CN113346631B - 一种非接触式近场双向传能系统控制装置及控制方法 - Google Patents

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CN113346631B CN202110521066.5A CN202110521066A CN113346631B CN 113346631 B CN113346631 B CN 113346631B CN 202110521066 A CN202110521066 A CN 202110521066A CN 113346631 B CN113346631 B CN 113346631B
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Abstract

本申请属于非接触式电能传输技术领域,涉及一种非接触式近场双向传能系统控制装置及控制方法,包括:第一驱动电路采集开关器件单元输入侧电压,产生第一数字信号,再转换为第一模拟信号,输出至二选一开关电路;数字信号处理器产生第二数字信号,输出至第二驱动电路,转换为第二模拟信号,并输出至二选一开关电路;二选一开关电路根据数字信号处理器产生的第三数字信号选择接通支路,将第一模拟信号或第二模拟信号输出至开关器件单元,以控制对应开关器件的开通或关断,使电路工作在同步整流模式或逆变模式,达到在非接触式近场双向传能系统中实现双向传能的目的,同时简化了驱动电路结构、降低了系统的整体成本,并提高控制灵活性。

Description

一种非接触式近场双向传能系统控制装置及控制方法
技术领域
本申请属于非接触式电能传输技术领域,涉及一种非接触式近场双向传能系统控制装置及控制方法。
背景技术
借助高频电磁场实现电能发射端向负载端无线供电的非接触式能量传输技术,因其便利性,已成功应用于电动汽车充电和家用电器无线充电等场合。目前应用的非接触式单向传能系统中的高频交流电压经过全桥电路整流为直流电,经过Buck/Boost电压或者功率调节电路得到直流输出电压。
在传统的单向传能系统中,在电能无法完全耗尽或者得到盈余电能的情况下,无法将电能回馈给一次侧,从而造成电能的浪费。同时,传统的同步整流全桥电路驱动信号是使用A/D转换模块、D/A转换模块、同步整流芯片以及微控芯片得到的,这样的电路复杂度和成本均较高。因此,传统的单向传能系统与同步整流控制装置并不能很好地满足非接触式传能系统高效、小型化、灵活方便以及经济化的需求,成为制约该系统适应不同工作环境的主要因素之一。
发明内容
有鉴于此,本申请的目的在于:提供一种非接触式近场双向传能系统控制装置及方法,以达到非接触式近场能量传输系统的双向传能与简化电路结构,降低系统整体成本,并提高控制灵活性的目的,具体技术方案如下。
一种非接触式近场双向传能系统控制装置,包括:开关器件单元101、数字信号处理器102、第一驱动电路103、第二驱动电路104和二选一开关电路105;
所述开关器件单元101与所述二选一开关电路105连接;所述二选一开关电路105与所述第一驱动电路103、第二驱动电路104、所述数字信号处理器102均连接;所述第二驱动电路104与所述数字信号处理器102连接;所述第一驱动电路103与所述开关器件单元101连接;
所述开关器件单元101包括:至少一个开关器件;
所述开关器件单元101用于:
①根据第一模拟信号或者第二模拟信号控制每个开关器件的开通与关断,使开关器件单元101工作在同步整流模式或逆变模式;
②将输入侧的电压信号输出到第一驱动电路103;
所述数字信号处理器102用于:
①产生控制非接触式近场双向传能系统传输方向的第三数字信号,并输出至二选一开关电路105;
②产生第二数字信号,并将其输出至第二驱动电路104;
所述第一驱动电路103用于:通过采集开关器件单元101的输入电压信号,产生开关器件单元101在同步整流工作模式下每个开关器件对应的第一模拟信号,并输出到二选一开关电路105;
所述第一模拟信号和第二模拟信号均为:驱动信号;
所述驱动信号用于:控制所述开关器件的开通或关断;
所述第二驱动电路104用于:接收数字信号处理器102发出的第二数字信号,通过隔离放大将所述第二数字信号转换为开关器件单元101在逆变工作模式下每个开关器件对应的第二模拟信号,并输出到二选一开关电路105;
所述二选一开关电路105用于:根据数字信号处理器102发出的第三数字信号选择接通支路,将第一模拟信号或第二模拟信号输出至开关器件单元101,控制对应的开关器件的开通或关断。
