本發(fā)明涉及一種電瓶車，特別是涉及一種具有無線充電裝置的電瓶車。

背景技術(shù)：

無線充電技術(shù)，即Wireless charging technology，是指具有電池的裝置不需要借助于電導(dǎo)線，利用電磁波感應(yīng)原理或者其他相關(guān)的交流感應(yīng)技術(shù)，在發(fā)送端和接收端用相應(yīng)的設(shè)備來發(fā)送和接收產(chǎn)生感應(yīng)的交流信號(hào)來進(jìn)行充電的一項(xiàng)技術(shù)，源于無線電力輸送技術(shù)。

從具體的技術(shù)原理及解決方案來說，目前無線充電技術(shù)主要有電磁感應(yīng)式、磁共振式、無線電波式、電場(chǎng)耦合式四種基本方式。這幾種技術(shù)分別適用于近程、中短程與遠(yuǎn)程電力傳送。

當(dāng)前最成熟、最普遍的是電磁感應(yīng)式。其根本原理是利用電磁感應(yīng)原理，類似于變壓器，在發(fā)送端和接收端各有一個(gè)線圈，初級(jí)線圈上通一定頻率的交流電，由于電磁感應(yīng)在次級(jí)線圈中產(chǎn)生一定的電流，從而將能量從傳輸端轉(zhuǎn)移到接收端。PWC聯(lián)盟發(fā)起者Powermat公司用電磁感應(yīng)式推出過一款WiCC充電卡，與SD卡差不多大，內(nèi)部嵌有線圈和電極等組件，插入現(xiàn)有智能手機(jī)電池旁邊即可使用。

磁共振式也稱為近場(chǎng)諧振式，由能量發(fā)送裝置，和能量接收裝置組成，當(dāng)兩個(gè)裝置調(diào)整到相同頻率，或者說在一個(gè)特定的頻率上共振，它們就可以交換彼此的能量，其原理與聲音的共振原理相同，排列在磁場(chǎng)中的相同振動(dòng)頻率的線圈，可從一個(gè)向另一個(gè)供電。技術(shù)難點(diǎn)是小型化和高效率化，被認(rèn)為是將來最有希望廣泛應(yīng)用于電動(dòng)汽車無線充電的一種方式。

無線電波式，基本原理類似于早期使用的礦石收音機(jī)，主要有微 波發(fā)射裝置和微波接收裝置組成。典型的是20世紀(jì)60年代布朗(William C.Brown)的微波輸電系統(tǒng)。整個(gè)傳輸系統(tǒng)包括微波源、發(fā)射天線、接收天線3部分；微波源內(nèi)有磁控管，能控制源在2.45GHz頻段輸出一定的功率；發(fā)射天線是64個(gè)縫隙的天線陣，接收天線擁有25％的收集和轉(zhuǎn)換效率。日本龍谷大學(xué)的移動(dòng)式無線充電系統(tǒng)，也是通過頻率為2.45GHz的微波送電，點(diǎn)亮了行駛中的模型警車的警燈。

電場(chǎng)耦合式利用通過沿垂直方向耦合的兩組非對(duì)稱偶極子而產(chǎn)生的感應(yīng)電場(chǎng)來傳輸電能，其基本原理是通過電場(chǎng)將電能從發(fā)送端轉(zhuǎn)移到接收端。這種方式主要是村田制作所采用，具有抗水平錯(cuò)位能力較強(qiáng)的特點(diǎn)。

電瓶車使用過程中的一些問題也被暴露出來。例如，傳統(tǒng)的接插式有線充電技術(shù)存在使用麻煩，操作危險(xiǎn)等問題。使用者每次充電必須將電瓶車的充電插座連接到電瓶車專用充電座上，使用起來非常麻煩。另外，由于電瓶車的專用充電座一般使用高壓作為供電電源，因此在充電過程中給使用者帶來一定的危險(xiǎn)性，尤其是在室外使用的時(shí)候，遇到地面潮濕、下雨、下霧等惡劣環(huán)境時(shí)，充電更不安全。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種具有無線充電裝置的電瓶車，旨在解決目前的電瓶車充電時(shí)間較長(zhǎng)，且使用麻煩且占用較多空間以及充電時(shí)使用受充電線長(zhǎng)度的限制操作存在危險(xiǎn)性等技術(shù)問題。

本發(fā)明主要一種具有無線充電裝置的電瓶車，包括車體和無線充電裝置，該無線充電裝置與車體內(nèi)的蓄電池連接；所述無線充電裝置包括：半橋逆變電路(1)，PWM驅(qū)動(dòng)電路(2)，鎖相電路(3)，過零比較器(4)，整形電路(5)，變壓器原邊線圈(12)。

進(jìn)一步的，其主電路采用半橋諧振拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，在松散耦合變壓器 兩邊雙邊串聯(lián)電容進(jìn)行補(bǔ)償，副邊線圈接整流橋負(fù)載。

進(jìn)一步的，其控制電路采用鎖相芯片4046實(shí)現(xiàn)諧振電路頻率和相位的跟蹤，利用相位比較器產(chǎn)生的占空比為50％的控制信號(hào)，經(jīng)過死區(qū)產(chǎn)生電路后形成兩路互補(bǔ)的具有一定死區(qū)時(shí)間的控制信號(hào)，所述的互補(bǔ)的控制信號(hào)是通過驅(qū)動(dòng)芯片LM5101控制半橋電路上下兩只開關(guān)管的導(dǎo)通和關(guān)閉。

