一种无线电能传输系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种无线电能传输系统，包括启动电路、驱动电路、发射端阻抗匹配电路和发射线圈，还包括带有原边绕组NP1、第一副边绕组NS1和第二副边绕组NS2的脉冲变压器T1；所述驱动电路为自驱动功率半桥谐振电路，其包括相位严格正交的第一电路和第二电路；所述启动电路接入所述原边绕组NP1，两个所述副边绕组分别连接于第一电路和第二电路；所述发射端阻抗匹配电路的电容端还连接于所述脉冲变压器T1的原边绕组NP1，其适用于中大功率的无线电能传输场合，增加了用电设备的安全性，降低产品的成本，极大地拓宽无线电能传输技术的应用场合。

A Radio Power Transmission System

The utility model discloses a radio power transmission system, which comprises a start circuit, a drive circuit, a transmitter impedance matching circuit and a radiation coil, and also includes a pulse transformer T1 with primary winding NP1, first pair of side winding NS1 and second pair of side winding NS2. The drive circuit is a self-driving power half-bridge resonant circuit, which comprises a first circuit and a second circuit with strictly orthogonal phase. The starting circuit is connected to the original winding NP1, and the two secondary windings are connected to the first circuit and the second circuit respectively. The capacitor end of the transmitting terminal impedance matching circuit is also connected to the original winding NP1 of the pulse transformer T1, which is suitable for medium and high power radio power transmission occasions, and increases the safety of the electrical equipment, reduces the cost of the product, and maximizes the efficiency of the product. Widening the application of radio power transmission technology.

