CN111404405B - 降压整流电路和无线充电车端控制单元 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种无线充电车端控制单元包括：车端感应线圈与无线充电地端线圈通过电磁感应进行电流无线传输；降压整流电路连接于车端感应线圈和车载电池之间，其受DSP控制器驱动控制提供不同的充电路径对车载电池充电；DSP控制器，启动充电前能根据车端感应线圈工况和车载电池工况判断无线充电地端线圈和车端感应线圈是否就位，其能根据车载电池电压调节降压整流电路开通时间，能根据车端感应线圈的两端电位使降压整流电路提供不同的充电路径对车载电池充电。本发明还公开了一种降压整流电路。本发明的无线充电车端控制单元能降低车端线圈电流，能降低整流管电流，减小输出电流纹波，减少所需电气元件数量和尺寸，降低成本，提高无线充电效率。

Description

降压整流电路和无线充电车端控制单元
技术领域
本发明涉及汽车领域，特别是涉及一种连接于无线充电车端感应线圈和车载电池之间的降压整流电路。本发明还涉及一种无线充电车端控制单元。
背景技术
近年来新能源汽车发展迅速，越来越多的人开始选择接受电动汽车这种环保的出行方式。同时也被许多汽车厂家认为是未来汽车发展的方向，而且都投入了大笔资金进行研发。不过，由于充电问题的现实阻碍，一直以来还没有得到充分推广。目前，电动车最重要的部分莫过于电池和充电设备，由于技术瓶颈，短时间内它们只能使用锂电池，所以无线（感应）充电系统变成了另一个研发重点。与有线充电系统相比，无线充电有多种优势，能够顺应新能源汽车未来的发展趋势。无线充电主要应用场景为自动驾驶，包括但不限于自动驾驶汽车，大巴，物流车，扫地机器人等等。传统插座式充电方式，需要人工进行连接充电插头。而无限充电可以实现完全无人操作的情况下进行充电。无线充电系统主要分划分为墙端（Wall Box）、地端线圈（BP）、车端控制单元（VCU）和车端线圈（VP）。
随着无线充电的发展，车端给电池充电的拓扑结构五花八门。如全桥整流、全波整流、倍流整流、倍流升压整流等。这些拓扑结构要么输出纹波电流大，影响电池的寿命；要么整流管电流应力大，效率低，成本高。目前汽车无线充电系统大都采用倍流升压整流。这种拓扑更适合于高压中等电流的情况，如果用于低压大电流，要输出大电流给电池充电，车端线圈（VP）谐振电流很大，要获得大谐振电流，就需要提高车端线圈（VP）的电压，这样也会增加整流管电压应力，同时整流管的电流应力也很大。因为不仅仅整流给电池充电需要流经电流，而且当升压场效应管开关，也会有无功电流流经。在上述工况下工作的现有车端整流拓扑结构电气元件数量众多造成体积较大不利于小型化，并且生产成本高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种间连接于无线充电车端感应线圈和车载电池之间，与现有采用倍流升压整流的技术方案相比能减小车端线圈电流，减少所需电气元件数量的降压整流电路。
本发明要解决的另一技术问题是提供一种具有上述降压整流电路，能降低车端线圈电流，还能降低整流管电流，减小输出电流纹波，还能减少所需电气元件数量的无线充电车端控制单元。
为解决上述技术问题，本发明提供连接于无线充电车端感应线圈和车载电池之间的降压整流电路，其能根据车端感应线圈两端电位受DSP控制器驱动形成不同的充电路径对车载电池充电。
所述降压整流电路包括：第一并联谐振器件C1，其与车端感应线圈并联谐振，其第一连接端连接该降压整流电路第一连接端M1，其第二连接端连接第二并联谐振器件C2第一连接端；
第二并联谐振器件C2，其与车端感应线圈并联谐振，其第二连接端连接该降压整流电路第二连接端M2；
第一整流器件D1，其第一连接端连接在第一并联谐振器件C1和第二并联谐振器件C2之间，其第二连接端连接第二整流器件D2第二连接端；
第二整流器件D2，其第一连接端连接该降压整流电路第二连接端M2；
第一开关器件Q1，其第一连接端连接第一并联谐振器件C1第二连接端，其第二连接端连接第二开关器件Q2第一连接端并通过第一电感Lo1连接车载电池正极，其控制端作为该降压整流电路第一控制端Con1；