所述的原邊線圈采用正多邊形形狀，比如正方形，正六邊形以及正八邊形，從而保證垂直于充電裝置上方一定高度范圍內(nèi)的磁場(chǎng)強(qiáng)度分布較為均勻，且隨著高度的增加，磁場(chǎng)的強(qiáng)度逐漸減弱。

進(jìn)一步的，所述的充電裝置具有多組變壓器原邊線圈，可同時(shí)用于多種電器設(shè)備的充電，從而同時(shí)滿足多種電器的充電需求。

進(jìn)一步的，每組變壓器原邊線圈具有相應(yīng)的開關(guān)檢測(cè)模塊，方便提示各組線圈是否處于充電狀態(tài)。

進(jìn)一步的，每組變壓器原邊線圈具有相應(yīng)的開關(guān)檢測(cè)模塊，其由外接的光電轉(zhuǎn)換模塊通過太陽能面板吸收太陽能來提供電源。

進(jìn)一步的，所述的無線充電裝置的外側(cè)包圍屏蔽層，降低輻射對(duì)外界造成的傷害。

附圖說明

圖1所示為本發(fā)明無線充電裝置系統(tǒng)框圖。

圖2所示為本發(fā)明無線充電裝置原邊電路圖。

圖3所示為本發(fā)明正方形原邊線圈結(jié)構(gòu)圖。

圖4所示為本發(fā)明多組原邊線圈示意圖。

圖中標(biāo)記為：1-半橋逆變電路，2-PWM驅(qū)動(dòng)電路，3-鎖相電路，4-過零比較器，5-整形電路，6-整流電路，7-負(fù)載，8-上開關(guān)管，9-下開關(guān)管，10-二極管D1，11-二極管D2，12-變壓器原邊線圈。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明：

參見附圖1，所述具有無線充電裝置的電瓶車，包括車體和無線充電裝置，該無線充電裝置與車體內(nèi)的蓄電池連接；所述無線充電裝置包括：半橋逆變電路(1)，PWM驅(qū)動(dòng)電路(2)，鎖相電路(3)，過零比較器(4)，整形電路(5)，變壓器原邊線圈(12)，過零比較器(4)利用檢測(cè)原邊線圈流過的電流，并通過過零電壓比較器(4)將頻率信號(hào)提取出來，整形電路(5)解決開機(jī)時(shí)相位不能入鎖問題，當(dāng)輸入信號(hào)與鎖相電路的輸出信號(hào)入鎖時(shí)，輸出高電平，封鎖整形電路，否則輸出低電平，開放整形電路；整形電路的輸出直接連接到鎖相電路的輸入信號(hào)端；鎖相電路(3)輸出信號(hào)經(jīng)過死區(qū)產(chǎn)生電路后產(chǎn)生兩路互補(bǔ)且有死區(qū)的電路，經(jīng)過PWM驅(qū)動(dòng)芯片LM5101后直接控制半橋電路上、下兩開關(guān)管導(dǎo)通和關(guān)閉，調(diào)節(jié)可變電阻值的大小即可改變死區(qū)時(shí)間的長(zhǎng)短。

本發(fā)明無線充電裝置原邊電路圖如附圖2所示，圖中V_T1、V_T2分別為半橋電路上下開關(guān)管的控制信號(hào)，諧振單元輸入電壓為V_OP，電路工作頻率稍高于諧振頻率時(shí)，電路在一個(gè)周期內(nèi)的工作過程如下：

步驟一、上開關(guān)管S1(8)導(dǎo)通，諧振單元輸入電壓為V_OP幅值等于電源電壓V_d，原邊電流諧振電流相位上滯后V_OP一定角度，電路中磁場(chǎng)能與電場(chǎng)能之間相互轉(zhuǎn)化。

步驟二、上開關(guān)管S1(8)關(guān)閉，下開關(guān)管S2(9)未開通，由于電感電流不能突變，下開關(guān)管S2(9)的寄生二極管續(xù)流，諧振單元輸入電壓為V_OP變?yōu)?。

步驟三、下開關(guān)管S2(9)反并聯(lián)二極管D2繼續(xù)導(dǎo)通，直至原邊諧振電流為0，下開關(guān)管S2(9)零電流關(guān)斷。

步驟四、下開關(guān)管S2(9)導(dǎo)通，諧振單元輸入電壓為V_OP為0，電路中磁場(chǎng)能和電場(chǎng)能之間相互轉(zhuǎn)化。

步驟五、下開關(guān)管S2(9)關(guān)斷，上開關(guān)管S1(8)未開通，上開關(guān)管S1(8)的寄生二極管D1續(xù)流，諧振單元輸入電壓為V_OP變?yōu)殡娫措妷骸?/p>

步驟六、二極管D1繼續(xù)導(dǎo)通，直至原邊電流為0，上開關(guān)管S1(8)零電壓開通，二極管D1零電流關(guān)斷。

如附圖3和4所示，所述的無線充電裝置具有多組變壓器原邊線圈，可同時(shí)用于多種電瓶車的充電，從而同時(shí)滿足多個(gè)電瓶車的充電需求，每組變壓器原邊線圈具有相應(yīng)的開關(guān)檢測(cè)模塊，方便提示各組線圈是否處于充電狀態(tài)。

每組變壓器原邊線圈具有相應(yīng)的開關(guān)檢測(cè)模塊，其由外接的光電轉(zhuǎn)換模塊通過太陽能面板吸收太陽能來提供電源，所述的無線充電裝置的外側(cè)包圍屏蔽層，降低輻射對(duì)外界造成的傷害。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。