[发明专利]一种抗偏移的分阶段恒流恒压输出无线充电系统

说明书

本发明提供了一种抗偏移的分阶段恒流恒压输出无线充电系统，所述无线充电系统包括发射端和接收端，发射端包括高频交流电源、发射端补偿网络和发射线圈，高频交流电源的输出端口与发射端补偿网络的输入端口连接，发射线圈与发射端补偿网络的输出端口连接，接收端包括接收线圈、接收端补偿网络、高频整流滤波器和负载，接收线圈与接收端补偿网络的输入端口连接，接收端补偿网络的输出端口与高频整流滤波器的输入端口连接，高频整流滤波器的输出端口与负载连接，发射端补偿网络和接收端补偿网络均为串联补偿。本发明能够通过充电需求实时调节充电电压和电流，实现分阶段恒流恒压输出，以及恒流模式和恒压模式之间的快速平稳切换。

技术领域

本发明涉及无线充电技术领域，尤其是指一种抗偏移的分阶段恒流恒压输出无线充电系统。

背景技术

无线充电技术具有便捷、安全、可靠的特点，在医疗、便携通信、交通运输等方面具有广阔的应用前景。在无线充电的众多应用领域中，电动汽车无线充电无疑是最普遍的应用场景之一，同时无线充电技术可以实现地面到汽车底盘间较远距离、较大功率电能的无线传输，是解决电动汽车续航里程不足和充电不便等问题的理想方案。当前电动汽车动力电池采用的主流充电方式为恒流恒压充电，这要求无线充电系统具备分阶段恒流恒压输出的能力，并且能够在恒流和恒压模式之间进行快速平稳的切换。然而，补偿网络的结构和参数对无线充电系统的输出具有重要影响，当补偿网络确定时系统也随之保持单一的输出特性，无法满足电动汽车动力电池恒流恒压充电的需求，现有技术中常通过切换不同类型的补偿拓扑结构或在固定的补偿拓扑结构下通过投切补偿元件改变其补偿参数、增加开关电容、前级或后级变换电路、恒流恒压输出自切换电路等方式满足无线充电的恒流恒压充电需求。但是对于从系统结构入手的方法，拓扑切换或元件投切需要增加冗余的补偿元件，而发射端的投切操作则需要原副边的通信，切换过程还可能会造成电压电流的不平稳，且若额外增加一级变换电路会降低系统整体效率，并增加系统的控制复杂度。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的缺点，提供一种抗偏移的分阶段恒流恒压输出无线充电系统。

本发明的目的是通过下述技术方案予以实现：

一种抗偏移的分阶段恒流恒压输出无线充电系统，包括发射端和接收端，发射端包括高频交流电源、发射端补偿网络和发射线圈，所述高频交流电源的输出端口与发射端补偿网络的输入端口连接，所述发射线圈与发射端补偿网络的输出端口连接，所述接收端包括接收线圈、接收端补偿网络、高频整流滤波器和负载，所述接收线圈与接收端补偿网络的输入端口连接，所述接收端补偿网络的输出端口与高频整流滤波器的输入端口连接，所述高频整流滤波器的输出端口与负载连接，所述发射端补偿网络和接收端补偿网络均为串联补偿。

进一步的，所述高频交流电源和发射端补偿网络之间还连接有发射端控制模块，所述发射端控制模块包括发射端电压检测单元、发射端电流检测单元、输入阻抗计算单元和发射端DSP(Digital Signal Process，数字信号处理)芯片，所述发射端电流检测单元串联在高频交流电源的输出端口和发射端补偿网络的输入端口之间，所述发射端电压检测单元并联在高频交流电源的输出端口间，所述发射端电压检测单元和发射端电流检测单元还同时与输入阻抗计算单元连接，所述输入阻抗计算单元与发射端DSP芯片连接，所述发射端DSP芯片与高频交流电源的控制端口连接，所述发射端电压检测单元用于检测高频交流电源输出的电压值，所述发射端电流检测单元用于检测高频交流电源输出的电流值，所述输入阻抗计算单元用于根据检测到的电压值和电流值计算输入阻抗的相角，所述发射端DSP芯片用于根据计算得到的输入阻抗的相角控制调节高频交流电源的输出电压值。

进一步的，所述发射端DSP芯片和高频交流电源之间还连接有发射端驱动电路，所述发射端DSP芯片通过发射端驱动电路调节高频交流电源的输出电压。