本发明属于无线充电技术领域，提供了一种适用于电池负载的大功率无线充电系统，包括高频逆变模块，用于根据预设控制信号将直流电压转化为高频交流电压；整流滤波模块，包括市电整流滤波单元和高频整流滤波单元，所述市电整流滤波单元用于对市电输入滤波整流成直流电压；耦合线圈模块，用于通过线圈耦合将高频交流电压的能量传递至整流滤波模块。本发明还提供了一种适用于电池负载的大功率无线充电方法，本发明的优点在于通过控制单元控制逆变电路的导通，接收端的整流滤波电容的电压不断增大，直到电容上的电压高于电池电压使得电池端形成有效回路，并且使得原边线圈受到的电流冲击将会大大减小，从而保护了无线充电系统中的原边线圈。
1.一种适用于电池负载的大功率无线充电方法，其用于电池负载的大功率无线充电系统，所述系统包括：
高频逆变模块，用于根据预设控制信号将直流电压转化为高频交流电压；
整流滤波模块，包括市电整流滤波单元和高频整流滤波单元，所述市电整流滤波单元用于对市电输入滤波整流成直流电压；
耦合线圈模块，用于通过线圈耦合将高频交流电压的能量传递至整流滤波模块；
所述高频整流滤波单元用于将耦合线圈模块传递的能量进行滤波整流，并输出给电池充电；
所述耦合线圈模块包括电感TX_COIL和电容C，所述电感TX_COIL的一端与高频逆变模块连接，另一端与电容C的一端连接，所述电容C的另一端与整流滤波模块连接；
通过控制单元使逆变电路产生预设倍数线圈谐振频率的PWM波，并且以断续的发包状态将能量发送到接收端，使得接收端与发射端建立通信；
当建立通信时，将断续发包状态转为连续高频PWM波发包状态，使得电池负载接入到无线充电系统中形成环路；
当电池负载接入到系统中时，降低逆变电路的频率，使得逆变电路的频率降低至谐振频率。
2.根据权利要求1所述的一种适用于电池负载的大功率无线充电方法，其特征在于，所述高频逆变模块包括：
逆变单元，用于根据预设控制信号将直流电压转化为高频交流电压；
3.根据权利要求2所述的一种适用于电池负载的大功率无线充电方法，其特征在于，所述逆变单元包括四个逆变电路；
其中，第一逆变电路通过耦合线圈模块与第二逆变电路电连接，第三逆变电路通过耦合线圈模块与第四逆变电路电连接；
第一逆变电路与第二逆变电路的导通使得电流从电感TX_COIL 流向电容C，第三逆变电路与第四逆变电路的导通使得电流从电容C流向电感TX_COIL。
4.根据权利要求3所述的一种适用于电池负载的大功率无线充电方法，其特征在于，所述第一逆变电路包括：电阻R19、电容C16、电阻R18、驱动芯片U4、电容C13、电容C12、电容C11、稳压二极管D10、稳压二极管D7、稳压二极管D8、二极管D9、电阻R15、电阻 R9、电阻R7、电阻R6、电容C5 和 MOS管Q1；
驱动芯片U4的第一引脚通过电阻R19与控制单元连接，驱动芯片U4的第一引脚还通过电容C16与驱动芯片U4的第三引脚连接，驱动芯片U4的第三引脚还通过电阻R18接地，驱动芯片U4的第五引脚与电阻R15的一端连接，电阻R15的另一端与电阻R9的一端连接，电阻R9的另一端通过电阻R6与MOS管Q1的栅极连接，电阻R9的另一端还通过电阻R7与MOS管Q1的源极连接，电容C5并联接在电阻R7的两端，MOS管Q1的漏极与电感TX_COIL不与电容C连接的一端电连接，电阻R15与电阻R9连接的一端还与稳压二极管D8的负极连接，稳压二极管D8的正极与稳压二极管D7的正极连接，稳压二极管D7的负极与稳压二极管D10的负极连接，稳压二极管 D10的正极与驱动芯片U4的第四引脚连接，电容C11并联接在稳压二极管D10的两端，稳压二极管D10的负极还与供电单元连接，驱动芯片U4的第五引脚还与二极管D9的负极连接，二极管D9的正极与稳压二极管D8的负极连接，驱动芯片U4的第四引脚还通过电容C13与所述供电单元连接，电容C12并联接在电容C13的两端，驱动芯片U4的第六引脚通过电容C13与驱动芯片U4的第四引脚连接，驱动芯片U4的第四引脚还接供电单元。
5.根据权利要求3所述的一种适用于电池负载的大功率无线充电方法，其特征在于，所述第二逆变电路包括：
