本發(fā)明涉及無(wú)線充電領(lǐng)域，尤其涉及一種低輻射高效的電動(dòng)汽車無(wú)線充電裝置。

背景技術(shù)：

無(wú)線充電是利用電感耦合將能量由供電發(fā)射端傳送至用電接收端的一種技術(shù)，也就是不借助實(shí)物連線實(shí)現(xiàn)電能的無(wú)線傳送。WPC(Wireless Power Consortium無(wú)線充電聯(lián)盟)標(biāo)準(zhǔn)定義了無(wú)線充電系統(tǒng)的三個(gè)主要方面是提供電能的電力發(fā)送器(即上述發(fā)射端)、使用電能的電力接收器(即上述接收端)以及這兩種設(shè)備之間的通信協(xié)議。其中，電力發(fā)送器的關(guān)鍵電路包括向用電端傳輸電能的原邊線圈，驅(qū)動(dòng)原邊線圈的控制單元，以及通信電路。電力接收器的關(guān)鍵電路包括接收電能的副邊線圈，整流電路，充電電池以及通信電路。

具體實(shí)施時(shí)，將發(fā)射端接電源嵌入地面，將接收端安裝在汽車上，充電時(shí)只需將車開(kāi)到指定充電位置，使接收線圈位于發(fā)射線圈正上方，此時(shí)發(fā)射端與接收端相當(dāng)于互感變壓器的原邊和副邊，然后人為發(fā)送充電啟動(dòng)和結(jié)束命令即可。

目前，應(yīng)用于電動(dòng)汽車的無(wú)線充電方式主要有電磁感應(yīng)式和諧振耦合式。電磁感應(yīng)式的無(wú)線充電利用的是電磁感應(yīng)原理，原邊線圈接電源，變化的電流產(chǎn)生磁場(chǎng)，利用變壓器耦合將電能傳送至副邊電路。但該無(wú)線充電方式的電能傳輸距離較短，且對(duì)原邊線圈和副邊線圈的位置偏差很敏感，因此不適合用于電動(dòng)汽車的無(wú)線充電。諧振耦合式的無(wú)線充電技術(shù)與電磁感應(yīng)式的不同之處只是諧振耦合式的無(wú)線充電技術(shù)在原邊線圈的電感上并聯(lián)電容形成諧振回路，同時(shí)在用電接收端也組成同樣諧振頻率的接受回路，利用兩諧振體之間形成的強(qiáng)磁耦合來(lái)實(shí)現(xiàn)高效率的電能傳輸。諧振耦合式的無(wú)線充電技術(shù)電能傳輸距離較遠(yuǎn)，傳輸效率較高，更適合用于電動(dòng)汽車的無(wú)線充電。但這種技術(shù)還存在很多問(wèn)題，如當(dāng)原邊線圈與副邊線圈的相對(duì)位置偏差較大(也簡(jiǎn)稱這種情況為對(duì)不準(zhǔn))時(shí)，發(fā)射端電路將不處于諧振狀態(tài)，傳輸效率下降，產(chǎn)生的較強(qiáng)輻射會(huì)損害乘車人員的身體健康，對(duì)周圍的電磁信號(hào)造成干擾。

發(fā)射端和接收端電路固有頻率都為：

其中的L為總電感量即電路本身的電感量與互感量的疊加?？刂菩盘?hào)產(chǎn)生電路產(chǎn)生的矩形波信號(hào)是由基波和許多多次諧波組成的，基波頻率與發(fā)射端電路的固有頻率相同，則發(fā)射端電路達(dá)到諧振狀態(tài)，與固有頻率相同的基波被保留，其他的多次及高次諧波被抑制，實(shí)現(xiàn)了選頻，產(chǎn)生波形較好的正弦波用于傳輸電能。然而實(shí)際情況下，原邊線圈與副邊線圈的位置偏差不可避免，此時(shí)互感減小，①式中的L減小，固有頻率提高，若控制單元產(chǎn)生的信號(hào)頻率不變，則發(fā)射端電路不滿足諧振狀態(tài)，基波信號(hào)得到一定程度的抑制，發(fā)射端電路充電效率降低，對(duì)諧波的抑制減弱，這些沒(méi)有被抑制掉的諧波散射到空中形成輻射，損害乘車人員的身體健康，對(duì)周圍空氣中的其他電磁信號(hào)造成干擾。因此，提高無(wú)線充電的效率成為了近年來(lái)研究的熱點(diǎn),但降低充電時(shí)產(chǎn)生的輻射還沒(méi)有引起人們的重視，如果輻射問(wèn)題不解決，將嚴(yán)重影響無(wú)線充電技術(shù)的實(shí)用性，阻礙該技術(shù)的普及。

