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电磁共振式无线 电能传输锁相 频率 跟踪 电路

阅读：515发布：2024-02-13

专利汇可以提供电磁共振式无线电能传输锁相频率跟踪电路专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明提出一种电磁共振式无线电能传输锁相频率跟踪电路，采用电压电流检测电路，将电压电流正负波形分别进行过零比较，得到方波，经第一级单稳态电路、与非门电路和第二级单稳态电路进行两级滤波和整形、彻底消除噪声干扰。为了可以控制电压和电流之间的相位差，增加了单稳态延时电路，通过电位器调节要求的相位。为了实现精确的死区时间设置，采用单稳态电路设定死区时间。本发明的优点是采用单稳态电路实现电压电流采样波形两级滤波和整形，彻底消除噪声干扰，增加单稳态延时电路实现相位调节，采用单稳态电路精确设定死区时间。，下面是电磁共振式无线电能传输锁相频率跟踪电路专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种电磁共振式无线电能传输锁相频率跟踪电路，其特征在于：包括发射端电压电流检测电路、锁相环频率跟踪电路和逆变控制电路；
从发射端谐振回路采集的电压和电流信号，经发射端电压电流检测电路进行波形滤波、整形和相位控制处理，输出方波FAV和FAI，经锁相环频率跟踪电路，输出相位差180°的驱动脉冲Qp和Qn，经逆变控制电路，将Qp和Qn分配成驱动信号Q1a、Q2a、Q3a、Q4a；所述驱动信号Q1a和Q4a同相，Q2a和Q3a同相，Q1a、Q4a与Q2a、Q3a相位差180°。
2.如权利要求1所述的电磁共振式无线电能传输锁相频率跟踪电路，其特征在于：所述发射端电压电流检测电路包括发射端电压检测电路和发射端电流检测电路；
所述发射端电压检测电路包括设置发射端谐振回路中的电压传感器V1、电压负向过零比较器、电压正向过零比较器、负向电压波形整理电路、正向电压波形整理电路、正向和负向电压波形相加电路、电压波形延时电路、D触发器IC6B；
所述电压负向过零比较器主要由电阻RV3、RV4、RV6和集成电压比较器ICV1组成；所述电压正向过零比较器主要由电阻RV1、RV2、RV5和集成电压比较器ICV2组成；所述负向电压波形整理电路主要由电阻RV8、电容CV1和集成单稳态触发器ICV3A组成；所述正向电压波形整理电路主要由电阻RV7、电容CV2和集成单稳态触发器ICV3B组成；所述正向和负向电压波形相加电路由与非门IC4C组成；所述电压波形延时电路主要由电阻RV9、电容CV3、CV4、电位器PV1和集成单稳态触发器ICV5A、ICV5B组成；
通过电压传感器V1从发射端谐振回路采集的电压信号通过电阻RV3输入集成电压比较器ICV1的反相输入端，通过电阻RV1输入集成电压比较器ICV2的同相输入端；
集成电压比较器ICV1的同相输入端通过电阻RV4接地，集成电压比较器ICV1的输出端接电阻RV6的一端和集成单稳态触发器ICV3A的正触发输入端；电阻RV6的另一端接正电源；集成单稳态触发器ICV3A的负触发输入端接地，集成单稳态触发器ICV3A的外接电阻电容端与外接电容端之间接有电容CV1，外接电阻电容端通过电阻RV8接正电源；
集成电压比较器ICV2的反相输入端通过电阻RV2接地，集成电压比较器ICV2的输出端接电阻RV5的一端和集成单稳态触发器ICV3B的正触发输入端；电阻RV5的另一端接正电源；集成单稳态触发器ICV3B的负触发输入端接地，集成单稳态触发器ICV3B的外接电阻电容端与外接电容端之间接有电容CV2，外接电阻电容端通过电阻RV7接正电源；
集成单稳态触发器ICV3A的端和集成单稳态触发器ICV3B的端分别连接与非门IC4C的两个输入端，与非门IC4C的输出端连接集成单稳态触发器ICV5A的正触发输入端；
集成单稳态触发器ICV5A的负触发输入端接地，集成单稳态触发器ICV5A的外接电阻电容端与外接电容端之间接有电容CV3，外接电阻电容端通过电位器PV1接正电源；
集成单稳态触发器ICV5A的端连接集成单稳态触发器ICV5B的正触发输入端；集成单稳态触发器ICV5B的负触发输入端接地，集成单稳态触发器ICV5B的外接电阻电容端与外接电容端之间接有电容CV4，外接电阻电容端通过电阻RV9接正电源；
集成单稳态触发器ICV5B的Q端连接D触发器IC6B的时钟输入端，D触发器IC6B的端接数据输入端；D触发器IC6B用于将输入其的电压波形分频并从Q端输出方波FAV；
所述发射端电流检测电路包括设置发射端谐振回路中的电流传感器A1、电流负向过零比较器、电流正向过零比较器、负向电流波形整理电路、正向电流波形整理电路、正向和负向电流波形相加电路、电流波形延时电路、D触发器IC6A；
