一种无线供电系统的稳压控制电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种稳压电路，具体的说，涉及一种无线供电系统的稳压控制电路。
【背景技术】
[0002]无线电能传输技术是通过高频交变的电磁场进行能量的传输，当系统的参数发生变化、或者负载的功率、位置等发生变化时，接收端从发射端拾取的能量都会发生变化。而一般来说，用电设备侧希望获得稳定的电源输出，为此接收端的输出稳压是无线电能传输系统能够稳定工作的必要条件之一。
[0003]目前采用的无线电能传输主要采用发射端与接收端通信的方式，通过调节发射端的激励源的工作频率、占空比或相位等进行接收端电压的调节。这种方法可以实现接收端的稳压，但是在某些快速的动态变化过程中，如突然的开启或关闭、迅速的移动接收端设备时，由于通讯进行闭环反馈控制调节需要一定的处理时间，这就会导致不能迅速的调整以保证输出端电压的稳定，造成系统工作的不稳定。另外，由于在负载的动态切换过程中，系统处于不确定的非稳定态，输出端的电压可以升的非常高，可升高至几百伏，也可能远远低于输出电压，这都对系统的稳压输出提出了巨大的挑战。
[0004]为实现输入宽电压范围内稳压输出，中国专利号CN201510492384.8公开一种适用宽范围输入稳压输出电路拓扑，该电路拓扑为BUCK电路和BOOST电路并联演化而来，将现有BUCK电路和BOOST电路串联，可节省一个电感和一个电容，便于适用输入电压范围波动较宽的使用场合。但当上述电路拓扑的输入电压高于或低于输出电压时，需要通过BUCK电路控制器和BOOST电路控制器对输出电压进行采样，并控制BUCK电路和BOOST电路进行切换，由于切换的延时，当输入电压变化比较快时，切换瞬间容易出现输出电压不稳定的现象，且增加了系统控制的复杂度。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的是提供一种无线供电系统的稳压控制电路，用于对宽输入电压实现输出稳压控制。
[0006]本实用新型的技术方案是:一种无线供电系统的稳压控制电路，与无线接收端的输出端电连接，包括滤波电路、BUCK降压电路和BOOST升压电路，BUCK降压电路与BOOST升压电路采用串联方式连接，所述BUCK降压电路可工作于直通模式或降压模式，BUCK降压电路包括两路并联的MOS管、第一蓄流二极管D1和第二电感L2,两路MOS管的漏极均与滤波电路输出端电连接，两路MOS管的源极均与第一蓄流二极管0!和第二电感L2电连接，两路MOS管的栅极与BUCK驱动电路电连接，BUCK驱动电路输出两组互补的PWMA信号和PWMB信号，控制两路MOS管互补工作;所述BOOST升压电路可工作于升压模式或直通模式，BOOST升压电路包括前级滤波电路、第三MOS管M0SFET3、第二二极管D2和后级滤波电路;第三MOS管M0SFET3的漏极与前级滤波电路输出端和第二二极管D2阳极电连接，第二二极管D2阴极与后级滤波电路电连接；第三MOS管M0SFET3的源极接地；第三MOS管M0SFET3的栅极经与BOOST驱动电路电连接，BOOST驱动电路输出PffMC信号，控制第三MOS管M0SFET3工作。
[0007]优选的是，所述BUCK降压电路工作于直通模式，且BOOST升压电路工作于升压模式，具体为:当输入电压VIN小于预定的输出电压V。时，BUCK降压电路工作在直通模式，BUCK驱动电路输出的PWMA信号和PffMB信号的占空比为最大值，输入电压VIN电压值等于第二电感1^输出端CY1电压值;BOOST升压电路工作在升压模式，使得后级滤波电路输出端CY2电压值稳定在设定的电压值V。。
[0008]优选的是，所述所述BUCK降压电路工作于降压模式，且BOOST升压电路工作于直通模式，具体为:当输入电压VIN大于预定的输出电压V。时，BUCK降压电路为降压模式，将输出电压稳定在电压值Vcl5BOOST驱动电路输出的控制信号占空比为最大，BOOST升压电路工作在直通模式，第二电感1^输出端CY1电压值等于后级滤波电路输出端CY2电压值。
[0009]优选的是，所述第二电感1^2输出端CYdBUCK降压电路的电压反馈点，BUCK驱动电路根据输出端电压输出值，调节PffMA信号和PffMB信号的占空比。
[0010]优选的是，所述后级滤波电路输出端CY2Sboost升压电路的电压反馈点，boost驱动电路根据输出端CY2的电压输出值，调节PffMC信号的占空比。
[0011]优选的是，该控制电路还包括自启动电路，自启动电路在上电瞬间为BUCK驱动电路和BOOST驱动电路供电，当BOOST升压电路输出端CY2电压值稳定后，通过输出端CY2为BUCK驱动电路和BOOST驱动电路供电。
[0012]优选的是，所述自启动电路包括三极管NPN1、稳压二极管D?、第五电阻R38、第八电容C28、第一开关二极管D4和第二开关二极管D6，三极管NPNi的集电极与上电信号Vi电连接，三极管NPN1的基极与第五电阻R38、第八电容C28和稳压二极管D7的阴极电连接，三极管NPN1的基极与集电极之间跨接第五电阻R38,三极管NPN1的发射极与第一开关二极管D4的阳极电连接，第一开关二极管D4的阴极与第二开关二极管D6的阴极均与驱动电路的电源端VCC电连接，第二开关二极管D6的阳极经BUCK稳压电路与BOOST升压电路输出端CY2电连接。
