一種欠壓保護電路、欠壓保護方法及無線電能傳輸裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及無線充電領域，更具體的說，涉及一種欠壓保護電路、欠壓保護方法及無線電能傳輸裝置。
【背景技術】
[0002]無線電能傳輸技術由于安全方便等優點廣泛應用于電子充電領域中，無線電能傳輸裝置一般包括有隔離的發射部分和接收部分，兩者通過電磁共振原理實現能量傳輸。
[0003]—般來說，發射部分包括有逆變器、阻抗匹配電路和發射線圈，接收部分包括有接收線圈、阻抗匹配電路、整流電路和直流電壓轉換電路(DC-DC變換器)，如圖1所示的非接觸電能傳輸裝置，圖1中發射部分僅示出發射線圈，下文中均相同，發射線圈Ls接收交變電流產生交變磁場，接收線圈Ld感應交變磁場感生出交變電壓，之后，交變電壓經過全橋整流電路整流和濾波電容濾波后以獲得直流電壓V_t，直流電壓V_t經DC-DC變換器轉換后輸出合適的輸出電壓Vout供給電子設備。
[0004]在此過程中，當整流濾波后的直流電壓因外界原因突然減小時，如當發射線圈和接收線圈的耦合減弱或者發射線圈中的磁場能量減小時，直流電壓會減小至預設的最低電壓值，一方面會造成電子設備不能正常工作，另一方面會使得整流電路中的電流升高，造成對整流電路的損害，因此，當發現無線電能傳輸裝置的直流電壓欠壓時，需要對直流電壓進行調整控制，以保護電路中元器件的安全。

【發明內容】

[0005]有鑒于此，本發明提出了一種欠壓保護電路、欠壓保護方法及無線電能傳輸裝置，當檢測到整流濾波后的直流電壓低于預設的最低電壓值時，則切斷整流濾波電路對后級電路的供電，使得整流濾波輸出的直流電壓信號升高，直至直流電壓信號恢復至不低于預設的最低電壓值。
[0006]依據本發明的一種欠壓保護電路，應用于無線電能傳輸裝置中，所述無線電能傳輸裝置包括有接收能量的接收線圈、依次與所述接收線圈連接的阻抗匹配網絡、整流濾波電路和直流電壓轉換電路，所述整流濾波電路接收所述接收線圈耦合的能量，以獲得第一直流電壓信號；
[0007]所述直流電壓轉換電路接收所述第一直流電壓信號，以轉換為合適的輸出電壓供給所述電子設備；
[0008]所述欠壓保護電路檢測所述第一直流電壓信號是否小于預設的最低電壓值時，當所述第一直流電壓信號小于預設的最低電壓值時，則所述欠壓保護電路切斷所述整流濾波電路對后級電路的供電。
[0009]進一步的，所述欠壓保護電路包括開關電路和開關控制電路，
[0010]所述開關電路連接在所述直流電壓轉換電路和所述電子設備之間；
[0011]所述開關控制電路接收所述第一直流電壓信號和預設的最低電壓值，以產生開關控制信號控制所述開關電路的開關狀態。
[0012]進一步的，所述欠壓保護電路包括開關電路和開關控制電路，
[0013]所述開關電路連接在所述整流濾波電路和所述直流電壓轉換電路之間；
[0014]所述開關控制電路接收所述第一直流電壓信號和預設的最低電壓值，以產生開關控制信號控制所述開關電路的開關狀態。
[0015]優選的，所述開關電路包括第一開關管，所述第一開關管的控制端接收所述開關控制信號。
[0016]優選的，所述開關控制電路包括采樣電路和滯環比較器，
[0017]所述采樣電路采樣所述第一直流電壓信號，以獲得采樣電壓信號；
[0018]所述滯環比較器接收所述采樣電壓信號和表征所述預設的最低電壓值的參考電壓信號，輸出所述開關控制信號；
[0019]當所述采樣電壓信號小于所述滯環比較器的下限電壓值時，所述開關控制信號為有效狀態以控制所述開關電路關斷；當所述采樣電壓信號大于所述滯環比較器的下限電壓值時，所述開關控制信號為無效狀態以控制所述開關電路導通。
[0020]依據本發明的一種欠壓保護方法，應用于無線電能傳輸裝置中，所述無線電能傳輸裝置包括有接收能量的接收線圈、依次與所述接收線圈連接的阻抗匹配網絡、整流濾波電路和直流電壓轉換電路，
[0021]接收所述接收線圈耦合的能量，以獲得第一直流電壓信號；
[0022]接收所述第一直流電壓信號，以轉換為合適的輸出電壓供給所述電子設備；
[0023]檢測所述第一直流電壓信號是否小于預設的最低電壓值時，當所述第一直流電壓信號小于預設的最低電壓值時，切斷所述整流濾波電路對后級電路的供電。
[0024]依據本發明的一種無線電能傳輸裝置，包括隔離的電能發射端和電能接收端，所述電能發射端包括有發射能量的發射線圈，所述電能接收端包括有接收能量的接收線圈、依次與所述接收線圈連接的阻抗匹配網絡、整流濾波電路和直流電壓轉換電路，所述電能接收端還包括上述的欠壓保護電路。
