一种电动车用超级电容的无线充电系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种电动车用超级电容的无线充电系统，包括，发射端电能变化模块、ZVS自激共振发射模块、无线接收与电能变换模块以及蓄电模块，所述发射端电能变化模块包括AC‑DC整流单元、DC‑DC变流单元以及微处理器控制单元，微处理器控制单元能够检测AC‑DC整流单元的输出电压，并控制DC‑DC变流单元输出不同的电压值用于提供给ZVS自激共振发射模块。该系统具有发射线圈的供电电压可调，进而可以发出不同强度的电磁场，同时接收端负载前级电压可调，以便于给不同蓄电装置充电。

【技术实现步骤摘要】
一种电动车用超级电容的无线充电系统
本技术涉及智能充电装置，尤其是涉及一种无线充电系统。
技术介绍
无线充电技术源于无线电能传输技术，可分为小功率无线充电和大功率无线充电两种方式。小功率无线充电常采用电磁感应式，如手机的无线充电方式。大功率无线充电常采用谐振式(大部分电动汽车充电采用此方式)由供电设备(充电器)将能量传送至用电的装置，该装置使用接收到的能量对电池充电，并同时供其本身运作之用。由于充电器与用电装置之间以磁场传送能量，两者之间不用电线连接，因此充电器及用电的装置都可以做到无导电接点外露。然而现有的无线充电系统具有以下不足：1、作用在发射线圈的电压不可调，使得从发射线圈中发出的磁场强度无法调整，因此接收端只能连接固定的接受装置，无法给不同的蓄电装置充电。
技术实现思路
本技术针对以上问题的提出了一种电动车用超级电容的无线充电系统，该系统具有微处理器控制单元，其可以改变输入到ZVS自激共振发射模块中的电压，从而改变加载在发射线圈两端的电压，以调整发射线圈发出的电磁场强度使得其可以用于给不同蓄电装置充电。本技术采用的技术手段如下：一种电动车用超级电容的无线充电系统，包括，发射端电能变化模块、ZVS自激共振发射模块、无线接收与电能变换模块以及蓄电模块；所述发射端电能变化模块包括AC-DC整流单元、DC-DC变流单元以及微处理器控制单元，所述AC-DC整流单元和DC-DC变流单元分别与微处理器控制单元电连接，所述AC-DC整流单元将市电变成直流电压并传输给所述DC-DC变流单元，所述微处理器控制单元用于检测所述AC-DC整流单元输出的直流电压值并根据其值控制所述DC-DC变流单元将直流电压换成用于向所述ZVS自激共振发射模块供电的直流供电电压；所述ZVS自激共振发射模块通过自激振荡将直流供电电压转换为LC谐振交流电并建立磁场；所述无线接收与电能变换模块接收所述ZVS自激共振发射模块发射的磁场并将其转换成用于为所述蓄电模块充电的恒流恒压电能；所述蓄电模块存储电能并用于向负载供电；进一步地，所述微处理器控制单元包括微处理器、PWM驱动单元、输入单元以及显示单元，所述微处理器的ADC管脚通过采样电阻与所述AC-DC整流单元的输出端电连接用于检测所述AC-DC整流单元的输出电压并在所述显示单元上进行显示，所述微处理器输出PWM信号并通过所述PWM驱动单元与所述DC-DC变流单元连接，所述输入单元与所述微处理器电连接用于调节由所述微处理器输出的PWM信号的占空比；进一步地，所述蓄电模块包括多个串联的超级电容和用于对所述多个超级电容进行均压的均压电路；进一步地，所述ZVS自激共振发射模块包括ZVS谐振电路和发射线圈，所述ZVS谐振电路连接所述DC-DC变流单元，所述ZVS谐振电路产生高频磁场，并通过所述发射线圈发射电磁波；进一步地，所述AC-DC整流单元采用LT4320芯片设计的整流电路；进一步地，所述无线接收与电能变换模块包括接收线圈、无控整流单元以及恒压恒流单元，所述接收线圈用于接收所述发射线圈发射的电磁波并将其转换成交流谐振电压，所述无控整流单元将交流谐振电压转换成直流电压并输入给恒压恒流单元，所述恒压恒流单元用于将直流电压转变成恒流恒压并输入给蓄电模块。与现有技术比较，本技术所述的一种电动车用超级电容的无线充电系统具有以下有益效果：1、由于发射端电能变化模块包括AC-DC整流单元、DC-DC变流单元以及微处理器控制单元，因此微处理器控制单元可以实时的检测输入到DC-DC模块的电压并且改变DC-DC变流单元的输出电压，从而改变施加在ZVS自激共振发射模块供电电压，从而改变发射线圈的输出功率，使得接收端可以连接不同蓄电装置；2、蓄电模块采用多个超级电容串联，使得该无线充电系统具有充电速度快、节能环保，电能利用率高等优点；3、AC-DC整流单元采用LT4320芯片设计，使得该无线充电系统具有体积小，结构简单，散热效果好等优点；4、由于发射端的电压可调，因此可以对不同的接收端进行作用，以实现对不同的蓄电模块充电。附图说明图1为本技术公开的电动车用超级电容的无线充电系统的结构示意图；图2为AC-DC整流单元的电路图；图3为微处理器控制单元用于驱动DC-DC变流单元的驱动电路；图4为DC-DC变流单元的电路图；图5为ZVS自激共振发射模块的电路图；图6为无线接收与电能变换模块的电路图；图7为超级电容的均压电路图。图中：1、发射端电能变化模块，101、AC-DC整流单元，102、DC-DC变流单元，103、微处理器控制单元，2、ZVS自激共振发射模块，201、ZVS谐振电路，202、发射线圈，3、无线接收与电能变换模块，301、接收线圈，302、无控整流单元，303、恒压恒流单元，4、蓄电模块。