具有功率因数校正功能的三相ac-dc非接触供电系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型设及非接触供电及自动控制的技术领域，具体设及一种具有功率因数 校正功能的Ξ相AC-D巧巧妾触供电系统。
【背景技术】
[0002] 传统的非接触电路一般采用DC-DC结构，针对非接触供电技术的研究集中在DC/DC 变换电路的实现与控制上，运种电路通常由交流低压市电电源(220V/380V)供电，在电源与 DC-DC非接触电路之间加入AC-DC功率因数校正电路才能将交流电转化成直流电供给DC-DC 非接触电路使用。AC-DC功率因数校正电路需要增加一套额外的控制电路、检测电路和变换 器电路，使电路更复杂。AC-DC非接触供电系统只需要一套控制电路、检测电路和变换器电 路，更有利于优化效率和提高电路的功率因数。 【实用新型内容】
[0003] 为了解决上述技术问题，本实用新型提出了一种具有功率因数校正功能的Ξ相 AC-D巧巧妾触供电系统，供电电流的谐波崎变率小，工作可靠，供电效率最高可达90%W上。
[0004] 为了达到上述目的，本实用新型的技术方案是:一种具有功率因数校正功能的Ξ 相AC-D巧巧妾触供电系统，包括Ξ路依次连接的交流电源、整流电路、原边滤波电路、斩波电 路、原边线圈、副边线圈、二倍压整流电路，Ξ路二倍压整流电路并联后与负载Ro相连接，负 载Ro与输出电感Lo串联连接，负载Ro两端并联有输出电容Co，输出电感Lo和输出电容Co构成 副边滤波电路;交流电源上设有供电电压采样滤波检测装置W及供电电压过零检测装置， 原边滤波电路上设有整流电路采样滤波检测装置，斩波电路上设有驱动电路，负载Ro上设 有负载电压电流采样滤波检测装置;供电电压采样滤波检测装置、供电电压过零检测装置、 整流电路采样滤波检测装置、驱动电路与控制装置相连接，负载电压电流采样滤波检测装 置通过无线通信与控制装置相连接。
[000引所述交流电源包括UA1、UB1和UC1，整流电路包括桥式连接的整流二极管Da日~Da8、Db5~ 化8和化5~Dc8，原边滤波电路包括滤波电感Lah、滤波电感Lbh、滤波电感Lch和滤波电容Cah、滤波 电容Cbh、滤波电容CcH，斩波电路包括桥式连接的开关管Sai~Sa4、Sbi~Sb4、Sci~Sc4，原边线圈包 括1^4。心。、105，副边线圈包括145心5心5，二倍压整流电路包括桥式连接的二极管01~02和电 容Cl~C2、桥式连接的二极管03~04和电容C3~C4、桥式连接的二极管05~06和电容C5~C6。
[0006]所述交流电源UA1与桥式连接的整流二极管Da5~Da8相连接，滤波电感Lah与整流二极 管Da5~Da8串联连接，滤波电容Cah与整流二极管Da5~Da8并联连接，滤波电感Lah与桥式连接的 开关管Sai~Sa4相连接，开关管Sai~Sa4与原边线圈Lap相连接，原边线圈Lap与副边线圈Las通过 磁感应相连接，副边线圈Las与桥式连接的二极管化~〇2和电容Cl~C2相连接;所述交流电源 UB1与桥式连接的整流二极管Db5~Db細连接，滤波电感LbH与整流二极管Db5~Db8串联连接，滤 波电容Cbh与整流二极管Db5~Db8并联连接，滤波电感Lbh与桥式连接的开关管Sbi~Sb4相连接， 开关管Sbi~Sb4与原边线圈Lbp相连接，原边线圈Lbp与副边线圈Lbs通过磁感应相连接，副边线 圈Lbs与桥式连接的二极管化~〇4和电容C3~C4相连接;所述交流电源uci与桥式连接的整流二 极管化5~化8相连接，滤波电感LcH与整流二极管化5~化8串联连接，滤波电容CCH与整流二极管 Dc5~化8并联连接，滤波电感LcH与桥式连接的开关管SCI~就4相连接，开关管SCI~SC4与原边线圈 Lcp相连接，原边线圈Up与副边线圈Lcs通过磁感应相连接，副边线圈Lcs与桥式连接的二极管 〇5~〇6和电容C5~C細连接;原边线圈Lap上并联有补偿电容Cap,副边线圈Las上并联有补偿电 容 Casd