目前，有些學(xué)者提出通過(guò)安裝定位裝置的方法，即原邊電路上安裝磁傳感器，接收副邊線圈的磁信號(hào)以判斷原邊線圈與副邊線圈之間的位置偏差，根據(jù)此位置偏差移動(dòng)原邊線圈直到與副邊線圈對(duì)準(zhǔn)，以減小原邊線圈和副邊線圈之間的位置偏差，達(dá)到提高充電效率降低輻射的目的。但這種方法實(shí)現(xiàn)起來(lái)較為困難，一是，埋于地下的充電端需要位置移動(dòng)，因此需要占用的地下空間較大，而且充電端電路與電源為有線連接，長(zhǎng)期移動(dòng)充電端電路同樣存在著安全隱患；二是，若想減小原、幅邊線圈之間的位置偏差，原邊電路的移動(dòng)方向不止是前后左右四個(gè)方向，而是需要多向移動(dòng)，所以其軌道的鋪設(shè)問(wèn)題也很難解決。

基于以上所述問(wèn)題，本領(lǐng)域急需一種低輻射高效的電動(dòng)汽車無(wú)線充電裝置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明提供一種低輻射、自適應(yīng)能力強(qiáng)、充電效率高的電動(dòng)汽車無(wú)線充電裝置，其包括：原邊發(fā)射端和副邊接收端，所述原邊發(fā)射端包括：控制模塊、驅(qū)動(dòng)電路、諧振耦合模塊、電壓信號(hào)整形模塊、原邊通信電路、整流濾波電路以及外接電源，其中，所述控制模塊包括相互連接的原邊單片機(jī)和控制信號(hào)產(chǎn)生電路；所述驅(qū)動(dòng)電路與所述控制模塊中的所述控制信號(hào)產(chǎn)生電路相連接，所述驅(qū)動(dòng)電路中設(shè)有兩個(gè)共地的場(chǎng)效應(yīng)管；所述諧振耦合模塊包括相互連接的電容控制接入電路和發(fā)射線圈，所述電容控制接入電路與所述原邊單片機(jī)相連接；所述發(fā)射線圈具有第一端、第二端和第三端，所述第一端分別連接所述驅(qū)動(dòng)電路、所述電壓信號(hào)整形模塊；所述第二端分別連接所述驅(qū)動(dòng)電路、原邊通信電路；所述第三端為所述第一端和所述第二端正中間的抽頭，通過(guò)一個(gè)平衡電感連接到所述整流濾波電路，進(jìn)一步連接到外接電源，接收來(lái)自外部的電力；所述電容控制接入電路并聯(lián)于所述第一端和第二端之間；所述第一端和第二端還分別連接所述驅(qū)動(dòng)電路中的兩個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管；所述電壓信號(hào)整形模塊包括原邊電壓波形整形電路和原邊電壓幅度轉(zhuǎn)換電路，所述電壓信號(hào)整形模塊連接至所述控制模塊中的所述原邊單片機(jī)，并將發(fā)射線圈第一端的波形和電壓大小的信息傳送至所述原邊單片機(jī)；所述原邊通信電路分別與所述控制模塊中的所述原邊單片機(jī)、所述諧振耦合模塊中的發(fā)射線圈相連接，所述原邊通信電路中設(shè)有放大電路和鑒頻電路；所述整流濾波電路中設(shè)有整流橋和電容。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進(jìn)。

進(jìn)一步地，所述副邊接收端包括：副邊單片機(jī)、副邊通信電路、接收線圈、汽車充電電路、電壓檢測(cè)電路以及顯示屏，其中，所述副邊單片機(jī)、所述副邊通信電路、所述接收線圈、所述汽車充電電路以及所述電壓檢測(cè)電路依次連接，所述電壓檢測(cè)電路和所述顯示屏分別連接至所述副邊單片機(jī)。