电阻R39、电容C34、电阻R38、驱动芯片U8、电容C31、电容C30、电容C29、稳压二极管D20、稳压二极管D17、稳压二极管D18、二极管D19、电阻R35、电阻R34、电阻R33、电阻R32、电容C28和 MOS管Q2；
驱动芯片U8的第一引脚通过电阻R39与控制单元连接，驱动芯片U8的第一引脚还通过电容C34与驱动芯片U8的第三引脚连接，驱动芯片U8的第三引脚还通过电阻R38接地，驱动芯片U8的第五引脚与电阻R35的一端连接，电阻R35的另一端与电阻R34的一端连接，电阻R34的另一端通 过电阻R32与MOS管Q2的栅极连接，电阻R34的另一端还通过电阻R33与MOS管Q2的源极连接，电容 C28 并联接在电阻R33的两端，MOS管Q2的源极与电容C不与电感TX_COIL连接的一端电连接，电阻R35与电阻R34连接的一端还与稳压二极管D18的负极连接，稳压二极管D18的正极与稳压二极管D17的正极连接，稳压二极管D17的负极与稳压二极管D20的负极连接，稳压二极管D20的正极与驱动芯片U8的第四引脚连接，电容C29并联接在稳压二极管D20的两端，稳压二极管D20的负极还与供电单元连接， 驱动芯片U8的第五引脚还与二极管D19的负极连接，二极管D19的正极与稳压二极管D18的负极连接，驱动芯片U8的第四引脚还通过电容C31与所述供电单元连接，电容C30并联接在电容C31的两端，驱动芯片U8的第六引脚通过电容C31与驱动芯片U4的第四引脚连接，驱动芯片U4的第四引脚还接供电单元。
6.根据权利要求3所述的一种适用于电池负载的大功率无线充电方法，其特征在于，所述第三逆变电路包括：
电阻R22、电容C21、电阻R23、驱动芯片U5、电容C24、电容C25、电容C26、稳压二极管D11、稳压二极管D14、稳压二极管D13、二极管D12、电阻R26、电阻R27、电阻R28、电阻R29、电容C27和MOS管Q3；
驱动芯片U5的第一引脚通过电阻R22与控制单元连接，驱动芯片U5的第一引脚还通过电容C21与驱动芯片U5的第三引脚连接，驱动芯片U5的第三引脚还通过电阻R23接地，驱动芯片U5的第五引脚与电阻R26的一端连接，电阻R26的另一端与电阻R27的一端连接，电阻R27的另一端通 过电阻R29与 MOS管Q3 的栅极连接，电阻R27的另一端还通过电阻R28与MOS管Q3的源极连接，电容C27并联接在电阻R28的两端，MOS管Q3的漏极与电容C不与电感TX_COIL连接的一端电连接，电阻R26与电阻R27连接的一端还与稳压二极管D13的负极连接，稳压二极管D13的正极与稳压二极管D14的正极连接，稳压二极管D14的负极与稳压二极管D11的负极连接，稳压二极管D11的正极与驱动芯片U5的第四引脚连接，电容C26并联接在稳压二极管D11的两端，稳压二极管D11的负极还与供电单元连接，驱动芯片U5的第五引脚还与二极管D12的负极连接，二极管D12的正极与稳压二极管D13的负极连接，驱动芯片U5的第四引脚还通过电容C24 与所述供电单元连接，电容C25并联接在电容C24的两端，驱动芯片U5的第六引脚通过电容C24与驱动芯片U5的第四引脚连接，驱动芯片U5的第四引脚还接供电单元。
7.根据权利要求3所述的一种适用于电池负载的大功率无线充电方法，其特征在于，所述第四逆变电路包括：
电阻R8、电容C5、电阻R13、驱动芯片U2、电容C8、电容C9、电容C7、稳压二极管D5、稳压二极管D4、稳压二极管D3、二极管D2、电阻R10、电阻 R11、电阻R14、电阻R12、电容C10和MOS管Q4；
驱动芯片U2的第一引脚通过电阻R8与控制单元连接，驱动芯片U2的第一引脚还通过电容C6与驱动芯片U2的第三引脚连接，驱动芯片U2的第三引脚还通过电阻R13接地，驱动芯片U2的第五引脚与电阻 R10 的一端连接，电阻R10的另一端与电阻R11的一端连接，电阻R11的另一端通过电阻R12与 MOS管Q4的栅极连接，电阻R9的另一端还通过电阻R14与 MOS管Q4的源极连接，电容C10并联接在电阻R14的两端，MOS管Q4的源极与电感TX_COIL不与电容C连接的一端电连接，电阻R10与电阻R11连接的一端还与稳压二极管D3的负极连接，稳压二极管D3的正极与稳压二极管D4的正极连接，稳压二极管D4的负极与稳压二极管D5的负极连接，稳压二极管D5的正极与驱动芯片U2的第四引脚连接，电容C7并联接在稳压二极管D5的两端，稳压二极管D5的负极还与供电单元连接，驱动芯片U2的第五引脚还与二极管D2的负极连接，二极管D2的正极与稳压二极管D3的负极连接，驱动芯片U2的第四引脚还通过电容C8与所述供电单元连接，电容C9并联接在电容C8的两端，驱动芯片U2的第六引脚通过电容C8与驱动芯片U2的第四引脚连接，驱动芯片U2的第四引脚还接供电单元。
