一种恒电流无线能量发射系统技术方案

本发明专利技术的一种恒电流无线能量发射系统属于电子设备的技术领域。结构有电源管理电路(1)、电压调节电路(2)、能量发射电桥(3)、取样电路(4)、电流判断电路(5)、空载检测电路(6)、输出自动控制电路(7)、电桥驱动电路(8)和PWM产生电路(9)。本发明专利技术能够自动调节能量发射电桥的工作电压，使发射系统始终工作在最佳的电压，提高了发射系统的效率，且能够空载自动断电，有载自动启动，系统安全可靠且使用方便。

A constant current wireless energy transmitting system

【技术实现步骤摘要】
一种恒电流无线能量发射系统
本专利技术属于无线能量传输
特别涉及一种充电电流恒定的无线能量发射系统。
技术介绍
自电力进入人类生活后，电线作为传输电能的媒质几乎无处不在，为我们的生活带来很多便利。但有线能量传输方式会受限于空间占用、用电设备接触带来潜在的安全隐患等问题。而无线能量传输系统中不存在直接电气连接，可实现无线设备不受空间限制的能量供给，且具有无接插环节、无裸露导体、无漏电触电危险等优势。毫无疑问，无线电能传输正逐渐在诸如电动汽车、手机、平板电脑、生物医学等用电设备的充电或供电中发挥着越来越重要的作用。与本申请最接近的现有技术是申请号为2018108887219的中国专利“一种电抗自适应无线能量发射系统”，该专利通过将220V/50Hz的市电整流成直流稳压电，再由高频逆变电路逆变成50kHz的高频交流电，发射线圈(呈电感性)配合适当的电容进行选频谐振，将电能转换成磁能，再通过磁耦合共振的方式由接收线圈接收能量，以实现无线充电，同时该专利通过补偿电抗，使系统给不同负载充电时均能保持最佳的谐振状态，有效扩大了对负载的适应范围本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种恒电流无线能量发射系统，结构有电源管理电路(1)、能量发射电桥(3)、电桥驱动电路(8)和PWM产生电路(9)，其特征在于，结构还有电压调节电路(2)、取样电路(4)、电流判断电路(5)、空载检测电路(6)和输出自动控制电路(7)；所述的电源管理电路(1)的输入端与市电相连，输出端为系统中其它各模块提供所需的电源；电压调节电路(2)的输出端分别与空载检测电路(6)的输入端和能量发射电桥(3)的输入端相连，能量发射电桥(3)的输出端与取样电路(4)的输入端相连，取样电路(4)的输出端与电流判断电路(5)的输入端相连，电流判断电路(5)的输出端与电压调节电路(2)的输入端相连，空载检测电路...