進(jìn)一步地，副邊接收端的接收線圈與原邊發(fā)射端的發(fā)射線圈耦合適配。

進(jìn)一步地，所述汽車充電電路中設(shè)有用于儲(chǔ)存電能、供汽車使用的充電電池。

進(jìn)一步地，還包括手機(jī)通信模塊，所述手機(jī)通信模塊連接至所述控制模塊中的所述原邊單片機(jī)。

本發(fā)明的有益效果是：低輻射、自適應(yīng)能力強(qiáng)、充電效率高。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的電動(dòng)汽車無(wú)線充電裝置的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；

圖2是本發(fā)明的電動(dòng)汽車無(wú)線充電裝置的電路結(jié)構(gòu)圖；

圖3是圖2中各點(diǎn)的波形示意圖；

圖4是該實(shí)施例中原邊電壓幅度過(guò)大情況下的波形圖；

圖5是該實(shí)施例中不同漏磁程度時(shí)未經(jīng)修正的波形圖；

圖6是該實(shí)施例中不同漏磁程度時(shí)經(jīng)過(guò)修正的波形圖；

圖7是該實(shí)施例中不同漏磁程度下F點(diǎn)與B點(diǎn)的波形圖；

圖8是該實(shí)施例中不同漏磁程度下G點(diǎn)與B點(diǎn)的波形圖；

在附圖中，各標(biāo)號(hào)所表示的部件名稱列表如下：

100——控制模塊；101——原邊單片機(jī)；102——控制信號(hào)產(chǎn)生電路；200——驅(qū)動(dòng)電路；300——諧振耦合模塊；301——電容控制接入電路；302——發(fā)射線圈；400——電壓信號(hào)整形模塊；500——原邊通信電路；600——整流濾波電路；700——手機(jī)通信模塊；

801——副邊單片機(jī)；802——副邊通信電路；803——接收線圈；804——汽車充電電路；805——電壓檢測(cè)電路；806——顯示屏。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。

請(qǐng)先參照?qǐng)D1和圖2所示，圖1為本發(fā)明的電動(dòng)汽車無(wú)線充電裝置的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；圖2為本發(fā)明的電動(dòng)汽車無(wú)線充電裝置的電路結(jié)構(gòu)圖；所述電動(dòng)汽車無(wú)線充電裝置包括：原邊發(fā)射端和副邊接收端，其中，

所述原邊發(fā)射端包括：控制模塊100、驅(qū)動(dòng)電路200、諧振耦合模塊300、電壓信號(hào)整形模塊400、原邊通信電路500、整流濾波電路600以及外接電源(圖未示)，其中，

所述控制模塊100包括相互連接的原邊單片機(jī)101和控制信號(hào)產(chǎn)生電路102；

所述驅(qū)動(dòng)電路200與所述控制模塊100中的所述控制信號(hào)產(chǎn)生電路102相連接，所述驅(qū)動(dòng)電路200中設(shè)有兩個(gè)共地的場(chǎng)效應(yīng)管N1、N2；

所述諧振耦合模塊300包括相互連接的電容控制接入電路301和發(fā)射線圈302，所述電容控制接入電路301與所述原邊單片機(jī)101相連接；所述發(fā)射線圈302具有第一端、第二端和第三端，所述第一端分別連接所述驅(qū)動(dòng)電路200、所述電壓信號(hào)整形模塊400；所述第二端分別連接所述驅(qū)動(dòng)電路200、原邊通信電路500；所述第三端為所述第一端和所述第二端正中間的抽頭，通過(guò)一個(gè)平衡電感連接到所述整流濾波電路600，進(jìn)一步連接到外接電源，接收來(lái)自外部的電力；所述電容控制接入電路301并聯(lián)于所述第一端和第二端之間；所述第一端和第二端還分別連接所述驅(qū)動(dòng)電路200中的場(chǎng)效應(yīng)管N1、N2；

所述電壓信號(hào)整形模塊400包括原邊電壓波形整形電路和原邊電壓幅度轉(zhuǎn)換電路，由于這兩個(gè)電路為本領(lǐng)域常規(guī)設(shè)計(jì)，所以圖中未示出，此處亦不再贅述；所述電壓信號(hào)整形模塊400連接至所述控制模塊100中的所述原邊單片機(jī)101，并將波形和電壓大小的信息傳送至所述原邊單片機(jī)101；