所述电流负向过零比较器主要由电阻RI3、RI4、RI6和集成电压比较器ICI1组成；所述电流正向过零比较器主要由电阻RI1、RI2、RI5和集成电压比较器ICI2组成；所述负向电流波形整理电路主要由电阻RI8、电容CI1和集成单稳态触发器ICI3A组成；所述正向电流波形整理电路主要由电阻RI7、电容CI2和集成单稳态触发器ICI3B组成；所述正向和负向电流波形相加电路由与非门IC4A组成；所述电流波形延时电路主要由电阻RI9、电容CI3和集成单稳态触发器ICI5A组成；
通过电流传感器A1从发射端谐振回路采集的电流信号通过电阻RI3输入集成电压比较器ICI1的反相输入端，通过电阻RI1输入集成电压比较器ICI2的同相输入端；
集成电压比较器ICI1的同相输入端通过电阻RI4接地，集成电压比较器ICI1的输出端接电阻RI6的一端和集成单稳态触发器ICI3A的正触发输入端；电阻RI6的另一端接正电源；集成单稳态触发器ICI3A的负触发输入端接地，集成单稳态触发器ICI3A的外接电阻电容端与外接电容端之间接有电容CI1，外接电阻电容端通过电阻RI8接正电源；
集成电压比较器ICI2的反相输入端通过电阻RI2接地，集成电压比较器ICI2的输出端接电阻RI5的一端和集成单稳态触发器ICI3B的正触发输入端；电阻RI5的另一端接正电源；集成单稳态触发器ICI3B的负触发输入端接地，集成单稳态触发器ICI3B的外接电阻电容端与外接电容端之间接有电容CI2，外接电阻电容端通过电阻RI7接正电源；
集成单稳态触发器ICI3A的端和集成单稳态触发器ICI3B的端分别连接与非门IC4A的两个输入端，与非门IC4A的输出端连接集成单稳态触发器ICI5A的正触发输入端；
集成单稳态触发器ICI5A的负触发输入端接地，集成单稳态触发器ICI5A的外接电阻电容端与外接电容端之间接有电容CI3，外接电阻电容端通过电阻RI9接正电源；
集成单稳态触发器ICI5A的Q端连接D触发器IC6A的时钟输入端，D触发器IC6A的端接数据输入端；D触发器IC6A用于将输入其的电流波形分频并从Q端输出方波FAI。
3.如权利要求2所述的电磁共振式无线电能传输锁相频率跟踪电路，其特征在于：所述锁相环频率跟踪电路包括集成锁相环电路IC7、与非门IC4B、集成单稳态触发器IC8A和IC8B、与门IC9A和IC9B；
集成锁相环电路IC7的比较信号输入端连接所述D触发器IC6B的Q端，集成锁相环电路IC7的信号输入端连接所述D触发器IC6A的Q端；集成锁相环电路IC7的两个外接振荡电容端之间接有电容C5，集成锁相环电路IC7的两个外接振荡电阻端各通过一个电阻接地；集成锁相环电路IC7的相位比较器II输出端接电阻R12一端，电阻R12的另一端接集成锁相环电路IC7的压控振荡器控制端和电阻R13的一端，电阻R13的另一端通过电容C6接地；
集成锁相环电路IC7的压控振荡器输出端连接与非门IC4B的两个输入端、集成单稳态触发器IC8A的正触发输入端和与门IC9B的一个输入端；集成单稳态触发器IC8A的负触发输入端接地，集成单稳态触发器IC8A的外接电阻电容端与外接电容端之间接有电容C7，外接电阻电容端通过电阻R14接正电源；集成单稳态触发器IC8A的的端接与门IC9B的另一个输入端；
与非门IC4B的输出端接与门IC9A的一个输入端和集成单稳态触发器IC8B的正触发输入端，集成单稳态触发器IC8B的负触发输入端接地，集成单稳态触发器IC8B的外接电阻电容端与外接电容端之间接有电容C8，外接电阻电容端通过电阻R15接正电源；集成单稳态触发器IC8B的端接与门IC9A的另一个输入端；
与门IC9B的输出端作为锁相环频率跟踪电路的一个输出端输出驱动脉冲Qp，与门IC9A的输出端作为锁相环频率跟踪电路的另一个输出端输出与Qp相位差180°的驱动脉冲Qn。
4.如权利要求3所述的电磁共振式无线电能传输锁相频率跟踪电路，其特征在于：所述集成锁相环电路IC7采用集成锁相环芯片CD4046。
5.如权利要求3所述的电磁共振式无线电能传输锁相频率跟踪电路，其特征在于：所述与非门IC4B能够用一非门电路代替。
6.如权利要求3所述的电磁共振式无线电能传输锁相频率跟踪电路，其特征在于：所述逆变控制电路包括与门IC10A、IC10B、IC10C、IC10D和电阻RQ1、RQ2、RQ3、RQ4；
所述与门IC9B的输出端连接与门IC10A的一个输入端、与门IC10B的一个输入端；与门IC10A的另一个输入端和与门IC10B的另一个输入端接控制信号RNF；所述与门IC9A的输出端连接与门IC10C的一个输入端、与门IC10D的一个输入端；与门IC10C的另一个输入端和与门IC10D的另一个输入端接控制信号RNF；
与门IC10A、IC10B、IC10C、IC10D各自的输出端分别输出驱动信号Q1a、Q2a、Q3a、Q4a，并分别通过电阻RQ1、RQ2、RQ3、RQ4接正电源。