[0025]依據一種欠壓保護電路、欠壓保護方法及無線電能傳輸裝置，當檢測到整流濾波后的直流電壓低于預設的最低電壓值時，則切斷整流濾波電路對后級電路的供電，直至直流電壓恢復至不低于預定的最低電壓值。其中，利用開關電路設置在直流電壓轉換電路和電子設備之間，或者利用開關電路設置在整流濾波電路和直流電壓轉換電路之間，在電能傳輸裝置正常工作時，所述開關電路導通，當欠壓情況發生時，所述開關電路斷開以升高直流電壓信號的值。本發明的技術方案很好的解決了無線電能傳輸裝置中的電壓欠壓的問題，可有效降低異常情況時的損耗，保護電路中元器件的安全，提高電路工作效率，效果好。
【附圖說明】
[0026]圖1所示的非接觸電能傳輸裝置的基本電路框圖；
[0027]圖2所示為依據本發明的欠壓保護電路的電路框圖；
[0028]圖3所示為依據本發明的欠壓保護電路的第一實施例的具體電路實現圖；
[0029]圖4所示為依據本發明的欠壓保護電路的第二實施例的具體電路實現框圖；
[0030]圖5所示為依據本發明電路的工作波形圖。
【具體實施方式】
[0031]以下結合附圖對本發明的幾個優選實施例進行詳細描述，但本發明并不僅僅限于這些實施例。本發明涵蓋任何在本發明的精髓和范圍上做的替代、修改、等效方法以及方案。為了使公眾對本發明有徹底的了解，在以下本發明優選實施例中詳細說明了具體的細節，而對本領域技術人員來說沒有這些細節的描述也可以完全理解本發明。
[0032]參考圖2所示為依據本發明的欠壓保護電路的電路框圖，所述欠壓保護電路應用于無線電能傳輸裝置中，如圖2所示，所述無線電能傳輸裝置包括有隔離的電能發射端和電能接收端，本發明中電能發射端可為現有技術中的方案，在此未示出，所述電能接收端包括有接收能量的接收線圈Ls、依次與所述接收線圈連接的阻抗匹配網絡201、整流濾波電路(包括整流電路202和濾波電容C)和直流電壓轉換電路203，所述整流濾波電路接收所述接收線圈輸出的高頻交流電，以獲得第一直流電壓信號V_t，直流電壓轉換電路203接收所述第一直流電壓信號Vrait，經電壓轉換后輸出合適的輸出電壓Vciut供給電子設備204。
[0033]本實施例中，所述欠壓保護電路包括開關電路和開關控制電路205，這里，所述開關電路為第一開關管Ql，所述第一開關管Ql連接在所述直流電壓轉換電路201和所述電子設備204之間；所述開關控制電路205接收所述第一直流電壓信號V_t和預設的最低電壓值，以產生開關控制信號Vcon控制所述第一開關管Ql的開關狀態。
[0034]這里需要說明的是，圖2中第一開關管Ql可以連接在所述直流電壓轉換電路201和所述電子設備204的上端，但本領域技術人員可知，第一開關管Ql可以連接在所述直流電壓轉換電路201和所述電子設備204的下端，第一開關管Ql可以為現有技術中合適的開關，如單刀雙擲開關等開關器件。
[0035]從圖2中的電路可以看出，在上述無線電能傳輸裝置正常工作過程中，第一開關管保持導通，當檢測到整流濾波輸出的第一直流電壓低于預設的最低電壓值時，則切斷整流濾波電路對后級電路的供電，直至直流電壓恢復至不低于預定的最低電壓值。本發明的欠壓保護電路可使得在欠壓發生時，一方面整流電路中的電流不致過大以造成對器件的損害，另一方面欠壓可能帶來輸出電壓的降低以損害電子設備。
[0036]圖3所示為依據本發明的欠壓保護電路的第一實施例的具體電路實現圖；圖3中示出了開關控制電路205的一種具體實現方式，本實施方式中的開關控制電路205具體包括采樣電路和滯環比較器，采樣電路由分壓電阻Rl和電阻R2構成，滯環比較器由電阻R3、電阻R4和比較器CMP構成，分壓電阻Rl和電阻R2采樣所述直流電壓信號V_t，以獲得采樣電壓信號V_tl;所述滯環比較器的正向輸入端接收所述采樣電壓信號V _tl，反向輸入端接收表征所述預設的最低電壓值的參考電壓信號V?fl，輸出所述開關控制信號Vcon，所述開關控制信號控制第一開關管Ql導通或關斷。
[0037]下面參考圖5所示的波形圖闡述本發明欠壓保護的工作過程:在tl時刻，外界條件發生變化，導致第一直流電壓信號V_t發生異常，不斷下降，在t2時刻，當檢測到所述采樣電壓信號Vraitl小于所述滯環比較器的下限電壓值V th—lciw時，表征第一直流電壓信號V rect低于預設的最低電壓值，這時，所述比較器CMP輸出的開關控制信號為無效狀態(例如以高電平示為有效狀態，低電平示為無效狀態)，第一開關管Ql關斷，電子設備不能從直流電壓轉換電路203中獲得能量，從而第一直流電壓信號V_t電壓將上升，直至第一電流電壓信號V_t上升至所述滯環比較器的上限電壓值Vth—hlgh，在t3時刻，所述開關控制信號變為有效狀態，第一開關管Ql導通，直流電壓轉換電路203給電子設備204供電。此時，如果欠壓情況仍未解除，則第一直流電壓信號V_t再次下降，第一開關管Ql被關斷，如此反復，直至到t4時刻，電路欠壓異常情況解除，第一直流電壓信號V_t上升至不低于預設的最低電壓值，采樣電壓信號V_tl不會小于所述滯環比較器的下限電壓值V th—lOT，第一開關管Ql保持導通，電路進入正常穩定工作狀態。
[0038]在上述工作過程中，當無線電能傳輸