第二开关器件Q2,其第二连接端连接第一整流器件D1第二连接端、第三开关器件Q3第二连接端、车载电池负极并连接地，其控制端作为该降压整流电路第二控制端Con2；
第三开关器件Q3，其第一连接端连接第四开关器件Q4第二连接端并通过第二电感Lo2连接车载电池正极，其控制端作为该降压整流电路第三控制端Con3；
第四开关器件Q4，其第一连接端连接该降压整流电路第二连接端M2，其控制端作为该降压整流电路第四控制端Con4；
滤波器件，其连接在车载电池正极和负极之间。
可选择的，进一步改进所述的降压整流电路，第一并联谐振器件C1、第二并联谐振器件C2和滤波器件是电容；
第一整流器件D1和第二整流器件D2是二极管或MOS管；
第一开关器件~第四开关器件Q1~Q4是NMOS，其第一连接端是漏极，其第二连接端是源极，其控制端是栅极。
为解决上述技术问题，本发明提供一种无线充电车端控制单元，包括：
车端感应线圈VP，其适用于与无线充电地端线圈通过电磁感应进行电流无线传输；
降压整流电路，其连接于车端感应线圈VP和车载电池之间，其受DSP控制器驱动控制提供不同的充电路径对车载电池充电；
DSP控制器，启动充电前其能根据车端感应线圈工况和车载电池工况判断无线充电地端线圈和车端感应线圈是否就位，其能根据车载电池电压调节降压整流电路开通时间，能根据车端感应线圈的两端电位使降压整流电路提供不同的充电路径对车载电池充电。
可选择的，进一步改进所述的无线充电车端控制单元，降压整流电路包括：
第一并联谐振器件C1，其与车端感应线圈并联谐振，其第一连接端连接该降压整流电路第一连接端M1，其第二连接端连接第二并联谐振器件C2第一连接端；
第二并联谐振器件C2，其与车端感应线圈并联谐振，其第二连接端连接该降压整流电路第二连接端M2；
第一整流器件D1，其第一连接端连接在第一并联谐振器件C1和第二并联谐振器件C2之间，其第二连接端连接第二整流器件D2第二连接端；
第二整流器件D2，其第一连接端连接该降压整流电路第二连接端M2；
第一开关器件Q1，其第一连接端连接第一并联谐振器件C1第二连接端，其第二连接端连接第二开关器件Q2第一连接端并通过第一电感Lo1连接车载电池正极，其控制端作为该降压整流电路第一控制端Con1；
第二开关器件Q2,其第二连接端连接第一整流器件D1第二连接端、第三开关器件Q3第二连接端、车载电池负极并连接地，其控制端作为该降压整流电路第二控制端Con2；
第三开关器件Q3，其第一连接端连接第四开关器件Q4第二连接端并通过第二电感Lo2连接车载电池正极，其控制端作为该降压整流电路第三控制端Con3；
第四开关器件Q4，其第一连接端连接该降压整流电路第二连接端M2，其控制端作为该降压整流电路第四控制端Con4；
滤波器件，其连接在车载电池正极和负极之间；
其中，降压整流电路第一连接端M1连接车端感应线圈VP第一端，降压整流电路第二连接端M2连接车端感应线圈VP第二端，该降压整流电路第一~第四控制端Con1分别连接DSP控制器不同驱动引脚。
可选择的，进一步改进所述的无线充电车端控制单元，
第一并联谐振器件C1、第二并联谐振器件C2和滤波器件是电容；第一并联谐振器件电容C1和第二并联谐振器件电容C2与车端感应线圈VP构成并联谐振，第一并联谐振器件电容C1还具有升压作用。
第一整流器件D1和第二整流器件D2是二极管或MOS管；
第一开关器件~第四开关器件Q1~Q4是NMOS，其第一连接端是漏极，其第二连接端是源极，其控制端是栅极。
可选择的，进一步改进所述的无线充电车端控制单元，DSP控制器采用以下方式判断无线充电地端线圈和车端感应线圈是否就位；
DSP控制器驱动第一~第四开关器件Q1-Q4导通，若DSP控制器采样获得车端感应线圈电流信号、车载电池充电电流信号和车载电池电压信号则判断无线充电地端线圈和车端感应线圈就位，否则判断未就位。
可选择的，进一步改进所述的无线充电车端控制单元，若DSP控制器检测到车载电池电压升高，则控制减小第一~第四开关器件Q1-Q4占空比。
可选择的，进一步改进所述的无线充电车端控制单元，若DSP控制器检测到车端感应线圈第一端是高电位，车端感应线圈第二端是低电位，则驱动第一开关器件Q1和第三开关器件Q3导通，第二开关器件Q2和第四开关器件Q4关断；
