青岛大学王春芳获国家专利权
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龙图腾网获悉青岛大学申请的专利一种单管P-CLC变频切换恒流恒压无线充电装置及方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN115250011B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-10-03发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202111601113.3,技术领域涉及:H02J50/12;该发明授权一种单管P-CLC变频切换恒流恒压无线充电装置及方法是由王春芳;王京雨设计研发完成,并于2021-12-24向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种单管P-CLC变频切换恒流恒压无线充电装置及方法在说明书摘要公布了:本发明属于感应式无线充电技术领域,涉及一种单管P‑CLC的变频切换恒流恒压无线充电装置及方法,交流电依次经第一工频整流桥整流、第一工频滤波电容滤波后转换成直流电,直接电依次经由第一补偿网络、发射线圈、接收线圈、第二补偿网络后逆变成高频交流电,高频交流电依次经第二高频整流桥、第一高频滤波电感、第二高频滤波电容转换成直流电,为蓄电池充电,当蓄电池的电压上升为设定值时,进行开关频率切换,充电由恒流模式转换为恒压模式;电路结构简单,工作安全可靠,开关损耗低,成本低,效率高,能够在较窄频率段内切换开关频率实现对蓄电池恒流‑恒压充电的要求。
本发明授权一种单管P-CLC变频切换恒流恒压无线充电装置及方法在权利要求书中公布了:1.一种单管P‑CLC变频切换恒流恒压无线充电装置,其特征在于主体结构包括第一工频整流桥、第一工频滤波电容、第一补偿网络、发射线圈、接收线圈、第二补偿网络、第二高频整流桥、第一高频滤波电感、第二高频滤波电容、蓄电池、副边检测电路和原边控制电路,其中原边控制电路由原边辅助电源、原边单片机控制电路、原边无线通信电路、原边电压检测电路和开关管驱动电路组成,副边检测电路由副边辅助电源、副边单片机控制电路、副边无线通信电路、电压采样电路和电流采样电路组成,第一工频整流桥的输入端与交流电源连接,输出端与第一工频滤波电容的输入端连接,交流电依次经第一工频整流桥整流、第一工频滤波电容滤波后转换成直流电,为主电路供电;第一工频滤波电容的输出端与第一补偿网络的输入端连接,开关管和二极管与第一补偿网络连接,第一补偿网络的输出端连接有发射线圈,第二补偿网络的输入端连接有接收线圈,直接电依次经由第一补偿网络、发射线圈、接收线圈、第二补偿网络后,通过开关管的开通钳位和关断后形成的LC谐振将直流电逆变成高频交流电,第二补偿网络的输出端与第二高频整流桥的输入端连接,第二高频整流桥、第一高频滤波电感、第二高频滤波电容依次连接,蓄电池与第二高频滤波电容的输出端连接,高频交流电依次经第二高频整流桥、第一高频滤波电感、第二高频滤波电容转换成直流电,为蓄电池充电;原边辅助电源分别与第一工频滤波电容、第一补偿网络、原边单片机控制电路、原边无线通信电路、原边电压检测电路和开关管驱动电路连接,原边电压检测电路与二极管连接,开关管驱动电路与开关管连接,原边单片机控制电路分别与原边无线通信电路、原边电压检测电路和开关管驱动电路连接;蓄电池分别与电压采样电路、电流采样电路和副边辅助电源连接,副边单片机控制电路分别与副边辅助电源、副边无线通信电路、电压采样电路和电流采样电路连接,副边辅助电源分别与电压采样电路、电流采样电路和副边无线通信电路连接; 采用所述装置实现恒流恒压无线充电的具体过程为: 1启动交流电源,交流电经第一工频整流桥和第一工频滤波电容整流滤波后为原边辅助电源供电,使原边控制电路正常工作;由蓄电池为副边辅助电源供电,使副边状态检测电路正常工作; 2设定初始状态为恒流充电模式,对蓄电池进行充电,该模式下的开关频率为fCC,且在该阶段下,副边单片机控制电路先将电压采样电路采到的电压信号进行数模转化,当判断到采集的电压信号低于恒压模式设定输出值时,副边无线通信电路不向原边无线通信电路发送状态切换的指令,然后电流采样电路将采集到的信号进行数模转化,通过发送预期微调工作频率fCC的指令,经原边无线通信电路和原边单片机控制电路接收处理后,使开关管驱动电路发出预期频率的开关管驱动PWM波形,从而保持输出电流恒定; 3在恒流充电模式下,电路满足的条件为: 其中ωCC为恒流模式下的工作角频率,当检测到蓄电池的端电压达到设定切换值,电压采样电路采集电压信号并经副边单片机控制电路处理后,副边无线通信电路向原边无线通信电路发送状态切换指令,此时电路将从恒流充电切换为恒压充电,副边单片机控制电路和副边无线通信电路向原边无线通信电路和原边单片机控制电路反馈电压采样电路采集到的电压信号,并根据预期设定的微调工作频率fCV的程序使得输出电压恒定; 4在恒压充电阶段,电路满足条件: 其中,ωCV为恒压模式下的工作角频率,当检测到蓄电池的电流下降为蓄电池充电的最小充电电流值时,则证明充电已完成,此时由副边单片机控制电路及副边无线通信电路发送停止指令;原边无线通信电路以及原边单片机控制电路的接收到停止指令后,终止PWM波形的生成,使开关管驱动电路停发PWM脉冲信号,充电结束。
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