一种非接触电能传输装置和电能传输方法_2

文档序号:9379117阅读:来源:国知局
,以获得采样电压信号;
[0037]接收所述采样电压信号和表征所述预设电压值的参考电压信号,并进行滞环比较,以输出所述开关控制信号;
[0038]当所述采样电压信号大于滞环比较的上限电压值时,所述开关控制信号为有效状态以控制所述第一开关和第二开关同时导通;当所述采样电压信号小于所述滞环比较的下限电压值时,所述开关控制信号为无效状态以控制所述第一开关和第二开关同时关断。
[0039]优选的,所述整流滤波电路包括全桥整流电路和滤波电容,所述全桥整流电路接收所述接收线圈的高频交流电,以转换为半弦正波电压信号,所述滤波电容接收所述半弦正波电压信号,以获得直流电压信号。
[0040]优选的,在所述非接触电能传输装置正常工作过程中所述阻抗匹配网络的等效电容与所述接收线圈的等效电感谐振,且谐振频率与系统工作频率一致。
[0041]通过上述的非接触电能传输装置和传输方法,整流滤波电路接收所述接收线圈输出的高频交流电,经全桥整流、滤波处理后获得直流电压信号,所述直流电压信号经后级直流电压转换后供给电子设备。当检测到整流滤波后的直流电压超过预设电压值时,利用开关保护电路、第一阻抗电路和接收线圈形成一个电流回路,以使得接收线圈的能量不流向整流桥,直至电流电压恢复至不超过预定值。其中,开关保护电路连接在阻抗匹配网络和地之间,在电能传输装置正常工作时,所述开关保护电路不工作,当过压情况发生时,所述开关保护电路进行开关动作以降低直流电压的值。本发明的技术方案很好的解决了全桥整流情况下电压过压的问题,控制方案简单,效果好。
【附图说明】
[0042]图1所示的非接触电能传输装置的基本电路框图;
[0043]图2所示为依据本发明的非接触电能传输装置的第一实施例的电路框图;
[0044]图3所示为依据本发明的非接触电能传输装置的第二实施例的电路框图;
[0045]图4所示为图3所示实施例的【具体实施方式】电路图;
[0046]图5所示为图4所示电路的工作波形图。
【具体实施方式】
[0047]以下结合附图对本发明的几个优选实施例进行详细描述,但本发明并不仅仅限于这些实施例。本发明涵盖任何在本发明的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。为了使公众对本发明有彻底的了解,在以下本发明优选实施例中详细说明了具体的细节,而对本领域技术人员来说没有这些细节的描述也可以完全理解本发明。
[0048]参考图2所示为依据本发明的非接触电能传输装置的第一实施例的电路框图,如图2所示,所述非接触电能传输装置包括隔离的发射部分和接收部分,所述发射部分包括有逆变器(未示出)、阻抗匹配网络(未示出)和发射能量的发射线圈Ls,所述接收部分包括有接收能量的接收线圈Ld、依次与所述接收线圈连接的阻抗匹配网络、整流滤波电路和直流转换电路201,所述整流滤波电路接收所述接收线圈输出的高频交流电,以获得直流电压信号V_t,直流转换电路201接收所述直流电压信号V_t,经电压转换后输出合适的电压大小供给电子设备。
[0049]具体的,在本实施方式中,所述整流滤波电路包括全桥整流电路和滤波电容C,所述全桥整流电路接收所述接收线圈的高频交流电,以转换为正弦半波电压信号,所述滤波电容接收所述正弦半波电压信号,以获得直流电压信号,具体的,如图2中所示,所述全桥整流电路包括串联连接的第一二极管D1、第二二极管D2和串联连接的第三二极管D3、第四二极管D4,两对串联连接的二级管再并联连接;所述第一二极管Dl和第三二极管D3的公共连接端输出所述正弦半波电压信号;所述第二二极管D2和第四二极管D4的公共连接端连接地端。
