一种适用于电池性负载的无线充电系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种电能传输装置，尤其涉及用于电动汽车等储能电池充电的无线电 能充电系统。
【背景技术】
[0002] 目前，电动车数量日益增多，如何为电动车储能电池充电成为电动车发展的重点。 相比于传统有线充电装置，电动车无线充电能更好地发挥电动汽车移动储能的作用，降低 对电池容量的要求。无线充电成为一种新的电动车储能电池充电方式，但谐振式无线充电 系统对负载的特性要求比较高，而电池性负载会随着充电电压的不同，负载特性也会发生 较大的变化，因此在充电的过程中系统的效率不够稳定，甚至会出现阻抗匹配不佳导致比 较低的情况。所以通过有效的技术手段解决电池性负载接入无线充电系统的问题，可以有 效地提高系统的传输性能，有利于该技术的推广。目前关于电池性负载接入谐振系统仍没 有有效地控制手段，目前只能一方面借助于精确的电池建模，另一方面系统的设计与运行 只能针对已知特性的特定电池，无线充电系统并不具有通用性。
【发明内容】
[0003] 发明目的：针对上述现有技术，提出一种适用于电池性负载的无线充电系统，能够 适用于不同特性的电池充电。
[0004] 技术方案：一种适用于电池性负载的无线充电系统，包括系统电源模块、发射线 圈、接收线圈、负载线圈、整流稳压模块以及微处理器；其中，所述发射线圈串联第一可调电 容后连接所述系统电源模块的输出端，所述接收线圈串联第二可调电容；所述系统电源模 块用于输出功率和频率可调的交流电到所述发射线圈，所述发射线圈通过强磁谐振将电能 传输到所述接收线圈，所述负载线圈）连接整流稳压模块的输入端，所述负载线圈同时与 接收线圈电磁耦合连接，所述整流稳压模块的输出端连接待充电的电池；
[0005] 其中，所述整流稳压模块包括不控全桥整流电路、功率开关管、稳压二极管以及低 通滤波电路；所述不控全桥整流电路的输入端作为所述整流稳压模块的输入端，所述功率 开关管和稳压二极管串联后连接在所述不控全桥整流电路的输出端之间，所述低通滤波电 路的输入端连接在稳压二极管的两端，低通滤波电路的输出端作为所述整流稳压模块的输 出端；所述微处理器用于根据输出占空比控制信号到所述功率开关管，所述功率开关管的 占空比的调制满足如下条件：
【主权项】
1.一种适用于电池性负载的无线充电系统，其特征在于：包括系统电源模块（11)、发 射线圈（12)、接收线圈（14)、负载线圈（16)、整流稳压模块（17)以及微处理器（18);其中， 所述发射线圈（12)串联第一可调电容（13)后连接所述系统电源模块（11)的输出端，所述 接收线圈（14)串联第二可调电容（15);所述系统电源模块（11)用于输出功率和频率可调 的交流电到所述发射线圈（12)，所述发射线圈（12)通过强磁谐振将电能传输到所述接收 线圈（14)，所述负载线圈（16)连接整流稳压模块（17)的输入端，所述负载线圈（16)同时 与接收线圈（14)电磁耦合连接，所述整流稳压模块（17)的输出端连接待充电的电池； 其中，所述整流稳压模块（17)包括不控全桥整流电路（171)、功率开关管（172)、稳压 二极管（173)以及低通滤波电路（174);所述不控全桥整流电路（171)的输入端作为所述 整流稳压模块（17)的输入端，所述功率开关管（172)和稳压二极管（173)串联后连接在所 述不控全桥整流电路（171)的输出端之间，所述低通滤波电路（174)的输入端连接在稳压 二极管（173)的两端，低通滤波电路（174)的输出端作为所述整流稳压模块（17)的输出 端；所述微处理器（18)用于根据输出占空比控制信号到所述功率开关管（172)，所述功率 开关管（172)的占空比的调制满足如下条件：
其中：
，R。。为电池的等效内阻，D为占空比，《为系统电源模块（11)输出功 率频率，M为所述发射线圈与接收线圈的互感，R为发射线圈的内阻，U。。为待充电电池的充 电电压，US为系统电源模块（11)输出电压。
【专利摘要】本发明公开了一种适用于电池性负载的无线充电系统，主要针对电动汽车等储能电池性负载的充电需求。该系统由电源模块、发射线圈与接收线圈、负载线圈、整流稳压模块及储能电池六部分依次连接组成，其中电源模块和发射线圈组成系统的能量发射装置，接收线圈、负载线圈、整流稳压系统组成能量接收装置，在系统谐振工作的状态下，通过改变接收端整流稳压模块中的开关管占空比，实现不同电压等级与内阻的电池接入，实现电池性负载接入时的最佳阻抗匹配，达到最优的效率传输。该发明用磁耦合谐振原理实现能量的无线传输，可高效稳定地为储能电池提供电能，具有良好的应用前景。
【IPC分类】H02J17-00, H02J7-00
【公开号】CN104779672
【申请号】CN201510192436
【发明人】谭林林, 黄学良, 孙文慧
【申请人】东南大学
【公开日】2015年7月15日
【申请日】2015年4月21日