[实用新型]基于移相调节控制的无线充电系统发射端、接收端及系统

说明书

本实用新型提出基于移相调节控制的无线充电系统发射端、接收端及系统，所述发射端无线连接所述充电系统的一接收端，发射端包括：整流滤波电路，电性连接电网系统；逆变器，电性连接整流滤波电路；发射线圈，电性连接逆变器，并电磁耦接接收端的接收线圈；移相驱动电路，电性连接所述逆变器；发射端MCU，电性连接所述移相驱动电路；无线通信接收模块，电性连接所述发射端MCU，并无线连接所述接收端。采用上述方案的无线充电系统实现无线电能传输的高效率，大幅度降低了系统的体积和成本。

技术领域

本实用新型属于无线充电技术领域，尤其涉及一种基于移相调节控制的无线充电系统发射端、接收端及系统。

背景技术

目前，随着技术的不断成熟，移动机器人已经广泛地应用在各行各业中，用以代替原来人所有进行的工作。但是，当前移动机器人设备的充电问题，一直是一个影响其效能的关键制约，移动机器人的快速充电是典型的低压大电流应用。而传统的方式采用电极接触的方式，这种方式存在电火花、漏电、电极氧化等等诸多的缺点，尤其是在快速充电的情况下更为严重。为此，采用无线充电技术实现机器人的自动充电是一个理想的选择。但是由于对于采用谐振模式的无线电能传输系统而言，输出的阻抗匹配影响了系统的整体效率，为此不能让无线电能传输系统直接输出低压大电流给负载。为此，一些方案采用在无线电能传输系统后侧增加一级DC/DC电路来实现阻抗的匹配。但是这种做法由于增加了一级功率变换，系统的体积增加，效率降低且增加了系统成本。

目前的无线电能传输系统一般采用频率调节输出增益的方式，这种方式的优点是调节范围比较宽，控制方法简单。但是其缺点是靠近谐振点的区域，调节的增益变化比较陡，很小的频率变化，就会造成较大的输出电流的波动。同时，当系统处于轻载状态时，系统的工作频率远离谐振点，导致系统的工作效率降低。若采用调压控制方式，需要在逆变器的输入侧增加一级DC/DC，以调节和控制逆变器的输入电压，但这样也增加了系统的体积和成本。

实用新型内容

本实用新型针对上述的技术问题，本实用新型提出了一种新型的基于移相调节控制的无线充电系统发射端、发射端及系统，可以实现系统的高效率的同时，也大幅度降低了系统的体积和成本。

一方面，本实用新型提出了一种基于移相调节控制的无线充电系统发射端，无线连接所述充电系统的一接收端，所述发射端包括：

一整流滤波电路，电性连接电网系统；

一逆变器，电性连接所述整流滤波电路；

一发射线圈，电性连接所述逆变器，并电磁耦接所述接收端的接收线圈；

一移相驱动电路，电性连接所述逆变器；

一发射端MCU，电性连接所述移相驱动电路及无线通信接收模块；

一无线通信接收模块，电性连接所述发射端MCU，并无线连接所述接收端；

其中，所述电网系统接入的交流电经所述整流滤波电路后输出直流电；所述发射端接收到充电指令信号后，由发射端MCU输出四路控制信号经过所述移相驱动电路转换为四路逆变器驱动信号PWM2H、PWM2L、PWM3H、PWM3L分别驱动所述逆变器的四个开关管Q1、Q2、Q3、Q4，所述逆变器根据所述驱动信号将接收到的直流电转换成高频交流电激励所述发射线圈产生交变电磁场。

进一步的，所述发射端还包括一发射端辅助供电模块，所述发射端辅助供电模块为所述发射端MCU、无线通信接收模块及移相驱动电路供电。

进一步的，所述逆变器是由开关管Q1、开关管Q2、开关管Q3及开关管Q4并联组成H桥式逆变器。

进一步的，所述发射端还包括一电压采样电路和一电流采样电路，所述电压采样电路和电流采样电路均电性连接所述逆变器输出点和发射端MCU。