一種無(wú)線電能傳輸裝置的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本專(zhuān)利屬于電子技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種無(wú)線電能傳輸裝置，包括用于輸出四路PWM信號(hào)的微控制器以及用于對(duì)四路PWM信號(hào)進(jìn)行放大整形的信號(hào)放大整形電路；還包括相連的整流電路與全橋高頻逆變電路，其中全橋高頻逆變電路包括分別與整流電路的輸出端相連的兩個(gè)橋臂電路，每個(gè)橋臂電路包括兩個(gè)開(kāi)關(guān)電路，兩個(gè)開(kāi)關(guān)電路之間的連接節(jié)點(diǎn)為橋臂電路的輸出節(jié)點(diǎn)，兩個(gè)橋臂電路的輸出節(jié)點(diǎn)之間連接有發(fā)射線圈；還包括將放大整形后的四路PWM信號(hào)輸入至各個(gè)開(kāi)關(guān)電路的觸發(fā)端的四個(gè)電磁隔離器。本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中PWM調(diào)節(jié)模塊易受損壞的技術(shù)問(wèn)題，提供了一種為PWM調(diào)節(jié)模塊提供保護(hù)的無(wú)線電能傳輸裝置。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種無(wú)線電能傳輸裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型屬于電子技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種無(wú)線電能傳輸裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]無(wú)線電能傳輸裝置即利用磁耦合諧振技術(shù)，將電能從供電設(shè)備無(wú)線輸送到用電設(shè)備的輸電裝置。通過(guò)無(wú)線輸送的高頻電能轉(zhuǎn)化為直流電能提供給用電設(shè)備。現(xiàn)有技術(shù)中通常利用電流轉(zhuǎn)換模塊將無(wú)線傳輸?shù)母哳l電能轉(zhuǎn)化為恒壓直流電能并輸送至用電設(shè)備。如中國(guó)專(zhuān)利CN105305659A所公開(kāi)的磁耦合諧振式無(wú)線電能傳輸裝置，包括與供電設(shè)備連接全橋逆變電路，跨接在全橋逆變電路的兩橋臂之間的發(fā)射線圈，對(duì)應(yīng)接收發(fā)射線圈能量的接收線圈，與接收線圈連接的整流模塊;輸入端與所述整流模塊的輸出端相連、輸出端與用電設(shè)備連接的電流轉(zhuǎn)換模塊;輸入端與供電設(shè)備連接，輸出端與全橋逆變電路的四個(gè)電路開(kāi)關(guān)觸發(fā)端相連的PWM調(diào)節(jié)模塊，PWM調(diào)節(jié)模塊分別調(diào)節(jié)四個(gè)電路開(kāi)關(guān)的通斷狀態(tài)，從而使交流電流(正相電流與反相電流)交替通過(guò)發(fā)射線圈，讓發(fā)射線圈在通電過(guò)程中一直處于工作狀
??τ O
[0003]然而上述電路是讓PWM信號(hào)直接輸入至電路開(kāi)關(guān)的觸發(fā)端，如果所述觸發(fā)端產(chǎn)生逆變電壓、浪涌或其他瞬間的高壓強(qiáng)電現(xiàn)象，所述PWM調(diào)節(jié)模塊將會(huì)受到直接影響，嚴(yán)重的，所述PffM調(diào)節(jié)模塊將直接報(bào)廢。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種能夠?qū)WM調(diào)節(jié)模塊進(jìn)行有效保護(hù)，避免PffM調(diào)節(jié)模塊受到電路開(kāi)關(guān)觸發(fā)端的不利影響的無(wú)線電能傳輸裝置。
[0005]本方案提供的基礎(chǔ)方案為:一種無(wú)線電能傳輸裝置，包括能量發(fā)射模塊和PWM控制模塊;PWM控制模塊包括用于輸出四路PWM信號(hào)的微控制器以及用于對(duì)四路PWM信號(hào)進(jìn)行放大整形的信號(hào)放大整形電路;能量發(fā)射模塊包括相連的整流電路與全橋高頻逆變電路，其中全橋高頻逆變電路包括分別與整流電路的輸出端相連的兩個(gè)橋臂電路，每個(gè)橋臂電路包括兩個(gè)開(kāi)關(guān)電路，兩個(gè)開(kāi)關(guān)電路之間的連接節(jié)點(diǎn)為橋臂電路的輸出節(jié)點(diǎn)，兩個(gè)橋臂電路的輸出節(jié)點(diǎn)之間連接有發(fā)射線圈；還包括將放大整形后的四路PWM信號(hào)輸入至各個(gè)開(kāi)關(guān)電路的觸發(fā)端的四個(gè)電磁隔離器。
