一种电动汽车的无线充电电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电动汽车充电技术领域，具体涉及一种电动汽车的无线充电电路。
【背景技术】
[0002]所谓电容，就是容纳和释放电荷的元件。电容主要应用在以下几种重要的场合中。电源电路:旁路、去耦、滤波和储能的作用；信号处理电路:耦合和震荡的作用。
[0003]电容在交流电路中的容抗与频率的大小成反比，即频率越小，容抗越大；反之，频率越高，电容本身对电流的阻碍作用也就越小。
[0004]电动汽车(EV)是指以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶，符合道路交通、安全法规各项要求的车辆。由于对环境影响相对传统汽车较小，其前景被广泛看好，但当前技术尚不成熟，其中急需解决的问题之一是电动汽车的充电问题，目前电动汽车的充电桩也主要以有线形式进行充电，为了使电动汽车充电更加方便，不仅实现无线充电，甚至通过合理的布置，可以实现运动式充电，即充电时不一定要停止行驶。
[0005]因此，本实用新型通过巧妙的电容结构和电路设计，使电动汽车实现无线充电。
[0006]为了在保证电动汽车蓄电池快速充电的同时延长蓄电池的使用寿命，需要根据蓄电池的充电阶段进行充电电路的设计。电子电容电路可以根据控制程序动态改变其等效电容值，平滑改变蓄电池两端的充电电压，实现蓄电池的分段充电。
【实用新型内容】
[0007]本实用新型的目的在于至少克服现有技术存在的不足之一，提供一种电动汽车的无线充电电路，对车载蓄电池或车载电容电池进行充电。
[0008]本实用新型通过如下技术方案实现。
[0009]一种电动汽车的无线充电电路，其包括:电动汽车的车载电路与地下电路，其中，地下电路包括高频交流电源的产生电路、第一电容的下极板、第二电容的下极板和电子电容电路；第一电容的下极板、高频交流电源的产生电路和第二电容的下极板依次连接；电子电容电路的两端分别于与第一电容的下极板和第二电容的下极板并联；电动汽车的车载电路包括第一电容的上极板、第二电容的上极板、第三电容、第二桥式二极管整流电路、LC滤波电路、车载蓄电池和蓄电池电量反馈无线通信模块；第一电容的上极板、第二桥式二极管整流电路、第二电容的上极板依次连接；电子电容电路的两端分别与第一电容的上极板和第二电容的上极板并联；第三电容，LC滤波电路以及车载蓄电池顺次连接，第三电容的两端并联在第二桥式二极管整流电路两端，蓄电池电量反馈无线通信模块连接在车载蓄电池上。
[0010]进一步地，高频交流电源的产生电路包括第一桥式二极管整流电路、第四电容、全桥可控高频逆变电路、PWM控制电路及八路PWM驱动电路；市电经过第一桥式二极管整流电路后，再经第四电容的两端得到直流电，第四电容两端的电压为端子AB间的电压；该直流电经过由四个IGBT开关管即第一 IGBT、第二 IGBT、第三IGBT和第四IGBT组成的全桥可控高频逆变电路，得到高频的交流电源；其中全桥可控高频逆变电路中的第一 IGBT、第二IGBT、第三IGBT和第四IGBT的门控级，分别接入到PWM驱动电路的四路输出PWM1、PWM2、PWM3 和 PWM4。
[0011]进一步地，PWM控制电路采用TMS320F2812芯片及外围电路构成，八路PWM驱动电路采用分立元件来组成，TMS320F2812芯片输出的PWM波形串接八路PWM驱动电路，该八路PWM驱动电路的输出PWMl、PWM2、PWM3和PWM4分别连接第一 IGBT至第四IGBT的门控级；PWM5、PWM6、PWM7和PWM8分别连接第五IGBT、第六IGBT、第七IGBT和第八IGBT的门控极。
[0012]进一步地，全桥可控高频逆变电路的第一 IGBT、第二 IGBT、第三IGBT和第四IGBT的门控极，均接有一路PWM波形，这四路PWM的波形两两相同，第一 IGBT和第四IGBT门控极所接入的PWM波形相同，第二 IGBT和第三IGBT门控极所接入的PWM波形相同；第一 IGBT的集电极、第三IGBT的集电极和第四电容的正端连接；第一 IGBT的发射极、第二 IGBT的集电极连接；第三IGBT的集电极、第四IGBT的集电极连接；第二 IGBT的发射极、第四IGBT的发射极、第四电容的负端连接；从第二 IGBT的集电极和第四IGBT的集电极各引出一根线作为的高频交流电源产生电路两端；其中一端接第一电容的下极板，另一端接第二电容的下极板。
[0013]进一步地，电子电容电路包括第五IGBT开关管、第六IGBT开关管、第七IGBT开关管、第八IGBT开关管、第五二极管、第六二极管、第七二极管、第八二极管和第五电容；八路PWM驱动电路的其中四路输出PWM5、PWM6、PWM7和PWM8分别接入第五IGBT开关管、第六IGBT开关管、第七IGBT开关管和第八IGBT开关管的门控极，这四路PWM输出波形两两相同，第五IGBT开关管和第八IGBT开关管的门控极所接入的PWM波形相同，第六IGBT开关管和第七IGBT开关管的门控极所接入的PWM波形相同，第五IGBT和第七IGBT的门控极所接入的PWM波形互补，第六IGBT和第八IGBT的门控极所接入的PWM波形互补；第五IGBT开关管的集电极、第六IGBT开关管的集电极和第五电容的正端连接；第五IGBT开关管的发射极和第七IGBT开关管的集电极极接；第七IGBT开关管的发射极、第八IGBT开关管的发射极和第五电容的负端连接；第八IGBT开关管的集电极和第六IGBT开关管的发射极连接；第五二极管、第六二极管、第七二极管和第八二极管均反并联在第五IGBT开关管、第六IGBT开关管、第七IGBT开关管和第八IGBT开关管的两端；从第五IGBT开关管的发射极和第六IGBT开关管的发射极各引出一根线作为电子电容电路的两端。
