基于無(wú)線電能傳輸?shù)母呱龎罕萪c-dc變換器電路的制作方法
【專(zhuān)利摘要】一種基于無(wú)線電能傳輸?shù)母呱龎罕菵C-DC變換器電路，該電路包括用于逆變，將直流轉(zhuǎn)變成高頻交流的DC-AC高頻變換模塊；用于高頻交流狀態(tài)下的無(wú)線電能傳輸?shù)臒o(wú)線電能傳輸模塊和用于交流轉(zhuǎn)變成直流的整流模塊。本發(fā)明采用高頻諧振強(qiáng)磁耦合無(wú)線電能傳輸技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了高升壓比DC-DC變換器；電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠、實(shí)用。本發(fā)明高升壓比DC-DC變換器在燃料電池、太陽(yáng)能光伏等眾多領(lǐng)域可進(jìn)行廣泛應(yīng)用，同時(shí)可以完成無(wú)線能量傳遞任務(wù)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】基于無(wú)線電能傳輸?shù)母呱龎罕?0-00變換器電路
[0001]

【技術(shù)領(lǐng)域】
本發(fā)明涉及一種基于無(wú)線電能傳輸?shù)母呱龎罕?00(:變換器電路，利用原副邊的高頻諧振強(qiáng)磁耦合進(jìn)行能量傳遞并完成高升壓比，屬無(wú)線電能傳輸【技術(shù)領(lǐng)域】與電力電子領(lǐng)域。
[0002]

【背景技術(shù)】
由于直流輸入電壓較低而輸出電壓較高，因而需要000(:變換器具有高升壓比。高升壓比000(:變換器通過(guò)高變比的變壓器方案可以獲得，也可以采用？麗控制方案來(lái)得到。目前高升壓比000(:變換器在燃料電池、太陽(yáng)能光伏等眾多領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。
[0003]為了得到高升壓比000(:變換器，有多種方案，基本采用拓?fù)浣鉀Q。其中有采用交錯(cuò)互聯(lián) 8008七方案，如]1111 1611，丁80七80 了111 811(1 1(67116 81116(1167, “八加界 1111:61-168^6(11801^1:6(1 130081: 0011^61'七61111^11 卩0界6111 0&1: 10118 , ^^^1 16(1 卩0界61￡1601:1-011108 0011？61~61106 811(1 2x^0811: 1011, 2006.’ 06.八 111111&1
^0888-0^1-0, 了.1.尺肅11~62，
卩.2.八.(161^8)381101, “八 00 ~ 00 1111111:116^61 130081: 001^61'七61'”， 121 ？0^61~
￡1601:1-011., 2010，7()1.3, 188.1，卯:129 - 137。
[0004]目前而言，高升壓比000(:變換器基本都是采用各種不同的電力電子拓?fù)淇刂品桨竵?lái)實(shí)現(xiàn)，而利用強(qiáng)磁耦合無(wú)線電能傳輸技術(shù)方案尚未見(jiàn)報(bào)道。
[0005]強(qiáng)磁耦合無(wú)線電能傳輸技術(shù)作為新型技術(shù)有廣泛應(yīng)用前景，對(duì)于采用此方案得到高升壓比000(:變換器尚未見(jiàn)報(bào)道。無(wú)線電能傳輸中輸入與輸出兩個(gè)線圈通過(guò)匹配之后，可以有很強(qiáng)的升壓能力，可以加以利用。
[0006]