[0006]由現(xiàn)有技術(shù)可知，所述整流電路用于接入輸電裝置，當(dāng)供電電流經(jīng)過(guò)整流電路處理后輸入到全橋高頻逆變電路中，全橋高頻逆變電路的兩橋臂之間跨接有發(fā)射線圈，受PWM調(diào)節(jié)模塊調(diào)節(jié)，發(fā)射線圈的一端所連接的開(kāi)關(guān)電路中總有且僅有一個(gè)開(kāi)關(guān)電路是處于連通狀態(tài)，當(dāng)這個(gè)開(kāi)關(guān)電路連接電源側(cè)時(shí)，發(fā)射線圈的另一端所連接的開(kāi)關(guān)電路中一定有一個(gè)開(kāi)關(guān)電路連接接地側(cè)。
[0007]由于本實(shí)用新型在信號(hào)放大整形電路與各個(gè)開(kāi)關(guān)電路的觸發(fā)端之間設(shè)置了將四路PffM信號(hào)輸入至各個(gè)開(kāi)關(guān)電路的觸發(fā)端的四個(gè)電磁隔離器，有效保護(hù)了用于輸出四路PWM信號(hào)的微控制器。即便所述觸發(fā)端產(chǎn)生逆變電壓、浪涌或其他瞬間的高壓強(qiáng)電現(xiàn)象，也會(huì)由于所述電磁隔離器的作用，使所述高壓強(qiáng)電無(wú)法輸入到微控制器中。
[0008]進(jìn)一步，所述整流電路與全橋高頻逆變電路之間設(shè)有用于檢測(cè)電路，所述檢測(cè)電路的輸出端連入到所述微控制器中。
[0009]微控制器通過(guò)檢測(cè)電路實(shí)時(shí)檢測(cè)整流電路與全橋高頻逆變電路之間是否有電流或電壓信號(hào)，如果沒(méi)有電流或電壓信號(hào)，則判斷為非工作狀態(tài)，微控制器可以停止發(fā)送所述的四路PffM信號(hào)，避免不必要的能量浪費(fèi)。
[0010]進(jìn)一步，所述電磁隔離器包括變壓器主體和殼體，所述變壓器主體設(shè)置在所述殼體內(nèi)，所述變壓器主體與所述殼體側(cè)壁、頂部和底部均間隔有一段距離，所述殼體底部與所述變壓器主體之間設(shè)有環(huán)形底座，所述殼體底部設(shè)有若干個(gè)嵌入于所述殼體的底部上的變頻風(fēng)扇，所述變頻風(fēng)扇的進(jìn)風(fēng)口、出風(fēng)口分別對(duì)準(zhǔn)變壓器主體，所述殼體頂部設(shè)有排氣孔，所述殼體相對(duì)兩側(cè)各設(shè)有兩個(gè)接線柱，其中一個(gè)接線柱分別連接變壓器主體的初級(jí)繞組與信號(hào)放大整形電路的輸出端，另一個(gè)接線柱分別連接變壓器主體的次級(jí)繞組與一個(gè)開(kāi)關(guān)電路的觸發(fā)端。
【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1是本實(shí)用新型一種無(wú)線電能傳輸裝置實(shí)施例的模塊框圖；
[0012]圖2是本實(shí)用新型一種無(wú)線電能傳輸裝置實(shí)施例中整流電路的電路原理圖；
[0013]圖3是本實(shí)用新型一種無(wú)線電能傳輸裝置實(shí)施例的中全橋高頻逆變電路的原理圖。
[0014]圖4是本實(shí)用新型一種無(wú)線電能傳輸裝置實(shí)施例的中信號(hào)整形放大電路與電磁隔離器的電路原理圖。
[0015]圖5為本實(shí)用型中電磁隔離器的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面通過(guò)【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明:
[0017]說(shuō)明書(shū)附圖中的附圖標(biāo)記包括:。
[0018]如圖1所示，實(shí)施例無(wú)線能量傳輸裝置，包括能量發(fā)射模塊和PffM控制模塊;PffM控制模塊包括用于輸出四路PWM信號(hào)的微控制器(MCU)以及用于對(duì)四路PffM信號(hào)進(jìn)行放大整形的信號(hào)放大整形電路;能量發(fā)射模塊包括相連的整流電路與全橋高頻逆變電路，其中全橋高頻逆變電路包括分別與整流電路的輸出端相連的兩個(gè)橋臂電路，每個(gè)橋臂電路包括兩個(gè)開(kāi)關(guān)電路，兩個(gè)開(kāi)關(guān)電路之間的連接節(jié)點(diǎn)為橋臂電路的輸出節(jié)點(diǎn)，兩個(gè)橋臂電路的輸出節(jié)點(diǎn)之間連接有發(fā)射線圈；還包括將放大整形后的四路PWM信號(hào)輸入至各個(gè)開(kāi)關(guān)電路的觸發(fā)端的四個(gè)電磁隔離器。
