專利名稱：一種磁場(chǎng)耦合式非接觸電能傳輸裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電力電子領(lǐng)域，更具體的說(shuō)，涉及一種磁場(chǎng)耦合式非接觸電能傳輸裝置。
背景技術(shù)：
磁場(chǎng)耦合式非接觸電能傳輸系統(tǒng)主要適用于礦井、水下作業(yè)等各類環(huán)境惡劣的工作場(chǎng)合，以實(shí)現(xiàn)安全的電氣屏蔽隔離，避免漏電、短路以及火災(zāi)等各種事故帶來(lái)的損失。除此之外，其本身新穎，便捷的能量傳輸模式也充分迎合了目前民用消費(fèi)類電子產(chǎn)品市場(chǎng)在創(chuàng)新、個(gè)性等方面逐漸提高的要求。但由于磁場(chǎng)耦合式非接觸能量傳輸系統(tǒng)的原、副邊磁場(chǎng)耦合效果較差，系統(tǒng)工作對(duì)原邊能量發(fā)射和副邊能量接收的擺放位置非常敏感，同時(shí)即便能夠?qū)崿F(xiàn)均勻的磁場(chǎng)發(fā)射平臺(tái)，由于其原副邊磁場(chǎng)耦合系數(shù)較低，漏感較大，能量傳輸效率普遍較低。為此，一般要采用合理的控制方案使系統(tǒng)原、副邊能處于諧振工作狀態(tài)，提高傳輸效率，目前，常采用兩種基本的控制模式控制模式定頻和變頻控制模式。定頻控制模式中， 實(shí)際工作時(shí)電路元器件不可避免地會(huì)因?yàn)閾p耗產(chǎn)生溫升，導(dǎo)致副邊實(shí)際工作諧振頻率發(fā)生變化，原副邊電路不同諧，使得電能傳輸受損。變頻控制可以通過(guò)實(shí)時(shí)控制原邊諧振頻率， 使其跟蹤副邊諧振電路頻率，使得原副邊電路同諧，獲得最大電能傳輸。但在變頻控制中， 電源輸入電壓和輸入電流間的相位角與頻率的關(guān)系很可能出現(xiàn)分歧現(xiàn)象，引起系統(tǒng)不穩(wěn)定。
發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種磁場(chǎng)耦合式非接觸電能傳輸裝置，在系統(tǒng)初始工作時(shí)通過(guò)對(duì)系統(tǒng)頻率的調(diào)節(jié)過(guò)程捕捉系統(tǒng)諧振工作頻率點(diǎn)，之后，通過(guò)調(diào)節(jié)控制使系統(tǒng)原、副邊電流、電壓保持同相，系統(tǒng)能始終保持諧振工作狀態(tài)，系統(tǒng)傳輸效率達(dá)到最高。本發(fā)明所述的一種磁場(chǎng)耦合式非接觸電能傳輸裝置，包括相互獨(dú)立的電能發(fā)射部分和電能接收部分，其中，所述電能發(fā)射部分包括原邊全橋開關(guān)電路、原邊PWM驅(qū)動(dòng)控制電路、諧振電容和原邊發(fā)射繞組，所述電能接收部分包括副邊同步整流全橋開關(guān)電路、副邊 PWM驅(qū)動(dòng)控制電路和副邊接收繞組，其特征在于，所述電能發(fā)射部分進(jìn)一步包括掃頻發(fā)生電路、原邊開關(guān)管電流過(guò)零檢測(cè)電路、輸入限流電路和原邊斜坡信號(hào)發(fā)生電路，所述掃頻發(fā)生電路產(chǎn)生開關(guān)脈沖信號(hào)，用于控制原邊全橋開關(guān)電路中第一下管和第二下管的狀態(tài)，以從高頻至低頻的調(diào)節(jié)過(guò)程調(diào)節(jié)所述第一下管和第二下管的工作頻率；所述原邊開關(guān)管電流過(guò)零檢測(cè)電路，檢測(cè)所述原邊全橋開關(guān)電路中第一下管和第二下管電流，當(dāng)所述第一下管和第二下管電流到達(dá)零值時(shí)，產(chǎn)生電流過(guò)零脈沖信號(hào)；當(dāng)所述原邊開關(guān)管電流過(guò)零檢測(cè)電路產(chǎn)生的電流過(guò)零脈沖信號(hào)遲于所述掃頻發(fā)生電路產(chǎn)生的開關(guān)脈沖信號(hào)輸出時(shí)，所述開關(guān)脈沖信號(hào)控制所述第一下管和第二下管的關(guān)斷動(dòng)作，在延時(shí)一定的死區(qū)時(shí)間后，導(dǎo)通原邊全橋開關(guān)電路中第一上管和第二上管；
當(dāng)所述原邊開關(guān)管電流過(guò)零檢測(cè)電路產(chǎn)生的電流過(guò)零脈沖信號(hào)先于所述掃頻發(fā)生電路產(chǎn)生的開關(guān)脈沖信號(hào)輸出時(shí)，所述電流過(guò)零脈沖信號(hào)控制所述第一下管和第二下管的關(guān)斷動(dòng)作，在延時(shí)所述死區(qū)時(shí)間后，導(dǎo)通原邊全橋開關(guān)電路第一上管和第二上管；此時(shí)所述磁場(chǎng)耦合式非接觸電能傳輸裝置的工作頻率到達(dá)系統(tǒng)諧振頻率點(diǎn)；所述輸入限流電路與所述原邊全橋開關(guān)電路、原邊PWM驅(qū)動(dòng)控制電路相連接，其接收全橋開關(guān)電路中第一上管電流信號(hào)，產(chǎn)生第二誤差放大電壓信號(hào)并傳輸至所述原邊 PWM驅(qū)動(dòng)控制電路以控制所述原邊全橋開關(guān)電路中第一上管和第二上管的關(guān)斷動(dòng)作，從而限制輸入電流的大小；所述原邊斜坡信號(hào)發(fā)生電路根據(jù)所述掃頻發(fā)生電路產(chǎn)生的開關(guān)脈沖信號(hào)和所述原邊開關(guān)管電流過(guò)零檢測(cè)電路產(chǎn)生的電流過(guò)零脈沖信號(hào)的優(yōu)先級(jí)競(jìng)爭(zhēng)來(lái)產(chǎn)生一峰值恒定的原邊斜坡電壓信號(hào)，并與輸入限流電路的第二誤差放大電壓信號(hào)共同輸入至所述原邊 PWM驅(qū)動(dòng)控制電路以控制所述原邊全橋開關(guān)電路第一上管和第二上管的關(guān)斷動(dòng)作，延遲死區(qū)時(shí)間后產(chǎn)生原邊全橋開關(guān)電路第一下管和第二下管的導(dǎo)通信號(hào)。進(jìn)一步的，所述掃頻發(fā)生電路包括第一可調(diào)電流源、第一開關(guān)管、第一電容、第一比較器、單脈沖發(fā)生電路和分頻器，所述第一可調(diào)電流源用以給所述第一電容提供充電電流，所述第一開關(guān)管與所述第一電容并聯(lián)，通過(guò)控制所述第一開關(guān)管的關(guān)斷與導(dǎo)通以控制所述第一電容的充放電動(dòng)作，使得所述第一電容兩端產(chǎn)生第三斜坡電壓信號(hào)；所述第一比較器接收所述第三斜坡電壓信號(hào)與第一基準(zhǔn)電壓信號(hào)進(jìn)行比較，產(chǎn)生第一比較脈沖信號(hào)；所述單脈沖發(fā)生電路接收所述第一比較脈沖信號(hào)，產(chǎn)生一單脈沖信號(hào)以控制所述第一開關(guān)管的開關(guān)動(dòng)作；所述分頻器接收所述第一比較脈沖信號(hào)，產(chǎn)生兩路開關(guān)脈沖信號(hào)傳輸給所述原邊開關(guān)管電流過(guò)零檢測(cè)電路。進(jìn)一步的，所述原邊開關(guān)管電流過(guò)零檢測(cè)電路包括原邊第一下管電流過(guò)零檢測(cè)電路和原邊第二下管電流過(guò)零檢測(cè)電路，所述原邊第一下管電流過(guò)零檢測(cè)電路用以檢測(cè)所述原邊全橋開關(guān)電路中第一下管電流過(guò)零點(diǎn)；所述原邊第二下管電流過(guò)零檢測(cè)電路用以檢測(cè)所述原邊全橋開關(guān)電路中第二下管電流過(guò)零點(diǎn)。進(jìn)一步的，所述原邊第一下管電流過(guò)零檢測(cè)電路包括第一電流采樣電路、第二比較器、第一選擇電路和第一 RS觸發(fā)器，所述第一電流采樣電路采樣所述原邊全橋開關(guān)電路中第一下管電流，產(chǎn)生第一采樣電壓信號(hào)；所述第二比較器接收所述第一采樣電壓信號(hào)與基準(zhǔn)零電壓信號(hào)，產(chǎn)生原邊第一電流過(guò)零脈沖信號(hào)；所述第一選擇電路接收所述原邊第一電流過(guò)零脈沖信號(hào)與所述掃頻發(fā)生電路輸出的第一路開關(guān)脈沖信號(hào)，通過(guò)優(yōu)先級(jí)競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)生一復(fù)位信號(hào)；所述第一 RS觸發(fā)器接收所述復(fù)位信號(hào)和所述原邊PWM驅(qū)動(dòng)控制電路產(chǎn)生的延遲信號(hào)作為置位信號(hào)，產(chǎn)生開關(guān)信號(hào)以控制所述原邊全橋開關(guān)電路中第一下管的關(guān)斷和導(dǎo)通。