无线充电的接收端的制作方法

本实用新型涉及无线充电的接收端。

背景技术：

在无线充电过程中，尤其是大功率无线充电，一旦出现接收端空载，就会带来很大的安全问题。如电动汽车的无线充电，主要由发射控制器、发射线圈、接收线圈以及接收控制器组成，其基本原理是发射端由发射线圈与电容组成谐振电路，向外发送电磁能量，接收端由接收线圈与电容组成谐振电路，接收电磁能量。其发送与接收的电路拓扑结构主要分为串联谐振与并联谐振，为了增加功率，增大输出电流，接收端不能空载。

但是在充电过程中难免会发生意外，无论是车辆移动，还是接收端出现故障，都有可能造成接收端空载，由于无线充电系统的发射和接收端之间没有物理电路连接，如不采用保护措施，则接收端接收到的能量无法释放，会导致接收端的损坏，使如滤波电容等部件的损坏，从而造成整个接收端的损坏。

对接收端空载等情况的保护通常是通过发射端和接收端之间的双侧通信和信息交互，由发射端发送指令或由接收端根据过流等信号判断，切断能量的发送。由于双侧通信的延迟和可靠性问题，在接收端出现空载等情况时仍极大可能出现接收端损坏的情况，并非是有效的保护方式。也有一些保护的方式是设置保护开关，但对于大功率设备来说，保护开关也需要能够承受大功率，这就增加了保护开关的成本，以及设置难度。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本实用新型提供一种无线充电的接收端，具有良好的空载保护功能。

本实用新型的无线充电的接收端，具有主线路，所述主线路内包括接收线圈、谐振电路，还包括：保护电感，与所述接收线圈串联，所述保护电感的电感量可变；调节单元，联通于所述保护电感，以调节所述保护电感的电感量。

优选的，所述保护电感为反向串联的两组可饱和电感。

优选的，所述保护电感为一个耦合电感，具有磁芯，在所述磁芯上缠绕有第一绕组和第二绕组，所述第一绕组与所述接收线圈串联，所述第二绕组联通于所述调节单元；且所述第一绕组和所述第二绕组的互感为零。

优选的，所述第二绕组中电流为第一电流值时，第一绕组具有第一自感；所述第二绕组中电流为第二电流值时，第一绕组具有第二自感；所述第一电流值小于所述第二电流值，且所述第一电流值的大小被设置为使所述磁芯不饱和，所述第二电流值的大小被设置为使所述磁芯饱和；所述第二自感小于所述第一自感。

优选的，所述调节单元与所述主线路通信联通，获取所述主线路的电参数，根据所述电参数调节所述保护电感的电感量。

优选的，还包括供电单元，向所述保护电感供电。

优选的，所述调节单元位于所述供电单元和所述保护电感之间，调节向所述保护电感的供电量，以实现调节所述保护电感的电感量。

优选的，所述供电单元为独立的电源；或者，所述供电单元为所述无线充电的接收端的电池负载。

优选的，所述主线路上还具有整流滤波器；所述调节单元联通于所述主线路，获取经过所述整流滤波器后的电参数，根据所述电参数调节所述保护电感的电感量。

优选的，所述第一电流值为0，所述第二自感为0。

本实用新型的无线充电的接收端，保护电感和接收线圈串联，通过调节保护电感的电感量，改变接收端的谐振参数，使接收线圈和发射线圈的谐振状态破坏，从而不再接收能量，避免了接收端的损坏。

附图说明

图1为本实用新型无线充电的接收端的示意图。

附图标记：

电池负载0；接收线圈1；谐振电路2；保护电感3；调节单元4；供电单元5；整流滤波器6；可饱和电感31。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能解释为对本实用新型的限制。

本实用新型公开一种无线充电的接收端(以下简称为接收端)，该接收端一般是指用在无线充电设备上的受电端，通过与发射端的谐振，实现能量的无线传递。接收端具有主线路，该主线路是指将接收到的能量转换为电能是用或者存储的线路。主线路具有接收线圈1和谐振电路2。接收线圈1用于和无线充电的发射端的发射线圈配合，通过谐振实现能量的传输。

接收端还包括保护电感3和调节单元4。保护电感3与接收线圈1串联，保护电感3的电感量是可变的，其电感的变化主要是通过调节单元4进行调节改变的。调节单元4和保护电感3之间可以通过有线的方式联通也可以通过无线的方式联通，实现对电感量的调节。

