LLC共振式非接触充电器之分析与设计.PDFVIP

LLC 共振式非接觸充電器之分析與設計 楊岳儒 林昭勛 明志科技大學機電工程所 台北縣泰山鄉工專路84 號, e-mail: yryang@mail.mcut.edu.tw 摘要 性時，半橋開關獲得零電壓切換箝制電壓 (ZVS-CV) 。 本文分析並設計一個使用 LLC 共振槽之非接 觸式充電器。此一非接觸式充電器有固定的一次側 3. LLC 共振電路分析 部分與可移動的二次側部分。一次側部份包含一半 橋開關電路，LLC 共振槽，與變壓器一次線圈，二 本文之LLC 共振電路分析與設計使用基本波近 次側包含變壓器二次線圈，橋式整流器與二次電 似法[2-4] 。圖2 所示為LLC 共振電路之輸出級。變 池。兩線圈以磁場耦合。在此，LLC 共振槽操作於 壓器二次側輸出弦波電流，負載電阻R L ，變壓器 串聯共振頻率以上，因此可視為電流源輸出。依據 π2 二次電池的充電狀況，回授控制電路調整半橋電路 二次側基本波電阻為 R L 。 8 之開關頻率以維持固定的電流輸出。 若輸出電流平均值為Io ，半導體壓降為VF ，每顆 二極體之導通電阻為R F ，濾波電容器之等效串聯 關鍵字：LLC 共振、非接觸充電器。 電阻為rC ，則整流器與濾波電容器之總損失為 2 2 ⎛ 2 ⎞ 1. 前言 π Io R F ⎜π ⎟2 P 2V I + + −1 I r (1) 一般而言，時下大部分充電器都是透過金屬接 c F o 4 ⎜⎝ 8 ⎠⎟o c 點對二次電池充電，然而，在不良環境下，金屬接 若變壓器效率為η ，則整個LLC 共振電路輸出級 tr 點容易因潮溼或灰塵等因素發生接觸不良，短路或 的效率為 人員觸電等意外。改用非接觸式充電後可以避免以 I2 R 上問題。基本上，非接觸充電是透過電磁耦合方式 ηr 2 o L (2) I R +P 傳遞電能，因此可以避免金屬接點所產生的接觸不 ( o L c ) 良，火花，人員觸電等安全性問題。目前，已有部 ηtr 份移動性電子產品，如刮鬍刀、電動牙刷、手機及 當 LLC 槽之輸入電壓為含有二分之ㄧ直流電源電 壓之方波，考慮輸出級效率η ，變壓器一次側基本 無線滑鼠等開始使用非接觸式充電器對電池充 r 電。可作為充電器電路架構很多，有推挽式電路、 波電阻為 半橋電路等。依應用場合與需求，變壓器有一般線