優(yōu)選的，所述第一選擇電路用以判斷所述原邊第一電流過(guò)零脈沖信號(hào)和所述第一路開關(guān)脈沖信號(hào)的輸出優(yōu)先級(jí)，當(dāng)?shù)谝宦烽_關(guān)脈沖信號(hào)先于原邊第一電流過(guò)零脈沖信號(hào)輸出時(shí)，根據(jù)第一路開關(guān)脈沖信號(hào)產(chǎn)生所述的復(fù)位信號(hào)；當(dāng)原邊第一電流過(guò)零脈沖信號(hào)先于第一路開關(guān)脈沖信號(hào)輸出時(shí)，根據(jù)原邊第一電流過(guò)零脈沖信號(hào)產(chǎn)生所述的復(fù)位信號(hào)。進(jìn)一步的，所述原邊第二下管電流過(guò)零檢測(cè)電路包括第二電流采樣電路、第三比較器、第二選擇電路和第二 RS觸發(fā)器，所述第二電流采樣電路采樣所述原邊全橋開關(guān)電路中第二下管電流，產(chǎn)生第二采樣電壓信號(hào)；所述第三比較器接收所述第二采樣電壓信號(hào)與基準(zhǔn)零電壓信號(hào)，產(chǎn)生原邊第二電流過(guò)零脈沖信號(hào)；所述第二選擇電路接收所述原邊第二電流過(guò)零脈沖信號(hào)與所述掃頻發(fā)生電路輸出的第二路開關(guān)脈沖信號(hào)，通過(guò)優(yōu)先級(jí)競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)生一復(fù)位信號(hào)；所述第二 RS觸發(fā)器接收所述復(fù)位信號(hào)和所述原邊PWM驅(qū)動(dòng)控制電路產(chǎn)生的延遲信號(hào)作為置位信號(hào)，產(chǎn)生開關(guān)信號(hào)以控制所述原邊全橋開關(guān)電路中第二下管的關(guān)斷和導(dǎo)
ο優(yōu)選的，所述第二選擇電路用以判斷所述原邊第二電流過(guò)零脈沖信號(hào)和所述第二路開關(guān)脈沖信號(hào)的輸出優(yōu)先級(jí)，當(dāng)?shù)诙烽_關(guān)脈沖信號(hào)先于原邊第二電流過(guò)零脈沖信號(hào)輸出時(shí)，根據(jù)第二路開關(guān)脈沖信號(hào)產(chǎn)生所述的復(fù)位信號(hào)；當(dāng)原邊第二電流過(guò)零脈沖信號(hào)先于第二路開關(guān)脈沖信號(hào)輸出時(shí)，根據(jù)原邊第二電流過(guò)零脈沖信號(hào)產(chǎn)生所述的復(fù)位信號(hào)。進(jìn)一步的，所述原邊斜坡信號(hào)發(fā)生電路包括第二可調(diào)電流源、第二開關(guān)管、第二電容、第一采樣保持電路、第一跨導(dǎo)運(yùn)算放大器和第一補(bǔ)償電路，所述第二可調(diào)電流源給所述第二電容提供充電電流，所述第二開關(guān)管與所述第一選擇電路、第二選擇電路相連，用以接收控制第一下管和第二下管關(guān)斷的脈沖信號(hào)，通過(guò)控制第二開關(guān)管的關(guān)斷與導(dǎo)通以控制所述第二電容充放電動(dòng)作，使得在所述第二電容兩端產(chǎn)生第一斜坡電壓信號(hào)，即所述的原邊斜坡電壓信號(hào)，并傳輸給所述原邊PWM驅(qū)動(dòng)控制電路；所述第一采樣保持電路接收控制所述第一下管和第二下管關(guān)斷的脈沖信號(hào)，并對(duì)所述第一斜坡電壓信號(hào)進(jìn)行采樣保持，產(chǎn)生第一保持電壓信號(hào)；所述第一跨導(dǎo)運(yùn)算放大器的反相輸入端接收所述第一保持電壓信號(hào)，其同相輸入端接收第二基準(zhǔn)電壓信號(hào)，輸出第一誤差放大電流信號(hào)，所述第一誤差放大電流信號(hào)經(jīng)所述第一補(bǔ)償電路后形成第一誤差放大電壓信號(hào)，對(duì)所述第二可調(diào)電流源的電流值大小進(jìn)行調(diào)節(jié)，以使得所述原邊斜坡電壓信號(hào)峰值恒定。進(jìn)一步的，所述輸入限流電路包括一采樣濾波電路、第二跨導(dǎo)運(yùn)算放大器和第二補(bǔ)償電路，所述采樣濾波電路采樣所述原邊全橋開關(guān)電路中第一上管電流信號(hào)，形成第三采樣電壓信號(hào)；所述第二跨導(dǎo)運(yùn)算放大器的反相輸入端接收所述第三采樣電壓信號(hào)，其同相輸入端接收第三基準(zhǔn)電壓信號(hào)，并輸出第二誤差放大電流信號(hào)，所述第二誤差放大電流信號(hào)經(jīng)所述第二補(bǔ)償電路后形成第二誤差放大電壓信號(hào)，輸入至原邊PWM驅(qū)動(dòng)控制電路。進(jìn)一步的，所述電能接收部分包括同步整流控制電路、恒流控制電路、恒壓控制電路、副邊開關(guān)管電流過(guò)零檢測(cè)電路和副邊斜坡信號(hào)發(fā)生電路，其中所述同步整流控制電路，用于檢測(cè)所述副邊同步整流全橋開關(guān)電路中第一下管和第二下管的漏源極電壓，產(chǎn)生第一脈沖信號(hào)控制所述第一下管和第二下管的導(dǎo)通動(dòng)作；同時(shí)所述同步整流控制電路檢測(cè)副邊同步整流全橋開關(guān)電路中第一上管和第二上管的漏源極電壓，產(chǎn)生第二脈沖信號(hào)控制所述第一上管和第二上管的關(guān)斷動(dòng)作；所述恒流控制電路、恒壓控制電路接收所述全橋同步整流開關(guān)電路的輸出電流/ 電壓信號(hào)，分別產(chǎn)生恒流控制誤差放大電壓信號(hào)和恒壓控制誤差放大信號(hào)；所述副邊開關(guān)管電流過(guò)零檢測(cè)電路，用于檢測(cè)副邊同步整流全橋開關(guān)電路中第一上管和第二上管的電流，當(dāng)?shù)谝簧瞎芎偷诙瞎茈娏鞯竭_(dá)零值時(shí)，產(chǎn)生副邊電流過(guò)零脈沖信號(hào)；所述副邊斜坡信號(hào)發(fā)生電路根據(jù)所述副邊電流過(guò)零脈沖信號(hào)產(chǎn)生一峰值恒定的副邊斜坡電壓信號(hào)，所述恒流控制誤差放大電壓信號(hào)和所述恒壓控制誤差放大電壓信號(hào)經(jīng)最低值選擇后，與所述副邊斜坡電壓信號(hào)共同輸入至所述副邊PWM驅(qū)動(dòng)控制電路以控制所述副邊同步整流全橋開關(guān)電路中第一上管和第二上管的導(dǎo)通動(dòng)作，延時(shí)死區(qū)時(shí)間后，關(guān)斷副邊同步整流全橋開關(guān)電路中第一下管和第二下管。進(jìn)一步的，所述同步整流控制電路包括第四比較器，第五比較器，第六比較器和第七比較器，所述第四比較器與第五比較器接收所述副邊同步整流全橋開關(guān)電路中第一下管和第二下管的漏源極電壓與第四基準(zhǔn)電壓信號(hào)進(jìn)行比較，當(dāng)所述副邊同步整流全橋開關(guān)電路中第一下管和第二下管的漏源極電壓小于第四基準(zhǔn)電壓信號(hào)時(shí)，輸出所述第一下管與第二下管的導(dǎo)通信號(hào)；所述第六比較器與第七比較器接收所述副邊同步整流全橋開關(guān)電路中第一上管和第二上管的漏源極電壓與基準(zhǔn)零電壓信號(hào)比較，當(dāng)所述副邊同步整流全橋開關(guān)電路第一上管和第二上管的漏源極電壓大于基準(zhǔn)零電壓信號(hào)時(shí)，輸出所述第一上管與第二上管的關(guān)斷信號(hào)。進(jìn)一步的，所述副邊斜坡信號(hào)發(fā)生電路包括第三可調(diào)電流源、第三開關(guān)管、第三電容、第二采樣保持電路、第三跨導(dǎo)運(yùn)算放大器和第三補(bǔ)償電路，所述第三可調(diào)電流源給所述第三電容提供充電電流，所述第三開關(guān)管接收控制副邊同步整流全橋開關(guān)電路第一上管和第二上管關(guān)斷的脈沖信號(hào)，通過(guò)控制第三開關(guān)管的關(guān)斷與導(dǎo)通以控制所述第三電容充放電動(dòng)作，使得在所述第三電容兩端產(chǎn)生第二斜坡電壓信號(hào)，即所述的副邊斜坡電壓信號(hào)，并傳輸給所述副邊PWM驅(qū)動(dòng)控制電路；所述第二采樣保持電路接收控制所述第一上管和第二上管關(guān)斷的脈沖信號(hào)，并對(duì)所述副邊斜坡電壓信號(hào)進(jìn)行采樣保持，產(chǎn)生第二保持電壓信號(hào)；所述第三跨導(dǎo)運(yùn)算放大器的反相輸入端接收所述第二保持電壓信號(hào)，其同相輸入端接收第五基準(zhǔn)電壓信號(hào)，產(chǎn)生第三誤差放大電流信號(hào)，所述第三誤差放大電流信號(hào)經(jīng)所述第三補(bǔ)償電路后形成第三誤差放大電壓信號(hào)，對(duì)所述第三可調(diào)電流源的電流值大小進(jìn)行調(diào)節(jié)，使得所述副邊斜坡電壓信號(hào)峰值恒定。
