检测电路的检测端与所述发射线圈模块连接，所述第一检测电路的输出端与所述第一控 制电路的反馈接收端连接，所述第一控制电路的控制端与所述逆变电路连接;其中，
[0005] 所述第一检测电路，用于检测所述发射线圈模块的电源电压；
[0006] 所述第一控制电路，用于根据所述发射线圈的电压控制所述逆变电路的工作频 率。
[0007] 优选地，所述直流电源电路包括第一整流电路和/或辅助直流电源。
[0008] 优选地，所述直流电源电路包括第一整流电路和辅助直流电源，所述第一整流电 路和辅助直流电源并联连接于所述电网和所述逆变电路之间;所述辅助直流电源的输出端 与所述逆变电路和所述第二整流电路的公共连接点之间设置有单向导通电路。
[0009] 优选地，所述无线充电电路还包括接收电路，该接收电路包括接收线圈模块、开关 电路、第二整流电路第二检测电路及第二控制电路;所述接收线圈模块、开关电路、第二整 流电路依次连接，所述第二检测电路的检测端与所述接收线圈模块连接，所述第二检测电 路的输出端与所述第二控制电路的反馈接收端连接，所述第二控制电路的控制端与所述开 关电路连接;其中，
[0010]所述第二检测电路，用于检测所述接收线圈模块的电源电压；
[0011]所述第二控制电路，用于根据所述接收线圈模块的电源电压相应控制所述开关电 路闭合或者断开。
[0012] 优选地，所述开关电路包括可控开关，所述可控开关设置在所述接收线圈模块的 任意一端，所述可控开关与所述第二控制电路连接。
[0013] 本实用新型进一步提供一种无线充电装置，基于无线充电电路，包括：
[0014] 连通模块，用于控制直流电源电路与逆变电路连通，并使所述逆变电路和发射线 圈模块工作；
[0015] 调频模块，用于当第二检测电路检测到接收线圈模块中有电信号，并断开接收线 圈模块与第二整流电路时，第一控制电路调节逆变电路的工作频率；
[0016] 获取模块，用于获取发射线圈上最强或最弱的电信号所对应的逆变电路的工作频 率。
[0017] 优选地，所述获取模块包括：
[0018] 记录单元，用于记录逆变电路的即时频率和与所述即时频率对应的发射线圈上的 即时电信号强度；
[0019] 比对单元，用于比对每一即时频率所对应的即时电信号强度；
[0020] 获取单元，用于获取与最强或最弱的即时电信号对应的即时频率。
[0021] 本实用新型进一步提供一种无线充电的基建侧，所述基建侧包括发射电路，所述 发射电路包括逆变电路、与所述逆变电路连接的发射线圈模块、第一控制电路、第一检测电 路以及为所述逆变电路提供电源的直流电源电路;所述直流电源电路的输入端与电网连 接;所述第一检测电路的检测端与所述发射线圈模块连接，所述第一检测电路的输出端与 所述第一控制电路的反馈接收端连接，所述第一控制电路的控制端与所述逆变电路连接； 其中，
[0022]所述第一检测电路，用于检测所述发射线圈模块的电源电压；
[0023]所述第一控制电路，用于根据所述发射线圈的电压控制所述逆变电路的工作频 率。
[0024] 本实用新型进一步提供一种无线充电的车载侧，所述车载侧包括接收电路，该接 收电路包括接收线圈模块、开关电路、第二整流电路第二检测电路及第二控制电路;所述接 收线圈模块、开关电路、第二整流电路依次连接，所述第二检测电路的检测端与所述接收线 圈模块连接，所述第二检测电路的输出端与所述第二控制电路的反馈接收端连接，所述第 二控制电路的控制端与所述开关电路连接;其中，
[0025] 所述第二检测电路，用于检测所述接收线圈模块的电源电压；
[0026] 所述第二控制电路，用于根据所述接收线圈模块的电源电压相应控制所述开关电 路闭合或者断开。
[0027] 本实用新型在无线充电系统对动力电池进行充电前，接通直流电源电路、逆变电 路和发射线圈，并通过第一控制电路调整逆变电路的工作频率，根据随逆变电路的工作频 率变化而变化的发射线圈上的电信号强度，获取发射线圈的谐振频率，并将逆变电路的工 作频率调节为谐振频率，使得发射线圈的发射功率得到有效提高，有利于提高无线充电系 统的控制性能，使得无线充电系统的工作频率更加准确、高效。
【附图说明】
[0028] 为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例 或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅 是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提 下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
[0029] 图1为本实用新型无线充电系统一实施例的结构示意图；
[0030] 图2为实用新型无线充电电路一实施例的电路结构示意图；
[0031] 图3为图2中基建侧部分的细化结构示意图；
[0032] 图4为图2中车载侧部分的细化结构示意图；
[0033] 图5为本实用新型无线充电方法一实施例的流程结构示意图；
[0034] 图6为本实用新型无线充电方法另一实施例的流程结构示意图；
[0035] 图7为本实用新型无线充电装置一实施例的模块结构示意图；
[0036] 图8为本实用新型无线充电装置另一实施例的模块结构示意图。
[0037] 附图标号说明：
[0039] 本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
【具体实施方式】
[0040] 下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行 清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部 的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提 下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0041] 需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……） 仅用于解释在某一特定姿态（如附图所示）下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如 果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
[0042] 另外，在本实用新型中涉及"第一"、"第二"等的描述仅用于描述目的，而不能理解 为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有"第一"、 "第二"的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方 案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合 出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求 的保护范围之内。
