一種具有過壓保護的無線電能傳輸裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術公開了一種具有過壓保護的無線電能傳輸裝置，利用過壓保護電感、過壓保護開關和過壓控制電路控制整流濾波電路輸出的直流電壓的大小，以使其不超過預設電壓值。本發明專利技術的技術方案很好的解決了無線電能傳輸過程中的電壓過壓或電流過流的問題，控制方案簡單，效果好。

Radio energy transmission device with overvoltage protection

The invention discloses a wireless power transmission with overvoltage protection device with overvoltage protection inductor, overvoltage protection switch and the size of the DC voltage control circuit controls the output voltage of the rectifier and filter circuit, so as to not exceed the preset voltage value. The technical proposal of the invention can solve the problem that the voltage, overvoltage or over-current of the radio energy transmission process are very good, and the control scheme is simple and the effect is good.

【技術實現步驟摘要】
一種具有過壓保護的無線電能傳輸裝置
本專利技術涉及無線充電領域，具體涉及一種具有過壓保護的無線電能傳輸裝置。
技術介紹
無線電能傳輸技術由于安全方便等優點廣泛應用于電子充電領域中，實現無線電能傳輸的方式主要有磁感應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電能發射端和電能接收端，兩者通過電磁共振原理實現能量傳輸。一般來說，發射端包括有逆變器、阻抗匹配電路和發射線圈，接收端包括有接收線圈、阻抗匹配電路、整流電路和直流電壓轉換電路(DC-DC變換器)，如圖1所示的無線電能傳輸裝置的電路框圖，圖1中發射部分僅示出發射線圈LS，發射線圈LS接收交變電流產生交變磁場，接收線圈Ld感應交變磁場產生高頻交變電壓，之后，交變電壓經過整流電路整流和濾波電容濾波后以獲得直流電壓Vrect，DC-DC變換器接收直流電壓轉換為合適的電壓信號供給電子設備。但是，在電能傳輸過程中，由于發射線圈和接收線圈的耦合會發生變化，例如耦合突然增強或者發射線圈中的磁場能量突然增大，這將導致整流電路后的直流電壓Vrect超過預設電壓值，過大的電壓會損壞后級的DC-DC變換器，甚至是負載側的電子設備。
技術實現思路
有鑒于此，本專利技術提出了一種具有過壓保護的無線電能傳輸裝置，當檢測到整流濾波后的直流電壓或輸出電壓超過預設電壓值時，利用過壓保護電感和過壓保護開關電路、部分阻抗匹配電路、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濾波電路，直至直流電壓恢復至不超過預設電壓值。依據本專利技術的一種具有過壓保護的無線電能傳輸裝置，包括隔離的電能發射端和電能接收端，所述電能發射端接收交變電流信號以產生空間磁場，所述電能接收端包括接收線圈、整流濾波電路、阻抗匹配網絡、直流電壓轉換電路：所述阻抗匹配網路連接在所述接收線圈和整流濾波電路之間，并且所述接收線圈和所述阻抗匹配網絡諧振工作以耦合所述電能發射端傳輸的磁場能量，產生高頻的交流電壓信號；所述整流濾波電路接收所述高頻的交流電壓信號以產生直流電壓信號；所述直流電壓轉換電路接收所述直流電壓信號以轉換為期望的輸出電壓供給電子設備；所述電能接收端還包括過壓保護感性元件、過壓保護開關電路和過壓控制電路；所述過壓保護感性元件和過壓保護開關電路串聯連接在所述阻抗匹配網路和接地端之間；所述過壓控制電路接收所述直流電壓信號和表征預設電壓值的第一參考電壓信號，以產生開關控制信號控制所述過壓保護開關電路的開關狀態，以使得所述直流電壓信號不超過預設電壓值。優選的，所述阻抗匹配網絡包括串聯連接在接收線圈第一端和整流濾波電路之間的第一阻抗電路和第二阻抗電路；所述過壓保護感性元件包括第一過壓保護電感，所述過壓保護開關電路包括第一過壓保護開關，所述第一過壓保護電感和第一過壓保護開關串聯連接在所述第一阻抗電路和第二阻抗電路的公共連接點和地端之間。優選的，所述整流濾波電路包括半橋整流電路和濾波電容，所述半橋整流電路接收所述高頻的交流電壓信號以輸出半波電壓信號；所述濾波電容接收所述正波電壓信號，以獲得直流電壓信號。