[0019]整流電路的作用是將來(lái)自交流電源的交流電轉(zhuǎn)化為直流電輸送給全橋逆變電路，整流電路采用如圖2所示的電路圖，AC220V出來(lái)后，也是直接接了整流橋，沒(méi)用變壓器，直接對(duì)220V進(jìn)行整流，220V是交流有效值，整流濾波后的電壓最大值是220*1.414?31IV。
[0020]所述整流電路與全橋高頻逆變電路之間設(shè)有用于檢測(cè)電路，所述檢測(cè)電路的輸出端連入到所述微控制器中。檢測(cè)電路可采用電壓傳感器或電流傳感器，本實(shí)施例中選用安科瑞公司，型號(hào)為300286.SZ的傳感器。[0021 ]全橋高頻逆變電路(H橋逆變電路)的作用是將整流電路輸送過(guò)來(lái)的直流電轉(zhuǎn)換為高頻的交流電。如圖3所示:H橋包括4個(gè)型號(hào)為IRF840的開(kāi)關(guān)管Q1、Q2、Q3和Q4，發(fā)射線圈采用電感線圈Lll，C13、C14是耦合電容。
[0022 ] 圖3中，Hl、H2、L1、L2為4路占空比為50%的PffM波信號(hào)。
[0023]H橋用處很多，電機(jī)驅(qū)動(dòng)、開(kāi)關(guān)電源、逆變電源等等，核心就是對(duì)直流電不斷進(jìn)行極性對(duì)調(diào)。
[0024]TVS在這里的作用是:TVS(Transient Voltage Suppressor)二極管，又稱(chēng)為瞬態(tài)抑制二極管，是普遍使用的一種新型高效電路保護(hù)器件。當(dāng)它的兩端經(jīng)受瞬間的高電壓沖擊時(shí)，TVS能以極高的速度把兩端間的阻抗值由高阻抗變?yōu)榈妥杩?，以通過(guò)一個(gè)瞬間大電流，從而把它的兩端電壓箝制在一個(gè)預(yù)定的數(shù)值上，從而保護(hù)后面的電路元件(主要是11^840)不受瞬態(tài)高壓尖峰脈沖的沖擊。圖3中的二極管01，02，07，08作用:
[0025]二極管的作用，在輸出信號(hào)為低電平的時(shí)候加速泄放掉MOS管柵電容，以達(dá)到快速關(guān)斷的目的，此時(shí)，柵電容放電電流不必經(jīng)過(guò)電阻。因此，時(shí)間常數(shù)變短，柵電容不是肉眼可見(jiàn)的，是MOS管內(nèi)部電極之間自己形成的電容，低頻率無(wú)妨，高頻率必須關(guān)心C3MOS管是形成所述開(kāi)關(guān)電路的關(guān)鍵無(wú)件，以Hl為例，Hl為正時(shí)，才觸發(fā)MOS管門(mén)極，使MOS管導(dǎo)通。
[0026]Cll和C15稱(chēng)為加速電容。驅(qū)動(dòng)信號(hào)首先便經(jīng)過(guò)電容加到G極，此電容被充滿后驅(qū)動(dòng)信號(hào)再通過(guò)電阻加到G極。電阻用來(lái)進(jìn)行阻抗匹配，消除輸入信號(hào)或者輸出的振蕩。
[0027 ] M⑶的作用是儲(chǔ)存和發(fā)出PffM波控制信號(hào)，總共4路信號(hào)，每路占空均比為50%。
[0028]M⑶輸出的四路P WM波通過(guò)信號(hào)放大整形電路放大之后，再各自通過(guò)I個(gè)磁隔離單元輸送給全橋逆變電路用以控制全橋高頻逆變電路里的4個(gè)開(kāi)關(guān)管(Q1、Q2、Q3和Q4);在四路PffM信號(hào)高低電平的交替驅(qū)動(dòng)下，全橋高頻逆變電路上位于對(duì)角線上的兩個(gè)開(kāi)關(guān)管同時(shí)導(dǎo)通和截止，且兩組對(duì)角線上的開(kāi)關(guān)管交替導(dǎo)通和截止實(shí)現(xiàn)回路電流起伏振蕩。
[0029]如圖4所示，信號(hào)放大整形電路為推挽電路，該推挽電路對(duì)PffM信號(hào)進(jìn)行功率放大，PWM脈沖輸入，兩三極管進(jìn)行功率放大后驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)管，然后使LC產(chǎn)生諧振。
[0030]如圖4所示，推挽電路通過(guò)脈沖變壓器DT3將PWM脈沖以磁隔離的方式傳輸給全橋高頻逆變電路。
