CN102969803B - 可稳压调频的电磁耦合式电能传输装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种可稳压调频的电磁耦合式电能传输装置，包括电磁发射线圈M1和电磁接收线圈M2，还包括PWM调压电路、调频谐振电路、调频调压驱动控制电路、接收补偿电路和输出电压检测电路；所述PWM调压电路、调频谐振电路和电磁发射线圈M1依次电连接；所述电磁接收线圈M2、接收补偿电路和输出电压检测电路依次电连接；所述PWM调压电路、调频谐振电路和输出电压检测电路还分别与调频调压驱动控制电路相应的连接端电连接；所述PWM调压电路具有直流电源连接端A、B，接收补偿电路具有负载连接端E、F。本发明能调节输出电压幅值的大小并使其稳定，同时实现频率可调，解决现有接收线圈输出侧电压的幅值大小和频率无法调节的问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种可稳压调频的电磁耦合式电能传输装置，适用于小功率无线电能传输技术领域，它可实现对接收线圈输出侧电压的幅值调节与稳定，且实现频率可调的电路拓扑实现方案。
背景技术
现有的无线电能传输与传统的通过插头或插座所构成的电连接供电形式相比，它具有非接触，无磨损、不存在接触火花等优点，且可靠性高。迄今，提出的许多无线电能传输装置主要是利用电磁耦合、射频、微波以及激光等方式来实现电能传输。特别是电磁耦合的应用甚广，但是基于电磁耦合原理实现非接触式的电能传输的方法大多只简单地实现了电能的发射和接收问题，并没有着力解决接收端输出电压幅值的调节稳定和频率可调的问题，容易使一些恒压性负载发生变化时出现过压而烧毁，或欠压而不能稳定工作。因而，实现无线电能传输系统中接收线圈输出侧电压的幅值调节与稳定和频率可调，对实际应用具有很重要的意义。
发明内容
本发明的目的是：提供一种能够调节输出电压幅值的大小并使其稳定，同时实现频率可调的可稳压调频的电磁耦合式电能传输装置，以解决现有接收线圈输出侧电压不能调节稳压和频率无法调节的问题，克服已有技术的不足。
为了达到上述目的，本发明的技术方案是：一种可稳压调频的电磁耦合式电能传输装置，包括电磁发射线圈M1和电磁接收线圈M2，其创新点在于：还包括PWM调压电路、调频谐振电路、调频调压驱动控制电路、接收补偿电路和输出电压检测电路；所述PWM调压电路、调频谐振电路和电磁发射线圈M1依次电连接；所述电磁接收线圈M2、接收补偿电路和输出电压检测电路依次电连接；所述PWM调压电路、调频谐振电路和输出电压检测电路还分别与调频调压驱动控制电路相应的连接端电连接；所述PWM调压电路具有直流电源连接端A、B，接收补偿电路具有负载连接端E、F。
在上述技术方案中，所述PWM调压电路包括滤波电感L1、功率开关管Q1、二极管D1和滤波电容C，所述功率开关管Q1的漏极同时与滤波电感L1的一端和二极管D1的阳极电连接，滤波电容C的一端与二极管D1的阴极电连接，且滤波电容C的另一端与功率开关管Q1的源极电连接；所述PWM调压电路的功率开关管Q1通过调频调压驱动控制电路调节其占空比；滤波电感L1的另一端以及功率开关管Q1的源极分别接PWM调压电路的直流电源连接端A、B，滤波电容C的两端是PWM调压电路的输出端。
在上述技术方案中，所述调频谐振电路包括扼流滤波电感L2、功率开关管Q2、以及由谐振电容Cr和谐振电感Lr串联构成的谐振回路，所述扼流滤波电感L2的一端以及功率开关管Q2的源极分别与PWM调压电路的输出端电连接，且扼流滤波电感L2的另一端同时与功率开关管Q2的漏极以及谐振回路的一端电连接，功率开关管Q2的源极还与电磁发射线圈M1的一端电连接；谐振回路的另一端与电磁发射线圈M1的另一端电连接；所述调频谐振电路的功率开关管Q2通过调频调压驱动控制电路调节其开关频率。
