信号整流成直流信号，直流信号为输出开路电压V和直流 电流A，比较控制单元实时比较非接触电能接收单元负载电压V+和参考电压，第二控制单 元实时监测非接触电能接收单元开路电压V和电流A，第二控制单元控制，其中负载电压V+ 和开路电压V为同一电压值。
[0026] 所述的比较控制单元主要包括继电器KP，M0SFET管U1以及比较器U2。比较器U2 和电阻Rl、R2、R3、R4、R5、R6构成滞回比较器结构。继电器Kp的触点A和触点B分别跨 接在非接触电能传输单元3输出侧的两端，负载电压V+经过第二电阻R2和第六电阻R6分 压，接入比较器U2的11端口，VCC为弱电系统供电电压，VCC经过第三电阻R3和第五电阻 R5分压后接入比较器U2的10端口。比较器U2的输出端口 13连接M0SFET管U1的门极 G，M0SFET管U1的源极S连接GND地，M0SFET管U1的漏极连接继电器KP的触点6,继电器 Kp的触点5连接电源VCC。
[0027] 第二控制单元2实时监测非接触电能接收单元3的开路电压V和电流A，第二控制 单元检测到电流A发生变化，将信息通过无线通信反馈给第一控制单元，第一控制单元控 制逆变器输出实现保护功能。当非接触电能接收单元3负载由开路状态恢复正常后，继电 器Kp断开，非接触充电开路保护装置恢复正常工作。能够实现非接触充电开路保护装置自 恢复功能。
[0028] 第一控制单元1通过无线通信与第二控制单元2实时进行信息交互，第二控制单 元2实时监测非接触电能接收单元开路电压V和电流Α，第二控制单元2检测到电流Α发生 变化，将信息通过无线通信反馈给第一控制单元1，第一控制单元1控制逆变器输出，实现 保护功能。
[0029] 第一控制单元1根据第二控制单元2的反馈信息，通过控制策略控制逆变器输出。 主要控制策略是：比较控制单元实时比较非接触电能接收单元负载电压V+和参考电压，当 非接触电能接收单元3负载出现开路故障时，负载电压迅速升高，当负载电压V+大于比较 器参考电压高电压阈值UH时比较器输出高电平，M0SFET管U1导通，驱动继电器Kp闭合；当 驱动继电器ΚΡ闭合后，非接触电能传输单元2的输出侧Α端和Β端为短路状态，电流Α会 发生畸变。当第二控制单元2检测到电流A的畸变后，把信息反馈给第一控制单元1，第一 控制单元1控制逆变器停止输出。当接触电能接收单元3负载的开路故障解除后，负载电 压V+小于比较器参考电压低电压阈值队时，比较器U2输出低电平，M0SFET管U1关断，继 电器Kp断开，非接触充电开路保护装置恢复正常工作。UH和计算公式为：
[0032] 其中V+为开路电压V，UH为比较器参考电压高电压阈值，为比较器参考电压低 电压阈值，VCC为5~12V弱电系统供电电源。
[0030]
[0031]
【主权项】
1. 一种非接触充电开路保护装置，其特征在于：所述的非接触充电开路保护装置包括 非接触电能发射单元（1)、非接触电能传输单元（2)和非接触电能接收单元（3);非接触电 能发射单元（1)输出入端连接220V交流电源，非接触电能发射单元的输出端连接非接触电 能传输单元输入端，非接触电能传输单元的输出端连接非接触电能接收单元输入端；非接 触电能发射单元将交流220V电源信号通过逆变转换为高频信号，经过非接触电能传输单 元的输出端发送出去，非接触电能接收单元接收高频信号，将高频信号整流成直流信号给 负载充电，输出侧连接非接触电能传输单元（2)的输入侧，非接触电能传输单元（2)的输出 侧连接非接触电能接收单元（3)的输入侧。2. 根据权利要求1所述的非接触充电开路保护装置，其特征在于：所述的非接触电能 发射单元（1)包括输入整流单元、逆变器单元和第一控制单元；220V交流信号连接输入整 流单元的输入端，输入整流单元的输出端连接逆变器单元的输入端，逆变器单元的输出端 连接所述非接触电能传输单元（2)的输入端，第一控制单元连接逆变器单元的控制端；输 入整流单元将220V交流电源整流成直流信号，第一控制单元控制逆变器单元将直流信号 逆变为高频交流信号。