變頻穩(wěn)壓的電動(dòng)汽車無線充電裝置制造方法
【專利摘要】一種變頻穩(wěn)壓的電動(dòng)汽車無線充電裝置，包括初級(jí)線盤，次級(jí)線盤，變頻功率模塊，無線解調(diào)模塊，功率輸出模塊，采樣模塊，以及無線調(diào)制模塊。當(dāng)電能驅(qū)動(dòng)車輛停泊在停車位并開始充電時(shí)，無線調(diào)制模塊與無線解調(diào)模塊建立無線連接，變頻功率模塊根據(jù)采樣模塊通過無線調(diào)制模塊和無線解調(diào)模塊無線反饋的信號(hào)調(diào)整輸入初級(jí)線盤的電能，從而令功率輸出模塊以恒定電壓輸出電能。本發(fā)明利用無線通信方式，實(shí)現(xiàn)將次級(jí)線盤一側(cè)的電能變化實(shí)時(shí)地反饋給初級(jí)線盤一側(cè)，并相應(yīng)地對(duì)初級(jí)線盤一側(cè)實(shí)施控制，用非接觸式的反饋穩(wěn)壓實(shí)現(xiàn)無線直流充電裝置的穩(wěn)壓控制。
【專利說明】變頻穩(wěn)壓的電動(dòng)汽車無線充電裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及無線充電裝置，特別是涉及適用于以電能為驅(qū)動(dòng)能的車輛的無線充電 裝直。
【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)有技術(shù)為以可充放電電池組為動(dòng)力的車輛充電的無線充電裝置包括安裝在停 車位的初級(jí)線圈和安裝在所述車輛上的次級(jí)線圈。當(dāng)車輛進(jìn)入停車位時(shí)，令所述初級(jí)線圈 和次級(jí)線圈基本對(duì)正。在次級(jí)線盤上加有頻率在15千赫至55千赫的電壓，即產(chǎn)生相應(yīng)頻 率的交變磁場(chǎng)。在對(duì)應(yīng)面的次級(jí)也如同變壓器原理，有交變電壓輸出。此電壓通過整流器 轉(zhuǎn)換成直流電壓后，為電動(dòng)車輛內(nèi)的電池組充電。在充電的過程中，電池組的電壓會(huì)逐漸升 高，這就相當(dāng)于逐漸減輕了所述充電裝置的負(fù)載，如果無穩(wěn)壓功能，整流器輸出的電壓值也 會(huì)隨之升高。這就要求將次級(jí)線盤的電壓變化量反饋到初級(jí)線盤一側(cè)，實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)交變磁場(chǎng) 的頻率，以達(dá)到次級(jí)線盤輸出電壓穩(wěn)定的效果。但是，在無線充電裝置中次級(jí)線盤和初級(jí)線 盤之間的電壓反饋環(huán)路也應(yīng)當(dāng)是非接觸式，即初級(jí)線盤與次級(jí)線盤之間無導(dǎo)線連接，令現(xiàn) 有技術(shù)用于有線電路之間的反饋穩(wěn)壓電路及方法無法用在無線充電裝置中，因此需要一種 能夠適用于無線充電穩(wěn)壓控制方式。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于避免現(xiàn)有技術(shù)的不足之處而提出一種采用非接觸 式反饋穩(wěn)壓的變頻穩(wěn)壓的電動(dòng)汽車無線充電裝置，實(shí)現(xiàn)對(duì)無線直流充電裝置的穩(wěn)壓控制。
[0004] 本發(fā)明解決所述技術(shù)問題可以通過采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)： 設(shè)計(jì)、制造一種變頻穩(wěn)壓的電動(dòng)汽車無線充電裝置，用于為電能驅(qū)動(dòng)車輛內(nèi)的動(dòng)力電 池組充電，包括安裝在停車位的初級(jí)線盤，安裝在所述電能驅(qū)動(dòng)車輛上的次級(jí)線盤。尤其 是，所述無線直流充電裝置還包括電連接在所述初級(jí)線盤與輸入電源之間的變頻功率模 塊，電連接該變頻功率模塊的無線解調(diào)模塊，電連接在所述次級(jí)線盤與充電輸出端之間的 功率輸出模塊，電連接在充電輸出端兩端的采樣模塊，以及電連接該采樣模塊的無線調(diào)制 模塊。所述變頻功率模塊包括電壓調(diào)頻模塊和驅(qū)動(dòng)單元。所述功率輸出模塊包括電連接所 述次級(jí)線盤兩輸出端的諧振電容，以及電連接在該諧振電容兩端的整流單元。