【發(fā)明內(nèi)容】

本發(fā)明的目的是，為了解決強(qiáng)磁耦合無(wú)線電能傳輸技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出一種基于無(wú)線電能傳輸?shù)母呱龎罕?00(:變換器電路與方法，為采用無(wú)線電能傳輸技術(shù)實(shí)現(xiàn)高升壓比00-00變換器，提供一種全新的思路。
[0007]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)方案是，本發(fā)明一種基于無(wú)線電能傳輸?shù)母呱龎罕?00(:變換器電路包括:
00-^0高頻變換模塊，用于逆變，將直流轉(zhuǎn)變成高頻交流；
無(wú)線電能傳輸模塊，用于高頻交流狀態(tài)下的無(wú)線電能傳輸，利用原副邊的高頻諧振強(qiáng)磁耦合進(jìn)行能量傳遞；
整流模塊，用于交流轉(zhuǎn)變成直流。
[0008]本發(fā)明電路的00八高頻變換模塊和無(wú)線電能傳輸模塊；直流輸入的正極和負(fù)極分別連接00八高頻變換模塊的輸入端；00八高頻變換模塊的輸出端連接無(wú)線電能傳輸模塊的輸入端；無(wú)線電能傳輸模塊的輸出端連接整流模塊的輸入端；整流模塊輸出變換后的直流電壓。
[0009]本發(fā)明電路的00八高頻變換模塊采用2類(lèi)逆變方案，所述模塊電路包括場(chǎng)效晶體管01、電感[、柵極驅(qū)動(dòng)電阻[、泄放電阻以、電容07和二極管05 ；直流輸入端正極通過(guò)電感[連接場(chǎng)效晶體管的漏極；驅(qū)動(dòng)端通過(guò)柵極驅(qū)動(dòng)電阻町連接場(chǎng)效晶體管的柵極；直流輸入端負(fù)極接場(chǎng)效晶體管的源極；在直流輸入端負(fù)極與場(chǎng)效晶體管的柵極之間并聯(lián)泄放電阻以和二極管05 ；場(chǎng)效晶體管的源極與漏極之間并聯(lián)電容07。
[0010]本發(fā)明電路的無(wú)線電能傳輸模塊包括電感[1、電感[2、電容和電容?:2 ；電感11和電容串聯(lián)，組成無(wú)線電能傳輸模塊的原邊，即輸入端；電感12和電容?:2并聯(lián)，組成無(wú)線電能傳輸模塊的副邊，即輸出端；電感[1和電感[2之間采用強(qiáng)磁耦合。
[0011]所述電感11為用于限流的高頻電感，場(chǎng)效晶體管采用金屬-氧化層半導(dǎo)體場(chǎng)效晶體管；電阻町為場(chǎng)效晶體管的柵極驅(qū)動(dòng)電阻；電阻以為場(chǎng)效晶體管的泄放電阻，05為驅(qū)動(dòng)電壓保護(hù)二極管，07用于吸引高頻電壓尖鋒。
[0012]所述電感11與電容構(gòu)成諧振電路而端輸入高頻？II驅(qū)動(dòng)，使電感11與電容01形成高頻振蕩，為強(qiáng)磁耦合進(jìn)行無(wú)線電能傳輸提供條件。
[0013]本發(fā)明電路的無(wú)線電能傳輸模塊的副邊輸出電壓與原邊輸入電壓之間的升壓比可控，可以達(dá)50或以上，完成很高的隔離升壓比。
[0014]本發(fā)明電路的整流模塊采用全橋整流方案:由于其副邊諧振電路輸出為諧振高頻交流，需要由01-04構(gòu)成的全橋整流電路進(jìn)行整流得到直流輸出。
[0015]本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明采用強(qiáng)磁耦合無(wú)線電能傳輸技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了高升壓比000(:變換器；該電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠、實(shí)用。本發(fā)明高升壓比000(:變換器在燃料電池、太陽(yáng)能光伏等眾多領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。
[0016]

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
圖1為本發(fā)明基于無(wú)線電能傳輸?shù)母咦儔罕?00(:變換器電路示意圖；
圖2為本發(fā)明基于無(wú)線電能傳輸?shù)母咦儔罕?00(:變換器電路的00八高頻變換模塊電路；
圖中，1是00八高頻變換模塊；2是無(wú)線電能傳輸模塊；3是整流模塊。

