[发明专利]一种无线电能传输系统及其恒流恒压控制方法

说明书

本发明提供一种无线电能传输系统，包括DSP处理器和无线电能传输装置，以及连接在二者之间的切换开关控制器、电流采集电路、电压采集电路；无线电能传输装在发射模块上形成具有切换开关S₁、S₂的原边LCC补偿网路和具有切换开关S₃的原边串联补偿网络，在接收模块上形成副边LCC补偿网络；切换开关控制器与切换开关S₁、S₂、S₃均相连；DSP处理器给切换开关控制器下发恒流充电控制指令，让切换开关控制器闭合切换开关S₁、S₂及断开切换开关S₃，实现双边LCC恒流充电模式；或下发恒压充电控制指令，让切换开关控制器断开切换开关S₁、S₂及闭合切换开关S₃，实现S‑LCC恒压充电模式。实施本发明，能克服现有技术存在的缺点与不足，且电路结构简单，成本低。

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，尤其涉及一种无线电能传输系统。

背景技术

无线电能传输技术的出现可有效克服传统有线供电方式的一系列缺点，如：设备移动灵活性差、环境不美观、容易产生接触火花、供电线暴露等，特别适用于移动设备、电动汽车、易燃易爆环境和水下、油田井下设备的安全供电。因此，无线电能传输技术被广泛应用于诸多领域。

通常，最常见的负载是电池，但由于电池的等效电阻是不断变化的，而且其充电过程包含恒流和恒压两个充电阶段，即在充电初期采用恒流模式，使电池的电压可以迅速上升，而当电池电压达到所需值时将充电方式变为恒压模式，维持电压稳定并使充电电流逐渐减小直至截止电流，至此充电完成。上述充电方式要求无线电能传输装置提供恒定的电流和电压，既实现电池安全可靠充电，又可以延长电池的使用寿命和充放电次数。

然而，现有的无线电能传输装置实现恒流恒压切换充电的方法有以下几种：一、采用变频控制方法，即令无线电能传输装置在不同频率下分别实现恒压和恒流输出，但会引起频率分叉现象，造成装置工作不稳定；二、在次级整流输出后加入DC-DC直流变换器进行调节的方法，但该方法为了避免极限占空比的出现，不适用于负载变化很大的情况，且新增直流变换电路增加了系统体积。三、在电路中引入闭环负反馈控制并采用移相控制方法，但该方法也会增加过多器件，提升控制成本及复杂性。

因此，亟需一种实现恒流恒压切换充电的无线电能传输系统，能克服现有技术存在的缺点与不足，且电路结构简单，成本低。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种无线电能传输系统，能克服现有技术存在的缺点与不足，且电路结构简单，成本低。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种无线电能传输系统，包括DSP处理器、切换开关控制器、电流采集电路、电压采集电路和无线电能传输装置；其中，

所述无线电能传输装置包括发射模块以及与所述发射模块通过电磁感应传输能量的接收模块；其中，所述发射模块包括依序连接的直流电源、高频逆变电路、发射端补偿网络和初级发射线圈；所述发射端补偿网络包括由电感L_f1、串联电容C₁、并联电容c_p、切换开关S₁和切换开关S₂形成的原边LCC补偿网路，以及由串联电容C₃和切换开关S₃形成的原边串联补偿网络；所述原边LCC补偿网路与所述原边串联补偿网络相并接，并均连接所述初级发射线圈；所述接收模块包括依序连接的次级接收线圈、接收端补偿网络、整流滤波电路和负载；所述接收端补偿网络包括由电感L_f2，串联电容C₂和并联电容C_S形成的副边LCC补偿网络；