说明书全文

电磁共振式无线电能传输锁相 频率 跟踪 电路

技术领域

[0001] 本发明涉及频率跟踪电路，尤其是电磁共振式无线电能传输锁相频率跟踪电路。

背景技术

[0002] 无线电能传输目前常用的技术有：无线电波式或微波式、电磁感应式以及电磁共振式。无线电波式，由于磁通向空间全方位辐射，能够接收的功率很小；微波方式，容易对通信造成干扰，能量束难以集中，定向性差，传输效率低；电磁感应式通过磁场耦合感应相联系，但传输距离较短，多在几个厘米；电磁共振式，采用两个相同频率谐振电路，利用磁场通过近场传输，辐射小，具有方向性，中等距离传输，传输效率较高。电磁共振式无线电能传输中电磁场随传输距离增加而迅速衰减，为了捕捉随距离衰减的电磁场，采用两个发生谐振耦合的电路，即当发射回路和接收回路发生谐振时，发射回路和接收回路阻抗最低，流过收发线圈的电流最大，此时，在一定传输范围内，发射回路大部分能量都能被接收回路吸收，使大部分能量由发射回路传递到接收回路。电磁共振式电能无线传输除发射回路和接收回路外，还包括高频发射功率源和接收功率的负载。电能无线传输过程中，受传输距离、传输功率、外界障碍物（如导磁性物体等）、接收端负载及电路工作温度变化等各方面的影响，导致谐振电路中接收和发射线圈电感量变化，从而引起谐振频率的变化，即失谐，发射源大部分能量都消耗在发射回路本身而不会被接收回路吸收，效率极低。因此，保持发射回路和接收回路共同谐振，不发生失谐是实现谐振耦合电能无线传输的关键部分。

