[發明專利]無線電力傳輸裝置以及無線電力傳輸系統

有效

• 申請號: 201580057829.8
• 申請日: 2015-10-26
• 公開（公告）號: CN107112806B
• 公開（公告）日: 2020-03-31
• 發明（設計）人: 柳成漢;李在璇;金泳鮮;鄭載勛;樸云圭
• 申請（專利權）人: LS電線有限公司
• 主分類號: H02J50/12
• 分類號: H02J50/12
• 代理公司: 隆天知識產權代理有限公司 72003
• 代理人: 崔炳哲

本發明涉及一種無線電力傳輸裝置，其通過磁場以無線方式向至少一個無線電力接收裝置傳輸電力，其特征在于，具備：用于產生磁場的送電部、阻抗匹配部以及用于控制所述阻抗匹配部的控制部，所述阻抗匹配部具有：多個第一電路，由電容器或電感器構成，串聯連接于所述送電部；多個第二電路，由電容器或電感器構成，并聯連接于所述送電部；匹配電感器，與所述第二電路串聯連接；多個開關，分別配置在所述第一電路以及所述第二電路上，對其進行開閉。

技術領域

本發明的實施例涉及一種無線電力傳輸裝置以及無線電力傳輸系統。

背景技術

無線電力傳輸指的是用無線方式代替現有的有線形式的電力線來向家電設備或電動汽車進行供電的技術，無需利用電源電纜將需要電源的裝置連接在電源插座上，通過無線方式即可充電，因此相關研究進行得很活躍。

無線電力傳輸技術大致有磁感應方式、磁諧振方式以及微波方式。磁感應方式是利用相鄰線圈之間的磁感應耦合的技術，兩個送電/受電線圈之間的距離為幾cm以內，兩個線圈的排列條件會大大影響傳輸效率。磁諧振方式是通過諧振耦合(resonantcoupling)在彼此隔開的兩個諧振器之間傳遞非輻射型磁場能量的技術，送電/受電線圈之間的距離為1～2m時能夠進行無線電力傳輸，相對于磁感應方式，兩個線圈的排列比較自由，利用中繼方式能夠擴張可進行無線充電的范圍。微波方式是通過天線輻射微波等超高頻率的電磁波來傳輸電力的技術，雖然能夠進行遠距離無線電力傳輸，但是需要考慮電磁波引起的安全問題。

無線電力傳輸系統由通過無線方式傳輸電力的無線電力傳輸裝置和通過無線方式接收所述電力的無線電力接收裝置構成。一般，當無線電力傳輸裝置與無線接收裝置具有相同的諧振頻率時，無線電力傳輸系統中會發生最大電力傳輸。

所述諧振頻率根據無線電力傳輸裝置與無線電力接收裝置的距離或位置而不同。即，為了在無線電力傳輸系統中發生最大電力傳輸，無線電力傳輸裝置與無線電力接收裝置需滿足諧振頻率相同的條件，例如無線電力傳輸裝置與無線電力接收裝置的特定距離或位置。當無線電力傳輸裝置與無線電力接收裝置的距離或位置發生變化而無法滿足從無線電力傳輸裝置向無線電力接收裝置傳輸最大電力的條件時，無線電力傳輸裝置內無功功率增加，隨之降低無線電力傳輸效率。

為了解決上述問題，韓國公開專利第2012-0129821號中，改變無線電力傳輸裝置的諧振頻率來傳輸電力。但是，當改變諧振頻率本身時，若外部電源不發生變化，則無法傳輸無線電力接收裝置所需的電力。

另外，在由第一代無線電力傳輸裝置和第二代以后的無線電力接收裝置構成的無線電力傳輸系統中，當第一代無線電力傳輸裝置向第二代以后的無線電力接收裝置傳輸無線電力時，無線電力傳輸裝置方面的負載增加，因此增加需傳輸至負載的電量。

為了使無線電力傳輸裝置傳輸多個無線電力接收裝置的需求電力，需要改變送電線圈的品質因數、電壓、電路效率、電感等無線電力傳輸裝置的各種參數。其中，為了通過改變無線電力傳輸裝置的送電線圈來傳輸多個無線電力接收裝置的需求電力，需提升送電線圈的品質因數或者增加送電線圈本身的大小。即，當提升無線電力傳輸裝置的送電線圈的品質因數或大小時，能夠增加無線電力傳輸裝置可向無線電力接收裝置傳輸的電力。

但是，由于外觀設計或消費者的要求等，無線電力傳輸裝置的大小固定，因此不能無限制地增加送電線圈的大小。另外，難以制造品質因數為一定值以上的送電線圈，品質因數高的送電線圈價格昂貴，因此存在提高無線電力傳輸裝置的制造成本的問題。

另外，各無線電力接收裝置與無線電力傳輸裝置之間的諧振條件不同，因此無法形成最優于無線電力接收裝置的無線電力傳輸。因此，有可能使無線電力傳輸裝置或無線電力接收裝置發熱，嚴重時存在所述裝置爆炸的危險。

發明內容

所要解決的技術問題