一种适用于电池负载的大功率无线充电系统及方法
技术领域
[0001] 本发明涉及无线充电技术领域，尤其涉及一种适用于电池负载的大功率无线充电系统及方法。
背景技术
[0002] 无线充电技术源于无线电能传输技术，可分为小功率无线充电和大功率无线充电两种方式。
[0003] 小功率无线充电常采用电磁感应式，而大功率无线充电常采用谐振式，由供电设备(充电器)将能量传送至用电的装置，该装置使用接收到的能量对电池充电，并同时供其本身运作之用。
[0004] 但是在对电池进行无线充电的过程中由于电池本身具有电压所以一开始不能形成有效回路，这使得接收线圈中的电流很小，这使得发射线圈获得的反射电压很小，在恒电压情况下，原边线圈将受到非常大的电流冲击。
发明内容
[0005] 本发明要解决的技术问题目的在于提供一种适用于电池负载的大功率无线充电系统及方法，用以解决无线充电系统在启动过程中由于初始输入阻抗小导致原边线圈冲击过大的问题；
[0006] 为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
[0007] 一种适用于电池负载的大功率无线充电系统，包括：
[0008] 高频逆变模块，用于根据预设控制信号将直流电压转化为高频交流电压；
[0009] 整流滤波模块，包括市电整流滤波单元和高频整流滤波单元，所述市电整流滤波单元用于对市电输入滤波整流成直流电压；
[0010] 耦合线圈模块，用于通过线圈耦合将高频交流电压的能量传递至整流滤波模块；
[0011] 所述高频整流滤波单元用于将耦合线圈模块传递的能量进行滤波整流，并输出给电池充电；
[0012] 所述耦合线圈模块包括电感TX_COIL和电容C，所述电感TX_COIL的一端与高频逆变模块连接，另一端与电容C的一端连接，所述电容C的另一端与整流滤波模块连接。
[0013] 进一步的，高频逆变模块包括：
[0014] 逆变单元，用于根据预设控制信号将直流电压转化为高频交流电压；
[0015] 控制单元，用于向逆变单元发出预设控制信号；
[0016] 供电单元，用于为逆变单元提供电源供电。
[0017] 进一步的，逆变单元包括四个逆变电路；
[0018] 其中，第一逆变电路通过耦合线圈模块与第二逆变电路电连接，第三逆变电路通过耦合线圈模块与第四逆变电路电连接；
[0019] 第一逆变电路与第二逆变电路的导通使得电流可以从电感TX_COIL流向电容C，第三逆变电路与第四逆变电路的导通使得电流可以从电容C流向电感TX_COIL。
[0020] 进一步的，第一逆变电路包括：
[0021] 电阻R19、电容C16、电阻R18、驱动芯片U4、电容C13、电容C12、电容C11、稳压二极管D10、稳压二极管D7、稳压二极管D8、二极管D9、电阻R15、电阻R9、电阻R7、电阻R6、电容C5和MOS管Q1；
[0022] 驱动芯片U4的第一引脚通过电阻R19与控制单元连接，驱动芯片U4的第一引脚还通过电容C16与驱动芯片U4的第三引脚连接，驱动芯片U4的第三引脚还通过电阻R18接地，驱动芯片U4的第五引脚与电阻R15的一端连接，电阻R15的另一端与电阻R9的一端连接，电阻R9的另一端通过电阻R6与MOS管Q1的栅极连接，电阻R9的另一端还通过电阻R7与MOS管Q1的源极连接，电容C5并联接在电阻R7的两端，MOS管Q1的漏极与电感TX_COIL不与电容C连接的一端电连接，电阻R15与电阻R9连接的一端还与稳压二极管D8的负极连接，稳压二极管D8的正极与稳压二极管D7的正极连接，稳压二极管D7的负极与稳压二极管D10的负极连接，稳压二极管D10的正极与驱动芯片U4的第四引脚连接，电容C11并联接在稳压二极管D10的两端，稳压二极管D10的负极还与供电单元连接，驱动芯片U4的第五引脚还与二极管D9的负极连接，二极管D9的正极与稳压二极管D8的负极连接，驱动芯片U4的第四引脚还通过电容C13与所述供电单元连接，电容C12并联接在电容C13的两端，驱动芯片U4的第六引脚通过电容C13与驱动芯片U4的第四引脚连接，驱动芯片U4的第四引脚还接供电单元。
