带有CAN通信功能的无线电能传输处理电路的制作方法

本发明涉及无线电能传输的，具体地，涉及带有can通信功能的无线电能传输处理电路。

背景技术：

1、在目前的电子市场上，无线电能传输仍然是正在攻克的新兴技术，其中手机、电动汽车的无线充电功能大多都是通过该技术手段实现的。目前最常用的一种无线电能传输，是通过发射器将电能转换为电磁场能，隔空传输一段距离后，再通过接收器将电磁场能还原为电能，实现无线电能传输的传输方式。

2、在公开号为cn107124047a的专利文献中公开了一种无线电能传输系统及其射频通信方法，该无线电能传输系统包括发射端和接收端，两者均包含射频模块，其中发射端可进行信号调制，接收端包括有信号解调电路，以解调出发射端调制的信号，在系统启动时实现了数据从发射端到接收端的传递；该射频通信方法为发射端先经过扫频扫出未被占用的通信信道频率，然后根据预定规则对该通信信道频率编码，编码后的信号调制信号传输到接收端，接收端解调出对应的通信信道频率，并以该频率发送数据信号与发射端建立通信连接，通信连接建立后，才开始进行功率传输。

3、针对上述中的相关技术，发明人认为目前存在无线电能传输速度慢、效率低的问题，且部分无线电能传输过程中过多的能量损耗导致系统过热的问题。因此，需要提出一种新的技术方案以改善上述技术问题。

技术实现思路

1、针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种带有can通信功能的无线电能传输处理电路。

2、根据本发明提供的一种带有can通信功能的无线电能传输处理电路，包括：发射端、接收端耦合机构和两组通信电路；

3、所述耦合机构分别与发射端、接收端和通信电路相连接，所述通信电路分别与发射端和接收端相连接；

4、所述发射端输入电能，接收端输出电能，通信电路输出can信号。

5、优选地，所述发射端包括两组半桥逆变电路构成的全桥逆变电路，所述接收端为桥式整流电路，所述耦合机构为包含但不限于互耦线圈的任何能够在静态下产生互耦现象的载体，两组通信电路分别在耦合机构的原边、副边两端，转化波形并产生can通信信号。

6、优选地，所述发射端的全桥逆变电路包括自举电容c11、自举电容c18、自举二极管d4、自举二极管d9、nmos三极管q1、nmos三极管q2、nmos三极管q3、nmos三极管q4、栅极二极管d1、栅极二极管d5、栅极二极管d8、栅极二极管d10；

7、所述自举电容c11的一端与自举二极管d4的负极相连接，所述自举电容c11的另一端与nmos三极管q2的漏极相连接，所述自举二极管d4的正极连接有直流电源，所述nmos三极管q2的源极接地，所述nmos三极管q2的栅极与栅极二极管d5的正极相连接，所述栅极二极管d5的负极连接有半桥驱动器，所述nmos三极管q2的漏极与nmos三极管q1的源极相连接，所述nmos三极管q1的栅极与栅极二极管d1的正极相连接，所述栅极二极管d1的负极与半桥驱动器相连接，所述nmos三极管q1的漏极与nmos三极管q3的漏极相连接，所述nmos三极管q3的栅极与栅极二极管d8的正极相连接，所述栅极二极管d8的负极与半桥驱动器相连接，所述nmos三极管q3的源极与nmos三极管q4的漏极相连接，所述nmos三极管q4的栅极与栅极二极管d10的正极相连接，所述栅极二极管d10的负极与半桥驱动器相连接，所述nmos三极管q4的源极接地，所述nmos三极管q4的漏极与自举电容c18的一端相连接，所述自举电容c18的另一端与自举二极管d9的负极相连接，所述自举二极管d9的正极连接有直流电源。

8、优选地，所述发射端对输入的直流电进行电容滤波，处理后进入一组全桥逆变电路；所述自举电容c11和自举电容c18的幅值为10μf，所述自举二极管d4、自举二极管d9选用rb160，所述nmos三极管q1、nmos三极管q2、nmos三极管q3和nmos三极管q4组成桥臂；所述栅极二极管d1、栅极二极管d5、栅极二极管d8和栅极二极管d10提供一个低阻抗的nmos管关断路径。

9、优选地，所述接收端的桥式整流电路包括整流二极管d2、整流二极管d3、整流二极管d6、整流二极管d7、电容c12、电容c13、电容c14和电容c15；

10、所述整流二极管d2的正极与整流二极管d6的负极相连接，所述整流二极管d2的负极分别与整流二极管d3的负极、电容c12的正极、电容c13的正极、电容c14及电容c15相连接，所述整流二极管d6的正极分别与整流二极管d7的正极、电容c12的负极、电容c13的负极、电容c14及电容c15相连接，所述整流二极管d3的正极与整流二极管d7的负极相连接。

