一种谐振式无线充电系统中的控制电路技术方案

本发明专利技术公开了一种谐振式无线充电系统中的控制电路，该控制电路用于根据反馈信号输出控制信号控制驱动电路进而控制无线充电系统的工作，包括限幅和过零检测电路、启动与停止电路、过流保护电路和灭弧电路，所述过流保护电路和限幅和过零检测电路与反馈信号相连接。与现有技术相比较，本发明专利技术的控制电路采用一系列逻辑器件，可以实现精确控制，同时也进一步降低了成本，有利于无线充电技术的市场推广。

【技术实现步骤摘要】
一种谐振式无线充电系统中的控制电路
本专利技术涉及无线充电领域，尤其涉及一种谐振式无线充电系统中的控制电路。
技术介绍
无线充电技术，即Wirelesschargingtechnology，是指利用电磁感应原理，在充电器和用电装置之间通过磁场进行能量传输，无需用到电导线，其源于无线电能传输技术，根据传输原理主要分为三种：电磁感应耦合式无线充电技术、磁耦合谐振式无线充电技术和微波辐射式无线充电技术。磁耦合谐振式无线充电技术是在电磁感应耦合式原理的基础上加入了谐振的原理，即能量能够在两个具有相同谐振频率的物体之间进行高效地传递。它在电路的组成上与电磁感应耦合式无线电能传输方式类似，都是将整流后的直流电通过高频逆变转换为高频交流电，接收线圈接收到高频交流电后经过整流电路和直流变换电路给用电设备供电。不同的是在发射线圈和接收线圈上添加了谐振电容，通过改变谐振电容值来使系统达到谐振状态，从而实现无线电能传输。现有技术，大功率的无线充电设备比如电动汽车无线充电尚不完善，仍有诸多问题亟待研究功能。目前，一般大功率无线充电都是利用全桥逆变电路将直流电逆变为交流电供给无线传输线圈，全桥的工作状态影响着整个系统的传输性能，目前大部分的控制策略都是采用控制芯片对全桥的工作进行控制，但是这种方式很难使全桥工作在软开关状态，从而影响传输性能。故，针对现有技术的缺陷，实有必要提出一种技术方案以解决现有技术存在的技术问题。
技术实现思路
有鉴于此，确有必要提供一种谐振式无线充电系统中的控制电路，采用逻辑器件控制的大功率无线充电，从而能够稳定精确地控制无线充电。为了解决现有技术存在的技术问题，本专利技术的技术方案如下：一种谐振式无线充电系统中的控制电路，该控制电路用于根据反馈信号输出控制信号控制驱动电路进而控制无线充电系统的工作；所述控制电路包括限幅和过零检测电路、启动与停止电路、过流保护电路和灭弧电路，所述过流保护电路和限幅和过零检测电路与反馈信号相连接；所述启动与停止电路采用逻辑器件实现，用于根据所述限幅和过零检测电路、过流保护电路和灭弧电路的输出信号控制所述驱动电路；所述的限幅和过零检测电路包括二极管D1～D6、电容C1、电阻R1、施密特触发器U1，其中，第一二极管D1的阴极与第三二极管D3的阴极、电容C1的一端相连共同与反馈信号相连接；第一二极管D1的阳极与第二二极管D2的阳极相连；第三二极管D3的阳极与第四二极管D4的阳极相连；第二二极管D2的阴极与第四二极管D4的阴极、第六二极管D6的阴极、施密特触发器U1的第2引脚相连并接地；电容C1的另一端与电阻R1的一端相连；电容R1的另一端与第五二极管D5的阴极、第六二极管D6的阳极、施密特触发器U1的第3引脚相连；第五二极管的阳极与施密特触发器U1的第1引脚相连并接上+5V电源；施密特触发器的第4引脚连接到启动与停止电路的输入端；所述的二极管D1、D4为肖特基二极管；二极管D2、D3为稳压二极管；二极管D5、D6为开关二极管；电容C1为瓷片电容；施密特触发器U1的型号为74HC14；所述的启动与停止电路包括施密特触发器U2、U6与U7、与门U3和U4、D触发器U5、二极管D7、电阻R2、电容C2，其中，D触发器U5的第1引脚与施密特触发器U7的输出端相连；施密特触发器U7的输入端与二极管D7的阴极、电容C2的一端、电阻R2的一端相连；电容C2另一端接地；第2引脚接地；第3引脚与经过限幅和过零检测电路的信号、施密特触发器U2的输入端、与门U4的第1引脚相连；施密特触发器U2的输出端与与门U3的第一引脚相连，第4引脚与二极管D7的阳极、电阻R2的另一端、施密特触发器U6的输出端相连；第5引脚与与