進(jìn)一步的，所述恒流控制電路包括一電流采樣電路、第四跨導(dǎo)運(yùn)算放大器與第四補(bǔ)償電路，所述電流采樣電路用以采樣所述副邊同步整流全橋開關(guān)電路的輸出電流信號(hào)，產(chǎn)生第四采樣電壓信號(hào)；所述第四跨導(dǎo)運(yùn)算放大器用以接收所述第四采樣電壓信號(hào)與第六基準(zhǔn)電壓信號(hào)， 產(chǎn)生第四誤差放大電流信號(hào)，所述第四誤差放大電流信號(hào)經(jīng)所述第四補(bǔ)償電路后形成第四誤差放大電壓信號(hào)，即恒流控制誤差放大電壓信號(hào)。進(jìn)一步的，所述輸出恒壓控制電路包括一電壓采樣電路、第五跨導(dǎo)運(yùn)算放大器與第五補(bǔ)償電路，所述電壓采樣電路用以采樣所述副邊同步整流全橋開關(guān)電路輸出電壓信號(hào)，產(chǎn)生第五采樣電壓信號(hào)；所述第五跨導(dǎo)運(yùn)算放大器用以接收所述第五采樣電壓信號(hào)與第七基準(zhǔn)電壓信號(hào)， 產(chǎn)生第五誤差放大電流信號(hào)，所述第五誤差放大電流信號(hào)經(jīng)所述第五補(bǔ)償電路后形成第五誤差放大電壓信號(hào)，即恒壓控制誤差放大電壓信號(hào)。進(jìn)一步的，所述的電能接收部分包括第一選擇二極管和第二選擇二極管，所述第一選擇二極管的陰極與所述輸出恒流控制電路輸出端連接，接收輸出恒流控制誤差放大信號(hào)，所述第二選擇二極管的陰極與所述輸出恒壓控制電路輸出端連接，接收輸出恒壓控制誤差放大信號(hào)，所述第一選擇二極管的陽(yáng)極和第二選擇二極管的陽(yáng)極連接于一點(diǎn)，所述恒流控制誤差放大電壓信號(hào)和所述恒壓控制誤差放大電壓信號(hào)經(jīng)第一選擇二極管和第二選擇二極管選擇，哪一信號(hào)為低則傳輸至所述副邊PWM驅(qū)動(dòng)控制電路。優(yōu)選的，所述原邊全橋開關(guān)電路、掃頻發(fā)生電路、原邊開關(guān)管電流過(guò)零檢測(cè)電路、 原邊斜坡信號(hào)發(fā)生電路、輸入限流電路、原邊PWM驅(qū)動(dòng)控制電路集成于一原邊高功率密度電源管理芯片中；所述副邊同步整流全橋開關(guān)電路、同步整流控制電路、恒流控制電路、恒壓控制電路、副邊開關(guān)管電流過(guò)零檢測(cè)電路、副邊斜坡信號(hào)發(fā)生電路和副邊PWM驅(qū)動(dòng)控制電路集成于一副邊高功率密度電源管理芯片中。依照以上技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的磁場(chǎng)耦合式非接觸充電裝置，通過(guò)自動(dòng)掃頻功能，捕捉系統(tǒng)諧振工作頻率點(diǎn)，這樣在原、副邊繞組相對(duì)位置或其他元器件發(fā)生變化時(shí)，通過(guò)調(diào)節(jié)系統(tǒng)電壓、電流達(dá)到同相，保證系統(tǒng)能趨于諧振頻率點(diǎn)工作，系統(tǒng)始終穩(wěn)定地工作在諧振狀態(tài)，提高了系統(tǒng)傳輸效率。而且本發(fā)明通過(guò)設(shè)置輸入限流、輸出恒流/恒壓功能，能使其應(yīng)用在有特殊要求的場(chǎng)合，擴(kuò)大了其應(yīng)用范圍。另外本發(fā)明的電能發(fā)射部分和電能接收部分均采用單芯片集成技術(shù)，將原、副邊各電路高度集成在獨(dú)立的封裝芯片中，在增加其系統(tǒng)功能，提高系統(tǒng)傳輸效率的基礎(chǔ)上，大幅減小了芯片的體積，從而提高了功率密度。本發(fā)明的磁場(chǎng)耦合式非接觸電能傳輸裝置采用變頻控制模式，克服了現(xiàn)有技術(shù)中的不足，滿足傳輸效率高、穩(wěn)定性好的技術(shù)要求，并且成本低，體積小。
圖1所示為依據(jù)本發(fā)明的磁場(chǎng)耦合式非接觸電能傳輸裝置一實(shí)施例的原理框圖；圖2所示為本發(fā)明中原邊全橋開關(guān)電路圖；圖3A所示為依據(jù)本發(fā)明的磁場(chǎng)耦合式非接觸電能傳輸裝置中掃頻發(fā)生電路一實(shí)施例的原理框圖；圖;3B所示為依據(jù)本發(fā)明的掃頻發(fā)生電路工作波形圖；圖4A所示為依據(jù)本發(fā)明的磁場(chǎng)耦合式非接觸電能傳輸裝置中原邊第一下管電流過(guò)零檢測(cè)電路一實(shí)施例的原理框圖；圖4B所示為依據(jù)本發(fā)明的原邊開關(guān)管電流過(guò)零檢測(cè)電路工作波形圖；圖5所示為依據(jù)本發(fā)明的磁場(chǎng)耦合式非接觸電能傳輸裝置中原邊斜坡信號(hào)發(fā)生電路一實(shí)施例的原理框圖；圖6所示為依據(jù)本發(fā)明的磁場(chǎng)耦合式非接觸電能傳輸裝置中輸入限流電路一實(shí)施例的原理框圖；圖7所示為依據(jù)本發(fā)明的磁場(chǎng)耦合式非接觸電能傳輸裝置中副邊斜坡信號(hào)發(fā)生電路一實(shí)施例的原理框圖；圖8所示為依據(jù)本發(fā)明的磁場(chǎng)耦合式非接觸電能傳輸裝置中恒流控制電路與恒壓控制電路一實(shí)施例的原理框具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述，但本發(fā)明并不僅僅限于這些實(shí)施例。本發(fā)明涵蓋任何在本發(fā)明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)本發(fā)明有徹底的了解，在以下本發(fā)明優(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)的描述也可以完全理解本發(fā)明。參考圖1，所示為依據(jù)本發(fā)明的磁場(chǎng)耦合式非接觸電能傳輸裝置一實(shí)施例的原理框圖。該實(shí)施例中磁場(chǎng)耦合式非接觸電能傳輸裝置包括電能發(fā)射部分102和電能接收部分103，其中，電能發(fā)射部分102包括原邊全橋開關(guān)電路105、掃頻發(fā)生電路106、輸入限流電路107、原邊開關(guān)管電流過(guò)零檢測(cè)電路108以及原邊斜坡信號(hào)發(fā)生電路109、原邊PWM驅(qū)動(dòng)控制電路110、諧振電容111和原邊電能發(fā)射繞組112。其中，原邊全橋開關(guān)電路105、掃頻發(fā)生電路106、輸入限流電路107、原邊開關(guān)管電流過(guò)零檢測(cè)電路108以及原邊斜坡信號(hào)發(fā)生電路109和原邊PWM驅(qū)動(dòng)控制電路110集成在一原邊高功率密度集成電源管理芯片中 121 中。參考圖2所示為本發(fā)明應(yīng)用的原邊全橋開關(guān)電路，其包括第一上管Si、第二上管 S2、第一下管S3和第二下管S4，其中第一上管Sl與第一下管S3串聯(lián)，第二上管S2與第二下管S4串聯(lián)，第一上管Sl與第二上管S2具有一公共端連接所述輸入電壓Vin正端，第一下管S3和第二下管S4具有一公共端接地，第一上管Sl和第一下管S3的公共連接端A作為所述方波電壓信號(hào)一輸出端，第二上管S2和第二下管S4的公共連接端B作為所述方波電壓信號(hào)另一輸出端。本實(shí)施例中的開關(guān)管可采用場(chǎng)效應(yīng)管或雙極型晶體管等半導(dǎo)體開關(guān)管，但本發(fā)明中的開關(guān)管不限于上述開關(guān)管類型。原邊全橋開關(guān)電路105接收輸入電源101的輸入電壓Vin，通過(guò)控制其開關(guān)管時(shí)序地導(dǎo)通與關(guān)斷，以輸出一高頻交變的方波電壓信號(hào)Vab，所述諧振電容111與原邊電能發(fā)射繞組112在接收高頻交變方波電壓Vab后諧振工作，產(chǎn)生高頻交變電流信號(hào)IP。在電能傳輸過(guò)程中，為了使傳輸效率達(dá)到最大，最好能使系統(tǒng)達(dá)到諧振并始終工作在諧振狀態(tài)，因此，電能發(fā)射部分通過(guò)掃頻發(fā)生電路106、輸入限流電路107、原邊開關(guān)管電流過(guò)零檢測(cè)電路108以及原邊斜坡信號(hào)發(fā)生電路109來(lái)調(diào)節(jié)控制原邊全橋開關(guān)電路105 中開關(guān)管的工作頻率，首先通過(guò)從高至低的頻率調(diào)節(jié)過(guò)程捕捉到系統(tǒng)諧振工作頻率點(diǎn)，然后控制使其全橋開關(guān)電路輸出的方波電壓信號(hào)Vab與電流保持同相，保證系統(tǒng)處于諧振工作狀態(tài)。下面根據(jù)圖3A-圖6對(duì)上述幾個(gè)電路的工作過(guò)程和實(shí)現(xiàn)的技術(shù)效果作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。在開始工作時(shí)，掃頻發(fā)生電路即開始對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行從高到低的頻率調(diào)節(jié)過(guò)程。