一种恒流恒压感应式无线充电系统技术方案

一种恒流恒压感应式无线充电系统，由发送部分和接收部分组成，接收部分有恒流恒压切换电路一(Q1)，切换电路一的组成是：次级恒压电容(CSv)与次级附加串联电容(CSS)串联后再并联于次级线圈(LS)的两端，且切换开关一(S1)与次级附加串联电容(CSS)并联，切换开关一(S1)的控制端与控制器一(K1)相连；或者接收部分有恒流恒压切换电路二(Q2)，切换电路二(Q2)的组成是：次级恒流电容(CSC)并联于次级线圈(LS)两端；次级附加并联电容(CSP)和切换开关二(S2)串联后再并联于次级恒流电容(CSC)上，且切换开关二(S2)的控制端与控制器二(K2)相连。它能输出与负载无关的恒定电流和恒定电压，且结构和控制简单、工作稳定，制造成本低。

Constant current constant voltage induction type wireless charging system

A constant current constant voltage induction type wireless charging system, composed of transmitting part and receiving part, receiving part of constant current and constant voltage switching circuit (Q1), a switching circuit is composed of: secondary constant pressure capacitance (CSv) capacitor in series with the secondary additional (CSS) after the series parallel to both ends of the secondary coil (LS) the switch, and a capacitor in series (S1) and secondary (CSS) additional parallel switch (S1), a control terminal and a controller (K1) connected to the receiving part; or a constant current constant voltage switching circuit, switching circuit two (Q2) two (Q2) composition is: secondary constant current capacitor (CSC) parallel to the secondary coil (LS) at both ends; additional secondary shunt capacitance (CSP) and two (S2) switch in series and then connected in parallel with the secondary constant current capacitor (CSC), two (S2) and the switch control terminal and a controller two is connected (K2). The utility model can output constant current and constant voltage independent of load, and has the advantages of simple structure, simple control, stable operation and low manufacturing cost.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种恒流恒压感应式无线充电系统。
技术介绍
感应式无线电能传输技术通过磁场以非接触的方式向用电器进行灵活、安全、可靠供电，避免了传统拔插式电能传输系统存在的接触火花、漏电等安全问题。该技术已经广泛运用于内置式医疗装置、消费电子产品、照明和电动汽车等领域。其中，运用感应式无线电能传输系统对电池进行无线充电的发展前途巨大。为了实现电池安全充电，延长电池的使用寿命和充放电次数，通常主要包括恒流和恒压两个充电阶段。即在充电初期采用恒流模式，电池电压迅速增加；当电池电压达到充电设定电压时，采用恒压模式充电，充电电流逐渐减小直至达到充电截止电流，充电完成。也即对电池进行充电的感应式无线充电系统应能提供恒定的电流和电压。现有的无线充电系统的主要构成及工作过程为：工频交流电经过整流成为直流，经过逆变器后直流电逆变成高频交流电，高频交变电流注入初级线圈，产生高频交变磁场；次级线圈在初级线圈产生的高频磁场中感应出感应电动势，该感应电动势通过高频整流后向负载提供电能。由于负载(电池)的等效阻抗是变动的，所以在一定输入电压下系统难以输出负载所需的恒定电流或电压。为解决该问题，通常的方法有两种：一、在电路系统中引入闭环负反馈控制，如在逆变器前加入控制器调节输入电压或者采用移相控制，或者在次级线圈整流后加入DC-DC变换器；其缺陷是，增加了控制成本和复杂性，降低系统稳定性。二、采用变频控制，系统工作在两个不同频率点实现恒流和恒压输出，但是该方法会出现频率分叉现象，造成系统工作不稳定。
技术实现思路
本专利技术的目的是使感应式无线充电系统既能输出恒流也能输出恒压，适用于对电池进行充电，特别是单个电源下多负载的充电，如对多辆电动车同时充电；且其控制方便、系统工作稳定，结构简单、制造成本低。本专利技术实现其专利技术目的所采用的第一种技术方案是，一种恒流恒压感应式无线充电系统，由发送部分和接收部分组成；发送部分包括：依次连接的直流电源、高频逆变器、初级补偿电容和初级线圈；接收部分包括：依次连接的次级线圈、恒流恒压切换电路一、次级补偿电感、整流滤波电路和电池负载；其特征在于，所述的次级线圈两端并联有恒流恒压切换电路一，所述的恒流恒压切换电路一的组成是：次级恒压电容与次级附加串联电容串联后再并联于次级线圈的两端，且切换开关一与次级附加串联电容并联，切换开关一的控制端与控制器一相连。进一步，本专利技术的次级恒压电容的电容值由式(1)确定： C ‾ S V = 8 E ‾ V B + ( MV B + E ‾ L ‾ S ) ωI B π 2 8 E ‾ V B L ‾ S ω 2 - - - ( 1 ) ]]>所述的次级附加串联电容的电容值由式(2)确定： C ‾ S S = ( 8 E ‾ + ωMI B π 2 ) [ 8 E ‾ V B + ( MV B + E ‾ L ‾ S ) ωI B π 2 ] 8 I B ( π E ‾ L ‾ S ) 2 ω 3 - - - ( 2 ) ]]>所述的初级补偿电容的电容值由式(3)确定： C ‾ 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种恒流恒压感应式无线充电系统，由发送部分和接收部分组成；发送部分包括：依次连接的直流电源(E)、高频逆变器(H)、初级补偿电容(CP)和初级线圈(LP)；接收部分包括：依次连接的次级线圈(LS)、恒流恒压切换电路一(Q1)、次级补偿电感(LL)、整流滤波电路(D)和电池负载(Z)；其特征在于，所述的次级线圈(LS)两端并联有恒流恒压切换电路一(Q1)，所述的恒流恒压切换电路一(Q1)的组成是：次级恒压电容(CSV)与次级附加串联电容(CSS)串联后再并联于次级线圈(LS)的两端，且切换开关一(S1)与次级附加串联电容(CSS)并联，切换开关一(S1)的控制端与控制器一(K1)相连。