门U3的第2引脚、与门U3的第2引脚相连；与门U3和与门U4的输出端连接驱动电路；第6引脚悬空；所述的施密特触发器U2、U6和U7的型号是74HC14；与门U3和U4型号为74HC08、D触发器型号为74HC74；所述的过流保护电路包括二极管D8～D11、电容C3～C6、电阻R3～R5、电容C3～C6、可变电阻VR1、电压比较器U9；电压比较器U9的第1引脚与第4引脚、电容C6的一端、电阻R3的一端、电容C3的一端、二极管D9与D11的阴极相连并接地；二极管D9的阳极与二极管D8的阴极、反馈信号的一端相连；二极管D11的阳极与二极管D10的阴极、反馈信号的另一端相连；第2引脚与可变电阻VR1的滑动端、电容C5的一端相连；电容C5的另一端与可变电阻VR1的一端、电容C4的一端相连并接地；可变电阻VR1的另一端与电阻R4的一端相连；第3引脚与电阻R3的另一端、电容C3的另一端、二极管D8和D10的阳极相连；第5引脚和第6引脚相连；第7引脚与电容C6的另一端、电阻R5的一端相连；电阻R5的另一端接+5V电源；第8引脚与电阻R4的另一端电容C4的另一端相连并接上+9V电源；所述的电压比较器U9的型号为LM311；所述的灭弧电路包括555芯片U10与U11、电阻R6～R14、电容C7～C14、二极管D12～D14、滑动变阻器VR2与VR3、光纤头U12与U13、施密特触发器U14、与门U15、D触发器U16；555芯片U10的第1引脚与第7引脚相连并接地；第2引脚与第6引脚、电容C7、电阻R6的一端相连；电阻R6的另一端接滑动变阻器VR2的一端；电容C7的另一端接地；第3引脚与滑动变阻器VR2的另一端、电容C10的一端相连；第4引脚与第七电阻R7、第十二二极管的阳极、第八电阻的一端、555芯片U11的第8引脚、滑动变阻器VR3的一端相连；第5引脚与第八电容C8的一端相连；第八电容C8的另一端接地；第8引脚与第九电容C9的一端相连；第九电容C9的另一端接地；555芯片U11的第1引脚接地；第2引脚与第十电容C10的另一端、第七电阻R7的另一端、第十二二极管D12的另一端相连；第3引脚与第十电阻R10的一端、第十一电阻R11的一端相连；第4引脚接第八电阻R8的另一端；第5引脚与第十二电容C12的一端相连；第十二电容C12的另一端接地；第6引脚与第7引脚、第九电阻R9的一端、第十三电容C13的一端相连；第九电阻R9的另一端与滑动变阻器VR3的另一端相连；第8引脚与第十一电容C11的一端相连；第十一电容C11的另一端接地；光纤头U12的第2引脚与第6引脚、第7引脚、第十一电阻R11的另一端相连；第3引脚接地；光纤头U13的第2引脚与第6引脚、第十二电阻R12的一端、第十四电容C14的一端相连；第十四电容C14的另一端接地；第3引脚与第十二电阻R12的另一端、施密特触发器U14的输入端、第十四二极管D14的阳极相连；第十四二极管D14的阴极接第十三电阻R13的一端；第十三电阻R13的另一端接+5V电源；第7引脚接地；施密特触发器U14的输出端与与门U15的第1引脚、D触发器U16的第3引脚相连；与门U15的第2引脚与D触发器U16的第5引脚相连；D触发器U16的第1引脚悬空；第2引脚与第4引脚相连并接+5V电源；第6引脚接第十四电阻R14；第十四电阻R14的另一端接地；所述的二极管D13与D14为发光二极管。与现有技术相比较，本专利技术的控制电路采用一系列逻辑器件，可以实现精确控制，同时也进一步降低了成本，有利于本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种谐振式无线充电系统中的控制电路，其特征在于，该控制电路用于根据反馈信号输出控制信号控制驱动电路进而控制无线充电系统的工作；所述控制电路包括限幅和过零检测电路、启动与停止电路、过流保护电路和灭弧电路，所述过流保护电路和限幅和过零检测电路与反馈信号相连接；所述启动与停止电路采用逻辑器件实现，用于根据所述限幅和过零检测电路、过流保护电路和灭弧电路的输出信号控制所述驱动电路；所述的限幅和过零检测电路包括二极管D1～D6、电容C1、电阻R1、施密特触发器U1，其中，第一二极管D