[发明专利]一种带有上拉辅助开关的感应耦合电能传输装置及控制方法

说明书

本发明属于电学技术领域，涉及一种带有上拉辅助开关的感应耦合电能传输装置及控制方法，在现有ICPT装置用LC谐振单管逆变双极性逆变电路拓扑中增加一组上拉辅助开关支路，该支路中包含一个辅助开关管，主开关管和辅助开关管的开关频率相同，均可实现软开关控制，且两管之间无直通问题，提高可靠性；在保持原有电路优点的情况下，使开关管两端承受的电压降低到原来的2/3，使装置采用金属氧化物晶体管作为开关管，开关频率可达83kHz以上，同时因辅助开关管导通时间短、功耗低，为进一步减小ICPT装置的体积和重量、降低成本提供技术方案。

技术领域：

本发明属于电学技术领域，涉及一种带有上拉辅助开关的感应耦合电能传输装置及控制方法，采用辅助开关支路用于感应耦合电能的传输。

背景技术：

目前，感应耦合电能传输(Inductively CoupledPowerTransfer，ICPT)装置的主电路拓扑大多采用全桥电压型逆变电路、半桥LLC电压型谐振逆变电路和LC谐振单管逆变双极性逆变电路，前两种电路拓扑存在着电路结构相对复杂，电源成本相对较高，桥臂上下开关管容易造成直通而烧坏等问题；后者是一种新型无线电能传输拓扑，它具有电路简单、成本低、传输效率高、可实现零电压开通和零电压关断控制等优点，但也存在着一些缺点，当装置输入电压为220V_ac/50Hz交流电时，其运行过程中开关管两端承受的电压高达1200V以上，致使开关管只能选用耐压较高的绝缘栅场效应晶体管(IGBT)，为了减小ICPT装置的体积和重量，国家标准规定开关频率需达到83kHz以上，而当IGBT的开关频率大于25kHz以后，其损耗会随着开关频率的增加而增大，制约了ICPT装置的体积和成本进一步降低，不利于这种新型ICPT装置拓扑的应用推广。因此，设计一种新型的适应电路及其控制方法很有应用开发价值。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，在现有ICPT装置用LC谐振单管逆变双极性逆变电路拓扑中增加一组上拉辅助开关支路，该支路中包含一个辅助开关管，主开关管和辅助开关管的开关频率相同，均可实现软开关控制，且两管之间无直通问题，提高可靠性；在保持原有电路优点的情况下，使开关管两端承受的电压降低到原来的2/3，使装置采用金属氧化物晶体管(MOSFET)作为开关管，开关频率可达83kHz以上，同时因辅助开关管导通时间短、功耗低，为进一步减小ICPT装置的体积和重量、降低成本提供技术方案。