[发明专利]一种基于最大功率追踪算法的无线充电接收控制装置

说明书

本发明公开了一种基于最大功率追踪算法的无线充电接收控制装置，包括最大功率追踪模块、同步整流模块、信息采集模块和控制模块。同步整流模块用于将交流电转变成直流电，信息采集模块可对同步整流模块的输出电压、电流进行检测采集，在控制模块的控制下，最大功率追踪模块采用变步长的扰动干扰法可对负载最大功率点进行快速追踪。本装置通过使用同步整流模块和最大功率追踪算法大大降低了接收端的功率损耗。

技术领域

本发明涉及一种基于最大功率追踪算法的无线充电接收控制装置，属于无线充电技术领域。

背景技术

目前无线充电装置接收端大多采用的是全桥整流和基于前馈+反馈的恒功率控制方式。虽然控制方法简单，但流过二极管的电流越大，整流桥上的损耗也就越大，此外，此种方法需要提前进行功率设定，灵活性差，简单的通过反馈和PI调节器逼近设定值，受线圈偏移和频率的影响大，不能迅速的逼近功率设定值，且容易在功率设定值处产生振荡，造成功率损耗。

发明内容

为了解决上述存在的问题，本发明提出一种基于最大功率追踪算法的无线充电接收控制装置，利用优化后的扰动观察法对系统负载进行最大功率追踪，提供了一种可靠的控制方案。

本发明的技术方案为：

一种基于最大功率追踪算法的无线充电接收控制装置，包括最大功率追踪模块、同步整流模块、信息采集模块和控制模块；所述控制模块为单片机，同步整流模块是以UCC24612芯片为核心的同步整流电路，最大功率追踪模块是以TPS28225芯片和BSG0813NDI芯片为核心的负载电路，信息采集模块的芯片为INA180A3；

单片机通过AD检测模块对同步整流电路输出的电压、电流进行检测，并进行统计处理，得到精确的采样数据，并通过输出不同占空比的方波，控制以TPS28225芯片和BSG0813NDI芯片为核心的负载电路，改变线圈电压、电流，利用变步长的扰动观察法实现负载的最大功率追踪。

优选地，所述BSG0813NDI芯片是由上下两个非对称的N沟道MOSFET构成，所述BSG0813NDI芯片5脚接线圈L4作为最大功率输出脚；所述TPS28225芯片1脚为上栅极驱动输出端，接到BSG0813NDI芯片1脚；所述TPS28225芯片2脚为上端栅极驱动器的浮动引导供应管脚，通过一个自举电容C69与8脚一起接到BSG0813NDI芯片2脚，对MOSFET进行充电；所述TPS28225芯片3脚为PWM信号控制输入端；所述TPS28225芯片4脚为GND直接接地；所述TPS28225芯片5脚为下栅极驱动输出端，接到BSG0813NDI芯片6脚；所述TPS28225芯片6脚为VCC，通过5V电压供电，与旁路电容C75接到GND；所述TPS28225芯片7脚为使能端，直接与6脚VCC相连。

优选地，所述同步整流模块是以UCC24612芯片为核心的同步整流电路，将接收的交流电压形成负载直流电源，为负载提供能量，包括电容C58、电容C59、电阻R100、MOS管Q7、电容65、芯片UCC24612、电容C61、电阻R9、电阻R6、电阻R8、电容C62、电容C63；所述电容C58、电容C59并联构成频率匹配电路；所述电阻R100、C电容65分别与芯片UCC24612的5脚和3脚相连，MOS管Q7的漏极和栅极分别和UCC24612的1脚和2脚相连，一起构成同步电路；所述电阻R6、电阻R8构成电压采集电路；所述电容C61、电容C62、电容C63构成整流输出电路；所述电阻R9与芯片INA180A3的外围电路构成电流采集电路；所述INA180A3芯片1脚与电阻R7接入检测通道；所述INA180A3芯片5脚与5V电源相连，通过电容C60接地。

优选地，信息采集模块的芯片为INA180A3芯片，INA180A3芯片1脚与电阻R7接入检测通道；INA180A3芯片5脚与5V电源相连，通过电容C60接地；INA180A3芯片2脚和3脚直接接地；INA180A3芯片4脚与电阻R9相接。

本申请中，控制模块使用的核心算法是变步长的扰动观察法。