[發明專利]一種特殊螺旋線圈無線電源充電裝置

無效

• 申請號: 201410066171.4
• 申請日: 2014-02-26
• 公開（公告）號: CN103825345A
• 公開（公告）日: 2014-05-28
• 發明（設計）人: 王軍華;劉開培;劉亮
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: H02J7/02
• 分類號: H02J7/02;H01F17/04
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 魯力

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技術領域

本發明涉及一種電能傳輸裝置，具體涉及一種特殊螺旋線圈無線電源充電裝置。

背景技術

我國電力領域的發展，特別是特高壓輸電線路的快速布局，使得傳統完全由人工對高壓變電站監測巡視的方式越來越不能滿足需求。也使得變電站自動巡更車的發展和部署得到了極大地促進。?目前，最常見的變電站自動巡更車充電方式是電池和充電器之間通過銅電纜直接連接到電網進行充電。?然而，這種通過導體連接的充電方式有很多缺點，如：（1）有用戶觸電的危險，（2）火災隱患，（3）短路和（4）給用戶帶來不便。

與導體連接的充電方式相比，變電站自動巡更車無線充電更安全、方便、自主。?無線充電器因為天然的電網隔離，其可靠性和安全性得到極大提升。?電能傳遞通過發射線圈與安裝在巡更車上的接收線圈通過適當距離進行的，可以消除電纜、連接器和插頭引起的任何不便，是一個自主的充電系統。

目前的無線電源充電裝置主要基于兩種方法：電感耦合和磁共振。磁共振方法已被廣泛用于信號傳輸，?但是它在電能傳輸中的應用鮮有報道。?磁共振充電在MHz級的頻率的應用能加劇電磁兼容性（EMC）問題，對用于與該充電器的電力電子轉換器具有挑戰性，使電子電路損耗增加，從而降低了系統的效率。?這個問題的解決方案之一是通過電力電子轉換器使用的軟開關技術。?但是這種方法往往使充電設備的尺寸變大，引入更多的復雜性，也使充電裝置的成本增加。

發明內容

本發明主要是解決現有技術所存在的技術問題；提供了一種充電和被充電裝置無物理接觸，裝置本身尺寸小，充電效率高和充電時間短的一種特殊螺旋線圈無線電源充電裝置。

本發明的上述技術問題主要是通過下述技術方案得以解決的：

一種特殊螺旋線圈無線電源充電裝置，其特征在于，包括發射端和接收端；所述發射端包括電源、與電源連接的控制驅動電路、以及與控制驅動電路連接的發射線圈組件；所述接收端包括接收線圈組件、與接收線圈組件連接的電力電子電路；所述電力電子電路與目標負載或電池系統連接；通過發射線圈組件以及接收線圈組件，得到磁共振頻率從而給目標負載或電池系統充電。

在上述的一種特殊螺旋線圈無線電源充電裝置，所述發射端還包括電源的內阻以及參考點；所述制驅動電路包含逆變電路，能夠將電源頻率轉變為與用戶定義的共振頻率相匹配。

在上述的一種特殊螺旋線圈無線電源充電裝置，所述發射線圈組件包括串聯的發射電感器和電容器?，以及與發射電感器和電容器并聯的電容；依次串聯的電容器和發射電感器接到控制驅動電路的兩極。

在上述的一種特殊螺旋線圈無線電源充電裝置，所述接收線圈組件包括連接在電力電子電路兩極的接收電感器；所述電力電子電路兩個輸出端與目標負載或電池系統連接。

在上述的一種特殊螺旋線圈無線電源充電裝置，?發射端線圈組件的發射電感器包括中心線圈組件和設置在中心線圈組件周圍的若干環繞線圈組件；所述環繞線圈組件包括鐵氧體磁芯以及繞在鐵氧體磁芯上的環繞部件線圈；所述中心線圈組件包括中心鐵氧體磁芯和繞在中心鐵氧體磁芯上的中心部件線圈；所述接收線圈組件的接收電感器包括接收鐵氧體磁芯以及繞在接收鐵氧體磁芯上的接收端線圈。

因此，本發明具有如下優點：充電和被充電裝置無物理接觸，裝置本身尺寸小，充電效率高和充電時間短。

附圖說明

圖1是本發明的實施例裝置示意模型。

圖2是本發明的實施例裝置等效電路圖。?它是以共振方法為基礎的充電器，從電網把電能傳輸到目標負載或電池系統。

圖3a是本發明的實施例結構中發射端的線圈和磁芯排布示意圖。

圖3b是本發明的實施例結構中接收端的線圈和磁芯排布示意圖。

具體實施方式

下面通過實施例，并結合附圖，對本發明的技術方案作進一步具體的說明。

實施例：

本發明包括發射端和接收端；其中發射端是一個片狀或類似的基本單元，通過施加一個高頻的交流電流給發射線圈或其它類型的導體，從而產生交變的磁場。接收端線圈通過交變磁場接收傳遞過來的能量，并將其傳輸到負載或電池系統。?接收端后面可以接電力電子變換器，把輸出的電壓和電流轉換為合適目標負載或電池系統的電壓和電流。?可以在上面所描述的系統引入電流和/或電壓反饋和一個控制器，以提高其效率的發射端和接收端之間的功率傳輸。

在這個實施例裝置中，接收端可以引入額外的測量電路的電流和/或電壓的電路，用來辨識負載或電池系統狀態，或引入測量反饋給發射端的其他參數的電路。