【技术特征摘要】
1.一种恒流恒压感应式无线充电系统，由发送部分和接收部分组成；发送部分包括：依次连接的直流电源(E)、高频逆变器(H)、初级补偿电容(CP)和初级线圈(LP)；接收部分包括：依次连接的次级线圈(LS)、恒流恒压切换电路一(Q1)、次级补偿电感(LL)、整流滤波电路(D)和电池负载(Z)；其特征在于，所述的次级线圈(LS)两端并联有恒流恒压切换电路一(Q1)，所述的恒流恒压切换电路一(Q1)的组成是：次级恒压电容(CSV)与次级附加串联电容(CSS)串联后再并联于次级线圈(LS)的两端，且切换开关一(S1)与次级附加串联电容(CSS)并联，切换开关一(S1)的控制端与控制器一(K1)相连。2.根据权利要求1所述的一种恒流恒压感应式无线充电系统，其特征在于，所述的次级恒压电容(CSV)的电容值由式(1)确定： C ‾ S V = 8 E ‾ V B + ( MV B + E L ‾ S ) ωI B π 2 8 E ‾ V B L ‾ S ω 2 - - - ( 1 ) ]]>所述的次级附加串联电容(CSS)的电容值由式(2)确定： C ‾ S S = ( 8 E ‾ + ωMI B π 2 ) [ 8 E ‾ V B + ( MV B + E L ‾ S ) ωI B π 2 ] 8 I B ( π E L ‾ S ) 2 ω 3 - - - ( 2 ) ]]>所述的初级补偿电容(CP)的电容值由式(3)确定： C ‾ P = I B L ‾ S π 2 I B ( L ‾ P L ‾ S - M 2 ) π ...

【专利技术属性】
技术研发人员：麦瑞坤，陈阳，张友源，何正友，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：四川;51