【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及无线充电，具体涉及一种有源整流同步信号发生电路、接收器及无线充电系统。
技术介绍
1、无线充电技术作为一种非接触式充电方式，可以应用在电动汽车、自动导引车、智能手机等场景。无线充电系统分为发射器和接收器两个部分，其中接收器需要对高频电流进行整流。
2、接收器中的有源整流电路相比传统的二极管整流电路损耗更低，有助于实现更高的传输效率，但是有源整流电路在进行同步整流或移相控制时，开关管的驱动信号需要与发生器同步。在发射器和有源整流电路之间，无线充电接收器的谐振电路输出的电压和电流会受负载和谐波电流的影响，现有的方式中直接作为有源整流电路的同步源，会在高阻值负载下引起振荡问题。
3、公开于该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在加深对本专利技术的总体
技术介绍
的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
1、本专利技术中提供了一种有源整流同步信号发生电路、接收器及无线充电系统，从而有效解决
技术介绍
中所指出的问题。
2、为了达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：
3、有源整流同步信号发生电路，在无线充电系统的接收器中，基于谐振电路的输出电流，产生有源整流电路所需的相位同步信号，包括：
4、高频电流传感器电路，测量所述谐振电路的输出电流，并转化为对应的电压信号；
5、谐振滤波电路，对所述电压信号进行滤波处理，获得处理结果；
6、高频过零比较器电路
7、进一步地，所述高频电流传感器电路通过霍尔电流传感器测量所述输出电流。
8、进一步地，所述霍尔电流传感器的带宽高于所述无线充电系统的谐振频率。
9、进一步地，所述高频电流传感器电路通过电流采样电阻测量所述输出电流。
10、进一步地，所述高频电流传感器电路还包括运算放大器，对所述电压信号进行放大或处理。
11、进一步地，所述高频电流传感器电路包括霍尔电流传感器、第一输入电阻、第一运算放大器和第一反馈电阻；
12、所述霍尔电流传感器的输入端与所述谐振电路的输出端连接；
13、所述第一运算放大器包括反相端和同相端，所述第一输入电阻连接于所述霍尔电流传感器的输出端与所述反相端之间；
14、所述第一反馈电阻一端连接于所述第一输入电阻和所述反相端之间，另一端连接于所述第一运算放大器的输出端。
15、进一步地，所述高频电流传感器电路的输出电压采用以下公式计算：
16、；
17、其中，v3为所述高频电流传感器电路的输出电压，v1为所述霍尔电流传感器的输出电压，v2为输入到所述同相端的参考电压，r2为所述第一输入电阻的阻值，r3为所述第一反馈电阻的阻值。
18、进一步地，所述高频电流传感器电路包括电流采样电阻、第二输入电阻、第三输入电阻、第四输入电阻、第二运算放大器和第二反馈电阻；
19、所述第二运算放大器包括反相端和同相端，所述第二输入电阻连接于所述电流采样电阻一端与所述反相端之间，所述第三输入电阻连接于所述电流采样电阻另一端与所述同相端之间；
20、所述第二反馈电阻一端连接于所述第二输入电阻和所述反相端之间，另一端连接于所述第二运算放大器的输出端；
21、所述第四输入电阻一端连接于所述第三输入电阻和所述同相端之间，另一端连接于同相端参考电压的输入端。
22、进一步地，所述高频电流传感器电路的输出电压采用以下公式计算：
23、；
24、其中，v3为所述高频电流传感器电路的输出电压；vi+和vi-分别为所述电流采样电阻与所述第二输入电阻和第三输入电阻连接端的电压；v2为输入到所述同相端的参考电压；r4为所述第二输入电阻的阻值；r5为所述第三输入电阻的阻值；r6为所述第二反馈电阻的阻值；r7为所述第四输入电阻的阻值。
25、进一步地，所述谐振滤波电路包括电阻、电感和电容；
26、所述电阻连接于所述高频电流传感器电路的输出端与所述谐振滤波电路的输出端之间；
27、所述电感和电容构成并联谐振电路，所述并联谐振电路的一端连接所述谐振滤波电路的输出端，另一端连接供电电源的负极。