【技术实现步骤摘要】
一种无线电能传输系统
本技术涉及无线电能传输
，尤其涉及一种无线电能传输系统。
技术介绍
近年来，各类电子电气设备得到了快速普及与发展，而用户对电能传输的安全性与可靠性提出了新的要求。传统插电式电能传输技术在充电时，存在火花及高压触电等安全隐患，使得系统安全性、可靠性以及使用寿命降低，并尚且难以达到一些特殊工业场合的安全要求。无线电能传输技术正是了为了弥补这些不足而被广泛探讨与研究的一种电能传输技术。目前的无线充电技术采用的方式是无线电波技术、电磁感应技术和磁共振技术。无线电波技术是通过捕捉墙壁反弹回来的无线电波能量，但该充电方式效率比较低，应用到目前市场的无线充电设备还远远达不到预想的效果。而在无线充电设备上采用电磁感应技术基本可实现一对一的电能传输，但是该方式需要被充电设备精准对准发射线圈才能实现充电，而且其传输距离也相对较短，以上的种种弊端导致无线充电设备处于瓶颈期。与前两种充电方式不同是的是磁共振技术是指发射线圈与接收线圈间的频率一致即可传输电能，距离短的缺点可得到很好的改善，但其控制其谐振频率相对较难。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种无线电能传输系统，突破上述磁共振技术的局限性，采用距离更优、适应性更强的磁共振技术，克服高频下驱动电路设计复杂性，采用正反馈自驱动功率半桥谐振电路作为新型主拓扑，使其适用于中大功率的无线电能传输场合，增加了用电设备的安全性，降低产品的成本，极大地拓宽无线电能传输技术的应用场合。为达此目的，本技术采用以下技术方案：一种无线电能传输系统，包括启动电路、驱动电路、发射端阻抗匹配电路和发射线圈；还包括带有原边绕组NP1、第一副边绕组NS1和第二副边绕组NS2的脉冲变压器T1，所述驱动电路为自驱动功率半桥谐振电路，其包括相位相互正交的第一电路和第二电路；所述启动电路接入所述原边绕组NP1，两个所述副边绕组分别连接于第一电路和第二电路；所述发射端阻抗匹配电路的电容端还连接于所述脉冲变压器T1的原边绕组NP1，使得所述驱动电路维持持续振荡过程。可选的，所述第一副边绕组NS1和第二副边绕组NS2的两端电压幅值相等、相位相反。可选的，所述发射端阻抗匹配电路为LCL谐振结构。可选的，所述第一电路包括第一MOS管Q1，所述第一副边绕组NS1的两端分别连接于所述第一MOS管Q1的栅极和源极。可选的，所述第一电路还包括用于与第一副边绕组NS1谐振的第二电容C2、限幅稳压的第二二极管D2和第三二极管D3，所述第二电容C2并联于所述第一副边绕组NS1，所述第二二极管D2和第三二极管D3串联后并联于所述第一副边绕组NS1。可选的，所述第二电路包括第二MOS管Q2，所述第二副边绕组NS2的两端分别连接于所述第二MOS管Q2的栅极和源极。可选的，所述第二电路还包括用于与第二副边绕组NS2谐振的第三电容C3、限幅稳压的第四二极管D4和第五二极管D5，所述第三电容C3并联于所述第二副边绕组NS2，所述第四二极管D4和第五二极管D5串联后并联于所述第二副边绕组NS2。可选的，所述发射端阻抗匹配电路包括串联的第五电容C5和第九电容C9，所述第五电容C5和第九电容C9并联于发射线圈，所述第五电容C5和第九电容C9之间的连接端还连接有第十电容C10，第十电容C10还串联有第十一电容C11，第十一电容C11还连接于所述原边绕组NP1。可选的，所述启动电路包括直流电压源VDC、第一电阻R1、第二电阻R2、第一电容C1、第六二极管D6和双向触发管D1；所述直流电压源VDC的负极接地，所述直流电压源VDC的正极连接于第一电阻R1的第一端，第一电阻R1的第二端连接于第二电阻R2的第一端，第二电阻R2的第二端连接于第一电容C1的第一端，第一电容C1的第二端接地，双向触发管D1的第一端连接于第一电容C1的第一端，双向触发管D1的第二端连接于原边绕组NP1的第一端，原边绕组NP1的第二端接地；所述第一电路包括与第一副边绕组NS1谐振的第二电容C2、限幅稳压的第二二极管D2、第三二极管D3和第一MOS管Q1；第一副边绕组NS1的第一端连接于第二电容C2的第一端、第二二极管D2的第一端和第一MOS管Q1的栅极，第一副边绕组NS1的第二端连接于第二电容C2的第二端、第三二极管D3的第二端和第一MOS管Q1的源极，第二二极管D2的第二端和第三二极管D3的第一端极性相反并相连接；所述第二电路包括与第二副边绕组NS2谐振的第三电容C3、限幅稳压的第四二极管D4、第五二极管D5和第二MOS管Q2；第二副边绕组NS2的第一端连接于第三电容C3的第一端、第四二极管D4的第一端和第二MOS管Q2的栅极，第二副边绕组NS2的第二端连接于第三电容C3的第二端、第五二极管D5的第二端和第二MOS管Q2的源极，第四二极管D4的第二端和第五二极管D5的第一端极性相反并相连接；第六二极管D6的第一端连接于第一电阻R1的第二端，第六二极管D6的第二端连接于第一MOS管Q1的源极和第二MOS管Q2的漏极；第一MOS管Q1的漏极连接于第一电阻R1的第一端；第一副边绕组NS1和第二副边绕组NS2的两端电压幅值相等、相位相反；发射端阻抗匹配电路包括第一电感L1、第五电容C5、第六电容C6、第九电容C9和第十二电容C12；第一MOS管Q1的源极连接于第十二电容C12的第一端，第十二电容C12的第二端连接于第一电感L1的第一端，第一电感L1的第二端连接于第五电容C5的第一端和第六电容C6的第一端，第五电容C5的第二端连接于第九电容C9的第一端，第九电容C9的第二端连接于第二MOS管Q2的源极，第九电容C9的第二端还接地；发射线圈的两端分别连接于第六电容C6的第二端和第九电容C9的第二端；第五电容C5的第二端和双向触发管D1的第二端之间还连接有相互串联的第十电容C10和第十一电容C11。可选的，该无线电能传输系统还包括接收端阻抗匹配电路，所述接收端阻抗匹配电路包括接收线圈和第七电容C7，所述接收线圈的第一端连接于第七电容C7的第一端，第七电容C7的第二端连接于负载的第一端，负载的第二端连接于接收线圈的第二端，负载的第二端还接地。本技术实施例具有以下有益效果：本技术实施例中，相比现有技术而言，采用自驱动功率半桥谐振电路作为新型主拓扑，发射端阻抗匹配电路的电容端还连接于脉冲变压器的原边绕组NP1，使得自驱动功率半桥谐振电路维持持续振荡过程，使其适用于中大功率的无线电能传输场合，增加了用电设备的安全性，降低产品的成本，极大地拓宽无线电能传输技术的应用场合。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。图1为现有技术提供的一种AB类无线电能传输电路结构图。图2为MOSFET开关管内部等效结构图。图3为本技术实施例提供的无线电能传输系统的原理框图。图4本技术实施例提供的无线电能传输系统的赋能过程图。图5为本技术实施例提供的无线电能传输系统的电路图。图6为本技术实施例提供的无线电能传输系统的工作频本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无线电能传输系统，包括启动电路、驱动电路、发射端阻抗匹配电路和发射线圈，其特征在于：还包括带有原边绕组NP1、第一副边绕组NS1和第二副边绕组NS2的脉冲变压器T1；所述驱动电路为自驱动功率半桥谐振电路，其包括相位相互正交的第一电路和第二电路；所述启动电路连接于所述原边绕组NP1，两个所述副边绕组分别连接于第一电路和第二电路；所述发射端阻抗匹配电路的电容端还连接于所述脉冲变压器的原边绕组NP1，使得所述驱动电路维持持续振荡过程。