參考圖3A，所示為依據(jù)本發(fā)明的磁場(chǎng)耦合式非接觸電能傳輸裝置中掃頻發(fā)生電路一實(shí)施例的原理框圖，圖3B所示為依據(jù)本發(fā)明的掃頻發(fā)生電路的工作波形圖。掃頻發(fā)生電路106包括可調(diào)恒流源301、第一開關(guān)管302、第一電容303、第一比較器304、單脈沖發(fā)生電路306和分頻器305，其工作過(guò)程為可調(diào)恒流源301給第一電容303提供充電電流Isl，當(dāng)?shù)谝浑娙?03 充電至第一參考電壓時(shí)，第一比較器304輸出第一比較脈沖信號(hào)Vpulsel，其上升沿觸發(fā)所述單脈沖發(fā)生電路306產(chǎn)生一單脈沖信號(hào)V。ne sh。t，觸發(fā)第一開關(guān)管302導(dǎo)通，第一電容 303進(jìn)行放電，直至放電完成，形成第三斜坡信號(hào)Vramp3,此后，第一比較器304接收第三斜坡電壓信號(hào)Vramp3與第一基準(zhǔn)電壓信號(hào)VMfl進(jìn)行比較，產(chǎn)生第二個(gè)第一比較脈沖信號(hào)Vpulsel， 依次循環(huán)。分頻器305接收第一比較脈沖信號(hào)Vpulsel后產(chǎn)生兩路開關(guān)脈沖信號(hào)Vpulsel+ Vpulsel_2分別傳輸給原邊第一下管電流過(guò)零檢測(cè)電路108-1和原邊第二下管電流過(guò)零檢測(cè)電路108-2。在工作過(guò)程中，可通過(guò)調(diào)節(jié)恒流源301的輸出電流Isl由大到小的變化來(lái)改變第一電容303的充電時(shí)間從而改變第三斜坡電壓信號(hào)Vramp3的上升斜率，使第一比較脈沖信號(hào) Vpulsel的頻率由快到慢的變化，其輸出的兩路開關(guān)脈沖信號(hào)VpulseH和vpulsel_2的頻率也將由快到慢變化，這樣，可實(shí)現(xiàn)控制原邊全橋開關(guān)電路105中第一下管和第二下管的工作頻率從高到低變化，這樣即可完成對(duì)系統(tǒng)工作頻率由高到低的調(diào)節(jié)。同時(shí)，在掃頻發(fā)生電路106調(diào)節(jié)系統(tǒng)工作頻率的過(guò)程中，原邊開關(guān)管電流過(guò)零檢測(cè)電路108同步地對(duì)原邊中的第一下管和第二下管的電流進(jìn)行檢測(cè)。參考圖4A，所示為依據(jù)本發(fā)明的磁場(chǎng)耦合式非接觸電能傳輸裝置中原邊第一下管電流過(guò)零檢測(cè)電路一實(shí)施例的電路原理框圖，圖4B所示為依據(jù)本發(fā)明的原邊開關(guān)管電流過(guò)零檢測(cè)電路的工作波形圖。 原邊第一下管電流過(guò)零檢測(cè)電路108-1包括第一電流采樣電路、第二比較器402、第一選擇電路和第一 RS觸發(fā)器404，其工作過(guò)程為第一電流采樣電路采樣第一下管S3電流以產(chǎn)生第一采樣電壓信號(hào)Vs第二比較器402接收第一采樣電壓信號(hào)Vsensel與一基準(zhǔn)零電壓信號(hào)VMf，產(chǎn)生原邊第一電流過(guò)零脈沖信號(hào)Vpulse2，第一選擇電路接收所述原邊第一電流過(guò)零脈沖信號(hào)Vpulse2與掃頻發(fā)生電路105傳輸?shù)牡谝宦访}沖信號(hào)Vpuls^1，通過(guò)優(yōu)先級(jí)競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)生一復(fù)位信號(hào)，第一 RS觸發(fā)器404接收所述復(fù)位信號(hào)和一置位信號(hào)，產(chǎn)生開關(guān)信號(hào)以控制第一下管S3的關(guān)斷和導(dǎo)通，置位信號(hào)為原邊PWM驅(qū)動(dòng)控制電路產(chǎn)生的延遲信號(hào)。同理，原邊第二下管電流過(guò)零檢測(cè)電路的電路結(jié)構(gòu)和工作過(guò)程與原邊第一下管電流過(guò)零檢測(cè)電路相同， 其主要用以控制第二下管的關(guān)斷和導(dǎo)通，具體工作過(guò)程在此不再贅述。本實(shí)施例中，第一電流采樣電路采用采樣電阻401實(shí)現(xiàn)，第一選擇電路采用一或門403實(shí)現(xiàn)，本領(lǐng)域技術(shù)人員可知，任何可實(shí)現(xiàn)電流采樣的電路方式和實(shí)現(xiàn)選擇電路的方式均可應(yīng)用至本發(fā)明，上述第一選擇電路403和第二選擇電路用以判斷原邊電流過(guò)零脈沖信號(hào)和開關(guān)脈沖信號(hào)的輸出優(yōu)先級(jí)，在系統(tǒng)初始工作時(shí)，由于掃頻發(fā)生電路106輸出的兩路開關(guān)脈沖信號(hào)Vpulsel+ Vpulsel_2的頻率較高，掃頻發(fā)生電路106輸出的兩路開關(guān)脈沖信號(hào)Vpulsel+ vpulsel_2先于原邊開關(guān)管電流過(guò)零檢測(cè)電路108輸出的電流過(guò)零脈沖信號(hào)Vpulse2、vpulse3，此時(shí)根據(jù)開關(guān)脈沖信號(hào)Vpuls㈣、vpulsel_2控制原邊中的第一下管和第二下管關(guān)斷。之后，隨著掃頻發(fā)生電路106輸出開關(guān)脈沖信號(hào)頻率的減慢，原邊開關(guān)管電流過(guò)零檢測(cè)電路108輸出的電流過(guò)零脈沖信號(hào)Vpulse2、Vpulse3先于掃頻發(fā)生電路106輸出的開關(guān)脈沖信號(hào)Vpulsel+ Vpulsel_2, 此時(shí)，根據(jù)電流過(guò)零脈沖信號(hào)Vpulse2、Vpulse3控制關(guān)斷原邊中的第一下管和第二下管。在上述工作過(guò)程中，當(dāng)所述原邊開關(guān)管電流過(guò)零檢測(cè)電路產(chǎn)生的電流過(guò)零脈沖信號(hào)先于所述掃頻發(fā)生電路產(chǎn)生的開關(guān)脈沖信號(hào)輸出時(shí)，此時(shí)所述磁場(chǎng)耦合式非接觸電能傳輸裝置的工作頻率到達(dá)系統(tǒng)諧振頻率點(diǎn)，并且此時(shí)原邊105的輸出方波電壓Vab與電流達(dá)到同相位。此后，系統(tǒng)穩(wěn)定工作過(guò)程后，由原邊開關(guān)管電流過(guò)零檢測(cè)電路108輸出的電流過(guò)零脈沖信號(hào)Vpulse2、Vpulse3控制原邊中的第一下管和第二下管關(guān)斷，可保證原邊105的輸出方波電壓Vab與電流始終同相，系統(tǒng)能一直工作在諧振狀態(tài)，傳輸效率保持最高。當(dāng)上述的原邊全橋開關(guān)電路中的第一下管和第二下管關(guān)斷后，延時(shí)死區(qū)時(shí)間后， 開通原邊全橋開關(guān)電路第一上管和第二上管，之后，由原邊PWM驅(qū)動(dòng)控制電路控制第一上管和第二上管的關(guān)斷，其具體控制的工作過(guò)程如下原邊斜坡信號(hào)發(fā)生電路109與所述原邊開關(guān)管電流過(guò)零檢測(cè)電路107中第一選擇電路403和第二選擇電路相連接，用以接收控制第一下管和第二下管關(guān)斷的脈沖信號(hào)，以產(chǎn)生峰值恒定的原邊斜坡電壓信號(hào)Vmp1輸出至所述原邊PWM驅(qū)動(dòng)控制電路。原邊PWM驅(qū)動(dòng)控制電路110接收所述第一斜坡電壓信號(hào)Vrampl 和輸入限流電路107產(chǎn)生的第二誤差放大電壓信號(hào)Vc2，產(chǎn)生占空比信號(hào)以控制所述原邊中第一上管和第二上管的關(guān)斷。延時(shí)死區(qū)時(shí)間后，開通原邊全橋開關(guān)電路第一下管和第二下管。其中，所述的原邊斜坡信號(hào)發(fā)生電路可控制原邊斜坡電壓信號(hào)峰值保持恒定，使系統(tǒng)參數(shù)精確，穩(wěn)定性更好。參考圖5為依據(jù)本發(fā)明的磁場(chǎng)耦合式非接觸電能傳輸裝置中原邊斜坡發(fā)生電路一實(shí)施例的電路原理框圖，包括第二可調(diào)電流源501、第二開關(guān)管502、 第二電容503、第一采樣保持電路504、第一跨導(dǎo)運(yùn)算放大器505和第一補(bǔ)償電路506，所述第二開關(guān)管502與原邊開關(guān)管電流過(guò)零檢測(cè)電路108中第一選擇電路、第二選擇電路相連， 接收控制所述第一下管和第二下管關(guān)斷的脈沖信號(hào)，第二可調(diào)電流源501給第二電容503 提供充電電流Is2，通過(guò)控制第二開關(guān)管502的關(guān)斷與導(dǎo)通以控制所述第二電容503充放電動(dòng)作，在所述第二電容503兩端產(chǎn)生第一斜坡信號(hào)VMmpl，即原邊斜坡電壓信號(hào)，并傳輸至原邊PWM驅(qū)動(dòng)控制電路110。