[0043] 为了提高无线充电系统的控制性能，本实用新型提供一种无线充电系统，参照图1 和图2,该无线充电系统包括基建侧Π 和车载侧I。所述基建侧Π 包括发射电路，所述发射电 路包括逆变电路200、与所述逆变电路200连接的发射线圈模块300、第一控制电路400、第一 检测电路以及为所述逆变电路200提供电源的直流电源电路，所述直流电源电路的输入端 与电网连通。所述第一检测电路的检测端与所述发射线圈模块连接，所述第一检测电路的 输出端与所述第一控制电路的反馈接收端连接，所述第一控制电路的控制端与所述逆变电 路连接。所述发射线圈模块300包括发射线圈和串联于其上的第一补偿电容，所述第一检测 电路，用于检测所述发射线圈模块的电源电压。所述第一控制电路400与所述逆变电路200 连接用以根据所述发射线圈的电压调节所述逆变电路200的工作频率。所述车载侧I包括接 收电路，所述接收电路包括接收线圈模块500、开关电路、第二控制电路、第二检测电路600 以及第二整流电路700。所述接收线圈模块500、开关电路、第二整流电路700依次连接。所述 第二检测电路700的检测端与所述接收线圈模块500连接，所述第二检测电路的输出端与所 述第二控制电路的反馈接收端连接。所述第二控制电路的控制端与所述开关电路连接。其 中，所述第二检测电路，用于检测所述接收线圈模块的电源电压，所述第二控制电路，用于 根据所述接收线圈模块的电源电压相应控制所述开关电路闭合或者断开。当然，通常情况 下，在车载侧I还包括用于控制第二检测电路600的第二控制器800,动力电池和串联在第二 整流电路700和动力电池之间的BMS(电池管理系统）。
[0044] 具体地，本实施例中，电网为直流电源电路供电，直流电源电路为逆变电路200和 发射线圈300供电。充电之前，当直流电源电路与逆变电路200和发射线圈300连通时，与发 射线圈300对应设置的接收线圈模块500接收发射线圈300发射的能量，并在接收线圈模块 500中产生电信号（电流或电压），当第二检测电路600检测到接收线圈模块500中存在电信 号时，控制接收线圈模块500和第二整流电路700断开，以使发射线圈300处于基准状态。接 收线圈模块500和第二整流电路700断开后，第一控制电路400调节逆变电路200的工作频 率，此时，发射线圈300上的电信号将随逆变电路200的工作频率变化而变化。变化过程中， 获取与强度最强或最弱的电信号对应的逆变电路200的工作频率，此工作频率为发射线圈 300的谐振频率。在为接收电路中的动力电池充电时，将逆变电路200的工作频率调节为谐 振频率，使得发射线圈300的发射功率得到有效提高，有利于提高无线充电系统的控制性 能，使得无线充电系统的工作频率更加准确、高效。
[0045] 下面的实施例中，本实用新型提出一种无线充电电路。
[0046] 参照图2至图4,在本实用新型实施例中，该无线充电电路包括发射电路，所述发射 电路包括逆变电路200、与所述逆变电路200连接的发射线圈模块300、第一控制电路400、第 一检测电路以及为所述逆变电路200提供电源的直流电源电路，所述直流电源电路的输入 端与电网连接。所述第一检测电路的检测端与所述发射线圈模块连接，所述第一检测电路 的输出端与所述第一控制电路的反馈接收端连接，所述第一控制电路400的控制端与所述 逆变电路200连接。所述发射线圈模块300包括发射线圈和串联于其上的第一补偿电容。所 述第一检测电路，用于检测所述发射线圈模块300的电源电压。所述第一控制电路400与所 述逆变电路200连接用以调节所述逆变电路200的工作频率。
[0047] 具体地，本实施例中，直流电源电路为低压电源，用于为逆变电路200和发射线圈 模块300提供直流电源，为检测发射线圈模块300的谐振频率提供电能。直流电源电路的形 式可以有很多，如为蓄电池，亦或是交流电源和将交流电源转换为直流电源的转换电路。在 发射电路工作之前，为了提供发射线圈模块300的效率，需要对发射线圈模块300的谐振频 率进行检测，并将逆变电路200的工作频率调整为谐振频率。当直流电源电路、逆变电路200 和发射线圈模块300连通时，第一控制电路400调整逆变电路200的工作频率，此时，发射线 圈模块300上的电信号将随逆变电路200的工作频率变化而变化。变化过程中，获取与强度 最强或最弱的电信号对应的逆变电路200的工作频率，此工作频率为发射线圈模块300的谐 振频率。参照图3，其中，第一控制电路400控制Sd和逆变电路200的SI、S2、S3、S4。
[0048] 在无线充电系统对动力电池进行充电前，接通直流电源电路、逆变电路200和发射 线圈模块300,并通过第一控制电路400调整逆变电路200的工作频率，根据随逆变电路200 的工作频率变化而变化的发射线圈模块300上的电信号强度，获取发射线圈模块300的谐振 频率，并将逆变电路200的工作频率调节为谐振频率，使得发射线圈模块300的发射功率得 到有效提高，有利于提高无线充电系统的控制性能，使得无线充电系统的工作频率更加准 确、高效。
[0049] 下面举几个直流电源电路的实施例，所述直流电源电路包括第一整流电路110和/ 或辅助直流电源120。
[0050] 参照图2，当直流电源电路为第一整流电路110时，第一整流电路110的输入端与电 网连通，第一整流电路110的输出端与逆变电路200连通。其中，第一整流电路110为DC/DC调 压电路，可通过调节DC/DC电路实现较低的电压输出，这样可以减小干扰和损耗。
[0051 ]当直流电源电路为辅助直流电源120时，辅助直流电源120的输入端与电网连通， 辅助直流电源120的输出端与逆变电路200连通。其中，辅助直流电源120为低压直流电源， 辅助直流电源120可以将电网的交流电转换后直接输出给逆变电路200和发射线圈模块 300,也可以先存储，然后再输出给逆变电路200和发射线圈模块300。
[0052] 当第一整流电路110和辅助直流电源120同时存在时，可以择一使用也可以同时使 用。为了防止在正常充电时出现能量倒灌至辅助直流电源120的现象出现，所述辅助直流电 源120的输出端与所述逆变电路200和所述第二整流电路700的公共连接点之间设置有单向 导通电路。该单向导通电路只允许直流电从辅助直流电源120向逆变电路200,阻止逆变电 路200端高压时电能倒灌。
[0053] 为了更好的实现，所述无线充电电路的接收电路包括依次串联的接收线圈模块 500、第二检测电路600以及第二整流电路700，所述接收线圈模块500上串联有第二补偿电 容。所述第二检测电路600用于检测所述接收线圈模块500的通电情况，并根据通电情况控 制所述接收线圈模块500和所述第二整流电路700的连通和断开。所述无线充电电路还包括 接收电路，该接收电路包括接收线圈模块500、开关电路、第二整流电路700、第二检测电路 600及第二控制电路。所述接收线圈模块500、开关电路、第二整流电路700依次连接，所述第 二检测电路600的检测端与所述接收线圈模块500连接。所述第二检测电路600的输出端与 所述第二控制电路的反馈接收端连接，所述第二控制电路的控制端与所述开关电路连接。 其中，接收线圈模块500包括接收线圈和第二补偿电容。所述第二检测电路，用于检测所述 接收线圈模块的电源电压;所述第二控制电路，用于根据所述接收线圈模块的电源电压相 应控制所述开关电路闭合或者断开。
[0054]本实施例中，当发射线圈模块300有电能发射时，接收线圈模块500接收电能，此 时，第二检测电路600检测到接收线圈模块500中有电信号（电流或电压)存在（当然，此电信 号的强度在满足一定的阀值时才能被检测到），第二检测电路600断开接收线圈模块500和 第二整流电路700,使得副边线圈空载。断开接收线圈模块500和第二整流电路700的方式有 很多，以在接收线圈模块500的任意一端或者两端同时设置可控开关为例。当然，可控开关 为开关电路的一部分，其中，可控开关为继电器、接触器、IGBT或M0SFET等可控制开通和断 开的开关器件。可控开关与第二检测电路600连通，并被第二检测电路600控制。通过可控开 关的设置，使得接收线圈模块500和第二整流电路700的连通与断开简单易行。参照图4,第 二控制器800控制可控开关S5。当然，为了使得无线充电系统可以正常通电，在发射线圈的 谐振频率检测出来后，接收线圈在再次通电时，接线线圈模块500和第二整流电路700不再 断开。
