(19)国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202221995533.4 (22)申请日 2022.07.29 (73)专利权人 深圳市盈源电子有限公司 地址 518000 广东省深圳市宝安区西乡街 道黄麻布社区勒竹角居民小组鸿业工 业园8栋五—七楼西侧 (72)发明人 魏奇斌　董远剑　 (51)Int.Cl. H02J 50/10(2016.01) H02J 7/00(2006.01) (54)实用新型名称 一种感应式无线 充电器 (57)摘要 一种感应式无线充电器， 包括全桥逆变桥 U1、 辅助回路二 极管整流桥U2、 副边整 流桥U3、 原 边线圈L1、 副边线圈L2、 辅助线圈L3和补偿网络， 全桥逆变桥U1的输入端和辅助回路二极管整流 桥U2的输入端均连接到直流电源， 原边线圈L1与 全桥逆变桥U1的输出端连接， 辅助线圈L3通过补 偿网络与辅助回路二极管整流桥U2的输出端连 接， 副边线圈L2与副边整流桥U3的输入端连接， 副边整流桥U3的输出端连接到电池以提供充电 电压Vbat， 且原边线圈L1、 副边线圈L2和辅助线圈 L3中两两互感。 本实用新型通过改变系统工作频 率和对辅助线圈侧补偿拓扑参数进行配置， 可以 在简单控制下 实现同频率的恒流 ‑恒压模式自动 切换， 并且输出恒流、 恒压阈值可调。 权利要求书1页 说明书5页 附图1页 CN 217984677 U 2022.12.06 CN 217984677 U 1.一种感应式无线充电器， 其特征在于， 包括全桥逆变桥U1、 辅助回路二极管整流桥 U2、 副边整流 桥U3、 原边线圈L1、 副边线圈L2、 辅助线圈L3和补偿网络， 其中： 所述全桥逆变桥U1的输入端和辅助回路二极管整流桥U2的输入端均连接到提供直流 电压VDC的直流电源， 所述原边线圈L1与所述全桥逆变桥U1的输出端连接， 所述辅助线圈L3 通过所述补偿网络与所述辅助回路二极管整流桥U2的输出端连接， 所述副边线圈L2与所述 副边整流桥U3的输入端 连接， 所述副边整流桥U3的输出端 连接到电池以提供充电电压Vbat， 且所述原边线圈L1、 副边线圈L2和辅助线圈L3中两 两互感。 2.根据权利要求1所述的感应 式无线充电器， 其特征在于， 所述全桥逆变桥U1包括四个 开关管Q1、 Q2、 Q3和Q4， 其中， Q1和Q3串联连接在直流电源的输出端， Q2和Q4串联连接在直流电 源的输出端， 且串联后的Q1、 Q3与串联后的Q2、 Q4为并联连接， 原边线圈L1的一端连接至的Q1 和Q3之间， 原边线圈L1的另一端连接 至Q2和Q4之间。 3.根据权利要求2所述的感应 式无线充电器， 其特征在于， 所述全桥逆变桥U1的输出端 还连接有与所述原边线圈L1相串联的电容C1。 4.根据权利要求1所述的感应 式无线充电器， 其特征在于， 所述副边整流桥U3包括四个 二极管D1、 D2、 D3和D4， 其中， D1和D2的阴极均连接到电池的正极， D3和D4的阳极均连接到电池 的负极， D1的阳极与D3的阴极连接， D2的阳极与D4的阴极连接， 副边线圈L2的一端连接至的D1 的阳极， 副边线圈L2的另一端连接 至D2的阳极。 5.根据权利要求4所述的感应 式无线充电器， 其特征在于， 所述副边整流桥U3的输入端 还连接有与 所述副边线 圈L2相串联的电容C2， 所述副边整流桥U3的输出端还连接有与电池 并联的电容C0。 6.根据权利要求1所述的感应式无线充电器， 其特征在于， 所述辅助回路二极管整流桥 U2包括四个二极管D5、 D6、 D7和D8， 其中， D5和D6的阴极均连接到直流电源的正极， D7和D8的阳 极均连接 到直流电源的负极， D5的阳极与D7的阴极连接， D6的阳极与D8的阴极连接 。 7.