[发明专利]一种基于反射阻抗的无线电能传输稳压控制装置

说明书

本发明提供一种基于反射阻抗的无线电能传输稳压控制装置，包括原边侧及副边侧；原边侧包括直流电源、H桥高频逆变器、电压检测装置、电流检测装置、控制器、驱动电路以及由第一电容和发射线圈形成的第一谐振电路；副边侧包括由第二电容和接收线圈形成的第二谐振电路、全桥整流滤波电路和负载；负载切换时，控制器根据电压和电流检测装置实时检测形成控制指令，通过驱动电路调节H桥高频逆变器中各开关管的通断时间及顺序来维持H桥高频逆变器输出电压为恒定值，确保副边侧的输出电压稳定，使负载正常工作。实施本发明，自适应负载动态切换并确保副边侧的电压不变来维持负载的正常工作，从而提高了无线电能传输的可靠性。

技术领域

本发明涉及无线电能传输技术和新型能量转换技术领域，尤其涉及一种基于反射阻抗的无线电能传输稳压控制装置。

背景技术

近年来,一些便携式电器如笔记本电脑、手机、音乐播放器等移动设备都需要电池和充电。传统的电能传输方式大多通过导线或插座将电能传输到终端产品，在这种传输方式中电源电线频繁地拔插，易产生电火花等问题，既不安全，也不美观可靠，且容易磨损。一些充电器、电线、插座标准也并不完全统一,这样既造成了浪费,也形成了对环境的污染。因此，无线电能传输技术的推广在我们的生活和工作中，变得尤为重要。

无线电能传输技术(又称无线电力传输技术或非接触电能传输技术)，是指通过发射器将电能转换为其他形式的中继能量，隔空传输一段距离后，再通过接收器将中继能量转换为电能。因此，实现无线电能传输能摆脱传统的电能传输方式，实现非接触式的新型电能传输。

目前，对于无线电能传输技术研究，感应耦合电能传输(ICPT，Inductivelycoupled power transmission)技术较为广泛。然而，ICPT技术的研究主要是针对恒定负载稳压供电方面，随着人们需求的增加，动态负载供电也随之出现。动态负载供电主要是负载在发生切换时会加大对输出电压的影响，造成输出电压的不稳定和ICPT系统的传输效率的降低，这就要求ICPT系统输出功率在较宽范围内可调，输出的电压及电流稳定。

然而，在ICPT系统中进行负载动态切换时，因负载位于ICPT系统的副边侧中而会使副边侧的阻抗发生改变，进而造成副边侧通过互感原理反射到原边侧的阻抗发生变化。因此，在ICPT系统中其它参数不变的情况下，反射阻抗的改变会引起原边侧的电压和电流改变，使耦合到副边侧的电压也就改变，导致供给负载的电压就不是原来的稳定电压，可能造成副边侧的输出电压会出现过压和欠压问题，从而影响负载的正常工作，导致无线电能传输无法正常工作。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种基于反射阻抗的无线电能传输稳压控制装置，能够自适应负载动态切换并确保副边侧的电压不变来维持负载的正常工作，从而提高了无线电能传输的可靠性。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种基于反射阻抗的无线电能传输稳压控制装置，包括原边侧以及与所述原边侧通过电磁感应传输能量的副边侧；其中，

所述原边侧包括直流电源、H桥高频逆变器、电压检测装置、电流检测装置、控制器、驱动电路以及由第一电容和发射线圈形成的第一谐振电路；其中，所述H桥高频逆变器包括相并联的两个逆变桥臂，每一逆变桥臂均包括串接在一起的两个逆变子模块，且每一逆变子模块均包括一第一开关管及其反向并联的第一二极管；所述直流电源的两端与所述H桥高频逆变器的每一逆变桥臂的两端均并接；所述第一谐振电路的一端连接于所述H桥高频逆变器中一逆变桥臂的两个逆变子模块之间，另一端连接于所述H桥高频逆变器中另一逆变桥臂的两个逆变子模块之间；所述电压检测装置和所述电流检测装置的一端分别连接在所述H桥高频逆变器与所述第一谐振电路之间，另一端分别与所述控制器相连；所述控制器还通过所述驱动电路与所述H桥高频逆变器中各逆变桥臂上逆变子模块的第一开关管相连；