单控串联谐振电路制造技术

本发明专利技术实施例提供一种单控串联谐振电路，其中，单控串联谐振电路包括：开关管、谐振发射线圈以及谐振电容，其中，所述谐振发射线圈一端与所述谐振电容的一端相连，所述谐振发射线圈的另一端与电源正极相连，所述谐振电容的另一端接地；所述开关管的第一端与所述谐振电容的一端相连，所述开关管的第二端与所述谐振电容的另一端相连。该单控串联谐振电路的电路十分简单，成本低廉，且EMC特性良好。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术实施例涉及电路
，更具体的涉及一种单控串联谐振电路。
技术介绍
无线供电是通过线圈的电磁效应将电源的电能转换成无线传播的能量，在接收端又将此能量转变回电能，从而对电器进行无线供电。传统的无线供电系统包括磁共振无线供电系统。磁共振无线供电系统包括无线供电发射机以及接收电路，无线供电发射机包括谐振电路，谐振电路包括供电电路、谐振发射线圈和电容，谐振发射线圈将供电电路中的电能转换成磁场能量，接收电路将接收到的磁场能量转换为电能为负载供电。现有技术中的谐振电路比较复杂，且EMC(Electro Magnetic Compatibility，电磁兼容性)特性交差，而谐振电路的特性直接影响了无线供电发射机发射磁能的功率和效率。因此，迫切需要一种电路简单且EMC特性好的谐振电路。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种单控串联谐振电路以及无线供电发射机，以克服现有技术中单控串联谐振电路不能同时满足电路简单、EMC特性好的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种应用于无线供电中的单控串联谐振电路，包括开关管、谐振发射线圈以及谐振电容，其中，所述谐振发射线圈一端与所述谐振电容的一端相连，所述谐振发射线圈的另一端与电源正极相连，所述谐振电容的另一端接地；所述开关管的第一
端与所述谐振电容的一端相连，所述开关管的第二端与所述谐振电容的另一端相连。其中，所述开关管为MOSFET或IGBT。其中，所述谐振电容为等效谐振电容、所述电感为等效电感和/或所述开关管为等效开关管。其中，驱动所述开关管的信号的频率与所述谐振发射线圈与谐振电容的谐振频率相同。经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本专利技术实施例提供的单控串联谐振电路，是一个由三个元件组成的简单的电路，电路十分简单，成本低廉。谐振电容有两方面的作用，谐振电容主要作用是与谐振发射线圈组成谐振环，谐振电容的次要作用是，其并联在开关管的开关两端，吸收开关管两端的高脉冲电流，防止损坏开关管；谐振发射线圈也具有两种作用，一种是与谐振电容组成谐振环，另一种是作为发射磁能的谐振发射线圈。当开关管的控制端为高电平时，开关管导通，此时谐振电容被短路，由于谐振发射线圈的特性，决定了谐振发射线圈两端电压不能突变，因此，能量贮存在谐振发射线圈中；当开关管的控制端为低电平时，开关管截止，谐振发射线圈中的能量释放，给谐振电容充电，在这个过程中，谐振发射线圈中的大部分能量转换为磁能对外发射，少部分能量贮存在谐振电容中，开关管不断重复上述过程，谐振发射线圈不断对外发射磁能，谐振发射线圈发射的磁能只有一种频率，因此波形稳定，谐波少，EMC特性良好，且具有输出功率大的特定。进一步的，单控串联谐振电路可以只需要开关管的控制端与信号源的输出信号端相连即可，即可以实现单控串联谐振电路的单电源供电，使得单控串联谐振电路容易控制。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不
付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1(a)为现有技术中的单管反激电路；图1(b)为现有技术中的半桥电路；图1(c)为现有技术中的全桥电路；图2为应用于无线供电的单控串联谐振电路的一种实现方式的电路；图3为单控串联谐振电路的一种实现方式的电路图；图4为单控串联谐振电路的另一种实现方式的电路图。