[0055]参照图5,本实用新型进一步提出一种无线充电方法，该无线充电方法基于上述实 施例中的无线充电电路，无线充电方法包括以下步骤：
[0056] S10:连通直流电源电路与逆变电路200和发射线圈模块300;
[0057]本实施例中，使直流电源电路为逆变电路200和发射线圈模块300供电，发射线圈 模块300中有电信号经过。此时，逆变电路200以一定的频率工作，此工作频率在预设的频率 范围内，逆变电路200的工作频率可以取到频率范围的端值。
[0058] S20:当第二检测电路600检测到接收线圈模块500中有电信号，并断开接收线圈模 块500与第二整流电路700时，第一控制电路400调节逆变电路200的工作频率；
[0059] 本实施例中，与发射线圈模块300对应的接收线圈模块500中有电信号经过时，当 第二检测电路600检测到该电信号时，断开接收线圈模块500和第二整流电路700,使接收线 圈模块500接收到的电信号不能传递至动力电池中存储。即让充电变压器的副边端空载。针 对发射线圈模块300，设置逆变电路200的工作频率区间，在工作频率区间内调节逆变电路 200的工作频率。控制逆变电路200按照预设的步长在预设的频率范围内变化，直至逆变电 路200经历频率范围的最大值和最小值。具体地，逆变电路200开始工作的初始频率可以是 频率调整范围的上限或下限，也可以是上限或下限之间的任意频率。如果选择的初始频率 是频率下限，那么频率从频率下限调整到频率上限。如果初始频率选择为频率上限，那么将 频率由初始频率调整到频率下限。如果初始频率选择为频率上限和频率下限之间的任意 值，频率可以从初始频率向频率上限调整，然后再有频率上限调整到频率下限，也可以从初 始频率调整到频率下限，然后再从频率下限调整到频率上限。
[0060] S30:获取发射线圈模块300上最强或最弱的电信号所对应的逆变电路200的工作 频率。
[0061] 本实施例中，电信号可以为电流信号，也可以为电压信号，以电流信号为例。随着 逆变电路200工作频率的调整，发射线圈模块300中的电流值随之变化。在逆变电路200的工 作频率调整一轮(频率的上限和下限均被经历一次)后，查找最大的电流值，然后获取与最 大电流值对应的逆变电路200的工作频率，该工作频率即为发射线圈模块300的谐振频率。 当然，在一些实施例中，谐振频率可以与最弱的电信号对应。其中，电流的判断依据根据具 体的补偿拓扑确定，如串串补偿拓扑(变压器原边的补偿电容和原边绕组串联)符合串联谐 振特点，在谐振频率点的电流最大。通过检测发射线圈模块300的谐振频率，并将逆变电路 200的工作频率调整为谐振频率，使得发射电路的工作效率得到有效提高，有利于无线充电 系统的控制。
[0062] 参照图6,下面具体介绍如何获取发射线圈模块300上最强或最弱的电信号所对应 的逆变电路200的工作频率：
[0063] S31:记录逆变电路200的即时频率和与所述即时频率对应的发射线圈模块300的 即时电信号强度；
[0064]本实施例中，即时频率为逆变电路200的当前工作频率，即时电信号强度为与当前 工作频率对应的当前电信号的强度。记录逆变电路200每一即时频率时的即时电信号强度。
[0065] S32:比对每一即时频率所对应的即时电信号强度；
[0066] 逐个比对所有的即时电信号，得出即时电信号强度的最大值或最小值。当然在一 些实施例中，相邻两即时电信号比对，保留与即时电信号强度较大值对应的即时频率，舍掉 较小值，上一次比对的较大值与新的即时电信号强度进行比对。直至找到与即时电信号强 度最大值对应的即时频率。
[0067] S33:获取与最强或最弱的即时电信号对应的即时频率。
[0068] 根据即时电信号的最大值或最小值，查找出与即时电信号的最大值或最小值对应 的即时频率，该即时频率为发射线圈模块300的谐振频率。当电信号为电流或电压时，与电 流或电压的最大值对应的即时频率为谐振频率。
[0069]参照图7,本实用新型进一步提供一种无线充电装置，该无线充电装置基于无线充 电电路，包括：
[0070] 连通模块10,用于连通直流电源电路与逆变电路200和发射线圈模块300;
[0071] 本实施例中，使直流电源电路为逆变电路200和发射线圈模块300供电，发射线圈 模块300中有电信号经过。此时，逆变电路200以一定的频率工作，此工作频率在预设的频率 范围内，逆变电路200的工作频率可以取到频率范围的端值。
[0072]调频模块20,用于当第二检测电路600检测到接收线圈模块500中有电信号，并断 开接收线圈模块500与第二整流电路700时，第一控制电路400调节逆变电路200的工作频 率；
[0073] 本实施例中，与发射线圈模块300对应的接收线圈模块500中有电信号经过时，当 第二检测电路600检测到该电信号时，断开接收线圈模块500和第二整流电路700,使接收线 圈模块500接收到的电信号不能传递至动力电池中存储。即让充电变压器的副边端空载。针 对发射线圈模块300，设置逆变电路200的工作频率区间，在工作频率区间内调节逆变电路 200的工作频率。控制逆变电路200按照预设的步长在预设的频率范围内变化，直至逆变电 路200经历频率范围的最大值和最小值。具体地，逆变电路200开始工作的初始频率可以是 频率调整范围的上限或下限，也可以是上限或下限之间的任意频率。如果选择的初始频率 是频率下限，那么频率从频率下限调整到频率上限。如果初始频率选择为频率上限，那么将 频率由初始频率调整到频率下限。如果初始频率选择为频率上限和频率下限之间的任意 值，频率可以从初始频率向频率上限调整，然后再有频率上限调整到频率下限，也可以从初 始频率调整到频率下限，然后再从频率下限调整到频率上限。
[0074] 获取模块30,用于获取发射线圈模块300上最强或最弱的电信号所对应的逆变电 路200的工作频率。
[0075]本实施例中，电信号可以为电流信号，也可以为电压信号，以电流信号为例。随着 逆变电路200工作频率的调整，发射线圈模块300中的电流值随之变化。在逆变电路200的工 作频率调整一轮(频率的上限和下限均被经历一次)后，查找最大的电流值，然后获取与最 大电流值对应的逆变电路200的工作频率，该工作频率即为发射线圈模块300的谐振频率。 当然，在一些实施例中，谐振频率可以与最弱的电信号对应。其中，电流的判断依据根据具 体的补偿拓扑确定，如串串补偿拓扑(变压器原边的补偿电容和原边绕组串联)符合串联谐 振特点，在谐振频率点的电流最大。通过检测发射线圈模块300的谐振频率，并将逆变电路 200的工作频率调整为谐振频率，使得发射电路的工作效率得到有效提高，有利于无线充电 系统的控制。
[0076]参照图8，进一步地，所述获取模块包括：
[0077] 记录单元31，用于记录逆变电路200的即时频率和与所述即时频率对应的发射线 圈模块300的即时电信号强度；
[0078] 本实施例中，即时频率为逆变电路200的当前工作频率，即时电信号强度为与当前 工作频率对应的当前电信号的强度。记录逆变电路200每一即时频率时的即时电信号强度。