在上述技术方案中，所述接收补偿电路包括电容C0和电阻R0，所述电容C0和电阻R0并联后，与电磁接收线圈M2并联；所述电阻R0的两端还分别为接收补偿电路的负载连接端E、F。
在上述技术方案中，所述调频调压驱动控制电路是数字驱动控制电路；所述调频调压驱动控制电路包括数字处理器微控制芯片U7、三态缓冲驱动芯片U8、第一光耦隔离集成芯片U9和第二光耦隔离集成芯片U10，所述输出电压检测电路通过数字处理器微控制芯片U7与三态缓冲驱动芯片U8相应的连接端电连接，三态缓冲驱动芯片U8还同时与第一光耦隔离集成芯片U9以及第二光耦隔离集成芯片U10电连接；所述第一光耦隔离集成芯片U9的输出端与PWM调压电路的输入端电连接，第二光耦隔离集成芯片U10的输出端与调频谐振电路的输入端电连接。
在上述技术方案中，所述调频调压驱动控制电路是模拟驱动控制电路；所述调频调压驱动控制电路包括PWM调压驱动控制电路和调频驱动控制电路，所述PWM调压驱动控制电路与PWM调压电路电连接，调频驱动控制电路与调频谐振电路电连接，所述PWM调压驱动控制电路还与输出电压检测电路电连接。
在上述技术方案中，所述PWM调压驱动控制电路包括PWM控制电路和第一光耦隔离驱动电路，所述输出电压检测电路的输出端与PWM控制电路的输入端电连接，PWM控制电路还通过第一光耦隔离驱动电路与PWM调压电路电连接。
在上述技术方案中，所述调频驱动控制电路包括频率控制电路和第二光耦隔离驱动电路，所述频率控制电路通过第二光耦隔离驱动电路与调频谐振电路电连接。
在上述技术方案中，所述输出电压检测电路包括电压互感器U6和运算放大器U1，所述电压互感器U6的输入端串接有电阻Rt，电压互感器U6的输出端串接电阻Rm并接地，且输出端还与二极管d0相连；二极管d0的阴极经电容C1与电阻R1的并联电路接地，同时二极管d0的阴极还经电阻R2与运算放大器U1的同相输入端连接；运算放大器U1的反向输入端连接有电阻R3的一端，电阻R3的另一端接地，运算放大器U1的反相输入端和输出端之间还连接有电阻R4；所述电压互感器U6的输入端还与接收补偿电路的输出端电连接，运算放大器U1的输出端还与调频调压驱动控制电路的输入端电连接。
本发明所具有的积极效果是：本发明既能调节稳定接收线圈输出侧电压的幅值大小，（即使随着电磁发射线圈和电磁接收线圈由于距离的改变或负载发生变化，接收线圈的输出电压也能保持稳定），又能调节电磁接收线圈的电压频率。本发明的电磁发射线圈的输入端级联有PWM调压电路和调频谐振电路，所述PWM调压电路和调频谐振电路是通过调频调压驱动控制电路进行PWM控制和调频控制实现对接收线圈输出侧电压的幅值调节与稳定，且实现频率可调频率，频率的可调解决了不同频率交流负载的供电问题，拓宽了该电路的应用领域。
附图说明
图1为本发明第一种具体实施的电路原理方框示意图，其中， 是直流输入电源，E、F是输出电压负载连接端；、是输出电压两端的端电位；、是功率开关管Q1的栅级与源极电位；、是功率开关管Q2的栅级与源极电位；M1为电磁发射线圈、M2为电磁接收线圈；
图2为本发明第二种具体实施的电路原理方框示意图，其中，是直流输入电源，E、F是输出电压负载连接端；、是输出电压两端的端电位；、是功率开关管Q1的栅级与源极电位；、是功率开关管Q2的栅级与源极电位；M1为电磁发射线圈、M2为电磁接收线圈；
图3为本发明的PWM调压电路、调频谐振电路、电磁发射线圈M1、电磁接收线圈M2和接收补偿电路的电路原理图；
图4为图2中输出电压检测电路和PWM调压驱动控制电路（模拟驱动控制）的电路原理图；
图5为图2中调频驱动控制电路（模拟驱动控制）的电路原理图；
图6为图1中输出电压检测电路和调频调压驱动控制电路（数字驱动控制）的电路原理图；
