[发明专利]基于CLL谐振变换的电磁共振式无线充电装置及控制方法

摘要

本发明公开了一种基于CLL谐振变换的电磁共振式无线充电装置及控制方法；微控制器获取直流母线电压，并控制双向AC/DC整流模块中MOS管的占空比实现输入直流母线电压的稳定；微控制器通过控制CLL谐振变换模块中MOS管的切换，将直流电逆变成交流电；发射端耦合谐振线圈将CLL谐振变换模块的逆变能量发射出去，传输到接收端耦合谐振线圈；接收端耦合谐振线圈接收到高频交流电后经过接收端AC/DC整流模块进行整流，稳压滤波后对蓄电池进行充电；微控制器获取蓄电池的端电压和充电电流，并控制CLL谐振变换模块MOS管的占空比，实现设定的充电电流和过充保护功能。能工作在零电压和零电流开关下，有效降低了开关损耗，提高了能量传输效率；减小了无线传输装置体积。

主权项

基于CLL谐振变换的电磁共振式无线充电装置，其特征是，包括AC/DC整流模块；所述AC/DC整流模块的输入端连接三相电源，输出端并联发射端稳压滤波电容后连接CLL谐振变换模块；所述CLL谐振变换模块的输出端连接有发射端耦合谐振线圈，CLL谐振变换模块中的电感电容与发射端耦合谐振线圈组成发射端谐振电路；发射端耦合谐振线圈与接收端耦合谐振线圈实现耦合作用；接收端耦合谐振线圈串联接收端谐振电路电容后连接接收端AC/DC整流模块；所述接收端耦合谐振线圈与接收端谐振电路电容构成接收端谐振电路，接收由谐振耦合磁场传递来的能量；所述接收端AC/DC整流模块的输出端并联接收端稳压滤波电容后为蓄电池充电；接收端稳压滤波电容对接收端AC/DC整流模块得到的直流电进行滤波，滤去高频交流部分；所述AC/DC整流模块和CLL谐振变换模块中MOS管的开关接受微控制器驱动信号的控制，使CLL谐振变换模块的高频逆变频率、发射端谐振电路的谐振频率和接收端谐振电路的谐振频率三者一致，以使发射端与接收端电路达到共振；所述CLL谐振变换模块为H全桥电路，包括4个MOS管Q11‑Q14，每个MOS管并联有一个二极管，分别为D11‑D14，每个MOS管都对应有一个寄生电容，分别为C11‑C14；4个MOS管及与其并联的二极管和电容构成H桥的4个垂直桥臂；中间横向桥臂包括串联的两个谐振电感L1和L2，电感L1和L2串联后与谐振电感L0并联，并联后的整体再与谐振电容C1串联；电感L2为发射端耦合谐振线圈，与电容C1和电感L1、L0组成发射端谐振电路，利用发射端耦合谐振线圈与接收端耦合谐振线圈的高耦合，将高频交流电能量发射出去；所述接收端AC/DC整流模块为4个二极管D1‑D4构成的单相全桥整流电路，将接收到的高频交流整流成直流。