一種高效高功率電動汽車無線充電裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于汽車充電設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種高效高功率電動汽車無線充電裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的電動汽車充電模式有普通充電多采用交流充電需要較長時間充滿；快速充電多為直流充電，需要較大的傳輸功率。現(xiàn)有的無線充電發(fā)射電路一般是由整流電路和高頻逆變電路組成，存在功率因數(shù)低，傳輸效率低等問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供的一種高效高功率電動汽車無線充電裝置，其能很好的解決現(xiàn)有汽車充電裝置傳輸功率因數(shù)和傳輸效率低的問題。
[0004]發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的:
[0005]—種高效高功率電動汽車無線充電裝置，它包括交流電壓源，交流電壓源的輸出端分別與脈沖邏輯產(chǎn)生電路、雙向高頻逆變器連接，脈沖邏輯產(chǎn)生電路與雙向高頻逆變器連接，雙向高頻逆變器與串聯(lián)諧振發(fā)射電路連接，串聯(lián)諧振發(fā)射電路與并聯(lián)諧振接收電路連接，并聯(lián)諧振接收電路與汽車充電電路連接，汽車充電電路與電動汽車電池連接。
[0006]所述脈沖邏輯產(chǎn)生電路能產(chǎn)生8路互補PffM信號，用于啟動SI至S8八個MOS管。
[0007]所述交流電壓源中設(shè)有雙向全橋高頻諧振電路。
[0008]所述SI至S8八個MOS管構(gòu)成全橋雙向電路，串聯(lián)諧振電路由LI和Cl構(gòu)成，交流電壓源與全橋雙向電路、串聯(lián)諧振電路連接。
[0009]所述交流電壓源工作電壓在正半周時，MOS管S1、S2、S7、S8導(dǎo)通，MOS管S3、S4、S5、S6截止，交流電壓源工作電壓在負半周時，MOS管S3、S4、S5、S6導(dǎo)通，S1、S2、S7、S8截止。
[0010]所述脈沖邏輯產(chǎn)生電路包括電壓互感器、比較器連接、AND電路。
[0011]所述并聯(lián)諧振接收電路和汽車充電電路包括LC并聯(lián)諧振電路、高頻整流電路、濾波電路、直流降壓電路。
[0012]所述濾波電路包括電容濾波器和后級濾波電路。
[0013]本發(fā)明取得了以下的技術(shù)效果:
[0014]首先，發(fā)射電路沒有整流環(huán)節(jié)，減少了能量傳輸過程中的導(dǎo)通壓降，提高了電流變換的傳輸效率，裝置具有較高的功率傳輸比；
[0015]然后，串聯(lián)諧振狀態(tài)，發(fā)射電路為純阻性負載，沒有二極管、電容、電感的效應(yīng)，裝置具有較高的功率因數(shù)；
[0016]采用上述結(jié)構(gòu)，本專利能高效率高功率的對電動汽車進行無線充電。
【附圖說明】
[0017]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明:
[0018]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖；
[0019]圖2為本發(fā)明中發(fā)射電路部分的原理圖；
[0020]圖3為發(fā)射電路部分工作在電源的正半周的等效電路原理圖；
[0021]圖4為發(fā)射電路部分工作在電源的負半周的等效電路原理圖；
[0022]圖5為本發(fā)明中脈沖邏輯產(chǎn)生電路原理圖；
[0023]圖6為本發(fā)明中接收電路部分的原理圖。
【具體實施方式】