图7为图4中模拟驱动控制的PWM产生的波形示意图；
图8a为图6中数字驱动控制的软件控制主程序流程图；
图8b为图8a中数字驱动控制的AD中断子程序流程图；
图8c为图8a中数字驱动控制的PID调节子程序流程图；
图9为图6中数字驱动控制的PWM产生的波形示意图。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本发明作进一步的详细说明。
实施例1
如图1、3、6、8a、8b、8c、9所示，一种可稳压调频的电磁耦合式电能传输装置，包括电磁发射线圈M1和电磁接收线圈M2，还包括PWM调压电路1、调频谐振电路3、调频调压驱动控制电路7、接收补偿电路5和输出电压检测电路6；所述PWM调压电路1、调频谐振电路3和电磁发射线圈M1依次电连接；所述电磁接收线圈M2、接收补偿电路5和输出电压检测电路6依次电连接；所述PWM调压电路1、调频谐振电路3和输出电压检测电路6还分别与调频调压驱动控制电路7相应的连接端电连接；所述PWM调压电路1具有直流电源连接端A、B，接收补偿电路5具有负载连接端E、F。
如图3所示，所述PWM调压电路1的输出端与调频谐振电路3的输入端相连，调频谐振电路3的输出端与电磁发射线圈M1并联；所述PWM调压电路1包括滤波电感L1、功率开关管Q1、二极管D1和滤波电容C，所述功率开关管Q1的漏极同时与滤波电感L1的一端和二极管D1的阳极电连接，滤波电容C的一端与二极管D1的阴极电连接，且滤波电容C的另一端与功率开关管Q1的源极电连接；所述PWM调压电路1的功率开关管Q1通过调频调压驱动控制电路7调节其占空比；滤波电感L1的另一端以及功率开关管Q1的源极分别接PWM调压电路1的直流电源连接端A、B，滤波电容C的两端是PWM调压电路1的输出端。其中，PWM调压电路1的直流电源连接端A、B分别与输入直流电源的正极和负极电连接，PWM调压电路1的输出端与调频谐振电路3相应的连接端电连接。
如图3所示，所述调频谐振电路3包括扼流滤波电感L2、功率开关管Q2、以及由谐振电容Cr和谐振电感Lr串联构成的谐振回路3-1，所述扼流滤波电感L2的一端以及功率开关管Q2的源极分别与PWM调压电路1的输出端电连接，且扼流滤波电感L2的另一端同时与功率开关管Q2的漏极以及谐振回路3-1的一端电连接，功率开关管Q2的源极还与电磁发射线圈M1的一端电连接；谐振回路3-1的另一端与电磁发射线圈M1的另一端电连接；所述调频谐振电路3的功率开关管Q2通过调频调压驱动控制电路7调节其开关频率。
如图3所示，所述接收补偿电路5包括电容C0和电阻R0，所述电容C0和电阻R0并联后，与电磁接收线圈M2并联；所述电阻R0的两端还分别为接收补偿电路5的负载连接端E、F。
如图6所示，所述调频调压驱动控制电路7是数字驱动控制电路；所述调频调压驱动控制电路7包括数字处理器微控制芯片U7、三态缓冲驱动芯片U8、第一光耦隔离集成芯片U9和第二光耦隔离集成芯片U10，所述输出电压检测电路6通过数字处理器微控制芯片U7与三态缓冲驱动芯片U8相应的连接端电连接，三态缓冲驱动芯片U8还同时与第一光耦隔离集成芯片U9以及第二光耦隔离集成芯片U10电连接；所述第一光耦隔离集成芯片U9的输出端与PWM调压电路1的输入端电连接，（即所述第一光耦隔离集成芯片U9的输出端的相应连接端分别与PWM调压电路1的功率开关管Q1的栅级与源极电连接），第二光耦隔离集成芯片U10的输出端与调频谐振电路3的输入端电连接（第二光耦隔离集成芯片U10的输出端的相应连接端分别与调频谐振电路3的功率开关管Q2的栅级与源极电连接）。
