【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电能变换装置的直流转直流变换器，具体涉及一种基于半有源整流器的无线电能传输系统。
技术介绍
1、近年来随着新能源电动汽车的蓬勃发展，接触式有线充电方案存在插接件笨重、操作繁杂、易磨损、可靠性差、雨雪天气易漏电等问题，并且输电线缆的长度和拖拽都限制了充电的灵活性，维护成本较高，上述原因极大限制了新能源电动汽车的应用与推广。
2、为了提高充电系统的安全性、可靠性和灵活性，采用感应式无线的方案进行能量传输成为现今研究的热点。相比于传统的插入式充电方式，采用无线电能传输技术为电动汽车供电可以实现电动汽车的即停即充，方便快捷，应用场景广泛，并且可以降低城市的土地成本和利用率。由于电动汽车的车载端和供电端不存在直接的电气接触，且无裸露的金属接头，该技术更加安全可靠，且不受恶劣天气的影响，可以与自动驾驶等技术相结合实现自动化。因此，无线电能传输技术的诸多优势使其在未来的交通系统供电领域有着广阔的发展空间。
3、现有技术中用于感应式无线电能传输系统，全桥有源整流器采用四个开关管组成，其优点是控制灵活，但是，存在控制变量多、需要精确控制开关管的零电压导通时间、副边谐振电流过零点采样电路复杂等问题，从而限制了感应式无线电能传输系统的快速发展，是当前急需解决的问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是克服现有的感应式无线电能传输系统，全桥有源整流器采用四个开关管组成存在的问题。本专利技术提供的基于半有源整流器的无线电能传输系统，将全桥有源整流器的一个有源桥臂换成由
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种基于半有源整流器的无线电能传输系统，包括输入电源vin、发射侧逆变器单元、发射侧补偿电路、发射线圈lp、接收线圈ls、接收侧补偿电路、接收侧半有源整流器和负载rl，
4、所述输入电源vin的输出端与发射侧逆变器单元的输入端相连接，所述发射侧逆变器单元的两个桥臂的中点做为发射侧逆变器单元的输出端与发射侧补偿电路的输入端相连接，所述发射侧补偿电路的输出端与发射线圈lp相连接，实现电能的无线发射；
5、所述接收线圈ls与发射线圈lp之间形成磁耦合，用于无线接收发射线圈lp无线发射的电能，所述接收线圈ls与接收侧补偿电路的输入端相连接，所述收侧补偿电路的一输出端与接收侧半有源整流器的有源桥臂中点相连接，所述收侧补偿电路的另一输出端与接收侧半有源整流器的无源桥臂中点相连接，所述接收侧半有源整流器的输出端与负载rl相连接。
6、优选的，所述发射侧逆变器单元为结型场效应管sp1-sp4构成的桥式逆变电路。
7、优选的，所述接收侧半有源整流器包括无源桥臂单元、有源桥臂单元和输出滤波电容co，所述无源桥臂单元包括二极管d1、二极管d2；所述有源桥臂单元包括开关管ss1、开关管ss2，
8、所述开关管ss1的源极、开关管ss2的漏极相连接，并做为接收侧半有源整流器的有源桥臂中点与收侧补偿电路的一输出端相连接，
9、所述二极管d1的正极、二极管d2的负极相连接，并做为接收侧半有源整流器的无源桥臂中点与所述收侧补偿电路的另一输出端相连接，
10、所述二极管d1的负极、开关管ss1的漏极共同与输出滤波电容co的正极相连接，所述二极管d2的正极、开关管ss2的源极共同与输出滤波电容co的负极相连接，
11、所述输出滤波电容co的正、负极做为接收侧半有源整流器的输出端与负载rl相连接。
12、优选的，还包括输出电压控制及副边谐振电流过零点检测电路，所述输出电压控制及副边谐振电流过零点检测电路包括开关管q1、主控芯片mcu以及开关管驱动芯片driver，
13、所述收侧补偿电路的另一输出端分别与电阻r1的一端、开关管q1的漏极相连接，所述电阻r1的另一端与接收侧半有源整流器的正输出端相连接，所述开关管q1的栅极与主控芯片mcu的供电电源相连接，所述开关管q1的栅极还通过电阻r2与主控芯片mcu的外部触发引脚相连接，所述开关管q1的源极与主控芯片mcu的外部触发引脚直接相连接，所述主控芯片mcu的pwm输出引脚与开关管驱动器driver的输入端相连接，所述开关管驱动器driver的输出端分别与有源桥臂单元开关管ss1、开关管ss2的栅极相连接。
