[发明专利]小功率高频双向AC-DC单管变换器及无线充电方法

说明书

小功率高频双向AC‑DC单管变换器及无线充电方法。现有的无线电能供电设备鲜有做到便携设备之间的双向传输。本发明组成包括接滤波电容C2，所述的接滤波电容C2、电路工作状态控制电路K、高频扼流和输入输出滤波电感L1、高频功率开关管S1依次串联形成环路，所述的高频功率开关管S1的两端分别并联有续流二极管D1、旁路电容C1，所述的接滤波电容C2、高频功率开关管S1源极接地；所述的接滤波电容C2两端是外部电路的接入端，所述的高频功率开关管S1两端是谐振网络的接入端。本发明应用于无线充电。

技术领域：

本发明涉及一种小功率高频双向AC-DC单管变换器及无线充电方法。

背景技术：

市面上已有不少无线电能供电设备可供智能移动用户在无需电源插座的情况下充电，而且一些电源组和移动手摇发电机也可以起到救急的作用，但是主要通过电源组将能量单向传输给其它移动设备，鲜有实现无线电能的双向传输(即，将发射端和接收端集成于一体的装置兼有供电和充电的双重功能)。

同时，现有双向AC-DC变换器为PWM控制的全桥变换器，当使用PWM控制时，全桥电路相比于其它转换电路，使用的开关器件多，导致装置的体积大，同时在功率半导体器件导通与关断期间，会产生更大的谐波污染，对后级滤波电路、谐振电路要求较高；而且，全桥变换器的控制方法相对复杂和繁琐，不仅要控制功率半导体器件的导通与关断，还要防止上下两桥臂同时导通；最主要的是当全桥变换器运用于手机等便携式充电器中的小功率转换电路时，能量损失较大。

发明内容：

为了克服现有技术存在的上述问题，本发明的目的是提供一种控制简单、高频正弦度好、开关损耗小、装置体积小并能够实现能量双向流动的小功率高频双向AC-DC单管变换器及无线充电方法。

上述的目的通过以下的技术方案实现：

一种小功率高频双向AC-DC单管变换器，其组成包括：接滤波电容C2，所述的接滤波电容C2、电路工作状态控制电路K、高频扼流和输入输出滤波电感L1、高频功率开关管S1依次串联形成环路，所述的高频功率开关管S1的两端分别并联有续流二极管D1、旁路电容C1，所述的接滤波电容C2、高频功率开关管S1源极接地；所述的接滤波电容C2两端是外部电路的接入端，所述的高频功率开关管S1两端是谐振网络的接入端。

所述的小功率高频双向AC-DC单管变换器，所述的电路工作状态控制电路K为开关并联二极管结构；或者所述的电路工作状态控制电路K为两个二极管反向并联结构；或者所述的电路工作状态控制电路K为功率开关管并联二极管结构。

一种利用所述的小功率高频双向AC-DC单管变换器进行电源组向便携设备单向充电的方法，交流电源经过电源适配器连接小功率高频双向AC-DC单管变换器A，所述的小功率高频双向AC-DC单管变换器A与谐振网络A连接，所述的谐振网络A与谐振网络B通过磁耦合无线电能传输方式连接，所述的谐振网络B与小功率高频双向AC-DC单管变换器B连接，所述的小功率高频双向AC-DC单管变换器B与便携设备连接，从而完成对便携设备的充电。

一种利用所述的小功率高频双向AC-DC单管变换器进行便携设备向便携设备双向充电的方法，供电端的便携设备连接小功率高频双向AC-DC单管变换器A，所述的小功率高频双向AC-DC单管变换器A与谐振网络A连接，所述的谐振网络A与谐振网络B通过磁耦合无线电能传输方式连接，所述的谐振网络B与小功率高频双向AC-DC单管变换器B连接，所述的小功率高频双向AC-DC单管变换器B与充电端的便携设备连接；