所述原邊通信電路500分別與所述控制模塊100中的所述原邊單片機(jī)101、所述諧振耦合模塊300中的發(fā)射線圈302相連接，所述原邊通信電路500中設(shè)有放大電路和鑒頻電路；

所述整流濾波電路600中設(shè)有整流橋和電容(屬常規(guī)設(shè)計(jì)未畫(huà)出)，如圖2所示，C6、C7、C8電容并聯(lián)電路可以起到對(duì)電源濾波的作用，L作為接入耦合電路的平衡電感；

此外，優(yōu)選設(shè)置一手機(jī)通信模塊700，所述手機(jī)通信模塊700連接至所述控制模塊100中的所述原邊單片機(jī)101；原邊單片機(jī)也可以將記錄的充電時(shí)產(chǎn)生的功耗和電動(dòng)汽車的ID賬號(hào)等信息發(fā)送到充電信息管理中心實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上繳費(fèi)等功能，使電動(dòng)汽車的充電過(guò)程更加簡(jiǎn)便和人性化。

所述副邊接收端包括：副邊單片機(jī)801、副邊通信電路802、接收線圈803、汽車充電電路804、電壓檢測(cè)電路805以及顯示屏806，其中，所述副邊單片機(jī)801、所述副邊通信電路802、所述接收線圈803、所述汽車充電電路804以及所述電壓檢測(cè)電路805依次連接，所述電壓檢測(cè)電路805和所述顯示屏806分別連接至所述副邊單片機(jī)801；所述接收線圈803與原邊發(fā)射端的所述發(fā)射線圈302耦合適配；所述汽車充電電路804中設(shè)有用于儲(chǔ)存電能、供汽車使用的充電電池；

所述原邊通信電路500和所述副邊通信電路802之間通過(guò)接收線圈和發(fā)射線圈的耦合進(jìn)行通信；所述副邊單片機(jī)801先后經(jīng)所述副邊通信電路802、所述接收線圈803、所述發(fā)射線圈302、所述原邊通信電路500將充電啟動(dòng)信號(hào)、汽車ID賬號(hào)等信息傳輸?shù)剿鲈厗纹瑱C(jī)101。

控制信號(hào)產(chǎn)生電路產(chǎn)生的矩形波信號(hào)(以下簡(jiǎn)稱控制信號(hào))是由基波和許多多次諧波組成的，場(chǎng)效應(yīng)管是非線性器件，其輸出信號(hào)比輸入信號(hào)具有更為豐富的頻率成分，因此控制信號(hào)經(jīng)過(guò)場(chǎng)效應(yīng)管驅(qū)動(dòng)后將會(huì)產(chǎn)生遠(yuǎn)比控制信號(hào)頻率更為豐富的各種高頻諧波。當(dāng)副邊線圈與原邊線圈之間存在位置偏差時(shí)，原、副邊線圈之間的互感減小，漏磁增多，即公式①中的L減小，諧振電路的固有頻率f₀提高，與控制信號(hào)產(chǎn)生電路輸出的信號(hào)的基波頻率出現(xiàn)偏差，電路不處于諧振狀態(tài)，基波信號(hào)得到一定程度的抑制，發(fā)射端電路充電效率降低，對(duì)各種諧波的抑制減弱，這些沒(méi)有被抑制掉的諧波散射到空中形成輻射，損害乘車人員的身體健康，干擾周圍的電磁信號(hào)。如圖7所示，F(xiàn)為一個(gè)實(shí)施例中驅(qū)動(dòng)電路輸出端一點(diǎn)的電壓波形，B為上述實(shí)施例中控制信號(hào)產(chǎn)生電路輸出端一點(diǎn)的電壓波形，a圖為漏磁1％時(shí)，F(xiàn)點(diǎn)與B點(diǎn)的波形圖，此時(shí)F點(diǎn)電壓波形較好，噪聲極少，可以認(rèn)為此時(shí)F點(diǎn)B點(diǎn)的電壓無(wú)相位偏差(圖中所呈現(xiàn)出的相位差是由于場(chǎng)效應(yīng)管的輸出與輸入的特性所形成的固定差)；b圖為漏磁5％時(shí)F點(diǎn)與B點(diǎn)的波形圖，此時(shí)，B點(diǎn)與F點(diǎn)的電壓出現(xiàn)相位差，F(xiàn)點(diǎn)電壓波形出現(xiàn)少量噪聲；c圖為漏磁為10％時(shí)F點(diǎn)與B點(diǎn)的波形圖，此時(shí)，B點(diǎn)與F點(diǎn)的電壓相位差更明顯，F(xiàn)點(diǎn)電壓波形出現(xiàn)更多噪聲，d圖為漏磁為50％時(shí)F點(diǎn)與B點(diǎn)的波形圖，此時(shí)，F(xiàn)點(diǎn)的電壓波形已基本看不出來(lái)了。