28、进一步地，当所述高频电流传感器电路输出的信号滞后时，将所述并联谐振电路的谐振频率调节至高于无线充电系统的谐振频率，以对所述高频电流传感器电路造成的延迟进行补偿，所述调节通过调整所述电感和电容的参数实现。
29、进一步地，对所述电感和电容的参数调整依据于以下公式：
30、；
31、其中，f0为所述并联谐振电路的谐振频率，单位为hz；lf为所述电感的电感值，单位为h；cf为所述电容的电容值，单位为f。
32、进一步地，当所述谐振滤波电路的传输增益变化超出设定范围时，进行所述并联谐振电路的谐振频率调节，且调节幅度与所述传输增益的变化幅度相关。
33、进一步地，所述谐振滤波电路的传输增益计算公式如下：
34、；
35、；
36、其中，g（ω）为所述传输增益；ω为所述无线充电系统的角频率，单位为rad/s；ω0为所述并联谐振电路的谐振角频率，单位为rad/s；lf为所述电感的电感值，单位为h；rf为所述电阻的阻值，单位为ω；f为所述无线充电系统的谐振频率。
37、进一步地，所述高频过零比较器电路包括高速比较器，所述高速比较器包括同相端和反相端；所述同相端与所述谐振滤波电路的输出端连接，所述反相端与供电电源的负极连接。
38、进一步地，所述高频过零比较器电路包括高速比较器，所述高速比较器包括同相端和反相端；所述反相端与所述谐振滤波电路的输出端连接，所述同相端与供电电源的负极连接。
39、进一步地，所述高速过零比较器的传输延迟为纳秒级。
40、接收器，用于无线充电系统，包括谐振电路和有源整流电路，还包括如上所述的有源整流同步信号发生电路；
41、所述有源整流同步信号发生电路基于所述谐振电路的输出电流，为所述有源整流电路产生所需的相位同步信号。
42、进一步地，所述有源整流电路为桥式整流电路，所述桥式整流电路的每个半桥均为两个mosfet。
43、进一步地，所述有源整流电路为桥式整流电路，所述桥式整流电路的上管为两个二极管，下管为两个mosfet。
44、进一步地，所述有源整流电路为桥式整流电路，所述桥式整流电路的一个半桥为两个mosfet，另一个半桥为两个二极管。
45、无线充电系统，包括发射器和接收器；
46、所述接收器包括谐振电路和有源整流电路，还包括如上所述的有源整流同步信号发生电路；
47、所述有源整流同步信号发生电路基于所述谐振电路的输出电流，为所述有源整流电路产生所需的相本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.有源整流同步信号发生电路，其特征在于，在无线充电系统的接收器中，基于谐振电路的输出电流，产生有源整流电路所需的相位同步信号，包括：
2.根据权利要求1所述的有源整流同步信号发生电路，其特征在于，所述高频电流传感器电路通过霍尔电流传感器测量所述输出电流。
3.根据权利要求2所述的有源整流同步信号发生电路，其特征在于，所述霍尔电流传感器的带宽高于所述无线充电系统的谐振频率。
4.根据权利要求1所述的有源整流同步信号发生电路，其特征在于，所述高频电流传感器电路通过电流采样电阻测量所述输出电流。
5.根据权利要求2或4所述的有源整流同步信号发生电路，其特征在于，所述高频电流传感器电路还包括运算放大器，对所述电压信号进行放大或处理。
6.根据权利要求1所述的有源整流同步信号发生电路，其特征在于，所述高频电流传感器电路包括霍尔电流传感器、第一输入电阻、第一运算放大器和第一反馈电阻；
7.根据权利要求6所述的有源整流同步信号发生电路，其特征在于，所述高频电流传感器电路的输出电压采用以下公式计算：
8.根据权
9.根据权利要求8所述的有源整流同步信号发生电路，其特征在于，所述高频电流传感器电路的输出电压采用以下公式计算：
10.根据权利要求1所述的有源整流同步信号发生电路，其特征在于，所述谐振滤波电路包括电阻、电感和电容；
11.根据权利要求10所述的有源整流同步信号发生电路，其特征在于，当所述高频电流传感器电路输出的信号滞后时，将所述并联谐振电路的谐振频率调节至高于无线充电系统的谐振频率，以对所述高频电流传感器电路造成的延迟进行补偿，所述调节通过调整所述电感和电容的参数实现。