根据权利要求6所述 的感应式无线充电器， 其特征在于， 所述补偿网络包括电感Lf1、 电感Lf、 电容Cf1和电容Cf2， 电感Lf1、 电感Lf和辅助线圈L3于D5的阳极与D6的阳极之间依次串 联连接， 电容Cf2与辅助线圈L3并联， 电容Cf1的一端连接于电感Lf1与电感Lf之间， 电容Cf1的 另一端与D6的阳极连接 。 8.根据权利要求1 ‑7任一项所述的感应式无线充电器， 其特征在于， 所述原边线圈L1和 所述副边线圈L2均为圆环状， 所述辅助线圈L3为圆形或圆环状， 所述辅助线圈L3设置在所述 原边线圈L1的圆环内， 当所述副边线圈L２靠近所述原边线圈L1时， 所述原边线圈L1、 副边线 圈L2和辅助线圈L3中两 两互感。 9.根据权利要求8所述的感应式无线充电器， 其特征在于， 所述原边线圈L1的内圈直径 与所述副边线圈L2的内圈直径相同， 所述原边线圈L1的外圈直径不小于所述副边线圈L2的 外圈直径， 所述副边线圈L2的外圈直径不大于所述原边线圈L1的内圈直径。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 217984677 U 2一种感应式无 线充电器 技术领域 [0001]本实用新型涉及无线充电技术领域， 具体涉及一种自适应电池充电曲线的感应式 无线充电器。 背景技术 [0002]无线电能传输技术以其灵活性好、 安全性高等优势在很多领域得到了广泛关注。 其中， 采用感应式电能传输技术(IPT)对高性能锂离子电池进 行充电已应用于消费电子、 电 动汽车等 不同功率场合。 [0003]锂电池的充电特性曲线包括两种主要充电模式： 恒流(constantcurrent， CC)充电 和恒压(constantvoltage， CV)充电。 电池首先以恒流模式进行充电， 其等效阻抗与电池端 口电压随充电时间上升。 当电压达到端口电压阈值后， 电池进入恒压模式充电， 充电电流逐 渐减小至接近零， 充电结束。 为了延 长电池的使用寿命， 无线充电器应根据电池 特性曲线高 效地向电池提供所需电流与电压。 另外， 为了提高系统效率， 减小无功环流， 无线充电器在 两种模式下均应实现开关器件软开关， 以及输入电压、 电流近似零相位角。 [0004]为满足以上需求， 目前的研究主要分为3类： 第1类是采用两级式结构， 通过级联后 级变换器实现输出电流和电压的二次调节， 该方式增加了变换器级数， 从而增加了成本和 损耗。 第2类是采用单级复合拓扑， 通过模式切换开关改变拓扑结构， 以实现所需的2  种充 电模式。 复合拓扑改进了单个补偿 拓扑难以同时实现2种 与负载无关的充电模式的缺陷， 但 高频开关存在损耗和成本需求， 亦需要控制电路。 第3类是采用高阶补偿网络， 单个高阶网 络存在多个与负载无关的恒流与恒压频率点， 通过对2种频率点进 行切换的方式实现2种充 电模式切换， 但该 方式需提前精确预设2个频率 点， 对参数和控制精确度要求高。 [0005]以上3种方式均 需依赖精确的检测和控制手段来实现恒流与恒压模式的切换， 导 致可靠性差的技 术问题。 实用新型内容 [0006]基于此， 本实用新型提供了一种自适应电池充电曲线的感应式无线充电器， 以解 决现有技术的无线供电应用中多采用锂电池作为负载， 无线充电器应提供电池所需的先恒 流后恒压输出， 其中恒流与恒压的切换多依赖后级变换器、 复合拓扑或 高阶网络来 实现， 控 制复杂， 可靠性差的问题。 [0007]为实现上述目的， 本实用新型提供了一种感应式无线充电器， 其包括全桥逆变桥 U1、 辅助回路二极管整流桥U2、 副边整流桥U3、 原边线圈L1、 副边线圈L2、 辅助线圈L3和补偿 网络， 其中： [0008]所述全桥逆变桥U1的输入端和辅助回路二极管整流桥U2的输入端均连接到提供 直流电压VDC的直流电源， 所述原边线圈L1与所述全桥逆变桥U1的输出端连接， 所述辅助线 圈L3通过所述补偿网络与 所述辅助回路二极管整流桥U2的输出端连接， 所述副 边线圈L2与 所述副边整流桥U3的输入端连接， 所述副边整流桥U3的输出端 连接到电池以提供充电电压说　明　书 1/5 页 3 CN 217984677 U 3