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1、(10)申请公布号 CN 104242287 A (43)申请公布日 2014.12.24 CN 104242287 A (21)申请号 201410477136.1 (22)申请日 2014.09.18 H02H 9/04(2006.01) H02P 29/00(2006.01) (71)申请人 青岛众海汇智能源科技有限责任公 司 地址 266101 山东省青岛市崂山区科苑纬 1 路 1 号 B 座 5 层 B2 (72)发明人 娄兵兵 龙海岸 孙伟 (74)专利代理机构 山东清泰律师事务所 37222 代理人 柳彦君 (54) 发明名称 无线电能传输系统浪涌抑制电路及方法 (57) 摘要 。
2、本发明提供无线电能传输系统浪涌抑制电路 及方法， 其中浪涌抑制电路包括副边谐振网络、 整 流电路、 马达， 整流电路与马达中间设置有控制电 路、 采样电路与储能元件 ； 所述采样电路并联设 置于储能元件的两端， 用于对储能元件的电信号 进行采样， 并输出至控制电路 ； 储能元件与马达 并联设置 ； 在储能元件与马达之间、 副边谐振网 络与马达的连接支路上设置开关 ； 所述开关与控 制电路连接， 由控制电路控制其开合。本发明将 该电压反馈控制电路引入无线电能系统副边电路 中， 并采用储能元件充放电的方式对马达端电压 进行补偿， 解决堵转问题， 维持马达的正常运转。 (51)Int.Cl. 权利要。
3、求书 1 页 说明书 3 页 附图 2 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书3页 附图2页 (10)申请公布号 CN 104242287 A CN 104242287 A 1/1 页 2 1. 无线电能传输系统浪涌抑制电路， 包括副边谐振网络、 整流电路、 马达， 其特征在于 ： 整流电路与马达中间设置有控制电路、 采样电路与储能元件 ； 所述采样电路并联设置于储 能元件的两端， 用于对储能元件的电信号进行采样， 并输出至控制电路 ； 储能元件与马达并 联设置 ； 在储能元件与马达之间、 副边谐振网络与马达的连接支路上设置开关 ； 所述开关 与。
4、控制电路连接， 由控制电路控制其开合。 2. 根据权利要求 1 所述的无线电能传输系统浪涌抑制电路， 其特征在于 ： 所述储能元 件为电解电容。 3. 根据权利要求 1 所述的无线电能传输系统浪涌抑制电路， 其特征在于 ： 所述开关为 MOS 管。 4. 无线电能传输系统浪涌抑制方法， 其特征在于 ： 包括以下步骤 ： A: 设置储能元件端电压的阈值， 低阈值记为 UL， 高阈值记为 UH ； B: 闭合开关， 电路进行工作 ； C: 采样电路连续采样储能元件的电压信号 UC， 并输出至控制电路 ； D:控制电路对UC与UL进行比较， 当UC小于阈值电压UL时， 控制电路控制开关将马达 断开，。
5、 此时副边谐振网络对储能元件开始充电 ； 当充电至储能元件端电压 UC 大于或等于阈 值电压 UH 时， 控制电路控制开关将马达接入副边电路， 此时由副边谐振网络与储能元件一 同向马达供给能量， 维持马达运转 ； E ： 当储能元件放电至其端电压UC小于阈值电压UL时， 开关再将马达断开， 储能元件再 次被充电， F ： 重复步骤C至E， 储能元件循环充放电， 直到储能元件端电压UC大于UL并趋于稳定。 5. 根据权利要求 4 所述的无线电能传输系统浪涌抑制方法， 其特征在于 ： 步骤 A 中， 在 进行 UH 与 UL 设置时， 具有以下条件 ： （1） UHUL， 且 UL 应大于马达的启。
6、动电压 ； （2） 控制电路在 (UL,UH) 电压区间内能够正常工作。 权 利 要 求 书 CN 104242287 A 2 1/3 页 3 无线电能传输系统浪涌抑制电路及方法 技术领域 0001 本发明涉及无线充电技术领域， 具体地说， 涉及一种无线电能传输系统浪涌抑制 电路及方法。 背景技术 0002 传统家电中的马达类电器， 如搅拌机， 其工作过程中的负载功率是变化的。 以搅拌 机产品为例， 其负载功率变化主要体现在两个方面。其一， 搅拌机启动瞬时功率较大， 易产 生大的电流， 随后逐渐减小并稳定在额定功率 ； 其二， 随着搅拌物的搅拌容量、 大小、 硬度的 不同， 搅拌机搅拌时的负载。
7、功率也不尽相同， 在电路中易发生浪涌现象， 即负载功率瞬间变 大导致电路中出现电压或电流波动， 由此可产生的问题是 ： 一、 马达类产品产生瞬时浪涌电流， 使电路中的元器件损坏， 并对电网产生不良影响 ； 二、 瞬时增大的功率负载的需求必然在马达中产生大的电流， 长时间工作易导致马达 过热烧坏 ； 如果电网不能提供足够的能量， 马达端电压被拉低易导致堵转 , 甚至造成马达 损坏 ； 三、 在无线电能传输系统中， 副边电路拾取电压大小与负载功率大小成反比关系， 即负 载功率越大， 副边电路拾取电压越小， 反之则副边电路拾取电压越大。 当电器负载功率瞬时 增大或波动较大时， 马达端电压不足以维持马。