若DSP控制器检测到车端感应线圈第一端是低电位，车端感应线圈第二端是高电位，则驱动第一开关器件Q1和第三开关器件Q3关断，第二开关器件Q2和第四开关器件Q4导通。
本发明提供的降压整流电路与现有采用倍流升压整流的技术方案相比能减小车端线圈电流本发明将降压电路（BUCK）与倍流电路整合在一起，在尽可能减少电气元件的前提下使得车端线圈电流减少到原来的0.8倍。因此可以实现减少所需电气元件数量的技术方案，由于减少电气元件数量进而可以减小降压整流电路尺寸，降低成本，提高了效率。
本发明提供的无线充电车端控制单元工作原理如下：
当车端控制单元VCU启动充电前就位检测，就位就是检查地端线圈BP与车端线圈VP偏移和距离情况及两个线圈耦合情况。
DSP控制器将第一~第四开关器件全部开通，检测到车端线圈VP电流送到DSP 控制器，电池电压信号也会送到DSP 控制器，这样DSP 控制器就知道地端线圈BP与车端线圈VP耦合情况以及电池电压。DSP控制器检测到电池电压升高，就减小MOS管的导通时间，也就是说随着电池电压上升，MOS管的占空比在减小。
当车端控制单元VCU测得车端线圈VP第一端电位高第二端点位低（上正下负），第一开关器件Q1和第三开关器件Q3导通，第二开关器件Q2和第四开关器件Q4关断，给电池充电有两个路径：一、电流经过第一电容C1、第一开关器件Q1、第一电感Lo1、车载电池、第二整流器件D2（二极管）再到车端线圈VP；二、第二电感续流经车载电池、第三开关器件到第二电感。
当车端控制单元VCU测得车端线圈VP第一端电位低第二端点位高（上负下正），第一开关器件Q1和第三开关器件Q3关断，第二开关器件Q2和第四开关器件Q4导通，给电池充电有两个路径：一、电流经过第四开关器件Q4、第二电感Lo2、车载电池、第一整流器件D1（二极管）、第一电容C1再到车端线圈VP；二、第一电感Lo1续流经车载电池、第二开关器件到第一电感Lo1。
本发明提供的无线充电车端控制单元，将降压电路（BUCK）与倍流电路整合在一起，使得VP电流和整流管减少到原来的0.8倍，电流小了，因此可以选择规格较小整流管或者减少并联整流管数量，进而减少了成本，提高了无线充电效率。采用双电感（Lo1和Lo2）倍流，这两个电感电流纹波互补相差180°，叠加后大大减小能电流纹波。能降低车端线圈VP电流，还能降低整流管电流，减小输出电流纹波；减少所需电气元件数量，由于减少了所需电气元件数量进而可以减小降压整流电路尺寸，降低成本，提高无线充电效率。
附图说明
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
图1是本发明降压整流电路第二实施例结构示意图。
图2是本发明无线充电车端控制单元第一实施例结构示意图。
图3是本发明无线充电车端控制单元第三实施例原理示意图。
图4是本发明无线充电车端控制单元第三实施例第一种工况电流路径示意图。
图5是本发明无线充电车端控制单元第三实施例第二种工况电流路径示意图。
附图标记说明
第一电容C1
第二电容C2
第一二极管D1
第二二极管D2
第一~第四开关器件Q1~Q4
第一~第四控制端Con1~Con4
第一~电感Lo1~Lo2
车载电池正极HV+
车载电池正极HV-
滤波电容Cout
降压整流电路RC
DSP控制器DPS
车端感应线圈VP。
具体实施方式
以下通过特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所公开的内容充分地了解本发明的其他优点与技术效果。本发明还可以通过不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点加以应用，在没有背离发明总的设计思路下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。本发明下述示例性实施例可以多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的具体实施例。应当理解的是，提供这些实施例是为了使得本发明的公开彻底且完整，并且将这些示例性具体实施例的技术方案充分传达给本领域技术人员。除非另有定义，否则这里所使用的全部术语（包括技术术语和科学术语）都具有与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的意思相同的意思。