调节单元4对保护电感3的电感量进行调节时，调节的标准有很多，其中最主要的是根据主线路中的电参数进行调节。因此调节单元4还与主线路通信联通，以获取主线路的电参数。调节单元4可以是直接串联或者并联如主线路中，也可以是与其他检测单元通信，获得主线路的电参数。也就是说，调节单元4实现与主线路通信联通，其目的是获取主线路的电参数，而获取的方式可以直接连接到主线路中，也可以是和其他检测单元配合，实现电参数的获取。为了能够更高速的实现功能，将调节单元4直接连接到主线路中是一种优选的方式，这样可以减少与检测单元通信的时间，对电感量的调节更快速。

调节单元4可以通过检测电路获得主线的电参数，检测电路检测接收端主线路的电流、电压等电参数。如检测主线路的电压，调节单元4将检测到的主线路的电压值与预定的保护电压值比较，如检测的电压超过保护电压值，则开始对电感值进行调节。

保护电感3优选的为反向串联的两组可饱和电感31。可饱和电感31内具有磁芯，能够根据流过的电流大小，产生不同程度的饱和，从而改变了该电感的电感量。当不通过电流时，磁芯不饱和，相当于两个耦合电感串联，电感量最大；当注入电流使磁芯完全饱和时，电感最小。在无线充电工作时，反向串联的两个饱和电感31耦合电感上产生的感应电压大小相同但极性相反，可相互抵消。

无线充电时的主要原理是，由交流电源输入的交流电经过整流滤波单元转换为直流电，再经过逆变单元逆变转换成高频交流电，再加载到发射线圈中产生高频振荡，从而在发射线圈上方产生交变的磁场，接收线圈1感应到磁场后产生感应交流电，交流电转换为直流电，再传送给电池负载等为电池充电。

在无线充电开始前，向保护电感3供直流电，使电感处于饱和状态，此时的发射端和接收端可以处于谐振状态，可以开始保证随时进行无线充电。当无线充电开始时，继续在控制元件中注入电流，接收端的谐振特性不会改变，发射端和接收端开始通过谐振传递能量。这里无线充电开始前，是指准备进行无线充电，但没有真正开始充电时，或者可以理解为充电前的准备阶段，在准备阶段中，调节保护电感3的电感量，使发射端和接收端可以处于谐振状态。如果是在没有无线充电的意愿时，则可以不向保护电感3供电，此时保护电感3的电感量最大，接收线圈1无法和发射线圈谐振。

当发生事故，例如接收端空载等，调节单元4可以检测到主线路的电参数变化，则可以调节保护电感3的电感量，如调节向保护电感3供电的供电量，使保护电感3的电感量变化，从而改变与之串联的接收线圈1的谐振参数，使其不能继续和发射线圈发生谐振。

该调节包括断开向保护电感3的供电，使磁芯不饱和，电感量增大。这就相当于在串联了一个电感量，使接收端的谐振参数发生改变，发射端和接收端之间不再处于谐振状态，接收端无法继续接收发射端发射过来的能量，即使在发射端没有及时切断的情况下也可以保护接收端和负载不被损坏。

调节单元4不光可以让保护电感3的电感量增加到最大，使接收端和发射端的谐振破坏，也可以根据电感量调节保护电感3的电感量在合适的范围内变化，使发射端和接收端的谐振处于可控的范围内。也就是说，调节单元4能使保护电感3的电感量增加到破坏谐振的程度，也能在一定范围内调节电感量，来调节无线充电时能量传输的效率。

需要注意，上述调节单元4可以通过改变保护电感3的供电能量，来实现对其电感量的调节，是针对这种饱和电感31的实施例而进行的。如果使用不适用电流控制电感量的保护电感3，可以通过其对应的方式对保护电感3的电感量进行调节。

在通过改变电流的方式调节供电量时，还应该包括供电单元5，用于保护电感3供电；调节单元4位于供电单元5和保护电感3之间，调节向保护电感3的供电量，以实现调节保护电感3的电感量。调节单元4位于供电单元5和保护电感3之间，可以是物理连接关系上的“之间”也就是串联在二者之间。也可以是指逻辑上的“之间”，即能够调节供电单元5向保护电感3的供电量。