[0079] 比对单元32,用于比对每一即时频率所对应的即时电信号强度；
[0080] 逐个比对所有的即时电信号，得出即时电信号强度的最大值或最小值。当然在一 些实施例中，相邻两即时电信号比对，保留与即时电信号强度较大值对应的即时频率，舍掉 较小值，上一次比对的较大值与新的即时电信号强度进行比对。直至找到与即时电信号强 度最大值对应的即时频率。
[0081] 获取单元33,用于获取与最强或最弱的即时电信号对应的即时频率。
[0082] 根据即时电信号的最大值或最小值，查找出与即时电信号的最大值或最小值对应 的即时频率，该即时频率为发射线圈模块300的谐振频率。当电信号为电流或电压时，与电 流或电压的最大值对应的即时频率为谐振频率。
[0083] 本实用新型进一步提出一种无线充电的基建侧，所述基建侧包括发射电路，所述 发射电路包括逆变电路、与所述逆变电路连接的发射线圈模块、第一控制电路、第一检测电 路以及为所述逆变电路提供电源的直流电源电路，所述直流电源电路的输入端与电网连 接。所述第一检测电路的检测端与所述发射线圈模块连接，所述第一检测电路的输出端与 所述第一控制电路的反馈接收端连接，所述第一控制电路的控制端与所述逆变电路连接。 其中，所述第一检测电路，用于检测所述发射线圈模块的电源电压。所述第一控制电路，用 于根据所述发射线圈的电压控制所述逆变电路的工作频率。
[0084] 本实用新型进一步提出一种无线充电的车载侧，所述车载侧包括接收电路，该接 收电路包括接收线圈模块、开关电路、第二整流电路第二检测电路及第二控制电路。所述接 收线圈模块、开关电路、第二整流电路依次连接，所述第二检测电路的检测端与所述接收线 圈模块连接，所述第二检测电路的输出端与所述第二控制电路的反馈接收端连接，所述第 二控制电路的控制端与所述开关电路连接。其中，所述第二检测电路，用于检测所述接收线 圈模块的电源电压。所述第二控制电路，用于根据所述接收线圈模块的电源电压相应控制 所述开关电路闭合或者断开。
[0085] 以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围， 凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构 变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。
【主权项】
1. 一种无线充电电路，其特征在于，包括发射电路，所述发射电路包括逆变电路、与所 述逆变电路连接的发射线圈模块、第一控制电路、第一检测电路以及为所述逆变电路提供 电源的直流电源电路;所述直流电源电路的输入端与电网连接;所述第一检测电路的检测 端与所述发射线圈模块连接，所述第一检测电路的输出端与所述第一控制电路的反馈接收 端连接，所述第一控制电路的控制端与所述逆变电路连接;其中， 所述第一检测电路，用于检测所述发射线圈模块的电源电压； 所述第一控制电路，用于根据所述发射线圈模块的电压控制所述逆变电路的工作频 率。2. 如权利要求1所述的无线充电电路，其特征在于，所述直流电源电路包括第一整流电 路和/或辅助直流电源。3. 如权利要求1所述的无线充电电路，其特征在于，所述直流电源电路包括第一整流电 路和辅助直流电源，所述第一整流电路和辅助直流电源并联连接于所述电网和所述逆变电 路之间;所述辅助直流电源的输出端与所述逆变电路和所述第二整流电路的公共连接点之 间设置有单向导通电路。4. 如权利要求1所述的无线充电电路，其特征在于，所述无线充电电路还包括接收电 路，该接收电路包括接收线圈模块、开关电路、第二整流电路第二检测电路及第二控制电 路;所述接收线圈模块、开关电路、第二整流电路依次连接，所述第二检测电路的检测端与 所述接收线圈模块连接，所述第二检测电路的输出端与所述第二控制电路的反馈接收端连 接，所述第二控制电路的控制端与所述开关电路连接;其中， 所述第二检测电路，用于检测所述接收线圈模块的电源电压； 所述第二控制电路，用于根据所述接收线圈模块的电源电压相应控制所述开关电路闭 合或者断开。5. 如权利要求4所述的无线充电电路，其特征在于，所述开关电路包括可控开关，所述 可控开关与所述第二控制电路连接。6. -种无线充电装置，其特征在于，基于如权利要求1至4中任意一项所述的无线充电 电路，包括： 连通模块，用于控制直流电源电路与逆变电路连通，并使所述逆变电路和发射线圈模 块工作； 调频模块，用于当第二检测电路检测到接收线圈模块中有电信号，并断开接收线圈模 块与第二整流电路时，第一控制电路调节逆变电路的工作频率； 获取模块，用于获取发射线圈模块上最强或最弱的电信号所对应的逆变电路的工作频 率。7. 如权利要求6所述的无线充电装置，其特征在于，所述获取模块包括： 记录单元，用于记录逆变电路的即时频率和与所述即时频率对应的发射线圈模块的即 时电信号强度； 比对单元，用于比对每一即时频率所对应的即时电信号强度； 获取单元，用于获取与最强或最弱的即时电信号对应的即时频率。8. -种无线充电的基建侧，其特征在于，所述基建侧包括发射电路，所述发射电路包括 逆变电路、与所述逆变电路连接的发射线圈模块、第一控制电路、第一检测电路以及为所述 逆变电路提供电源的直流电源电路;所述直流电源电路的输入端与电网连接;所述第一检 测电路的检测端与所述发射线圈模块连接，所述第一检测电路的输出端与所述第一控制电 路的反馈接收端连接，所述第一控制电路的控制端与所述逆变电路连接;其中， 所述第一检测电路，用于检测所述发射线圈模块的电源电压； 所述第一控制电路，用于根据所述发射线圈的电压控制所述逆变电路的工作频率。9. 一种无线充电的车载侧，其特征在于，所述车载侧包括接收电路，该接收电路包括接 收线圈模块、开关电路、第二整流电路第二检测电路及第二控制电路;所述接收线圈模块、 开关电路、第二整流电路依次连接，所述第二检测电路的检测端与所述接收线圈模块连接， 所述第二检测电路的输出端与所述第二控制电路的反馈接收端连接，所述第二控制电路的 控制端与所述开关电路连接;其中， 所述第二检测电路，用于检测所述接收线圈模块的电源电压； 所述第二控制电路，用于根据所述接收线圈模块的电源电压相应控制所述开关电路闭 合或者断开。
【文档编号】H02J50/12GK205725097SQ201620349101
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年4月22日
【发明人】吴坤, 张永辉, 曹生辉, 金亮亮, 罗勇, 刘俊强, 赵勇
【申请人】中兴新能源汽车有限责任公司, 深圳市中兴新能源汽车科技有限公司
【专利摘要】本实用新型公开一种无线充电电路、无线充电装置和无线充电系统，其中，无线充电电路包括发射电路，发射电路包括逆变电路、与逆变电路连接的发射线圈模块、第一控制电路、第一检测电路以及为逆变电路提供电源的直流电源电路；直流电源电路的输入端与电网连接；第一检测电路的检测端与发射线圈模块连接，第一检测电路的输出端与第一控制电路的反馈接收端连接，第一控制电路的控制端与逆变电路连接；其中，第一检测电路，用于检测发射线圈模块的电源电压；第一控制电路，用于根据发射线圈模块的电压控制逆变电路的工作频率。本实用新型有利于提高发射线圈模块的发射功率。
【专利说明】
无线充电电路、无线充电装置和无线充电系统
技术领域
[0001] 本实用新型涉及汽车无线充电技术领域，特别涉及一种无线充电电路、无线充电 装置和无线充电系统。
【背景技术】