為了降低輻射、保證充電效率，原邊電路需要保持在諧振狀態(tài)。本發(fā)明中，單片機(jī)可以根據(jù)漏磁程度改變諧振電路中電容的接入量使電路保持諧振狀態(tài)。其中漏磁程度可以由控制信號(hào)產(chǎn)生電路輸出端的電壓和驅(qū)動(dòng)電路輸出端的電壓(圖7中F、B兩點(diǎn)的電壓)之間的相位差反映和表示，兩電壓的電壓相位則由電壓信號(hào)整形模塊(由分壓電阻、電壓跟隨器、低通濾波器、過(guò)零電壓比較器等組成)實(shí)時(shí)檢測(cè)并將檢測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送到原邊單片機(jī)，原邊單片機(jī)根據(jù)該檢測(cè)數(shù)據(jù)判斷漏磁程度，然后發(fā)送命令控制相應(yīng)的電容控制接入電路，使電路保持諧振狀態(tài)。

假設(shè)原邊發(fā)射線圈兩端的電壓為V₁、副邊接收線圈兩端的電壓為V₂、汽車充電電路中的充電電池兩端電壓為E、副邊負(fù)載電阻為R，當(dāng)副邊電流為零時(shí)的原邊電流為i₁、副邊電流為i₂。

(1)當(dāng)充電剛剛開(kāi)始、電池電壓E較小時(shí)，由公式

可知i₂較大，因副邊線圈耦合到原邊線圈的電流是與原邊線圈電流i₁反向的，此時(shí)原邊線圈的電流i₁-i₂較小，則原邊電壓V₁相對(duì)較小，需要通過(guò)增大PWM波的占空比來(lái)提高原邊電壓V₁。

(2)只要存在漏磁，原邊耦合到副邊的電壓就會(huì)減少，則有可能出現(xiàn)副邊得到的充電電壓不滿足充電要求的情況，此時(shí)副邊電壓檢測(cè)電路(即檢測(cè)充電電壓，也檢測(cè)電池電壓狀態(tài))就會(huì)將檢測(cè)到的電壓異常情況通過(guò)通信電路傳送至原邊單片機(jī)，改變PWM波占空比，提高原邊電壓。上述兩種情況均需要增大原邊電壓V₁，但原邊電壓一直增大則有可能會(huì)出現(xiàn)如圖4所示的波形，即電壓過(guò)大，導(dǎo)致電壓信號(hào)最低點(diǎn)出現(xiàn)過(guò)零點(diǎn)現(xiàn)象，這時(shí)大功率N溝道場(chǎng)效應(yīng)管反向?qū)?，降低?chǎng)效應(yīng)管的使用壽命。為避免上述情況的發(fā)生，本發(fā)明設(shè)置了電壓信號(hào)整形模塊，用于實(shí)時(shí)檢測(cè)原邊電壓幅度的變化并將檢測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送至原邊單片機(jī)。當(dāng)檢測(cè)到V₁信號(hào)過(guò)大時(shí)，降低原邊單片機(jī)輸出的PWM波的占空比來(lái)保證原邊電壓不過(guò)高，以消除電路安全隱患。

(3)充電過(guò)程中，E不斷提高，當(dāng)電池快要充滿時(shí)，②中的E較大，則i₂較小，原邊線圈的電流i₁-i₂較大，V₁較大，則V₂較大，但此時(shí)電池已經(jīng)快充滿，V₂過(guò)大可能有引發(fā)電池爆炸的危險(xiǎn)。為保證充電安全，副邊的電壓檢測(cè)電路檢測(cè)到出現(xiàn)異常情況時(shí)，副邊單片機(jī)發(fā)送命令，通過(guò)通信電路傳送到原邊單片機(jī)，原邊單片機(jī)改變PWM波的占空比，控制原邊電壓。

