一种磁场耦合式非接触电能传输装置

摘要

本发明公开了一种磁场耦合式非接触电能传输装置，其包括相互独立的电能发射部分和电能接收部分，其中，电能发射部分中原边全桥开关电路、扫频发生电路、原边开关管电流过零检测电路、原边斜坡信号发生电路、输入限流控制电路和原边PWM驱动控制电路集成在一原边高功率密度集成芯片中，电能接收部分中副边同步整流全桥开关电路、同步整流控制电路、副边开关管电流过零检测电路、副边斜坡信号发生电路、恒流/恒压控制电路和副边PWM驱动控制电路集成在一副边高功率密度集成芯片中。该装置通过初始工作时自动扫频过程以捕捉系统谐振频率点，并保证系统始终工作在谐振状态，提高电能传输效率。本发明的磁场耦合式非接触电能传输装置采用单芯片封装结构，在实现低成本的基础上，满足了高效率、高稳定性的要求。

主权项

一种磁场耦合式非接触电能传输装置，包括相互独立的电能发射部分和电能接收部分，其中，所述电能发射部分包括原边全桥开关电路、原边PWM驱动控制电路、谐振电容和原边发射绕组，所述电能接收部分包括副边同步整流全桥开关电路、副边PWM驱动控制电路和副边接收绕组，其特征在于，所述电能发射部分进一步包括扫频发生电路、原边开关管电流过零检测电路、输入限流电路和原边斜坡信号发生电路，所述扫频发生电路产生开关脉冲信号，用于控制原边全桥开关电路中第一下管和第二下管的状态，以从高频至低频的调节过程调节所述第一下管和第二下管的工作频率；所述原边开关管电流过零检测电路，检测所述原边全桥开关电路中第一下管和第二下管电流，当所述第一下管和第二下管电流到达零值时，产生电流过零脉冲信号；当所述原边开关管电流过零检测电路产生的电流过零脉冲信号迟于所述扫频发生电路产生的开关脉冲信号输出时，所述开关脉冲信号控制所述第一下管和第二下管的关断动作，在延时一定的死区时间后，导通原边全桥开关电路中第一上管和第二上管；当所述原边开关管电流过零检测电路产生的电流过零脉冲信号先于所述扫频发生电路产生的开关脉冲信号输出时，所述电流过零脉冲信号控制所述第一下管和第二下管的关断动作，在延时所述死区时间后，导通原边全桥开关电路第一上管和第二上管；此时所述磁场耦合式非接触电能传输装置的工作频率到达系统谐振频率点；所述输入限流电路与所述原边全桥开关电路、原边PWM驱动控制电路相连接，其接收全桥开关电路中第一上管电流信号，产生第二误差放大电压信号并传输至所述原边PWM驱动控制电路以控制所述原边全桥开关电路中第一上管和第二上管的关断动作，从而限制输入电流的大小；所述原边斜坡信号发生电路根据所述扫频发生电路产生的开关脉冲信号和所述原边开关管电流过零检测电路产生的电流过零脉冲信号的优先级竞争来产生一峰值恒定的原边斜坡电压信号，并与输入限流电路的第二误差放大电压信号共同输入至所述原边PWM驱动控制电路以控制所述原边全桥开关电路第一上管和第二上管的关断动作，延迟死区时间后产生原边全桥开关电路第一下管和第二下管的导通信号。