[0007]所述交流电源UA1、加1、UC1采用Ξ路单相交流市电电源，供电电压为交流220V，交流 电源UA1、UB1、UC1的电压相位相差分别为0°、120°、240°。
[000引所述滤波电容Cah、Cbh、CcH上分别串联有谐波二极管Dah、Dch、Dvh，谐波二极管Dah、 Dch、Dv止并联有谐波开关管Sah、Sbh、ScH，谐波开关管Sah、Sbh、ScH均与驱动电路相连接。
[0009] 所述原边线圈Lap与副边线圈Las、原边线圈Lbp与副边线圈Lbs、原边线圈Lcp与副边 线圈Lcs分别组成非接触变压器，Ξ组非接触变压器组成Ξ相无线平面供电网；所述原边线 圈Lap、Lbp、Lcp呈平面分布，Ξ相无线平面供电网为对称磁路机构的Ξ相无线平面供电网；所 述开关管Sai~Sa4、Sbi~Sb4、Sgi~Sg4分别构成移相全桥软开关单相斩波电路。
[0010] 本实用新型用单相全桥整流电路将Ξ路单相交流电分别整流成单向脉动直流电， 将运Ξ个脉动直流电斩波得到高频交流电，通过原边线圈向副边线圈传递电能，Ξ个副边 线圈分别与电容并联构成电流源，Ξ路电流源分别向倍压整流电路输出能量构成Ξ路充电 累电路，将运Ξ路充电累电路的输出端并联，得到统一的直流电压，再使用副边滤波电路即 可得到稳定的直流电压。采用附加功率因数校正电路进一步提高功率因数，使该系统的供 电电流的谐波崎变率较小;与单相AC-D巧巧妾触电路相比，本实用新型不需要复杂的控制算 法即可使其交流电源AC侧的线电流正弦化，功率因数基本接近于1，同时直流侧输出功率保 持平衡。通过仿真和电路实验验证了所提出的拓扑结构和控制方法的正确性和有效性，结 果表明，本实用新型所提出的系统工作可靠，供电效率最高可达90%W上。
【附图说明】
[0011] 图1为本实用新型的非接触供电电路原理图。
[0012] 图2为本实用新型的交流电源的电压与电流波形示意图。
[0013] 图3为本实用新型的全桥整流的电压示意图。
[0014] 图4为本实用新型的供电电压过零检测装置原理图。
[0015] 图5为本实用新型的非接触供电电路等效控制模型。
[0016] 图6为本实用新型的自适应谐波检ii算法。
[0017] 图7为本实用新型的供电线圈Ξ个坐标x、y、z轴布置的示意图。
[0018] 图8为本实用新型的无线平面供电网。
[0019] 图9为本实用新型的非接触供电系统电压矢量图。
[0020] 图10为本实用新型的实验结果。
【具体实施方式】
[0021] 下面通过附图和实施例具体描述一下本实用新型。
[0022] 一种具有功率因数校正功能的Ξ相AC-D巧巧妾触供电系统，如图1所示，包括Ξ路 依次连接的交流电源、整流电路、原边滤波电路、斩波电路、原边线圈、副边线圈、二倍压整 流电路，Ξ路二倍压整流电路并联后与负载Ro相连接，负载Ro与输出电感Lo串联连接，负载 Ro两端并联有输出电容Co。输出电感Lo和输出电容Co构成副边滤波电路。交流电源上设有供 电电压采样滤波检测装置及供电电压过零检测装置6,原边滤波电路上设有整流电路采 样滤波检测装置2,斩波电路上设有驱动电路4,负载Ro上设有负载电压电流采样滤波检测 装置5,供电电压采样滤波检测装置1、整流电路采样滤波检测装置2、驱动电路4与控制装置 3相连接，负载电压电流采样滤波检测装置5通过无线通信与控制装置3相连接。
[002引 交流电源包括UA1、加谢UC1，整流电路包括桥式连接的整流二极管Da日~Da8、桥式连 接的整流二极管Db5~Db8和桥式连接的整流二极管化5~化8。原边滤波电路包括