綜上所述，為降低充電輻射、實(shí)現(xiàn)電能的高效傳輸，需要事先通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出并存入單片機(jī)一些數(shù)據(jù)。如圖2所示，在充電電池電壓一定，原邊單片機(jī)輸出的PWM波占空比一定的前提下，多種漏磁程度狀態(tài)時(shí)，(1)控制信號(hào)產(chǎn)生電路輸出端與驅(qū)動(dòng)電路輸出端之間的電壓相位差，在下述實(shí)施例中，即G點(diǎn)(與F點(diǎn)的電壓存在相位差，該相位差是電路問(wèn)題導(dǎo)致，為一定值，不影響計(jì)算)與B點(diǎn)的電壓相位差(分別記做)以及此時(shí)相對(duì)應(yīng)的原邊電路保持諧振需要接入的電容量；(2)原邊電壓的峰值(記做V_m0、V_m1、V_m2……V_mn)。將上述兩組數(shù)值存入原邊單片機(jī)，用于與正常充電時(shí)測(cè)得的相位差和電壓峰值V_m作比較。

諧振耦合模塊的電路會(huì)對(duì)控制模塊的電路造成強(qiáng)電干擾，因此在設(shè)計(jì)控制模塊電源電路時(shí)，需要增強(qiáng)抗干擾措施。

請(qǐng)結(jié)合圖1和圖2所示，由副邊單片機(jī)發(fā)送充電啟動(dòng)命令及自身的ID身份號(hào)，該命令經(jīng)過(guò)通信電路傳送至原邊單片機(jī)；在本實(shí)施例中即該命令先經(jīng)調(diào)制電路進(jìn)行信號(hào)調(diào)制、放大電路進(jìn)行信號(hào)放大，經(jīng)C5耦合電容耦合到副邊線圈，再由副邊線圈耦合到原邊線圈，然后經(jīng)C4耦合電容耦合到放大電路，最后經(jīng)鑒頻電路傳輸?shù)皆厗纹瑱C(jī)。其中，C4、C5的電容值很小，容抗很大，一方面，不會(huì)對(duì)充電電壓和充電電流產(chǎn)生影響；另一方面，由于已調(diào)制信號(hào)所用的載波頻率較高C4、C5對(duì)已調(diào)制信號(hào)的容抗較小，仍能起到耦合作用。

原邊單片機(jī)接到充電啟動(dòng)命令后便開(kāi)始啟動(dòng)發(fā)射端電路工作，為接收端電路提供電能，具體工作過(guò)程如下：(1)原邊單片機(jī)產(chǎn)生占空比小于1/2周期、頻率二倍于原邊諧振頻率的PWM波，波形如圖3中的A波形所示；(2)該P(yáng)WM波經(jīng)過(guò)D觸發(fā)器后實(shí)現(xiàn)二分頻，信號(hào)波形如圖3中的Q、波形所示；(3)實(shí)現(xiàn)二分頻后的信號(hào)與原PWM波經(jīng)過(guò)兩個(gè)與門后變?yōu)閮陕氛伎毡刃∮谒姆种恢芷诘男盘?hào)，波形如圖3中的B、E波形所示；(4)上述兩路占空比小于四分之一周期的信號(hào)作為控制信號(hào)控制大功率N溝道場(chǎng)效應(yīng)管N1、N2的導(dǎo)通與截止，N1與N2的導(dǎo)通與截止又控制電源電流的流入與截止；(5)流入的電源電流在兩個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管N1、N2的開(kāi)關(guān)控制下經(jīng)過(guò)發(fā)射線圈L1、C、電容控制接入電路(由S1-1、S1-2，C1-1、C1-2；S2-1、S2-2，C2-1、C2-2；Sn-1、Sn-2,Cn-1、Cn-2組成)并聯(lián)形成的諧振電路后，發(fā)射端電路便達(dá)到諧振狀態(tài)，電路中的電流為足夠大，能夠滿足充電要求，原邊線圈上的中頻大電流信號(hào)經(jīng)過(guò)變壓器T耦合到接收線圈，實(shí)現(xiàn)對(duì)接收端電路高效充電。本實(shí)施例在模擬電路仿真時(shí)所采用PWM波頻率為170KHz、占空比為50％、振幅為5V的方波；諧振電路的供電電源電壓為20V直流電；與門型號(hào)為7408N；N溝道場(chǎng)效應(yīng)管型號(hào)為IRF830。