供电单元5可以为独立的电源，例如车辆的电平。供电单元5还可以为无线充电的接收端的电池负载0。

需要注意，在无线充电过程中，保护电感3的供电还可以是直接从主线路中获得的，也就是无线充电中的电能，直接使用到保护电感3上，当然，这也是需要经过调节单元4的控制，以实现对保护电感3的电感量调节。但是在车辆无线充电前，也就是准备无线充电时(上述的准备阶段)，主线路中没有电流可以供给保护电感3，而保护电感3没有电流时的电感量又是最大的，使接收线圈1无法和发射线圈谐振，因此，在此时需要有供电单元5向保护电感3供电，以使接收线圈1能够和发射线圈谐振。在无线充电进行中，保护电感3可以通过供电单元5获取电流，也可以是直接从主线路中获取。充电过程中，如果是直接从主线路中获取电能，一方面能够节约供电单元5的电量，另一方面，在一旦主线路发生故障，供电受到影响，保护电感3的电感量可以迅速变大，使接收线圈1和发射线圈的谐振破坏。如果不从主线路中获取电能，采用独立的电源或电池负载0，能够避免发生事故时，主线路突然的电参数变化影响调节单元4和保护电感3的工作。例如事故发生，主线路电压可能会突然增大，烧毁调节单元4，采用独立的电源或使用电池负载0供电，能够避免该问题。因此，两种取电供电方式，各有利弊，可以根据实际进行选择。

进一步，主线路上还具有整流滤波器6；调节单元4联通于所述主线路，获取经过整流滤波器6后的电参数，根据电参数调节保护电感3的电感量。电池负载0也是连接在整流滤波器6后。

关于保护电感3，其目的是实现电感量的变化，从而在特殊情况(如上述空载)能够阻止接收线圈1和发射线圈谐振。上文的例子中，保护电感3可以是反向串联的两组可饱和电感31，除此以外，还有可以使用其他结构适用于本申请。

例如保护电感3位一个耦合电感，该耦合电感具有磁芯，磁芯至少为一个。在磁芯上缠绕有绕组，分别为第一绕组和第二绕组，第一绕组和接收线圈1串联，第二绕组和调节单元4联通。第一绕组和第二绕组的互感为零。

通过上文的描述，可以知晓，本申请可以简单的概括为：通过调节保护电感3的电感量，影响接收线圈1能否(或有效地)和发射线圈共振，实现的保护功能。那么，第二绕组和调节单元4的联通，就是为了能够通在调节单元4的调节作用下，使第二绕组影响第一绕组串联到接收线圈1中的电感量。这里调节单元4可以通过控制第二绕组中通入的电流值来实现上述的影响。

具体的，在第二绕组中通入第一电流值，第一电流足够小，小到使磁芯不饱和即可，第一电流可以为0，也就是在第二绕组中不通电，磁芯此时不饱和，第一绕组具有第一自感，该第一自感等效为保护电感3的电感量，其串联到接收线圈1上，影响了接收线圈1和发射线圈的共振。

当第二绕组中通入第二电流值时，第二电流大于第一电流，该第二电流足以使磁芯饱和，第一绕组此时具有第二自感，第二自感小于第一自感，且第二自感可以为0。第二自感也可以等效为保护电感3的电感量，第二自感的也可以不是0，处于不影响接收线圈1正常工作的范围即可。

综上可以知晓，向第二绕组通入的第一电流值和第二电流值，以及第一自感、第二自感的具体数值本申请不做限定，因为根据不同的应用场景，不同的设备选择等都会有所差异，但是他们所遵循的原则是相同的，即：需要使接收线圈1的工作受到影响，以起到保护等作用时，不向第二绕组供电，或供电量使磁芯不能饱和，这样，第一绕组会产生一个较大的第一自感，第一自感串联到接收线圈1中，破坏原有的谐振。正常充电时，第二绕组通入足以使磁芯饱和的电流，使第一绕组具有较小或为0的第二自感，接收线圈1正常工作。当然，上述的磁芯饱和或者不饱和，也并非一定是固定的状态，可以认为，在第一自感和第二自感等效的电感量，可以使保护电感3完成其工作目的即可，也就是说上述提到的“饱和”不一定是指其物理意义上的饱和，能够实现目标，就认定其为“饱和”。

以上依据图式所示的实施例详细说明了本实用新型的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，但本实用新型不以图面所示限定实施范围，凡是依照本实用新型的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本实用新型的保护范围内。