優選的，所述整流濾波電路包括半橋整流電路和濾波電容，所述阻抗匹配網絡包括第三阻抗電路和第四阻抗電路，所述第三阻抗電路連接在所述接收線圈的第一端和整流濾波電路之間，所述第四阻抗電路連接在所述接收線圈的第二端和整流濾波電路之間；所述過壓保護電感包括第二過壓保護電感和第三過壓保護電感，所述開關保護開關電路包括第二過壓保護開關和第三過壓保護開關，所述第二過壓保護電感和第二過壓保護開關串聯連接在所述第三阻抗電路和地端之間，所述第三過壓保護電感和第三過壓保護開關串聯連接在所述第四阻抗電路和地端之間。優選的，，所述第三阻抗電路包括串聯連接的第一阻抗子電路和第二阻抗子電路，所述第四阻抗電路包括第三阻抗子電路，所述第二過壓保護電感的第一端連接至第一阻抗子電路和第二阻抗子電路的公共連接點，所述第二過壓保護開關的第一極性端連接所述第二過壓保護電感的第二端，所述第二過壓保護開關的第二極性端接地端。所述第三過壓保護電感的第一端連接至所述接收線圈的第二端和所述第三阻抗子電路的公共連接點，所述第三過壓保護開關的第一極性端連接所述第三過壓保護電感的第二端，所述第三過壓保護開關的第二極性端接地端。優選的，，所述整流濾波電路包括全橋整流電路和濾波電容，所述全橋整流電路包括串聯連接的第一二極管、第二二極管和串聯連接的第三二極管、第四二極管，兩對串聯連接的二級管再并聯連接，所述第一二極管和第三二極管的公共連接端輸出半波電壓信號；所述第二二極管和第四二極管的公共連接端連接地端；所述第二阻抗子電路連接所述第一二極管和第二二極管的公共連接點；所述第三阻抗子電路連接至所述第三二極管和第四二極管的公共連接點。所述濾波電容接收所述正波電壓信號，以獲得直流電壓信號。優選的，所述過壓控制電路包括采樣電路和滯環比較器，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；所述滯環比較器接收所述采樣電壓信號和所述第一參考電壓信號，輸出所述開關控制信號；當所述采樣電壓信號大于所述滯環比較器的上限電壓值時，所述開關控制信號為有效狀態以控制所述過壓保護開關電路導通；當所述采樣電壓信號小于所述滯環比較器的下限電壓值時，所述開關控制信號為無效狀態以控制所述過壓保護開關電路關斷。通過上述的具有過壓保護的無線電能傳輸裝置，利用過壓保護電感、過壓保護開關和過壓控制電路控制直流電壓的大小，以使其不超過預設電壓值。本發明的技術方案很好的解決了無線電能傳輸過程中的電壓過壓(或電流過流)的問題，控制方案簡單，效果好。附圖說明圖1所示的無線電能傳輸裝置的基本電路框圖；圖2所示為依據本專利技術的無線電能傳輸裝置的第一實施例的電路框圖；圖3所示為圖2電路的工作波形圖；圖4所示為依據本專利技術的無線電能傳輸裝置的第二實施例的電路框圖；圖5所示為圖4電路的工作波形圖。具體實施方式以下將結合附圖詳細說明本專利技術的一些優選實施例，但本專利技術不限于此。參考圖2所示為依據本專利技術的無線電能接收裝置的第一實施例的電路框圖，如圖2所示，所述無線電能傳輸裝置包括隔離的電能發射端(僅示出發射線圈Ls)和電能接收端，所述電能發射端接收交變電流信號以產生空間磁場，所述電能接收端包括有接收能量的接收線圈Ld、依次與所述接收線圈連接的阻抗匹配網絡、整流濾波電路201和直流電壓轉換電路202，所述阻抗匹配網絡連接在所述接收線圈Ld和整流濾波電路201之間，所述接收線圈Ld和所述阻抗匹配網絡諧振工作以耦合所述電能發射端傳輸的磁場能量，以產生高頻的交流電壓信號，整流濾波電路201接收所述高頻交流電壓信號，以獲得直流電壓信號Vrect，直流電壓轉換電路202接收所述直流電壓信號Vrect，經電壓轉換為期望的輸出電壓Vout供給電子設備。本實施例中，整流濾波電路包括半橋整流電路201和濾波電容C，半橋整流電路201通常包括整流二極管，所述整流二極管連接在所述阻抗匹配網路和直流電壓轉換電路202之間，且二極管的陽極連接所述阻抗匹配網路，陰極連接所述直流電壓轉換電路202，所述整流二極管接收所述高頻的交流電壓信號，以輸出半波電壓信號，所述濾波電容C的第一端連接至所述整流二極管的陰極，第二端接地端，所述濾波電容接收所述本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種具有過壓保護的無線電能傳輸裝置，包括隔離的電能發射端和電能接收端，所述電能發射端接收交變電流信號以產生空間磁場，其特征在于，所述電能接收端包括接收線圈、整流濾波電路、阻抗匹配網絡、直流電壓轉換電路：所述阻抗匹配網路連接在所述接收線圈和整流濾波電路之間，并且所述接收線圈和所述阻抗匹配網絡諧振工作以耦合所述電能發射端傳輸的磁場能量，產生高頻的交流電壓信號；所述整流濾波電路接收所述高頻的交流電壓信號以產生直流電壓信號；所述直流電壓轉換電路接收所述直流電壓信號以轉換為期望的輸出電壓供給電子設備；所述電能接收端還包括過壓保護感性元件、過壓保護開關電路和過壓控制電路；所述過壓保護感性元件和過壓保護開關電路串聯連接在所述阻抗匹配網路和接地端之間；所述過壓控制電路接收所述直流電壓信號和表征預設電壓值的第一參考電壓信號，以產生開關控制信號控制所述過壓保護開關電路的開關狀態，以使得所述直流電壓信號不超過預設電壓值。