在上述技术方案的基础上,所述第二驱动电路104为:逆变电路驱动模块;所述第一驱动电路103为:同步整流电路驱动模块;所述开关器件单元101为:全桥电路。
在上述技术方案的基础上,所述第一驱动电路103包括:缓冲隔离电路1031、缓冲隔离电路1032、积分电路1033、比较器1034以及隔离放大电路1035;
所述缓冲隔离电路1031与所述缓冲隔离电路1032连接,所述缓冲隔离电路1031与所述积分电路1033连接,所述缓冲隔离电路1032与所述比较器1034连接,所述积分电路1033与所述比较器1034连接,所述比较器1034与所述隔离放大电路1035连接;所述隔离放大电路与所述二选一开关电路105连接;
所述缓冲隔离电路1031用于:将采集的输入侧电压信号转化为第一方波信号,并同时输出至所述缓冲隔离电路1032与所述积分电路1033;
所述缓冲隔离电路1032用于:将所述第一方波信号转换为所述第二方波信号,并输出至所述比较器1034;
所述积分电路1033用于:将所述第一方波信号转换为所述三角波信号,并输出至所述比较器1034;
所述比较器1034用于:根据采集到的所述第二方波信号、所述三角波信号以及第一数字信号产生逻辑,产生第一数字信号,并输出至所述隔离放大电路1035;
所述隔离放大电路1035用于:将输入的信号隔离放大转换为能直接驱动所述开关器件单元101中每个开关器件的第一模拟信号,并将其输出至所述二选一开关电路105。
在上述技术方案的基础上,所述第一数字信号产生逻辑是指:将第二方波信号与三角波信号进行比较,当第二方波信号的数值大于三角波信号的数值时,比较器1034输出高电平,
所述高电平用于:控制开关器件的开通;
当第二方波信号的数值小于三角波信号的数值时,比较器1034输出低电平,
所述低电平用于:控制开关器件的关断。
在上述技术方案的基础上,所述第一数字信号和所述第二数字信号均为:脉冲信号;所述第三数字信号为:传能方向控制信号;
所述开关器件单元101包括:四个开关器件;
所述比较器1034输出的高电平为:第二方波信号的数值;
所述比较器1034输出的低电平为:0。
在上述技术方案的基础上,所述接通支路包括:第一模拟信号所在的电性支路和第二模拟信号所在的电性支路;
所述二选一开关电路105根据所述第三数字信号以及二选一开关电路105的动作逻辑,选择所述第一模拟信号所在的电性支路或所述第二模拟信号所在的电性支路开通,并将接通支路的驱动信号输出至开关器件单元101。
在上述技术方案的基础上,所述二选一开关电路105包括:隔离放大电路1051、开关控制电路1052以及可控二选一开关1053;
所述隔离放大电路1051与开关控制电路1052连接,开关控制电路1052与可控二选一开关1053连接;
所述第三数字信号通过隔离放大电路1051隔离放大,以提升第三数字信号的抗干扰能力;第三数字信号再经过开关控制电路1052,使可控二选一开关1053按二选一开关电路105的动作逻辑进行动作,将第一模拟信号或第二模拟信号输出至开关器件单元101,以控制对应开关器件的开通或关断。
在上述技术方案的基础上,所述二选一开关电路105的动作逻辑包括:四种方式,
第一种动作逻辑方式为:可控二选一开关1053通过选择,将第一模拟信号输出到开关器件单元101的每个开关器件,开关器件单元101工作在同步整流模式,电能由非接触式近场双向传能系统的一次侧传输至二次侧;
第二种动作逻辑方式为:可控二选一开关1053通过选择,将第一模拟信号输出到开关器件单元101的每个开关器件,开关器件单元101工作在同步整流模式,电能由非接触式近场双向传能系统的二次侧传输至一次侧;
第三种动作逻辑方式为:可控二选一开关1053通过选择,将第二模拟信号输出到开关器件单元101的每个开关器件,开关器件单元101工作在逆变模式,电能由非接触式近场双向传能系统的二次侧传输至一次侧;
第四种动作逻辑方式为:可控二选一开关1053通过选择,将第二模拟信号输出到开关器件单元101的每个开关器件,开关器件单元101工作在逆变模式,电能由非接触式近场双向传能系统的一次侧传输至二次侧。
一种非接触式近场双向传能系统控制方法,应用前述非接触式近场双向传能系统控制装置,包括以下步骤:
步骤S1、所述第一驱动电路103采集所述开关器件单元101输入侧的电压信号,并将所述电压信号按照第一数字信号产生逻辑转换为第一数字信号,再将第一数字信号通过隔离放大电路1035转换为第一模拟信号,并输出至二选一开关电路105;
步骤S2包括:步骤S2.1、步骤S2.2和步骤S2.3,