1的阴极与第三二极管D3的阴极、电容C1的一端相连共同与反馈信号相连接；第一二极管D1的阳极与第二二极管D2的阳极相连；第三二极管D3的阳极与第四二极管D4的阳极相连；第二二极管D2的阴极与第四二极管D4的阴极、第六二极管D6的阴极、施密特触发器U1的第2引脚相连并接地；电容C1的另一端与电阻R1的一端相连；电容R1的另一端与第五二极管D5的阴极、第六二极管D6的阳极、施密特触发器U1的第3引脚相连；第五二极管的阳极与施密特触发器U1的第1引脚相连并接上+5V电源；施密特触发器的第4引脚连接到启动与停止电路的输入端；所述的二极管D1、D4为肖特基二极管；二极管D2、D3为稳压二极管；二极管D5、D6为开关二极管；电容C1为瓷片电容；施密特触发器U1的型号为74HC14；所述的启动与停止电路包括施密特触发器U2、U6与U7、与门U3和U4、D触发器U5、二极管D7、电阻R2、电容C2，其中，D触发器U5的第1引脚与施密特触发器U7的输出端相连；施密特触发器U7的输入端与二极管D7的阴极、电容C2的一端、电阻R2的一端相连；电容C2另一端接地；第2引脚接地；第3引脚与经过限幅和过零检测电路的信号、施密特触发器U2的输入端、与门U4的第1引脚相连；施密特触发器U2的输出端与与门U3的第一引脚相连，第4引脚与二极管D7的阳极、电阻R2的另一端、施密特触发器U6的输出端相连；第5引脚与与门U3的第2引脚、与门U3的第2引脚相连；与门U3和与门U4的输出端连接驱动电路；第6引脚悬空；所述的施密特触发器U2、U6和U7的型号是74HC14；与门U3和U4型号为74HC08、D触发器型号为74HC74；所述的过流保护电路包括二极管D8～D11、电容C3～C6、电阻R3～R5、电容C3～C6、可变电阻VR1、电压比较器U9；电压比较器U9的第1引脚与第4引脚、电容C6的一端、电阻R3的一端、电容C3的一端、二极管D9与D11的阴极相连并接地；二极管D9的阳极与二极管D8的阴极、反馈信号的一端相连；二极管D11的阳极与二极管D10的阴极、反馈信号的另一端相连；第2引脚与可变电阻VR1的滑动端、电容C5的一端相连；电容C5的另一端与可变电阻VR1的一端、电容C4的一端相连并接地；可变电阻VR1的另一端与电阻R4的一端相连；第3引脚与电阻R3的另一端、电容C3的另一端、二极管D8和D10的阳极相连；第5引脚和第6引脚相连；第7引脚与电容C6的另一端、电阻R5的一端相连；电阻R5的另一端接+5V电源；第8引脚与电阻R4的另一端电容C4的另一端相连并接上+9V电源；所述的电压比较器U9的型号为LM311；所述的灭弧电路包括555芯片U10与U11、电阻R6～R14、电容C7～C14、二极管D12～D14、滑动变阻器VR2与VR3、光纤头U12与U13、施密特触发器U14、与门U15、D触发器U16；555芯片U10的第1引脚与第7引脚相连并接地；第2引脚与第6引脚、电容C7、电阻R6的一端相连；电阻R6的另一端接滑动变阻器VR2的一端；电容C7的另一端接地；第3引脚与滑动变阻器VR2的另一端、电容C10的一端相连；第4引脚与第七电阻R7、第十二二极管的阳极、第八电阻的一端、555芯片U11的第8引脚、滑动变阻器VR3的一端相连；第5引脚与第八电容C8的一端相连；第八电容C8的另一端接地；第8引脚与第九电容C9的一端相连；第九电容C9的另一端接地；555芯片U11的第1引脚接地；第2引脚与第十电容C10的另一端、第七电阻R7的另一端、第十二二极管D12的另一端相连；第3引脚与第十电阻R10的一端、第十一电阻R11的一端相连；第4引脚接第八电阻R8的另一端；第5引脚与第十二电容C12的一端相连；第十二电容C12的另一端接地；第6引脚与第7引脚、第九电阻R9的一端、第十三电容C13的一端相连；第九电阻R9的另一端与滑动变阻器VR3的另一端相连；第8引脚与第十一电容C11的一端相连；第十一电容C11的另一端接地；光纤头U12的第2引脚与第6引脚、第7引脚、第十一电阻R11的另一端相连；第3引脚接地；光纤头U13的第2引脚与第6引脚、第十二电阻R12的一端、第十四电容C14的一端相连；第十四电...