[0002] 在汽车无线充电时，由于无线充电系统的原边和副边之间是通过变压器连接，即 并没有实际上的物理连接，使得原边和副边之间难以形成稳定的闭合环路，要对充电系统 进行控制时，只能依靠预设或预估的充电控制参数进行控制，导致对无线充电系统的控制 与实际不相符，控制不可靠。 【实用新型内容】
[0003] 本实用新型的主要目的是提供一种无线充电电路，旨在提高无线充电系统的控制 性能。
[0004] 为实现上述目的，本实用新型提出的无线充电电路，包括发射电路，所述发射电路 包括逆变电路、与所述逆变电路连接的发射线圈模块、第一控制电路、第一检测电路以及为 所述逆变电路提供电源的直流电源电路;所述直流电源电路的输入端与电网连接;所述第 一检测电路的检测端与所述发射线圈模块连接，所述第一检测电路的输出端与所述第一控 制电路的反馈接收端连接，所述第一控制电路的控制端与所述逆变电路连接;其中，
[0005] 所述第一检测电路，用于检测所述发射线圈模块的电源电压；
[0006] 所述第一控制电路，用于根据所述发射线圈的电压控制所述逆变电路的工作频 率。
[0007] 优选地，所述直流电源电路包括第一整流电路和/或辅助直流电源。
[0008] 优选地，所述直流电源电路包括第一整流电路和辅助直流电源，所述第一整流电 路和辅助直流电源并联连接于所述电网和所述逆变电路之间;所述辅助直流电源的输出端 与所述逆变电路和所述第二整流电路的公共连接点之间设置有单向导通电路。
[0009] 优选地，所述无线充电电路还包括接收电路，该接收电路包括接收线圈模块、开关 电路、第二整流电路第二检测电路及第二控制电路;所述接收线圈模块、开关电路、第二整 流电路依次连接，所述第二检测电路的检测端与所述接收线圈模块连接，所述第二检测电 路的输出端与所述第二控制电路的反馈接收端连接，所述第二控制电路的控制端与所述开 关电路连接;其中，
[0010]所述第二检测电路，用于检测所述接收线圈模块的电源电压；
[0011]所述第二控制电路，用于根据所述接收线圈模块的电源电压相应控制所述开关电 路闭合或者断开。
[0012] 优选地，所述开关电路包括可控开关，所述可控开关设置在所述接收线圈模块的 任意一端，所述可控开关与所述第二控制电路连接。
[0013] 本实用新型进一步提供一种无线充电装置，基于无线充电电路，包括：
[0014] 连通模块，用于控制直流电源电路与逆变电路连通，并使所述逆变电路和发射线 圈模块工作；
[0015] 调频模块，用于当第二检测电路检测到接收线圈模块中有电信号，并断开接收线 圈模块与第二整流电路时，第一控制电路调节逆变电路的工作频率；
[0016] 获取模块，用于获取发射线圈上最强或最弱的电信号所对应的逆变电路的工作频 率。
[0017] 优选地，所述获取模块包括：
[0018] 记录单元，用于记录逆变电路的即时频率和与所述即时频率对应的发射线圈上的 即时电信号强度；
[0019] 比对单元，用于比对每一即时频率所对应的即时电信号强度；
[0020] 获取单元，用于获取与最强或最弱的即时电信号对应的即时频率。
[0021] 本实用新型进一步提供一种无线充电的基建侧，所述基建侧包括发射电路，所述 发射电路包括逆变电路、与所述逆变电路连接的发射线圈模块、第一控制电路、第一检测电 路以及为所述逆变电路提供电源的直流电源电路;所述直流电源电路的输入端与电网连 接;所述第一检测电路的检测端与所述发射线圈模块连接，所述第一检测电路的输出端与 所述第一控制电路的反馈接收端连接，所述第一控制电路的控制端与所述逆变电路连接； 其中，
[0022]所述第一检测电路，用于检测所述发射线圈模块的电源电压；
[0023]所述第一控制电路，用于根据所述发射线圈的电压控制所述逆变电路的工作频 率。
[0024] 本实用新型进一步提供一种无线充电的车载侧，所述车载侧包括接收电路，该接 收电路包括接收线圈模块、开关电路、第二整流电路第二检测电路及第二控制电路;所述接 收线圈模块、开关电路、第二整流电路依次连接，所述第二检测电路的检测端与所述接收线 圈模块连接，所述第二检测电路的输出端与所述第二控制电路的反馈接收端连接，所述第 二控制电路的控制端与所述开关电路连接;其中，
[0025] 所述第二检测电路，用于检测所述接收线圈模块的电源电压；
[0026] 所述第二控制电路，用于根据所述接收线圈模块的电源电压相应控制所述开关电 路闭合或者断开。
[0027] 本实用新型在无线充电系统对动力电池进行充电前，接通直流电源电路、逆变电 路和发射线圈，并通过第一控制电路调整逆变电路的工作频率，根据随逆变电路的工作频 率变化而变化的发射线圈上的电信号强度，获取发射线圈的谐振频率，并将逆变电路的工 作频率调节为谐振频率，使得发射线圈的发射功率得到有效提高，有利于提高无线充电系 统的控制性能，使得无线充电系统的工作频率更加准确、高效。
【附图说明】
[0028] 为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例 或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅 是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提 下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
[0029] 图1为本实用新型无线充电系统一实施例的结构示意图；
[0030] 图2为实用新型无线充电电路一实施例的电路结构示意图；
[0031] 图3为图2中基建侧部分的细化结构示意图；
[0032] 图4为图2中车载侧部分的细化结构示意图；
[0033] 图5为本实用新型无线充电方法一实施例的流程结构示意图；
[0034] 图6为本实用新型无线充电方法另一实施例的流程结构示意图；
[0035] 图7为本实用新型无线充电装置一实施例的模块结构示意图；
[0036] 图8为本实用新型无线充电装置另一实施例的模块结构示意图。
[0037] 附图标号说明：
[0039] 本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
【具体实施方式】
[0040] 下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行 清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部 的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提 下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0041] 需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……） 仅用于解释在某一特定姿态（如附图所示）下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如 果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