本发明提供连接于无线充电车端感应线圈和车载电池之间的降压整流电路第一实施例，其连接于车端感应线圈VP和车载电池之间，其能根据车端感应线圈两端电位受DSP控制器驱动形成不同的充电路径对车载电池充电。本发明第一实施例的功能可以通过二极管、MOS管和电容组成的降压整流电路实现，通过DSP控制器对MOS管栅极进行驱动控制在完成降压整流的同时实现不同的充电路径。相应的，本领域技术人员可以在上述降压整流电路第一实施例原理的基础上提供多种多样形式的降压整流电路具体结构实现减小车端线圈电流，在尽可能减少电气元件的前提下使得车端线圈电流减少到原来的0.8倍，实现减少所需电气元件数量的目标。下述降压整流电路第二实施例的具体结构是发明人在上述第一实施例原理的基础上提供的降压整流电路具体结构中最简洁、体积最小、应用电气元件最少并且效率最高的一种，其为本申请降压整流电路的最优实施例。
如图1所示，降压整流电路第二实施例，包括：
第一电容C1，其与车端感应线圈VP并联谐振，其第一连接端连接该降压整流电路第一连接端M1，其第二连接端连接第二并联谐振器件C2第一连接端，第一电容C1还具有升压作用；
第二电容C2，其与车端感应线圈VP并联谐振，其第二连接端连接该降压整流电路第二连接端M2；
第一二极管D1，其阴极连接在第一电容C1和第二电容C2之间，其阳极连接第二二极管D2阳极；
第二二极管D2，其阴极连接该降压整流电路第二连接端M2；
第一开关器件（主开关）NMOS Q1，其漏极连接第一电容C1第二连接端，其源极连接第二开关器件NMOS Q2漏极并通过第一电感Lo1连接车载电池正极HV+，其栅极作为该降压整流电路第一控制端Con1；
第二开关器件（续流开关）NMOS Q2,其源极连接第一二极管D1阳极、第三开关器件NMOS Q3源极、车载电池负极HV-并连接地，其栅极作为该降压整流电路第二控制端Con2；
第三开关器件（续流开关）NMOS Q3，其漏极连接第四开关器件NMOS Q4源极并通过第二电感Lo2连接车载电池正极HV+，其栅极作为该降压整流电路第三控制端Con3；
第四开关器件（主开关）NMOS Q4，其源极连接该降压整流电路第二连接端M2，其栅极作为该降压整流电路第四控制端Con4；
滤波电容Cout，其连接在车载电池正极HV+和负极HV-之间。
如图2所示，本发明提供一种无线充电车端控制单元第一实施例，包括：
车端感应线圈VP，其适用于与无线充电地端线圈通过电磁感应进行电流无线传输；
降压整流电路RC，其连接于车端感应线圈VP和车载电池之间，其受DSP控制器驱动提供不同的充电路径对车载电池充电；
DSP控制器，启动充电前其能根据车端感应线圈工况和车载电池工况判断无线充电地端线圈和车端感应线圈是否就位，其能根据车载电池电压调节降压整流电路开通时间，能根据车端感应线圈的两端电位使降压整流电路提供不同的充电路径对车载电池充电。
本发明无线充电车端控制单元第一实施例，能降低车端线圈VP电流，还能降低整流管电流，减小输出电流纹波；减少所需电气元件数量，由于减少了所需电气元件数量进而可以减小降压整流电路尺寸，降低成本，提高了效率。
本发明提供一种无线充电车端控制单元第二实施例，包括：
车端感应线圈VP，其适用于与无线充电地端线圈通过电磁感应进行电流无线传输；
降压整流电路RC，其连接于车端感应线圈VP和车载电池之间，其受DSP控制器驱动提供不同的充电路径对车载电池充电；该降压整流电路RC参考图1所示包括：
第一电容C1，其与车端感应线圈VP并联谐振，其第一连接端连接该降压整流电路第一连接端M1，其第二连接端连接第二并联谐振器件C2第一连接端，第一电容C1还具有升压作用；
第二电容C2，其与车端感应线圈VP并联谐振，其第二连接端连接该降压整流电路第二连接端M2；
第一二极管D1，其阴极连接在第一电容C1和第二电容C2之间，其阳极连接第二二极管D2阳极；
第二二极管D2，其阴极连接该降压整流电路第二连接端M2；
第一开关器件NMOS Q1，其漏极连接第一电容C1第二连接端，其源极连接第二开关器件NMOS Q2漏极并通过第一电感Lo1连接车载电池正极HV+，其栅极作为该降压整流电路第一控制端Con1；