发明内容

[0003] 本发明的目的是克服电磁共振式无线电能传输的失谐问题，提供一种电磁共振式无线电能传输锁相频率跟踪电路。本发明采用的技术方案是：

[0004] 一种电磁共振式无线电能传输锁相频率跟踪电路，包括发射端电压电流检测电路、锁相环频率跟踪电路和逆变控制电路；从发射端谐振回路采集的电压和电流信号，经发射端电压电流检测电路进行波形滤波、整形和相位控制处理，输出方波FAV和FAI，经锁相环频率跟踪电路，输出相位差180°的驱动脉冲Qp和Qn，经逆变控制电路，将Qp和Qn分配成驱动信号Q1a、Q2a、Q3a、Q4a；所述驱动信号Q1a和Q4a同相，Q2a和Q3a同相，Q1a、Q4a与Q2a、Q3a相位差180°。

[0005] 进一步地，所述发射端电压电流检测电路包括发射端电压检测电路和发射端电流检测电路。

[0006] 所述发射端电压检测电路包括设置发射端谐振回路中的电压传感器V1、电压负向过零比较器、电压正向过零比较器、负向电压波形整理电路、正向电压波形整理电路、正向和负向电压波形相加电路、电压波形延时电路、D触发器IC6B。

[0007] 所述电压负向过零比较器主要由电阻RV3、RV4、RV6和集成电压比较器ICV1组成；所述电压正向过零比较器主要由电阻RV1、RV2、RV5和集成电压比较器ICV2组成；所述负向电压波形整理电路主要由电阻RV8、电容CV1和集成单稳态触发器ICV3A组成；所述正向电压波形整理电路主要由电阻RV7、电容CV2和集成单稳态触发器ICV3B组成；所述正向和负向电压波形相加电路由与非门IC4C组成，用于将电压频率倍频；所述电压波形延时电路主要由电阻RV9、电容CV3、CV4、电位器PV1和集成单稳态触发器ICV5A、ICV5B组成。

[0008] 通过电压传感器V1从发射端谐振回路采集的电压信号通过电阻RV3输入集成电压比较器ICV1的反相输入端，通过电阻RV1输入集成电压比较器ICV2的同相输入端。

[0009] 集成电压比较器ICV1的同相输入端通过电阻RV4接地，集成电压比较器ICV1的输出端接电阻RV6的一端和集成单稳态触发器ICV3A的正触发输入端；电阻RV6的另一端接正电源；集成单稳态触发器ICV3A的负触发输入端接地，集成单稳态触发器ICV3A的外接电阻电容端与外接电容端之间接有电容CV1，外接电阻电容端通过电阻RV8接正电源。

[0010] 集成电压比较器ICV2的反相输入端通过电阻RV2接地，集成电压比较器ICV2的输出端接电阻RV5的一端和集成单稳态触发器ICV3B的正触发输入端；电阻RV5的另一端接正电源；集成单稳态触发器ICV3B的负触发输入端接地，集成单稳态触发器ICV3B的外接电阻电容端与外接电容端之间接有电容CV2，外接电阻电容端通过电阻RV7接正电源。