所述變頻功 率模塊借助驅(qū)動(dòng)單元控制電壓調(diào)頻模塊，以調(diào)整初級(jí)線盤的電壓頻率，進(jìn)而調(diào)整所述次級(jí) 線盤輸出的諧振電壓，所述整流單元將該諧振電壓轉(zhuǎn)換為輸入至充電輸出端的直流充電電 能。當(dāng)電能驅(qū)動(dòng)車輛停泊在停車位并開始充電時(shí)，所述無線調(diào)制模塊與無線解調(diào)模塊建立 無線連接，所述變頻功率模塊根據(jù)采樣模塊通過無線調(diào)制模塊和無線解調(diào)模塊無線反饋的 信號(hào)調(diào)整輸入初級(jí)線盤的電能，從而令功率輸出模塊以恒定電壓輸出電能。
[0005] 具體地，所述無線調(diào)制模塊和無線解調(diào)模塊是采用近場(chǎng)通信Near Field Communication無線通信方式完成數(shù)據(jù)傳輸。
[0006] 更具體地，所述近場(chǎng)通信NFC無線通信方式是藍(lán)牙Bluetooth無線通信方式。
[0007] 所述電壓調(diào)頻模塊包括第一至第四絕緣柵雙極型晶體管Insulated Gate Bipolar Transistor。所述第一絕緣柵雙極型晶體管IGBT的發(fā)射極和第二絕緣柵雙極型晶 體管IGBT的集電極都電連接一隔直電容的一端，該隔直電容的另一端電連接所述初級(jí)線 盤的一輸入端；所述第三絕緣柵雙極型晶體管IGBT的發(fā)射極和第四絕緣柵雙極型晶體管 IGBT的集電極都電連接所述初級(jí)線盤的另一輸入端；所述第一絕緣柵雙極型晶體管IGBT 的集電極和第三絕緣柵雙極型晶體管IGBT的集電極都電連接所述輸入電源的一輸出端； 所述第二絕緣柵雙極型晶體管IGBT的發(fā)射極和第四絕緣柵雙極型晶體管IGBT的發(fā)射極都 電連接所述輸入電源的另一輸出端；所有絕緣柵雙極型晶體管IGBT的門極各自電連接所 述驅(qū)動(dòng)單元；所述驅(qū)動(dòng)單元根據(jù)輸入的控制信號(hào)向各絕緣柵雙極型晶體管IGBT的門極輸 出的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，從而調(diào)整所述初級(jí)線盤的電壓頻率。
[0008] 進(jìn)一步地，所述整流單元包括第一至第四二極管以及電連接在充電輸出端兩端之 間的濾波電容；所述第一二極管和第二二極管的陰極都電連接所述充電輸出端的一端；該 充電輸出端的另一端電連接所述第三二極管和第四二極管的陽極；所述第一二極管的陽 極和第三二極管的陰極都電連接所述次級(jí)線盤的一端，該次級(jí)線盤的另一端電連接所述第 二二極管的陽極和第四二極管的陰極。
[0009] 具體而言，所述采樣模塊包括分壓采樣單元和壓差采集單元。所述分壓采樣單元 包括串聯(lián)在充電輸出端與地之間的分壓電阻和采樣電阻，所述壓差采集單元的輸入端電連 接采樣電阻與分壓電阻電連接的一端。所述壓差采集單元將輸入電壓與自身的參考電壓的 差值信號(hào)輸出至無線調(diào)制模塊。
[0010] 為適用于上述方案，所述無線調(diào)制模塊包括第一無線收發(fā)單元和第一微型控制單 元Micro Control Unit;所述第一微型控制單元MCU包括調(diào)制輸入端和調(diào)制輸出端。所述 第一微型控制單兀MCU的調(diào)制輸入端電連接米樣模塊的輸出端，第一微型控制單兀MCU將 由采樣模塊輸入的模擬信號(hào)調(diào)制成適于無線傳輸?shù)牟蓸訑?shù)字信號(hào)，并將該采樣數(shù)字信號(hào)通 過調(diào)制輸出端輸出至第一無線收發(fā)單元；所述第一無線收發(fā)單元將所述采樣數(shù)字信號(hào)以無 線通信方式發(fā)送至無線解調(diào)模塊。
[0011] 另外，所述無線解調(diào)模塊包括第二無線收發(fā)單元、第二微型控制單元MCU和變頻 脈沖輸出單元；所述第二微型控制單元MCU包括解調(diào)輸入端和解調(diào)輸出端。所述第二無線 收發(fā)單元將通過無線通信方式接收的、來自無線調(diào)制模塊的信號(hào)輸出至第二微型控制單元 MCU的輸入端。所述第二微型控制單元MCU根據(jù)解調(diào)輸入端輸入的信號(hào)生成頻率可調(diào)的 脈沖源信號(hào)，并將該脈沖源信號(hào)從解調(diào)輸出端輸出至變頻脈沖輸出單元。所述變頻脈沖輸 出單元將輸入的脈沖源信號(hào)處理成兩組能夠防止各絕緣柵雙極型晶體管IGBT控制紊亂的 IGBT控制脈沖源信號(hào)并輸出至調(diào)壓模塊的驅(qū)動(dòng)單元。
