CN110254260B - 一种双频感应无线充电异物检测电路 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种双频感应无线充电异物检测电路，高频异物检测电路依次连接的第一三相整流桥、第一全桥逆变器和变压器，变压器输出端接有电容和充电线圈；第二全桥逆变器输入端连接于第二三相整流桥输出端，第二全桥逆变器的输出端一路接第一电感的一端，第一电感的另一端接第二电感一端，第二电感的另一端接电容和充电线圈之间；电容的一端接第一电感和第二电感，电容的另一端接第二全桥逆变器的输出端另一路；同时电容的另一端接变压器与充电线圈之间，采用双频感应的方式在发射线圈中添加两种频率激励，发射线圈阻抗变化方式的异物检测，在不外加检测线圈的情况下，只使用发射线圈同时进行异物检测和电能传输，减少了系统的复杂性。

Description

一种双频感应无线充电异物检测电路
技术领域
本发明属于汽车无线充电技术领域，具体涉及一种双频感应无线充电异物检测电路。
背景技术
汽车无线充电技术目前应用越来越广泛，而汽车无线充电技术的安全性也得到多方的关注，在汽车无线充电过程中存在异物干扰的现象，目前存在的无线充电异物检测技术有以下将几种方式：添加检测线圈，通过在发射线圈上部添加检测线圈，通过检测线圈来检测异物是否进入充电区域；机械方式，例如在发射线圈上部加上一个物理屏障，以此来阻止异物进入充电区域；通过性能变化方式，例如计算充电电源的功率损耗来判断是否有异物存在；但是每种方法都有其缺陷导致此方法无法推广，例如，通过添加检测线圈方式存在安装困难；机械方式会影响到车辆以及行人的安全；计算充电电源的功率损耗判断准确度低，充电过程中随着充电量的增加，充电功率处于变化状态，不能准确检测到异物的干扰，或者无法检测到不对充电功率造成影响的异物。而异物的存在增加了无线充电系统的复杂性，降低了无线充电系统安全性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种双频感应无线充电异物检测电路，以克服现有技术的不足。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种双频感应无线充电异物检测电路，包括高频异物检测电路和低频充电电路；
高频异物检测电路依次连接的第一三相整流桥、第一全桥逆变器和变压器，变压器输出端接有电容和充电线圈，电容和充电线圈串联；
低频充电电路包括第二三相整流桥、第二全桥逆变器、第一电感、第二电感和电容，第二全桥逆变器输入端连接于第二三相整流桥输出端，第二全桥逆变器的输出端一路接第一电感的一端，第一电感的另一端接第二电感一端，第二电感的另一端接电容和充电线圈之间；电容的一端接第一电感和第二电感，电容的另一端接第二全桥逆变器的输出端另一路；同时电容的另一端接变压器与充电线圈之间。
进一步的，第一三相整流桥和第二三相整流桥的输入端接工频电。
进一步的，第一三相整流桥和第二三相整流桥结构相同；第一全桥逆变器和第二全桥逆变器结构相同。
进一步的，三相整流桥包括三组相互并联的二极管组以及一个与二极管组并联的电容，每一组二极管组包括两个串联的二极管。
进一步的，全桥逆变器包括两组并联的MOSFET管组，MOSFET管组包括两个串联的MOSFET管。
进一步的，其中高频异物检测电路功率为1KW，频率为1MHz。
进一步的，低频充电电路功率为5KW，频率为100KHz。
进一步的，变压器1的变比为36：1。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明一种双频感应无线充电异物检测电路，包括高频异物检测电路和低频充电电路；高频异物检测电路依次连接的第一三相整流桥、第一全桥逆变器和变压器，变压器输出端接有电容和充电线圈，电容和充电线圈串联；低频充电电路包括第二三相整流桥、第二全桥逆变器、第一电感、第二电感和电容，第二全桥逆变器输入端连接于第二三相整流桥输出端，第二全桥逆变器的输出端一路接第一电感的一端，第一电感的另一端接第二电感一端，第二电感的另一端接电容和充电线圈之间；电容的一端接第一电感和第二电感，电容的另一端接第二全桥逆变器的输出端另一路；同时电容的另一端接变压器与充电线圈之间，采用双频感应的方式在发射线圈中添加两种频率激励，发射线圈阻抗变化方式的异物检测，其中高频用于异物检测，低频用于电能传输，在不外加检测线圈的情况下，只使用发射线圈同时进行异物检测和电能传输，减少了系统的复杂性。
附图说明
图1为本发明电路结构示意图。
其中，1变压器，2电容，3充电线圈，4电感，5电感，6电容，7全桥逆变器，8工频电，9三相整流桥，10三相整流桥，12全桥逆变器。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
如图1所示，一种双频感应无线充电异物检测电路，包括高频异物检测电路和低频充电电路；
高频异物检测电路依次连接的第一三相整流桥10、第一全桥逆变器12和变压器1，变压器1输出端接有电容2和充电线圈3，电容2和充电线圈3串联；
低频充电电路包括第二三相整流桥9、第二全桥逆变器7、第一电感4、第二电感5和电容6，第二全桥逆变器7输入端连接于第二三相整流桥9输出端，第二全桥逆变器7的输出端一路接第一电感4的一端，第一电感4的另一端接第二电感5一端，第二电感5的另一端接电容2和充电线圈3之间；电容6的一端接第一电感4和第二电感5，电容6的另一端接第二全桥逆变器7的输出端另一路；同时电容6的另一端接变压器1与充电线圈3之间；
第一三相整流桥10和第二三相整流桥9的输入端接工频电；
第一三相整流桥10和第二三相整流桥9结构相同；
第一全桥逆变器12和第二全桥逆变器7结构相同；
三相整流桥包括三组相互并联的二极管组以及一个与二极管组并联的电容，每一组二极管组包括两个串联的二极管；
全桥逆变器包括两组并联的MOSFET管组，MOSFET管组包括两个串联的MOSFET管；
其中高频异物检测电路功率为1KW，频率为1MHz；低频充电电路功率为5KW，频率为100KHz；
变压器1的变比为36：1；
高频异物检测电路工作和过程：首先将工频电11输入到第一三相整流桥10，由第一三相整流桥10整流为直流电，其次经过第一全桥逆变器12得到高频方波电压，再经过变压器1和电容2使得发射线圈3上得到高频交流电信号；此时完成异物检测高频激励发出过程；
低频充电电路工作过程：首先将工频电8输入到第二三相整流桥9，由第二三相整流桥9整流为直流电，然后经过第二全桥逆变器7得到高频方波电压，再经电感4、电感5和电容6组成的谐振槽路使得发射线圈3获得低频交流信号；此时完成充电激励发出过程。
本申请由于高、低频谐振槽路之间形成通路，为防止相互干扰，本发明中的电容2与线圈3的等效电阻构成RC滤波器，减少流入到高频逆变器输出端的低频串扰电流，由电感4、电感5和电容6组成的LCL低通滤波器可以有效减少流入到低频逆变器输出端的高频串扰电流。