步骤S2.1、所述数字信号处理器102产生第二数字信号,并输出至第二驱动电路;数字信号处理器102并产生第三数字信号,输出至二选一开关电路105;
步骤S2.2、所述第二驱动电路104将接收的第二数字信号经过隔离放大,转换为能直接驱动开关器件单元101中每个开关器件的第二模拟信号,并输出至二选一开关电路105;
步骤S2.3、所述二选一开关电路105根据第三数字信号与二选一开关电路105的动作逻辑,选择接通支路;
所述步骤S1与步骤S2同时进行,然后进入步骤S3;
步骤S3、所述开关器件单元101根据第一模拟信号或者第二模拟信号,控制其中每个开关器件的开通与关断,使开关器件单元101工作在同步整流模式或逆变模式。
在上述技术方案的基础上,所述步骤S2.3的具体步骤如下:
S2.3.1、第三数字信号通过隔离放大电路1051隔离放大,以提升第三数字信号的抗干扰能力;
S2.3.2、第三数字信号再经过开关控制电路1052,使可控二选一开关1053按二选一开关电路105的动作逻辑进行动作,将第一模拟信号或第二模拟信号输出至开关器件单元101,以控制对应开关器件的开通或关断。
本发明的有益技术效果如下:
本申请提供了一种非接触式近场双向传能系统控制装置及控制方法,以达到在非接触式近场双向传能系统中实现双向传能,并简化电路结构、降低系统的整体成本,并提高控制灵活性的目的。
附图说明
本发明有如下附图:
图1为本申请实施例提供的一种非接触式近场双向传能系统控制装置的结构示意框图一;
图2为本申请实施例提供的第一驱动电路103的结构示意框图;
图3为本申请实施例提供的二选一开关电路105的结构示意框图;
图4为本申请实施例提供的一种非接触式近场双向传能系统控制装置的结构示意框图二。
图5为本申请实施例提供的一种非接触式近场双向传能系统控制方法的流程示意图。
附图标记:
101、开关器件单元,102、数字信号处理器,103、第一驱动电路,104、第二驱动电路,105、二选一开关电路,1031、缓冲隔离电路,1032、缓冲隔离电路,1033、积分电路,1034、比较器,1035、隔离放大电路,1051、隔离放大电路,1052、开关控制电路,1053、可控二选一开关。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
在传统的单向传能系统中,在电能无法完全耗尽或者得到盈余电能的情况下,无法将电能回馈给一次侧,从而造成电能的浪费。同时,传统的同步整流全桥电路驱动信号是使用A/D转换模块、D/A转换模块、同步整流芯片以及微控芯片得到的,这样的电路复杂度和成本均较高。因此,传统的单向传能系统与同步整流控制装置并不能很好地满足非接触式传能系统高效、小型化、灵活方便以及经济化的需求,成为制约该系统适应不同工作环境的主要因素之一。基于此,本申请实施例提供的一种非接触式近场双向传能系统控制装置及方法,可以解决非接触式能量传输系统单向性和电路较为复杂的问题。
为便于对本实施例进行理解,下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述,如图1-图5所示。首先对本申请实施例所公开的一种非接触式近场双向传能系统控制装置进行详细介绍,如图1所示,该装置包括:开关器件单元101、数字信号处理器102、第一驱动电路103、第二驱动电路104以及二选一开关电路105;
开关器件单元101与第一驱动电路103、二选一开关电路105均连接;数字信号处理器102与第二驱动电路104、二选一开关电路105均连接;第一驱动电路103、第二驱动电路104均与二选一开关电路105连接。开关器件单元101包括:至少一个双向开关器件。
开关器件单元101包括:四个开关器件,用于:①根据第一模拟信号或者第二模拟信号控制其中每个开关器件的开通与关断,使开关器件单元101工作在同步整流模式或逆变模式;②将输入侧的电压信号输出到第一驱动电路103;
具体的,输入至开关器件单元101的第一模拟信号为Rec_G(1,2,3,4),第二模拟信号为Inv_G(1,2,3,4);将开关器件单元101输入侧的电压信号UAC传输至第一驱动电路103。
数字信号处理器102用于:①产生控制非接触式近场双向传能系统传输方向的第三数字信号,并输出至二选一开关电路105;②产生第二数字信号,并将其输出至第二驱动电路104;
具体的,数字信号处理器102输出至二选一开关电路105的第三数字信号为传能方向控制信号,输出至第二驱动电路104的第二数字信号为PWM(1,2,3,4)
