一種非接觸電能傳輸裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及無線充電領(lǐng)域，更具體的說，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)(也叫無線電能傳輸技術(shù))由于安全方便等優(yōu)點廣泛應(yīng)用于電子充電領(lǐng)域中，實現(xiàn)無線電能傳輸?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，兩者通過電磁共振原理實現(xiàn)能量傳輸。
[0003]—般來說，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，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)過全橋整流電路整流和濾波電容C補償以獲得直流電壓V_t。
[0004]在此過程中，當接收線圈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，在電能傳輸過程中，由于發(fā)射線圈和接收線圈的耦合會發(fā)生變化，例如耦合突然增強或者發(fā)射線圈中的磁場能量突然增大，這將導(dǎo)致全橋整流電路后的直流電壓V_t超過預(yù)設(shè)值，過大的電壓會損壞后級的DC-DC變換器，甚至是負載側(cè)的電子設(shè)備。
【實用新型內(nèi)容】
[0006]有鑒于此，本實用新型提出了一種非接觸電能傳輸裝置，當檢測到整流濾波后的直流電壓超過預(yù)設(shè)電壓值時，利用開關(guān)保護電路、阻抗匹配網(wǎng)路的其中一部分以及接收線圈形成一個回路，使得接收線圈的能量不流向后級的整流橋電路，直至直流電壓恢復(fù)至不超過預(yù)設(shè)電壓值。
[0007]依據(jù)本實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關(guān)保護電路和過壓控制電路，
[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；
[0010]所述開關(guān)保護電路包括第一開關(guān)和第二開關(guān)，所述第一開關(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，第二極性端連接至地端，所述第二開關(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，第二極性端連接至地端；
[0011]所述過壓控制電路接收所述直流電壓信號和參考電壓信號，產(chǎn)生開關(guān)控制信號控制所述第一開關(guān)和第二開關(guān)的開關(guān)狀態(tài)，以使得所述直流電壓信號不超過預(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，所述濾波電容接收所述正弦半波電壓信號，以獲得直流電壓信號。
[0013]進一步的，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，兩對串聯(lián)連接的二級管再并聯(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；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。
[0015]進一步的，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。
[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。
[0018]進一步的，所述過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，以獲得采樣電壓信號；
[0020]所述滯環(huán)比較器接收所述采樣電壓信號和表征所述預(yù)設(shè)電壓值的參考電壓信號，輸出所述開關(guān)控制信號，
[0021]當所述采樣電壓信號大于所述滯環(huán)比較器的上限電壓值時，所述開關(guān)控制信號為有效狀態(tài)以控制所述第一開關(guān)和第二開關(guān)同時導(dǎo)通；當所述采樣電壓信號小于所述滯環(huán)比較器的下限電壓值時，所述開關(guān)控制信號為無效狀態(tài)以控制所述第一開關(guān)和第二開關(guān)同時關(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?，通過直流電壓轉(zhuǎn)換后輸出合適的電壓大小供給電子設(shè)備。
[0027]優(yōu)選的，所述第一開關(guān)和第二開關(guān)均為場效應(yīng)晶體管。
[0028]通過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，所述直流電壓信號經(jīng)后級直流電壓轉(zhuǎn)換后供給電子設(shè)備。當檢測到整流濾波后的直流電壓超過預(yù)設(shè)電壓值時，利用開關(guān)保護電路、第一阻抗電路和接收線圈形成一個電流回路，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)至不超過預(yù)定值。其中，開關(guān)保護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，所述開關(guān)保護電路不工作，當過壓情況發(fā)生時，所述開關(guān)保護電路進行開關(guān)動作以降低直流電壓的值。本實用新型的技術(shù)方案很好的解決了全橋整流情況下電壓過壓的問題，控制方案簡單，效果好。
【附圖說明】
[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)本實用新型的非接觸電能傳輸裝置的第一實施例的電路框圖；
[0031]圖3所示為依據(jù)本實用新型的非接觸電能傳輸裝置的第二實施例的電路框圖；
[0032]圖4所示為圖3所示實施例的【具體實施方式】電路圖；
[0033]圖5所示為圖4所示電路的工作波形圖。
【具體實施方式】
[0034]以下結(jié)合附圖對本實用新型的幾個優(yōu)選實施例進行詳細描述，但本實用新型并不僅僅限于這些實施例。本實用新型涵蓋任何在本實用新型的精髓和范圍上做的替代、修改、等效方法以及方案。為了使公眾對本實用新型有徹底的了解，在以下本實用新型優(yōu)選實施例中詳細說明了具體的細節(jié)，而對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說沒有這些細節(jié)的描述也