CN110676949A - 用于自调谐无线供电的光反馈电路 - Google Patents

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段发阶
陈越
林昊然
叶德超
蒋佳佳
李秋
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Abstract

本发明涉及一种用于自调谐无线供电的光反馈电路，该反馈电路包括副边信号提取电路和原边信号比较控制电路所述的副边信号提取副边电流作为反馈信号，其中，检流电阻串接在无线供电电路的副边，副边电流流经成为电压信号，控制耗尽型MOS管通断；采样电阻和发光二极管并联接入MOS管漏极，选择合适的采样电阻阻值，仅当MOS管漏极达到导通电流峰值时，发光二极管发光，发送光信号；光信号被光电二极管接收，依次经历跨阻放大器、过零比较器输送至微控制器。本发明具有低功耗，高效的优点。

Description

用于自调谐无线供电的光反馈电路
技术领域
本发明属于自调谐无线供电领域，特别是关于LLC拓扑结构的自动调谐无线供电技术中的反馈通路。
背景技术
目前的无线供电技术主要有电磁感应式、磁共振式、无线电波式和电场耦合式。当前最成熟、最普遍的是电磁感应式。电磁感应式无线供电技术利用电磁感应原理，在发送端的初级线圈上通交流电，由于电磁感应接收端的复级线圈将会产生一个感应电流，由此可以实现电能的无线传输。电磁感应式无线供电技术转换效率高，但传输距离短，同时电路参数对于传输距离非常敏感。由于无线供电技术多应用于复杂工况条件下，因此很难保证高精度的传输距离，所以具有自动调谐功能的无线供电技术应运而生。LLC拓扑结构是一种经典的变压器电路，可以用作电磁感应式无线供电领域。基于LLC拓扑结构的自调谐无线供电***工作时，若传输距离发生改变，会导致电路谐振频率的改变，同时***会自动识别谐振频率的改变并调整工作频率对谐振频率进行自动跟踪。要实现对谐振频率的自动跟踪，必须建立由副边至原边的反馈通路，传统的反馈通路组成比较复杂且存在较大的耗散功率，因此有必要提出一种更加简单高效的反馈通路实现方式。
发明内容
本发明的目的是提供一种简单高效的反馈通路实现方式，以低消耗为LLC拓扑结构的自调谐无线供电技术提供反馈通路。技术方案如下：
一种用于自调谐无线供电的光反馈电路，该反馈电路包括副边信号提取电路和原边信号比较控制电路，其特征在于，所述的副边信号提取副边电流作为反馈信号，其中，
检流电阻串接在无线供电电路的副边，副边电流流经成为电压信号，控制耗尽型MOS管通断；
采样电阻和发光二极管并联接入MOS管漏极，选择合适的采样电阻阻值，仅当MOS管漏极达到导通电流峰值时，发光二极管发光，发送光信号；
光信号被光电二极管接收，依次经历跨阻放大器、过零比较器输送至微控制器。
附图说明
图1示出光反馈电路实现电路结构图；
图2示出VGS波形。
图1中：1为直流电源；2为逆变桥电路；3是谐振电路；4是变压器无线供电电路；5是整流滤波电路；6是等效负载；7是半桥驱动芯片；8是微控制器。9是采样电阻；10是发光二极管；11是耗尽型MOS管；12是检流电阻；13是光信号；14是光电二极管；15是跨阻放大器；16是过零比较器，17是MOS管漏极电流。
图2中：18是耗尽型MOS管开启电压，19是发光二极管导通的阈值电压，20是发光二极管每次的开启时间。
具体实施方式
针对LLC拓扑结构的自调谐无线供电电路，本发明提供一种无线反馈回路的具体实施方式，可以满足无线供电的使用要求，相比于传统的反馈回路，本发明以极低的消耗提供反馈，避免了因反馈回路的引入而降低无线供电的供电效率。
根据LLC拓扑无线供电原理，利用反馈回路提取副边电流的零点信息作为反馈量，控制原边电压与副边电流同相，可以实现对谐振频率的自动跟踪。本发明利用检流电阻12将经过整流的副边电流转变为电压输出，加载在检流电阻12上的电压信号如图2所示。
反馈电路的无线反馈电路如图1所示，由耗尽型mos管11，采样电阻9，发光二极管10和光电二极管14组成，具体连接方式参照图1。
具体实施方法是将检流电阻12的电压信号作为耗尽型mos管11的控制信号，调节检流电阻12的阻值，使电压信号能够控制mos管关断与导通，如图2所示，18为mos管的导通电压。当VGS增大至导通电压18时，mos管导通，此时mos管漏极电流17很小，随着电压VGS继续增大，漏极电流17逐渐增大，利用采样电阻9将漏极电流10转换为电压信号加载在发光二极管10两端，通过调节采样电阻9的阻值，当电压VGS零时发光二极管10刚好导通发光，如图2所示19是发光二极管导通的阈值电压，20时发光二极管每个周期的发光时间。通过上述方法提取了副边电流的零点信息，同时发光二极管每个周期仅发光一次且时间很短，因此此电路的引入对副边电路的功率消耗影响很小。
原边电路利用光电二极管14对发光二极管10产生的光信号13进行接收，发光二极管14在接收到光信号13后产生输出电流，输出电流经跨阻放大器15放大输送至过零比较器16进行零点的提取，过零比较器16将零点信号输送至微控制器8进行处理。
微处理器8通过调节电路工作频率，使逆变电路输出电压的零点相位与副边信号零点相位相同，实现对谐振频率的跟踪。

Claims (1)

1.一种用于自调谐无线供电的光反馈电路，该反馈电路包括副边信号提取电路和原边信号比较控制电路，其特征在于，所述的副边信号提取副边电流作为反馈信号，其中，
检流电阻串接在无线供电电路的副边，副边电流流经成为电压信号，控制耗尽型MOS管通断；
采样电阻和发光二极管并联接入MOS管漏极，选择合适的采样电阻阻值，仅当MOS管漏极达到导通电流峰值时，发光二极管发光，发送光信号；
光信号被光电二极管接收，依次经历跨阻放大器、过零比较器输送至微控制器。
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RJ01 Rejection of invention patent application after publication
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