[发明专利]一种基于谐振耦合的无刷旋转构件供电装置

权利要求书

1.一种基于谐振耦合的无刷旋转构件供电装置，包括原边部分和副边部分；所述的原 边部分包括高频逆变电路，高频逆变电路连接有原边控制电路和能量发射电路；所述的副 边部分包括能量接收电路，与能量接收电路连接的整流滤波电路，与整流滤波电路连接的 DC/DC变换电路，DC/DC变换电路连接的副边控制电路；所述的能量发射电路和能量接收电 路构成能量耦合电路；其特征在于：所述的能量发射电路由高频谐振电容Cp和松耦合变压 器原边T-1串联组成；所述的能量接收电路谐振电容Cs和松耦合变压器的副边T-2并联组 成；松耦合变压器原边T-1和松耦合变压器的副边T-2均有一磁芯，磁芯的中心有一圆形磁 柱，圆形磁柱的中心设有通孔；松耦合变压器原边T-1的圆形磁柱上安装有主线圈；松耦合 变压器的副边T-2的圆形磁柱上安装有副线圈；两个磁芯之间的间隙为D,D<5mm，圆形磁柱 的内壁厚度为d，磁芯的磁通量为r，0.5<r<d/D。

2.根据权利要求1所述的一种基于谐振耦合的无刷旋转构件供电装置，其特征在于：所 述的高频逆变电路包括开关管Q1、Q2、电阻R1、R2以及电容C1、C2；电阻R1的一端连接电容C1 的一端以及开关管Q1的漏极，电容C1的另一端连接电容C2的一端，电阻R1的另一端连接电 阻R2的一端，电阻R2的另一端连接电容C2的另一端以及开关管Q2源极，开关管Q1源极连接 开关管Q2漏极，开关管Q1和开关Q2的栅极连接原边控制电路。

3.根据权利要求2所述的一种基于谐振耦合的无刷旋转构件供电装置，其特征在于：所 述的原边控制电路包括信号调理电路，与信号调理电路连接的追频电路，与追频电路连接 的死区电路，与死区电路连接的驱动电路；所述的信号调理电路采用电压比较器芯片 LM339；所述的追频电路采用CMOS锁相环集成电路CD4046；所述的死区电路采用两片四?与 ?非?门74HC00芯片；所述的驱动电路采用驱动芯IR2110，驱动芯IR2110的14脚连接开关管 Q1的栅极，驱动芯IR2110的8脚连接开关管Q2的栅极；主线圈的一端连接电容C1和电容C2的 公共端，主线圈的另一端连接驱动芯IR2110的12脚。

4.根据权利要求1所述的一种基于谐振耦合的无刷旋转构件供电装置，其特征在于：所 述的整流滤波电路采用二极管D2、D3、D4、D5以及电解电容C3，二极管D2、D4的正极对应连 接二极管D3、D5的负极，二极管D2、D4的正极连接电解电容C3的正极，二极管D3、D5的负极 连接电解电容C3的负极，二极管D2的正极连接副线圈的一端，二极管D4的正极连接副线圈 的另一端；

所述的DC/DC变换电路采用BUCK降压电路，包括开关管Q3、二极管D6、滤波电感L、滤波 电容C4以及电阻R3、R4；开关管Q3的漏极连接电解电容C3的正极，开关管Q3的源极连接滤 波电感L的一端以及二极管D6的负极，滤波电感L的另一端连接滤波电容C4的正极以及电阻 R3的一端，电阻R3的另一端连接电阻R4的一端，电阻R4的另一端、波电容C4的负极以及二极 管D6的正极连接电解电容C3的负极，开关管Q3的栅极连接副边控制电路。

5.根据权利要求4所述的一种基于谐振耦合的无刷旋转构件供电装置，其特征在于：所 述的副边控制电路采用电源驱动芯片UC3842，电源驱动芯片UC3842的6脚连接开关管Q3的 栅极。

6.根据权利要求4所述的一种基于谐振耦合的无刷旋转构件供电装置，其特征在于：所 述的二极管D2、D3、D4、D5均采用肖特基二极管MBR30100C。