[发明专利]一种基于复合结构的恒流恒压切换无线充电装置和方法

权利要求书

1.一种基于复合结构的恒流恒压切换无线充电装置，其特征在于，包括：高频全桥逆变电路、原边阻抗匹配网络、耦合线圈、副边阻抗匹配网络、恒流恒压切换网络和整流电路；

高频全桥逆变电路连接恒定电压源，所述高频全桥逆变电路连接原边阻抗匹配网络，所述原边阻抗匹配网络经过耦合线圈与副边阻抗匹配网络连接，所述副边阻抗匹配网络连接恒流恒压切换网络，所述恒流恒压切换网络通过整流电路与负载相连；

所述恒流恒压切换网络包括恒流电容、恒压电容和开关，所述恒流电容和恒压电容并联，所述开关与恒压电容串联，通过所述开关的开闭，实现恒流和恒压充电模式的切换。

2.如权利要求1所述的基于复合结构的恒流恒压切换无线充电装置，其特征在于，所述耦合线圈包括第一电感、第二电感、第三电感和第四电感，其中第一电感和第三电感与所述原边阻抗匹配网络连接，所述第二电感和第四电感与所述副边阻抗匹配网络连接。

3.如权利要求2所述的基于复合结构的恒流恒压切换无线充电装置，其特征在于，所述第一电感和第三电感串联，所述第二电感和第四电感并联。

4.如权利要求2所述的基于复合结构的恒流恒压切换无线充电装置，其特征在于，所述原边阻抗匹配网络包括第一电容、第三电容和第六电容，其中第一电容的输入端连接高频全桥逆变电路，所述第一电容依次与所述第一电感、第三电容和第三电感串联，所述第三电感的输出端连接所述高频全桥逆变电路，所述第六电容与所述第三电容和第三电感并联。

5.如权利要求2所述的基于复合结构的恒流恒压切换无线充电装置，其特征在于，所述副边阻抗匹配网络包括第二电容、第四电容、第五电容和第五电感，其中第二电容与第二电感和第五电感串联，第四电容与第四电感串联，所述第五电容与所述第二电感和第二电容并联。

6.如权利要求2所述的基于复合结构的恒流恒压切换无线充电装置，其特征在于，所述恒流恒压切换网络还包括第六电感和第七电感，所述恒压电容和恒流电容并联，且相交于两个连接点，其中一个连接点通过第六电感与所述副边阻抗匹配网络连接；通过第七电感与整流电路连接；另一连接点分别与所述副边阻抗匹配网络和整流电路连接。

7.如权利要求1所述的基于复合结构的恒流恒压切换无线充电装置，其特征在于，所述原边阻抗匹配网络包括原边S阻抗匹配网络和原边T型阻抗匹配网络，所述第一电容为原边S阻抗匹配网络的补偿电容C_X和原边T型阻抗匹配网络的补偿电感L_X的等效器件，所述第一电容的阻抗满足下式：

其中，是第一电容的阻抗，是补偿电容C_X的阻抗，是补偿电感L_X的阻抗。

8.一种基于复合结构的恒流恒压切换无线充电方法，其特征在于，采用如权利要求1-7任一项所述的基于复合结构的恒流恒压切换无线充电装置，包括以下步骤：

分析所述复合结构的输出特性，获得其具有与负载无关并在预设偏移下恒定的输出；

在所述恒定的输出的基础上，分析恒流恒压切换网络的特性，获得恒流模式和恒压模式的电压或电流增益；

调节参数，结合恒流电容和恒压电容的电压或电流增益，使复合结构在预设增益偏差Δ范围内恒压输出，并且在开关的作用下完成恒流模式到恒压模式切换。