所述第一采樣保持電路504接收控制第一下管和第二下管關(guān)斷的脈沖信號(hào)，并對(duì)所述第一斜坡信號(hào)Vmp1進(jìn)行采樣保持，產(chǎn)生第一保持電壓信號(hào)，所述第一跨導(dǎo)運(yùn)算放大器505的反相輸入端接收所述第一保持電壓信號(hào)，其同相輸入端接收第二基準(zhǔn)電壓信號(hào)VMf2，輸出第一誤差放大電流信號(hào)，所述第一誤差放大電流信號(hào)經(jīng)所述第一補(bǔ)償電路后形成第一誤差放大電壓信號(hào)，對(duì)所述第二可調(diào)電流源的電流值大小進(jìn)行調(diào)節(jié)，以使得所述原邊斜坡電壓信號(hào)峰值恒定。另外，電能發(fā)射部分還設(shè)有輸入限流電路107，參考圖6，所示為依據(jù)本發(fā)明的磁場(chǎng)耦合式非接觸電能傳輸裝置中輸入限流電路一實(shí)施例的原理框圖。輸入限流電路107包括一采樣濾波電路601、第二跨導(dǎo)運(yùn)算放大器602和第二補(bǔ)償電路603，其中，采樣濾波電路 601采樣所述輸入電流Iin信號(hào)，形成第三采樣電壓信號(hào)Vsense3，第一跨導(dǎo)運(yùn)算放大器602的反相輸入端接收所述第三采樣電壓信號(hào)Vsense3，其同相輸入端接收第三基準(zhǔn)電壓信號(hào)V,ef3， 輸出第二誤差放大電流信號(hào)，第二誤差放大電流信號(hào)經(jīng)所述第一補(bǔ)償電路603后輸出第二誤差放大電壓信號(hào)\2。其具體工作過(guò)程為當(dāng)輸入電流Iin增大時(shí)，第三采樣電壓信號(hào)Vsense3 也增大，因第三采樣電壓信號(hào)Vsmse3輸入第二跨導(dǎo)運(yùn)算放大器的反相輸入端，所以第二誤差放大電壓信號(hào)\2減小，原邊PWM驅(qū)動(dòng)控制電路接收所述的第二誤差放大電壓信號(hào)\2和所述第一斜坡電壓信號(hào)Vmp1后產(chǎn)生占空比信號(hào)以控制原邊第一上管提前關(guān)斷，從而減小輸入電流IIN。同樣的，輸入限流電路也可采集原邊第二上管電流，從而控制原邊第二上管提前關(guān)斷，以減小輸入電流Iin。通過(guò)此方式來(lái)控制原邊中開關(guān)管的導(dǎo)通和關(guān)斷，可實(shí)現(xiàn)輸入電流 Iin恒定控制，滿足對(duì)需要輸入進(jìn)行限流的應(yīng)用。本實(shí)施例中，第一補(bǔ)償電路采用電阻和電容串聯(lián)的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，本領(lǐng)域技術(shù)人員可知，任何其他等效的補(bǔ)償電路均可應(yīng)用至本發(fā)明。通過(guò)以上對(duì)掃頻發(fā)生電路、電流過(guò)零檢測(cè)電路、輸入限流電路以及原邊斜坡信號(hào)發(fā)生電路的具體實(shí)施例的實(shí)現(xiàn)過(guò)程描述可知，本發(fā)明通過(guò)初始掃頻以捕捉系統(tǒng)諧振頻率點(diǎn)，通過(guò)電流過(guò)零檢測(cè)電路保證系統(tǒng)達(dá)到諧振并始終保持諧振工作狀態(tài)，并設(shè)置特定的輸入限流功能，在保證系統(tǒng)傳輸效率最高的同時(shí)滿足對(duì)輸入電流有限制的特殊應(yīng)用場(chǎng)合，且本發(fā)明的磁場(chǎng)耦合式非接觸電能傳輸裝置電能發(fā)射部分采用高集成技術(shù)，將各個(gè)功能電路集成在一個(gè)芯片中，簡(jiǎn)化了外圍電路設(shè)計(jì)。對(duì)于電能接收部分103，參考圖1，電能接收部分103包括副邊同步整流全橋開關(guān)電路114、同步整流控制電路115、恒流控制電路116、恒壓控制電路117、副邊開關(guān)管電流過(guò)零檢測(cè)電路118、副邊斜坡信號(hào)發(fā)生電路119、副邊PWM驅(qū)動(dòng)控制電路120以及副邊電能接收繞組113，其中所述副邊同步整流全橋開關(guān)電路114、同步整流控制電路115、恒流控制電路116、恒壓控制電路117、副邊開關(guān)管電流過(guò)零檢測(cè)電路118、副邊斜坡信號(hào)發(fā)生電路119、 副邊PWM驅(qū)動(dòng)控制電路120集成在一副邊高功率密度集成電源管理芯片中122中。為方便闡述本發(fā)明內(nèi)容，副邊同步整流全橋開關(guān)電路一并畫在圖8所示的電路中，參考圖8，副邊同步整流全橋開關(guān)電路114包括第一上管Si’、第二上管S2’、第一下管 S3’和第二下管S4’，其中第一上管Si’和第一下管S3’串聯(lián)，第二上管S2’和第二下管S4’ 串聯(lián)，第一上管Si’和第一下管S3’的公共連接端C作為所述高頻交變電流信號(hào)Ip—接收端，所述第二上管S2’和第二下管S4，的公共連接端D作為所述高頻交變電流信號(hào)Ip另一接收端，所述第一上管Si’和第二上管S2’公共端作為全橋同步整流開關(guān)電路輸出信號(hào)的正端，所述第一下管S3’和第二下管S4’公共端作為全橋同步整流開關(guān)電路輸出信號(hào)的負(fù)端。電能接收繞組113感應(yīng)電能發(fā)射繞組112發(fā)射的高頻交變電流信號(hào)IP，通過(guò)副邊同步整流全橋開關(guān)電路114整流后，輸出可控的能量供給負(fù)載104。同樣的，為了使副邊也能夠工作在諧振狀態(tài)，以保持原、副邊同諧，使系統(tǒng)電能傳輸效率達(dá)到最大，本發(fā)明裝置在電能接收部分設(shè)置了同步整流控制電路115，副邊開關(guān)管電流過(guò)零檢測(cè)電路118和副邊斜坡信號(hào)發(fā)生電路119，用以調(diào)節(jié)控制副邊電流與電壓達(dá)到同相。并且電能接收部分還設(shè)置了恒流控制電路116和恒壓控制電路117，以此為負(fù)載提供恒流或恒壓充電模式。以下參考圖7-圖8對(duì)上述幾個(gè)電路的工作過(guò)程和實(shí)現(xiàn)的技術(shù)效果作進(jìn)一步詳細(xì)描述。本實(shí)施例中，對(duì)副邊同步整流全橋開關(guān)電路114中開關(guān)管的控制策略如下
同步整流控制電路115包括第四比較器，第五比較器，第六比較器和第七比較器， 所述第四比較器與第五比較器接收所述副邊同步整流全橋開關(guān)電路中第一下管和第二下管的漏源極電壓與第四基準(zhǔn)電壓信號(hào)進(jìn)行比較，當(dāng)所述副邊同步整流全橋開關(guān)電路中第一下管和第二下管的漏源極電壓小于第四基準(zhǔn)電壓信號(hào)時(shí)，產(chǎn)生第一脈沖信號(hào)控制所述第一下管和第二下管的導(dǎo)通動(dòng)作；所述第六比較器與第七比較器接收所述副邊同步整流全橋開關(guān)電路中第一上管和第二上管的漏源極電壓與基準(zhǔn)零電壓信號(hào)比較，當(dāng)所述副邊同步整流全橋開關(guān)電路第一上管和第二上管的漏源極電壓大于基準(zhǔn)零電壓信號(hào)時(shí)產(chǎn)生第二脈沖信號(hào)控制所述第一上管和第二上管的關(guān)斷動(dòng)作。所述副邊斜坡信號(hào)發(fā)生電路119根據(jù)所述副邊電流過(guò)零脈沖信號(hào)產(chǎn)生一峰值恒定的副邊斜坡電壓信號(hào)，所述輸出恒流控制誤差放大信號(hào)和所述輸出恒壓控制誤差放大信號(hào)經(jīng)最低值選擇后，與所述副邊斜坡電壓信號(hào)共同輸入至所述副邊PWM驅(qū)動(dòng)控制電路120 以控制所述副邊同步整流全橋開關(guān)電路114中第一上管和第二上管的導(dǎo)通動(dòng)作，延時(shí)死區(qū)時(shí)間后，副邊同步整流全橋開關(guān)電路114中第一下管和第二下管互補(bǔ)關(guān)斷。其中，所述的副邊斜坡信號(hào)發(fā)生電路119可控制副邊斜坡電壓信號(hào)峰值保持恒定，使系統(tǒng)參數(shù)精確，穩(wěn)定性好。參考圖7為依據(jù)本發(fā)明的磁場(chǎng)耦合式非接觸電能傳輸裝置中副邊斜坡發(fā)生電路一實(shí)施例的電路圖，所述副邊斜坡信號(hào)發(fā)生電路119包括第三可調(diào)電流源701、第三開關(guān)管702，第三電容703，第二采樣保持電路704、第三跨導(dǎo)運(yùn)算放大器705 和第三補(bǔ)償電路706，所述第三開關(guān)管接收控制副邊同步整流全橋開關(guān)電路第一上管和第二上管關(guān)斷的脈沖信號(hào)，即副邊電流過(guò)零脈沖信號(hào)，所述第三可調(diào)電流源701給第三電容 703提供充電電流Is3，通過(guò)控制第三開關(guān)管702的關(guān)斷與導(dǎo)通以控制所述第三電容703充放電動(dòng)作，使得在所述第三電容703兩端產(chǎn)生第二斜坡信號(hào)Vramp2,即副邊斜坡電壓信號(hào)，并傳輸至副邊PWM驅(qū)動(dòng)控制電路120。