12.根据权利要求11所述的有源整流同步信号发生电路，其特征在于，对所述电感和电容的参数调整依据于以下公式：
13.根据权利要求11所述的有源整流同步信号发生电路，其特征在于，当所述谐振滤波电路的传输增益变化超出设定范围时，进行所述并联谐振电路的谐振频率调节，且调节幅度与所述传输增益的变化幅度相关。
14.根据权利要求13所述的有源整流同步信号发生电路，其特征在于，所述谐振滤波电路的传输增益计算公式如下：
15.根据权利要求1所述的有源整流同步信号发生电路，其特征在于，所述高频过零比较器电路包括高速比较器，所述高速比较器包括同相端和反相端；所述同相端与所述谐振滤波电路的输出端连接，所述反相端与供电电源的负极连接。
16.根据权利要求1所述的有源整流同步信号发生电路，其特征在于，所述高频过零比较器电路包括高速比较器，所述高速比较器包括同相端和反相端；所述反相端与所述谐振滤波电路的输出端连接，所述同相端与供电电源的负极连接。
17.根据权利要求15或16所述的有源整流同步信号发生电路，其特征在于，所述高速过零比较器的传输延迟为纳秒级。
18.接收器，其特征在于，用于无线充电系统，包括谐振电路和有源整流电路，还包括如权利要求1~17任一项所述的有源整流同步信号发生电路；
19.根据权利要求18所述的接收器，其特征在于，所述有源整流电路为桥式整流电路，所述桥式整流电路的每个半桥均为两个MOSFET。
20.根据权利要求18所述的接收器，其特征在于，所述有源整流电路为桥式整流电路，所述桥式整流电路的上管为两个二极管，下管为两个MOSFET。
21.根据权利要求18所述的接收器，其特征在于，所述有源整流电路为桥式整流电路，所述桥式整流电路的一个半桥为两个MOSFET，另一个半桥为两个二极管。
22.无线充电系统，其特征在于，包括发射器和接收器；
...【技术特征摘要】
1.有源整流同步信号发生电路，其特征在于，在无线充电系统的接收器中，基于谐振电路的输出电流，产生有源整流电路所需的相位同步信号，包括：
2.根据权利要求1所述的有源整流同步信号发生电路，其特征在于，所述高频电流传感器电路通过霍尔电流传感器测量所述输出电流。
3.根据权利要求2所述的有源整流同步信号发生电路，其特征在于，所述霍尔电流传感器的带宽高于所述无线充电系统的谐振频率。
4.根据权利要求1所述的有源整流同步信号发生电路，其特征在于，所述高频电流传感器电路通过电流采样电阻测量所述输出电流。
5.根据权利要求2或4所述的有源整流同步信号发生电路，其特征在于，所述高频电流传感器电路还包括运算放大器，对所述电压信号进行放大或处理。
6.根据权利要求1所述的有源整流同步信号发生电路，其特征在于，所述高频电流传感器电路包括霍尔电流传感器、第一输入电阻、第一运算放大器和第一反馈电阻；
7.根据权利要求6所述的有源整流同步信号发生电路，其特征在于，所述高频电流传感器电路的输出电压采用以下公式计算：
8.根据权利要求1所述的有源整流同步信号发生电路，其特征在于，所述高频电流传感器电路包括电流采样电阻、第二输入电阻、第三输入电阻、第四输入电阻、第二运算放大器和第二反馈电阻；
9.根据权利要求8所述的有源整流同步信号发生电路，其特征在于，所述高频电流传感器电路的输出电压采用以下公式计算：
10.根据权利要求1所述的有源整流同步信号发生电路，其特征在于，所述谐振滤波电路包括电阻、电感和电容；
11.根据权利要求10所述的有源整流同步信号发生电路，其特征在于，当所述高频电流传感器电路输出的信号滞后时，将所述并联谐振电路的谐振频率调节至高于无线充电系统的谐振频率，以对所述高频电流传感器电路造成的延迟进行补偿，所述调节通过调整所述电感和电容的参数实现。
<...【专利技术属性】
技术研发人员：袁晓冬，韩华春，甘海庆，曾飞，王明深，缪惠宇，焦系泽，潘益，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：
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