[实用新型]保护电路及无线电能传输系统

说明书

技术领域

本发明属于电路、无线充电系统技术领域，涉及一种具有过流/短路保护功能的保护电路、一种具有过流/短路保护功能的无线电能传输系统。

背景技术

过流、短路问题是电气系统面临的最常见的安全问题之一，会导致电气系统被烧毁的问题，影响电气系统的使用寿命。

以无线充电系统为例。近年来，无线充电技术发展迅速，因其非接触、无电线连接、操作方便等特性，备受各厂商关注，各种各样的无线充电产品也相继问世。从整体上看，一个完整的无线充电系统包括两部分：无线电能发射端和无线电能接收端，而发射端和接收端通过磁场来传递能量，两者之间不用电线连接，发射端要知道接收端状态以进行功率调节，就必须从接收端传送控制讯号到发射端再经解析后进行控制形成一个控制回路，信号的传送则由无线通信系统来完成。

在异常工作状况下，无线电能传输系统会受到损坏。出于安全可靠性考虑，设备需要具备输出过流/短路保护功能，防止出现电流过大时烧毁设备。传统的过流/短路保护多使用保险丝进行保护，但此方法存在不少缺点，首先：一旦出现过流/短路故障，保险丝烧毁，需要人工进行更换保险丝才能继续使用，其次：每次更换新的保险丝又增加了新的成本。现在很多的过流/短路保护采用AD采样的方法，将输出电流进行采样进入MCU，MCU通过软件控制电路的开通关闭，此方法在发生一般的过流情况时基本能够有效的进行电路保护，但当输出发生短路时，一瞬间会产生非常大的电流，此时通过采样再进入MCU进行软件控制往往并不能及时关闭电路，往往还未进行保护器件便已烧毁。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有过流/短路保护功能的保护电路，可应用于电气产品，以在电气产品发生过流或短路故障时，免受损坏。基于以上保护电路，进一步提供了一种无线电能传输系统，可保护无线电能传输系统在发生过流或短路故障时，免受损坏。

本发明的内容为：保护电路，包括用以采集待保护单元输出电流并将其转换为采样电压信号的电流采样电阻Rs，用以将采样电压和基准电压进行比较并输出比较信号的比较器U2信号输入端，用以为保护电路供电的VCC电源信号输入端，进一步包括用以控制待保护单元是否可工作的使能单元，以及用以对使能单元输出使能信号的使能信号输出单元，使能信号输出单元接比较器U2的输出端，以输出高电平或低电平信号。

优选为：进一步包括高电平信号输入端；所述待保护单元使能单元为高电平使能单元；所述使能信号输出单元包括PNP型三极管Q1、NPN型三极管Q2和NPN型三极管Q3；PNP型三极管Q1的发射极接入高电平信号输入端的高电平信号，集电极分别与NPN型三极管Q2的基极、NPN型三极管Q3的基极相连，并进一步接地；NPN型三极管Q2的基极进一步与比较器U2的输出端相接，集电极与高电平信号输入端相接，发射极接地；高电平信号输入端经电阻R10分别连接至使能信号输出端相接和NPN型三极管Q3的集电极；NPN型三极管Q3的发射极接地，集电极作为使能信号输出端。

优选为：电流采样电阻Rs与比较器U2采样电压输入端之间设置有运算放大器U1。

优选为：比较器U2的输出端与NPN型三极管Q2之间进一步串联有二极管D1和电阻R5；PNP型三极管Q1的集电极与NPN型三极管Q2基极之间进一步串联有电阻R7和二极管D2，二极管D2的负极进一步经电阻R6与地相接；高电平信号输入端与NPN型三极管Q2的集电极之间进一步串联有电阻R8和电阻R9。

无线电能传输系统，包括无线发射端和无线接收端，所述无线发射端包括发射端MCU、逆变电路、发射端线圈和无线通信接收模块；所述无线接收端包括接收端线圈、接收端整流滤波电路、接收端MCU、DC/DC变换电路和无线通信发射模块，接收端线圈的输出经接收端整流滤波电路及DC/DC变换电路接负载；无线通信发射模块获取接收端MCU的信号并与无线通信接收模块间进行信号传输，无线通信接收模块将其获得的信号值传递到发射端MCU，发射端MCU发送驱动信号至逆变电路以控制发射端线圈的工作状态；进一步包括以上所述的保护电路；

所述DC/DC变换电路配置有控制其是否可工作的使能单元，所述电流采样电阻Rs的输入端与DC/DC变换电路的输出端相接；所述使能信号输出端与DC/DC变换电路使能单元的输入端相接。

优选为：使能信号输出端进一步与接收端MCU相连。

优选为：所述VCC电源信号信号输入端与接收端整流滤波电路的输出端相接，为保护电路引入电源信号。将整流滤波电路输出电压信号作为保护电路的启动电压信号。

本发明的有益效果为：