[0023] 进一步的，第二逆变电路包括：
[0024] 电阻R39、电容C34、电阻R38、驱动芯片U8、电容C31、电容C30、电容C29、稳压二极管D20、稳压二极管D17、稳压二极管D18、二极管D19、电阻R35、电阻R34、电阻R33、电阻R32、电容C28和MOS管Q2；
[0025] 驱动芯片U8的第一引脚通过电阻R39与控制单元连接，驱动芯片U8的第一引脚还通过电容C34与驱动芯片U8的第三引脚连接，驱动芯片U8的第三引脚还通过电阻R38接地，驱动芯片U8的第五引脚与电阻R35的一端连接，电阻R35的另一端与电阻R34的一端连接，电阻R34的另一端通过电阻R32与MOS管Q2的栅极连接，电阻R34的另一端还通过电阻R33与MOS管Q2的源极连接，电容C28并联接在电阻R33的两端，MOS管Q2的源极与电容C不与电感TX_COIL连接的一端电连接，电阻R35与电阻R34连接的一端还与稳压二极管D18的负极连接，稳压二极管D18的正极与稳压二极管D17的正极连接，稳压二极管D17的负极与稳压二极管D20的负极连接，稳压二极管D20的正极与驱动芯片U8的第四引脚连接，电容C29并联接在稳压二极管D20的两端，稳压二极管D20的负极还与供电单元连接，驱动芯片U8的第五引脚还与二极管D19的负极连接，二极管D19的正极与稳压二极管D18的负极连接，驱动芯片U8的第四引脚还通过电容C31与所述供电单元连接，电容C30并联接在电容C31的两端，驱动芯片U8的第六引脚通过电容C31与驱动芯片U4的第四引脚连接，驱动芯片U4的第四引脚还接供电单元。
[0026] 进一步的，第三逆变电路包括：
[0027] 电阻R22、电容C21、电阻R23、驱动芯片U5、电容C24、电容C25、电容C26、稳压二极管D11、稳压二极管D14、稳压二极管D13、二极管D12、电阻R26、电阻R27、电阻R28、电阻R29、电容C27和MOS管Q3；
[0028] 驱动芯片U5的第一引脚通过电阻R22与控制单元连接，驱动芯片U5的第一引脚还通过电容C21与驱动芯片U5的第三引脚连接，驱动芯片U5的第三引脚还通过电阻R23接地，驱动芯片U5的第五引脚与电阻R26的一端连接，电阻R26的另一端与电阻R27的一端连接，电阻R27的另一端通过电阻R29与MOS管Q3的栅极连接，电阻R27的另一端还通过电阻R28与MOS管Q3的源极连接，电容C27并联接在电阻R28的两端，MOS管Q3的漏极与电容C不与电感TX_COIL连接的一端电连接，电阻R26与电阻R27连接的一端还与稳压二极管D13的负极连接，稳压二极管D13的正极与稳压二极管D14的正极连接，稳压二极管D14的负极与稳压二极管D11的负极连接，稳压二极管D11的正极与驱动芯片U5的第四引脚连接，电容C26并联接在稳压二极管D11的两端，稳压二极管D11的负极还与供电单元连接，驱动芯片U5的第五引脚还与二极管D12的负极连接，二极管D12的正极与稳压二极管D13的负极连接，驱动芯片U5的第四引脚还通过电容C24与所述供电单元连接，电容C25并联接在电容C24的两端，驱动芯片U5的第六引脚通过电容C24与驱动芯片U5的第四引脚连接，驱动芯片U5的第四引脚还接供电单元。
[0029] 进一步的，第四逆变电路包括：
[0030] 电阻R8、电容C5、电阻R13、驱动芯片U2、电容C8、电容C9、电容C7、稳压二极管D5、稳压二极管D4、稳压二极管D3、二极管D2、电阻R10、电阻R11、电阻R14、电阻R12、电容C10和MOS管Q4；