[0014]进一步地，第二全桥式二极管整流电路的输出经LC滤波电路后，连接至车载蓄电池的两端，蓄电池电量反馈无线通信模块连接在车载蓄电池上，接收电压信号并将其传输至地下的DSP控制芯片，用于车载蓄电池电压的实时反馈，实现闭环控制。
[0015]进一步地，AD转换模块电路是由运算放大器组成的两个求和电路，将端子AB间电压转换到O — 3.3V，供DSP控制电路的采样。
[0016]进一步地，DSP控制电路对经AD转换模块电路转换后的端子AB间电压进行比例换算后，结合蓄电池电量信号产生八路不同占空比的PWM波形。
[0017]与现有技术相比，本实用新型具有如下优点和技术效果:
[0018]本实用新型基于电容通闻频原理和电子电容电路的等效原理，在该电路中，利用电容隔直通交、通高频和阻低频的特性，巧妙地将车载蓄电池的充电系统分割为两个部分，通过两个电容极板之间的电场，实现能量的传输。利用功率电子器件产生一个变频电路，利用闭环控制，平滑调整电子电容的等效电容值，使得车载蓄电池或车载电容电池能够稳定、高效、快速地充电；具有充电安全性高、便于维护等诸多优点，具有良好的市场前景。
【附图说明】
[0019]图1是地下电路(包括高频交流电源产生电路和电子电容电路)的原理图。
[0020]图2是车载电路(包括全桥式二极管整流电路及LC滤波电路)的原理图。
[0021]图3是一种电动汽车的无线充电电路的连接图。
[0022]图4是一种电动汽车的无线充电电路的仿真充电波形。
[0023]图5是电子电容电路两端的电压及其中IGBT的PWM触发信号波形图(图中T表示一个控制周期)。
【具体实施方式】
[0024]下面结合附图和实例对本实用新型的【具体实施方式】作详细说明，但本实用新型的实施和保护不限于此，需指出的是，以下若有未特别详细说明的内容，均是本领域技术人员可参照现有技术实现的。
[0025]如图1，作为实例，一种电动汽车的无线充电电路，其包括:电动汽车的车载电路与地下电路，其中，地下电路包括高频交流电源Us的产生电路、第一电容Cl的下极板N、第二电容C2的下极板Q和电子电容电路；第一电容的下极板、高频交流电源的产生电路和第二电容的下极板依次连接；电子电容电路的两端分别于与第一电容的下极板和第二电容的下极板并联；电动汽车的车载电路包括第一电容的上极板M、第二电容的上极板P、第三电容C3、第二桥式二极管整流电路、LC滤波电路、车载蓄电池和蓄电池电量反馈无线通信模块；第一电容的上极板、第二桥式二极管整流电路、第二电容的上极板依次连接；电子电容电路的两端分别与第一电容的上极板和第二电容的上极板并联；第三电容，LC滤波电路以及车载蓄电池顺次连接，第三电容的两端并联在第二桥式二极管整流电路两端，蓄电池电量反馈无线通信模块连接在车载蓄电池上。
[0026]高频交流电源的产生电路包括第一桥式二极管整流电路、第四电容、全桥可控高频逆变电路、PWM控制电路及八路PWM驱动电路；市电经过第一桥式二极管整流电路后，在第四电容C4的两端得到直流电，第四电容两端的电压为端子AB间的电压；该电压经过由四个IGBT开关管第一 IGBT VT1、第二 IGBT VT2、第三IGBT VT3和第四IGBT VT4组成的全桥可控高频逆变电路，得到高频的交流电源Us ;其中全桥可控高频逆变电路中的第一 IGBT、第二 IGBT、第三IGBT和第四IGBT的门控级，均分别接入到八路PWM驱动电路的输出端。
[0027]电子电容电路包括第五IGBT开关管VT5、第六IGBT开关管VT6、第七IGBT开关管VT7、第八IGBT开关管VT8、第五二极管VD5、第六二极管VD6、第七二极管VD7、第八二极管VD8和第五电容C5 ;八路PWM驱动电路的其中四路输出PWM5、PWM6、PWM7和PWM8分别接入第五IGBT开关管、第六IGBT开关管、第七IGBT开关管和第八IGBT开关管的门控极，这四路P丽输出波形两两相同，第五IGBT开关管和第八IGBT开关管的门控极所接入的PWM波形相同，第六IGBT开关管和第七IGBT开关管的门控极所接入的PWM波形相同，第五IGBT和第七IGBT的门控极所接入的PWM波形互补，第六IGBT和第八IGBT的门控极所接入的PWM波形互补；第五IGBT开关管的集电极、第六IGBT开关管的集电极和第五电容的正端连接；第五IGBT开关管的发射极和第七IGBT开关管的集电极极接；第七IGBT开关管的发射极、第八IGBT开关管的发射极和第五电容的负端连接；第八IGBT开关管的集电极和第六IGBT开关管的发射极连接；第