第二开关器件NMOS Q2,其源极连接第一二极管D1阳极、第三开关器件NMOS Q3源极、车载电池负极HV-并连接地，其栅极作为该降压整流电路第二控制端Con2；
第三开关器件NMOS Q3，其漏极连接第四开关器件NMOS Q4源极并通过第二电感Lo2连接车载电池正极HV+，其栅极作为该降压整流电路第三控制端Con3；
第四开关器件NMOS Q4，其漏极连接该降压整流电路第二连接端M2，其栅极作为该降压整流电路第四控制端Con4；
滤波电容Cout，其连接在车载电池正极HV+和负极HV-之间；
其中，降压整流电路第一连接端M1连接车端感应线圈VP第一端，降压整流电路第二连接端M2连接车端感应线圈VP第二端，该降压整流电路第一~第四控制端Con1~Con4分别连接DSP控制器不同驱动引脚。
本发明提供一种无线充电车端控制单元第三实施例，其利用无线充电车端控制单元第二实施例的硬件结构，原理如图3所示；
DSP控制器采用以下方式判断无线充电地端线圈和车端感应线圈是否就位；
DSP控制器驱动第一~第四开关器件Q1-Q4导通，若DSP控制器采样获得车端感应线圈电流信号、车载电池充电电流信号和车载电池电压信号则判断无线充电地端线圈和车端感应线圈就位，否则判断未就位。
无线充电地端线圈和车端感应线圈就位后，DSP控制器采用以下方式控制实施无线充电；
若DSP控制器检测到车载电池电压升高，减小MOS管的导通时间，控制减小第一~第四开关器件Q1-Q4占空比。
若DSP控制器检测到车端感应线圈第一端电位高第二端点位低（上正下负），则驱动第一开关器件Q1和第三开关器件Q3导通，第二开关器件Q2和第四开关器件Q4关断；给电池充电有两个路径，参考图4所示：一、电流经过第一电容C1、第一开关器件Q1、第一电感Lo1、车载电池、第二整流器件D2（二极管）再到车端线圈VP；二、第二电感续流经车载电池、第三开关器件到第二电感。
当车端控制单元VCU测得车端线圈VP第一端电位低第二端点位高（上负下正），则驱动第一开关器件Q1和第三开关器件Q3关断，第二开关器件Q2和第四开关器件Q4导通，给电池充电有两个路径，参考图5所示：一、电流经过第四开关器件Q4、第二电感Lo2、车载电池、第一整流器件D1（二极管）、第一电容C1再到车端线圈VP；二、第一电感Lo1续流经车载电池、第二开关器件到第一电感Lo1。
以上通过具体实施方式和实施例对本发明进行了详细的说明，但这些并非构成对本发明的限制。在不脱离本发明原理的情况下，本领域的技术人员还可做出许多变形和改进，这些也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种降压整流电路，其连接于无线充电车端感应线圈和车载电池之间，其特征在于：其能根据车端感应线圈两端电位受DSP控制器驱动形成不同的充电路径对车载电池充电；
第一并联谐振器件（C1），其与车端感应线圈并联谐振，其第一连接端连接该降压整流电路第一连接端（M1），其第二连接端连接第二并联谐振器件（C2）第一连接端；
第二并联谐振器件（C2），其与车端感应线圈并联谐振，其第二连接端连接该降压整流电路第二连接端（M2）；
第一整流器件（D1），其第一连接端连接在第一并联谐振器件（C1）和第二并联谐振器件（C2）之间，其第二连接端连接第二整流器件（D2）第二连接端；
第二整流器件（D2），其第一连接端连接该降压整流电路第二连接端（M2）；
第一开关器件（Q1），其第一连接端连接第一并联谐振器件（C1）第二连接端，其第二连接端连接第二开关器件（Q2）第一连接端并通过第一电感（Lo1）连接车载电池正极，其控制端作为该降压整流电路第一控制端（Con1）；
第二开关器件（Q2）,其第二连接端连接第一整流器件（D1）第二连接端、第三开关器件（Q3）第二连接端、车载电池负极并连接地，其控制端作为该降压整流电路第二控制端（Con2）；
第三开关器件（Q3），其第一连接端连接第四开关器件（Q4）第二连接端并通过第二电感（Lo2）连接车载电池正极，其控制端作为该降压整流电路第三控制端（Con3）；
第四开关器件（Q4），其第一连接端连接该降压整流电路第二连接端（M2），其控制端作为该降压整流电路第四控制端（Con4）；
