[发明专利]一种用于无线电能传输系统的控制器电路

说明书

本发明公开了一种用于无线电能传输系统的控制器电路。控制器电路包括电路板以及安装在电路板上的微处理器模块、两组电流采样模块、两组电压采样模块、can通信模块和PWM模块，两组电流采样模块、两组电压采样模块、逻辑转换电路和can通信模块均通过电路板布线与微处理器模块连接；两组电流采样模块分别经各自的信号隔离电路连接到逻辑转换电路，逻辑转换电路连接到PWM模块，PWM模块连接到逆变电路或者DC/DC变换器，电流采样模块和电压采样模块连接到无线电能传输系统的原边侧或者副边侧。本发明实现强弱电电气隔离，减小检测信号受到主电路中高频噪声的影响，工作性能稳定；电路组成简单，特别适合量产，对过电流和过电压的具有硬件和软件双重保护作用。

技术领域

本发明涉及电源检测和控制领域的一种用于无线电能传输系统的控制器电路，特别是涉及了一种用于无线电能传输系统的控制器电路。

背景技术

近些年，电动汽车无线电能传输技术(wireless power transfer，WPT)得到了越来越多的关注。无线充电系统不含外漏端口，无需人工操作，不占据地上空间，能够实现静止状态和行进状态充电，因而其相对于有线充电方式，具有运行安全、充电智能、方案配置灵活等优点，并且有望降低电动汽车蓄电池组的大小和整车质量，减少能源消耗。

无线电能传输系统具有复杂的拓扑结构，应用中，控制器需要给无线电能传输系统提供高频PWM信号，驱动逆变电路生成高频交流电压。如此同时，还需要采集相应的电压和电流信号，每组电压及电流采样电路通过多只电阻将其中电压和电流信号降压限流、电容等滤波后，然后输出模拟电压信号进入至微处理器模块的信号输入端，进而微处理器模块对输入的信号进行处理后，通过can通信模块上传到上位机，从而在显示屏界面显示出电压及电流数值，用户就可对显示的电压、电流数据进行判定，得到系统运行的相应数据。

由于现有的控制器电路中，是直接采用降压电阻及电容对电源进行采样，电阻采样信号容易受主电路中高频噪声的干扰，这样会导致采样精度不高，对后续检测的数据正确性带来不利的影响。而且，系统的保护机制主要为软件保护，存在保护不及时的问题，影响系统的稳定运行。

发明内容

为了解决背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种用于无线电能传输系统的控制器电路。本发明运用互感器和霍尔传感器分别采集电压和电流信号，实现了强弱电电气隔离，通过建立硬件和软件双重保护机制，当系统电压和电流超过设定阈值时，关闭系统PWM信号，对无线电能传输系统提供了有效的安全保护。

本发明采用的技术方案如下：

控制器电路包括电路板以及安装在电路板上的微处理器模块、两组电流采样模块、两组电压采样模块、can通信模块和PWM模块，两组电流采样模块、两组电压采样模块、逻辑转换电路和can通信模块均通过电路板布线与微处理器模块连接；两组电流采样模块分别经各自的信号隔离电路连接到逻辑转换电路，逻辑转换电路连接到PWM模块，PWM模块连接到逆变电路或者DC/DC变换器，电流采样模块和电压采样模块连接到无线电能传输系统的原边侧或者副边侧。

所述的无线电能传输系统包括原边侧和副边侧，原边侧主要由发射线圈、原边侧谐振电路、逆变电路、整流电路和电网依次连接构成，副边侧主要由接收线圈、副边侧谐振电路、整流电路、DC/DC变换器和电池依次连接构成；

所述的无线电能传输系统的原边侧和副边侧均设置连接有一个控制器电路，原边侧的控制器电路中的电流采样模块和电压采样模块连接到逆变电路上，副边侧的控制器电路中的电流采样模块和电压采样模块连接到DC/DC变换器上。

所述控制器电路还包括开关电源模块，所述开关电源模块给微处理器模块、两组电流采样模块、两组电压采样模块、can通信模块和PWM模块提供相应电压等级的工作电源。

所述的上位机根据输入信号产生控制信息，经can通信模块发送到微处理器模块以进行反馈控制。