本实用新型专利技术公开了一种电能接收端和非接触电能传输装置，利用过压保护开关和过压控制电路控制直流电压的大小，以使其不超过预设电压值。当过压保护开关不能有效进行过压保护时，进一步通过熔断电路和导通电路组成的保护电路对输出电压进行过压保护，通过多级保护方案，可以有效地降低过压或过流对电能接收端电路和输出侧电子设备的影响。本实用新型专利技术的技术方案很好的解决了无线电能传输过程中的电压过压或电流过流的问题，控制方案简单，效果好。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及无线充电领域，更具体的说，涉及一种电能接收端和非接触电能传输装置。
技术介绍
非接触电能传输技术(也叫无线电能传输技术)由于安全方便等优点广泛应用于电子充电领域中，实现无线电能传输的方式主要有磁感应式和磁共振式两种方式，通常常用的为磁共振式，磁共振式无线电能传输装置主要包括电能发射端和电能接收端，两者通过电磁共振原理实现能量传输。—般来说，发射端包括有逆变器、阻抗匹配电路和发射线圈，接收端包括有接收线圈、阻抗匹配电路、整流电路和直流电压转换电路(DC-DC变换器)，如图1所示的非接触电能传输装置的电路框图，图1中发射部分仅示出发射线圈Ls，发射线圈1^接收交变电流产生交变磁场，接收线圈Ld感应交变磁场产生高频交变电压，之后，交变电压经过整流电路整流和滤波电容滤波后以获得直流电压V_t，DC-DC变换器接收直流电压转换为合适的电压信号供给电子设备。但是，在电能传输过程中，由于发射线圈和接收线圈的耦合会发生变化，例如耦合突然增强或者发射线圈中的磁场能量突然增大，这将导致整流电路后的直流电压VraJSS预设电压值，过大的电压会损坏后级的DC-DC变换器，甚至是负载侧的电子设备。
技术实现思路
有鉴于此，本技术提出了一种电能接收端和非接触电能传输装置，当检测到整流滤波后的直流电压或输出电压超过预设电压值时，利用开关保护电路和部分阻抗匹配电路、接收线圈形成一个回路，使得接收线圈的能量不流向后级的整流桥电路，直至直流电压恢复至不超过预设电压值。依据本技术的一种电能接收端，用以接收与其隔离的电能发射端传输的能量，其特征在于，所述电能接收端包括:接收线圈，用以耦合所述电能发射端传输的能量，以生成高频的交流电压信号；整流滤波电路，接收所述高频的交流电压信号以产生直流电压信号；阻抗匹配网路，连接在所述接收线圈和整流滤波电路之间；直流电压转换电路，接收所述直流电压信号以转换为合适的输出电压供给电子设备;过压保护开关，连接在所述阻抗匹配网路和接地端之间；过压控制电路，接收所述直流电压信号和表征预设电压值的第一参考电压信号，以产生开关控制信号控制所述过压保护开关的开关状态，以使得所述直流电压信号不超过预设电压值。进一步的，所述过压控制电路包括采样电路和滞环比较器，所述采样电路采样所述直流电压信号，以获得采样电压信号；所述滞环比较器接收所述采样电压信号和所述第一参考电压信号，输出所述开关控制信号，当所述采样电压信号大于所述滞环比较器的上限电压值时，所述开关控制信号为有效状态以控制所述过压保护开关导通；当所述采样电压信号小于所述滞环比较器的下限电压值时，所述开关控制信号为无效状态以控制所述过压保护开关关断。进一步的，所述电能接收端还包括第一熔断电路和第一导通电路，所述第一熔断电路串联连接在所述整流滤波电路和直流电压转换电路之间，所述第一导通电路的第一端连接至所述第一熔断电路和直流电压转换电路的公共连接点，第二端接地端；当所述直流电压信号达到所述第一导通电路的导通电压时，所述第一导通电路导通，所述第一熔断电路被熔断。优选的，所述第一熔断电路为小阻值电阻或保险丝。优选的，所述第一导通电路为第一齐纳二极管或瞬变电压抑制二极管。进一步的，所述电能接收端还包括第二熔断电路和第二导通电路，所述第二电阻串联连接在所述直流电压转换电路和电子设备之间，所述第二导通电路的第一端连接至所述第二熔断电路和电子设备的公共连接点，第二端接地端；当所述直流电压信号达到所述第二导通电路的导通电压时，所述第二导通电路导通，所述第二熔断电路被熔断。优选的，所述第二熔断电路为小阻值电阻或保险丝。优选的，所述第二导通电路为第一齐纳二极管或瞬变电压抑制二极管。进一步的，所述电能接收端还包括第二开关管和第二开关控制电路，所述第二开关管串联连接在所述直流电压转换电路和电子设备之间；所述第二开关控制电路接收所述直流电压转换电路的输出电压信号和表征期望输出电压的第二参考电压信号，以产生第二开关控制信号，所述第二开关控制信号用以控制所述第二开关管的开关动作。