滤波器件，其连接在车载电池正极和负极之间；
工作时，检测到车端感应线圈（VP）第一端是高电位，车端感应线圈（VP）第二端是低电位，则驱动第一开关器件（Q1）和第三开关器件（Q3）导通，第二开关器件（Q2）和第四开关器件（Q4）关断；
若检测到车端感应线圈（VP）第一端是低电位，车端感应线圈（VP）第二端是高电位，则驱动第一开关器件（Q1）和第三开关器件（Q3）关断，第二开关器件（Q2）和第四开关器件（Q4）导通。
2.如权利要求1所述的降压整流电路，其特征在于：
第一并联谐振器件（C1）、第二并联谐振器件（C2）和滤波器件是电容；
第一整流器件（D1）和第二整流器件（D2）是二极管或MOS管；
第一开关器件~第四开关器件（Q1~Q4）是NMOS，其第一连接端是漏极，其第二连接端是源极，其控制端是栅极。
3.一种无线充电车端控制单元，其特征在于，包括：
车端感应线圈（VP），其适用于与无线充电地端线圈（BP）通过电磁感应进行电流无线传输；
降压整流电路，其连接于车端感应线圈（VP）和车载电池之间，其受DSP控制器驱动控制提供不同的充电路径对车载电池充电；
DSP控制器，启动充电前其能根据车端感应线圈（VP）工况和车载电池工况判断无线充电地端线圈（BP）和车端感应线圈（VP）是否就位，其能根据车载电池电压调节降压整流电路开通时间，能根据车端感应线圈（VP）的两端电位使降压整流电路提供不同的充电路径对车载电池充电；降压整流电路包括：
第一并联谐振器件（C1），其与车端感应线圈并联谐振，其第一连接端连接该降压整流电路第一连接端（M1），其第二连接端连接第二并联谐振器件（C2）第一连接端；
第二并联谐振器件（C2），其与车端感应线圈并联谐振，其第二连接端连接该降压整流电路第二连接端（M2）；
第一整流器件（D1），其第一连接端连接在第一并联谐振器件（C1）和第二并联谐振器件（C2）之间，其第二连接端连接第二整流器件（D2）第二连接端；
第二整流器件（D2），其第一连接端连接该降压整流电路第二连接端（M2）；
第一开关器件（Q1），其第一连接端连接第一并联谐振器件（C1）第二连接端，其第二连接端连接第二开关器件（Q2）第一连接端并通过第一电感（Lo1）连接车载电池正极，其控制端作为该降压整流电路第一控制端（Con1）；
第二开关器件（Q2）,其第二连接端连接第一整流器件（D1）第二连接端、第三开关器件（Q3）第二连接端、车载电池负极并连接地，其控制端作为该降压整流电路第二控制端（Con2）；
第三开关器件（Q3），其第一连接端连接第四开关器件（Q4）第二连接端并通过第二电感（Lo2）连接车载电池正极，其控制端作为该降压整流电路第三控制端（Con3）；
第四开关器件（Q4），其第一连接端连接该降压整流电路第二连接端（M2），其控制端作为该降压整流电路第四控制端（Con4）；
滤波器件，其连接在车载电池正极和负极之间；
其中，降压整流电路第一连接端（M1）连接车端感应线圈（VP）第一端，降压整流电路第二连接端（M2）连接车端感应线圈（VP）第二端，该降压整流电路第一~第四控制端（Con1）分别连接DSP控制器不同驱动引脚；
若DSP控制器检测到车端感应线圈（VP）第一端是高电位，车端感应线圈（VP）第二端是低电位，则驱动第一开关器件（Q1）和第三开关器件（Q3）导通，第二开关器件（Q2）和第四开关器件（Q4）关断；
若DSP控制器检测到车端感应线圈（VP）第一端是低电位，车端感应线圈（VP）第二端是高电位，则驱动第一开关器件（Q1）和第三开关器件（Q3）关断，第二开关器件（Q2）和第四开关器件（Q4）导通。
4.如权利要求3所述的无线充电车端控制单元，其特征在于：
第一并联谐振器件（C1）、第二并联谐振器件（C2）和滤波器件是电容；
第一整流器件（D1）和第二整流器件（D2）是二极管或MOS管；
第一开关器件~第四开关器件（Q1~Q4）是NMOS，其第一连接端是漏极，其第二连接端是源极，其控制端是栅极。
5.如权利要求3所述的无线充电车端控制单元，其特征在于：
DSP控制器采用以下方式判断无线充电地端线圈（BP）和车端感应线圈（VP）是否就位；
