一種非接觸電能傳輸裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及無(wú)線充電領(lǐng)域，更具體的說(shuō)，涉及一種非接觸電能傳輸裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]非接觸電能傳輸技術(shù)(也叫無(wú)線電能傳輸技術(shù))由于安全方便等優(yōu)點(diǎn)廣泛應(yīng)用于電子充電領(lǐng)域中，實(shí)現(xiàn)無(wú)線電能傳輸?shù)姆绞街饕写鸥袘?yīng)式和磁共振式兩種方式，通常常用的為磁共振式，磁共振式無(wú)線電能傳輸裝置主要包括發(fā)射部分和接收部分，兩者通過(guò)電磁共振原理實(shí)現(xiàn)能量傳輸。
[0003]—般來(lái)說(shuō)，發(fā)射部分包括有逆變器、阻抗匹配電路和發(fā)射線圈，接收部分包括有接收線圈、阻抗匹配電路、整流電路(以全橋整流為例)和直流電壓轉(zhuǎn)換電路(DC-DC變換器)，如圖1所示的非接觸電能傳輸裝置，圖1中發(fā)射部分僅示出發(fā)射線圈，發(fā)射線圈Ls接收交變電流產(chǎn)生頻率為ω。的交變磁場(chǎng)，接收線圈Ld感應(yīng)出頻率為ω。的交變電壓Vsin(ω。)，之后，交變電壓Vsin經(jīng)過(guò)全橋整流電路整流和濾波電容C補(bǔ)償以獲得直流電壓V_t。
[0004]在此過(guò)程中，當(dāng)接收線圈Ld和發(fā)射線圈Ls.合好的情況下，接收線圈感生出的交變電壓幅值較高；在耦合差的情況下，接收線圈感生出的交變電壓幅值較低。因此，為了在接收端能夠感應(yīng)出最大幅值的直流電壓Vmt，補(bǔ)償電容C和接收端線圈的電感L共振頻率設(shè)置為在頻率ω。上。
[0005]但是，在電能傳輸過(guò)程中，由于發(fā)射線圈和接收線圈的耦合會(huì)發(fā)生變化，例如耦合突然增強(qiáng)或者發(fā)射線圈中的磁場(chǎng)能量突然增大，這將導(dǎo)致全橋整流電路后的直流電壓V_t超過(guò)預(yù)設(shè)值，過(guò)大的電壓會(huì)損壞后級(jí)的DC-DC變換器，甚至是負(fù)載側(cè)的電子設(shè)備。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]有鑒于此，本實(shí)用新型提出了一種非接觸電能傳輸裝置，當(dāng)檢測(cè)到整流濾波后的直流電壓超過(guò)預(yù)設(shè)電壓值時(shí)，利用開(kāi)關(guān)保護(hù)電路、阻抗匹配網(wǎng)路的其中一部分以及接收線圈形成一個(gè)回路，使得接收線圈的能量不流向后級(jí)的整流橋電路，直至直流電壓恢復(fù)至不超過(guò)預(yù)設(shè)電壓值。
[0007]依據(jù)本實(shí)用新型的一種非接觸電能傳輸裝置，包括隔離的發(fā)射部分和接收部分，所述發(fā)射部分包括有發(fā)射能量的發(fā)射線圈，所述接收部分包括有接收能量的接收線圈、依次與所述接收線圈連接的阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)、整流濾波電路和電壓轉(zhuǎn)換電路，所述接收部分還包括開(kāi)關(guān)保護(hù)電路和過(guò)壓控制電路，
[0008]所述阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)包括第一阻抗電路和第二阻抗電路，所述第一阻抗電路和第二阻抗電路串聯(lián)連接在所述接收線圈的第一端和整流濾波電路之間；
[0009]所述整流濾波電路接收所述接收線圈輸出的高頻交流電，以獲得直流電壓信號(hào)；
[0010]所述開(kāi)關(guān)保護(hù)電路包括第一開(kāi)關(guān)和第二開(kāi)關(guān)，所述第一開(kāi)關(guān)的第一極性端連接至所述第一阻抗電路和第二阻抗電路的公共連接點(diǎn)，第二極性端連接至地端，所述第二開(kāi)關(guān)的第一極性端連接至所述接收線圈的第二端和整流濾波電路的公共連接點(diǎn)，第二極性端連接至地端；
[0011]所述過(guò)壓控制電路接收所述直流電壓信號(hào)和參考電壓信號(hào)，產(chǎn)生開(kāi)關(guān)控制信號(hào)控制所述第一開(kāi)關(guān)和第二開(kāi)關(guān)的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，以使得所述直流電壓信號(hào)不超過(guò)預(yù)設(shè)電壓值。
[0012]優(yōu)選的，所述整流濾波電路包括全橋整流電路和濾波電容，所述全橋整流電路接收所述接收線圈的高頻交流電，以轉(zhuǎn)換為正弦半波電壓信號(hào)，所述濾波電容接收所述正弦半波電壓信號(hào)，以獲得直流電壓信號(hào)。
[0013]進(jìn)一步的，所述全橋整流電路包括串聯(lián)連接的第一二極管、第二二極管和串聯(lián)連接的第三二極管、第四二極管，兩對(duì)串聯(lián)連接的二級(jí)管再并聯(lián)連接，所述第一二極管和第三二極管的公共連接端輸出所述正弦半波電壓信號(hào)；所述第二二極管和第四二極管的公共連接端連接地端；