[0042] 另外，在本实用新型中涉及"第一"、"第二"等的描述仅用于描述目的，而不能理解 为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有"第一"、 "第二"的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方 案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合 出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求 的保护范围之内。
[0043] 为了提高无线充电系统的控制性能，本实用新型提供一种无线充电系统，参照图1 和图2,该无线充电系统包括基建侧Π 和车载侧I。所述基建侧Π 包括发射电路，所述发射电 路包括逆变电路200、与所述逆变电路200连接的发射线圈模块300、第一控制电路400、第一 检测电路以及为所述逆变电路200提供电源的直流电源电路，所述直流电源电路的输入端 与电网连通。所述第一检测电路的检测端与所述发射线圈模块连接，所述第一检测电路的 输出端与所述第一控制电路的反馈接收端连接，所述第一控制电路的控制端与所述逆变电 路连接。所述发射线圈模块300包括发射线圈和串联于其上的第一补偿电容，所述第一检测 电路，用于检测所述发射线圈模块的电源电压。所述第一控制电路400与所述逆变电路200 连接用以根据所述发射线圈的电压调节所述逆变电路200的工作频率。所述车载侧I包括接 收电路，所述接收电路包括接收线圈模块500、开关电路、第二控制电路、第二检测电路600 以及第二整流电路700。所述接收线圈模块500、开关电路、第二整流电路700依次连接。所述 第二检测电路700的检测端与所述接收线圈模块500连接，所述第二检测电路的输出端与所 述第二控制电路的反馈接收端连接。所述第二控制电路的控制端与所述开关电路连接。其 中，所述第二检测电路，用于检测所述接收线圈模块的电源电压，所述第二控制电路，用于 根据所述接收线圈模块的电源电压相应控制所述开关电路闭合或者断开。当然，通常情况 下，在车载侧I还包括用于控制第二检测电路600的第二控制器800,动力电池和串联在第二 整流电路700和动力电池之间的BMS(电池管理系统）。
[0044] 具体地，本实施例中，电网为直流电源电路供电，直流电源电路为逆变电路200和 发射线圈300供电。充电之前，当直流电源电路与逆变电路200和发射线圈300连通时，与发 射线圈300对应设置的接收线圈模块500接收发射线圈300发射的能量，并在接收线圈模块 500中产生电信号（电流或电压），当第二检测电路600检测到接收线圈模块500中存在电信 号时，控制接收线圈模块500和第二整流电路700断开，以使发射线圈300处于基准状态。接 收线圈模块500和第二整流电路700断开后，第一控制电路400调节逆变电路200的工作频 率，此时，发射线圈300上的电信号将随逆变电路200的工作频率变化而变化。变化过程中， 获取与强度最强或最弱的电信号对应的逆变电路200的工作频率，此工作频率为发射线圈 300的谐振频率。在为接收电路中的动力电池充电时，将逆变电路200的工作频率调节为谐 振频率，使得发射线圈300的发射功率得到有效提高，有利于提高无线充电系统的控制性 能，使得无线充电系统的工作频率更加准确、高效。
[0045] 下面的实施例中，本实用新型提出一种无线充电电路。
[0046] 参照图2至图4,在本实用新型实施例中，该无线充电电路包括发射电路，所述发射 电路包括逆变电路200、与所述逆变电路200连接的发射线圈模块300、第一控制电路400、第 一检测电路以及为所述逆变电路200提供电源的直流电源电路，所述直流电源电路的输入 端与电网连接。所述第一检测电路的检测端与所述发射线圈模块连接，所述第一检测电路 的输出端与所述第一控制电路的反馈接收端连接，所述第一控制电路400的控制端与所述 逆变电路200连接。所述发射线圈模块300包括发射线圈和串联于其上的第一补偿电容。所 述第一检测电路，用于检测所述发射线圈模块300的电源电压。所述第一控制电路400与所 述逆变电路200连接用以调节所述逆变电路200的工作频率。
[0047] 具体地，本实施例中，直流电源电路为低压电源，用于为逆变电路200和发射线圈 模块300提供直流电源，为检测发射线圈模块300的谐振频率提供电能。直流电源电路的形 式可以有很多，如为蓄电池，亦或是交流电源和将交流电源转换为直流电源的转换电路。在 发射电路工作之前，为了提供发射线圈模块300的效率，需要对发射线圈模块300的谐振频 率进行检测，并将逆变电路200的工作频率调整为谐振频率。当直流电源电路、逆变电路200 和发射线圈模块300连通时，第一控制电路400调整逆变电路200的工作频率，此时，发射线 圈模块300上的电信号将随逆变电路200的工作频率变化而变化。变化过程中，获取与强度 最强或最弱的电信号对应的逆变电路200的工作频率，此工作频率为发射线圈模块300的谐 振频率。参照图3，其中，第一控制电路400控制Sd和逆变电路200的SI、S2、S3、S4。
[0048] 在无线充电系统对动力电池进行充电前，接通直流电源电路、逆变电路200和发射 线圈模块300,并通过第一控制电路400调整逆变电路200的工作频率，根据随逆变电路200 的工作频率变化而变化的发射线圈模块300上的电信号强度，获取发射线圈模块300的谐振 频率，并将逆变电路200的工作频率调节为谐振频率，使得发射线圈模块300的发射功率得 到有效提高，有利于提高无线充电系统的控制性能，使得无线充电系统的工作频率更加准 确、高效。
[0049] 下面举几个直流电源电路的实施例，所述直流电源电路包括第一整流电路110和/ 或辅助直流电源120。
[0050] 参照图2，当直流电源电路为第一整流电路110时，第一整流电路110的输入端与电 网连通，第一整流电路110的输出端与逆变电路200连通。其中，第一整流电路110为DC/DC调 压电路，可通过调节DC/DC电路实现较低的电压输出，这样可以减小干扰和损耗。
[0051 ]当直流电源电路为辅助直流电源120时，辅助直流电源120的输入端与电网连通， 辅助直流电源120的输出端与逆变电路200连通。其中，辅助直流电源120为低压直流电源， 辅助直流电源120可以将电网的交流电转换后直接输出给逆变电路200和发射线圈模块 300,也可以先存储，然后再输出给逆变电路200和发射线圈模块300。
[0052] 当第一整流电路110和辅助直流电源120同时存在时，可以择一使用也可以同时使 用。为了防止在正常充电时出现能量倒灌至辅助直流电源120的现象出现，所述辅助直流电 源120的输出端与所述逆变电路200和所述第二整流电路700的公共连接点之间设置有单向 导通电路。该单向导通电路只允许直流电从辅助直流电源120向逆变电路200,阻止逆变电 路200端高压时电能倒灌。
[0053] 为了更好的实现，所述无线充电电路的接收电路包括依次串联的接收线圈模块 500、第二检测电路600以及第二整流电路700，所述接收线圈模块500上串联有第二补偿电 容。所述第二检测电路600用于检测所述接收线圈模块500的通电情况，并根据通电情况控 制所述接收线圈模块500和所述第二整流电路700的连通和断开。所述无线充电电路还包括 接收电路，该接收电路包括接收线圈模块500、开关电路、第二整流电路700、第二检测电路 600及第二控制电路。所述接收线圈模块500、开关电路、第二整流电路700依次连接，所述第 二检测电路600的检测端与所述接收线圈模块500连接。所述第二检测电路600的输出端与 所述第二控制电路的反馈接收端连接，所述第二控制电路的控制端与所述开关电路连接。 其中，接收线圈模块500包括接收线圈和第二补偿电容。所述第二检测电路，用于检测所述 接收线圈模块的电源电压;所述第二控制电路，用于根据所述接收线圈模块的电源电压相 应控制所述开关电路闭合或者断开。
