[发明专利]一种双向谐振无线充电系统

说明书

本发明涉及无线充电技术领域，尤其涉及一种新型的双向谐振无线充电系统。为了减少磁场感应式无线充电系统中功率开关的使用数量，简化接收端的整流滤波和功率调节电路，提升系统充电的灵活性，本发明提供一种新型的双向谐振无线充电系统。该系统只需要2个功率开关，即发射器和接收器分别只采用一个功率开关，以降低电路成本，同时增加双向无线充电的功能，即发射器和接收器可以互换使用。本发明对于一些中小功率的无线充电系统的应用，在简化电路同时，可以有效地降低成本，缩小体积，并且能够提升系统充电的灵活性。

技术领域

本发明涉及无线充电技术领域，尤其涉及一种新型的双向谐振无线充电系统。

背景技术

磁场感应式无线充电系统通常包含发射器和接收器。其中，发射器包含：高频逆变电路，发射谐振电路和控制电路；接收器包含：拾取谐振电路，整流滤波电路和功率调节电路。一般来说，发射端的高频逆变电路(DC-AC)可以使用半桥，全桥和推挽式等拓扑来实现电容型无线电力传输系统，但是需要2个或2个以上功率开关。接收端的整流滤波和功率调节电路也会使用功率开关替代二极管来提高效率，这样整个系统需要很多个功率开关，导致系统复杂度和成本因此提高，同时系统灵活性不够。

发明内容

本发明为了克服现有无线充电控制系统需要很多个功率开关，系统复杂度和成本较高，灵活性不够的缺点，提供一种新型的双向谐振无线充电系统，通过减少磁场感应式无线充电系统中功率开关的使用数量，简化接收端的整流滤波和功率调节电路，同时再增加双向无线充电的功能，即发射器和接收器可以互换使用。对于一些中小功率的无线充电系统的应用，在简化电路同时，降低成本，缩小体积，进一步提升系统充电的灵活性。

为实现上述目的，本发明提供以下技术方案：

一种新型的双向谐振无线充电系统，包括发射器和接收器，所述发射器包括直流电源1、滤波电容C₁、发射线圈L_T、谐振电容C_T和功率开关S₁，所述接收器包括功率开关S₂、谐振电容C_S、接收线圈L_S、滤波电容C₂和负载10；所述滤波电容C₁并联在所述直流电源1两端，所述发射线圈L_T与所述谐振电容C_T串联后分别连接所述直流电源1正负极，所述功率开关S₁并联在所述谐振电容C_T的两端；所述谐振电容C_S与所述接收线圈L_S串联后连接所述负载10，所述滤波电容C₂并联在所述负载10的两端，所述功率开关S₂并联在所述谐振电容C_S的两端；所述功率开关S₁和所述功率开关S₂的源极均接地，所述直流电源1和所述负载10两边可以互换使用。

进一步地，所述功率开关S₁和所述功率开关S₂均为MOSFET功率开关。

进一步地，所述发射器和所述接收器均包括有电容电压采样模块和电压检测模块，所述电容电压采样模块用于采样并检测对应的所述谐振电容的电压和相位，所述电压检测模块用于检测对应的所述滤波电容两端的电压。

进一步地，所述发射器和所述接收器均包括驱动控制模块，所述驱动控制模块包括有控制器和驱动电路，所述控制器用于发出一个固定频率的PWM并通过所述驱动电路来驱动对应的功率开关的通断，进而调节输出电压和输出功率。

进一步地，系统包括以下工作步骤：

B1、根据发射线圈L_T和谐振电容C_T的参数值，确定系统的工作频率；