3. 根据权利要求1所述的非接触充电开路保护装置，其特征在于：所述的非接触电能 传输单元（2)由并联连接的谐振补偿电容（C1)和发射线圈（L0)、并联连接的谐振补偿电 容（C2)和接收线圈（L1)构成；发射线圈（L0)和接收圈（L1)均采用谐振补偿技术相互耦 合传输电能。4. 根据权利要求1所述的非接触充电开路保护装置，其特征在于：所述的非接触电能 接收单元（3)包括输出整流单元、比较控制单元、第二控制单元和负载；比较控制单元的继 电器Kp的触点A和触点B连接输出整流单元的输入端；输出整流单元的输出端连接负载； 第二控制单元的负载电压检测端与负载并联连接；比较控制单元的负载电压检测端与负载 并联连接；第二控制单元的负载电流检测端与负载串联连接。5.根据权利要求4所述的非接触充电开路保护装置，其特征在于：所述的比较控制单 元包括继电器Kp，MOSFET管U1以及比较器U2,比较器U2和第一电阻R1、第二电阻R2、第 三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5,以及第六电阻R6构成滞回比较器结构；继电器ΚΡ的 触点Α和触点Β分别跨接在非接触电能传输单元的输出侧的两端，负载电压V+经过第二电 阻R2和第六电阻R6分压接入比较器U2的11端口，VCC为弱电系统供电电压，VCC经过第 三电阻R3和第五电阻R5分压后，接入比较器U2的10端口；比较器U2的输出端13连接 MOSFET管U1的门极G，MOSFET管U1的源极S连接GND地，MOSFET管U1的漏极连接继电器 Kp的触点6,继电器Kp的触点5连接电源VCC。6. 根据权利要求2或4所述的非接触充电开路保护装置，其特征在于：所述的第一控 制单元通过无线通信与第二控制单元实时进行信息交互，第二控制单元实时监测非接触电 能接收单元（3)开路电压V和电流A，第二控制单元检测到电流A发生变化，将信息通过无 线通信反馈给第一控制单元，第一控制单元控制逆变器输出，实现保护功能。7. 根据权利要求6所述的非接触充电开路保护装置，其特征在于：所述的第一控制单 元根据第二控制单元的反馈信息控制逆变器的输出：比较控制单元实时比较非接触电能接 收单元（3)负载电压V+和参考电压，当非接触电能接收单元（3)负载出现开路故障时，负 载电压迅速升高，当负载电压V+大于比较器U2参考电压高电压阈值UH时，比较器U2输出 高电平，MOSFET管U1导通，驱动继电器Kp闭合；当驱动继电器Kp闭合后，非接触电能传输 单元⑵的输出侧Α端和Β端为短路状态，电流Α会发生畸变，当第二控制单元检测到电流 A的畸变后，把信息反馈给第一控制单元，第一控制单元控制逆变器停止输出；当负载开路 状态故障解除后，负载电压V+小于比较器参考电压低电压阈值队时，比较器U2输出低电 平，MOSFET管U1关断，继电器Kp断开，非接触充电开路保护装置恢复正常；1^和U^计算公 式为：其中：V+为开路电压V，UH为比较器参考电压高电压阈值，为比较器参考电压低电压 阈值，VCC为5~12V弱电系统供电电源。
【专利摘要】一种非接触充电开路保护装置，包括非接触电能发射单元(1)、非接触电能传输单元(2)和非接触电能接收单元(3)。第一控制单元通过无线通信与第二控制单元实时进行信息交互，第二控制单元实时监测非接触电能接收单元(3)开路电压V和电流A，第二控制单元检测到电流A发生变化，将信息通过无线通信反馈给第一控制单元，比较控制单元实时比较非接触电能接收单元(3)负载电压V+和参考电压，当非接触电能接收单元(3)负载出现开路故障时，比较器输出控制继电器Kp闭合，第一控制单元控制逆变器输出实现保护功能。
【IPC分类】H02J50/12, H02H3/06
【公开号】CN105305660
【申请号】CN201510769949
【发明人】王立业, 王丽芳, 廖承林, 张志刚
【申请人】中国科学院电工研究所
【公开日】2016年2月3日
【申请日】2015年11月12日