[0012] 同現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明"變頻穩(wěn)壓的電動(dòng)汽車無線充電裝置"的技術(shù)效果在 于： 本發(fā)明利用無線通信方式，實(shí)現(xiàn)將次級(jí)線盤一側(cè)的電能變化實(shí)時(shí)地反饋給初級(jí)線盤一 偵牝并相應(yīng)地對(duì)初級(jí)線盤一側(cè)實(shí)施控制，用非接觸式的反饋穩(wěn)壓實(shí)現(xiàn)無線直流充電裝置的 穩(wěn)壓控制； 采用本發(fā)明所述變頻穩(wěn)壓的電動(dòng)汽車無線充電裝置，在初級(jí)線盤與次級(jí)線盤中心正對(duì) 距離8厘米時(shí)，充電效率可達(dá)90%，輸出功率可達(dá)28千瓦；在初級(jí)線盤與次級(jí)線盤中心正對(duì) 距離16厘米時(shí),充電效率可達(dá)86%,輸出功率可達(dá)14千瓦。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013] 圖1是本發(fā)明"變頻穩(wěn)壓的電動(dòng)汽車無線充電裝置"的電原理示意圖； 圖2是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的電原理示意圖； 圖3是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例調(diào)壓模塊12的電原理示意圖； 圖4是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例功率輸出模塊22的電原理示意圖； 圖5是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例采樣模塊23和無線調(diào)制模塊24的電原理示意圖； 圖6是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例無線解調(diào)模塊14的電原理示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014] 以下結(jié)合附圖所示實(shí)施例作進(jìn)一步詳述。
[0015] 本發(fā)明提出一種變頻穩(wěn)壓的電動(dòng)汽車無線充電裝置，用于為電能驅(qū)動(dòng)車輛內(nèi)的動(dòng) 力電池組充電，如圖1所示，包括安裝在停車位地面上的初級(jí)線盤11，安裝在所述電能驅(qū)動(dòng) 車輛上的次級(jí)線盤21。所述電能驅(qū)動(dòng)車輛包括單純使用電池組作為驅(qū)動(dòng)能源的純電動(dòng)車 輛，以及混合使用電能、燃油能和燃?xì)饽茏鳛轵?qū)動(dòng)能源的車輛。所述無線直流充電裝置還包 括電連接在所述初級(jí)線盤11與輸入電源IA1、IA2之間的變頻功率模塊12,電連接該變頻功 率模塊12的無線解調(diào)模塊14,電連接在所述次級(jí)線盤21與充電輸出端0D10D2之間的功率 輸出模塊22,電連接在充電輸出端兩端0D1、0D2的采樣模塊23,以及電連接該采樣模塊23 的無線調(diào)制模塊24。當(dāng)電能驅(qū)動(dòng)車輛停泊在停車位并開始充電時(shí)，所述無線調(diào)制模塊24與 無線解調(diào)模塊14建立無線連接，所述變頻功率模塊12根據(jù)采樣模塊23通過無線調(diào)制模塊 24和無線解調(diào)模塊14無線反饋的信號(hào)實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)調(diào)整輸入初級(jí)線盤11的電能，從而令功率 輸出模塊22以恒定設(shè)定電壓輸出電能，進(jìn)而由充電輸出端兩端0D1、0D2向車載電池充電。 所述無線調(diào)制模塊24和無線解調(diào)模塊14建立無線通信的過程可以是建立無線鏈接的簡(jiǎn)單 過程，也可以較為復(fù)雜的先驗(yàn)證后建立無線鏈接的過程，總之，本發(fā)明側(cè)重于無線調(diào)制模塊 24和無線解調(diào)模塊14建立無線連接后的數(shù)據(jù)傳輸，而不涉及無線調(diào)制模塊24和無線解調(diào) 模塊14建立無線連接的過程。