【技術特征摘要】
1.一種具有過壓保護的無線電能傳輸裝置，包括隔離的電能發射端和電能接收端，所述電能發射端接收交變電流信號以產生空間磁場，其特征在于，所述電能接收端包括接收線圈、整流濾波電路、阻抗匹配網絡、直流電壓轉換電路：所述阻抗匹配網路連接在所述接收線圈和整流濾波電路之間，并且所述接收線圈和所述阻抗匹配網絡諧振工作以耦合所述電能發射端傳輸的磁場能量，產生高頻的交流電壓信號；所述整流濾波電路接收所述高頻的交流電壓信號以產生直流電壓信號；所述直流電壓轉換電路接收所述直流電壓信號以轉換為期望的輸出電壓供給電子設備；所述電能接收端還包括過壓保護感性元件、過壓保護開關電路和過壓控制電路；所述過壓保護感性元件和過壓保護開關電路串聯連接在所述阻抗匹配網路和接地端之間；所述過壓控制電路接收所述直流電壓信號和表征預設電壓值的第一參考電壓信號，以產生開關控制信號控制所述過壓保護開關電路的開關狀態，以使得所述直流電壓信號不超過預設電壓值。2.根據權利要求1所述的無線電能傳輸裝置，其特征在于，所述阻抗匹配網絡包括串聯連接在接收線圈第一端和整流濾波電路之間的第一阻抗電路和第二阻抗電路；所述過壓保護感性元件包括第一過壓保護電感，所述過壓保護開關電路包括第一過壓保護開關，所述第一過壓保護電感和第一過壓保護開關串聯連接在所述第一阻抗電路和第二阻抗電路的公共連接點和地端之間。3.根據權利要求2所述的無線電能傳輸裝置，其特征在于，所述整流濾波電路包括半橋整流電路和濾波電容，所述半橋整流電路接收所述高頻的交流電壓信號以輸出半波電壓信號；所述濾波電容接收所述正波電壓信號，以獲得直流電壓信號。4.根據權利要求1所述的無線電能傳輸裝置，其特征在于，所述阻抗匹配網絡包括第三阻抗電路和第四阻抗電路，所述第三阻抗電路連接在所述接收線圈的第一端和整流濾波電路之間，所述第四阻抗電路連接在所述接收線圈的第二端和整流濾波電路之間；所述過壓保護電感包括第二過壓保護電感和第三過壓保護電感，所述開關保護開關電路包...

【專利技術屬性】
技術研發人員：車丙晨，
申請(專利權)人：寧波微鵝電子科技有限公司，
類型：發明
國別省市：浙江,33