[0011] 集成单稳态触发器ICV3A的端和集成单稳态触发器ICV3B的端分别连接与非门IC4C的两个输入端，与非门IC4C的输出端连接集成单稳态触发器ICV5A的正触发输入端；集成单稳态触发器ICV5A的负触发输入端接地，集成单稳态触发器ICV5A的外接电阻电容端与外接电容端之间接有电容CV3，外接电阻电容端通过电位器PV1接正电源。

[0012] 集成单稳态触发器ICV5A的端连接集成单稳态触发器ICV5B的正触发输入端；集成单稳态触发器ICV5B的负触发输入端接地，集成单稳态触发器ICV5B的外接电阻电容端与外接电容端之间接有电容CV4，外接电阻电容端通过电阻RV9接正电源。

[0013] 集成单稳态触发器ICV5B的Q端连接D触发器IC6B的时钟输入端，D触发器IC6B的端接数据输入端；D触发器IC6B用于将输入其的电压波形分频并从Q端输出方波FAV。

[0014] 所述发射端电流检测电路包括设置发射端谐振回路中的电流传感器A1、电流负向过零比较器、电流正向过零比较器、负向电流波形整理电路、正向电流波形整理电路、正向和负向电流波形相加电路、电流波形延时电路、D触发器IC6A。

[0015] 所述电流负向过零比较器主要由电阻RI3、RI4、RI6和集成电压比较器ICI1组成；所述电流正向过零比较器主要由电阻RI1、RI2、RI5和集成电压比较器ICI2组成；所述负向电流波形整理电路主要由电阻RI8、电容CI1和集成单稳态触发器ICI3A组成；所述正向电流波形整理电路主要由电阻RI7、电容CI2和集成单稳态触发器ICI3B组成；所述正向和负向电流波形相加电路由与非门IC4A组成，用于将电流频率倍频；所述电流波形延时电路主要由电阻RI9、电容CI3和集成单稳态触发器ICI5A组成。

[0016] 通过电流传感器A1从发射端谐振回路采集的电流信号通过电阻RI3输入集成电压比较器ICI1的反相输入端，通过电阻RI1输入集成电压比较器ICI2的同相输入端。

[0017] 集成电压比较器ICI1的同相输入端通过电阻RI4接地，集成电压比较器ICI1的输出端接电阻RI6的一端和集成单稳态触发器ICI3A的正触发输入端；电阻RI6的另一端接正电源；集成单稳态触发器ICI3A的负触发输入端接地，集成单稳态触发器ICI3A的外接电阻电容端与外接电容端之间接有电容CI1，外接电阻电容端通过电阻RI8接正电源。

[0018] 集成电压比较器ICI2的反相输入端通过电阻RI2接地，集成电压比较器ICI2的输出端接电阻RI5的一端和集成单稳态触发器ICI3B的正触发输入端；电阻RI5的另一端接正电源；集成单稳态触发器ICI3B的负触发输入端接地，集成单稳态触发器ICI3B的外接电阻电容端与外接电容端之间接有电容CI2，外接电阻电容端通过电阻RI7接正电源。

[0019] 集成单稳态触发器ICI3A的端和集成单稳态触发器ICI3B的端分别连接与非门IC4A的两个输入端，与非门IC4A的输出端连接集成单稳态触发器ICI5A的正触发输入端；集成单稳态触发器ICI5A的负触发输入端接地，集成单稳态触发器ICI5A的外接电阻电容端与外接电容端之间接有电容CI3，外接电阻电容端通过电阻RI9接正电源。

[0020] 集成单稳态触发器ICI5A的Q端连接D触发器IC6A的时钟输入端，D触发器IC6A的端接数据输入端；D触发器IC6A用于将输入其的电流波形分频并从Q端输出方波FAI。

[0021] 进一步地，所述锁相环频率跟踪电路包括集成锁相环电路IC7、与非门IC4B、集成单稳态触发器IC8A和IC8B、与门IC9A和IC9B。

[0022] 集成锁相环电路IC7的比较信号输入端（BIN脚）连接所述D触发器IC6B的Q端，集成锁相环电路IC7的信号输入端（AIN脚）连接所述D触发器IC6A的Q端。