所述第二采樣保持電路704接收控制所述第一上管和第二上管關(guān)斷的脈沖信號(hào)，并對(duì)所述第三斜坡信號(hào)進(jìn)行采樣保持，產(chǎn)生第二保持電壓信號(hào)， 所述第三跨導(dǎo)運(yùn)算放大器705的反相輸入端接收所述第二保持電壓信號(hào)，其同相輸入端接收第五基準(zhǔn)電壓信號(hào)Vref5，產(chǎn)生第三誤差放大電流信號(hào)，所述第三誤差放大電流信號(hào)經(jīng)所述第三補(bǔ)償電路后形成第三誤差放大電壓信號(hào)VC3，對(duì)所述第三可調(diào)電流源的電流值大小進(jìn)行調(diào)節(jié)，使得所述副邊斜坡電壓信號(hào)峰值保持恒定。其中，對(duì)恒流控制電路116和恒壓控制電路117輸出的恒流控制誤差放大信號(hào)和恒壓控制誤差放大信號(hào)最低值選擇過(guò)程如下所述參考圖8所示為依據(jù)本發(fā)明的磁場(chǎng)耦合式非接觸電能傳輸裝置中恒流控制電路和恒壓控制電路的一實(shí)施例的原理框圖，為完整闡述電路工作過(guò)程，第一選擇二極管Dl和第二選擇二極管D2的陰極分別連接在恒流控制電路116和恒壓控制電路117輸出端，其陽(yáng)極連接于一點(diǎn)E。恒流控制電路116包括電流采樣電路801、第四跨導(dǎo)誤差放大器802和第四補(bǔ)償電路803，電流采樣電路801采樣全橋同步整流開關(guān)電路的輸出電流信號(hào)I。ut，產(chǎn)生第四采樣電壓信號(hào)Vs■⑷第四跨導(dǎo)運(yùn)算放大器802 接收所述第四采樣電壓信號(hào)Vsmse4與第六基準(zhǔn)電壓信號(hào)VMf6，產(chǎn)生第四誤差放大電流信號(hào)， 所述第四誤差放大電流信號(hào)經(jīng)第四補(bǔ)償電路803補(bǔ)償后形成第四誤差放大電壓信號(hào)Vc4，即恒流控制誤差放大電壓信號(hào)。恒壓控制電路117包括電壓采樣電路804、第五跨導(dǎo)運(yùn)算放大器805和第五補(bǔ)償電路806，所述電壓采樣電路804采樣副邊同步整流全橋開關(guān)電路的輸出電壓信號(hào)V。ut，產(chǎn)生第五采樣電壓信號(hào)Vsnse5，第五跨導(dǎo)運(yùn)算放大器接收所述第五采樣電壓信號(hào)V—與第七基準(zhǔn)電壓信號(hào)VMf7，所述第五誤差放大電流信號(hào)經(jīng)第五補(bǔ)償電路806補(bǔ)償后形成第五誤差放大電壓信號(hào)Vc5，即恒壓控制誤差放大電壓信號(hào)。之后，通過(guò)第一選擇二極管Dl與第二選擇二極管D2對(duì)第四誤差放大電壓信號(hào)Vc4和第五誤差放大電壓信號(hào)Vc4進(jìn)行選擇，具體為，當(dāng)?shù)谒恼`差放大電壓信號(hào)Vw低于第五誤差放大電壓信號(hào)Vc5時(shí)，Dl 二極管導(dǎo)通，信號(hào)Ve4為副邊PWM驅(qū)動(dòng)控制電路一輸入信號(hào)，電路進(jìn)入恒流充電模式；當(dāng)?shù)谖逭`差放大電壓信號(hào)V。5低于第四誤差放大電壓信號(hào)V。4時(shí)，D2 二極管導(dǎo)通，信號(hào)V。5為副邊PWM驅(qū)動(dòng)控制電路一輸入信號(hào)，電路進(jìn)入恒壓充電模式。通過(guò)以上對(duì)恒流控制電路、恒壓控制電路及過(guò)零檢測(cè)電路的具體實(shí)施例的實(shí)現(xiàn)過(guò)程描述可知，本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)恒流或恒壓的方式輸出，并通過(guò)設(shè)計(jì)同步軟開關(guān)減小了系統(tǒng)損耗，通過(guò)副邊電流過(guò)零檢測(cè)保證副邊電流、電壓同相位，從而原、副邊達(dá)到同諧，提高了系統(tǒng)工作效率，且本發(fā)明的耦合式非接觸電能接收部分各電路通過(guò)高度集成技術(shù)從而簡(jiǎn)化了外圍電路設(shè)計(jì)。本說(shuō)明書選取并具體描述這些實(shí)施例，是為了最好地解釋本發(fā)明的原理和實(shí)際應(yīng)用，從而使所屬技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員能最好地利用這個(gè)發(fā)明。修改的實(shí)施例同樣也適用于預(yù)期的特定應(yīng)用。本發(fā)明的范圍為權(quán)利要求書全部范圍以及其等效物。
權(quán)利要求
1.一種磁場(chǎng)耦合式非接觸電能傳輸裝置，包括相互獨(dú)立的電能發(fā)射部分和電能接收部分，其中，所述電能發(fā)射部分包括原邊全橋開關(guān)電路、原邊PWM驅(qū)動(dòng)控制電路、諧振電容和原邊發(fā)射繞組，所述電能接收部分包括副邊同步整流全橋開關(guān)電路、副邊PWM驅(qū)動(dòng)控制電路和副邊接收繞組，其特征在于，所述電能發(fā)射部分進(jìn)一步包括掃頻發(fā)生電路、原邊開關(guān)管電流過(guò)零檢測(cè)電路、輸入限流電路和原邊斜坡信號(hào)發(fā)生電路，所述掃頻發(fā)生電路產(chǎn)生開關(guān)脈沖信號(hào)，用于控制原邊全橋開關(guān)電路中第一下管和第二下管的狀態(tài)，以從高頻至低頻的調(diào)節(jié)過(guò)程調(diào)節(jié)所述第一下管和第二下管的工作頻率；所述原邊開關(guān)管電流過(guò)零檢測(cè)電路，檢測(cè)所述原邊全橋開關(guān)電路中第一下管和第二下管電流，當(dāng)所述第一下管和第二下管電流到達(dá)零值時(shí)，產(chǎn)生電流過(guò)零脈沖信號(hào)；當(dāng)所述原邊開關(guān)管電流過(guò)零檢測(cè)電路產(chǎn)生的電流過(guò)零脈沖信號(hào)遲于所述掃頻發(fā)生電路產(chǎn)生的開關(guān)脈沖信號(hào)輸出時(shí)，所述開關(guān)脈沖信號(hào)控制所述第一下管和第二下管的關(guān)斷動(dòng)作，在延時(shí)一定的死區(qū)時(shí)間后，導(dǎo)通原邊全橋開關(guān)電路中第一上管和第二上管；當(dāng)所述原邊開關(guān)管電流過(guò)零檢測(cè)電路產(chǎn)生的電流過(guò)零脈沖信號(hào)先于所述掃頻發(fā)生電路產(chǎn)生的開關(guān)脈沖信號(hào)輸出時(shí)，所述電流過(guò)零脈沖信號(hào)控制所述第一下管和第二下管的關(guān)斷動(dòng)作，在延時(shí)所述死區(qū)時(shí)間后，導(dǎo)通原邊全橋開關(guān)電路第一上管和第二上管；此時(shí)所述磁場(chǎng)耦合式非接觸電能傳輸裝置的工作頻率到達(dá)系統(tǒng)諧振頻率點(diǎn)；所述輸入限流電路與所述原邊全橋開關(guān)電路、原邊PWM驅(qū)動(dòng)控制電路相連接，其接收全橋開關(guān)電路中第一上管電流信號(hào)，產(chǎn)生第二誤差放大電壓信號(hào)并傳輸至所述原邊PWM驅(qū)動(dòng)控制電路以控制所述原邊全橋開關(guān)電路中第一上管和第二上管的關(guān)斷動(dòng)作，從而限制輸入電流的大小；所述原邊斜坡信號(hào)發(fā)生電路根據(jù)所述掃頻發(fā)生電路產(chǎn)生的開關(guān)脈沖信號(hào)和所述原邊開關(guān)管電流過(guò)零檢測(cè)電路產(chǎn)生的電流過(guò)零脈沖信號(hào)的優(yōu)先級(jí)競(jìng)爭(zhēng)來(lái)產(chǎn)生一峰值恒定的原邊斜坡電壓信號(hào)，并與輸入限流電路的第二誤差放大電壓信號(hào)共同輸入至所述原邊PWM驅(qū)動(dòng)控制電路以控制所述原邊全橋開關(guān)電路第一上管和第二上管的關(guān)斷動(dòng)作，延遲死區(qū)時(shí)間后產(chǎn)生原邊全橋開關(guān)電路第一下管和第二下管的導(dǎo)通信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種磁場(chǎng)耦合式非接觸電能傳輸裝置，其特征在于，所述掃頻發(fā)生電路進(jìn)一步包括第一可調(diào)電流源、第一開關(guān)管、第一電容、第一比較器、單脈沖發(fā)生電路和分頻器，所述第一可調(diào)電流源用以給所述第一電容提供充電電流，所述第一開關(guān)