第一驱动电路103通过采集开关器件单元101的输入电压信号UAC,产生开关器件单元101在同步整流工作模式下每个开关器件对应的第一模拟信号,并输出到二选一开关电路105。
如图2所示,第一驱动电路103包括:缓冲隔离电路1031、缓冲隔离电路1032、积分电路1033、比较器1034以及隔离放大电路1035;
缓冲隔离电路1031与缓冲隔离电路1032、积分电路1033均连接,缓冲隔离电路1032、积分电路1033均与比较器1034连接,比较器1034与隔离放大电路1035连接。
具体的,上述电压信号UAC通过缓冲隔离电路1031产生第一方波信号UDC1,并同时输出至缓冲隔离电路1032以及积分电路1033;缓冲隔离电路1032将第一方波信号UDC1转换为第二方波信号UDC2,并输出至比较器1034;积分电路1033将第一方波信号UDC1转换为三角波信号UDC3,并输出至比较器1034;比较器1034根据输入信号(包括:第二方波信号UDC2和三角波信号UDC3)与第一数字信号产生逻辑,产生脉冲信号PWM(5,6,7,8)(即第一数字信号),并输出至隔离放大电路1035;隔离放大电路1035将脉冲信号PWM(5,6,7,8)转换为能直接驱动开关器件单元101工作在同步整流模式下时每个对应开关器件的第一模拟信号,即为Rec_G(1,2,3,4),并输出至二选一开关电路105;
其中,第一数字信号产生逻辑具体可为以下方式,但不限于此:
将第二方波信号UDC2与三角波信号UDC3进行比较,当第二方波信号UDC2的数值大于三角波信号UDC3的数值时,比较器1034输出为第二方波信号UDC2的数值,用于:控制开关器件的开通;当第二方波信号UDC2的数值小于三角波信号UDC3的数值时,输出数值为0,用于:控制开关器件的关断;
第二驱动电路104用于:接收数字信号处理器102发出的脉冲信号PWM(1,2,3,4)(即第二数字信号),将其转换为开关器件单元101在逆变工作模式下每个开关器件对应的第二模拟信号,并输出到二选一开关电路105;
具体的,第二驱动电路104输出至二选一开关电路105的第二模拟信号为Inv_G(1,2,3,4)
二选一开关电路105用于:根据数字信号处理器102发出的传能方向控制信号(即第三数字信号)选择接通支路,将驱动信号Rec_G(1,2,3,4)(即第一模拟信号)或驱动信号Inv_G(1,2,3,4)(即第二模拟信号)输出至开关器件单元101,控制对应的开关器件的开通或关断;
如图3所示,二选一开关电路105包括:隔离放大电路1051、开关控制电路1052以及可控二选一开关1053;
隔离放大电路1051与开关控制电路1052连接,开关控制电路1052与可控二选一开关1053连接。
具体的,传能方向控制信号(即第三数字信号)通过隔离放大电路1051隔离放大,以提升抗干扰能力;并通过开关控制电路1052,使可控二选一开关1053按二选一开关电路105的动作逻辑进行动作,将驱动信号Rec_G(1,2,3,4)(即第一模拟信号)或驱动信号Inv_G(1,2,3,4)(即第二模拟信号)输出至开关器件单元101,以控制对应开关器件的开通或关断。
其中,可控二选一开关1053的动作逻辑(即二选一开关电路105的动作逻辑)可为以下四种方式,但不限于此:
第一种动作逻辑方式为:可控二选一开关1053通过选择,将驱动信号Rec_G(1,2,3,4)(即第一模拟信号)输出到开关器件单元101的每个开关器件,开关器件单元101工作在同步整流模式,电能由非接触式近场双向传能系统的一次侧传输至二次侧;
第二种动作逻辑方式为:可控二选一开关1053通过选择,将驱动信号Rec_G(1,2,3,4)(即第一模拟信号)输出到开关器件单元101的每个开关器件,开关器件单元101工作在同步整流模式,电能由非接触式近场双向传能系统的二次侧传输至一次侧;
第三种动作逻辑方式为:可控二选一开关1053通过选择,将驱动信号Inv_G(1,2,3,4)(即第二模拟信号)输出到开关器件单元101的每个开关器件,开关器件单元101工作在逆变模式,电能由非接触式近场双向传能系统的二次侧传输至一次侧;
第四种动作逻辑方式为:可控二选一开关1053通过选择,将驱动信号Inv_G(1,2,3,4)(即第二模拟信号)输出到开关器件单元101的每个开关器件,开关器件单元101工作在逆变模式,电能由非接触式近场双向传能系统的一次侧传输至二次侧。