【技术特征摘要】
1.一种无线电能传输系统，包括启动电路、驱动电路、发射端阻抗匹配电路和发射线圈，其特征在于：还包括带有原边绕组NP1、第一副边绕组NS1和第二副边绕组NS2的脉冲变压器T1；所述驱动电路为自驱动功率半桥谐振电路，其包括相位相互正交的第一电路和第二电路；所述启动电路连接于所述原边绕组NP1，两个所述副边绕组分别连接于第一电路和第二电路；所述发射端阻抗匹配电路的电容端还连接于所述脉冲变压器的原边绕组NP1，使得所述驱动电路维持持续振荡过程。2.根据权利要求1所述的无线电能传输系统，其特征在于，所述第一副边绕组NS1和第二副边绕组NS2的两端电压幅值相等、相位相反。3.根据权利要求1所述的无线电能传输系统，其特征在于，所述发射端阻抗匹配电路为LCL谐振结构。4.根据权利要求1所述的无线电能传输系统，其特征在于，所述第一电路包括第一MOS管Q1，所述第一副边绕组NS1的两端分别连接于所述第一MOS管Q1的栅极和源极。5.根据权利要求1所述的无线电能传输系统，其特征在于，所述第一电路还包括用于与第一副边绕组NS1谐振的第二电容C2、限幅稳压的第二二极管D2和第三二极管D3，所述第二电容C2并联于所述第一副边绕组NS1，所述第二二极管D2和第三二极管D3串联后并联于所述第一副边绕组NS1。6.根据权利要求1所述的无线电能传输系统，其特征在于，所述第二电路包括第二MOS管Q2，所述第二副边绕组NS2的两端分别连接于所述第二MOS管Q2的栅极和源极。7.根据权利要求1所述的无线电能传输系统，其特征在于，所述第二电路还包括用于与第二副边绕组NS2谐振的第三电容C3、限幅稳压的第四二极管D4和第五二极管D5，所述第三电容C3并联于所述第二副边绕组NS2，所述第四二极管D4和第五二极管D5串联后并联于所述第二副边绕组NS2。8.根据权利要求1所述的无线电能传输系统，其特征在于，所述发射端阻抗匹配电路包括串联的第五电容C5和第九电容C9，所述第五电容C5和第九电容C9并联于发射线圈，所述第五电容C5和第九电容C9之间的连接端还连接有第十电容C10，第十电容C10还串联有第十一电容C11，第十一电容C11还连接于所述原边绕组NP1。9.根据权利要求1所述的无线电能传输系统，其特征在于，所述启动电路包括直流电压源VDC、第一电阻R1、第二电阻R2、第一电容C1、第六二极管D6和双向触发管D1；所述直流电压源VDC的负极接地，所述直流电压源VDC的正极连接于第一电阻R1的第一端，第一电阻R...

【专利技术属性】
技术研发人员：李志忠，吴天文，童怀，李学易，周惠媛，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：新型
国别省市：广东,44