Claims (6)

1.一种双频感应无线充电异物检测电路，其特征在于，包括高频异物检测电路和低频充电电路；
高频异物检测电路依次连接的第一三相整流桥（10）、第一全桥逆变器（12）和变压器（1），变压器（1）输出端接有电容（2）和充电线圈（3），电容（2）和充电线圈（3）串联；
低频充电电路包括第二三相整流桥（9）、第二全桥逆变器（7）、第一电感（4）、第二电感（5）和电容（6），第二全桥逆变器（7）输入端连接于第二三相整流桥（9）输出端，第二全桥逆变器（7）的输出端一路接第一电感（4）的一端，第一电感（4）的另一端接第二电感（5）一端，第二电感（5）的另一端接电容（2）和充电线圈（3）之间；电容（6）的一端接第一电感（4）和第二电感（5），电容（6）的另一端接第二全桥逆变器（7）的输出端另一路；同时电容（6）的另一端接变压器（1）与充电线圈（3）之间，第一三相整流桥（10）和第二三相整流桥（9）的输入端接工频电，第一三相整流桥（10）和第二三相整流桥（9）结构相同；第一全桥逆变器（12）和第二全桥逆变器（7）结构相同。
2.根据权利要求1所述的一种双频感应无线充电异物检测电路，其特征在于，三相整流桥包括三组相互并联的二极管组以及一个与二极管组并联的电容，每一组二极管组包括两个串联的二极管。
3.根据权利要求1所述的一种双频感应无线充电异物检测电路，其特征在于，全桥逆变器包括两组并联的MOSFET管组，MOSFET管组包括两个串联的MOSFET管。
4.根据权利要求1所述的一种双频感应无线充电异物检测电路，其特征在于，其中高频异物检测电路功率为1KW，频率为1MHz。
5.根据权利要求1所述的一种双频感应无线充电异物检测电路，其特征在于，低频充电电路功率为5KW，频率为100KHz。
6.根据权利要求1所述的一种双频感应无线充电异物检测电路，其特征在于，变压器（1）的变比为36：1。
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