[0054]本实施例中，当发射线圈模块300有电能发射时，接收线圈模块500接收电能，此 时，第二检测电路600检测到接收线圈模块500中有电信号（电流或电压)存在（当然，此电信 号的强度在满足一定的阀值时才能被检测到），第二检测电路600断开接收线圈模块500和 第二整流电路700,使得副边线圈空载。断开接收线圈模块500和第二整流电路700的方式有 很多，以在接收线圈模块500的任意一端或者两端同时设置可控开关为例。当然，可控开关 为开关电路的一部分，其中，可控开关为继电器、接触器、IGBT或M0SFET等可控制开通和断 开的开关器件。可控开关与第二检测电路600连通，并被第二检测电路600控制。通过可控开 关的设置，使得接收线圈模块500和第二整流电路700的连通与断开简单易行。参照图4,第 二控制器800控制可控开关S5。当然，为了使得无线充电系统可以正常通电，在发射线圈的 谐振频率检测出来后，接收线圈在再次通电时，接线线圈模块500和第二整流电路700不再 断开。
[0055]参照图5,本实用新型进一步提出一种无线充电方法，该无线充电方法基于上述实 施例中的无线充电电路，无线充电方法包括以下步骤：
[0056] S10:连通直流电源电路与逆变电路200和发射线圈模块300;
[0057]本实施例中，使直流电源电路为逆变电路200和发射线圈模块300供电，发射线圈 模块300中有电信号经过。此时，逆变电路200以一定的频率工作，此工作频率在预设的频率 范围内，逆变电路200的工作频率可以取到频率范围的端值。
[0058] S20:当第二检测电路600检测到接收线圈模块500中有电信号，并断开接收线圈模 块500与第二整流电路700时，第一控制电路400调节逆变电路200的工作频率；
[0059] 本实施例中，与发射线圈模块300对应的接收线圈模块500中有电信号经过时，当 第二检测电路600检测到该电信号时，断开接收线圈模块500和第二整流电路700,使接收线 圈模块500接收到的电信号不能传递至动力电池中存储。即让充电变压器的副边端空载。针 对发射线圈模块300，设置逆变电路200的工作频率区间，在工作频率区间内调节逆变电路 200的工作频率。控制逆变电路200按照预设的步长在预设的频率范围内变化，直至逆变电 路200经历频率范围的最大值和最小值。具体地，逆变电路200开始工作的初始频率可以是 频率调整范围的上限或下限，也可以是上限或下限之间的任意频率。如果选择的初始频率 是频率下限，那么频率从频率下限调整到频率上限。如果初始频率选择为频率上限，那么将 频率由初始频率调整到频率下限。如果初始频率选择为频率上限和频率下限之间的任意 值，频率可以从初始频率向频率上限调整，然后再有频率上限调整到频率下限，也可以从初 始频率调整到频率下限，然后再从频率下限调整到频率上限。
[0060] S30:获取发射线圈模块300上最强或最弱的电信号所对应的逆变电路200的工作 频率。
[0061] 本实施例中，电信号可以为电流信号，也可以为电压信号，以电流信号为例。随着 逆变电路200工作频率的调整，发射线圈模块300中的电流值随之变化。在逆变电路200的工 作频率调整一轮(频率的上限和下限均被经历一次)后，查找最大的电流值，然后获取与最 大电流值对应的逆变电路200的工作频率，该工作频率即为发射线圈模块300的谐振频率。 当然，在一些实施例中，谐振频率可以与最弱的电信号对应。其中，电流的判断依据根据具 体的补偿拓扑确定，如串串补偿拓扑(变压器原边的补偿电容和原边绕组串联)符合串联谐 振特点，在谐振频率点的电流最大。通过检测发射线圈模块300的谐振频率，并将逆变电路 200的工作频率调整为谐振频率，使得发射电路的工作效率得到有效提高，有利于无线充电 系统的控制。
[0062] 参照图6,下面具体介绍如何获取发射线圈模块300上最强或最弱的电信号所对应 的逆变电路200的工作频率：
[0063] S31:记录逆变电路200的即时频率和与所述即时频率对应的发射线圈模块300的 即时电信号强度；
[0064]本实施例中，即时频率为逆变电路200的当前工作频率，即时电信号强度为与当前 工作频率对应的当前电信号的强度。记录逆变电路200每一即时频率时的即时电信号强度。
[0065] S32:比对每一即时频率所对应的即时电信号强度；
[0066] 逐个比对所有的即时电信号，得出即时电信号强度的最大值或最小值。当然在一 些实施例中，相邻两即时电信号比对，保留与即时电信号强度较大值对应的即时频率，舍掉 较小值，上一次比对的较大值与新的即时电信号强度进行比对。直至找到与即时电信号强 度最大值对应的即时频率。
[0067] S33:获取与最强或最弱的即时电信号对应的即时频率。
[0068] 根据即时电信号的最大值或最小值，查找出与即时电信号的最大值或最小值对应 的即时频率，该即时频率为发射线圈模块300的谐振频率。当电信号为电流或电压时，与电 流或电压的最大值对应的即时频率为谐振频率。
[0069]参照图7,本实用新型进一步提供一种无线充电装置，该无线充电装置基于无线充 电电路，包括：
[0070] 连通模块10,用于连通直流电源电路与逆变电路200和发射线圈模块300;
[0071] 本实施例中，使直流电源电路为逆变电路200和发射线圈模块300供电，发射线圈 模块300中有电信号经过。此时，逆变电路200以一定的频率工作，此工作频率在预设的频率 范围内，逆变电路200的工作频率可以取到频率范围的端值。
[0072]调频模块20,用于当第二检测电路600检测到接收线圈模块500中有电信号，并断 开接收线圈模块500与第二整流电路700时，第一控制电路400调节逆变电路200的工作频 率；
[0073] 本实施例中，与发射线圈模块300对应的接收线圈模块500中有电信号经过时，当 第二检测电路600检测到该电信号时，断开接收线圈模块500和第二整流电路700,使接收线 圈模块500接收到的电信号不能传递至动力电池中存储。即让充电变压器的副边端空载。针 对发射线圈模块300，设置逆变电路200的工作频率区间，在工作频率区间内调节逆变电路 200的工作频率。控制逆变电路200按照预设的步长在预设的频率范围内变化，直至逆变电 路200经历频率范围的最大值和最小值。具体地，逆变电路200开始工作的初始频率可以是 频率调整范围的上限或下限，也可以是上限或下限之间的任意频率。如果选择的初始频率 是频率下限，那么频率从频率下限调整到频率上限。如果初始频率选择为频率上限，那么将 频率由初始频率调整到频率下限。如果初始频率选择为频率上限和频率下限之间的任意 值，频率可以从初始频率向频率上限调整，然后再有频率上限调整到频率下限，也可以从初 始频率调整到频率下限，然后再从频率下限调整到频率上限。
[0074] 获取模块30,用于获取发射线圈模块300上最强或最弱的电信号所对应的逆变电 路200的工作频率。
[0075]本实施例中，电信号可以为电流信号，也可以为电压信号，以电流信号为例。随着 逆变电路200工作频率的调整，发射线圈模块300中的电流值随之变化。在逆变电路200的工 作频率调整一轮(频率的上限和下限均被经历一次)后，查找最大的电流值，然后获取与最 大电流值对应的逆变电路200的工作频率，该工作频率即为发射线圈模块300的谐振频率。 当然，在一些实施例中，谐振频率可以与最弱的电信号对应。其中，电流的判断依据根据具 体的补偿拓扑确定，如串串补偿拓扑(变压器原边的补偿电容和原边绕组串联)符合串联谐 振特点，在谐振频率点的电流最大。通过检测发射线圈模块300的谐振频率，并将逆变电路 200的工作频率调整为谐振频率，使得发射电路的工作效率得到有效提高，有利于无线充电 系统的控制。
