一种单管恒流恒压无线充电装置及其控制方法.pdfVIP

(19)中华人民共和国国家知识产权局

(12)发明专利说明书

(10)申请公布号CN110544975A

(43)申请公布日2019.12.06

(21)申请号CN201910924550.5

(22)申请日2019.09.27

(71)申请人青岛大学

地址266061山东省青岛市崂山区香港东路7号

(72)发明人王春芳李厚基李军和

(74)专利代理机构青岛高晓专利事务所(普通合伙)

代理人于正河

(51)Int.CI

权利要求说明书说明书幅图

(54)发明名称

一种单管恒流恒压无线充电装置及

其控制方法

(57)摘要

本发明属于电学技术领域，涉及一

种单管恒流恒压无线充电装置及其控制方

法，高频交流电经过第一CLC谐振网络施

加在发射线圈两端，并在接收线圈两端感

应出电流，该电流经过第二LCC谐振网

络、高频整流电路和滤波电容后变为所需

要的直流电，供给蓄电池进行充电；控制

简单，开关损耗低，而且本电路结构简

单，成本低，效率高，能实现对蓄电池恒

流‑恒压充电的要求，有实际应用价值，

可广泛应用于无线充电领域。

法律状态

法律状态公告日法律状态信息法律状态

权利要求说明书

1.一种单管恒流恒压无线充电装置,其特征在于主体结构包括工频整流、L

1

C

1

滤波电路、第一CLC谐振网络、发射线圈、开关管、接收线圈、第二LCC谐振网

络、高频整流电路、滤波电容、蓄电池、原边控制电路和副边控制电路;220伏工频

交流电经工频整流及L

1

C

1

滤波电路以后,将工频交流电变为直流电,然后开关管将直流电逆变为高频交流电;高

频交流电经过第一CLC谐振网络施加在发射线圈两端,并在接收线圈两端感应出电

流,该电流经过第二LCC谐振网络、高频整流电路和滤波电容后变为所需要的直流

电,供给蓄电池进行充电;工频整流将220伏工频交流电进行整流;L

1

C

1

滤波电路由第一电感和第一电容组成低通滤波器,滤除高次谐波;开关管实现电能的

高频逆变;第一CLC谐振网络补偿发射线圈的无功环流,由第二电容、第三电容和第

二电感组成;由于磁场耦合作用,发射线圈将电能传输到接收线圈;第二LCC谐振网

络由第四电容、第五电容和第三电感组成,用于补偿接收线圈的无功环流;高频整流

电路和滤波电容将交流电变为直流电并向蓄电池充电;原边控制电路包括第一单片

机控制电路、驱动电路、第一辅助电源、第一无线通信电路、第一电压检测电路、

运行状态检测电路;驱动电路和开关管栅极相连,第一辅助电源与电源相连,第一电压

检测电路与开关管漏极相连,运行状态检测电路和第二电容相连;第一单片机控制电

路分别与驱动电路、第一辅助电源、第一无线通信电路、第一电压检测电路、运行

状态检测电路连接;第一辅助电源为第一无线通信电路、驱动电路、第一单片机控

制电路供电;第一单片机控制电路根据第一无线通信电路接收到的通信信号输出开

关管的驱动信号,驱动信号进入驱动电路进行放大;运行状态检测电路用于检测电路

运行状态;第一电压检测电路用于检测主开关管漏源两端的电压,并将信号送入第一

单片机控制电路,显示发射线圈上的电压、电流及判断是否实现零电压开通,当发射

线圈上的电流过零时,控制开关管导通,确保开关管零电压开通;副边控制电路包括采

样电路、第二单片机控制电路、第二辅助电源及第二无线通信电路;采样电路与蓄

电池正极相连,检测蓄电池的输出电压和输出电流;第二单片机控制电路分别与采样

电路、第二辅助电源和第二无线通信电路相连;第二辅助电源与电感L

3

相连,为采样电路、第二单片机控制电路和第二无线通信电路供电;第二单片机控制

电路根据接收到的采样电路的电压电流信号,控制第二无线通信电路向第一无线通

信电路发射反馈信号。

2.一种如权利要求1所述装置的控制方法,其特征在于具体包括以下步骤:

(1)启动电