[0050]进一步的,如图2所示,阻抗匹配网络包括第一阻抗电路和第二阻抗电路,所述第一阻抗电路Zl和第二阻抗电路Z2串联连接在所述接收线圈的第一端和整流滤波电路之间。这里,记所述接收线圈上端为第一端,下端为第二端,但不限于此,也可以是第一端为下端,第二端为上端。本发明中所述的第一端或第二端不作为对接收线圈输出端的限定。这里,所述第一阻抗电路和第二阻抗电路的等效电容和所述接收线圈的等效电感谐振,且谐振频率与系统工作频率一致。
[0051 ] 进一步的,所述开关保护电路包括第一开关SI和第二开关S2,在图2中所示,所述第一开关SI的第一极性端连接至第一阻抗电路Zl和第二阻抗电路Z2的公共连接点,第二极性端接地;所述第二开关S2的第一极性端连接至所述接收线圈的第二端和整流滤波电路的公共连接点,第二极性端接地。图2中,所述第一开关SI和第二开关S2以场效应晶体管为例,由于第一开关和第二开关的第二极性端(即是源极)接地,与后级的电压转换电路和电子设备为共地,源极电压稳定,易于驱动。容易理解,所述第一开关SI和第二开关S2不限于上述的场效应晶体管,还可以为现有技术中合适的开关管,如单刀双掷开关等。
[0052]继续参考图2,第一开关SI和第二开关S2由过压控制电路202控制其开关动作,过压控制电路202接收所述直流电压信号V_tl和参考电压信号Vrafl,产生开关控制信号Vron控制第一开关SI和第二开关S2的开关状态,以使得所述直流电压信号不超过预设电压值。
[0053]从图2中的电路可以看出,在上述非接触电能传输装置正常工作过程中,第一开关和第二开关保持关断,阻抗匹配网络的等效电容和接收线圈的电感以系统工作频率谐振,从而以最大效率进行无线能量传输;而当所述非接触电能传输装置发生异常时,直流电压信号升高,本发明通过过压控制电路来控制第一开关和第二开关的开关动作,使得接收线圈的能量通过由接收线圈、第一阻抗电路和开关保护电路的回路转移掉,使得直流电压下降,恢复至预设电压值以下。
[0054]参考图3所示为依据本发明的非接触电能传输装置的第一实施例的电路框图,本实施例中的整流滤波电路、电压转换电路、开关保护电路和过压控制电路均与图2中所示实施例相同,所不同的是,在本实施例中,所述阻抗匹配网络还进一步包括第三阻抗电路Z3,所述第三阻抗电Z3路串联连接在所述接收线圈的第二端和整流滤波电路之间;并且,所述第二开关的第一极性端连接至所述接收线圈的第二端和第三阻抗电路的公共连接点。
[0055]跟图2所示的实施例相比,本实施例的采用三个阻抗匹配电路可使得第一开关SI耐压性相对减小,降低了开关成本。
[0056]参考图4所示为图3中所示实施例的【具体实施方式】电路图,本实施方式具体接收了阻抗匹配电路和过压控制电路的具体实现方式,如图4所示,所述第一阻抗电路、第二阻抗电路和第三阻抗电路分别为第一电容Cl、第二电容C2和第三电容C3。第一开关SI的第一极性端连接至第一电容Cl和第二电容C2的公共连接点,所述第二开关S2的第一极性端连接至所述接收线圈的第二端和所述第三电容C3的公共连接点。相应的,所述第一电容Cl、第二电容C2和第三电容C3的容值设置为合适的值,以使得在工作中,无线传输的能效最高,例如为:在所述非接触电能传输装置正常工作过程中所述第一电容、第二电容和第三电容串联后的等效电容与所述接收线圈的等效电感谐振,且谐振频率与系统工作频率一致。
[0057]本实施例中,所述接收线圈的第一端和整流滤波电路之间串联连接的第一阻抗电路和第二阻抗电路,所述接收线圈的
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