[0023] 集成锁相环电路IC7的两个外接振荡电容端（CA和CB脚）之间接有电容C5，集成锁相环电路IC7的两个外接振荡电阻端各通过一个电阻接地；（即集成锁相环电路IC7的外接振荡电阻端R1脚通过电阻R10接地，R2脚通过电阻R11接地）；集成锁相环电路IC7的相位比较器II输出端（PC2脚）接电阻R12一端，电阻R12的另一端接集成锁相环电路IC7的压控振荡器控制端（VCIN脚）和电阻R13的一端，电阻R13的另一端通过电容C6接地。

[0024] 集成锁相环电路IC7的压控振荡器输出端（VCOUT脚）连接与非门IC4B的两个输入端、集成单稳态触发器IC8A的正触发输入端和与门IC9B的一个输入端；集成单稳态触发器IC8A的负触发输入端接地，集成单稳态触发器IC8A的外接电阻电容端与外接电容端之间接有电容C7，外接电阻电容端通过电阻R14接正电源；集成单稳态触发器IC8A的的端接与门IC9B的另一个输入端。

[0025] 与非门IC4B的输出端接与门IC9A的一个输入端和集成单稳态触发器IC8B的正触发输入端，集成单稳态触发器IC8B的负触发输入端接地，集成单稳态触发器IC8B的外接电阻电容端与外接电容端之间接有电容C8，外接电阻电容端通过电阻R15接正电源；集成单稳态触发器IC8B的端接与门IC9A的另一个输入端。

[0026] 与门IC9B的输出端作为锁相环频率跟踪电路的一个输出端输出驱动脉冲Qp，与门IC9A的输出端作为锁相环频率跟踪电路的另一个输出端输出与Qp相位差180°的驱动脉冲Qn。

[0027] 进一步地，所述逆变控制电路包括与门IC10A、IC10B、IC10C、IC10D和电阻RQ1、RQ2、RQ3、RQ4。

[0028] 所述与门IC9B的输出端连接与门IC10A的一个输入端、与门IC10B的一个输入端；与门IC10A的另一个输入端和与门IC10B的另一个输入端接控制信号RNF；所述与门IC9A的输出端连接与门IC10C的一个输入端、与门IC10D的一个输入端；与门IC10C的另一个输入端和与门IC10D的另一个输入端接控制信号RNF。

[0029] 与门IC10A、IC10B、IC10C、IC10C各自的输出端分别输出驱动信号Q1a、Q2a、Q3a、Q4a，并分别通过电阻RQ1、RQ2、RQ3、RQ4接正电源。

[0030] 进一步地，所述集成锁相环电路IC7采用集成锁相环芯片CD4046。

[0031] 进一步地，所述与非门IC4B能够用一非门电路代替。

[0032] 本发明的优点：采用单稳态电路实现电压电流采样波形两级滤波和整形，彻底消除噪声干扰，增加单稳态延时电路实现相位调节，采用单稳态电路精确设定死区时间。附图说明

[0033] 图1是电磁共振式无线电能传输锁相频率跟踪结构框图。

[0034] 图2为发射端电压电流检测电路图。

[0035] 图3为锁相频率跟踪、死区设定和逆变控制电路图。

[0036] 图4为电磁共振式无线电能传输锁相频率跟踪波形图。

具体实施方式

[0037] 下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。

[0038] 本发明所提出的电磁共振式无线电能传输锁相频率跟踪电路，包括发射端电压电流检测电路、锁相环频率跟踪电路和逆变控制电路。发射端电压电流检测电路又包括发射端电压检测电路和发射端电流检测电路。

