开关电路以及多控串联谐振电路制造技术

本申请实施例提供了一种开关电路以及多控串联谐振电路，该开关电路包括N个并联的开关管，在同一时间，N个所述开关管中只有一个开关管处于导通状态，每一开关管导通和断开一次，LC串联谐振环就产生一次谐振，N个开关管导通频率之和即为LC串联谐振环的谐振频率，即由N个开关管轮流导通和断开，来控制LC串联谐振环高频发射磁场能量。对于每一开关管而言，导通和断开的频率都不是很高，从而不容产生热量，也不会轻易损坏，提高了稳定性，由于N个开关管可以为市场上比较廉价的开关管，因此增加的成本较少，甚至可以忽略。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及电路技术，更具体的涉及一种开关电路以及多控串联谐振电路。
技术介绍
无线供电是通过线圈的电磁效应将电源的电能转换成无线传播的能量，在接收端又将此能量转变回电能，从而对电器进行无线供电。无线供电系统包括无线供电发射机以及接收电路，无线供电发射机包括LC串联谐振环，LC串联谐振环包括供电电路、谐振发射线圈和谐振电容，谐振发射线圈将供电电路中的电能转换成磁场能量，接收电路将接收到的磁场能量转换为电能为负载供电。为了能够将磁场能量发射更远的距离，需要提高无线供电系统发射磁场能量的频率，此时就需要采用价格昂贵的高频开关器件来控制谐振发射线圈发射磁场能量的频率。由于高频开关器件导通和断开的频率很高，导致高频器件发热严重，容易损坏，从而降低了无线供电系统的稳定性，且高频器件价格昂贵，导致无线供电系统的成本大大增加。
技术实现思路
有鉴于此，本技术提供了一种开关电路以及多控串联谐振电路，以克服现有技术中由于高频开关器件导通和断开的频率很高，导致高频器件发热严重，容易损坏，从而降低了无线供电系统的稳定性，且高频器件价格昂贵，导致无线供电系统的成本大大增加的问题。为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：一种开关电路，应用于LC串联谐振环，所述LC串联谐振环包括谐振发射线圈和谐振电容，所述谐振发射线圈的一端与所述谐振电容的一端相连，所述谐振发射线圈的另一端与电源正极相连，所述谐振电容的另一端接地，所述开关电路包括：N个并联的开关管，N个所述开关管的第一端均与所述谐振电容的一端相连，N个所述开关管的第二端均与所述谐振电容的另一端相连，N为大于等于2的正整数；其中，在同一时间，N个所述开关管中只有一个开关管处于导通状态，N个所述开关管的导通频率之和为所述LC串联谐振环的谐振频率，所述导通频率为所述开关管处于导通状态的频率。其中，所述开关电路还包括：信号源，所述信号源包括N个信号输出端，所述信号源生成N路控制信号，每一路所述控制信号对应一信号输出端；所述信号源的N个信号输出端分别与N个所述开关管的控制端一一对应相连；所述信号源输出N路控制信号中至少N个输出高电平时刻是以所述LC串联谐振环的谐振周期为公差的等差数列，每一所述控制信号中的所述高电平的幅值大于等于被所述控制信号驱动的开关管的导通电压。优选的，所述信号源还包括：N个驱动放大器，所述信号源产生的每一路控制信号经由一所述驱动放大器输出，N个所述驱动放大器的输出端为所述信号源的N个信号输出端。其中，所述开关管为金属-氧化物半导体场效应晶体管MOSFET或绝缘栅双极晶体管IGBT。其中，所述谐振电容为等效谐振电容、所述谐振发射线圈为等效谐振发射线圈和/或所述开关管为等效开关管。一种多控串联谐振电路，包括上述任一所述开关电路以及LC串联谐振环，所述LC串联谐振环包括谐振发射线圈和谐振电容，所述谐振发射线圈的一端与所述谐振电容的一端相连，所述谐振发射线圈的另一端与电源正极相连，所述谐振电容的另一端接地。经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本技术实施例提供了一种开关电路，该开关电路包括N个并联的开关管，在同一时间，N个所述开关管中只有一个开关管处于导通状态，每一开关管导通和断开一次，LC串联谐振环就产生一次谐振，N个开关管导通频率之和即为LC串联谐振环的谐振频率，即由N个开关管轮流导通和断开，来控制LC串联谐振环高频发射磁场能量。对于每一开关管而言，导通和断开的频率都不是很高，从而不容产生热量，也不会轻易损坏，提高了稳定性，由于N个开关管可以为市场上比较廉价的开关管，因此增加的成本较少，甚至可以忽略。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的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为本申请实施例提供的一种包括开关电路的多控串联谐振电路的电路图；图2为本申请实施例提供的开关电路中信号源SG输出的N路控制信号的波形图；图3为本申请实施例提供的一种信号源SG输出的N路控制信号的波形图；图4为本申请实施例提供的另一信号源SG输出的N路控制信号的波形图；图5为本申请实施例提供的包括开关电路的多控串联谐振电路又一实现方式的电路图。