[0076]参照图8，进一步地，所述获取模块包括：
[0077] 记录单元31，用于记录逆变电路200的即时频率和与所述即时频率对应的发射线 圈模块300的即时电信号强度；
[0078] 本实施例中，即时频率为逆变电路200的当前工作频率，即时电信号强度为与当前 工作频率对应的当前电信号的强度。记录逆变电路200每一即时频率时的即时电信号强度。
[0079] 比对单元32,用于比对每一即时频率所对应的即时电信号强度；
[0080] 逐个比对所有的即时电信号，得出即时电信号强度的最大值或最小值。当然在一 些实施例中，相邻两即时电信号比对，保留与即时电信号强度较大值对应的即时频率，舍掉 较小值，上一次比对的较大值与新的即时电信号强度进行比对。直至找到与即时电信号强 度最大值对应的即时频率。
[0081] 获取单元33,用于获取与最强或最弱的即时电信号对应的即时频率。
[0082] 根据即时电信号的最大值或最小值，查找出与即时电信号的最大值或最小值对应 的即时频率，该即时频率为发射线圈模块300的谐振频率。当电信号为电流或电压时，与电 流或电压的最大值对应的即时频率为谐振频率。
[0083] 本实用新型进一步提出一种无线充电的基建侧，所述基建侧包括发射电路，所述 发射电路包括逆变电路、与所述逆变电路连接的发射线圈模块、第一控制电路、第一检测电 路以及为所述逆变电路提供电源的直流电源电路，所述直流电源电路的输入端与电网连 接。所述第一检测电路的检测端与所述发射线圈模块连接，所述第一检测电路的输出端与 所述第一控制电路的反馈接收端连接，所述第一控制电路的控制端与所述逆变电路连接。 其中，所述第一检测电路，用于检测所述发射线圈模块的电源电压。所述第一控制电路，用 于根据所述发射线圈的电压控制所述逆变电路的工作频率。
[0084] 本实用新型进一步提出一种无线充电的车载侧，所述车载侧包括接收电路，该接 收电路包括接收线圈模块、开关电路、第二整流电路第二检测电路及第二控制电路。所述接 收线圈模块、开关电路、第二整流电路依次连接，所述第二检测电路的检测端与所述接收线 圈模块连接，所述第二检测电路的输出端与所述第二控制电路的反馈接收端连接，所述第 二控制电路的控制端与所述开关电路连接。其中，所述第二检测电路，用于检测所述接收线 圈模块的电源电压。所述第二控制电路，用于根据所述接收线圈模块的电源电压相应控制 所述开关电路闭合或者断开。
[0085] 以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围， 凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构 变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。
【主权项】
1. 一种无线充电电路，其特征在于，包括发射电路，所述发射电路包括逆变电路、与所 述逆变电路连接的发射线圈模块、第一控制电路、第一检测电路以及为所述逆变电路提供 电源的直流电源电路;所述直流电源电路的输入端与电网连接;所述第一检测电路的检测 端与所述发射线圈模块连接，所述第一检测电路的输出端与所述第一控制电路的反馈接收 端连接，所述第一控制电路的控制端与所述逆变电路连接;其中， 所述第一检测电路，用于检测所述发射线圈模块的电源电压； 所述第一控制电路，用于根据所述发射线圈模块的电压控制所述逆变电路的工作频 率。2. 如权利要求1所述的无线充电电路，其特征在于，所述直流电源电路包括第一整流电 路和/或辅助直流电源。3. 如权利要求1所述的无线充电电路，其特征在于，所述直流电源电路包括第一整流电 路和辅助直流电源，所述第一整流电路和辅助直流电源并联连接于所述电网和所述逆变电 路之间;所述辅助直流电源的输出端与所述逆变电路和所述第二整流电路的公共连接点之 间设置有单向导通电路。4. 如权利要求1所述的无线充电电路，其特征在于，所述无线充电电路还包括接收电 路，该接收电路包括接收线圈模块、开关电路、第二整流电路第二检测电路及第二控制电 路;所述接收线圈模块、开关电路、第二整流电路依次连接，所述第二检测电路的检测端与 所述接收线圈模块连接，所述第二检测电路的输出端与所述第二控制电路的反馈接收端连 接，所述第二控制电路的控制端与所述开关电路连接;其中， 所述第二检测电路，用于检测所述接收线圈模块的电源电压； 所述第二控制电路，用于根据所述接收线圈模块的电源电压相应控制所述开关电路闭 合或者断开。5. 如权利要求4所述的无线充电电路，其特征在于，所述开关电路包括可控开关，所述 可控开关与所述第二控制电路连接。6. -种无线充电装置，其特征在于，基于如权利要求1至4中任意一项所述的无线充电 电路，包括： 连通模块，用于控制直流电源电路与逆变电路连通，并使所述逆变电路和发射线圈模 块工作； 调频模块，用于当第二检测电路检测到接收线圈模块中有电信号，并断开接收线圈模 块与第二整流电路时，第一控制电路调节逆变电路的工作频率； 获取模块，用于获取发射线圈模块上最强或最弱的电信号所对应的逆变电路的工作频 率。7. 如权利要求6所述的无线充电装置，其特征在于，所述获取模块包括： 记录单元，用于记录逆变电路的即时频率和与所述即时频率对应的发射线圈模块的即 时电信号强度； 比对单元，用于比对每一即时频率所对应的即时电信号强度； 获取单元，用于获取与最强或最弱的即时电信号对应的即时频率。8. -种无线充电的基建侧，其特征在于，所述基建侧包括发射电路，所述发射电路包括 逆变电路、与所述逆变电路连接的发射线圈模块、第一控制电路、第一检测电路以及为所述 逆变电路提供电源的直流电源电路;所述直流电源电路的输入端与电网连接;所述第一检 测电路的检测端与所述发射线圈模块连接，所述第一检测电路的输出端与所述第一控制电 路的反馈接收端连接，所述第一控制电路的控制端与所述逆变电路连接;其中， 所述第一检测电路，用于检测所述发射线圈模块的电源电压； 所述第一控制电路，用于根据所述发射线圈的电压控制所述逆变电路的工作频率。9. 一种无线充电的车载侧，其特征在于，所述车载侧包括接收电路，该接收电路包括接 收线圈模块、开关电路、第二整流电路第二检测电路及第二控制电路;所述接收线圈模块、 开关电路、第二整流电路依次连接，所述第二检测电路的检测端与所述接收线圈模块连接， 所述第二检测电路的输出端与所述第二控制电路的反馈接收端连接，所述第二控制电路的 控制端与所述开关电路连接;其中， 所述第二检测电路，用于检测所述接收线圈模块的电源电压； 所述第二控制电路，用于根据所述接收线圈模块的电源电压相应控制所述开关电路闭 合或者断开。
【文档编号】H02J50/12GK205725097SQ201620349101
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年4月22日
【发明人】吴坤, 张永辉, 曹生辉, 金亮亮, 罗勇, 刘俊强, 赵勇
【申请人】中兴新能源汽车有限责任公司, 深圳市中兴新能源汽车科技有限公司
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