CN212676956U - 一种磁共振无线充电电路系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种磁共振无线充电电路系统，包括单相整流模块、PFC电路、E类逆变电路、桥式整流模块、直流斩波模块、驱动电路G1、电压放大器A1、电压放大器A2、电压取样电路B1和电压取样电路B2，所述单相整流模块的输入端连接220V交流电，单相整流模块的输出端连接PFC电路的输入端，本实用新型磁共振无线充电电路系统利用磁共振技术提高了充电效率，并可以增大充电距离，而对目前尚未发展完善的磁共振无线充电系统来说该电路能对充电进行实时控制，增大了安全保障和实用性。
Description
技术领域
本实用新型涉及充电技术领域，具体是一种磁共振无线充电电路系统。
背景技术
目前还是在以传统电缆传输为主要方式，而这种方式不仅占用空间而且对能量损耗率是无法避免的，所以无线传输技术就应运而生，它不仅可以节省大量导线成本，省去维修保养费用而且能极大的降低能量损耗率。而充电技术在能量传输技术里占非常重要的地位，因为随着时代的进步，人类身上和身边的电子设备越来越多，而如果设备都要导线充电会非常浪费时间和精力，所以无线充电技术在未来将有很大的舞台。
电磁感应式无线充电技术以及较为完善并且已经可以进行商业使用，而磁共振时无线充电技术在目前来看还只是探索阶段，电路系统的使用并未进行商业化证。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种磁共振无线充电电路系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
一种磁共振无线充电电路系统，包括单相整流模块、PFC电路、E类逆变电路、桥式整流模块、直流斩波模块、驱动电路G1、电压放大器A1、电压放大器A2、电压取样电路B1和电压取样电路B2，所述单相整流模块的输入端连接220V交流电，单相整流模块的输出端连接PFC电路的输入端，PFC电路的输出端连接控制模块和E类逆变器，控制模块还连接E类逆变器，E类逆变器的输出端连接发射线圈A和电流取样电路的输入端，发射线圈A与接收线圈B之间形成电磁充电电路，接收线圈B还分别连接桥式整流模块和电压取样电路B1，桥式整流模块还连接直流斩波模块，直流斩波模块分别连接蓄电池E和电压取样电路B2，电压取样电路B2的输出端连接电压放大器A3的输入端，电压放大器A3的输出端连接驱动电路G2的输入端，驱动电路G2的输出端连接直流斩波模块，电流取样电路的输出端连接电压放大器A2的输入端，电压取样电路B1的输出端通过信号传输模块连接电压采样信号处理电路UP的输入端，电压采样信号处理电路UP的输出端连接电压放大器A1的输入端，电压放大器A1的输出端连接电压放大器A2的输入端，电压放大器A2的输出端连接驱动电路G1的输入端，驱动电路G1的输出端连接E类逆变器。
作为本实用新型的进一步技术方案：所述单相整流模块采用整流二极管。
作为本实用新型的进一步技术方案：所述电流取样电路采用电流互感器。
作为本实用新型的进一步技术方案：所述电压放大器A1、电压放大器A2和电压放大器A3均为LM324芯片。
作为本实用新型的进一步技术方案：所述发射线圈A与接收线圈B均为电磁感应线圈。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型磁共振无线充电电路系统利用磁共振技术提高了充电效率，并可以增大充电距离，而对目前尚未发展完善的磁共振无线充电系统来说该电路能对充电进行实时控制，增大了安全保障和实用性。
附图说明
图1是本实用新型的电路图。
图2为PFC电路图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1-2，实施例1：一种磁共振无线充电电路系统，包括单相整流模块、PFC电路、E类逆变电路、桥式整流模块、直流斩波模块、驱动电路G1、电压放大器A1、电压放大器A2、电压取样电路B1和电压取样电路B2，所述单相整流模块的输入端连接220V交流电，单相整流模块的输出端连接PFC电路的输入端，PFC电路的输出端连接控制模块和E类逆变器，控制模块还连接E类逆变器，E类逆变器的输出端连接发射线圈A和电流取样电路的输入端，发射线圈A与接收线圈B之间形成电磁充电电路，接收线圈B还分别连接桥式整流模块和电压取样电路B1，桥式整流模块还连接直流斩波模块，直流斩波模块分别连接蓄电池E和电压取样电路B2，电压取样电路B2的输出端连接电压放大器A3的输入端，电压放大器A3的输出端连接驱动电路G2的输入端，驱动电路G2的输出端连接直流斩波模块，电流取样电路的输出端连接电压放大器A2的输入端，电压取样电路B1的输出端通过信号传输模块连接电压采样信号处理电路UP的输入端，电压采样信号处理电路UP的输出端连接电压放大器A1的输入端，电压放大器A1的输出端连接电压放大器A2的输入端，电压放大器A2的输出端连接驱动电路G1的输入端，驱动电路G1的输出端连接E类逆变器。