如图6所示，所述输出电压检测电路6包括电压互感器U6和运算放大器U1，所述电压互感器U6的输入端串接有电阻Rt，电压互感器U6的输出端串接电阻Rm并接地，且输出端还与二极管d0相连；二极管d0的阴极经电容C1与电阻R1的并联电路接地，同时二极管d0的阴极还经电阻R2与运算放大器U1的同相输入端连接；运算放大器U1的反向输入端连接有电阻R3的一端，电阻R3的另一端接地，运算放大器U1的反相输入端和输出端之间还连接有电阻R4；所述电压互感器U6的输入端还与接收补偿电路5的输出端电连接，运算放大器U1的输出端还与调频调压驱动控制电路7的输入端电连接。
如图6、8a、8b、8c、9所示，实施例1的调节稳压和调频是按照软件控制进行实现，由输出电压反馈、输出电压参考信号以及频率控制参考电压信号的A/D转换、而功率开关管Q1的占空比更新调节和功率开关管Q2的频率更新调节由ADC中断进行完成。
如图8a、8b、8c所示，软件控制分为主程序、AD中断程序，PID调节子程序。所述PWM调压电路1的功率开关管Q1每一个PWM周期（比如50us）都进行一次电压采样，使得电压采样周期与PWM周期相同，以实现实时控制。调频谐振电路3的功率开关管Q2的PWM周期定为200kHz（即5us），功率开关管Q2的PWM由专用PWM口输出（PWM7），其定时器为T3 ；同时，采用定时器1周期中断标志来启动A/D转换，转换结束后申请ADC中断。ADC中断处理子程序的主要功能是更新占空比（CMPR1比较值）和功率开关管Q2的开关频率（T3PR和CMPR4的值）。
实施例1的具体程序执行步骤如下：
1、程序开始时，先对T1和T3定时器的相关寄存器、AD口、I/O口以及变量进行定义并初始化；
2、开中断，循环等待中断；
3、中断响应，进入ADC中断入口后，进行现场保护（保存累加器与相关寄存器当前值）；
4、读取ADC转换结果，将RESULT0与RESULT1寄存器中的值传送给变量与，将RESULT2寄存器中的值赋给T3周期寄存器T3PR，并将RESULT2寄存器中的值右移1位（除以2）后赋给比较寄存器CMPR4，更新功率开关管Q2的频率；
5、调用PID控制子程序，更新变量、、中的值，并返回后将中的值赋给比较寄存器CMPR1，更新功率开关管Q1的占空比；
其中调节的过程为：当输出电压反馈信号相比给定参考电压信号增大时，误差信号增加，若==0，则PID调节器输出增加， 比较寄存器CMPR1的值增加，则由于PWM口初始化设置的为高有效，则数字信号处理器DSP输出的PWM1信号占空比减小（见图9），从而由输出电压与输入电压的关系：，输出电压得到回落，从而完成了一次调节；之后，更新变量、、中的值；
6、然后ADC中断返回，完成一次调节。
实施例2
如图2、3、4、5、7所示，一种可稳压调频的电磁耦合式电能传输装置，包括电磁发射线圈M1和电磁接收线圈M2，还包括PWM调压电路1、调频谐振电路3、调频调压驱动控制电路7、接收补偿电路5和输出电压检测电路6；所述PWM调压电路1、调频谐振电路3和电磁发射线圈M1依次电连接；所述电磁接收线圈M2、接收补偿电路5和输出电压检测电路6依次电连接；所述PWM调压电路1、调频谐振电路3和输出电压检测电路6还分别与调频调压驱动控制电路7相应的连接端电连接；所述PWM调压电路1具有直流电源连接端A、B，接收补偿电路5具有负载连接端E、F。
如图3所示，所述PWM调压电路1的输出端与调频谐振电路3的输入端相连，调频谐振电路3的输出端与电磁发射线圈M1并联；所述PWM调压电路1包括滤波电感L1、功率开关管Q1、二极管D1和滤波电容C，所述功率开关管Q1的漏极同时与滤波电感L1的一端和二极管D1的阳极电连接，滤波电容C的一端与二极管D1的阴极电连接，且滤波电容C的另一端与功率开关管Q1的源极电连接；所述PWM调压电路1的功率开关管Q1通过调频调压驱动控制电路7的PWM调压驱动控制电路2调节其占空比；滤波电感L1的另一端以及功率开关管Q1的源极分别接PWM调压电路1的直流电源连接端A、B，滤波电容C的两端是PWM调压电路1的输出端。其中，PWM调压电路1的直流电源连接端A、B分别与输入直流电源的正极和负极电连接，PWM调压电路1的输出端与调频谐振电路3相应的连接端电连接。