【技术特征摘要】
1.一种恒电流无线能量发射系统，结构有电源管理电路(1)、能量发射电桥(3)、电桥驱动电路(8)和PWM产生电路(9)，其特征在于，结构还有电压调节电路(2)、取样电路(4)、电流判断电路(5)、空载检测电路(6)和输出自动控制电路(7)；所述的电源管理电路(1)的输入端与市电相连，输出端为系统中其它各模块提供所需的电源；电压调节电路(2)的输出端分别与空载检测电路(6)的输入端和能量发射电桥(3)的输入端相连，能量发射电桥(3)的输出端与取样电路(4)的输入端相连，取样电路(4)的输出端与电流判断电路(5)的输入端相连，电流判断电路(5)的输出端与电压调节电路(2)的输入端相连，空载检测电路(6)的输出端与输出自动控制电路(7)的输入端相连，输出自动控制电路(7)的输出端与电桥驱动电路(8)的一个输入端相连，PWM产生电路(9)的输出端与电桥驱动电路(8)的另一个输入端相连，电桥驱动电路(8)的输出端与能量发射电桥(3)的输入端相连；
所述的电压调节电路(2)的结构为：电容C5的一端、电阻R3的一端接电源VCC/2，电容C5的另一端与运放U1B的反相输入端、电阻R4的一端及运放U2A的同相输入端相连，电阻R3的另一端与运放U1B的同相输入端、电阻R5的一端相连，运放U1B的输出端与电阻R4的另一端、电阻R5的另一端相连，运放U2A的反相输入端作为所述的电压调节电路(2)的第二输入端，记为端口P2_in2，与电流判断电路(5)的输出端相连，运放U2A的输出端与场效应管Q1的栅极相连，场效应管Q1的漏极作为所述的电压调节电路(2)的第一输入端，记为端口P2_in1，与电源管理电路(1)的端口P1_out1相连，场效应管Q1的源极与电感L1的一端、二极管D3的负极相连，电感L1的另一端与电解电容C6的正极相连，并作为电压调节电路(2)的输出端，记为端口P2_out，电解电容C6的负极与二极管D3的正极相连并接地；
所述的能量发射电桥(3)的结构为：场效应管Q2、Q3、Q4、Q5的栅极分别记为端口P3_in1、端口P3_in3、端口P3_in4、端口P3_in6，场效应管Q2的漏极与场效应管Q4的漏极相连，记为端口P3_in7，场效应管Q2的源极与场效应管Q3的源极、电容C7的一端相连，记为端口P3_in2，电容C7的另一端与电感L2的一端相连，电感L2的另一端与场效应管Q4、Q5的源极相连，记为端口P3_in5，场效应管Q3的漏极与场效应管Q5的漏极、电阻R6的一端相连，记为端口P3_out，电阻R6的另一端接地；其中，端口P3_in1、端口P3_in2、端口P3_in3、端口P3_in4、端口P3_in5、端口P3_in6、端口P3_in7、作为所述能量发射电桥(3)的7个输入端，端口P3_in1、端口P3_in2、端口P3_in3、端口P3_in4、端口P3_in5、端口P3_in6均与电桥驱动电路(8)相连，端口P3_in7与电压调节电路(2)的端口P2_out相连；端口P3_out作为所述能量发射电桥的输出端，与取样电路(4)相连；
所述的取样电路(4)的结构为：运放U2B的同相输入端作为取样电路(4)的输入端，记为端口P4_in，与能量发射电桥(3)的端口P3_out相连；运放U2B的输出端与二极管D4的正极、电阻R8的一端相连，电阻R8的另一端与运放U2B的反相输入端、电阻R7的一端相连，电阻R7的另一端接地，二极管D4的负极与电容C8的一端、电阻R9的一端相连，作为取样电路(4)的输出端，记为端口P4_out，与电流判断电路(5)的输入端相连；电容C8的另一端、电阻R9的另一端接地；
所述的电流判断电路(5)的结构为：电阻R11的一端接电源VCC，另一端与二极管D5的负极、运放U3A的同相输入端相连，运放U3A的输出端与电阻R12的一端、可变电阻器R20的一端相连，可变电阻器R20的另一端与运放U3A的反相输入端、电阻R10的一端相连，电阻R10的另一端、二极管D5的正极接地；电阻R12的另一端与运放U3B的反相输入端、电阻R14的一端相连，电阻R14的另一端与运放U3B的输出端相连，作为电流判断电路(5)的输出端，记为端口P5_out，与电压调节电路(2)的端口P2_in2相连，运放U3B的同相输入端与电阻R15、电阻R16的一端相连，电阻R16的另一端接电源VCC/2，电阻R15的另一端作为电流判断电路(5)的输入端，记为端口P5_in，与取样电路(4)的端口P4_out相连；
所述的空载检测电路(6)的结构为：电阻R17的一端接电源VCC，另一端与二极管D6的负极、滑动变阻器W2的一端相连，二极管D6的正极与滑动变阻器W2的另一端接地；滑动变阻器W2的滑线端与运放U5A的反相输入端相连，运放U5A的同相输入端与电阻R18的一端、二极管D7的正极相连，电阻R18的另一端作为空载检测电路(6)的输入端，记为端口P6_in，与电压调节电路(2)的端口P2_out相连，二极管D7的负极与滑动变阻器W1的滑线端相连，滑动变阻器W1的一端接电源VCC，另一端接地；运放U5A的输出端作为空载检测电路(6)的输出端，记为端口P6_out，与输出自动控制电路(7)的输入端相连；
所述的输出自动控制电路(7)的结构为：三极管Q6的集电极接电源VCC，基极作为输出自动控制电路(7)的输入端，记为端口P7_in，与空载检测电路(6)的端口P6_out相连，三极管Q6的发射端与电阻R19的一端、电阻R20的一端、三极管Q9的发射极相连，电阻R19的另一端接地，电阻R20的另一端与电...

【专利技术属性】
技术研发人员：汝玉星，丁泽莹，丁佳新，田小建，邓军，哈竣文，刘发强，吴戈，高博，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林;22