本设计一共有三个闭环控制，首先是传输电压闭环控制，可以控制电能接受变换电路前的输入电压稳定在设定的电压范围内，这对之后的电压控制精度要求可以大大降低，其次是输出电压闭环控制，主要是在一定程度上弥补传输电压闭环控制中采用无线通讯信号延迟的缺陷，可以对充电过程单独控制，最后是在发射侧增加逆变电流闭环控制，进一步减小无线数据反馈延迟的影响，主要目的是可以有效控制逆变电流的最大值，避免由于输出充电电压的反馈参数延时，使系统调节时间增加而造成的控制器来不及响应，系统失控的发生，其中要求发射侧逆变电流闭环控制必须响应速度快，例如当接受侧的负载发生突变，或充电端发生短路或开路时，反映到发射侧是逆变电流突然升高，这时发射侧内环控制的传输电流调节器能迅速调节，限制逆变电流的升高，建立传输电压逆变电流双闭环和输出电压单闭环无线充电控制系统还需考虑实际单相供电设备输入的交流电流中含有大量谐波电流，使电网中电流波形严重的变形，干扰电网线电压，产生四周辐射和沿导线传播的电磁干扰，所以还需加入相应的功率因数校正（PFC）电路，通过调理使电压和输入电流同相位并减小高次谐波，从而降低电压和电流的不统一引起的损耗提高用电设备功率。
工作原理如下：220V市电经过单相整流模块、PFC电路后变成直流电，此直流电通过E类逆变电路后变成交流电压，此电压通过发射线圈A向接收线圈B发送能量，接收线圈B接收电磁信号后通过桥式整流模块和直流斩波模块输出模块给蓄电池E充电，图1中的电流取样电路和来自放大器1的电压比较后加在电压放大器A2上，电压放大器A2的输出电压经过驱动电路G1控制E类逆变电路的动作，电压取样电路B1采集从接收线圈B流出的电压，通过信号传输模块和电压采样信号处理电路后得到电压U23，电压U23与接收给定电压U2*经过电压比较器处理后再经过电压放大器A1得到电压U1*，电压取样电路B2采集蓄电池E的充电电压U0，与接收给定电压U0*经过电压比较器处理后再经过电压放大器A3得到电压Ub，经过驱动电路G2控制直流斩波电路的动作。
本设计所采用的PFC电路如图2所示，输出反馈电压Uout和给定电压Uref比较后，其误差经电压调节器A输出Ue 和输入电压Uin的反馈电压Uf 同时送到乘法器M，其输出Um和负载电流的反馈电压Uif通过PWM电路和驱动电路，控制开关管VT的开通和关断，使电感电流iL的峰值按照Uin的正弦波变化，同时其幅值又跟随输出电压Udc变化，而电流反馈Uif的过零点决定PWM的开通时刻，Uif的峰值点决定PWM的关断时刻。通过上面的电路分析基本上可以完全消除电流波形的畸变，从而使输出电压和电流的相位可以保持一致。
实施例2，在实施例1的基础上，单相整流模块采用整流二极管。电流取样电路采用电流互感器。电压放大器A1、电压放大器A2和电压放大器A3均为LM324芯片。发射线圈A与接收线圈B均为电磁感应线圈。
对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (5)
1.一种磁共振无线充电电路系统，包括单相整流模块、PFC电路、E类逆变电路、桥式整流模块、直流斩波模块、驱动电路G1、电压放大器A1、电压放大器A2、电压取样电路B1和电压取样电路B2，其特征在于，所述单相整流模块的输入端连接220V交流电，单相整流模块的输出端连接PFC电路的输入端，PFC电路的输出端连接控制模块和E类逆变器，控制模块还连接E类逆变器，E类逆变器的输出端连接发射线圈A和电流取样电路的输入端，发射线圈A与接收线圈B之间形成电磁充电电路，接收线圈B还分别连接桥式整流模块和电压取样电路B1，桥式整流模块还连接直流斩波模块，直流斩波模块分别连接蓄电池E和电压取样电路B2，电压取样电路B2的输出端连接电压放大器A3的输入端，电压放大器A3的输出端连接驱动电路G2的输入端，驱动电路G2的输出端连接直流斩波模块，电流取样电路的输出端连接电压放大器A2的输入端，电压取样电路B1的输出端通过信号传输模块连接电压采样信号处理电路UP的输入端，电压采样信号处理电路UP的输出端连接电压放大器A1的输入端，电压放大器A1的输出端连接电压放大器A2的输入端，电压放大器A2的输出端连接驱动电路G1的输入端，驱动电路G1的输出端连接E类逆变器。
2.根据权利要求1所述的一种磁共振无线充电电路系统，其特征在于，所述单相整流模块采用整流二极管。
3.根据权利要求1所述的一种磁共振无线充电电路系统，其特征在于，所述电流取样电路采用电流互感器。
4.根据权利要求1所述的一种磁共振无线充电电路系统，其特征在于，所述电压放大器A1、电压放大器A2和电压放大器A3均为LM324芯片。
5.根据权利要求1所述的一种磁共振无线充电电路系统，其特征在于，所述发射线圈A与接收线圈B均为电磁感应线圈。
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