[实用新型]一种电能接收端和非接触电能传输装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及无线充电领域，更具体的说，涉及一种电能接收端和非接触电能传输装置。

背景技术

非接触电能传输技术(也叫无线电能传输技术)由于安全方便等优点广泛应用于电子充电领域中，实现无线电能传输的方式主要有磁感应式和磁共振式两种方式，通常常用的为磁共振式，磁共振式无线电能传输装置主要包括电能发射端和电能接收端，两者通过电磁共振原理实现能量传输。

一般来说，发射端包括有逆变器、阻抗匹配电路和发射线圈，接收端包括有接收线圈、阻抗匹配电路、整流电路和直流电压转换电路(DC-DC变换器)，如图1所示的非接触电能传输装置的电路框图，图1中发射部分仅示出发射线圈L_S，发射线圈L_S接收交变电流产生交变磁场，接收线圈L_d感应交变磁场产生高频交变电压，之后，交变电压经过整流电路整流和滤波电容滤波后以获得直流电压V_rect，DC-DC变换器接收直流电压转换为合适的电压信号供给电子设备。

但是，在电能传输过程中，由于发射线圈和接收线圈的耦合会发生变化，例如耦合突然增强或者发射线圈中的磁场能量突然增大，这将导致整流电路后的直流电压V_rect超过预设电压值，过大的电压会损坏后级的DC-DC变换器，甚至是负载侧的电子设备。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提出了一种电能接收端和非接触电能传输装置，当检测到整流滤波后的直流电压或输出电压超过预设电压值时，利用开关保护电路和部分阻抗匹配电路、接收线圈形成一个回路，使得接收线圈的能量不流向后级的整流桥电路，直至直流电压恢复至不超过预设电压值。

依据本实用新型的一种电能接收端，用以接收与其隔离的电能发射端传输的能量，其特征在于，所述电能接收端包括：

接收线圈，用以耦合所述电能发射端传输的能量，以生成高频的交流电压信号；

整流滤波电路，接收所述高频的交流电压信号以产生直流电压信号；

阻抗匹配网路，连接在所述接收线圈和整流滤波电路之间；

直流电压转换电路，接收所述直流电压信号以转换为合适的输出电压供给电子设备；

过压保护开关，连接在所述阻抗匹配网路和接地端之间；

过压控制电路，接收所述直流电压信号和表征预设电压值的第一参考电压信号，以产生开关控制信号控制所述过压保护开关的开关状态，以使得所述直流电压信号不超过预设电压值。

进一步的，所述过压控制电路包括采样电路和滞环比较器，

所述采样电路采样所述直流电压信号，以获得采样电压信号；

所述滞环比较器接收所述采样电压信号和所述第一参考电压信号，输出所述开关控制信号，

当所述采样电压信号大于所述滞环比较器的上限电压值时，所述开关控制信号为有效状态以控制所述过压保护开关导通；当所述采样电压信号小于所述滞环比较器的下限电压值时，所述开关控制信号为无效状态以控制所述过压保护开关关断。

进一步的，所述电能接收端还包括第一熔断电路和第一导通电路，

所述第一熔断电路串联连接在所述整流滤波电路和直流电压转换电路之间，所述第一导通电路的第一端连接至所述第一熔断电路和直流电压转换电路的公共连接点，第二端接地端；

当所述直流电压信号达到所述第一导通电路的导通电压时，所述第一导通电路导通，所述第一熔断电路被熔断。

优选的，所述第一熔断电路为小阻值电阻或保险丝。

优选的，所述第一导通电路为第一齐纳二极管或瞬变电压抑制二极管。

进一步的，所述电能接收端还包括第二熔断电路和第二导通电路，

所述第二电阻串联连接在所述直流电压转换电路和电子设备之间，所述第二导通电路的第一端连接至所述第二熔断电路和电子设备的公共连接点，第二端接地端；

当所述直流电压信号达到所述第二导通电路的导通电压时，所述第二导通电路导通，所述第二熔断电路被熔断。

优选的，所述第二熔断电路为小阻值电阻或保险丝。

优选的，所述第二导通电路为第一齐纳二极管或瞬变电压抑制二极管。

进一步的，所述电能接收端还包括第二开关管和第二开关控制电路，

所述第二开关管串联连接在所述直流电压转换电路和电子设备之间；