[0031] 驱动芯片U2的第一引脚通过电阻R8与控制单元连接，驱动芯片U2的第一引脚还通过电容C6与驱动芯片U2的第三引脚连接，驱动芯片U2的第三引脚还通过电阻R13接地，驱动芯片U2的第五引脚与电阻R10的一端连接，电阻R10的另一端与电阻R11的一端连接，电阻R11的另一端通过电阻R12与MOS管Q4的栅极连接，电阻R9的另一端还通过电阻R14与MOS管Q4的源极连接，电容C10并联接在电阻R14的两端，MOS管Q4的源极与电感TX_COIL不与电容C连接的一端电连接，电阻R10与电阻R11连接的一端还与稳压二极管D3的负极连接，稳压二极管D3的正极与稳压二极管D4的正极连接，稳压二极管D4的负极与稳压二极管D5的负极连接，稳压二极管D5的正极与驱动芯片U2的第四引脚连接，电容C7并联接在稳压二极管D5的两端，稳压二极管D5的负极还与供电单元连接，驱动芯片U2的第五引脚还与二极管D2的负极连接，二极管D2的正极与稳压二极管D3的负极连接，驱动芯片U2的第四引脚还通过电容C8与所述供电单元连接，电容C9并联接在电容C8的两端，驱动芯片U2的第六引脚通过电容C8与驱动芯片U2的第四引脚连接，驱动芯片U2的第四引脚还接供电单元。
[0032] 一种适用于电池负载的大功率无线充电方法，包括步骤：
[0033] 通过控制单元产生预设倍数线圈频率的PWM波，并且以断续的发包状态将能量发送到接收端，使得接收端与发射端建立通信；
[0034] 当建立通信时，将断续发包状态转为连续高频PWM波发包状态，使得电池负载接入到无线充电系统中形成环路；
[0035] 当电池负载接入到系统中时，降低逆变电路的频率，使得逆变电路的频率降低至谐振频率。
[0036] 本发明与现有技术相比，至少包含以下有益效果：
[0037] 通过控制单元控制逆变电路的导通，接收端的整流滤波电容的电压不断增大，直到电容上的电压高于电池电压使得电池端形成有效回路，并且使得原边线圈受到的电流冲击将会大大减小，从而保护了无线充电系统中的原边线圈。
附图说明
[0038] 图1是本发明实施例一的结构示意图；
[0039] 图2是本发明实施例一中逆变单元与线圈耦合模块的示意图；
[0040] 图3是本发明实施例一中逆变单元的电路图；
[0041] 图4是本发明实施例一中供电单元的电路图；
[0042] 图5是本发明实施例二的总体流程图；
[0043] 图6是本发明实施例中无线充电发射和接收端的电流大小示意图。
具体实施方式
[0044] 以下是本发明的具体实施例，并结合附图对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
[0045] 实施例一
[0046] 如图1所示，本发明一种适用于电池负载的大功率无线充电系统，包括：高频逆变模块、整流滤波模块、耦合线圈模块
[0047] 高频逆变模块用于根据预设控制信号将直流电压转化为高频交流电压；整流滤波模块，包括市电整流滤波单元和高频整流滤波单元，市电整流滤波单元用于对市电输入滤波整流成直流电压，高频整流滤波单元用于将耦合线圈模块传递的能量进行滤波整流，并输出给电池充电；耦合线圈模块用于通过线圈耦合将高频交流电压的能量传递至整流滤波模块；
[0048] 耦合线圈模块包括电感TX_COIL和电容C，电感TX_COIL的一端与高频逆变模块连接，另一端与电容C的一端连接，电容C的另一端与整流滤波模块连接。
[0049] 高频逆变模块包括：控制单元、逆变单元和供电单元；控制单元用于向逆变单元发出预设控制信号，逆变单元用于根据预设控制信号将直流电压转化为高频交流电压，供电单元用于为逆变单元提供电源供电。
[0050] 具体的，如图2和图3所示，逆变单元包括四个逆变电路。
[0051] 其中，第一逆变电路通过耦合线圈模块与第二逆变电路电连接，第三逆变电路通过耦合线圈模块与第四逆变电路电连接；
[0052] 第一逆变电路与第二逆变电路的导通使得电流可以从电感TX_COIL流向电容C，第三逆变电路与第四逆变电路的导通使得电流可以从电容C流向电感TX_COIL。
[0053] 第一逆变电路包括电阻R19、电容C16、电阻R18、驱动芯片U4、电容C13、电容C12、电容C11、稳压二极管D10、稳压二极管D7、稳压二极管D8、二极管D9、电阻R15、电阻R9、电阻R7、电阻R6、电容C5和MOS管Q1。