[0024]如圖1所示一種高效高功率電動汽車無線充電裝置，它包括交流電壓源1，交流電壓源I的輸出端分別與脈沖邏輯產(chǎn)生電路2、雙向高頻逆變器3連接，脈沖邏輯產(chǎn)生電路2與雙向高頻逆變器3連接，雙向高頻逆變器3與串聯(lián)諧振發(fā)射電路4連接，串聯(lián)諧振發(fā)射電路4與并聯(lián)諧振接收電路5連接，并聯(lián)諧振接收電路5與汽車充電電路6連接，汽車充電電路6與電動汽車電池7連接。
[0025]所述脈沖邏輯產(chǎn)生電路2能產(chǎn)生8路互補PffM信號，用于啟動SI至S8八個MOS管。
[0026]所述交流電壓源I中設(shè)有雙向全橋高頻諧振電路。
[0027]如圖2所示，SI至S8八個MOS管構(gòu)成全橋雙向電路，串聯(lián)諧振電路由LI和Cl構(gòu)成，交流電壓源I與全橋雙向電路、串聯(lián)諧振電路連接。當MOS開關(guān)管的頻率達到f。時，發(fā)射電路輸出最大的功率，此時主電路處于串聯(lián)諧振狀態(tài)，發(fā)射電路為純阻性負載，具有較尚的功率因素，另外由于開關(guān)管的導(dǎo)通等效串聯(lián)電阻一般為10暈歐左右，主電路的損耗很小，因此具有較高的傳輸效率。
[0028]如圖3所示，所述交流電壓源I工作電壓在正半周時，MOS管S1、S2、S7、S8導(dǎo)通，MOS管S3、S4、S5、S6截止，由于LI和Cl處在諧振狀態(tài)，整個電路呈現(xiàn)出純阻性，發(fā)射的功率因數(shù)為I。開關(guān)管工作在PWM狀態(tài)，PWM為高電平時電流的流向為Vl正端一〉SI—〉S2—>L1 一〉Cl一〉S7—〉S8—〉Vl負端，在這一過程中完成對線圈L1、諧振電容Cl的充電；開關(guān)管工作在PffM的低電平時，S2、S7導(dǎo)通，S1、S8關(guān)斷，此時儲存在L1、Cl上的能量大部分以磁場的形式傳到至接收線圈，剩余的能量則通過S1、S2、S7、S8回饋到電源中；
[0029]如圖4所示，交流電壓源I工作電壓在負半周時，MOS管S3、S4、S5、S6導(dǎo)通，S1、S2、S7、S8截止，由于LI和Cl處在諧振狀態(tài)，整個電路呈現(xiàn)出純阻性，發(fā)射的功率因數(shù)為I。開關(guān)管工作在PffM狀態(tài)，PffM為高電平時電流的流向為Vl負端一〉S4—〉S3—〉LI一〉Cl一>S6—〉S5—〉Vl正端，在這一過程中完成對線圈L1、諧振電容Cl的充電；開關(guān)管工作在PffM的低電平時，S4、S6導(dǎo)通，S3、S5關(guān)斷，此時儲存在L1、Cl上的能量大部分以磁場的形式傳到至接收線圈，剩余的能量則通過S3、S4、S5、S6回饋到電源中。
[0030]如圖5所示，脈沖邏輯產(chǎn)生電路2包括電壓互感器、比較器連接、AND電路，電壓互感器采集交流電壓源的電壓信號獲取相位信息，經(jīng)過比較器后得到與電網(wǎng)同步的相位信息，正半周的高電平狀態(tài)直接輸出到S2和S8，負半周是將高電平狀態(tài)直接輸出到S4和S6，AND電路將電網(wǎng)的相位和高頻載波信號進行調(diào)制得到單極性的PWM信號，正極性的PWM信號輸送給S1、S7，負極性的PffM信號輸送到S3、S5。整個電路工作在電壓源為交流的狀態(tài)，根據(jù)電網(wǎng)的狀態(tài)完成自動的正負半周的切換。
[0031]如圖6所示，并聯(lián)諧振接收電路5和汽車充電電路6包括LC并聯(lián)諧振電路、高頻整流電路、濾波電路、直流降壓電路；所述濾波電路包括電容濾波器和后級濾波電路。LC并聯(lián)諧振電路，從無線充電發(fā)射電路中獲取高頻的磁場能量，其并聯(lián)諧振頻率和發(fā)射電路的串聯(lián)諧振頻率保持一致；D1至D4組成高頻整流電路，將接收到的高頻交流整流為脈動的直流能量，C2為電容濾波器，是為了得到精細的直流能量，S、D5、L2構(gòu)成了直流降壓電路，把前級的直流變換成和電池電壓一致的電壓量，用于控制流入蓄電池的能量；另外C3的作用為直流降壓電路的后級濾波電路，消除掉直流降壓電路產(chǎn)生的高頻脈動能量。