11、优选地，所述接收端为耦合机构的副边侧的整流，耦合机构的副边侧将接收到的电波形提供给通信电路进行转化监测；整流电路由一组标准桥式整流电路构成，所述整流二极管d2、整流二极管d3、整流二极管d6和整流二极管d7选用ps30u80fct。

12、优选地，所述通信电路包括载波模块、网口变压器、网口芯片及mcu；

13、所述载波模块与网口变压器相连接，所述网口变压器与网口芯片相连接，所述网口芯片与mcu相连接。

14、优选地，所述耦合机构的两边各有一组通信电路进行波形采集；被采集的交流电进入载波模块进行波形分析转化为以太网信号，再通过网口变压器进行信号驱动，形成对后端网口芯片电平匹配的信号，将驱动后的以太网信号转化为标准4线spi接口信号，最后通过单片机转化为can总线信号提供给上位机。

15、与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

16、1、本发明通过更可靠的硬件电路，提高了可传输的最大功率，输电功率可达到1kw；

17、2、本发明提高了电能的传输效率，最高可达到80％以上，增加了输出电能的稳定性；

18、3、本发明同时带有can通信功能，可以对发射与接收两端的交流电波形进行实时监测；

19、4、本发明的优点为有着更高的无线输电功率和传输效率，同时带有上位机通信功能，能更有效、更可靠地实现无线电能传输技术，并广泛运用在车辆电力系统及其他工业领域。

技术特征：

1.一种带有can通信功能的无线电能传输处理电路，其特征在于，包括：发射端、接收端耦合机构和两组通信电路；

2.根据权利要求1所述的带有can通信功能的无线电能传输处理电路，其特征在于，所述发射端包括两组半桥逆变电路构成的全桥逆变电路，所述接收端为桥式整流电路，所述耦合机构为包含但不限于互耦线圈的任何能够在静态下产生互耦现象的载体，两组通信电路分别在耦合机构的原边、副边两端，转化波形并产生can通信信号。

3.根据权利要求1所述的带有can通信功能的无线电能传输处理电路，其特征在于，所述发射端的全桥逆变电路包括自举电容c11、自举电容c18、自举二极管d4、自举二极管d9、nmos三极管q1、nmos三极管q2、nmos三极管q3、nmos三极管q4、栅极二极管d1、栅极二极管d5、栅极二极管d8、栅极二极管d10；

4.根据权利要求1所述的带有can通信功能的无线电能传输处理电路，其特征在于，所述发射端对输入的直流电进行电容滤波，处理后进入一组全桥逆变电路；所述自举电容c11和自举电容c18的幅值为10μf，所述自举二极管d4、自举二极管d9选用rb160，所述nmos三极管q1、nmos三极管q2、nmos三极管q3和nmos三极管q4组成桥臂；所述栅极二极管d1、栅极二极管d5、栅极二极管d8和栅极二极管d10提供一个低阻抗的nmos管关断路径。

5.根据权利要求1所述的带有can通信功能的无线电能传输处理电路，其特征在于，所述接收端的桥式整流电路包括整流二极管d2、整流二极管d3、整流二极管d6、整流二极管d7、电容c12、电容c13、电容c14和电容c15；

6.根据权利要求1所述的带有can通信功能的无线电能传输处理电路，其特征在于，所述接收端为耦合机构的副边侧的整流，耦合机构的副边侧将接收到的电波形提供给通信电路进行转化监测；整流电路由一组标准桥式整流电路构成，所述整流二极管d2、整流二极管d3、整流二极管d6和整流二极管d7选用ps30u80fct。

7.根据权利要求1所述的带有can通信功能的无线电能传输处理电路，其特征在于，所述通信电路包括载波模块、网口变压器、网口芯片及mcu；

8.根据权利要求1所述的带有can通信功能的无线电能传输处理电路，其特征在于，所述耦合机构的两边各有一组通信电路进行波形采集；被采集的交流电进入载波模块进行波形分析转化为以太网信号，再通过网口变压器进行信号驱动，形成对后端网口芯片电平匹配的信号，将驱动后的以太网信号转化为标准4线spi接口信号，最后通过单片机转化为can总线信号提供给上位机。

技术总结
本发明提供一种带有CAN通信功能的无线电能传输处理电路，包括：发射端、接收端耦合机构和两组通信电路；所述耦合机构分别与发射端、接收端和通信电路相连接，所述通信电路分别与发射端和接收端相连接；所述发射端输入电能，接收端输出电能，通信电路输出CAN信号。本发明通过更可靠的硬件电路，提高了可传输的最大功率，输电功率可达到1kW；提高了电能的传输效率，最高可达到80％以上，增加了输出电能的稳定性；同时带有CAN通信功能，可以对发射与接收两端的交流电波形进行实时监测；有着更高的无线输电功率和传输效率，同时带有上位机通信功能，能更有效、更可靠地实现无线电能传输技术，并广泛运用在车辆电力系统及其他工业领域。

技术研发人员：李戎,王颖鹏,厉世益
受保护的技术使用者：中国兵器装备集团上海电控研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14