[发明专利]一种基于PWM控制的多环路稳压整流器无线充电系统

权利要求书

1.一种基于PWM控制的多环路稳压整流器无线充电系统，其特征在于；包括：

耦合线圈，用于推导出副边电流I_s；

功放驱动器，用于驱动耦合线圈，并将直流能量转换成交流能量并耦合到副边；

稳压整流器，用于将交流能量转换成直流能量；

所述功放驱动器的输出端与耦合线圈的输入端电性连接，耦合线圈的输出端与稳压整流器的输入端电性连接；

所述稳压整流器的输出端连接有导通角控制器，且所述导通角控制器包括电压环路和电流环路，所述电压环路用于采样负载电压Vout，通过导通角控制器，调制占空比D，通过负反馈产生稳定Vout；所述电流环路，用于采样副边电流I_s，通过导通角控制器，调制占空比D，通过负反馈修正电压增益带宽，以增加无线充电距离。

2.根据权利要求1所述的一种基于PWM控制的多环路稳压整流器无线充电系统，其特征在于：所述耦合线圈包括原边线圈L₁，副边线圈L₂，原边线圈驱动电压V_s，驱动内阻R_s，稳压整流器输入电压Vrec，稳压整流器输入电阻R_rec；其中R₁是L₁的内阻，C₁是L₁的匹配电容， R₂是L₂的内阻，C₂是L₂的匹配电容，设置 V_s的开关频率是f_sw，ωsw=2πf_sw；当L₁和C₁匹配在ωsw时，副边电流I_s的推导公式为：；

其中，

；

；

；

当R_rec比较小时，副边电流I_s被简化为，其中k为耦合系数。

3.根据权利要求2所述的一种基于PWM控制的多环路稳压整流器无线充电系统，其特征在于：所述原边线圈L₁与副边线圈L₂耦合，匹配电容C₁的输出端与原边线圈L₁的1号脚相连，匹配电容C₁输入端与驱动内阻为R_s的输出端相连，内阻R₁的输出端接在原边线圈L₁的2号脚，内阻R₁的输入端与功放驱动器的输入端相连并接地；所述副边线圈L₂的3号脚接在匹配电容C₂的输入端，匹配电容C₂的输出端为稳压整流器3的输入电压，记为整流器输入电压Vrec，副边线圈L₂的4号脚接在内阻R₂的输入端，内阻R₂的输出端接地，功放驱动器的输出电压为耦合线圈的驱动电压V_s，驱动内阻R_s接在功放驱动器的输出端。

4.根据权利要求1所述的一种基于PWM控制的多环路稳压整流器无线充电系统，其特征在于；所述稳压整流器包括：

有源二极管TP、TN，用于提供正向导通电流；

功率开关BP、BN，交替导通接地且由占空比D控制以调整稳压整流器的导通角；

电感C₃。

5.根据权利要求4所述的一种基于PWM控制的多环路稳压整流器无线充电系统，其特征在于：所述有源二极管TP的输出端与有源二极管TN的输出端相连后连接到电感C₃的输入端，并连接到电流源IL的输入端，有源二极管TP的输入端接到端子ACP上，并连接到开关BP的输入端，端子ACP连接到匹配电容C₂的输出端，有源二极管TN的输入端连接到ACN端子上，ACN端子连接到电流源I_s的输出端，并连接到开关BN的输入端，开关BP的输出端与开关BN的输出端相连后接地，并连接到电流源IL的输出端。