[0031]如圖5所示，脈沖變壓器DT3包括變壓器主體2與殼體I，變壓器主體2設(shè)置在殼體I內(nèi)，變壓器主體2與殼體I側(cè)壁、頂部和底部均間隔設(shè)置，殼體I底部與變壓器主體2之間設(shè)有環(huán)形底座3，殼體I底部設(shè)有若干個(gè)嵌入于殼體I的底部上的變頻風(fēng)扇4，變頻風(fēng)扇4的進(jìn)風(fēng)口、出風(fēng)口分別對(duì)準(zhǔn)變壓器主體2，殼體I頂部設(shè)有排氣孔6，殼體I相對(duì)兩側(cè)各設(shè)有2個(gè)接線柱5。變壓器主體包括圓柱形的鐵芯8和若干組依次沿鐵芯8軸線方向?qū)盈B繞制在鐵芯8上的線圈。每組線圈包括內(nèi)層的初級(jí)線圈9和外層的次級(jí)線圈7 ;每組線圈的次級(jí)線圈7與初級(jí)線圈9的匝數(shù)比為10:1，每組初級(jí)線圈9并聯(lián)連接，每組次級(jí)線圈7串聯(lián)連接。其中一個(gè)接線柱分別連接變壓器主體的初級(jí)繞組與信號(hào)放大整形電路的輸出端，另一個(gè)接線柱分別連接變壓器主體的次級(jí)繞組與一個(gè)開(kāi)關(guān)電路的觸發(fā)端。
[0032]以上所述的僅是本實(shí)用新型的實(shí)施例，方案中公知的具體結(jié)構(gòu)及特性等常識(shí)在此未作過(guò)多描述。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)的前提下，還可以作出若干變形和改進(jìn)，這些也應(yīng)該視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍，這些都不會(huì)影響本實(shí)用新型實(shí)施的效果和專(zhuān)利的實(shí)用性。本申請(qǐng)要求的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以其權(quán)利要求的內(nèi)容為準(zhǔn)，說(shuō)明書(shū)中的【具體實(shí)施方式】等記載可以用于解釋權(quán)利要求的內(nèi)容。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種無(wú)線電能傳輸裝置，包括能量發(fā)射模塊和PWM控制模塊;Pmi控制模塊包括用于輸出四路PWM信號(hào)的微控制器以及用于對(duì)四路PWM信號(hào)進(jìn)行放大整形的信號(hào)放大整形電路；能量發(fā)射模塊包括相連的整流電路與全橋高頻逆變電路，其中全橋高頻逆變電路包括分別與整流電路的輸出端相連的兩個(gè)橋臂電路，每個(gè)橋臂電路包括兩個(gè)開(kāi)關(guān)電路，兩個(gè)開(kāi)關(guān)電路之間的連接節(jié)點(diǎn)為橋臂電路的輸出節(jié)點(diǎn)，兩個(gè)橋臂電路的輸出節(jié)點(diǎn)之間連接有發(fā)射線圈;還包括將放大整形后的四路PWM信號(hào)輸入至各個(gè)開(kāi)關(guān)電路的觸發(fā)端的四個(gè)電磁隔離器。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)線電能傳輸裝置，其特征在于，所述整流電路與全橋高頻逆變電路之間設(shè)有用于檢測(cè)電路，所述檢測(cè)電路的輸出端連入到所述微控制器中。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無(wú)線電能傳輸裝置，其特征在于，所述電磁隔離器包括變壓器主體和殼體，所述變壓器主體設(shè)置在所述殼體內(nèi)，所述變壓器主體與所述殼體側(cè)壁、頂部和底部均間隔有一段距離，所述殼體底部與所述變壓器主體之間設(shè)有環(huán)形底座，所述殼體底部設(shè)有若干個(gè)嵌入于所述殼體的底部上的變頻風(fēng)扇，所述變頻風(fēng)扇的進(jìn)風(fēng)口、出風(fēng)口分別對(duì)準(zhǔn)變壓器主體，所述殼體頂部設(shè)有排氣孔，所述殼體相對(duì)兩側(cè)各設(shè)有兩個(gè)接線柱，其中一個(gè)接線柱分別連接變壓器主體的初級(jí)繞組與信號(hào)放大整形電路的輸出端，另一個(gè)接線柱分別連接變壓器主體的次級(jí)繞組與一個(gè)開(kāi)關(guān)電路的觸發(fā)端。
【文檔編號(hào)】H02J50/00GK205681186SQ201620593675
【公開(kāi)日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年6月17日 公開(kāi)號(hào)201620593675.6, CN 201620593675, CN 205681186 U, CN 205681186U, CN-U-205681186, CN201620593675, CN201620593675.6, CN205681186 U, CN205681186U
【發(fā)明人】梁華, 楊光祥
【申請(qǐng)人】重慶工商大學(xué)