[0054] 驱动芯片U4的第一引脚通过电阻R19与控制单元连接，驱动芯片U4的第一引脚还通过电容C16与驱动芯片U4的第三引脚连接，驱动芯片U4的第三引脚还通过电阻R18接地，驱动芯片U4的第五引脚与电阻R15的一端连接，电阻R15的另一端与电阻R9的一端连接，电阻R9的另一端通过电阻R6与MOS管Q1的栅极连接，电阻R9的另一端还通过电阻R7与MOS管Q1的源极连接，电容C5并联接在电阻R7的两端，MOS管Q1的漏极与电感TX_COIL不与电容C连接的一端电连接，电阻R15与电阻R9连接的一端还与稳压二极管D8的负极连接，稳压二极管D8的正极与稳压二极管D7的正极连接，稳压二极管D7的负极与稳压二极管D10的负极连接，稳压二极管D10的正极与驱动芯片U4的第四引脚连接，电容C11并联接在稳压二极管D10的两端，稳压二极管D10的负极还与供电单元连接，驱动芯片U4的第五引脚还与二极管D9的负极连接，二极管D9的正极与稳压二极管D8的负极连接，驱动芯片U4的第四引脚还通过电容C13与所述供电单元连接，电容C12并联接在电容C13的两端，驱动芯片U4的第六引脚通过电容C13与驱动芯片U4的第四引脚连接，驱动芯片U4的第四引脚还接供电单元。
[0055] 第二逆变电路包括电阻R39、电容C34、电阻R38、驱动芯片U8、电容C31、电容C30、电容C29、稳压二极管D20、稳压二极管D17、稳压二极管D18、二极管D19、电阻R35、电阻R34、电阻R33、电阻R32、电容C28和MOS管Q2。
[0056] 驱动芯片U8的第一引脚通过电阻R39与控制单元连接，驱动芯片U8的第一引脚还通过电容C34与驱动芯片U8的第三引脚连接，驱动芯片U8的第三引脚还通过电阻R38接地，驱动芯片U8的第五引脚与电阻R35的一端连接，电阻R35的另一端与电阻R34的一端连接，电阻R34的另一端通过电阻R32与MOS管Q2的栅极连接，电阻R34的另一端还通过电阻R33与MOS管Q2的源极连接，电容C28并联接在电阻R33的两端，MOS管Q2的漏极与电容C不与电感TX_COIL连接的一端电连接，电阻R35与电阻R34连接的一端还与稳压二极管D18的负极连接，稳压二极管D18的正极与稳压二极管D17的正极连接，稳压二极管D17的负极与稳压二极管D20的负极连接，稳压二极管D20的正极与驱动芯片U8的第四引脚连接，电容C29并联接在稳压二极管D20的两端，稳压二极管D20的负极还与供电单元连接，驱动芯片U8的第五引脚还与二极管D19的负极连接，二极管D19的正极与稳压二极管D18的负极连接，驱动芯片U8的第四引脚还通过电容C31与所述供电单元连接，电容C30并联接在电容C31的两端，驱动芯片U8的第六引脚通过电容C31与驱动芯片U4的第四引脚连接，驱动芯片U4的第四引脚还接供电单元。
[0057] 第三逆变电路包括电阻R22、电容C21、电阻R23、驱动芯片U5、电容C24、电容C25、电容C26、稳压二极管D11、稳压二极管D14、稳压二极管D13、二极管D12、电阻R26、电阻R27、电阻R28、电阻R29、电容C27和MOS管Q3。
[0058] 驱动芯片U5的第一引脚通过电阻R22与控制单元连接，驱动芯片U5的第一引脚还通过电容C21与驱动芯片U5的第三引脚连接，驱动芯片U5的第三引脚还通过电阻R23接地，驱动芯片U5的第五引脚与电阻R26的一端连接，电阻R26的另一端与电阻R27的一端连接，电阻R27的另一端通过电阻R29与MOS管Q3的栅极连接，电阻R27的另一端还通过电阻R28与MOS管Q3的源极连接，电容C27并联接在电阻R28的两端，MOS管Q3的漏极与电容C不与电感TX_COIL连接的一端电连接，电阻R26与电阻R27连接的一端还与稳压二极管D13的负极连接，稳压二极管D13的正极与稳压二极管D14的正极连接，稳压二极管D14的负极与稳压二极管D11的负极连接，稳压二极管D11的正极与驱动芯片U5的第四引脚连接，电容C26并联接在稳压二极管D11的两端，稳压二极管D11的负极还与供电单元连接，驱动芯片U5的第五引脚还与二极管D12的负极连接，二极管D12的正极与稳压二极管D13的负极连接，驱动芯片U5的第四引脚还通过电容C24与所述供电单元连接，电容C25并联接在电容C24的两端，驱动芯片U5的第六引脚通过电容C24与驱动芯片U5的第四引脚连接，驱动芯片U5的第四引脚还接供电单元。
