一種高效高功率電動汽車無線充電裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于汽車充電設備領域，具體涉及一種高效高功率電動汽車無線充電
目.ο
【背景技術】
[0002]傳統(tǒng)的電動汽車充電模式有普通充電多采用交流充電需要較長時間充滿;快速充電多為直流充電，需要較大的傳輸功率。現有的無線充電發(fā)射電路一般是由整流電路和高頻逆變電路組成，存在功率因數低，傳輸效率低等問題。

【發(fā)明內容】

[0003]本實用新型所要解決的技術問題是針對上述現有技術的不足，而提供的一種高效高功率電動汽車無線充電裝置，其能很好的解決現有汽車充電裝置傳輸功率因數和傳輸效率低的問題。
[0004]發(fā)明的目的是這樣實現的:
[0005]—種高效高功率電動汽車無線充電裝置，它包括交流電壓源，交流電壓源的輸出端分別與脈沖邏輯產生電路、雙向高頻逆變器連接，脈沖邏輯產生電路與雙向高頻逆變器連接，雙向高頻逆變器與串聯諧振發(fā)射電路連接，串聯諧振發(fā)射電路與并聯諧振接收電路連接，并聯諧振接收電路與汽車充電電路連接，汽車充電電路與電動汽車電池連接。
[0006]所述脈沖邏輯產生電路能產生8路互補PWM信號，用于啟動S1至S8八個M0S管。
[0007]所述交流電壓源中設有雙向全橋高頻諧振電路。
[0008]所述S1至S8八個M0S管構成全橋雙向電路，串聯諧振電路由L1和C1構成，交流電壓源與全橋雙向電路、串聯諧振電路連接。
[0009]所述交流電壓源工作電壓在正半周時，103管31、32、37、38導通肩03管33、34、35、36截止，交流電壓源工作電壓在負半周時，103管33、34、35、36導通，31、32、37、38截止。
[0010]所述脈沖邏輯產生電路包括電壓互感器、比較器連接、AND電路。
[0011]所述并聯諧振接收電路和汽車充電電路包括LC并聯諧振電路、高頻整流電路、濾波電路、直流降壓電路。
[0012]所述濾波電路包括電容濾波器和后級濾波電路。
[0013]本實用新型取得了以下的技術效果:
[0014]首先，發(fā)射電路沒有整流環(huán)節(jié)，減少了能量傳輸過程中的導通壓降，提高了電流變換的傳輸效率，裝置具有較高的功率傳輸比；
[0015]然后，串聯諧振狀態(tài)，發(fā)射電路為純阻性負載，沒有二極管、電容、電感的效應，裝置具有較高的功率因數；
[0016]采用上述結構，本專利能高效率高功率的對電動汽車進行無線充電。
【附圖說明】
[0017]下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明:
[0018]圖1為本實用新型的結構框圖；
[0019]圖2為本實用新型中發(fā)射電路部分的原理圖；
[0020]圖3為發(fā)射電路部分工作在電源的正半周的等效電路原理圖；
[0021]圖4為發(fā)射電路部分工作在電源的負半周的等效電路原理圖；
[0022]圖5為本實用新型中脈沖邏輯產生電路原理圖；
[0023]圖6為本實用新型中接收電路部分的原理圖。
【具體實施方式】
[0024]如圖1所示一種高效高功率電動汽車無線充電裝置，它包括交流電壓源1，交流電壓源1的輸出端分別與脈沖邏輯產生電路2、雙向高頻逆變器3連接，脈沖邏輯產生電路2與雙向高頻逆變器3連接，雙向高頻逆變器3與串聯諧振發(fā)射電路4連接，串聯諧振發(fā)射電路4與并聯諧振接收電路5連接，并聯諧振接收電路5與汽車充電電路6連接，汽車充電電路6與電動汽車電池7連接。
[0025]所述脈沖邏輯產生電路2能產生8路互補PWM信號，用于啟動S1至S8八個M0S管。
[0026]所述交流電壓源1中設有雙向全橋高頻諧振電路。
[0027]如圖2所示，S1至S8八個M0S管構成全橋雙向電路，串聯諧振電路由L1和C1構成，交流電壓源1與全橋雙向電路、串聯諧振電路連接。當M0S開關管的頻率達到fo時，發(fā)射電路輸出最大的功率，此時主電路處于串聯諧振狀態(tài)，發(fā)射電路為純阻性負載，具有$父尚的功率因素，另外由于開關管的導通等效串聯電阻一般為10毫歐左右，主電路的損耗很小，因此具有較高的傳輸效率。
[0028]如圖3所示，所述交流電壓源1工作電壓在正半周時，103管31、32、37、38導通，103管S3、S4、S5、S6截止，由于L1和C1處在諧振狀態(tài)，整個電路呈現出純阻性，發(fā)射的功率因數為1。開關管工作在PWM狀態(tài)，PWM為高電平時電流的流向為VI正端一〉S1—〉S2—〉L1 一〉C1 一>S7—〉S8—〉VI負端，在這一過程中完成對線圈L1、諧振電容Cl的充電;開關管工作在PWM的低電平時，S2、S7導通，S1、S8關斷，此時儲存在L1、C1上的能量大部分以磁場的形式傳到至接收線圈，剩余的能量則通過S1、S2、S7、S8回饋到電源中；