管與所述第一電容并聯(lián)，通過(guò)控制所述第一開關(guān)管的關(guān)斷與導(dǎo)通以控制所述第一電容的充放電動(dòng)作，使得所述第一電容兩端產(chǎn)生第三斜坡電壓信號(hào)；所述第一比較器接收所述第三斜坡電壓信號(hào)與第一基準(zhǔn)電壓信號(hào)進(jìn)行比較，產(chǎn)生第一比較脈沖信號(hào)；所述單脈沖發(fā)生電路接收所述第一比較脈沖信號(hào)，產(chǎn)生一單脈沖信號(hào)以控制所述第一開關(guān)管的開關(guān)動(dòng)作；所述分頻器接收所述第一比較脈沖信號(hào)，產(chǎn)生兩路開關(guān)脈沖信號(hào)傳輸給所述原邊開關(guān)管電流過(guò)零檢測(cè)電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種磁場(chǎng)耦合式非接觸電能傳輸裝置，其特征在于，所述原邊開關(guān)管電流過(guò)零檢測(cè)電路進(jìn)一步包括原邊第一下管電流過(guò)零檢測(cè)電路和原邊第二下管電流過(guò)零檢測(cè)電路，所述原邊第一下管電流過(guò)零檢測(cè)電路用以檢測(cè)所述原邊全橋開關(guān)電路中第一下管電流過(guò)零點(diǎn)；所述原邊第二下管電流過(guò)零檢測(cè)電路用以檢測(cè)所述原邊全橋開關(guān)電路中第二下管電流過(guò)零點(diǎn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種磁場(chǎng)耦合式非接觸電能傳輸裝置，其特征在于，所述原邊第一下管電流過(guò)零檢測(cè)電路進(jìn)一步包括第一電流采樣電路、第二比較器、第一選擇電路和第一 RS觸發(fā)器，所述第一電流采樣電路采樣所述原邊全橋開關(guān)電路中第一下管電流，產(chǎn)生第一采樣電壓信號(hào)；所述第二比較器接收所述第一采樣電壓信號(hào)與基準(zhǔn)零電壓信號(hào)，產(chǎn)生原邊第一電流過(guò)零脈沖信號(hào)；所述第一選擇電路接收所述原邊第一電流過(guò)零脈沖信號(hào)與所述掃頻發(fā)生電路輸出的第一路開關(guān)脈沖信號(hào)，通過(guò)優(yōu)先級(jí)競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)生一復(fù)位信號(hào)；所述第一 RS觸發(fā)器接收所述復(fù)位信號(hào)和所述原邊PWM驅(qū)動(dòng)控制電路產(chǎn)生的延遲信號(hào)作為置位信號(hào)，產(chǎn)生開關(guān)信號(hào)以控制所述原邊全橋開關(guān)電路中第一下管的關(guān)斷和導(dǎo)通。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種磁場(chǎng)耦合式非接觸電能傳輸裝置，其特征在于，所述第一選擇電路用以判斷所述原邊第一電流過(guò)零脈沖信號(hào)和所述第一路開關(guān)脈沖信號(hào)的輸出優(yōu)先級(jí)，當(dāng)?shù)谝宦烽_關(guān)脈沖信號(hào)先于原邊第一電流過(guò)零脈沖信號(hào)輸出時(shí)，根據(jù)第一路開關(guān)脈沖信號(hào)產(chǎn)生所述的復(fù)位信號(hào)；當(dāng)原邊第一電流過(guò)零脈沖信號(hào)先于第一路開關(guān)脈沖信號(hào)輸出時(shí)，根據(jù)原邊第一電流過(guò)零脈沖信號(hào)產(chǎn)生所述的復(fù)位信號(hào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種磁場(chǎng)耦合式非接觸電能傳輸裝置，其特征在于，所述原邊第二下管電流過(guò)零檢測(cè)電路進(jìn)一步包括第二電流采樣電路、第三比較器、第二選擇電路和第二 RS觸發(fā)器，所述第二電流采樣電路采樣所述原邊全橋開關(guān)電路中第二下管電流，產(chǎn)生第二采樣電壓信號(hào)；所述第三比較器接收所述第二采樣電壓信號(hào)與基準(zhǔn)零電壓信號(hào)，產(chǎn)生原邊第二電流過(guò)零脈沖信號(hào)；所述第二選擇電路接收所述原邊第二電流過(guò)零脈沖信號(hào)與所述掃頻發(fā)生電路輸出的第二路開關(guān)脈沖信號(hào)，通過(guò)優(yōu)先級(jí)競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)生一復(fù)位信號(hào)；所述第二 RS觸發(fā)器接收所述復(fù)位信號(hào)和所述原邊PWM驅(qū)動(dòng)控制電路產(chǎn)生的延遲信號(hào)作為置位信號(hào)，產(chǎn)生開關(guān)信號(hào)以控制所述原邊全橋開關(guān)電路中第二下管的關(guān)斷和導(dǎo)通。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種磁場(chǎng)耦合式非接觸電能傳輸裝置，其特征在于，所述第二選擇電路用以判斷所述原邊第二電流過(guò)零脈沖信號(hào)和所述第二路開關(guān)脈沖信號(hào)的輸出優(yōu)先級(jí)，當(dāng)?shù)诙烽_關(guān)脈沖信號(hào)先于原邊第二電流過(guò)零脈沖信號(hào)輸出時(shí)，根據(jù)第二路開關(guān)脈沖信號(hào)產(chǎn)生所述的復(fù)位信號(hào)；當(dāng)原邊第二電流過(guò)零脈沖信號(hào)先于第二路開關(guān)脈沖信號(hào)輸出時(shí)，根據(jù)原邊第二電流過(guò)零脈沖信號(hào)產(chǎn)生所述的復(fù)位信號(hào)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種磁場(chǎng)耦合式非接觸電能傳輸裝置，其特征在于，所述原邊斜坡信號(hào)發(fā)生電路進(jìn)一步包括第二可調(diào)電流源、第二開關(guān)管、第二電容、第一采樣保持電路、第一跨導(dǎo)運(yùn)算放大器和第一補(bǔ)償電路，所述第二可調(diào)電流源給所述第二電容提供充電電流，所述第二開關(guān)管與所述第一選擇電路、第二選擇電路相連，用以接收控制第一下管和第二下管關(guān)斷的脈沖信號(hào)，通過(guò)控制第二開關(guān)管的關(guān)斷與導(dǎo)通以控制所述第二電容充放電動(dòng)作，使得在所述第二電容兩端產(chǎn)生第一斜坡電壓信號(hào)，即所述的原邊斜坡電壓信號(hào)，并傳輸給所述原邊PWM驅(qū)動(dòng)控制電路；所述第一采樣保持電路接收控制所述第一下管和第二下管關(guān)斷的脈沖信號(hào)，并對(duì)所述第一斜坡電壓信號(hào)進(jìn)行采樣保持，產(chǎn)生第一保持電壓信號(hào)；所述第一跨導(dǎo)運(yùn)算放大器的反相輸入端接收所述第一保持電壓信號(hào)，其同相輸入端接收第二基準(zhǔn)電壓信號(hào)，輸出第一誤差放大電流信號(hào)，所述第一誤差放大電流信號(hào)經(jīng)所述第一補(bǔ)償電路后形成第一誤差放大電壓信號(hào)，對(duì)所述第二可調(diào)電流源的電流值大小進(jìn)行調(diào)節(jié)，以使得所述原邊斜坡電壓信號(hào)峰值恒定。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種磁場(chǎng)耦合式非接觸電能傳輸裝置，其特征在于，所述輸入限流電路進(jìn)一步包括一采樣濾波電路、第二跨導(dǎo)運(yùn)算放大器和第二補(bǔ)償電路，所述采樣濾波電路采樣所述原邊全橋開關(guān)電路中第一上管電流信號(hào)，形成第三采樣電壓信號(hào)；所述第二跨導(dǎo)運(yùn)算放大器的反相輸入端接收所述第三采樣電壓信號(hào)，其同相輸入端接收第三基準(zhǔn)電壓信號(hào)，并輸出第二誤差放大電流信號(hào)，所述第二誤差放大電流信號(hào)經(jīng)所述第二補(bǔ)償電路后形成第二誤差放大電壓信號(hào)，輸入至原邊PWM驅(qū)動(dòng)控制電路。