[发明专利]一种基于半控整流电路的高效率无线充电装置

说明书

本发明公开了一种基于半控整流电路的高效率无线充电装置，包括直流电源，滤波稳压电容，降压功率开关管，续流二极管，串联电感，逆变功率开关管，发射电路谐振电容，发射线圈，接收线圈，接收电路谐振电容，霍尔电流传感器，霍尔电压传感器，整流二极管，半控整流电路功率开关管，负载电阻，电力变换器驱动电路，微处理器，无线收发模块，信号采集调理电路和半控整流电路驱动电路；本发明通过控制半控整流电路占空比实现装置无线电能传输的最大传输效率，同时在发射线圈和接收线圈相对位置发生变化及充电负载变化的情况下装置能保证输出恒压或恒流对负载进行充电，并且可以通过控制发射回路设置的Buck电路占空比调节输出恒定电压或电流大小。

技术领域

本发明属于无线充电技术领域，尤其涉及一种电磁感应式无线充电装置，具体地说是一种基于半控整流电路的高效率无线充电装置。

无线电能传输是一种利用物理空间中的能量载体实现电能由电源侧传输至负载侧的技术。相比于传统的有线电能传输而言，无线电能传输避免了导线摩擦、老化现象，消除火花等。目前无线电能传输技术主要包括微波辐射式、电磁感应式、和磁耦合谐振式三种方式。其中电磁感应式无线电能传输技术以其传输效率高、传输功率大的优点获得广泛的应用。

电磁感应式无线充电装置通过具有相同谐振频率的发射回路和接收回路之间传递电能无线充电。传输效率是衡量无线充电装置的一个重要指标，较低的传输效率表明在传输过程中较多的电能通过热能的形式耗散出去，热能的积累会影响系统运行。另一方面，无线充电装置的负载多为电池负载，因此装置工作时通常希望输出电压或电流保持恒定，同时尽可能提高无线充电装置的效率，由此出现了相应的电路拓扑及控制方法。典型的方法如在发射回路和接收回路分别放置DC/DC电路，利用接收回路DC/DC电路可以控制装置的输出电压，同时通过等步长调节发射回路DC/DC电路的输出电压来搜索最小输入电流点可实现装置最大传输效率，但是该方法调节过程缓慢。针对以上问题，本发明提出一种基于半控整流电路的高效率无线充电装置，其接收回路利用半控整流电路代替传统的二极管整流电路，并且在发射回路添加Buck电路，在发射线圈和接收线圈相对位置和负载发生变化的情况下，通过对半控整流电路和Buck电路的控制实现高传输效率的恒压恒流充电。目前这样的基于半控整流电路的高效率无线充电装置未见有专利和其它文献报道。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：提供一种基于半控整流电路的高效率无线充电装置，通过调节半控整流电路和Buck电路占空比使得该装置工作在线圈传输最大效率点并且保持装置恒压或恒流输出。