谐振型非接触供电装置、集成电路和恒压控制方法制造方法及图纸

公开了一种谐振型非接触供电装置、集成电路和恒压控制方法。其中，谐振型非接触供电装置包括逆变器、发射侧谐振电路、接收侧谐振电路、整流电路和输出电容，在此基础上，通过在第一状态下保持逆变器接收的电能能够被传输到整流电路，在第二状态下使得逆变器接收的电能不能传输到所述整流电路，进而通过在第一状态和第二状态间切换，可以控制使得谐振型非接触供电装置输出相对恒定的电压，从而可以直接连接恒压型负载。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电力电子技术，具体涉及。
技术介绍
非接触供电技术基于其方便实用的特点而广泛应用于电子产品领域，尤其是小功率电子产品行业如移动电话、MP3播放器、数码照相机、便携式电脑等。现有技术的谐振型非接触供电装置通常包含有一个由发射线圈LI和接收线圈L2构成的谐振与磁耦合电路，发射线圈LI与电能发射端的其它元件构成发射侧谐振电路，接收线圈L2与电能接收端的其它元件构成接收侧谐振电路。通过将发射侧谐振电路和接收侧谐振电路的谐振频率设置为相同，可以使得发射侧谐振电路谐振时，通过电磁场与发射侧谐振电路耦合的接收侧谐振电路也发生谐振，由此实现以非接触的方式传输电能。该谐振频率被称为自感谐振频率。 在工作在自感谐振频率下时，现有的谐振型非接触供电装置对负载输出一个相对恒定的电流，其等效于一个电流源，因此，谐振型非接触供电装置的输出不能应用于需要恒定电压的负载。
技术实现思路
有鉴于此，提供一种，使得其可以输出相对恒定的电压，以使得谐振型非接触供电装置可以直接连接需要恒定电压的负载。 第一方面，提供一种谐振型非接触供电装置，包括: 逆变器，接收电能，输出具有自感谐振频率的交流电； 发射侧谐振电路，包括发射线圈，用于从所述逆变器接收所述交流电； 接收侧谐振电路，包括接收线圈，所述接收线圈与所述发射线圈分离地以非接触方式耦合，所述接收侧谐振电路用于从所述发射线圈接收电能； 整流电路，与所述接收侧谐振电路连接； 输出电容，并联连接在所述整流电路的输出端口 ； 状态切换电路，在第一状态下保持所述接收侧谐振电路对所述整流电路输出交流电，在第二状态下使得所述整流电路的输入端口接地； 控制电路，控制所述状态切换电路在第一状态和第二状态间切换，以使得所述整流电路的输出电压保持恒定。 优选地，所述状态切换电路包括: 第一开关，连接在所述整流电路的输入端口的第一端和接地端之间； 第二开关，连接在所述整流电路的输入端口的第二端和接地端之间； 所述控制电路用于根据反馈电压输出开关控制信号控制所述第一开关和第二开关同时导通和关断，所述反馈电压与所述整流电路的输出电压成比例。 优选地，所述控制电路在所述反馈电压增大时增大每个周期内所述第一开关和第二开关的导通时间，以减小电路处于第一状态的时间，在所述反馈电压减小时减小每个周期内所述第一开关和第二开关的导通时间，以增大电路处于第一状态的时间。 优选地，所述控制电路包括: 误差放大电路，输入所述反馈电压和基准电压输出误差补偿信号； 比较器，用于比较所述误差补偿信号和三角波信号输出脉宽调制信号； 驱动电路，用于根据所述脉宽调制信号输出开关控制信号，控制所述第一开关和所述第二开关。 优选地，所述发射线圈和所述接收线圈被配置为在以预定的耦合度耦合且工作在所述自感谐振频率下时，所述发射线圈和所述接收线圈的互感感抗等于额定负载工作在第一状态时的等效负载阻抗。 第二方面，提供一种谐振型非接触供电装置，包括: 逆变器，在第一状态下接收电能输出具有自感谐振频率的交流电，在第二状态下停止工作； 发射侧谐振电路，包括发射线圈，用于从所述逆变器接收所述交流电； 接收侧谐振电路，包括接收线圈，所述接收线圈与所述发射线圈分离地以非接触方式耦合，所述接收侧谐振电路用于从所述发射线圈接收电能； 整流电路，与所述接收侧谐振电路连接； 输出电容，并联连接在所述整流电路的输出端口 ； 控制电路，控制所述逆变电路在第一状态和第二状态间切换，以使得所述整流电路的输出电压保持恒定。 