[发明专利]一种无线充电电路与系统

权利要求书

1.一种无线充电电路，其特征在于，包括充电电路、中间储能电路、负载电路以及控制电路；所述中间储能电路包括发射电路以及接收电路；所述充电电路用于将外部电源的电能存储进入充电电路中，其输入端连接外部直流电源，输出端通过电连接的方式连接到发射电路的输入端；发射电路的输出端通过磁感应耦合的方式连接至接收电路的输入端，所述发射电路用于将储存在充电电路中的能量抽取到发射电路中；所述接收电路的输出端连接至负载电路的输入端；所述发射电路与接收电路都为谐振网络电路，通过同步谐振，将发射电路的能量通过发射电路的输出端无线传输至接收电路的输入端；所述负载电路的输出端连接有负载，所述负载电路用来将接收电路接收的能量抽取至负载电路中进而传输给负载；所述控制电路用于控制充电电路、发射电路与接收电路、负载电路在不同工作状态下的工作时序控制；所述充电电路包括第一二极管、充电电感、第一开关电路以及第一转移电容；所述第一二极管的一端连接至充电电路输入端的第一端；第一二极管的另一端连接至充电电感的第一端，充电电感的第二端连接至第一开关电路的第一端，所述第一开关电路第二端连接至充电电路输入端的第二端；所述第一开关电路的两端并联有第一转移电容，所述第一转移电容的两端即为充电电路的输出端；所述负载电路包括第二开关电路、第四二极管、第五二极管、第二转移电容以及低通滤波电路；所述第二开关电路并联在负载电路的输入端，所述第四二极管的输入端连接在第二开关电路的第一端；所述第四二极管的输出端连接有第五二极管的输出端，第五二极管的输入端连接至负载电路输入端的第二端；第五二极管的两侧并联有第二转移电容；所述低通滤波电路并联在第二转移电容的两端；所述低通滤波电路包括有滤波电感以及第三电容；所述滤波电感与第三电容串联，滤波电感的第一端与第二 转移电容的第一端连接；所述第三电容的两端出口即为负载电路的输出端。

2.根据权利要求1所述的一种无线充电电路，其特征在于，所述发射电路包括第一电容、第一谐振线圈；所述第一谐振线圈的电阻为第一电阻，电感为第一电感；所述发射电路中第一电容、第一电阻与第一电感串联；所述接收电路包括第二谐振线圈、第二电容；所述第二谐振线圈的电阻为第二电阻，电感为第二电感；所述接收电路中第二电感、第二电阻以及第二电容串联；所述发射电路的第一电容、第一电阻、第一电感与接收电路的第二电容、第二电阻、第二电感参数对应相等。

3.根据权利要求1所述的一种无线充电电路，其特征在于，所述第一开关电路包括第一可控晶体管以及并联在第一可控晶体管两侧的反向续流第一二极管；所述第二开关电路包括第二可控晶体管以及并联在第二可控晶体管两侧的反向续流第二二极管。

4.根据权利要求1所述的一种无线充电电路，其特征在于，所述无线充电电路还包括监测电路，用于监测发射电路与接收电路的电压与电流变化、以及负载电路的输出端的电压电流；所述控制电路接收监测电路监测到的数据，根据发射电路与接收电路的电压电流变化状态识别无线充电电路各部分电路的工作状态，并生成第一控制信号与第二控制信号分别对应控制第一开关电路与第二开关电路。

5.根据权利要求4所述的一种无线充电电路，其特征在于，所述控制电路在接受到监测电路传来的非正常波动的信号数据时，控制电路还用来生成补偿系数，所述补偿系数对控制电路发出的第一控制信号与第二控制信号进行修正微调，用来对充电电路以及负载电路的电压与电流信号进行反馈调节。

6.根据权利要求5所述的一种无线充电电路，其特征在于，所述补偿系数的计算公式为：

式中，Bc为计算生成的补偿系数；δ为发射电路与接收电路的线圈相互之间的偏移估计量；μ0为空气的磁导率；N为发射电路或接收电路所用线圈的匝数；r为发射电路或接收电路所用线圈的半径；d为发射电路的线圈与接收电路所用线圈之间的距离；L1为发射电路中线圈的电感；γ为负载变换系数；Q为发射电路在负载低或空载时的品质因数。

7.一种无线充电系统，其特征在于，包括充电座、接受器以及如权利要求1-6任一项所述的无线充电电路；所述无线充电电路中的充电电路以及发射电路设置在充电座中，所述接收电路与负载电路设置在接受器中，接受器设置在外部负载上，接受器与充电座配合即可为外部负载供电。