【具體實(shí)施方式】
[0017]本發(fā)明實(shí)施例結(jié)合附圖進(jìn)一步說(shuō)明。
[0018]圖1是本實(shí)施例基于無(wú)線電能傳輸?shù)母咦儔罕?00(:變換器電路的示意圖。電路分為00八高頻變換模塊、無(wú)線電能傳輸模塊、整流模塊三大模塊。
[0019]圖2是本實(shí)施例基于無(wú)線電能傳輸?shù)母咦儔罕?00(:變換器電路的00…高頻變換模塊部分，采用2類(lèi)逆變器方案。
[0020]圖1中1所示部分為00八高頻變換模塊:1=+與匕-為直流輸入端，驅(qū)動(dòng)端6采用？麗驅(qū)動(dòng)控制開(kāi)關(guān)管的開(kāi)通與關(guān)斷。電感[取值比較大，使流過(guò)的電流為恒定值。電感[1為高頻電感用于限流，功率開(kāi)關(guān)采用有利于高頻驅(qū)動(dòng)。電阻町為場(chǎng)效應(yīng)管的柵極驅(qū)動(dòng)電阻，電阻以為場(chǎng)效應(yīng)管的泄放電阻，05為驅(qū)動(dòng)電壓保護(hù)二極管，07用于吸引高頻電壓尖鋒，11 (￠0111)與構(gòu)成諧振電路。6端輸入高頻？II驅(qū)動(dòng)，使11(00111)與形成高頻振蕩，為強(qiáng)磁耦合進(jìn)行無(wú)線電能傳輸提供條件。
[0021]當(dāng)01開(kāi)通時(shí)，形成1=+—I一01—111-的電流，電感[儲(chǔ)能山1 ((31011)與形成高頻正弦諧振，07兩端電壓為零。關(guān)斷時(shí)，因?yàn)?7緩沖電容的作用，可以實(shí)現(xiàn)零壓關(guān)斷，有利于減小關(guān)斷損耗。
[0022]圖1中2所示部分為無(wú)線電能傳輸模塊部分。
[0023]LI (Coill)為原邊線圈，Cl為原邊諧振電容，原邊采用串聯(lián)方案，Cl外置，以便于設(shè)計(jì)調(diào)整頻率。L2 (Coil2)為副邊線圈，Cl為副邊諧振電容，原邊采用并聯(lián)方案，C2依然外置，便于設(shè)計(jì)調(diào)整頻率。由于副邊諧振電路的高品質(zhì)因素能獲得很高的升壓特性。
[0024]圖1中3所示部分為整流模塊，采用全橋整流方式。
【權(quán)利要求】
1.一種基于無(wú)線電能傳輸?shù)母呱龎罕?00(:變換器電路，其特征在于，包括: 00-^0高頻變換模塊，用于逆變，將直流轉(zhuǎn)變成高頻交流； 無(wú)線電能傳輸模塊，用于高頻交流狀態(tài)下的無(wú)線電能傳輸，利用原副邊的高頻諧振完成強(qiáng)磁耦合進(jìn)行能量傳遞； 整流模塊，用于交流轉(zhuǎn)變成直流。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于無(wú)線電能傳輸?shù)母呱龎罕?00(:變換器電路，其特征在于，所述00八高頻變換模塊和無(wú)線電能傳輸模塊；直流輸入的正極和負(fù)極分別連接00八高頻變換模塊的輸入端高頻變換模塊的輸出端連接無(wú)線電能傳輸模塊的輸入端；無(wú)線電能傳輸模塊的輸出端連接整流模塊的輸入端；整流模塊輸出變換后的直流電壓。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于無(wú)線電能傳輸?shù)母呱龎罕?00(:變換器電路，其特征在于，所述00八(:高頻變換模塊采用2類(lèi)逆變方案，所述模塊電路包括場(chǎng)效晶體管01、電感1、柵極驅(qū)動(dòng)電阻[、泄放電阻以、電容07和二極管05 ；直流輸入端正極通過(guò)電感I連接場(chǎng)效晶體管的漏極；驅(qū)動(dòng)端通過(guò)柵極驅(qū)動(dòng)電阻町連接場(chǎng)效晶體管的柵極；直流輸入端負(fù)極接場(chǎng)效晶體管的源極；在直流輸入端負(fù)極與場(chǎng)效晶體管的柵極之間并聯(lián)泄放電阻尺2和二極管05 ；場(chǎng)效晶體管的源極與漏極之間并聯(lián)電容07。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于無(wú)線電能傳輸?shù)母呱龎罕?00(:變換器電路，其特征在于，所述無(wú)線電能傳輸模塊包括電感11、電感12、電容和電容02 ；電感11和電容串聯(lián)，組成無(wú)線電能傳輸模塊的原邊，即輸入端；電感[2和電容?:2并聯(lián)，組成無(wú)線電能傳輸模塊的副邊，即輸出端；電感[1和電感匕之間采用強(qiáng)磁耦合。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于無(wú)線電能傳輸?shù)母呱龎罕?00(:變換器電路，其特征在于，所述變換器電路輸出直流電壓的控制通過(guò)控制00八(:高頻變換模塊中場(chǎng)效晶體管的？麗占空比得到，通過(guò)控制占空比來(lái)調(diào)節(jié)直流輸出，得到期望的直流電壓輸出。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于無(wú)線電能傳輸?shù)母呱龎罕?00(:變換器電路，其特征在于，所述電感11為用于限流的高頻電感，場(chǎng)效晶體管采用金屬-氧化層半導(dǎo)體場(chǎng)效晶體管；電阻町為場(chǎng)效晶體管的柵極驅(qū)動(dòng)電阻；電阻以為場(chǎng)效晶體管的泄放電阻，05為驅(qū)動(dòng)電壓保護(hù)二極管，07用于吸引高頻電壓尖鋒。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于無(wú)線電能傳輸?shù)母呱龎罕?00(:變換器電路，其特征在于，所述電感11與電容構(gòu)成諧振電路而端輸入高頻？麗驅(qū)動(dòng)，使電感[1與電容形成高頻振蕩，為強(qiáng)磁耦合進(jìn)行無(wú)線電能傳輸提供條件。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于無(wú)線電能傳輸?shù)母呱龎罕?00(:變換器電路，其特征在于，所述無(wú)線電能傳輸模塊的副邊輸出電壓與原邊輸入電壓之間的升壓比可控，可以達(dá)到.50，完成很高的隔離升壓比。
【文檔編號(hào)】H02J17/00GK104393762SQ201410739102
【公開(kāi)日】2015年3月4日 申請(qǐng)日期:2014年12月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月8日
【發(fā)明者】劉珺, 徐曉玲, 曾建軍 申請(qǐng)人:華東交通大學(xué)