依据本技术的一种非接触电能传输装置，包括电能发射端和上述的电能接收端，所述电能发射端包括有与所述接收线圈隔离的发射线圈，所述发射线圈接收交流电信号以产生交变磁场；所述电能接收端感应所述交变磁场以产生合适的输出电压供给电子设备。通过上述的电能接收端和非接触电能传输装置，利用过压保护开关和过压控制电路控制直流电压的大小，以使其不超过预设电压值。当过压保护开关不能有效进行过压保护时，进一步通过熔断电路和齐纳二极管组成的保护电路对输出电压进行过压保护，通过多级保护方案，可以有效地降低过压(或过流)对电能接收端电路和输出侧电子设备的影响。本技术的技术方案很好的解决了无线电能传输过程中的电压过压(或电流过流)的问题，控制方案简单，效果好。【附图说明】图1所示的非接触电能传输装置的基本电路框图；图2所示为依据本技术的电能接收端的第一实施例的电路框图；图3所示为图2电路的工作波形图；图4所示为依据本技术的电能接收端的第二实施例的电路框图；图5所示为依据本技术的电能接收端的第三实施例的电路框图；图6所示为依据本技术的电能接收端的第四实施例的电路框图。【具体实施方式】以下结合附图对本技术的几个优选实施例进行详细描述，但本技术并不仅仅限于这些实施例。本技术涵盖任何在本技术的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。为了使公众对本技术有彻底的了解，在以下本技术优选实施例中详细说明了具体的细节，而对本领域技术人员来说没有这些细节的描述也可以完全理解本技术。参考图2所示为依据本技术的电能接收端的第一实施例的电路框图，如图2所示，所述电能接收端包括有接收能量的接收线圈Ld、依次与所述接收线圈连接的阻抗匹配网络、整流滤波电路201和直流电压转换电路202，所述整流滤波电路接收所述接收线圈输出的高频交流电，以获得直流电压信号V_t，直流电压转换电路202接收所述直流电压信号V_t，经电压转换为合适的输出电压Vciut供给电子设备。这里，整流电路以半桥整流为例，整流滤波电路201整流二极管和滤波电容C，所述整流二极管连接在所述阻抗匹配网路和直流电压转换电路之间，且二极管的阳极连接所述阻抗匹配网路，阴极连接所述直流电压转换电路；所述滤波电容C的第一端连接至所述整流二极管的阴极，第二端接地端。本实施例中，所述阻抗匹配网络为串联连接在接收线圈和整流电路之间的第一电容Cl和第二电容C2，在所述电能接收端正常工作过程中，所述第一电容和第二电容串联后的等效电容与所述接收线圈的等效电感谐振，且谐振频率与系统工作频率一致。本实施例中，所述电能接收端还包括过压保护开关SI和过压控制电路203，过压保护开关Si连接在所述阻抗匹配网路和接地端之间，所述过压保护开关SI的第一极性端连接所述第一电容Cl和第二电容C2的公共连接点，第二极性端接地端。过压控制电路203接收所述直流电压信号V_t和第一参考电压信号V refl,以产生开关控制信号Vcon控制过压保护开关SI的开关状态，以使得所述直流电压信号V_t不超过预设电压值。具体的，参考图2，所述过压控制电路203具体包括采样电路和本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种电能接收端，用以接收与其隔离的电能发射端传输的能量，其特征在于，所述电能接收端包括：接收线圈，用以耦合所述电能发射端传输的能量，以生成高频的交流电压信号；整流滤波电路，接收所述高频的交流电压信号以产生直流电压信号；阻抗匹配网路，连接在所述接收线圈和整流滤波电路之间；直流电压转换电路，接收所述直流电压信号以转换为合适的输出电压供给电子设备；过压保护开关，连接在所述阻抗匹配网路和接地端之间；过压控制电路，接收所述直流电压信号和表征预设电压值的第一参考电压信号，以产生开关控制信号控制所述过压保护开关的开关状态，以使得所述直流电压信号不超过预设电压值。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：苏恒溢，
申请(专利权)人：宁波微鹅电子科技有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江;33
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