优选地，所述控制电路根据反馈电压控制所述逆变电路在第一状态和第二状态间切换，在所述反馈电压增大时减小每个周期内所述逆变电路处于第一状态的时间，在所述反馈电压减小时增大每个周期内所述逆变电路处于第一状态的时间。 [0031 ] 优选地，所述控制电路包括: 误差放大电路，输入反馈电压和基准电压输出误差补偿信号，所述反馈电压与所述整流电路的输出电压成比例； 比较器，用于比较所述误差补偿信号和三角波信号输出脉宽调制信号； 逆变控制器，根据所述脉宽调制信号在第一状态和第二状态间切换，在第一状态下输出具有自感谐振频率的逆变控制信号，在第二状态下输出使所述逆变器停止工作的逆变控制信号。 优选地，所述发射线圈和所述接收线圈被配置为在以预定的耦合度耦合且工作在所述自感谐振频率下时，所述发射线圈和所述接收线圈的互感感抗等于额定负载工作在第一状态时的等效负载阻抗。 第三方面，提供一种集成电路，用于谐振型非接触供电装置，包括: 整流电路； 状态切换电路，在第一状态下保持所述接收侧谐振电路对所述整流电路输出交流电，在第二状态下使得所述整流电路的输入端口接地； 控制电路，控制所述状态切换电路在第一状态和第二状态间切换，以使得所述整流电路的输出电压保持恒定。 优选地,所述状态切换电路包括: 第一开关，连接在所述整流电路的输入端口的第一端和接地端之间； 第二开关，连接在所述整流电路的输入端口的第二端和接地端之间； 所述控制电路用于根据反馈电压输出开关控制信号控制所述第一开关和第二开关同时导通和关断，所述反馈电压与所述整流电路的输出电压成比例。 优选地，所述控制电路在所述反馈电压增大时增大每个周期内所述第一开关和第二开关的导通时间，以减小电路处于第一状态的时间，在所述反馈电压减小时减小每个周期内所述第一开关和第二开关的导通时间，以增大电路处于第一状态的时间。 优选地，所述控制电路包括: 误差放大电路，输入所述反馈电压和基准电压输出误差补偿信号； 比较器，用于比较所述误差补偿信号和三角波信号输出脉宽调制信号； 驱动电路，用于根据所述脉宽调制信号输出开关控制信号，控制所述第一开关和所述第二开关。 第四方面，一种集成电路，用于谐振型非接触供电装置，包括: 逆变器，在第一状态下接收电能输出具有自感谐振频率的交流电，在第二状态下停止工作； 控制电路，控制所述逆变电路在第一状态和第二状态间切换，以使得所述谐振型非接触供电装置的输出电压保持恒定。 优选地，所述控制电路根据反馈电压控制所述逆变电路在第一状态和第二状态间切换，在所述反馈电压增大时减小每个周期内所述逆变电路处于第一状态的时间，在所述反馈电压减小时增大每个周期内所述逆变电路处于第一状态的时间。 优选地，所述控制电路包括: 误差放大电路，输入反馈电压和基准电压输出误差补偿信号，所述反馈电压与所述谐振型； 比较器，用于比较所述误差补偿信号和三角波信号输出脉宽调制信号； 逆变控制器，根据所述脉宽调制信号在第一状态和第二状态间切换，在第一状态下输出具有自感谐振频率的逆变控制信号，在第二状态下输出使逆变器停止工作的逆变控制信号。 第五方面，提供一种谐振型非接触供电装置的恒压控制方法，所述谐振型非接触供电装置包括逆变器、发射侧谐振电路、接收侧谐振电路、整流电路和输出电容，所述方法包括: 控制所述谐振型非接触供电装置在第一状态和第二状态间切换，以使得所述谐振型非接触供电装置的输出电压保持恒定； 其中，在第一状态下保持所述逆变器接收的电能传输到所述整流电路，在第二状态下停止对所述整流电路传输电能。 优选本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种谐振型非接触供电装置，包括：逆变器，接收电能,输出具有自感谐振频率的交流电；发射侧谐振电路，包括发射线圈，用于从所述逆变器接收所述交流电；接收侧谐振电路，包括接收线圈，所述接收线圈与所述发射线圈分离地以非接触方式耦合，所述接收侧谐振电路用于从所述发射线圈接收电能；整流电路，与所述接收侧谐振电路连接；输出电容，并联连接在所述整流电路的输出端口；状态切换电路，在第一状态下保持所述接收侧谐振电路对所述整流电路输出交流电，在第二状态下使得所述整流电路的输入端口接地；控制电路，控制所述状态切换电路在第一状态和第二状态间切换，以使得所述整流电路的输出电压保持恒定。

