[实用新型]一种无线充电系统

说明书

本实用新型涉及一种无线充电系统，包括：信息检测模块，用于对电能传输模块中的接收端线圈和发射端线圈的相对位置进行检测；电能传输模块，用于将电网供应的电能无线传输到无线充电系统的接收端，为电池充电；发射端补偿元件切换控制系统，用于根据检测到的接收端线圈位置信息，进行切换控制器的工作模式判别，包括启动供电模式与终止供电模式。本实用新型基于标准LCC补偿拓扑以及改进的LCC补偿拓扑，使用控制开关切换相应的补偿电感或电容，实现对系统输出电压增益的调节，提高了系统输出电压的稳定性。

技术领域

本实用新型涉及无线充电技术领域，尤其是一种无线充电系统。

背景技术

无线充电作为一种新型的电池充电技术，主要是通过收发端线圈之间的电磁耦合来实现电能的无线传输。与传统的有线充电方式相比，无线充电凭借其方便、安全、可靠、不受天气影响等优点，因而广泛的应用前景，包括便携式电子设备、医疗植入设备、电动汽车等领域。随着电池技术的发展，无线充电技术已经成为研究的热点，并逐渐走向商业化。

目前的无线充电系统为了满足恒压输出特性的要求，只要系统输入电压、收发端线圈的电感以及补偿元件的参数值不变，即可保持接收端输出电压的稳定。但是，在实际充电过程中，由于线圈偏移引起系统收发端线圈之间的耦合程度降低，影响系统输出特性。因此，为了维持稳定的输出电压，一般通过控制模块调节发射端输入电压的大小、相位，或者调节系统工作频率，但是，这将在一定程度上降低系统的能量传输效率，导致过多的能量损耗。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种提高系统输出电压的稳定性、保证无线充电系统始终工作在谐振状态，提高能量传输效率的无线充电系统。

为实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：一种无线充电系统，包括：

信息检测模块，用于对电能传输模块中的接收端线圈和发射端线圈的相对位置进行检测，对发射端的输入电流进行检测，并将接收端线圈和发射端线圈偏移信号、发射端线圈中的输入电流信号传输至发射端补偿元件切换控制系统的切换控制器中；

电能传输模块，用于将电网供应的电能无线传输到无线充电系统的接收端，为电池充电；

发射端补偿元件切换控制系统，用于根据检测到的接收端线圈位置信息，进行切换控制器的工作模式判别，包括启动供电模式与终止供电模式；在切换控制器启动运行过程中，根据检测到的发射端输入电流的信号，进行发射端补偿元件数值档位的切换模式判别，包括升档操作与降档操作，并向补偿元件参数调节器发送出相应的档位切换指令，根据该指令信号，参数调节器通过控制可调电感、电容或者补偿元件控制开关，进行发射端补偿电感或电容的数值切换，并将相应的补偿电感或电容接入到电能传输模块。

所述信息检测模块包括：

线圈位置检测装置，由安装在发射端线圈前、后侧的两个位置传感器组成，用于检测电能拾取线圈的运动状态信息，并将接收端电能拾取线圈与发射端供电导轨线圈中心之间的偏移量传递至切换控制器；

电流传感器，用于检测系统发射端线圈的输入电流，并将该电流信号传递至切换控制器。

所述电能传输模块包括：

发射端电能变换电路，由整流电路、Boost型功率因数校正PFC电路、Buck调压电路以及高频逆变电路组成；用于将来自电网的交流电转化为电压、频率可控的交流电，并注入到发射端线圈中；

接收端电能变换电路，由整流滤波电路、DC-DC电路组成，用于将接收端线圈中感应的交流电转化为直流电，并通过DC-DC电路控制，为电池负载提供稳定的充电电压；

收发端线圈系统，包括接收端线圈和发射端线圈，通过发射端线圈和接收端线圈的电磁耦合，实现能量在气隙中的无线传输；