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一种无线充电识别电路的设计

黄创大?? 唐宁?? 李荣毅?? 桂林电子科技大学?? 桂林电子科技大学学报?? 2015年06月25日 ?? 收藏3

2 原副线圈耦合系数对原边LC电压的影响

由RLC串联谐振电路得

一种无线充电识别电路的设计

当原边感应电路与副边感应电路结构存在过大的气隙时,不仅副边线圈的能量接收率变差,且副边电路和原边电路距离较远时,副边电路反射电阻变小,Q值增大。由RLC串联谐振电路可知,发生谐振时电感电压是输入电压的Q倍,当副边感应电路结构远离原边电路时,Q值增加,电感电压随之增大,所以可以通过检测电感电压值来判断副边感应结构是否远离原边感应电路。

除了气隙会影响原副线圈的耦合系数外,补偿电容的大小也会影响耦合系数。补偿电容与电路耦合系数的关系如表1所示。当改变副边电路的补偿电容时,谐振频率也会改变,导致电路的原副线圈的耦合系数也跟着改变,电路的效率也作相应的改变。当谐振频率接近开关频率时,原副线圈的耦合系数大,电路效率高,电感峰值电压小。当电路只有副边补偿电容改变时,电感的峰值电压的大小反应了副边电路补偿电容的改变情况。


表1 补偿电容与电路耦合系数的关系

表1 补偿电容与电路耦合系数的关系

放在电力发送器上的物体有可能是耦合系数较高的物体,如金属线圈、无线充电接收模块等,也有可能是耦合系数较低的物体。对于耦合系数低的物体,不需要对其进行身份识别,因为此时无线充电器充电效率低,原边电流大,LC电路电压高,电路在检测到一定时间的连续高电压状态后,将开关管关断,进入待机状态。对于耦合系数较高的物体,必须对其身份识别,防止误充电。

在充电过程中,一般物体的耦合系数不会随时间变化,原边LC电路电压不会有太大的变化。利用这一特性,在识别阶段设法让无线充电模块的耦合状态按某个频率不断地变化,将无线充电模块从其他物体中区别出来。不断变化的耦合状态,可以通过按一定的频率有节奏地改变副边电路的补偿电容值获得。当副边电路补偿电容值变大1倍后,原边的电感电压会有明显的改变。

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身份识别? 耦合系数? 单片机?

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