[发明专利]一种基于LLC拓扑结构的无线供电电路

说明书

本发明涉及一种基于LLC拓扑结构的自调谐无线供电系统，包括原边电路和副边电路，原边电路包括直流电压源、逆变电路和串联接有原边补偿电容的原边谐振电路，副边电路包括串联接有副边补偿电容的副边补偿电路，副边补偿电路接入全桥整流滤波电路输出直流电压，为负载提供驱动；引入反馈回路，反馈回路将副边电路的副边电流作为反馈量，利用I/V转换器和过零比较器提取副边电流的零点信息，利用无线传输将零点信息传输给原边电路接收，原边电路接受到无线信号后送入控制器分析此时电路工作频率与谐振频率的关系，进而控制半桥驱动芯片调节逆变电路的工作频率。

技术领域

本发明属于无线供电领域，特别是关于遥测系统中可以自动调谐的无线供电系统。

背景技术

遥测系统为高速旋转设备性能的测试提供了一种有效的方式，而对于这种高速旋转的特殊工况条件，提供稳定可靠的电源供电是遥测技术的关键之一。无线供电技术抛弃了传统供电技术利用物理连接的方式，因此在高速旋转体遥测系统中通常选择无线供电作为电源供应方式。

目前的无线供电技术主要有电磁感应式、磁共振式、无线电波式和电场耦合式。当前最成熟、最普遍的是电磁感应式。电磁感应式无线供电技术利用电磁感应原理，在发送端的初级线圈上通交流电，由于电磁感应接收端的复级线圈将会产生一个感应电流，由此实现电能的无线传输。电磁感应式无线供电技术转换效率高，但是传输距离短，因而比较适合短距离传输的遥测系统。因为测试环境狭小，现有的旋转体遥测仪器的无线供电系统趋向于选用更小的线圈进行耦合供电，以至于初级和复级线圈之间的耦合程度较低，需要设置更高的谐振频率和输入电压以保证足够的传输效率，而这又带来了更为严重的原线圈发热问题，同时高电压和谐振频率也使得开关损耗变得不可忽视。同时，旋转体遥测系统由于处于高速旋转状态，旋转过程可能引入传输距离的变化而改变无线供电电路谐振频率，进而导致电压增益的变化，因此有必要设计一种可以追踪谐频率的无线供电技术以稳定电压增益。

发明内容

本发明的目的是提供一种供电效率较高的无线供电电路。本发明可以根据电路参数变化对电路谐振频率实现自动跟踪，稳定且最大化电压增益。技术方案如下：

一种基于LLC拓扑结构的自调谐无线供电系统，包括原边电路和副边电路，原边电路包括直流电压源、逆变电路和串联接有原边补偿电容的原边谐振电路，副边电路包括串联接有副边补偿电容的副边补偿电路，副边补偿电路接入全桥整流滤波电路输出直流电压，为负载提供驱动，其特征在于，

在LLC拓扑无线供电电路引入反馈回路，反馈回路将副边电路的副边电流作为反馈量，利用I/V转换器和过零比较器提取副边电流的零点信息，利用无线传输将零点信息传输给原边电路接收，原边电路接受到无线信号后送入控制器分析此时电路工作频率与谐振频率的关系，进而控制半桥驱动芯片调节逆变电路的工作频率，控制方法如下：将副边电流的零点时刻与逆变电路零点时刻的差值作为误差控制量，利用PID控制算法调节逆变电路的工作频率，当误差控制量为零时，实现对谐振频率的跟踪。

附图说明

图1示出本发明整体的结构。

图1中：1为直流电源；2为逆变桥电路；3是谐振电路；4是变压器无线供电模块；5是副边补偿电路；6是整流滤波电路；7是负载；8是反馈回路。

图2示出本发明的LLC谐振电路的基本拓扑结构。

图2中：1为直流电源；2为逆变桥电路；3是谐振电路；4是变压器无线供电模块；5是副边补偿电路；6是整流滤波电路；7是负载；8是反馈回路；9、10是功率开关管；11是原边补偿电容；12是变压器原边漏感；13是变压器励磁电感；14是变压器副边漏感；15是副边补偿电容；16是I/V转换器；17是过零比较器；18是微控制器；19是半桥驱动芯片；20是副边电流；21是原边线圈；22是副边线圈。

具体实施方式