[0016] 本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例，如圖2所示，所述變頻功率模塊12包括頻率轉(zhuǎn)換單元121和 驅(qū)動(dòng)單元122 ;所述功率輸出模塊22包括電連接所述次級(jí)線盤21兩輸出端的諧振電容Cs， 以及電連接在該諧振電容Cs兩端的整流單元221。所述變頻功率模塊12借助驅(qū)動(dòng)單元122 控制頻率轉(zhuǎn)換單元121，以調(diào)整初級(jí)線盤11的電壓頻率，進(jìn)而調(diào)整所述次級(jí)線盤21輸出的 諧振電壓，所述整流單元221將該諧振電壓轉(zhuǎn)換為輸入至充電輸出端0D1、0D2的直流充電 電能。所述頻率轉(zhuǎn)換單元121調(diào)節(jié)初級(jí)線盤11的電能頻率，改變傳輸功率，次級(jí)線盤21的 輸出電壓值就被控制在設(shè)定值內(nèi)。
[0017] 為防止相鄰無線充電裝置之間的互相影響，所述無線調(diào)制模塊24和無線解調(diào)模 塊14是采用近場(chǎng)通信Near Field Communication無線通信方式完成數(shù)據(jù)傳輸。
[0018] 本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例，所述近場(chǎng)通信NFC無線通信方式是藍(lán)牙Bluetooth無線通信 方式。
[0019] 本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例，如圖3所示，所述頻率轉(zhuǎn)換單元121包括第一至第四絕緣柵雙 極型晶體管IGBT B1至Μ。所述第一絕緣柵雙極型晶體管IGBT B1的發(fā)射極E和第二絕緣 柵雙極型晶體管IGBT B2的集電極C都電連接一隔直電容C1的一端，該隔直電容C1的另 一端電連接所述初級(jí)線盤11的一輸入端。所述第三絕緣柵雙極型晶體管IGBT B3的發(fā)射 極E和第四絕緣柵雙極型晶體管IGBT B4的集電極C都電連接所述初級(jí)線盤11的另一輸 入端。所述第一絕緣柵雙極型晶體管IGBT B1的集電極C和第三絕緣柵雙極型晶體管IGBT B3的集電極C都電連接所述輸入電源的一輸出端IA1，即輸入電源的正極輸出端IA1。所述 第二絕緣柵雙極型晶體管IGBT B2的發(fā)射極E和第四絕緣柵雙極型晶體管IGBT B4的發(fā)射 極E都電連接所述輸入電源的另一輸出端IA2,即輸入電源的負(fù)極輸出端IA2。所有絕緣柵 雙極型晶體管IGBT B1至Μ的柵極G各自電連接所述驅(qū)動(dòng)單元122 ;所述驅(qū)動(dòng)單元122根 據(jù)輸入的控制信號(hào)向各絕緣柵雙極型晶體管IGBT Β1至Μ的柵極G輸出的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，從而 調(diào)整電連接所述初級(jí)線盤11的電壓頻率，令變頻功率模塊12的輸出頻率和初級(jí)線盤11的 輸出電流實(shí)時(shí)變化。
[0020] 本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例，如圖4所示，所述整流單元221包括第一至第四二極管D1至 D4以及電連接在充電輸出端兩端0D1、0D2之間的濾波電容Cf ;所述第一二極管D1和第 二二極管D2的陰極都電連接所述充電輸出端的一端0D1，即正極。該充電輸出端的另一端 0D2,即負(fù)極，電連接所述第三二極管D3和第四二極管D4的陽極。所述第一二極管D1的陽 極和第三二極管D3的陰極都電連接所述次級(jí)線盤21的一端，也就是諧振電容Cs的一端， 該諧次級(jí)線盤21的另一端，也就是振電容Cs的另一端電連接所述第二二極管D2的陽極和 第四二極管D4的陰極。