【技术特征摘要】
1.一种谐振式无线充电系统中的控制电路，其特征在于，该控制电路用于根据反馈信号输出控制信号控制驱动电路进而控制无线充电系统的工作；所述控制电路包括限幅和过零检测电路、启动与停止电路、过流保护电路和灭弧电路，所述过流保护电路和限幅和过零检测电路与反馈信号相连接；所述启动与停止电路采用逻辑器件实现，用于根据所述限幅和过零检测电路、过流保护电路和灭弧电路的输出信号控制所述驱动电路；所述的限幅和过零检测电路包括二极管D1～D6、电容C1、电阻R1、施密特触发器U1，其中，第一二极管D1的阴极与第三二极管D3的阴极、电容C1的一端相连共同与反馈信号相连接；第一二极管D1的阳极与第二二极管D2的阳极相连；第三二极管D3的阳极与第四二极管D4的阳极相连；第二二极管D2的阴极与第四二极管D4的阴极、第六二极管D6的阴极、施密特触发器U1的第2引脚相连并接地；电容C1的另一端与电阻R1的一端相连；电容R1的另一端与第五二极管D5的阴极、第六二极管D6的阳极、施密特触发器U1的第3引脚相连；第五二极管的阳极与施密特触发器U1的第1引脚相连并接上+5V电源；施密特触发器的第4引脚连接到启动与停止电路的输入端；所述的二极管D1、D4为肖特基二极管；二极管D2、D3为稳压二极管；二极管D5、D6为开关二极管；电容C1为瓷片电容；施密特触发器U1的型号为74HC14；所述的启动与停止电路包括施密特触发器U2、U6与U7、与门U3和U4、D触发器U5、二极管D7、电阻R2、电容C2，其中，D触发器U5的第1引脚与施密特触发器U7的输出端相连；施密特触发器U7的输入端与二极管D7的阴极、电容C2的一端、电阻R2的一端相连；电容C2另一端接地；第2引脚接地；第3引脚与经过限幅和过零检测电路的信号、施密特触发器U2的输入端、与门U4的第1引脚相连；施密特触发器U2的输出端与与门U3的第一引脚相连，第4引脚与二极管D7的阳极、电阻R2的另一端、施密特触发器U6的输出端相连；第5引脚与与门U3的第2引脚、与门U3的第2引脚相连；与门U3和与门U4的输出端连接驱动电路；第6引脚悬空；所述的施密特触发器U2、U6和U7的型号是74HC14；与门U3和U4型号为74HC08、D触发器型号为74HC74；所述的过流保护电路包括二极管D8～D11、电容C3～C6、电阻R3～R5、电容C3～C6、可变电阻VR1、电压比较器U9；电压比较器U9的第1引脚与第4引脚、电容C6的一端、电阻R3的一端、电容C3的一端、二极管D9与D11的阴极相连并接地；二极管D9的阳极与二极管D8的阴极、反馈信号的一端相连；二极管D11的阳极与二极管D10的阴极、反馈信号的另一端相连；第2引脚...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦会斌，吴建锋，华咏竹，杨胜英，秦宏帅，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33