具体实施方式为了引用和清楚起见，下文中使用的技术名词的说明、简写或缩写总结如下：为了引用和清楚起见，下文中使用的技术名词的说明、简写或缩写总结如下：IGBT：Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管；MOSFET：Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，金氧半场效晶体管；EMC：Electro Magnetic Compatibility，电磁兼容性；PWM：Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制。下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。现有的谐振电路包括单管反激电路、半桥电路以及全桥电路，如图1(a)所示，在单管反激电路中谐振环的谐振电容C和谐振发射线圈L并联，谐振环的一端与电源正极V+相连，谐振环的另一端与开关管T1的集电极相连，开关管T1的发射极接地。如图1(b)所示，为半桥电路，在半桥电路中，谐振环中的谐振电容C和谐振发射线圈L可以是串联也可以是并联，半桥电路有两个桥臂，左桥臂是由两个开关管T1和T2上下串联而成的，右桥臂是由两谐振电容C3和C4上下串联而成的，谐振环的一端接在左桥臂的中点上，谐振环的另
一端接在右桥臂的中点上；左桥臂和右桥臂的电路可以互换。如图1(c)所示，为全桥电路，在全桥电路中，谐振环允许谐振电容C和谐振发射线圈L串联或并联的形式出现，全桥电路有两个桥臂，左桥臂是由两个开关管T1和T2上下串联而成的，右桥臂也是由两个开关管T3和T4上下串联而成的，谐振环的一端接在左桥臂的中点上，谐振环的另一端接在右桥臂的中点上。专利技术人在实现本专利技术创造的过程中发现，单管反激电路虽然简单，成本低廉，易于控制，但其缺点更突出，在谐振环的自由谐振和单控串联谐振电路的主动谐振相互作用下，因倍频和叠加产生复杂的次生振荡，给环境的电网带来严重的污染，且EMC特性特别差。半桥电路通常需要2至3路隔离电源，成本适中，容易控制，但电流波形容易受泄漏电流的影响产生畸变，影响EMC特性，输出功率小于全桥电路的输出功率。全桥电路的电路复杂，驱动需要4至5路隔离电源，成本高，不易控制，但电流波形和电压波形完整，EMC特性好，输出功率大。如图2所示，为应用于无线供电的单控串联谐振电路的一种实现方式的电路图，单控串联谐振电路包括谐振发射线圈L、谐振电容C以及开关管K，其中：所述谐振发射线圈L一端与所述谐振电容C的一端相连，所述谐振发射线圈L的另一端与电源正极V+相连，所述谐振电容C的另一端接地，所述开关管的第一端与所述谐振电容的一端相连，所述开关管的第二端与所述谐振电容的另一端相连。本专利技术实施例中开关管可以为NMOSFET，此时第一端可以为漏极，相应的第二端为源极，控制端为栅极；开关管可以为PMOSFET，此时第一端为源极，第二端为漏极，控制端为栅极；开关管可以为IGBT，此时第一端为集电极，相应的第二端为发射极，控制端为栅极。驱动开关管K的信号的频率与谐振环的固有自由谐振频率一致，即驱动所述开关管的信号的频率与所述谐振发射线圈与谐振电容的谐振频率相同。上述单控串联谐振电路实施例中单控串联谐振电路的实现原理如下：当开关管K的控制端有高电平时，开关管K导通，谐振电容C被短路，此时谐振发射线圈L与开关管K的第一端相连的一端接地，电源V+通过谐振线圈L对地形成电流，由于谐振发射线圈的特性，决定了谐振本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种单控串联谐振电路，应用于无线供电，其特征在于，包括开关管、谐振发射线圈以及谐振电容，其中，所述谐振发射线圈一端与所述谐振电容的一端相连，所述谐振发射线圈的另一端与电源正极相连，所述谐振电容的另一端接地；所述开关管的第一端与所述谐振电容的一端相连，所述开关管的第二端与所述谐振电容的另一端相连。

【技术特征摘要】
1.一种单控串联谐振电路，应用于无线供电，其特征在于，包括开关管、谐振发射线圈以及谐振电容，其中，所述谐振发射线圈一端与所述谐振电容的一端相连，所述谐振发射线圈的另一端与电源正极相连，所述谐振电容的另一端接地；所述开关管的第一端与所述谐振电容的一端相连，所述开关管的第二端与所述谐振电容的另一端相连。2.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱斯忠，徐宝华，何智，
申请(专利权)人：中惠创智无线供电技术有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37