[0059] 第四逆变电路包括电阻R8、电容C5、电阻R13、驱动芯片U2、电容C8、电容C9、电容C7、稳压二极管D5、稳压二极管D4、稳压二极管D3、二极管D2、电阻R10、电阻R11、电阻R14、电阻R12、电容C10和MOS管Q4。
[0060] 驱动芯片U2的第一引脚通过电阻R8与控制单元连接，驱动芯片U2的第一引脚还通过电容C6与驱动芯片U2的第三引脚连接，驱动芯片U2的第三引脚还通过电阻R13接地，驱动芯片U2的第五引脚与电阻R10的一端连接，电阻R10的另一端与电阻R11的一端连接，电阻R11的另一端通过电阻R12与MOS管Q4的栅极连接，电阻R9的另一端还通过电阻R14与MOS管Q4的源极连接，电容C10并联接在电阻R14的两端，MOS管Q4的源极与电感TX_COIL不与电容C连接的一端电连接，电阻R10与电阻R11连接的一端还与稳压二极管D3的负极连接，稳压二极管D3的正极与稳压二极管D4的正极连接，稳压二极管D4的负极与稳压二极管D5的负极连接，稳压二极管D5的正极与驱动芯片U2的第四引脚连接，电容C7并联接在稳压二极管D5的两端，稳压二极管D5的负极还与供电单元连接，驱动芯片U2的第五引脚还与二极管D2的负极连接，二极管D2的正极与稳压二极管D3的负极连接，驱动芯片U2的第四引脚还通过电容C8与所述供电单元连接，电容C9并联接在电容C8的两端，驱动芯片U2的第六引脚通过电容C8与驱动芯片U2的第四引脚连接，驱动芯片U2的第四引脚还接供电单元。
[0061] 控制单元的预设信号分别发送给四个逆变电路，第一逆变电路和第二逆变电路接收到预设信号时，通过驱动芯片U4和驱动芯片U8使得MOS管Q1和MOS管Q2导通，进而输入电源就能通过MOS管Q2依次流经电容C、电感TX_COIL和MOS管Q1，从而能够通过LC谐振将输入电源的能量传递给能量接收端。
[0062] 第三逆变电路和第四逆变电路接收到预设信号时，通过驱动芯片U5和驱动芯片U2使得MOS管Q3和MOS管Q4导通，进而输入电源就能通过MOS管Q4依次流经电感TX_COIL、电容C和MOS管Q3，从而能够通过LC谐振将输入电源的能量传递给能量接收端。
[0063] 通过第一逆变电路和第二逆变电路、第三逆变电路和第四逆变电路依次导通使得输入电源流经线圈耦合模块时的电流方向产生变化，从而通过电感TX_COIL和电容C产生交流电压并发送给接收端进行能量的传递。
[0064] 如图4所示，供电单元包括四个供电电路，图4是第一供电电路的电路图，其余三个供电电路的电路结构与该电路结构是一致的，本发明的供电单元采用的是每个供电电路为每个逆变电路进行单独供电的方式。
[0065] 其中，第一供电电路包括：电阻R20、电阻R5、电容C18、电容C17、电源芯片U3、电容C15、电容C14、稳压二极管D6、电阻R7和电阻R16；
[0066] 电源芯片U3的第一引脚通过电阻R5与电源连接，电阻R20并联接在电阻R5两端，电源芯片U3的第二引脚通过电容C17与电源芯片U3的第一引脚连接，电容C18并联接在电容C17的两端，电源芯片U3的第二引脚还与电源回路连接，电源芯片U3的第五引脚与稳压二极管D6的正极连接，稳压二极管D6的负极与电阻R17的一端连接，电阻R17的另一端通过电阻R16与第一逆变电路中的稳压二极管D10的负极连接，电阻R16与电阻R17连接的一端还与电源芯片U3的第七引脚连接，电源芯片U3的第五引脚与电源芯片U3的第六引脚之间连接有电容C14，电源芯片U3的第七引脚与电源芯片U3的第六引脚之间连接有电容C15，电源芯片U3的第七引脚还与第一逆变电路中驱动芯片U4的第六引脚连接，电源芯片U3的第五引脚还分别与第一逆变电路中驱动芯片U4第一引脚和第四引脚连接。
[0067] 本发明的具体工作原理为：首先电池负载接收端处于完全没电的状态，其控制系统也需要能量发射端来进行供电，因此需要极少的能量来对接收端电路进行唤醒，这时可以产生一个2‑3倍线圈谐振频率的PWM波，并且以断续的发包状态将能量发送到接收端，当接收端控制电路启动时可以和电池的BMS建立通信使得电池接入到系统中，其中发包的占比决定了逆变器对于线圈电压占市电整流滤波后电压的比值。