如图3所示，所述调频谐振电路3包括扼流滤波电感L2、功率开关管Q2、以及由谐振电容Cr和谐振电感Lr串联构成的谐振回路3-1，所述扼流滤波电感L2的一端以及功率开关管Q2的源极分别与PWM调压电路1的输出端电连接，且扼流滤波电感L2的另一端同时与功率开关管Q2的漏极以及谐振回路3-1的一端电连接，功率开关管Q2的源极还与电磁发射线圈M1的一端电连接；谐振回路3-1的另一端与电磁发射线圈M1的另一端电连接；所述调频谐振电路3的功率开关管Q2通过调频调压驱动控制电路7的调频驱动控制电路4调节其开关频率。
如图3所示，所述接收补偿电路5包括电容C0和电阻R0，所述电容C0和电阻R0并联后，与电磁接收线圈M2并联；所述电阻R0的两端还分别为接收补偿电路5的负载连接端E、F。
如图2所示，所述调频调压驱动控制电路7是模拟驱动控制电路；所述调频调压驱动控制电路7包括PWM调压驱动控制电路2和调频驱动控制电路4，所述PWM调压驱动控制电路2与PWM调压电路1电连接，调频驱动控制电路4与调频谐振电路3电连接，所述PWM调压驱动控制电路2还与输出电压检测电路6电连接。
如图2、3所示，所述PWM调压电路1中的功率开关管Q1是由输出电压检测电路6和PWM调压驱动控制电路2所产生的驱动电压信号控制；所述调频谐振电路3中的功率开关管Q2是由调频驱动控制电路4所产生的驱动电压信号控制。所述PWM调压驱动控制电路2是固定频率，调频驱动控制电路4是固定占空比。
如图2、4所示，所述PWM调压驱动控制电路2包括PWM控制电路2-1和第一光耦隔离驱动电路2-2，所述输出电压检测电路6的输出端与PWM控制电路2-1的输入端电连接，PWM控制电路2-1还通过第一光耦隔离驱动电路2-2与PWM调压电路1电连接。
如图2、5所示，所述调频驱动控制电路4包括频率控制电路4-1和第二光耦隔离驱动电路4-2，所述频率控制电路4-1通过第二光耦隔离驱动电路4-2与调频谐振电路3电连接。
如图4所示，所述输出电压检测电路6包括电压互感器U6和运算放大器U1，所述电压互感器U6的输入端串接有电阻Rt，电压互感器的输出端串接电阻Rm并接地，且输出端还与二极管d0相连；二极管d0的阴极经电容C1与R1并联构成的电路接地，同时二极管d0的阴极还经电阻R2与运算放大器U1的同相输入端连接；运算放大器U1的反向输入端连接有电阻R3，运算放大器U1的反相输入端和输出端之间还连接有电阻R4；所述电压互感器U6的输入端还与接收补偿电路5的输出端电连接，运算放大器U1的输出端还与调频调压驱动控制电路7的输入端电连接。
实施例2的调节稳压的工作原理是：如图4所示，电磁接收线圈M2的输出电压连接至输出电压检测电路6所包括的运算放大器U1的同相端；所述PWM调压驱动控制电路2的直流电源电压在经过电阻R6、R7进行分压后得到参考电压信号，通过电阻R5与电容C2的并接电路连接至UC3525的内部运算放大器的反相端（UC3525的1脚）；UC3525的内部运算放大器的反相端与输出端（UC3525的9脚）之间跨接有由电阻R10和电容C5构成的串联支路，再与电阻R5和电容C2以及PWM调压驱动控制电路2所包括的PWM控制集成芯片UC3525的内部理想运算放大器共同构成了模拟PID调节器，其调节器输出信号u9与内部振荡器输出信号u5输入到比较器，再进行电压比较后在PWM控制集成芯片UC3525的13引脚输出得到PWM驱动控制信号u13（见图7）。