如圖2所示，當(dāng)副邊線圈與原邊線圈之間存在位置偏差時(shí)，原、副邊線圈之間的互感減小，漏磁增多，即①式中的L減小，諧振電路的固有頻率f₀提高，與單片機(jī)輸出的控制信號(hào)的基波頻率出現(xiàn)偏差，電路不處于諧振狀態(tài)，此時(shí)基波信號(hào)得到一定程度的抑制，發(fā)射端電路充電效率降低，對(duì)諧波的抑制減弱，這些沒(méi)有被抑制掉的諧波散射到空中形成輻射。為了降低輻射，保證充電效率，電路需要保持在諧振狀態(tài)。在本實(shí)施例中保持原邊電路諧振的具體方法是原邊單片機(jī)根據(jù)漏磁程度發(fā)送控制信號(hào)控制S1、S2、…Sn開(kāi)關(guān)的開(kāi)關(guān)狀態(tài)以改變接入諧振電路中的電容量，使電路處于諧振狀態(tài)。例如，在本實(shí)施例中PWM波的占空比為50％：5％的漏磁狀態(tài)下，閉合開(kāi)關(guān)S1-1、S1-2能讓原邊電路不失諧；10％的漏磁狀態(tài)下，閉合開(kāi)關(guān)S1-1、S1-2、S2-1、S-2能讓原邊電路不失諧。如圖5所示，從上至下依次表示的是0％、5％、10％、15％、20％、25％、30％、50％漏磁程度下未經(jīng)上述方法修正的波形。圖6從上至下依次表示的為0％、5％、10％、15％、20％、25％、30％、50％漏磁程度下經(jīng)過(guò)上述方法修正后的波形。

如圖2所示，在本實(shí)施例中漏磁程度的具體測(cè)量方法如下：在F點(diǎn)取得電壓信號(hào)，經(jīng)電壓信號(hào)整形模塊后輸出至G點(diǎn)，G點(diǎn)電壓信號(hào)與在B點(diǎn)取出的電壓信號(hào)同時(shí)輸入到原邊單片機(jī)，由單片機(jī)計(jì)算得到兩點(diǎn)之間的相位差，將該相位差與事先存入原邊單片機(jī)中的不同程度漏磁下的相位差作比較，即可判斷此時(shí)的漏磁程度(即兩線圈之間的位置偏差)。在F點(diǎn)采集到的信號(hào)經(jīng)電壓信號(hào)整形模塊后，基頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為矩形波，諧波信號(hào)得到抑制。圖7所提供的是如圖2所示的B點(diǎn)與F點(diǎn)的波形圖。圖8中，a圖為無(wú)漏磁狀態(tài)時(shí)G點(diǎn)與B點(diǎn)的波形圖；b圖為漏磁程度為5％時(shí)G點(diǎn)與B點(diǎn)的波形圖；c圖為漏磁程度為10％時(shí)G點(diǎn)與B點(diǎn)的波形圖，d圖為漏磁程度為50％時(shí)G點(diǎn)與B點(diǎn)的波形圖。

為使電路在上述情況(1)、(2)下能夠安全工作，原邊單片機(jī)將得到的原邊電壓峰值V_m，與事先存在單片機(jī)中該種漏磁情況下的電壓峰值V_mn比較。當(dāng)檢測(cè)到V_m大于V_mn時(shí)，降低原邊單片機(jī)發(fā)送的PWM波的占空比，改變大功率N溝道場(chǎng)效應(yīng)管的導(dǎo)通時(shí)間，以此降低原邊電壓幅度，以消除充電過(guò)程中安全隱患；為使電路在上述情況(3)下能夠安全工作，副邊的充電電池與電壓檢測(cè)電路連接，實(shí)時(shí)檢測(cè)電池充電電壓，并實(shí)時(shí)在顯示屏上顯示，當(dāng)檢測(cè)到電池充電電壓過(guò)高時(shí)，副邊單片機(jī)發(fā)送命令，該命令通過(guò)通信電路發(fā)送至原邊單片機(jī)，原邊單片機(jī)減小PWM波的占空比，降低原邊電壓，保證充電安全。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。