示例性的,为便于对本申请提供的一种非接触式近场双向传能系统控制装置的理解,下面对非接触式近场双向传能系统控制装置的内部结构进行示例性说明,参照图4,所示的非接触式近场双向传能系统控制装置包括:控制器、逆变电路驱动模块、同步整流电路驱动模块以及二选一开关电路;
其中,控制器为上述实施例中的数字信号处理器102,逆变电路驱动模块为上述实施例中的第二驱动电路104,同步整流电路驱动模块为上述实施例中的第一驱动电路103,二选一开关电路为上述实施例中的二选一开关电路105。被控装置为全桥电路。
其中,全桥电路为上述的开关器件单元101,包括有传输线圈一次侧交流输入电压UAC和四个场效应管Q1、Q2、Q3和Q4,每个场效应管反并联一个二极管(D1、D2、D3或D4)和并联一个电容(C1、C2、C3或C4)。
上述同步整流电路驱动模块采集全桥电路输入侧的电压信号UAC,根据其脉冲信号产生逻辑,将电压信号UAC先转换为脉冲信号PWM(5,6,7,8),再将脉冲信号PWM(5,6,7,8)转换为驱动信号Rec_G(1,2,3,4)(即第一模拟信号),并输出至二选一开关电路,逆变电路驱动模块接收来自控制器的脉冲信号PWM(1,2,3,4),将其转换为驱动信号Inv_G(1,2,3,4),并输出至二选一开关电路。二选一开关电路根据控制器发送的传能方向控制信号,选择驱动信号Rec_G(1,2,3,4)或Inv_G(1,2,3,4),输出至全桥电路,其中,Rec_G1或Inv_G1控制场效应管Q1的开通和关断,Rec_G2或Inv_G2控制场效应管Q2的开通和关断,Rec_G3或Inv_G3控制场效应管Q3的开通和关断,Rec_G4或Inv_G4控制场效应管Q4的开通和关断。
如图5所示,本申请一实施例提供了一种非接触式近场双向传能系统控制方法,应用于上述非接触式近场双向传能系统控制装置,该方法包括以下步骤:
步骤200包括:步骤201、步骤202和步骤203,
步骤201:采集全桥电路输入侧的电压信号UAC,并输出至同步整流电路驱动模块;
步骤202:在同步整流电路驱动模块中,根据其脉冲信号产生逻辑以及电压信号UAC,产生脉冲信号PWM(5,6,7,8)
步骤203:将脉冲信号PWM(5,6,7,8)转换为驱动信号Rec_G(1,2,3,4),并输出至二选一开关电路;
步骤300包括:步骤301和步骤302,
步骤301:控制器将脉冲信号PWM(1,2,3,4)输出至逆变电路驱动模块,控制器并将传能方向控制信号输出至二选一开关电路;
步骤302:逆变电路驱动模块将脉冲信号PWM(1,2,3,4)转换为驱动信号Inv_G(1,2,3,4),并输出至二选一开关电路;
所述步骤200与步骤300同时进行,然后进入步骤401;
步骤401:二选一开关电路根据传能方向控制信号以及其动作逻辑,选通驱动信号Rec_G(1,2,3,4)所在的支路或驱动信号Rec_G(1,2,3,4)所在的支路,从而将选定驱动信号输出至全桥电路,其中,驱动信号用于:控制场效应管的开通或断开。
在本申请所提供的实施例中,应该理解到,所揭露装置和方法,可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,所述单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时,可以有另外的划分方式,又例如,多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合,或直接耦合,或通信连接可以是通过一些通信接口、装置或单元的间接耦合或通信连接,可以是电性,机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是,或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是,或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外,在本申请提供的实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项。因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释,此外,术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