如图7所示，当接收补偿电路5输出端的电压发生上升（或下降）时，输出电压检测电路6的电压输出信号就会上升（或下降），从而使PWM控制集成芯片UC3525的2脚电位上升（或下降）；又由于PWM控制集成芯片UC3525的1脚为参考电压电位，它是保持不变的；因而，芯片UC3525的9脚补偿端输出会升高（或降低）；由图7可知，PWM输出占空比相应的减小（或增加），其调压电路1的输出电压就会相应的减小（或增加）（根据滤波电感L1上的伏秒平衡，我们可得出该电路的输出遵循与（1-D）成反比，与输入成正比，）调频谐振电路3的输出电压也相应的降低（或升高），从而达到稳定输出电压的目的。
实施例2的调频工作原理如下（见图3、5）：若要改变PWM驱动信号的频率（即所述调频谐振电路3的功率开关管Q2的开关频率），只需调节图5中的UC3525 6脚、9脚连接的电阻阻值，即可完成开关频率的调节，从而使得电磁发射线圈M1输出电压的频率发生变化。当然，也可以利用555构成脉宽振荡器实现调频目的，并不局限于实施例2中采用PWM控制集成芯片实现调频目的。
本发明的电磁发射线圈M1和电磁接收线圈M2可以是带有磁芯的绕组，也可以是不带有磁芯的空心线圈。
本发明的实施例1和实施例2中，调频调压驱动控制电路7的数字处理器微控制芯片U7优先选用型号为TMS320LF2407，三态缓冲驱动芯片U8优先选用型号为74LS244，第一光耦隔离驱动电路2-2和第二光耦隔离驱动电路4-2中所选用的光耦隔离集成芯片U3和U5、第一光耦隔离集成芯片U9以及第一光耦隔离集成芯片U10优先选用型号为HCPL3120，PWM控制电路2-1和频率控制电路4-1中所选用的PWM控制芯片优先选用型号为UC3525；当然，并不局限于上述所选用的型号集成芯片，也可以选用其它型号的集成芯片。
本发明的PWM调压电路1中的功率开关管Q1采取PWM控制，通过调节功率开关管Q1的占空比，以达到调节电磁发射线圈M1输出电压的大小及稳定输出。而功率开关管Q1占空比的调节既可以通过实施例1的调频调压驱动控制电路7（数字驱动控制）实现，（如图6所示），也可以通过实施例2的PWM调压驱动控制电路2（模拟驱动控制）实现，（如图4所示）。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
本发明能够调节输出电压幅值的大小并使其稳定，同时实现频率可调，解决了现有接收线圈输出侧电压的幅值大小和频率无法调节的问题。
Claims (8)
1.一种可稳压调频的电磁耦合式电能传输装置，包括电磁发射线圈M1和电磁接收线圈M2，其特征在于：还包括PWM调压电路（1）、调频谐振电路（3）、调频调压驱动控制电路（7）、接收补偿电路（5）和输出电压检测电路（6）；所述PWM调压电路（1）、调频谐振电路（3）和电磁发射线圈M1依次电连接；所述电磁接收线圈M2、接收补偿电路（5）和输出电压检测电路（6）依次电连接；所述PWM调压电路（1）、调频谐振电路（3）和输出电压检测电路（6）还分别与调频调压驱动控制电路（7）相应的连接端电连接；所述PWM调压电路（1）具有直流电源连接端A、B，接收补偿电路（5）具有负载连接端E、F；所述调频谐振电路（3）包括扼流滤波电感L2、功率开关管Q2、以及由谐振电容Cr和谐振电感Lr串联构成的谐振回路（3-1），所述扼流滤波电感L2的一端以及功率开关管Q2的源极分别与PWM调压电路（1）的输出端电连接，且扼流滤波电感L2的另一端同时与功率开关管Q2的漏极以及谐振回路（3-1）的一端电连接，功率开关管Q2的源极还与电磁发射线圈M1的一端电连接；谐振回路（3-1）的另一端与电磁发射线圈M1的另一端电连接；所述调频谐振电路（3）的功率开关管Q2通过调频调压驱动控制电路（7）调节其开关频率。