[0068] 在LC振荡电路中，其阻抗为jwL+1/jwc,由于线圈上的相位与电容上面的相位相差180度，所以实际上LC振荡电路的阻抗为Z1＝jwL+1/(‑jwc)。
[0069] 当jwL＝1/jwc时LC谐振，感抗和容抗抵消；当逆变器的频率增大为LC固有频率的两倍时，其阻抗为Z1＝2jwL‑1/2jwC.由此可见整个电路的阻抗大大增加了，作用于线圈中的电流非常小。
[0070] 其次，当建立通信时，进行电池预充，这时需要将接收端整流部分的电压抬高，以便形成压差而对电池充电。
[0071] 这时就要发送比第一阶段更多的能量，因此由第一阶段的高频发包状态转为第二阶段的连续高频PWM状态，连续发包状态时逆变器对于线圈的电压为市电整流电压，但是由于依然是高频状态，LC阻抗依旧很大。
[0072] 由P＝U^2/R可知，发射线圈的能量变大，在接收端侧的电容由于有能量输入，使得电容两端的电压不断被提高，当电容两端的电压大于电池端的电压时，电池负载接入到系统中，形成环路。
[0073] 当电池接入到系统中时，可以逐步增加功率，采用的方法是降低逆变电路的频率，使得逆变电路的频率逐渐接近谐振频率。这时由于输入阻抗减小发射端的电流会逐渐增大，使得接收端的电流增大，在这个过程中，电流是逐步增大的，不会存在在电池充电初期由于发射线圈突变导致的电流冲击问题。
[0074] 本发明通过控制单元输出不同频率的PWM波控制逆变电路的导通频率，使得接收端的整流滤波电容的电压不断增大，直到电容上的电压高于电池电压使得电池端形成有效回路，并且使得原边线圈受到的电流冲击将会大大减小。
[0075] 实施例二
[0076] 如图5所示，本发明一种适用于电池负载的大功率无线充电方法包括步骤：
[0077] S1、通过控制单元产生预设倍数线圈频率的PWM波，并且以断续的发包状态将能量发送到接收端，使得接收端与发射端建立通信；
[0078] S2、当建立通信时，将断续发包状态转为连续高频PWM波发包状态，使得电池负载接入到无线充电系统中形成环路；
[0079] S3、当电池负载接入到系统中时，降低逆变电路的频率，使得逆变电路的频率逐渐接近谐振频率。
[0080] 具体的，初始状态时，电池负载接收端处于完全没电的状态，其控制系统也需要能量发射端来进行供电，因此需要极少的能量来对接收端电路进行唤醒，这时可以产生一个2‑3倍线圈谐振频率的PWM波，并且以断续的发包状态将能量发送到接收端，当接收端控制电路启动时可以和电池的BMS建立通信使得电池接入到系统中，其中发包的占比决定了逆变器对于线圈电压占市电整流滤波后电压的比值。
[0081] 在LC振荡电路中，其阻抗为jwL+1/jwc,由于线圈上的相位与电容上面的相位相差180度，所以实际上LC振荡电路的阻抗为Z1＝jwL+1/(‑jwc)。
[0082] 当jwL＝1/jwc时LC谐振，感抗和容抗抵消；当逆变器的频率增大为LC固有频率的两倍时，其阻抗为Z1＝2jwL‑1/2jwC.由此可见整个电路的阻抗大大增加了，作用于线圈中的电流非常小。
[0083] 其次，当建立通信时，进行电池预充，这时需要将接收端整流部分的电压抬高，以便形成压差而对电池充电。
[0084] 这时就要发送比第一阶段更多的能量，因此由第一阶段的高频发包状态转为第二阶段的连续高频PWM状态，连续发包状态时逆变器对于线圈的电压为市电整流电压，但是由于依然是高频状态，LC阻抗依旧很大。
[0085] 由P＝U^2/R可知，发射线圈的能量变大，在接收端侧的电容由于有能量输入，使得电容两端的电压不断被提高，当电容两端的电压大于电池端的电压时，电池负载接入到系统中，形成环路。
[0086] 如图6所示，当电池接入到系统中时，可以逐步增加功率，采用的方法是降低逆变电路的频率，使得逆变电路的频率逐渐接近线圈耦合模块的谐振频率。
[0087] 图6为接收端等效负载为1.6欧姆，频率变化时发射端和接收端的电流变化，这时由于输入阻抗减小发射端的电流会逐渐增大，使得接收端的电流增大，在这个过程中，电流是逐步增大的，不会存在在电池充电初期由于发射线圈突变导致的电流冲击问题。
[0088] 本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