[0032]采用上述結(jié)構(gòu)，使用時，脈沖邏輯產(chǎn)生電路3采集交流電壓的相位信號，將MOS開關(guān)管SI至S8的脈沖進行分配，雙向高頻逆變器輸出高頻脈沖電流流入到LC串聯(lián)諧振發(fā)射電路4，LC并聯(lián)諧振接收電路5接收到高頻脈沖的磁場，再將收集的能量傳輸?shù)诫妱悠嚦潆婋娐?，最后輸出穩(wěn)定的電流信號到電動汽車電池7，其中，電動汽車電池可以是蓄電池。
【主權(quán)項】
1.一種高效高功率電動汽車無線充電裝置，其特征在于:它包括交流電壓源(1)，交流電壓源(1)的輸出端分別與脈沖邏輯產(chǎn)生電路(2)、雙向高頻逆變器(3)連接，脈沖邏輯產(chǎn)生電路(2)與雙向高頻逆變器(3)連接，雙向高頻逆變器(3)與串聯(lián)諧振發(fā)射電路(4)連接，串聯(lián)諧振發(fā)射電路(4)與并聯(lián)諧振接收電路(5)連接，并聯(lián)諧振接收電路(5)與汽車充電電路(6)連接，汽車充電電路(6)與電動汽車電池(7)連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效高功率電動汽車無線充電裝置，其特征在于:所述脈沖邏輯產(chǎn)生電路⑵能產(chǎn)生8路互補PWM信號，用于啟動S1至S8八個MOS管。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效高功率電動汽車無線充電裝置，其特征在于:所述交流電壓源(1)中設(shè)有雙向全橋高頻諧振電路。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高效高功率電動汽車無線充電裝置，其特征在于:所述S1至S8八個MOS管構(gòu)成全橋雙向電路，串聯(lián)諧振電路由L1和C1構(gòu)成，交流電壓源⑴與全橋雙向電路、串聯(lián)諧振電路連接。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高效高功率電動汽車無線充電裝置，其特征在于:所述交流電壓源(1)工作電壓在正半周時，103管31、32、37、38導(dǎo)通，MOS管S3、S4、S5、S6截止，交流電壓源(1)工作電壓在負半周時，MOS管S3、S4、S5、S6導(dǎo)通，Sl、S2、S7、S8截止。6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高效高功率電動汽車無線充電裝置，其特征在于:所述脈沖邏輯產(chǎn)生電路⑵包括電壓互感器、比較器連接、AND電路。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效高功率電動汽車無線充電裝置，其特征在于:所述并聯(lián)諧振接收電路(5)和汽車充電電路(6)包括LC并聯(lián)諧振電路、高頻整流電路、濾波電路、直流降壓電路。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的高效高功率電動汽車無線充電裝置，其特征在于:所述濾波電路包括電容濾波器和后級濾波電路。
【專利摘要】一種高效高功率電動汽車無線充電裝置，它包括交流電壓源，交流電壓源的輸出端分別與脈沖邏輯產(chǎn)生電路、雙向高頻逆變器連接，脈沖邏輯產(chǎn)生電路與雙向高頻逆變器連接，雙向高頻逆變器與串聯(lián)諧振發(fā)射電路連接，串聯(lián)諧振發(fā)射電路與并聯(lián)諧振接收電路連接，并聯(lián)諧振接收電路與汽車充電電路連接，汽車充電電路與電動汽車電池連接。本發(fā)明能很好的解決現(xiàn)有汽車充電裝置傳輸功率因數(shù)和傳輸效率低的問題。
【IPC分類】H02J7/02, H02J50/12
【公開號】CN105305578
【申請?zhí)枴緾N201510801353
【發(fā)明人】郭丕龍, 周文杰
【申請人】三峽大學(xué)
【公開日】2016年2月3日
【申請日】2015年11月19日