14、优选的，所述发射侧补偿电路、接收侧补偿电路可为串联电容补偿电路、并联电容补偿电路、lcc补偿电路、lcl补偿电路，用于满足不同的负载特性要求。
15、优选的，所述主控芯片mcu可选用stm32g474、tms320f28335或者tms32f28377微型集成ic电路，
16、所述开关管驱动器driver可选用2edf7275kxuma1或者tps51604dsgr微型集成栅极驱动ic电路。
17、本专利技术的有益效果是：本专利技术的基于半有源整流器的无线电能传输系统，将全桥有源整流器的一个有源桥臂换成由两个二极管组成的无需控制的无源桥臂，该方式可以在简化整流器控制的同时保证接收侧所有的开关管的软开关，并利用无源桥臂的被动整流特性简化副边谐振电流过零点采样电路，设计的输出电压控制及副边谐振电流过零点检测电路，电路简单，控制方便；本专利技术采用的半有源整流器只有一个有源桥臂，可以减少接收侧控制变量，进而明显简化接收侧有源整流器的控制策略。同时，由于无源桥臂的被动整流特性，接收侧半有源整流器的所有开关管都能实现零电压导通特性，输出电压控制及副边谐振电流过零点检测电路也简化到只由一个开关管和两个电阻组成，容易实现，具有良好的应用前景。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.基于半有源整流器的无线电能传输系统，其特征在于：包括输入电源Vin、发射侧逆变器单元、发射侧补偿电路、发射线圈Lp、接收线圈Ls、接收侧补偿电路、接收侧半有源整流器和负载RL，
2.根据权利要求1所述的基于半有源整流器的无线电能传输系统，其特征在于：所述发射侧逆变器单元为结型场效应管Sp1-Sp4构成的桥式逆变电路。
3.根据权利要求1所述的基于半有源整流器的无线电能传输系统，其特征在于：所述接收侧半有源整流器包括无源桥臂单元、有源桥臂单元和输出滤波电容Co，所述无源桥臂单元包括二极管D1、二极管D2；所述有源桥臂单元包括开关管Ss1、开关管Ss2，
4.根据权利要求3所述的基于半有源整流器的无线电能传输系统，其特征在于：还包括输出电压控制及副边谐振电流过零点检测电路，所述输出电压控制及副边谐振电流过零点检测电路包括开关管Q1、主控芯片MCU以及开关管驱动芯片Driver，
5.根据权利要求1所述的基于半有源整流器的无线电能传输系统，其特征在于：所述发射侧补偿电路、接收侧补偿电路可为串联电容补偿电路、并联电容补偿电路、LCC补偿
6.根据权利要求4所述的基于半有源整流器的无线电能传输系统，其特征在于：所述主控芯片MCU可选用STM32G474、TMS320F28335或者TMS32F28377微型集成IC电路，
...【技术特征摘要】
1.基于半有源整流器的无线电能传输系统，其特征在于：包括输入电源vin、发射侧逆变器单元、发射侧补偿电路、发射线圈lp、接收线圈ls、接收侧补偿电路、接收侧半有源整流器和负载rl，
2.根据权利要求1所述的基于半有源整流器的无线电能传输系统，其特征在于：所述发射侧逆变器单元为结型场效应管sp1-sp4构成的桥式逆变电路。
3.根据权利要求1所述的基于半有源整流器的无线电能传输系统，其特征在于：所述接收侧半有源整流器包括无源桥臂单元、有源桥臂单元和输出滤波电容co，所述无源桥臂单元包括二极管d1、二极管d2；所述有源桥臂单元包括开关管ss1、开关管ss2，
4.根据权利要求3所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员：袁晓冬，韩华春，缪惠宇，甘海庆，曾飞，王明深，潘益，焦系泽，吕舒康，
申请(专利权)人：国网江苏省电力有限公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。