[0021] 本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例，如圖5所示，所述采樣模塊23包括分壓采樣單元231和壓差 采集單元232。所述分壓采樣單元231包括串聯(lián)在充電輸出端0D1與地之間的分壓電阻R1 和采樣電阻R2,所述壓差采集單元232的輸入端電連接采樣電阻R2與分壓電阻R1電連接 的一端。所述壓差采集單元232將輸入電壓與自身的參考電壓的差值信號(hào)輸出至無線調(diào)制 模塊24。
[0022] 又如圖5所示，所述無線調(diào)制模塊24包括第一無線收發(fā)模塊241和第一微型控制 單元MCU 242。所述第一微型控制單元MCU 242包括調(diào)制輸入端和調(diào)制輸出端。所述第一 微型控制單元MCU 242的調(diào)制輸入端電連接采樣模塊23的輸出端，第一微型控制單元MCU 242將由采樣模塊23輸入的模擬信號(hào)調(diào)制成適于無線傳輸?shù)牟蓸訑?shù)字信號(hào)，并將該采樣數(shù) 字信號(hào)通過調(diào)制輸出端輸出至第一無線收發(fā)單元241。所述第一無線收發(fā)單元241將所述 采樣數(shù)字信號(hào)以無線通信方式發(fā)送至無線解調(diào)模塊14。本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例，所述第一微型 控制單元MCU 242對(duì)于由采樣模塊23輸入的模擬壓差信號(hào)處理成數(shù)字信號(hào)，并將該數(shù)字信 號(hào)處理成適用于藍(lán)牙Bluetooth無線通信的格式，即采樣數(shù)字信號(hào)。所述第一微型控制單 元Μ⑶242除了針對(duì)采樣模塊23輸入的信號(hào)進(jìn)行上述處理外，還同時(shí)進(jìn)行次級(jí)線盤21 - 側(cè)的數(shù)據(jù)處理以及指令控制，因此次級(jí)線盤21 -側(cè)還應(yīng)當(dāng)為第一微型控制單元MCU 242配 置實(shí)現(xiàn)這些數(shù)據(jù)處理和指令控制所必需的外圍器件。
[0023] 本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例，如圖6所示，所述無線解調(diào)模塊14包括第二無線收發(fā)模塊 141、第二微型控制單元MCU 142和變頻脈沖輸出單元143。所述第二微型控制單元MCU 142 包括解調(diào)輸入端和解調(diào)輸出端。所述第二無線收發(fā)模塊141將通過無線通信方式接收的、 來自無線調(diào)制模塊24的信號(hào)，本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例就是前述采樣數(shù)字信號(hào)，輸出至第二微型 控制單元MCU 142的輸入端。所述第二微型控制單元MCU 142根據(jù)解調(diào)輸入端輸入的信 號(hào)生成頻率可調(diào)的脈沖源信號(hào)，并將該脈沖源信號(hào)從解調(diào)輸出端輸出至變頻脈沖輸出單元 143。本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例，所述第二微型控制單元MCU 142根據(jù)解調(diào)輸入端輸入的信號(hào)，即 采樣數(shù)字信號(hào)，還原出包括壓差信息的壓差模擬信號(hào)，再根據(jù)該壓差模擬信號(hào)生成用于控 制各絕緣柵雙極型晶體管IGBT B1至Μ柵極的頻率可調(diào)的脈沖源信號(hào)，該脈沖源信號(hào)的頻 率根據(jù)壓差模擬信號(hào)確定。所述采樣數(shù)字信號(hào)還原成壓差模擬信號(hào)可因數(shù)據(jù)處理方法的 不同而省略，即根具壓差數(shù)字信號(hào)直接生成頻率可調(diào)的脈沖源信號(hào)。所述變頻脈沖輸出單 元143將輸入的脈沖源信號(hào)處理成兩組能夠防止各絕緣柵雙極型晶體管IGBT控制紊亂的 IGBT控制脈沖源信號(hào)并輸出至調(diào)壓模塊的驅(qū)動(dòng)單元。所述兩組能夠防止各絕緣柵雙極型晶 體管IGBT控制紊亂的IGBT控制脈沖源信號(hào)包括一組輸入的脈沖源信號(hào)，以及根據(jù)該脈沖 源信號(hào)生成的一組經(jīng)過倒相處理和移相處理的防死區(qū)脈沖源信號(hào)，通過這兩組脈沖源信號(hào) 可以有效協(xié)調(diào)各絕緣柵雙極型晶體管IGBT的導(dǎo)通和關(guān)斷時(shí)機(jī)，防止出現(xiàn)絕緣柵雙極型晶 體管IGBT全導(dǎo)通或者全關(guān)斷的情況。所述第二微型控制單元MCU 142除了針對(duì)第二無線 收發(fā)模塊141輸入的信號(hào)進(jìn)行上述處理外，還同時(shí)進(jìn)行初級(jí)線盤11 一側(cè)的數(shù)據(jù)處理以及指 令控制，因此初級(jí)線盤11 一側(cè)還應(yīng)當(dāng)為第二微型控制單元MCU 142配置實(shí)現(xiàn)這些數(shù)據(jù)處理 和指令控制所必需的外圍器件。