最后应说明的是:以上所述实施例,仅为本申请的具体实施方式,用以说明本申请的技术方案,而非对其限制,本申请的保护范围并不局限于此,尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改、变化或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请实施例技术方案的精神和范围,都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
本说明书中未做详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (9)

1.一种非接触式近场双向传能系统控制装置,其特征在于,包括:开关器件单元(101)、数字信号处理器(102)、第一驱动电路(103)、第二驱动电路(104)和二选一开关电路(105);
所述开关器件单元(101)与所述二选一开关电路(105)连接;所述二选一开关电路(105)与所述第一驱动电路(103)、第二驱动电路(104)、所述数字信号处理器(102)均连接;所述第二驱动电路(104)与所述数字信号处理器(102)连接;所述第一驱动电路(103)与所述开关器件单元(101)连接;
所述开关器件单元(101)包括:至少一个开关器件;
所述开关器件单元(101)用于:
①根据第一模拟信号或者第二模拟信号控制每个开关器件的开通与关断,使开关器件单元(101)工作在同步整流模式或逆变模式;
②将输入侧的电压信号输出到第一驱动电路(103);
所述数字信号处理器(102)用于:
①产生控制非接触式近场双向传能系统传输方向的第三数字信号,并输出至二选一开关电路(105);
②产生第二数字信号,并将其输出至第二驱动电路(104);
所述第一驱动电路(103)用于:通过采集开关器件单元(101)的输入电压信号,产生开关器件单元(101)在同步整流工作模式下每个开关器件对应的第一模拟信号,并输出到二选一开关电路(105);
所述第一模拟信号和第二模拟信号均为:驱动信号;
所述驱动信号用于:控制所述开关器件的开通或关断;
所述第二驱动电路(104)用于:接收数字信号处理器(102)发出的第二数字信号,通过隔离放大将所述第二数字信号转换为开关器件单元(101)在逆变工作模式下每个开关器件对应的第二模拟信号,并输出到二选一开关电路(105);
所述二选一开关电路(105)用于:根据数字信号处理器(102)发出的第三数字信号选择接通支路,将第一模拟信号或第二模拟信号输出至开关器件单元(101),控制对应的开关器件的开通或关断;
所述二选一开关电路(105)的动作逻辑包括:四种方式,
第一种动作逻辑方式为:可控二选一开关(1053)通过选择,将第一模拟信号输出到开关器件单元(101)的每个开关器件,开关器件单元(101)工作在同步整流模式,电能由非接触式近场双向传能系统的一次侧传输至二次侧;
第二种动作逻辑方式为:可控二选一开关(1053)通过选择,将第一模拟信号输出到开关器件单元(101)的每个开关器件,开关器件单元(101)工作在同步整流模式,电能由非接触式近场双向传能系统的二次侧传输至一次侧;
第三种动作逻辑方式为:可控二选一开关(1053)通过选择,将第二模拟信号输出到开关器件单元(101)的每个开关器件,开关器件单元(101)工作在逆变模式,电能由非接触式近场双向传能系统的二次侧传输至一次侧;
第四种动作逻辑方式为:可控二选一开关(1053)通过选择,将第二模拟信号输出到开关器件单元(101)的每个开关器件,开关器件单元(101)工作在逆变模式,电能由非接触式近场双向传能系统的一次侧传输至二次侧。
2.如权利要求1所述的非接触式近场双向传能系统控制装置,其特征在于:所述第二驱动电路(104)为:逆变电路驱动模块;所述第一驱动电路(103)为:同步整流电路驱动模块;所述开关器件单元(101)为:全桥电路。
3.如权利要求1所述的非接触式近场双向传能系统控制装置,其特征在于:所述第一驱动电路(103)包括:缓冲隔离电路I(1031)、缓冲隔离电路II(1032)、积分电路(1033)、比较器(1034)以及隔离放大电路I(1035);
所述缓冲隔离电路I(1031)与所述缓冲隔离电路II(1032)连接,所述缓冲隔离电路I(1031)与所述积分电路(1033)连接,所述缓冲隔离电路II(1032)与所述比较器(1034)连接,所述积分电路(1033)与所述比较器(1034)连接,所述比较器(1034)与所述隔离放大电路I(1035)连接;所述隔离放大电路与所述二选一开关电路(105)连接;
所述缓冲隔离电路I(1031)用于:将采集的输入侧电压信号转化为第一方波信号,并同时输出至所述缓冲隔离电路II(1032)与所述积分电路(1033);