[0029]如圖4所示，交流電壓源1工作電壓在負半周時，M0S管S3、S4、S5、S6導通，S1、S2、S7、S8截止，由于L1和Cl處在諧振狀態(tài)，整個電路呈現出純阻性，發(fā)射的功率因數為1。開關管工作在PWM狀態(tài)，pmi為高電平時電流的流向為VI負端一〉S4—〉S3—〉L1 一〉C1 一〉S6—〉S5—〉VI正端，在這一過程中完成對線圈L1、諧振電容C1的充電;開關管工作在PWM的低電平時，S4、S6導通，S3、S5關斷，此時儲存在L1、C1上的能量大部分以磁場的形式傳到至接收線圈，剩余的能量則通過S3、S4、S5、S6回饋到電源中。
[0030]如圖5所示，脈沖邏輯產生電路2包括電壓互感器、比較器連接、AND電路，電壓互感器采集交流電壓源的電壓信號獲取相位信息，經過比較器后得到與電網同步的相位信息，正半周的高電平狀態(tài)直接輸出到S2和S8，負半周是將高電平狀態(tài)直接輸出到S4和S6，AND電路將電網的相位和高頻載波信號進行調制得到單極性的PWM信號，正極性的PWM信號輸送給S1、S7，負極性的PWM信號輸送到S3、S5。整個電路工作在電壓源為交流的狀態(tài)，根據電網的狀態(tài)完成自動的正負半周的切換。
[0031]如圖6所示，并聯諧振接收電路5和汽車充電電路6包括LC并聯諧振電路、高頻整流電路、濾波電路、直流降壓電路;所述濾波電路包括電容濾波器和后級濾波電路。LC并聯諧振電路，從無線充電發(fā)射電路中獲取高頻的磁場能量，其并聯諧振頻率和發(fā)射電路的串聯諧振頻率保持一致;D1至D4組成高頻整流電路，將接收到的高頻交流整流為脈動的直流能量，C2為電容濾波器，是為了得到精細的直流能量，S、D5、L2構成了直流降壓電路，把前級的直流變換成和電池電壓一致的電壓量，用于控制流入蓄電池的能量；另外C3的作用為直流降壓電路的后級濾波電路，消除掉直流降壓電路產生的高頻脈動能量。
[0032]采用上述結構，使用時，脈沖邏輯產生電路3采集交流電壓的相位信號，將M0S開關管S1至S8的脈沖進行分配，雙向高頻逆變器輸出高頻脈沖電流流入到LC串聯諧振發(fā)射電路4，LC并聯諧振接收電路5接收到高頻脈沖的磁場，再將收集的能量傳輸到電動汽車充電電路6，最后輸出穩(wěn)定的電流信號到電動汽車電池7，其中，電動汽車電池可以是蓄電池。
【主權項】
1.一種高效高功率電動汽車無線充電裝置，其特征在于:它包括交流電壓源(1)，交流電壓源(1)的輸出端分別與脈沖邏輯產生電路(2)、雙向高頻逆變器(3)連接，脈沖邏輯產生電路(2)與雙向高頻逆變器(3)連接，雙向高頻逆變器(3)與串聯諧振發(fā)射電路(4)連接，串聯諧振發(fā)射電路(4)與并聯諧振接收電路(5)連接，并聯諧振接收電路(5)與汽車充電電路(6)連接，汽車充電電路(6)與電動汽車電池(7)連接。2.根據權利要求1所述的高效高功率電動汽車無線充電裝置，其特征在于:所述脈沖邏輯產生電路(2)能產生8路互補PWM信號，用于啟動S1至S8八個MOS管。3.根據權利要求1所述的高效高功率電動汽車無線充電裝置，其特征在于:所述交流電壓源(1)中設有雙向全橋高頻諧振電路。4.根據權利要求2所述的高效高功率電動汽車無線充電裝置，其特征在于:所述S1至S8八個MOS管構成全橋雙向電路，串聯諧振電路由L1和C1構成，交流電壓源(1)與全橋雙向電路、串聯諧振電路連接。5.根據權利要求4所述的高效高功率電動汽車無線充電裝置，其特征在于:所述交流電壓源(1)工作電壓在正半周時，103管31、32、37、38導通肩03管33、34、35、36截止，交流電壓源(1)工作電壓在負半周時，]?03管33、34、35、36導通，31、32、37、38截止。6.根據權利要求1或2所述的高效高功率電動汽車無線充電裝置，其特征在于:所述脈沖邏輯產生電路(2)包括電壓互感器、比較器連接、AND電路。7.根據權利要求1所述的高效高功率電動汽車無線充電裝置，其特征在于:所述并聯諧振接收電路(5)和汽車充電電路(6)包括LC并聯諧振電路、高頻整流電路、濾波電路、直流降壓電路。8.根據權利要求7所述的高效高功率電動汽車無線充電裝置，其特征在于:所述濾波電路包括電容濾波器和后級濾波電路。
【專利摘要】一種高效高功率電動汽車無線充電裝置，它包括交流電壓源，交流電壓源的輸出端分別與脈沖邏輯產生電路、雙向高頻逆變器連接，脈沖邏輯產生電路與雙向高頻逆變器連接，雙向高頻逆變器與串聯諧振發(fā)射電路連接，串聯諧振發(fā)射電路與并聯諧振接收電路連接，并聯諧振接收電路與汽車充電電路連接，汽車充電電路與電動汽車電池連接。本實用新型能很好的解決現有汽車充電裝置傳輸功率因數和傳輸效率低的問題。
【IPC分類】H02J50/12, H02J7/02
【公開號】CN205092637
【申請?zhí)枴緾N201520925909
【發(fā)明人】郭丕龍, 周文杰
【申請人】三峽大學
【公開日】2016年3月16日
【申請日】2015年11月19日