【技术特征摘要】
1.一种谐振型非接触供电装置，包括: 逆变器，接收电能，输出具有自感谐振频率的交流电； 发射侧谐振电路，包括发射线圈，用于从所述逆变器接收所述交流电； 接收侧谐振电路，包括接收线圈，所述接收线圈与所述发射线圈分离地以非接触方式耦合，所述接收侧谐振电路用于从所述发射线圈接收电能； 整流电路，与所述接收侧谐振电路连接； 输出电容，并联连接在所述整流电路的输出端口； 状态切换电路，在第一状态下保持所述接收侧谐振电路对所述整流电路输出交流电，在第二状态下使得所述整流电路的输入端口接地； 控制电路，控制所述状态切换电路在第一状态和第二状态间切换，以使得所述整流电路的输出电压保持恒定。2.根据权利要求1所述的谐振型非接触供电装置，其特征在于，所述状态切换电路包括: 第一开关，连接在所述整流电路的输入端口的第一端和接地端之间； 第二开关，连接在所述整流电路的输入端口的第二端和接地端之间； 所述控制电路用于根据反馈电压输出开关控制信号控制所述第一开关和第二开关同时导通和关断，所述反馈电压与所述整流电路的输出电压成比例。3.根据权利要求2所述的谐振型非接触供电装置，其特征在于，所述控制电路在所述反馈电压增大时增大每个周期内所述第一开关和第二开关的导通时间，以减小电路处于第一状态的时间，在所述反馈电压减小时减小每个周期内所述第一开关和第二开关的导通时间，以增大电路处于第一状态的时间。4.根据权利要求2所述的谐振型非接触供电装置，其特征在于，所述控制电路包括: 误差放大电路，输入所述反馈电压和基准电压输出误差补偿信号； 比较器，用于比较所述误差补偿信号和三角波信号输出脉宽调制信号； 驱动电路，用于根据所述脉宽调制信号输出开关控制信号，控制所述第一开关和所述第二开关。5.根据权利要求1所述的谐振型非接触供电装置，其特征在于，所述发射线圈和所述接收线圈被配置为在以预定的耦合度耦合，且工作在所述自感谐振频率下时，所述发射线圈和所述接收线圈的互感感抗等于额定负载工作在第一状态时的等效负载阻抗。6.一种谐振型非接触供电装置，包括: 逆变器，在第一状态下接收电能输出具有自感谐振频率的交流电，在第二状态下停止工作； 发射侧谐振电路，包括发射线圈，用于从所述逆变器接收所述交流电； 接收侧谐振电路，包括接收线圈，所述接收线圈与所述发射线圈分离地以非接触方式耦合，所述接收侧谐振电路用于从所述发射线圈接收电能； 整流电路，与所述接收侧谐振电路连接； 输出电容，并联连接在所述整流电路的输出端口 ； 控制电路，控制所述逆变电路在第一状态和第二状态间切换，以使得所述整流电路的输出电压保持恒定。7.根据权利要求6所述的谐振型非接触供电装置，其特征在于，所述控制电路根据反馈电压控制所述逆变电路在第一状态和第二状态间切换，在所述反馈电压增大时减小每个周期内所述逆变电路处于第一状态的时间，在所述反馈电压减小时增大每个周期内所述逆变电路处于第一状态的时间。8.根据权利要求6所述的谐振型非接触供电装置，其特征在于，所述控制电路包括: 误差放大电路，输入反馈电压和基准电压输出误差补偿信号，所述反馈电压与所述整流电路的输出电压成比例； 比较器，用于比较所述误差补偿信号和三角波信号输出脉宽调制信号； 逆变控制器，根据所述脉宽调制信号在第一状态和第二状态间切换，在第一状态下输出具有自感谐振频率的逆变控制信号，在第二状态下输出使所述逆变器停止工作的逆变控制信号。9.根据权利要求6所述的谐...

【专利技术属性】
技术研发人员：张望，余峰，
申请(专利权)人：南京矽力杰半导体技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32