所述缓冲隔离电路II(1032)用于:将所述第一方波信号转换为第二方波信号,并输出至所述比较器(1034);
所述积分电路(1033)用于:将所述第一方波信号转换为三角波信号,并输出至所述比较器(1034);
所述比较器(1034)用于:根据采集到的所述第二方波信号、所述三角波信号以及第一数字信号产生逻辑,产生第一数字信号,并输出至所述隔离放大电路I(1035);
所述隔离放大电路I(1035)用于:将输入的信号隔离放大转换为能直接驱动所述开关器件单元(101)中每个开关器件的第一模拟信号,并将其输出至所述二选一开关电路(105)。
4.如权利要求3所述的非接触式近场双向传能系统控制装置,其特征在于:所述第一数字信号产生逻辑是指:将第二方波信号与三角波信号进行比较,当第二方波信号的数值大于三角波信号的数值时,比较器(1034)输出高电平,
所述高电平用于:控制开关器件的开通;
当第二方波信号的数值小于三角波信号的数值时,比较器(1034)输出低电平,
所述低电平用于:控制开关器件的关断。
5.如权利要求4所述的非接触式近场双向传能系统控制装置,其特征在于:所述第一数字信号和所述第二数字信号均为:脉冲信号;所述第三数字信号为:传能方向控制信号;
所述开关器件单元(101)包括:四个开关器件;
所述比较器(1034)输出的高电平为:第二方波信号的数值;
所述比较器(1034)输出的低电平为:0。
6.如权利要求1所述的非接触式近场双向传能系统控制装置,其特征在于:所述接通支路包括:第一模拟信号所在的电性支路和第二模拟信号所在的电性支路;
所述二选一开关电路(105)根据所述第三数字信号以及二选一开关电路(105)的动作逻辑,选择所述第一模拟信号所在的电性支路或所述第二模拟信号所在的电性支路开通,并将接通支路的驱动信号输出至开关器件单元(101)。
7.如权利要求6所述的非接触式近场双向传能系统控制装置,其特征在于:所述二选一开关电路(105)包括:隔离放大电路II(1051)、开关控制电路(1052)以及可控二选一开关(1053);
所述隔离放大电路II(1051)与开关控制电路(1052)连接,开关控制电路(1052)与可控二选一开关(1053)连接;
所述第三数字信号通过隔离放大电路II(1051)隔离放大,以提升第三数字信号的抗干扰能力;第三数字信号再经过开关控制电路(1052),使可控二选一开关(1053)按二选一开关电路(105)的动作逻辑进行动作,将第一模拟信号或第二模拟信号输出至开关器件单元(101),以控制对应开关器件的开通或关断。
8.一种非接触式近场双向传能系统控制方法,应用权利要求1-7任一权利要求所述的非接触式近场双向传能系统控制装置,其特征在于,包括以下步骤:
步骤S1、所述第一驱动电路(103)采集所述开关器件单元(101)输入侧的电压信号,并将所述电压信号按照第一数字信号产生逻辑转换为第一数字信号,再将第一数字信号通过隔离放大电路I(1035)转换为第一模拟信号,并输出至二选一开关电路(105);
步骤S2包括:步骤S2.1、步骤S2.2和步骤S2.3,
步骤S2.1、所述数字信号处理器(102)产生第二数字信号,并输出至第二驱动电路;数字信号处理器(102)并产生第三数字信号,输出至二选一开关电路(105);
步骤S2.2、所述第二驱动电路(104)将接收的第二数字信号经过隔离放大,转换为能直接驱动开关器件单元(101)中每个开关器件的第二模拟信号,并输出至二选一开关电路(105);
步骤S2.3、所述二选一开关电路(105)根据第三数字信号与二选一开关电路(105)的动作逻辑,选择接通支路;
所述步骤S1与步骤S2同时进行,然后进入步骤S3;
步骤S3、所述开关器件单元(101)根据第一模拟信号或者第二模拟信号,控制其中每个开关器件的开通与关断,使开关器件单元(101)工作在同步整流模式或逆变模式。
9.如权利要求8所述的非接触式近场双向传能系统控制方法,其特征在于,所述步骤S2.3的具体步骤如下:
S2.3.1、第三数字信号通过隔离放大电路II(1051)隔离放大,以提升第三数字信号的抗干扰能力;
S2.3.2、第三数字信号再经过开关控制电路(1052),使可控二选一开关(1053)按二选一开关电路(105)的动作逻辑进行动作,将第一模拟信号或第二模拟信号输出至开关器件单元(101),以控制对应开关器件的开通或关断。
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