2.根据权利要求1所述的可稳压调频的电磁耦合式电能传输装置，其特征在于：所述PWM调压电路（1）包括滤波电感L1、功率开关管Q1、二极管D1和滤波电容C，所述功率开关管Q1的漏极同时与滤波电感L1的一端和二极管D1的阳极电连接，滤波电容C的一端与二极管D1的阴极电连接，且滤波电容C的另一端与功率开关管Q1的源极电连接；所述PWM调压电路（1）的功率开关管Q1通过调频调压驱动控制电路（7）调节其占空比；滤波电感L1的另一端以及功率开关管Q1的源极分别接PWM调压电路（1）的直流电源连接端A、B，滤波电容C的两端是PWM调压电路（1）的输出端。
3.根据权利要求1所述的可稳压调频的电磁耦合式电能传输装置，其特征在于：所述接收补偿电路（5）包括电容C0和电阻R0，所述电容C0和电阻R0并联后，与电磁接收线圈M2并联；所述电阻R0的两端还分别为接收补偿电路（5）的负载连接端E、F。
4.根据权利要求1所述的可稳压调频的电磁耦合式电能传输装置，其特征在于：所述调频调压驱动控制电路（7）是数字驱动控制电路；所述调频调压驱动控制电路（7）包括数字处理器微控制芯片U7、三态缓冲驱动芯片U8、第一光耦隔离集成芯片U9和第二光耦隔离集成芯片U10，所述输出电压检测电路（6）通过数字处理器微控制芯片U7与三态缓冲驱动芯片U8相应的连接端电连接，三态缓冲驱动芯片U8还同时与第一光耦隔离集成芯片U9以及第二光耦隔离集成芯片U10相应的输入端电连接；所述第一光耦隔离集成芯片U9的输出端与PWM调压电路（1）的输入端电连接，第二光耦隔离集成芯片U10的输出端与调频谐振电路（3）的输入端电连接。
5.根据权利要求1所述的可稳压调频的电磁耦合式电能传输装置，其特征在于：所述调频调压驱动控制电路（7）是模拟驱动控制电路；所述调频调压驱动控制电路（7）包括PWM调压驱动控制电路（2）和调频驱动控制电路（4），所述PWM调压驱动控制电路（2）与PWM调压电路（1）电连接，调频驱动控制电路（4）与调频谐振电路（3）电连接，所述PWM调压驱动控制电路（2）还与输出电压检测电路（6）电连接。
6.根据权利要求5所述的可稳压调频的电磁耦合式电能传输装置，其特征在于：所述PWM调压驱动控制电路（2）包括PWM控制电路（2-1）和第一光耦隔离驱动电路（2-2），所述输出电压检测电路（6）的输出端与PWM控制电路（2-1）的输入端电连接，PWM控制电路（2-1）还通过第一光耦隔离驱动电路（2-2）与PWM调压电路（1）电连接。
7.根据权利要求5所述的可稳压调频的电磁耦合式电能传输装置，其特征在于：所述调频驱动控制电路（4）包括频率控制电路（4-1）和第二光耦隔离驱动电路（4-2），所述频率控制电路（4-1）通过第二光耦隔离驱动电路（4-2）与调频谐振电路（3）电连接。
8.根据权利要求1所述的可稳压调频的电磁耦合式电能传输装置，其特征在于：所述输出电压检测电路（6）包括电压互感器U6和运算放大器U1，所述电压互感器U6的输入端串接有电阻Rt，电压互感器U6的输出端串接电阻Rm并接地，且输出端还与二极管d0相连；二极管d0的阴极经电容C1与电阻R1的并联电路接地，同时二极管d0的阴极还经电阻R2与运算放大器U1的同相输入端连接；运算放大器U1的反向输入端连接电阻R3的一端，电阻R3的另一端接地，运算放大器U1的反相输入端和输出端之间还连接有电阻R4；所述电压互感器U6的输入端还与接收补偿电路（5）的输出端电连接，运算放大器U1的输出端还与调频调压驱动控制电路（7）的输入端电连接。
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| CN1845649A (zh) * | 2006-05-15 | 2006-10-11 | 浙江大学 | 基于欧洲安装总线协议的卤素灯调光装置 |
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