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種磁場(chǎng)耦合式非接觸電能傳輸裝置，其特征在于，所述電能接收部分進(jìn)一步包括同步整流控制電路、恒流控制電路、恒壓控制電路、副邊開關(guān)管電流過(guò)零檢測(cè)電路和副邊斜坡信號(hào)發(fā)生電路，其中所述同步整流控制電路，用于檢測(cè)所述副邊同步整流全橋開關(guān)電路中第一下管和第二下管的漏源極電壓，產(chǎn)生第一脈沖信號(hào)控制所述第一下管和第二下管的導(dǎo)通動(dòng)作；同時(shí)所述同步整流控制電路檢測(cè)副邊同步整流全橋開關(guān)電路中第一上管和第二上管的漏源極電壓，產(chǎn)生第二脈沖信號(hào)控制所述第一上管和第二上管的關(guān)斷動(dòng)作；所述恒流控制電路、恒壓控制電路接收所述全橋同步整流開關(guān)電路的輸出電流/電壓信號(hào)，分別產(chǎn)生恒流控制誤差放大電壓信號(hào)和恒壓控制誤差放大信號(hào)；所述副邊開關(guān)管電流過(guò)零檢測(cè)電路，用于檢測(cè)副邊同步整流全橋開關(guān)電路中第一上管和第二上管的電流，當(dāng)?shù)谝簧瞎芎偷诙瞎茈娏鞯竭_(dá)零值時(shí)，產(chǎn)生副邊電流過(guò)零脈沖信號(hào)；所述副邊斜坡信號(hào)發(fā)生電路根據(jù)所述副邊電流過(guò)零脈沖信號(hào)產(chǎn)生一峰值恒定的副邊斜坡電壓信號(hào)，所述恒流控制誤差放大電壓信號(hào)和所述恒壓控制誤差放大電壓信號(hào)經(jīng)最低值選擇后，與所述副邊斜坡電壓信號(hào)共同輸入至所述副邊PWM驅(qū)動(dòng)控制電路以控制所述副邊同步整流全橋開關(guān)電路中第一上管和第二上管的導(dǎo)通動(dòng)作，延時(shí)死區(qū)時(shí)間后，關(guān)斷副邊同步整流全橋開關(guān)電路中第一下管和第二下管。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的一種磁場(chǎng)耦合式非接觸電能傳輸裝置，其特征在于，所述同步整流控制電路進(jìn)一步包括第四比較器，第五比較器，第六比較器和第七比較器，所述第四比較器與第五比較器接收所述副邊同步整流全橋開關(guān)電路中第一下管和第二下管的漏源極電壓與第四基準(zhǔn)電壓信號(hào)進(jìn)行比較，當(dāng)所述副邊同步整流全橋開關(guān)電路中第一下管和第二下管的漏源極電壓小于第四基準(zhǔn)電壓信號(hào)時(shí)，輸出所述第一下管與第二下管的導(dǎo)通信號(hào)；所述第六比較器與第七比較器接收所述副邊同步整流全橋開關(guān)電路中第一上管和第二上管的漏源極電壓與基準(zhǔn)零電壓信號(hào)比較，當(dāng)所述副邊同步整流全橋開關(guān)電路第一上管和第二上管的漏源極電壓大于基準(zhǔn)零電壓信號(hào)時(shí)，輸出所述第一上管與第二上管的關(guān)斷信號(hào)。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的一種磁場(chǎng)耦合式非接觸電能傳輸裝置，其特征在于，所述副邊斜坡信號(hào)發(fā)生電路進(jìn)一步包括第三可調(diào)電流源、第三開關(guān)管、第三電容、第二采樣保持電路、第三跨導(dǎo)運(yùn)算放大器和第三補(bǔ)償電路，所述第三可調(diào)電流源給所述第三電容提供充電電流，所述第三開關(guān)管接收控制副邊同步整流全橋開關(guān)電路第一上管和第二上管關(guān)斷的脈沖信號(hào)，通過(guò)控制第三開關(guān)管的關(guān)斷與導(dǎo)通以控制所述第三電容充放電動(dòng)作，使得在所述第三電容兩端產(chǎn)生第二斜坡電壓信號(hào)， 即所述的副邊斜坡電壓信號(hào)，并傳輸給所述副邊PWM驅(qū)動(dòng)控制電路；所述第二采樣保持電路接收控制所述第一上管和第二上管關(guān)斷的脈沖信號(hào)，并對(duì)所述副邊斜坡電壓信號(hào)進(jìn)行采樣保持，產(chǎn)生第二保持電壓信號(hào)；所述第三跨導(dǎo)運(yùn)算放大器的反相輸入端接收所述第二保持電壓信號(hào)，其同相輸入端接收第五基準(zhǔn)電壓信號(hào)，產(chǎn)生第三誤差放大電流信號(hào)，所述第三誤差放大電流信號(hào)經(jīng)所述第三補(bǔ)償電路后形成第三誤差放大電壓信號(hào)，對(duì)所述第三可調(diào)電流源的電流值大小進(jìn)行調(diào)節(jié)，使得所述副邊斜坡電壓信號(hào)峰值恒定。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的一種磁場(chǎng)耦合式非接觸電能傳輸裝置，其特征在于，所述恒流控制電路進(jìn)一步包括一電流采樣電路、第四跨導(dǎo)運(yùn)算放大器與第四補(bǔ)償電路，所述電流采樣電路用以采樣所述副邊同步整流全橋開關(guān)電路的輸出電流信號(hào)，產(chǎn)生第四采樣電壓信號(hào)；所述第四跨導(dǎo)運(yùn)算放大器用以接收所述第四采樣電壓信號(hào)與第六基準(zhǔn)電壓信號(hào)，產(chǎn)生第四誤差放大電流信號(hào)，所述第四誤差放大電流信號(hào)經(jīng)所述第四補(bǔ)償電路后形成第四誤差放大電壓信號(hào)，即恒流控制誤差放大電壓信號(hào)。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的一種磁場(chǎng)耦合式非接觸電能傳輸裝置，其特征在于，所述輸出恒壓控制電路進(jìn)一步包括一電壓采樣電路、第五跨導(dǎo)運(yùn)算放大器與第五補(bǔ)償電路，所述電壓采樣電路用以采樣所述副邊同步整流全橋開關(guān)電路輸出電壓信號(hào)，產(chǎn)生第五采樣電壓信號(hào)；所述第五跨導(dǎo)運(yùn)算放大器用以接收所述第五采樣電壓信號(hào)與第七基準(zhǔn)電壓信號(hào)，產(chǎn)生第五誤差放大電流信號(hào)，所述第五誤差放大電流信號(hào)經(jīng)所述第五補(bǔ)償電路后形成第五誤差放大電壓信號(hào)，即恒壓控制誤差放大電壓信號(hào)。
15.根據(jù)權(quán)利要求10所述的一種磁場(chǎng)耦合式非接觸電能傳輸裝置，其特征在于，所述的電能接收部分進(jìn)一步包括第一選擇二極管和第二選擇二極管，所述第一選擇二極管的陰極與所述輸出恒流控制電路輸出端連接，接收輸出恒流控制誤差放大信號(hào)，所述第二選擇二極管的陰極與所述輸出恒壓控制電路輸出端連接，接收輸出恒壓控制誤差放大信號(hào)，所述第一選擇二極管的陽(yáng)極和第二選擇二極管的陽(yáng)極連接于一點(diǎn)；所述恒流控制誤差放大電壓信號(hào)和所述恒壓控制誤差放大電壓信號(hào)經(jīng)第一選擇二極管和第二選擇二極管選擇，哪一信號(hào)為低則傳輸至所述副邊PWM驅(qū)動(dòng)控制電路。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種磁場(chǎng)耦合式非接觸電能傳輸裝置，其特征在于，所述原邊全橋開關(guān)電路、掃頻發(fā)生電路、原邊開關(guān)管電流過(guò)零檢測(cè)電路、原邊斜坡信號(hào)發(fā)生電路、 輸入限流電路、原邊PWM驅(qū)動(dòng)控制電路集成于一原邊高功率密度電源管理芯片中；所述副邊同步整流全橋開關(guān)電路、同步整流控制電路、恒流控制電路、恒壓控制電路、副邊開關(guān)管電流過(guò)零檢測(cè)電路、副邊斜坡信號(hào)發(fā)生電路和副邊PWM驅(qū)動(dòng)控制電路集成于一副邊高功率密度電源管理芯片中。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種磁場(chǎng)耦合式非接觸電能傳輸裝置，其包括相互獨(dú)立的電能發(fā)射部分和電能接收部分，其中，電能發(fā)射部分中原邊全橋開關(guān)電路、掃頻發(fā)生電路、原邊開關(guān)管電流過(guò)零檢測(cè)電路、原邊斜坡信號(hào)發(fā)生電路、輸入限流控制電路和原邊PWM驅(qū)動(dòng)控制電路集成在一原邊高功率密度集成芯片中，電能接收部分中副邊同步整流全橋開關(guān)電路、同步整流控制電路、副邊開關(guān)管電流過(guò)零檢測(cè)電路、副邊斜坡信號(hào)發(fā)生電路、恒流/恒壓控制電路和副邊PWM驅(qū)動(dòng)控制電路集成在一副邊高功率密度集成芯片中。該裝置通過(guò)初始工作時(shí)自動(dòng)掃頻過(guò)程以捕捉系統(tǒng)諧振頻率點(diǎn)，并保證系統(tǒng)始終工作在諧振狀態(tài)，提高電能傳輸效率。本發(fā)明的磁場(chǎng)耦合式非接觸電能傳輸裝置采用單芯片封裝結(jié)構(gòu)，在實(shí)現(xiàn)低成本的基礎(chǔ)上，滿足了高效率、高穩(wěn)定性的要求。
文檔編號(hào)H02J17/00GK102315698SQ20111027071
公開日2012年1月11日 申請(qǐng)日期2011年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月30日
發(fā)明者趙晨 申請(qǐng)人:杭州矽力杰半導(dǎo)體技術(shù)有限公司