[发明专利]一种非接触充电开路保护装置

权利要求书

1.一种非接触充电开路保护装置，其特征在于：所述的非接触充电开路保护装置包括非接触电能发射单元(1)、非接触电能传输单元(2)和非接触电能接收单元(3)；非接触电能发射单元(1)输出入端连接220V交流电源，非接触电能发射单元的输出端连接非接触电能传输单元输入端，非接触电能传输单元的输出端连接非接触电能接收单元输入端；非接触电能发射单元将交流220V电源信号通过逆变转换为高频信号，经过非接触电能传输单元的输出端发送出去，非接触电能接收单元接收高频信号，将高频信号整流成直流信号给负载充电，输出侧连接非接触电能传输单元(2)的输入侧，非接触电能传输单元(2)的输出侧连接非接触电能接收单元(3)的输入侧。

2.根据权利要求1所述的非接触充电开路保护装置，其特征在于：所述的非接触电能发射单元(1)包括输入整流单元、逆变器单元和第一控制单元；220V交流信号连接输入整流单元的输入端，输入整流单元的输出端连接逆变器单元的输入端，逆变器单元的输出端连接所述非接触电能传输单元(2)的输入端，第一控制单元连接逆变器单元的控制端；输入整流单元将220V交流电源整流成直流信号，第一控制单元控制逆变器单元将直流信号逆变为高频交流信号。

3.根据权利要求1所述的非接触充电开路保护装置，其特征在于：所述的非接触电能传输单元(2)由并联连接的谐振补偿电容(C1)和发射线圈(L0)、并联连接的谐振补偿电容(C2)和接收线圈(L1)构成；发射线圈(L0)和接收圈(L1)均采用谐振补偿技术相互耦合传输电能。

4.根据权利要求1所述的非接触充电开路保护装置，其特征在于：所述的非接触电能接收单元(3)包括输出整流单元、比较控制单元、第二控制单元和负载；比较控制单元的继电器Kp的触点A和触点B连接输出整流单元的输入端；输出整流单元的输出端连接负载；第二控制单元的负载电压检测端与负载并联连接；比较控制单元的负载电压检测端与负载并联连接；第二控制单元的负载电流检测端与负载串联连接。

5.根据权利要求4所述的非接触充电开路保护装置，其特征在于：所述的比较控制单元包括继电器Kp，MOSFET管U1以及比较器U2，比较器U2和第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5，以及第六电阻R6构成滞回比较器结构；继电器KP的触点A和触点B分别跨接在非接触电能传输单元的输出侧的两端，负载电压V+经过第二电阻R2和第六电阻R6分压接入比较器U2的11端口，VCC为弱电系统供电电压，VCC经过第三电阻R3和第五电阻R5分压后，接入比较器U2的10端口；比较器U2的输出端13连接MOSFET管U1的门极G，MOSFET管U1的源极S连接GND地，MOSFET管U1的漏极连接继电器Kp的触点6，继电器Kp的触点5连接电源VCC。

6.根据权利要求2或4所述的非接触充电开路保护装置，其特征在于：所述的第一控制单元通过无线通信与第二控制单元实时进行信息交互，第二控制单元实时监测非接触电能接收单元(3)开路电压V和电流A，第二控制单元检测到电流A发生变化，将信息通过无线通信反馈给第一控制单元，第一控制单元控制逆变器输出，实现保护功能。

7.根据权利要求6所述的非接触充电开路保护装置，其特征在于：所述的第一控制单元根据第二控制单元的反馈信息控制逆变器的输出：比较控制单元实时比较非接触电能接收单元(3)负载电压V+和参考电压，当非接触电能接收单元(3)负载出现开路故障时，负载电压迅速升高，当负载电压V+大于比较器U2参考电压高电压阈值U_H时，比较器U2输出高电平，MOSFET管U1导通，驱动继电器Kp闭合；当驱动继电器Kp闭合后，非接触电能传输单元(2)的输出侧A端和B端为短路状态，电流A会发生畸变，当第二控制单元检测到电流A的畸变后，把信息反馈给第一控制单元，第一控制单元控制逆变器停止输出；当负载开路状态故障解除后，负载电压V+小于比较器参考电压低电压阈值U_L时，比较器U2输出低电平，MOSFET管U1关断，继电器Kp断开，非接触充电开路保护装置恢复正常；U_H和U_L计算公式为：

UH=(R1×R5+R5×R4)×(R2+R6)R4×R6×(R3+R5)×VCC---(1)]]>

UL=(-R1×R3+R5×R4)×(R2+R6)R4×R6×(R3+R5)×VCC---(2)]]>

其中：V+为开路电压V，U_H为比较器参考电压高电压阈值，U_L为比较器参考电压低电压阈值，VCC为5～12V弱电系统供电电源。