[发明专利]一种水下机器人无线充电系统及其控制方法

权利要求书

1.一种水下机器人无线充电系统，其特征在于包括主电路和控制电路，所述主电路包括耦合连接的发射端主电路和接收端主电路，所述发射端主电路包括顺序连接的发射端直流电源系统、发射端交流转换系统以及发射端谐振电路，所述接收端主电路包括顺序连接的接收端谐振电路、接收端直流转换电路以及接收端负载匹配变换电路；

所述控制电路包括发射端控制电路和接收端控制电路，发射端控制电路包括分别连接在发射端数字信号处理器DSP上的发射端PWM驱动电路和发射端电流采样电路，该发射端电流采样电路连接在发射端谐振电路上；所述接收端控制电路包括分别连接在接收端数字信号处理器DSP上的接收端PWM驱动电路、接收端两路电压采样电路和接收端电流采样电路，所述接收端两路电压采样电路的接收端第一电压采样电路接在接收端直流转换电路的输出端，接收端第二电压采样电路串联连接在水下机器人电池正极和负极之间，所述接收端电流采样电路串联连接在水下机器人电池正极O与接收端负载匹配变换电路出书的正极P之间。

2.根据权利要求1所述的水下机器人无线充电系统，其特征在于所述的发射端交流转换系统包括第一功率MOS开关管S1、第二功率MOS开关管S2、第三功率MOS开关管S3、第四功率MOS开关管S4；第一功率MOS开关管S1的漏极、第三功率MOS开关管S3的漏极与发射端直流电源系统的正极A相连，第一功率MOS开关管S1的源极与第二功率MOS开关管S2的漏极相连，第三功率MOS开关管S3的源极与第四功率MOS开关管S4的漏极相连，第二功率MOS开关管S2的源极、第四功率MOS开关管S4的源极与发射端直流电源系统的负极B连接，第一功率MOS开关管S1的栅极接发射端PWM驱动电路的第一路PWM信号端，第二功率MOS开关管S2的栅极接发射端PWM驱动电路的第二路PWM信号端，第三功率MOS开关管S3的栅极接发射端PWM驱动电路的第三路PWM信号端，第四功率MOS开关管S4的栅极接发射端PWM驱动电路的第四路PWM信号端。

3.根据权利要求1或2所述的水下机器人无线充电系统，其特征在于所述的发射端谐振电路包括发射端谐振电容C1和发射端谐振电感L1，该发射端谐振电容C1的一端与第一功率MOS开关管S1的源极连接；发射端谐振电容C1的另一端与发射端谐振电感L1的一端连接；发射端谐振电感L1的另一端与第四功率MOS开关管S4的漏极连接。

4.根据权利要求1所述的水下机器人无线充电系统，其特征在于所述的接收端直流转换电路包括第一二极管VD1、第二二极管VD2、第三二极管VD3、第四二极管VD4；第一二极管VD1的阴极、第三二极管VD3的阴极与第三电感L3的一端连接，第一二极管VD1的阳极与第二二极管VD2的阴极连接，第三二极管VD3的阳极与第四二极管VD4的阴极连接，第二二极管VD2的阳极与第四二极管VD4的阳极与第五功率MOS开光管S5的源极连接。

5.根据权利要求1或4所述的水下机器人无线充电系统，其特征在于所述的接收端谐振电路包括接收端谐振电容C2和接收端谐振电感L2，该接收端谐振电容C2的一端与第一二极管VD1的阳极连接，另一端与接收端谐振电感L2的一端连接，该接收端谐振电感L2的另一端与第四二极管VD4的阴极连接。

6.根据权利要求1所述的水下机器人无线充电系统，其特征在于所述的接收端负载匹配电路包括第三电感L3、第五功率MOS开关管S5、第五二极管VD5以及第三电容C3，所述接收端直流转换电路输出的正极M与机器人电池接口正极P之间串接第三电感C3和第五二极管VD5，所述第五功率MOS开关管S5的漏极接第三电感C3和第五二极管VD5之间的电极点I，第五功率MOS开关管的源极接在接收端直流转换电路输出的负极N，第五功率MOS开关管的栅极接在接收端PWM驱动电路的第五PWM信号端，接收端负载匹配变换电路输出的正极P与负极Q之间串接第三电容C3。