串并联弱耦合感应电力传输之电源供应器与充电器;POWER SUPPLY AND CHARGER FOR SERIES-PARALLEL LOOSELY COUPLED INDUCTIVE POWER TRANSFER SYSTEM

摘要

本发明揭示一种串并联弱耦合感应电力传输系统功率补偿的电路元件参数设计方法，经由应用本发明可求出该系统一次侧串联补偿电容与二次侧并联补偿电容之参数值，利用变频控制强制该系统之输入侧为零相位角外，同时利用脉波宽度调变控制系统输入电源形式为定电压源或定电流源，即可达成控制系统输出为定电压(定电流)之目的。如此一来可进一步将控制电路设计在可分离式隔离变压器的一次侧，以轻易实现单级控制电路，并可提高弱耦合感应电力传输之电源供应器或充电器之整体传输效率。

主权项

1.一种串并联弱耦合感应电力传输之电源供应器，其包括：一直交流转换器，用以将一直流电压源转换为一交流电压源；一可分离式隔离变压器，具一次侧与二次侧，该一次侧具一第一自感，该二次侧具一第二自感；一第一电容，串联该可分离式隔离变压器之一次侧与该直交流转换器之输出侧；一第二电容，并联该可分离式隔离变压器之二次侧；一全波整流器，并联该第二电容；一滤波电路，并联该全波整流器；一负载，并联该滤波电路；一锁相控制电路，输出一调变频率信号至一PWM控制电路，该锁相控制电路控制该直交流转换器之输出侧之频率，使得该直交流转换器之输出侧之一电压与一电流为零相位；该PWM控制电路，包括：一设定值；一三角波产生器，产生之一三角波；一比较器；一误差控制器，该直交流转换器之输出侧之该电压与该设定值之误差与该三角波经该比较器比较后控制该直交流转换器之至少一开关元件，使得该直交流转换器之输出侧之该电压与该设定值近乎相等。 ;2.如申请专利范围第1项之电源供应器，该可分离式隔离变压器之一次侧与二次侧可分离。 ;3.如申请专利范围第1项之电源供应器，该PWM控制电路进一步包括一开关驱动器。 ;4.如申请专利范围第1项之电源供应器，该直交流转换器之输出侧之一电压由一分压器取出。 ;5.如申请专利范围第1项之电源供应器，该直交流转换器之输出侧之一电流由一电流感测器取出。 ;6.一种串并联弱耦合感应电力传输之充电器，其包括：一直交流转换器，用以将一直流电压源转换为一交流电压源；一可分离式隔离变压器，具一次侧与二次侧，该一次侧具一第一自感，该二次侧具一第二自感；一第一电容，串联该可分离式隔离变压器之一次侧与该直交流转换器之输出侧；一第二电容，并联该可分离式隔离变压器之二次侧；一全波整流器，并联该第二电容；一滤波电路，并联该全波整流器；一负载，并联该滤波电路；一锁相控制电路，输出一调变频率信号至一PWM控制电路，该锁相控制电路控制该直交流转换器之输出侧之频率，使得该直交流转换器之输出侧之一电压与一电流为零相位；该PWM控制电路，包括：一设定值；一三角波产生器，产生之一三角波；一比较器；一误差控制器，该直交流转换器之输出侧之该电压与该设定值之误差与该三角波经该比较器比较后控制该直交流转换器之至少一开关元件，使得该直交流转换器之输出侧之该电压与该设定值近乎相等。 ;7.如申请专利范围第6项之充电器，该可分离式隔离变压器之一次侧与二次侧可分离。 ;8.如申请专利范围第6项之充电器，该PWM控制电路进一步包括一开关驱动器。 ;9.如申请专利范围第6项之充电器，该直交流转换器之输出侧之一电压由一分压器取出。 ;10.如申请专利范围第6项之充电器，该直交流转换器之输出侧之一电流由一电流感测器取出。 ;11.一种串并联弱耦合感应电力传输之电源供应器，其包括：一直交流转换器，用以将一直流电压源转换为一交流电流源；一可分离式隔离变压器，具一次侧与二次侧，该一次侧具一第一自感，该二次侧具一第二自感；一第一电容，串联该可分离式隔离变压器之一次侧与该直交流转换器之输出侧；一第二电容，并联该可分离式隔离变压器之二次侧；一全波整流器，并联该第二电容；一滤波电路，并联该全波整流器；一负载，并联该滤波电路；一锁相控制电路，输出一调变频率信号至一PWM控制电路，该锁相控制电路控制该直交流转换器之输出侧之频率，使得该直交流转换器之输出侧之一电压与一电流为零相位；该PWM控制电路，包括：一设定值；一三角波产生器，产生之一三角波；一比较器；一误差控制器，该直交流转换器之输出侧之该电流与该设定值之误差与该三角波经该比较器比较后控制该直交流转换器之至少一开关元件，使得该直交流转换器之输出侧之该电流与该设定值近乎相等。 ;12.如申请专利范围第11项之电源供应器，该可分离式隔离变压器之一次侧与二次侧可分离。 ;13.如申请专利范围第11项之电源供应器，该PWM控制电路进一步包括一开关驱动器。 ;14.如申请专利范围第11项之电源供应器，该直交流转换器之输出侧之一电压由一分压器取出。 ;15.如申请专利范围第11项之电源供应器，该直交流转换器之输出侧之一电流由一电流感测器取出。 ;16.一种串并联弱耦合感应电力传输之充电器，其包括：一直交流转换器，用以将一直流电压源转换为一交流电流源；一可分离式隔离变压器，具一次侧与二次侧，该一次侧具一第一自感，该二次侧具一第二自感；一第一电容，串联该可分离式隔离变压器之一次侧与该直交流转换器之输出侧；一第二电容，并联该可分离式隔离变压器之二次侧；一全波整流器，并联该第二电容；一滤波电路，并联该全波整流器；一负载，并联该滤波电路；输出一调变频率信号至一PWM控制电路，一误差控制器，该锁相控制电路控制该直交流转换器之输出侧之频率，使得该直交流转换器之输出侧之一电压与一电流为零相位；该PWM控制电路，包括：一设定值；一三角波产生器，产生之一三角波；一比较器；一误差控制器，该直交流转换器之输出侧之该电流与该设定值之误差与该三角波经该比较器比较后控制该直交流转换器之至少一开关元件，使得该直交流转换器之输出侧之该电流与该设定值近乎相等。 ;17.如申请专利范围第16项之充电器，该可分离式隔离变压器之一次侧与二次侧可分离。 ;18.如申请专利范围第16项之充电器，该PWM控制电路进一步包括一开关驱动器。 ;19.如申请专利范围第16项之充电器，该直交流转换器之输出侧之一电压由一分压器取出。 ;20.如申请专利范围第16项之充电器，该直交流转换器之输出侧之一电流由一电流感测器取出。;图1典型可分离式隔离感应电力传输系统基本架构图。;图2本发明之串并联型非接触式电力传输系统。;图3本发明频率ω对视在功率|S|、输出功率PS及相位差θ的变化波形图。;图4本发明之一实施例。;图5本发明之另一实施例。