DSP控制器驱动第一~第四开关器件（Q1）导通，若DSP控制器采样获得车端感应线圈（VP）电流信号、车载电池充电电流信号和车载电池电压信号则判断无线充电地端线圈（BP）和车端感应线圈（VP）就位，否则判断未就位。
6.如权利要求3所述的无线充电车端控制单元，其特征在于：若DSP控制器检测到车载电池电压升高，则控制减小第一~第四开关器件（Q1）占空比。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111817411A (zh) * 2020-07-27 2020-10-23 上海纵青新能源科技有限公司 降压整流电路和无线充电控制单元

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1397943A1 (en) * 2001-06-22 2004-03-17 Lutron Electronics Co., Inc. Electronic ballast
CN102821531A (zh) * 2012-08-29 2012-12-12 湖北宝努斯照明电器有限公司 一种“交-交调控”的数控hid驱动方法及其驱动器
CN204928737U (zh) * 2015-07-29 2015-12-30 国网山东省电力公司聊城供电公司 一种基于双Buck逆变器的光伏发电装置
CN106998606A (zh) * 2017-05-16 2017-08-01 厦门市爱维达电子有限公司 一种双管单buck LED驱动电源装置及恒流控制方法
CN207766037U (zh) * 2017-12-01 2018-08-24 珠海市魅族科技有限公司 一种无线充电电路、系统及终端设备

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5337138B2 (ja) * 2010-12-10 2013-11-06 株式会社日立製作所 電源装置及びそれを用いたｌｅｄ照明器具、ハードディスク装置
CN103208855B (zh) * 2012-01-17 2016-06-29 华为技术有限公司 一种不间断电源和dc-dc变换器
CN109742960B (zh) * 2018-11-26 2020-11-17 北京国电通网络技术有限公司 一种家用储能变流器和家用储能变流器的控制方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1397943A1 (en) * 2001-06-22 2004-03-17 Lutron Electronics Co., Inc. Electronic ballast
CN102821531A (zh) * 2012-08-29 2012-12-12 湖北宝努斯照明电器有限公司 一种“交-交调控”的数控hid驱动方法及其驱动器
CN204928737U (zh) * 2015-07-29 2015-12-30 国网山东省电力公司聊城供电公司 一种基于双Buck逆变器的光伏发电装置
CN106998606A (zh) * 2017-05-16 2017-08-01 厦门市爱维达电子有限公司 一种双管单buck LED驱动电源装置及恒流控制方法
CN207766037U (zh) * 2017-12-01 2018-08-24 珠海市魅族科技有限公司 一种无线充电电路、系统及终端设备

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"Constant Current Charging and Maximum System Efficiency Tracking for Wireless Charging Systems Employing Dual-Side Contro";Kai Song;《IEEE Transactions on Industry Applications》;20190918;第622-633页 *
基于双 BUCK 电路的 MPPT 太阳能控制器设计;杨立宏;《理论预算法》;20180930;41页，图1 *

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