[0039] 如图1所示：直流电压U1经由Q1、Q2、Q3、Q4组成的逆变桥，变换成交流方波电压，经由L1、C1组成的发射端谐振回路和由L2、C2和负载RL组成的接收端谐振回路产生共振，在发射端谐振回路通过电压传感器V1和电流传感器A1采集电压V1～和电流信号I1～，经发射端电压电流检测电路进行波形滤波、整形和相位控制处理，输出方波FAV和FAI，经锁相环频率跟踪电路，输出相位差180°的驱动脉冲Qp和Qn，经逆变控制电路，将Qp和Qn分配成Q1a、Q2a、Q3a、Q4a（Q1a和Q4a同相，Q2a和Q3a同相，Q1a、Q4a与Q2a、Q3a相位差180°），经驱动电路进行隔离和功率放大输出Q1G、Q2G、Q3G、Q4G，分别控制逆变桥Q1、Q2、Q3、Q4四个开关管实现逆变。

[0040] 所述发射端电压检测电路包括设置发射端谐振回路中的电压传感器V1、集成电压比较器ICV1、ICV2，集成单稳态触发器ICV3A、ICV3B，与非门IC4C，集成单稳态触发器ICV5A、ICV5B，D触发器IC6B等。

[0041] 其中，电阻RV3、RV4、RV6和集成电压比较器ICV1组成电压负向过零比较器。电阻RV1、RV2、RV5和集成电压比较器ICV2组成电压正向过零比较器。电阻RV8、电容CV1和集成单稳态触发器ICV3A组成负向电压波形整理电路。电阻RV7、电容CV2和集成单稳态触发器ICV3B组成正向电压波形整理电路。与非门IC4C组成正向和负向电压波形相加电路，将电压频率倍频；电阻RV9、电容CV3、CV4、电位器PV1和集成单稳态触发器ICV5A、ICV5B组成电压波形延时电路；所述D触发器IC6B将电压波形分频，恢复到电压的实际频率。

[0042] 如图2，经电压传感器V1采集的电压信号V1～，通过由电阻RV3、RV4、RV6和集成电压比较器ICV1组成的电压负向过零比较器，将交流信号变换为脉冲信号VN1，VN1通过由电阻RV8、电容CV1和集成单稳态触发器ICV3A组成负向电压波形整理电路输出VN2；另一路电压信号V1～通过由电阻RV1、RV2、RV5和集成电压比较器ICV2组成的电压正向过零比较器，将交流信号变换为脉冲信号VP1，VP1通过由电阻RV7、电容CV2和集成单稳态触发器ICV3B组成的正向电压波形整理电路输出VP2。VN2、VP2通过与非门IC4C将两个脉冲相加输出VPN1，将电压频率倍频；VPN1经由电阻RV9、电容CV3、CV4、电位器PV1和集成单稳态触发器ICV5A、ICV5B组成的电压波形延时电路输出VPN3，经D触发器IC6B将电压波形分频输出电压脉冲FAV，恢复到电压的实际频率。

[0043] 所述发射端电流检测电路包括设置发射端谐振回路中的电流传感器A1、集成电压比较器ICI1、ICI2，集成单稳态触发器ICI3A、ICI3B，与非门IC4A，集成单稳态触发器ICI5A，D触发器IC6A。

[0044] 其中，电阻RI3、RI4、RI6和集成电压比较器ICI1组成电流负向过零比较器。电阻RI1、RI2、RI5和集成电压比较器ICI2组成电流正向过零比较器。电阻RI8、电容CI1和集成单稳态触发器ICI3A组成负向电流波形整理电路。电阻RI7、电容CI2和集成单稳态触发器ICI3B组成正向电流波形整理电路。与非门IC4A组成正向和负向电流波形相加电路，将电流频率倍频；电阻RI9、电容CI3和集成单稳态触发器ICI5A组成电流波形延时电路；所述D触发器IC6A将电流波形分频，恢复到电流的实际频率。

