[发明专利]可稳压调频的电磁耦合式电能传输装置

权利要求书

1.一种可稳压调频的电磁耦合式电能传输装置，包括电磁发射线圈M1和电磁接收线圈M2，其特征在于：还包括PWM调压电路（1）、调频谐振电路（3）、调频调压驱动控制电路（7）、接收补偿电路（5）和输出电压检测电路（6）；所述PWM调压电路（1）、调频谐振电路（3）和电磁发射线圈M1依次电连接；所述电磁接收线圈M2、接收补偿电路（5）和输出电压检测电路（6）依次电连接；所述PWM调压电路（1）、调频谐振电路（3）和输出电压检测电路（6）还分别与调频调压驱动控制电路（7）相应的连接端电连接；所述PWM调压电路（1）具有直流电源连接端A、B，接收补偿电路（5）具有负载连接端E、F。

2.根据权利要求1所述的可稳压调频的电磁耦合式电能传输装置，其特征在于：所述PWM调压电路（1）包括滤波电感L1、功率开关管Q1、二极管D1和滤波电容C，所述功率开关管Q1的漏极同时与滤波电感L1的一端和二极管D1的阳极电连接，滤波电容C的一端与二极管D1的阴极电连接，且滤波电容C的另一端与功率开关管Q1的源极电连接；所述PWM调压电路（1）的功率开关管Q1通过调频调压驱动控制电路（7）调节其占空比；滤波电感L1的另一端以及功率开关管Q1的源极分别接PWM调压电路（1）的直流电源连接端A、B，滤波电容C的两端是PWM调压电路（1）的输出端。

3.根据权利要求1所述的可稳压调频的电磁耦合式电能传输装置，其特征在于：所述调频谐振电路（3）包括扼流滤波电感L2、功率开关管Q2、以及由谐振电容Cr和谐振电感Lr串联构成的谐振回路（3-1），所述扼流滤波电感L2的一端以及功率开关管Q2的源极分别与PWM调压电路（1）的输出端电连接，且扼流滤波电感L2的另一端同时与功率开关管Q2的漏极以及谐振回路（3-1）的一端电连接，功率开关管Q2的源极还与电磁发射线圈M1的一端电连接；谐振回路（3-1）的另一端与电磁发射线圈M1的另一端电连接；所述调频谐振电路（3）的功率开关管Q2通过调频调压驱动控制电路（7）调节其开关频率。

4.根据权利要求1所述的可稳压调频的电磁耦合式电能传输装置，其特征在于：所述接收补偿电路（5）包括电容C₀和电阻R₀，所述电容C₀和电阻R₀并联后，与电磁接收线圈M2并联；所述电阻R₀的两端还分别为接收补偿电路（5）的负载连接端E、F。

5.根据权利要求1所述的可稳压调频的电磁耦合式电能传输装置，其特征在于：所述调频调压驱动控制电路（7）是数字驱动控制电路；所述调频调压驱动控制电路（7）包括数字处理器微控制芯片U7、三态缓冲驱动芯片U8、第一光耦隔离集成芯片U9和第二光耦隔离集成芯片U10，所述输出电压检测电路（6）通过数字处理器微控制芯片U7与三态缓冲驱动芯片U8相应的连接端电连接，三态缓冲驱动芯片U8还同时与第一光耦隔离集成芯片U9以及第二光耦隔离集成芯片U10相应的输入端电连接；所述第一光耦隔离集成芯片U9的输出端与PWM调压电路（1）的输入端电连接，第二光耦隔离集成芯片U10的输出端与调频谐振电路（3）的输入端电连接。

6.根据权利要求1所述的可稳压调频的电磁耦合式电能传输装置，其特征在于：所述调频调压驱动控制电路（7）是模拟驱动控制电路；所述调频调压驱动控制电路（7）包括PWM调压驱动控制电路（2）和调频驱动控制电路（4），所述PWM调压驱动控制电路（2）与PWM调压电路（1）电连接，调频驱动控制电路（4）与调频谐振电路（3）电连接，所述PWM调压驱动控制电路（2）还与输出电压检测电路（6）电连接。

7.根据权利要求6所述的可稳压调频的电磁耦合式电能传输装置，其特征在于：所述PWM调压驱动控制电路（2）包括PWM控制电路（2-1）和第一光耦隔离驱动电路（2-2），所述输出电压检测电路（6）的输出端与PWM控制电路（2-1）的输入端电连接，PWM控制电路（2-1）还通过第一光耦隔离驱动电路（2-2）与PWM调压电路（1）电连接。

8.根据权利要求6所述的可稳压调频的电磁耦合式电能传输装置，其特征在于：所述调频驱动控制电路（4）包括频率控制电路（4-1）和第二光耦隔离驱动电路（4-2），所述频率控制电路（4-1）通过第二光耦隔离驱动电路（4-2）与调频谐振电路（3）电连接。

9.根据权利要求1所述的可稳压调频的电磁耦合式电能传输装置，其特征在于：所述输出电压检测电路（6）包括电压互感器U6和运算放大器U1，所述电压互感器U6的输入端串接有电阻Rt，电压互感器U6的输出端串接电阻Rm并接地，且输出端还与二极管d0相连；二极管d0的阴极经电容C1与电阻R1的并联电路接地，同时二极管d0的阴极还经电阻R2与运算放大器U1的同相输入端连接；运算放大器U1的反向输入端连接电阻R3的一端，电阻R3的另一端接地，运算放大器U1的反相输入端和输出端之间还连接有电阻R4；所述电压互感器U6的输入端还与接收补偿电路（5）的输出端电连接，运算放大器U1的输出端还与调频调压驱动控制电路（7）的输入端电连接。