基于无线电能传输系统的控制装置及无线电能传输系统的制作方法

文档序号:12131987阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种基于无线电能传输系统的控制装置,其特征在于,

包括:用于采集发射端回路电流的电流检测模块,用于输出控制信号和初始PWM信号的控制模块,过零比较输出模块,方波信号产生模块,以及驱动信号产生模块,所述电流检测模块输出连接所述控制模块和所述过零比较输出模块,所述控制模块和过零比较输出模块输出连接所述方波信号产生模块的相应的输入端,所述方波信号产生模块的输出端连接所述驱动信号产生模块的输入端;

当发射端回路没有电流时,控制模块输出初始PWM信号和相应的控制信号,所述控制装置根据该初始PWM信号来控制开关管,使发射端回路中有电流,然后,控制装置停止响应该初始PWM信号,并在控制模块输出的对应的控制信号的作用下,方波信号产生模块根据过零比较输出模块的相应输出信号产生与电流同相位的方波信号,所述驱动信号产生模块根据所述方波信号产生开关管驱动信号,以对开关管进行控制。

2.根据权利要求1所述的基于无线电能传输系统的控制装置,其特征在于,

所述方波信号产生模块包括起振单元和锁相环单元,所述控制模块和过零比较输出模块输出连接所述起振单元的相应的输入端,所述起振单元的输出端连接所述锁相环单元的输入端,所述锁相环单元的输出端即为所述方波信号产生模块的输出端。

3.根据权利要求2所述的基于无线电能传输系统的控制装置,其特征在于,

所述起振单元包括光耦U8和四个与非门,所述光耦U8的原边的正极连接供电电源,所述光耦U8的原边的负极用于输入所述控制信号,供电电源通过光耦U8的副边接地,光耦U8副边的正极输出连接与非门U7B的两个输入端,与非门U7C的一个输入端连接所述光耦U8副边的正极,另一个输入端用于输入所述初始PWM信号,与非门U7B的输出端连接与非门U7A的一个输入端,与非门U7A的另一个输入端连接所述过零比较输出模块的输出端,与非门U7A的输出端与与非门U7C的输出端分别连接与非门U7D的两个输入端,所述与非门U7D的输出端为所述起振单元的输出端;

当发射端回路中没有电流时,所述光耦U8的原边的负极输入的控制信号为高电平,与非门U7D的输出端输出与初始PWM信号一致的信号;当发射端回路中有电流时,所述光耦U8的原边的负极输入的控制信号为低电平,所述与非门U7C的另一个输入端输入的初始PWM信号丧失作用,与非门U7D的输出端输出与过零比较输出模块输出的信号一致的信号。

4.根据权利要求2所述的基于无线电能传输系统的控制装置,其特征在于,

所述锁相环单元包括芯片CD4046和芯片CD4040,所述起振单元的输出端连接所述芯片CD4046的14脚,芯片CD4046的4脚输出连接芯片CD4040的10脚,芯片CD4040的7脚为该锁相环单元的输出端,芯片CD4040的7脚连接芯片CD4046的3脚;所述芯片CD4046为锁相环集成芯片,所述芯片CD4040为12位二进制串行计数器。

5.根据权利要求1所述的基于无线电能传输系统的控制装置,其特征在于,

所述驱动信号产生模块包括用于产生驱动开关管A和开关管D的驱动信号的第一驱动单元和用于产生驱动开关管B和C的驱动信号的第二驱动单元。

6.根据权利要求5所述的基于无线电能传输系统的控制装置,其特征在于,

所述第一驱动单元和第二驱动单元的结构相同,所述第一驱动单元包括两个依次连接的CD4098芯片,锁相环单元的输出端连接第一CD4098芯片的输入端,第二CD4098芯片的输出端输出用于驱动开关管A和开关管D的驱动信号;其中,CD4098芯片为双路单稳态触发器。

7.根据权利要求1所述的基于无线电能传输系统的控制装置,其特征在于,

所述控制装置还包括跟踪放大模块,所述电流检测模块通过所述跟踪放大模块输出连接所述过零比较输出模块。

8.一种无线电能传输系统,包括主电路和控制装置,所述主电路包括发射端的桥式电路,所述控制装置控制连接桥式电路上的开关管,其特征在于,所述控制装置包括:用于采集发射端回路电流的电流检测模块,用于输出控制信号和初始PWM信号的控制模块,过零比较输出模块,方波信号产生模块,以及驱动信号产生模块,所述电流检测模块输出连接所述控制模块和所述过零比较输出模块,所述控制模块和过零比较输出模块输出连接所述方波信号产生模块的相应的输入端,所述方波信号产生模块的输出端连接所述驱动信号产生模块的输入端;

当发射端回路没有电流时,控制模块输出初始PWM信号和相应的控制信号,所述控制装置根据该初始PWM信号来控制开关管,使发射端回路中有电流,然后,控制装置停止响应该初始PWM信号,并在控制模块输出的对应的控制信号的作用下,方波信号产生模块根据过零比较输出模块的相应输出信号产生与电流同相位的方波信号,所述驱动信号产生模块根据所述方波信号产生开关管驱动信号,以对开关管进行控制。

9.根据权利要求8所述的无线电能传输系统,其特征在于,

所述方波信号产生模块包括起振单元和锁相环单元,所述控制模块和过零比较输出模块输出连接所述起振单元的相应的输入端,所述起振单元的输出端连接所述锁相环单元的输入端,所述锁相环单元的输出端即为所述方波信号产生模块的输出端。

10.根据权利要求9所述的无线电能传输系统,其特征在于,

所述起振单元包括光耦U8和四个与非门,所述光耦U8的原边的正极连接供电电源,所述光耦U8的原边的负极用于输入所述控制信号,供电电源通过光耦U8的副边接地,光耦U8副边的正极输出连接与非门U7B的两个输入端,与非门U7C的一个输入端连接所述光耦U8副边的正极,另一个输入端用于输入所述初始PWM信号,与非门U7B的输出端连接与非门U7A的一个输入端,与非门U7A的另一个输入端连接所述过零比较输出模块的输出端,与非门U7A的输出端与与非门U7C的输出端分别连接与非门U7D的两个输入端,所述与非门U7D的输出端为所述起振单元的输出端;

当发射端回路中没有电流时,所述光耦U8的原边的负极输入的控制信号为高电平,与非门U7D的输出端输出与初始PWM信号一致的信号;当发射端回路中有电流时,所述光耦U8的原边的负极输入的控制信号为低电平,所述与非门U7C的另一个输入端输入的初始PWM信号丧失作用,与非门U7D的输出端输出与过零比较输出模块输出的信号一致的信号。

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