[0024] 本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例，如果功率輸出模塊22輸出的電壓高于或者低于設(shè)定的電壓 值，采樣模塊23檢測(cè)到的電壓值就會(huì)高于或者低于基準(zhǔn)電壓而形成壓差信號(hào)，即誤差電 壓，此誤差電壓通過無線調(diào)制模塊24和無線解調(diào)模塊14非接觸的反饋至初級(jí)線圈11 一 偵牝并且借助第二微型控制單元MCU 142處理，由驅(qū)動(dòng)單元122以相應(yīng)的頻率控制頻率轉(zhuǎn) 換單元121，進(jìn)而令功率輸出模塊22的輸出電壓回到設(shè)定值。采用本發(fā)明所述變頻穩(wěn)壓 的電動(dòng)汽車無線充電裝置，在初級(jí)線盤與次級(jí)線盤中心正對(duì)距離8厘米時(shí)，充電效率可達(dá) 90%，輸出功率可達(dá)28千瓦；在初級(jí)線盤與次級(jí)線盤中心正對(duì)距離16厘米時(shí)，充電效率可達(dá) 86%,輸出功率可達(dá)14千瓦。
【權(quán)利要求】
1. 一種變頻穩(wěn)壓的電動(dòng)汽車無線充電裝置，用于為電能驅(qū)動(dòng)車輛內(nèi)的動(dòng)力電池組充 電，包括安裝在停車位的初級(jí)線盤，安裝在所述電能驅(qū)動(dòng)車輛上的次級(jí)線盤；其特征在于： 還包括電連接在所述初級(jí)線盤與輸入電源之間的變頻功率模塊，電連接該變頻功率模 塊的無線解調(diào)模塊，電連接在所述次級(jí)線盤與充電輸出端之間的功率輸出模塊，電連接在 充電輸出端兩端的采樣模塊，以及電連接該采樣模塊的無線調(diào)制模塊； 所述變頻功率模塊包括頻率轉(zhuǎn)換單元和驅(qū)動(dòng)單元；所述功率輸出模塊包括電連接所述 次級(jí)線盤兩輸出端的諧振電容，以及電連接在該諧振電容兩端的整流單元； 所述變頻功率模塊借助驅(qū)動(dòng)單元控制頻率轉(zhuǎn)換單元，以調(diào)整初級(jí)線盤的電壓頻率，進(jìn) 而調(diào)整所述次級(jí)線盤輸出的諧振電壓，所述整流單元將該諧振電壓轉(zhuǎn)換為輸入至充電輸出 端的直流充電電能； 當(dāng)電能驅(qū)動(dòng)車輛停泊在停車位并開始充電時(shí)，所述無線調(diào)制模塊與無線解調(diào)模塊建立 無線連接，所述變頻功率模塊根據(jù)采樣模塊通過無線調(diào)制模塊和無線解調(diào)模塊無線反饋的 信號(hào)調(diào)整輸入初級(jí)線盤的電能，從而令功率輸出模塊以恒定電壓輸出電能。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的變頻穩(wěn)壓的電動(dòng)汽車無線充電裝置，其特征在于： 所述無線調(diào)制模塊和無線解調(diào)模塊是采用近場(chǎng)通信Near Field Communication無線 通信方式完成數(shù)據(jù)傳輸。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的變頻穩(wěn)壓的電動(dòng)汽車無線充電裝置，其特征在于： 所述近場(chǎng)通信NFC無線通信方式是藍(lán)牙Bluetooth無線通信方式。