8、达的正常转动， 导致堵转现象的产生， 使产品 无法正常工作。 发明内容 0003 本发明的目的在于提供一种应用于无线电能传输系统的浪涌抑制方法， 解决如上 述马达启动产生的浪涌电流及马达堵转问题。其具体的技术方案如下 ： 无线电能传输系统浪涌抑制电路， 包括副边谐振网络、 整流电路、 马达， 其特征在于 ： 整 流电路与马达中间设置有控制电路、 采样电路与储能元件 ； 所述采样电路并联设置于储能 元件的两端， 用于对储能元件的电信号进行采样， 并输出至控制电路 ； 储能元件与马达并联 设置 ； 在储能元件与马达之间、 副边谐振网络与马达的连接支路上设置开关 ； 所述开关与 控制电路连接， 由控。
9、制电路控制其开合。 0004 作为改进， 所述储能元件为电解电容。 0005 进一步地， 所述开关为 MOS 管。 0006 无线电能传输系统浪涌抑制方法， 包括以下步骤 ： A: 设置储能元件端电压的阈值， 低阈值记为 UL， 高阈值记为 UH ； B: 闭合开关， 电路进行工作 ； C: 采样电路连续采样储能元件的电压信号 UC， 并输出至控制电路 ； D:控制电路对UC与UL进行比较， 当UC小于阈值电压UL时， 控制电路控制开关将马达 断开， 此时副边谐振网络对储能元件开始充电 ； 当充电至储能元件端电压 UC 大于或等于阈 值电压 UH 时， 控制电路控制开关将马达接入副边电路， 此。
10、时由副边谐振网络与储能元件一 说 明 书 CN 104242287 A 3 2/3 页 4 同向马达供给能量， 维持马达运转 ； E ： 当储能元件放电至其端电压UC小于阈值电压UL时， 开关再将马达断开， 储能元件再 次被充电， F ： 重复步骤C至E， 储能元件循环充放电， 直到储能元件端电压UC大于UL并趋于稳定。 0007 进一步地， 在步骤 A 中， 在进行 UH 与 UL 设置时， 具有以下条件 ： （1） UHUL， 且 UL 应大于马达的启动电压 ； （2） 控制电路在 (UL,UH) 电压区间内能够正常工作。 0008 本发明提供的无线电能传输系统浪涌抑制电路及方法， 具有以。
11、下优点 ： 第一 ： 在无线电能系统副边电路引入电压反馈控制电路， 采用储能元件放电的方式对 马达端电压进行补偿， 解决堵转问题， 在负载功率突然增大或出现波动的情况下， 维持马达 的正常运转， 提高了整个系统的稳定性 ； 第二 ： 低阈值记为 UL、 高阈值记为 UH 的设置及设计控制算法的设计既保证了储能元件 充放电的正常进行， 又实现对马达电压进行连续补偿， 直至其端电压高于 UL 并趋于稳定。 附图说明 0009 图 1 为本发明无线电能传输系统浪涌抑制电路框图 ； 图 2 为本发明无线电能传输系统浪涌抑制电路控制流程图。 具体实施方式 0010 下面结合附图及本发明的实施例对本发明的。
12、无线电能传输系统浪涌抑制电路及 方法作进一步详细的说明。 0011 从图 1 可以看出， 其为基于无线电能传输技术的马达类电器的副边电路部分， 包 括副边谐振网络、 整流电路、 采样电路、 控制电路、 开关、 储能元件及马达等部分。其中储能 元件优选为大容量电解电容， 开关优选为 MOS 管。副边谐振网络从无线电能传输系统的原 边电路以电磁形式拾取高频交流电能， 经整流电路及储能元件后变为平滑直流电能供给马 达。采样电路采样储能元件上的电信号， 此采样信号为电压信号。经过控制电路的处理， 控 制开关的闭合和断开， 由此控制马达的接入和断开及储能元件的充放电。 当开关断开时， 马 达从副边电路中。
13、断开， 副边电路负载变小， 副边谐振网络对储能元件进行充电。 当开关闭合 时， 马达接入副边电路， 此时副边谐振网络和储能元件一同向马达供给电能， 维持马达正常 运转。 0012 下面结合图 2 对本发明无线电能传输系统浪涌抑制电路控制流程作进一步说明， 从图 2 中可以看出， 采样电路采样的储能元件端电压 UC 小于阈值电压 UL 时， 开关将马达断 开， 此时副边谐振网络对储能元件开始充电。当充电至储能元件端电压 UC 大于或等于阈值 电压 UH 时， 开关将马达接入副边电路， 此时由副边谐振网络与储能元件一同向马达供给能 量， 维持马达运转。 当储能元件放电至其端电压UC小于阈值电压UL。
14、时， 开关再将马达断开， 储能元件再次被充电， 马达此时由于惯性进行转动。 由此使储能元件循环充放电， 直到储能 元件端电压 UC 大于 UL 并趋于稳定。 0013 阈值电压 UH 和 UL 的选取应注意 ： （1） UHUL， 且 UL 应大于马达的启动电压 ； 说 明 书 CN 104242287 A 4 3/3 页 5 （2） 控制电路在 (UL,UH) 电压区间内能够正常工作 ； （3） 根据充放电时间来选取储能元件。 充放电时间过长马达会产生旋转的卡顿现象， 充 放电时间过短， 储能元件不能提供足够能量维持马达正常运行。以选取电解电容作为储能 元件为例， 可根据公式估算电解电容的充电时间 ： t=R*C*ln(U-UL)/(U-UH), 其中， R 为开 关断开后电路的等效电阻， C 为电解电容容量， U 为开关断开后电路稳定状态下电解电容最 终充电电压。通过实验方法最终确定理想的电压阈值 UH 和 UL。 说 明 书 CN 104242287 A 5 1/2 页 6 图 1 说 明 书 附 图 CN 104242287 A 6 2/2 页 7 图 2 说 明 书 附 图 CN 104242287 A 7 。