[0014]所述第二阻抗電路連接至所述第一二極管和第二二極管的公共連接點(diǎn)。
[0015]進(jìn)一步的，所述阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)還包括第三阻抗電路，所述第三阻抗電路串聯(lián)連接在所述接收線圈的第二端和整流濾波電路之間；
[0016]并且，所述第二開(kāi)關(guān)的第一極性端連接至所述接收線圈的第二端和第三阻抗電路的公共連接點(diǎn)。
[0017]優(yōu)選的，所述第三阻抗電路連接至所述第三二極管和第四二極管的公共連接點(diǎn)。
[0018]進(jìn)一步的，所述過(guò)壓控制電路具體包括采樣電路和滯環(huán)比較器，
[0019]所述采樣電路采樣所述直流電壓信號(hào)，以獲得采樣電壓信號(hào)；
[0020]所述滯環(huán)比較器接收所述采樣電壓信號(hào)和表征所述預(yù)設(shè)電壓值的參考電壓信號(hào)，輸出所述開(kāi)關(guān)控制信號(hào)，
[0021]當(dāng)所述采樣電壓信號(hào)大于所述滯環(huán)比較器的上限電壓值時(shí)，所述開(kāi)關(guān)控制信號(hào)為有效狀態(tài)以控制所述第一開(kāi)關(guān)和第二開(kāi)關(guān)同時(shí)導(dǎo)通；當(dāng)所述采樣電壓信號(hào)小于所述滯環(huán)比較器的下限電壓值時(shí)，所述開(kāi)關(guān)控制信號(hào)為無(wú)效狀態(tài)以控制所述第一開(kāi)關(guān)和第二開(kāi)關(guān)同時(shí)關(guān)斷。
[0022]優(yōu)選的，所述第一阻抗電路和第二阻抗電路分別為第一電容和第二電容，
[0023]在所述非接觸電能傳輸裝置正常工作過(guò)程中所述第一電容和第二電容串聯(lián)后的等效電容與所述接收線圈的等效電感諧振，且諧振頻率與系統(tǒng)工作頻率一致。
[0024]優(yōu)選的，所述第一阻抗電路、第二阻抗電路和第三阻抗電路分別為第一電容、第二電容和第三電容，
[0025]在所述非接觸電能傳輸裝置正常工作過(guò)程中所述第一電容、第二電容和第三電容串聯(lián)后的等效電容與所述接收線圈的等效電感諧振，且諧振頻率與系統(tǒng)工作頻率一致。
[0026]進(jìn)一步的，所述電壓轉(zhuǎn)換電路接收所述整流濾波電路傳輸?shù)闹绷麟妷盒盘?hào)，通過(guò)直流電壓轉(zhuǎn)換后輸出合適的電壓大小供給電子設(shè)備。
[0027]優(yōu)選的，所述第一開(kāi)關(guān)和第二開(kāi)關(guān)均為場(chǎng)效應(yīng)晶體管。
[0028]通過(guò)上述的非接觸電能傳輸裝置，整流濾波電路接收所述接收線圈輸出的高頻交流電，經(jīng)全橋整流、濾波處理后獲得直流電壓信號(hào)，所述直流電壓信號(hào)經(jīng)后級(jí)直流電壓轉(zhuǎn)換后供給電子設(shè)備。當(dāng)檢測(cè)到整流濾波后的直流電壓超過(guò)預(yù)設(shè)電壓值時(shí)，利用開(kāi)關(guān)保護(hù)電路、第一阻抗電路和接收線圈形成一個(gè)電流回路，以使得接收線圈的能量不流向整流橋，直至電流電壓恢復(fù)至不超過(guò)預(yù)定值。其中，開(kāi)關(guān)保護(hù)電路連接在阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)和地之間，在電能傳輸裝置正常工作時(shí)，所述開(kāi)關(guān)保護(hù)電路不工作，當(dāng)過(guò)壓情況發(fā)生時(shí)，所述開(kāi)關(guān)保護(hù)電路進(jìn)行開(kāi)關(guān)動(dòng)作以降低直流電壓的值。本實(shí)用新型的技術(shù)方案很好的解決了全橋整流情況下電壓過(guò)壓的問(wèn)題，控制方案簡(jiǎn)單，效果好。
【附圖說(shuō)明】
[0029]圖1所示的非接觸電能傳輸裝置的基本電路框圖；
[0030]圖2所示為依據(jù)本實(shí)用新型的非接觸電能傳輸裝置的第一實(shí)施例的電路框圖；
[0031]圖3所示為依據(jù)本實(shí)用新型的非接觸電能傳輸裝置的第二實(shí)施例的電路框圖；
[0032]圖4所示為圖3所示實(shí)施例的【具體實(shí)施方式】電路圖；
[0033]圖5所示為圖4所示電路的工作波形圖。
【具體實(shí)施方式】
[0034]以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的幾個(gè)優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述，但本實(shí)用新型并不僅僅限于這些實(shí)施例。本實(shí)用新型涵蓋任何在本實(shí)用新型的精髓和范圍上做的替代、修改、等效方法以及方案。為了使公眾對(duì)本實(shí)用新型有徹底的了解，在以下本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例中詳細(xì)說(shuō)明了具體的細(xì)節(jié)，而對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)沒(méi)有這些細(xì)節(jié)的描述也