具体实施方式为了引用和清楚起见，下文中使用的技术名词的说明、简写或缩写总结如下：IGBT：InsulatedGateBipolarTransistor，绝缘栅双极型晶体管；MOSFET：Metal-Oxide-SemiconductorField-EffectTransistor，金属-氧化物半导体场效应晶体管；PWM：PulseWidthModulation，脉冲宽度调制。下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。本申请实施例提供了一种开关电路以及多控串联谐振电路，该多控串联谐振电路包括开关电路和LC串联谐振环，所述LC串联谐振环包括谐振发射线圈L和谐振电容C。谐振发射线圈L的一端与所述谐振电容C的一端相连，所述谐振发射线圈L的另一端与电源正极V+相连，所述谐振电容C的另一端接地。请参阅图1，为本申请实施例提供的一种包括开关电路的多控串联谐振电路的电路图。开关电路包括：N个并联的开关管(图1中用K1，K2，…，KN表示N个开关管)，N个开关管的第一端均与所述谐振电容C的一端相连，N个开关管的第二端均与谐振电容C的另一端相连，N为大于等于2的正整数。其中，在同一时间，N个开关管中只有一个开关管处于导通状态，N个开关管的导通频率之和为LC串联谐振环的谐振频率，导通频率为开关管处于导通状态的频率。N个开关管在连接上都是并联，但它们都是异步开关，其中每一个开关管的导通时间/断开时间都不一样，具体地说，在LC串联谐振环的一个谐振周期内，N个开关管中一个开关管导通/断开一次，即，同一谐振周期内，只有一个开关管A处于导通状态，此时处于导通状态的开关管A为LC串联谐振环充电，即开关管A的导通时间即为LC串联谐振环的充电时间，当这个开关管A导通时间结束后，需要在LC串联谐振环放电结束后，下一个开关管B才会进入导通状态，在开关管A导通时间结束至下一个开关管B导通之前的时间，是LC串联谐振环的放电时间，也就是，LC串联谐振环的谐振周期包括充电时间和放电时间。在同一时间，要求一个开关管处于导通状态的作用是，为LC串联谐振环充电，使LC串联谐振环的谐振不断地维持下去，开关管每导通/断开一次，LC串联谐振环充电和放电一次，即产生一次谐振，因此，LC串联谐振环的谐振频率就是N个开关管的导通频率的总和。例如，若LC串联谐振环的谐振频率为70，那么N可以等于70，那么每个开关管只需要1S导通一次即可，或者N可以等于35，每个开关管只需要1S导通两次即可，或者N可以为30，有的开关管1S导通4次，有的开关管1S导通5次，有的1S导通本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种开关电路，其特征在于，应用于LC串联谐振环，所述LC串联谐振环包括谐振发射线圈和谐振电容，所述谐振发射线圈的一端与所述谐振电容的一端相连，所述谐振发射线圈的另一端与电源正极相连，所述谐振电容的另一端接地，所述开关电路包括：N个并联的开关管，N个所述开关管的第一端均与所述谐振电容的一端相连，N个所述开关管的第二端均与所述谐振电容的另一端相连，N为大于等于2的正整数；其中，在同一时间，N个所述开关管中只有一个开关管处于导通状态，N个所述开关管的导通频率之和为所述LC串联谐振环的谐振频率，所述导通频率为所述开关管处于导通状态的频率。

【技术特征摘要】
1.一种开关电路，其特征在于，应用于LC串联谐振环，所述LC串联谐振环包括谐振发射线圈和谐振电容，所述谐振发射线圈的一端与所述谐振电容的一端相连，所述谐振发射线圈的另一端与电源正极相连，所述谐振电容的另一端接地，所述开关电路包括：N个并联的开关管，N个所述开关管的第一端均与所述谐振电容的一端相连，N个所述开关管的第二端均与所述谐振电容的另一端相连，N为大于等于2的正整数；其中，在同一时间，N个所述开关管中只有一个开关管处于导通状态，N个所述开关管的导通频率之和为所述LC串联谐振环的谐振频率，所述导通频率为所述开关管处于导通状态的频率。2.根据权利要求1所述开关电路，其特征在于，所述开关电路还包括：信号源，所述信号源包括N个信号输出端，所述信号源生成N路控制信号，每一路所述控制信号对应一信号输出端；所述信号源的N个信号输出端分别与N个所述开关管的控制端一一对应相连；所述信号源输出N路控制信号中至少N个输出高电平时刻是以所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐宝华，朱斯忠，何智，许向东，
申请(专利权)人：中惠创智无线供电技术有限公司，
类型：新型
国别省市：山东;37