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的變頻穩(wěn)壓的電動(dòng)汽車無線充電裝置，其特征在于： 所述頻率轉(zhuǎn)換單元包括第一至第四絕緣柵雙極型晶體管Insulated Gate Bipolar Transistor ； 所述第一絕緣柵雙極型晶體管IGBT的發(fā)射極和第二絕緣柵雙極型晶體管IGBT的集電 極都電連接一隔直電容的一端，該隔直電容的另一端電連接所述初級(jí)線盤的一輸入端；所 述第三絕緣柵雙極型晶體管IGBT的發(fā)射極和第四絕緣柵雙極型晶體管IGBT的集電極都電 連接所述初級(jí)線盤的另一輸入端；所述第一絕緣柵雙極型晶體管IGBT的集電極和第三絕 緣柵雙極型晶體管IGBT的集電極都電連接所述輸入電源的一輸出端；所述第二絕緣柵雙 極型晶體管IGBT的發(fā)射極和第四絕緣柵雙極型晶體管IGBT的發(fā)射極都電連接所述輸入電 源的另一輸出端；所有絕緣柵雙極型晶體管IGBT的柵極各自電連接所述驅(qū)動(dòng)單元；所述驅(qū) 動(dòng)單元根據(jù)輸入的控制信號(hào)向各絕緣柵雙極型晶體管IGBT的柵極輸出的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，從而 調(diào)整所述初級(jí)線盤的電壓頻率。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的變頻穩(wěn)壓的電動(dòng)汽車無線充電裝置，其特征在于： 所述整流單元包括第一至第四二極管以及電連接在充電輸出端兩端之間的濾波電容； 所述第一二極管和第二二極管的陰極都電連接所述充電輸出端的一端；該充電輸出端的另 一端電連接所述第三二極管和第四二極管的陽極；所述第一二極管的陽極和第三二極管的 陰極都電連接所述次級(jí)線盤的一端，該次級(jí)線盤的另一端電連接所述第二二極管的陽極和 第四二極管的陰極。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的變頻穩(wěn)壓的電動(dòng)汽車無線充電裝置，其特征在于： 所述采樣模塊包括分壓采樣單元和壓差采集單元； 所述分壓采樣單元包括串聯(lián)在充電輸出端與地之間的分壓電阻和采樣電阻，所述壓差 采集單元的輸入端電連接采樣電阻與分壓電阻電連接的一端； 所述壓差采集單元將輸入電壓與自身的參考電壓的差值信號(hào)輸出至無線調(diào)制模塊。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的變頻穩(wěn)壓的電動(dòng)汽車無線充電裝置，其特征在于： 所述無線調(diào)制模塊包括第一無線收發(fā)單元和第一微型控制單元Micro Control Unit; 所述第一微型控制單元MCU包括調(diào)制輸入端和調(diào)制輸出端； 所述第一微型控制單元MCU的調(diào)制輸入端電連接采樣模塊的輸出端，第一微型控制單 元MCU將由采樣模塊輸入的模擬信號(hào)調(diào)制成適于無線傳輸?shù)牟蓸訑?shù)字信號(hào)，并將該采樣數(shù) 字信號(hào)通過調(diào)制輸出端輸出至第一無線收發(fā)單元；所述第一無線收發(fā)單元將所述采樣數(shù)字 信號(hào)以無線通信方式發(fā)送至無線解調(diào)模塊。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的變頻穩(wěn)壓的電動(dòng)汽車無線充電裝置，其特征在于： 所述無線解調(diào)模塊包括第二無線收發(fā)單元、第二微型控制單元MCU和變頻脈沖輸出單 元；所述第二微型控制單元MCU包括解調(diào)輸入端和解調(diào)輸出端； 所述第二無線收發(fā)單元將通過無線通信方式接收的、來自無線調(diào)制模塊的信號(hào)輸出至 第二微型控制單元MCU的輸入端； 所述第二微型控制單元MCU根據(jù)解調(diào)輸入端輸入的信號(hào)生成頻率可調(diào)的脈沖源信號(hào)， 并將該脈沖源信號(hào)從解調(diào)輸出端輸出至變頻脈沖輸出單元； 所述變頻脈沖輸出單元將輸入的脈沖源信號(hào)處理成兩組能夠防止各絕緣柵雙極型晶 體管IGBT控制紊亂的IGBT控制脈沖源信號(hào)并輸出至調(diào)壓模塊的驅(qū)動(dòng)單元。
【文檔編號(hào)】H02J17/00GK104124727SQ201410125089
【公開日】2014年10月29日 申請(qǐng)日期:2014年3月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月31日
【發(fā)明者】陳勝奇, 林衛(wèi)夫 申請(qǐng)人:深圳市泰金田科技有限公司