[0045] 如图2，经电流传感器A1采集的电流信号I1～，通过由电阻RI3、RI4、RI6和集成电压比较器ICI1组成的电流负向过零比较器，将交流信号变换为脉冲信号IN1，IN1通过由电阻RI8、电容CI1和集成单稳态触发器ICI3A组成负向电流波形整理电路输出IN2；另一路电流信号I1～通过由电阻RI1、RI2、RI5和集成电压比较器ICI2组成的电压正向过零比较器，将交流信号变换为脉冲信号IP1，IP1通过由电阻RI7、电容CI2和集成单稳态触发器ICI3B组成的正向电流波形整理电路输出IP2。IN2、IP2通过与非门IC4A将两个脉冲相加输出IPN1，将电流频率倍频；IPN1经由电阻RI9、电容CI3和集成单稳态触发器ICI5A组成电流波形延时电路输出IPN2，经D触发器IC6A将电流波形分频输出FAI，恢复到电流的实际频率。

[0046] 发射端电压电流检测电路中各集成电路的选用如下：

[0047] ICV1、ICV2、ICI1、ICI2：LM311，National Semiconductor

[0048] ICV3、ICI3、ICV5、IVI5：74LS221，National Semiconductor

[0049] IC4：74LS00，National Semiconductor

[0050] IC6：74LS74，National Semiconductor

[0051] 所述锁相环频率跟踪电路包括集成锁相环电路IC7、与非门IC4B、集成单稳态触发器IC8A和IC8B、与门IC9A和IC9B。

[0052] 其中，电阻R10、R11、电容C5和集成锁相环电路IC7组成锁相环频率跟踪主电路；与非门IC4B将锁相环电路IC7输出波形反向（可以用一个非门代替与非门IC4B）；电阻R14、R15、电容C7、C8和集成单稳态触发器IC8A、IC8B组成单稳态触发器，依次和IC9A、IC9B共同组成死区形成电路。

[0053] 如图3所示，由电压电流检测电路输出的电压脉冲FAV和电流脉冲FAI经由电阻R10、R11、电容C5和集成锁相环电路IC7组成的锁相环频率跟踪主电路输出电压超前于电流的方波VO，与非门IC4B将VO反向输出波形VO1；VO经由R14、C7和集成单稳态触发器IC8A输出死区脉冲TdP，VO和死区脉冲TdP通过与门IC9B产生带有死区的脉冲QP。VO1经由R15、C8和集成单稳态触发器IC8B输出死区脉冲TdN，VO1和死区脉冲TdN通过与门IC9A产生带有死区的脉冲QN。

[0054] 所述逆变控制电路包括并行相连的与门电路IC10A、IC10B、IC10C、IC10D和电阻RQ1、RQ2、RQ3、RQ4。如图3所示，QP、QN在控制信号RNF控制下，经逆变控制电路中的IC10A、IC10B、IC10C、IC10C输出四个驱动信号Q1a、Q2a、Q3a、Q4a。

[0055] 锁相环频率跟踪电路和逆变控制电路中各集成电路的选用如下：

[0056] IC7：CD4046，Intersil

[0057] IC8：74LS221，National Semiconductor

[0058] IC4：74LS00，National Semiconductor

[0059] IC9：74LS08，National Semiconductor

[0060] IC10：74LS09，National Semiconductor

[0061] 各点波形如图4。其中t2和t3的时间差是采样电流滞后于采样电压对应的相位，t1和t2的时间差是锁相环电路输出的驱动脉冲超前于采样电压对应的相位，以补偿由于采样电路引起的延时，同时还可以通过调节电位器PV1，调节实际逆变桥输出的电压和电流的相位。

[0062] 本发明采用电压电流检测电路，将电压电流正负波形分别进行过零比较，得到方波，经第一级单稳态电路、与非门电路和第二级单稳态电路进行两级滤波和整形、彻底消除噪声干扰。为了可以控制电压和电流之间的相位差，增加了单稳态延时电路，通过电位器调节要求的相位。为了实现精确的死区时间设置，采用单稳态电路设定死区时间。

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