具体实施方式如图1所示为本技术公开的电动车用超级电容的无线充电系统，包括，发射端电能变化模块1、ZVS自激共振发射模块2、无线接收与电能变换模块3以及蓄电模块4。所述发射端电能变化模块1包括AC-DC整流单元101、DC-DC变流单元102以及微处理器控制单元103，在本实施例中，AC-DC整流单元101采用LT4320芯片设计的整流电路，具体地，如图2所示，AC-DC整流单元101包括LT4320芯片和4个低损耗的N沟道MOSFET管Q1、Q2、Q3、Q4组成，LT4320芯片的IN1引脚和IN2引脚连接市电，LT4320芯片的TG1、TG2、BG1和BG2分别连接与N沟道MOSFET的栅极连接，市电经过AC-DC整流单元整流后成为直流电压并从LT4320芯片的OUTN引脚和OUTP引脚输出。由AC-DC整流单元101输出的直流电压输入到DC-DC变流单元102的输入端，所述微处理器控制单元103分别与AC-DC整流单元101和DC-DC变流单元102连接，具体地，所述微处理器控制单元103包括微处理器、PWM驱动单元、输入单元以及显示单元，所述微处理器与所述AC-DC整流单元101的输出端电连接用于检测所述AC-DC整流单元101的输出电压，所述微处理器通过PWM驱动单元与所述DC-DC变流单元102连接。在本实施例中，微处理器采用STM32F103VBT6芯片，STM32F103VBT6芯片的ADC引脚与AC-DC整流单元101的输出端的采样电阻连接以用于检测所述AC-DC整流单元101输出的直流电压值，并将测得的电压值转换成数字量输入到处理芯片内，微处理器根据检测到的电压值以自动调节输入到DC-DC变流单元102中的PWM信号的占空比，以稳定DC-DC变流单元102的输出电压。如图4所示，DC-DC变流单元102采用两个MOSFET管MOS_1、MOS_2和电感L2组成的BUCK电路,其中两个MOSFET管MOS_1、MOS_2采用的型号是IRF540，由于IRF540具有较高的导通电压，不能用单片机产生的PWM信号直接驱动，因此，本技术增加了PWM驱动单元，如图3所示，PWM驱动单元为采用IR2104芯片构成，微处理器产生的PWM信号输入到PWM驱动单元的输入端，PWM驱动单元的输出端用于驱动两个MOSFET管MOS_1、MOS_2的栅极以调整DC-DC变流单元102的输出电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电动车用超级电容的无线充电系统，其特征在于：包括，发射端电能变化模块(1)、ZVS自激共振发射模块(2)、无线接收与电能变换模块(3)以及蓄电模块(4)；所述发射端电能变化模块(1)包括AC‑DC整流单元(101)、DC‑DC变流单元(102)以及微处理器控制单元(103)，所述AC‑DC整流单元(101)和DC‑DC变流单元(102)分别与微处理器控制单元(103)电连接，所述AC‑DC整流单元(101)将市电变成直流电压并传输给所述DC‑DC变流单元(102)，所述微处理器控制单元(103)用于检测所述AC‑DC整流单元(101)输出的直流电压值并根据其值控制所述DC‑DC变流单元(102)将直流电压换成用于向所述ZVS自激共振发射模块(2)供电的直流供电电压；所述ZVS自激共振发射模块(2)通过自激振荡将直流供电电压转换为LC谐振交流电并建立磁场；所述无线接收与电能变换模块(3)接收所述ZVS自激共振发射模块(2)发射的磁场并将其转换成用于为所述蓄电模块(4)充电的恒流恒压电能；所述蓄电模块(4)存储电能并用于向负载供电。

【技术特征摘要】
1.一种电动车用超级电容的无线充电系统，其特征在于：包括，发射端电能变化模块(1)、ZVS自激共振发射模块(2)、无线接收与电能变换模块(3)以及蓄电模块(4)；所述发射端电能变化模块(1)包括AC-DC整流单元(101)、DC-DC变流单元(102)以及微处理器控制单元(103)，所述AC-DC整流单元(101)和DC-DC变流单元(102)分别与微处理器控制单元(103)电连接，所述AC-DC整流单元(101)将市电变成直流电压并传输给所述DC-DC变流单元(102)，所述微处理器控制单元(103)用于检测所述AC-DC整流单元(101)输出的直流电压值并根据其值控制所述DC-DC变流单元(102)将直流电压换成用于向所述ZVS自激共振发射模块(2)供电的直流供电电压；所述ZVS自激共振发射模块(2)通过自激振荡将直流供电电压转换为LC谐振交流电并建立磁场；所述无线接收与电能变换模块(3)接收所述ZVS自激共振发射模块(2)发射的磁场并将其转换成用于为所述蓄电模块(4)充电的恒流恒压电能；所述蓄电模块(4)存储电能并用于向负载供电。2.根据权利要求1所述的电动车用超级电容的无线充电系统，其特征在于：所述微处理器控制单元(103)包括微处理器、PWM驱动单元、输入单元以及显示单元，所述微处理器的ADC管脚通过采样电阻与所述AC-DC整流单元(101)的输出端电连接用于检测所述AC-DC整流单元(101)...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋福伟，王忠杰，谢忠儒，张世峰，李鑫港，
申请(专利权)人：大连海事大学，
类型：新型
国别省市：辽宁,21