[0013]优选的是，所述前级滤波电路包括第一电容组和第三电感L3,第一电容组包括并联连接的第二电容C1、第三电容C2和第四电容C3，第一电容组输入端与第二电感1^2输出端CY1电连接，第一电容组输出端与第三电感L3输入端电连接。
[0014]优选的是，所述后级滤波电路为第二电容组，第二电容组包括并联连接的第五电容C24、第六电容C25和第七电容C26，第二电容组输入端与第二二极管D2阴极电连接，第二电容组输出端CY2与负载电连接。
[0015]本实用新型与现有技术相比的有益效果为:
[0016]I )BUCK降压电路与BOOST升压电路采用串联方式连接，通过控制BUCK降压电路工作于直通模式且控制BOOST升压电路工作于升压模式，对输入电压VIN进行稳压控制；亦或控制BUCK降压电路工作于降压模式且控制BOOST升压电路工作于直通模式，对输入电压VIN进行稳压控制，在控制过程中，仅需控制PWM信号的占空比，不存在切换延时，即使输入电压变化比较快时，也不会引起输出电压不稳定的现象；
[0017]2)BUCK降压电路通过两组互补的P丽信号控制，即在一个工作周期内，每个MOS管有不超过一半的时间有电流通过，减少每个MOS管的电流应力，降低了MOS管上的温升；
[0018]3)通过BUCK降压电路的电压反馈点，调节PWMA信号和PWMB信号的占空比，从而稳定输出端CY1的电压值;通过BOOST升压电路的电压反馈点，调节PWMC信号的占空比，从而稳定输出端CY2的电压值；
[0019]4)设有供电电路自启动电路，在上电瞬间，自启动电路启动，为驱动电路供电，待输出端CY2电压值稳定后，由输出端CY2为驱动电路供电，保证为驱动电路提供稳定的供电电源，确保系统运行的稳定性。
【附图说明】
[0020]图1为本实用新型稳压控制电路的结构示意图；
[0021 ]图2为BUCK降压电路与BUCK驱动电路的连接示意图；
[0022]图3为BOOST升压电路与BOOST驱动电路的连接示意图；
[0023]图4为自启动电路的示意图。
【具体实施方式】
[0024]为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
[0025]实施例1
[0026]参见图1，一种无线供电系统的稳压控制电路，该稳压控制电路输入端与无线接收端的输出端电连接，实现对无线电能传输系统接收端的自稳压，该稳压控制电路包括滤波电路、BUCK降压电路和BOOST升压电路，BUCK降压电路与BOOST升压电路采用串联方式连接。
[0027]滤波电路输入端与无线电能传输接收端电连接，滤波电路输出端与BUCK降压电路输入端电连接。滤波电路采用由第一电感L1和第一电容C5组成的低通滤波器，无线接收端经高频整流后得到输出电压Vrect,输出电压Vrect经第一电感L1和第一电容(:5后滤波为BUCK降压电路的输入电压VIN。由于无线电能传输系统接收端的输出来自于电磁场，输入电压VIN的波动范围较大，可能远远大于稳压控制电路的输出电压V。，亦或远远小于稳压控制电路的输出电压V。，因此需要对输入电压VIN进行宽范围稳压控制。
[0028]BUCK降压电路包括两路并联的MOS管、第一蓄流二极管D1和第二电感L2。
[0029]第一 MOS管M0SFET1和第二 MOS管M0SFET2的漏极均与输入电压VIN电连接。第一 MOS管M0SFET1的源极与第二 MOS管M0SFET2的源极电连接。第一 MOS管M0SFET1的源极与第一 MOS管M0SFET1的栅极之间跨接第一电阻R1;第二 MOS管M0SFET2的源极与第二 MOS管M0SFET2的栅极之间跨接第二电阻R2。
[0030]第一 MOS管M0SFET1的栅极和第二 MOS管M0SFET2的栅极分别与BUCK驱动电路输出的PWMA信号和PWMB信号电连接;PWMA信号和PffMB信号为两组互补的控制信号，分别用于控制第一MOS管M0SFET1和第二MOS管M0SFET2的栅极电压，第一MOS管M0SFET1和第二MOS管M0SFET2每路开关工作的最大占空比为50 %，S卩第一MOS管MOSFETI和第二MOS管M0SFET2两路开关分时互补工作，即在一个工作周期内，每个管有不超过一半的时间有电流通过，减少每个MOS管的电流应力，减少MOS管上的温度。
[0031 ]第一蓄流二极管0!的阴极与第一 MOS管M0SFET1的源极和第二电感L2的输入端电连接;第一蓄流二极管0:的阳极接地，第二电感1^2输出端0￥1与80031'升压电路输入端电连接。
[0032]BOOST升压电路包括前级滤波电路、第三MOS管M0SFET3、第二二极管D2和后级滤波电路。
[0033]前级滤波电路包括第一电容组和第三电感L3,第一电容组包括并联连接的第二电容(^、第三电容C2和第四电容C3，第一电容组输入端与第二电感1^2输出端CY1电连接，第一电容组输出端与第三电感L3输入端电连接。
[0034]第三MOS管M0SFET3的漏极与第三电感L3输出端和第二二极管D2阳极电连接;第三MOS管M0SFET3的源极接地;第三MOS管M0SFET3的栅极与第三电阻R3和第四电阻R4电连接，第三MOS管M0SFET3的栅极经第三电阻R3与BOOST驱动电路输出的PffMC