[發(fā)明專利]一種基于廣義共振的快速、高效、升壓充電方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710331529.5
• 申請日: 2017-05-11
• 公開（公告）號: CN107204656B
• 公開（公告）日: 2020-03-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 唐德堯
• 申請（專利權(quán)）人: 唐智科技湖南發(fā)展有限公司
• 主分類號: H02J7/06
• 分類號: H02J7/06;H02J50/12
• 代理公司: 長沙明新專利代理事務(wù)所(普通合伙) 43222
• 代理人: 徐新

1.一種基于廣義共振的快速、高效、升壓充電方法，為了實現(xiàn)在交流能源的電壓UI低于整流充電儲能電路所期望的儲能電容CC的電壓UCC時，或能源的電壓UI低于整流充電儲能電路的儲能電池E電壓UE時，仍能用能源電壓UI對儲能電容CC或儲能電池E繼續(xù)充電，其特征在于：在能源輸出電壓端增加RLC串聯(lián)諧振電路，實施RLC廣義共振升壓，令LC的串聯(lián)諧振頻率FD＝1/[2π*(LC)^0.5]等于或接近于交流能源電壓的頻率FN，偏差不大于5％，并從諧振電容C兩端取用電壓供給整流充電儲能電路，其中，RLC串聯(lián)諧振電路的電阻R主要包括能源的內(nèi)部電阻RN和增加的電阻RW，R＝RN+RW，即：當(dāng)需要串聯(lián)電阻為R，而能源已經(jīng)含有內(nèi)電阻RN，則在外部添加串聯(lián)電阻RW＝R-RN；RLC串聯(lián)諧振電路的電感L主要包括能源的內(nèi)部電感LN和增加的電感LW，L＝LN+LW，即：當(dāng)需要串聯(lián)電感為L，而能源已經(jīng)含有內(nèi)電感LN，則在外部添加串聯(lián)電感LW＝L-LN；

在使用所述升壓充電方法，對大功率的磁懸浮列車、地鐵、動車組、高鐵實現(xiàn)無線供電時，在沿途設(shè)置對行進(jìn)中車輛的超級電容充電的“道床無線供電器”來對“車載受電器”通過磁感應(yīng)供電；在道床兩條鋼軌之間設(shè)置“道床無線供電器”，在“道床無線供電器”的E形鐵芯的中部極靴上繞線圈，并由地面有線電路供給交流電，中部極靴與兩邊極靴之間產(chǎn)生交變磁場；在車底對準(zhǔn)“道床無線供電器”非接觸、小間隙地設(shè)置“車載受電器”，在“車載受電器”的E形鐵芯的中部極靴上繞線圈，“車載受電器”的中部極靴與兩邊極靴之間產(chǎn)生感應(yīng)耦合“道床無線供電器”產(chǎn)生的交變磁場；“道床無線供電器”的線圈由地面有線電路供給交流電源，“車載受電器”的線圈感應(yīng)“道床無線供電器”的磁場輸出感應(yīng)電勢電壓。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于廣義共振的快速、高效、升壓充電方法，其特征在于：在實施當(dāng)RLC廣義共振升壓的過程中，當(dāng)諧振電容C的電壓出現(xiàn)接近峰值的電壓，所述接近是指偏差不大于5％，高于儲能電容CC的儲能電壓加整流充電儲能電路的整流器壓降時，來自交流能源的電流不再單獨(dú)供給LC諧振儲能，而主要轉(zhuǎn)向整流器整流進(jìn)而向儲能電容CC充電，這個瞬時的交流能源電流，等于該瞬時能源開路電壓在內(nèi)阻R上的壓降除以能源內(nèi)電阻R；能源電流還有一部分仍流經(jīng)L、流入電容C的電流之“虛”功率，儲存于LC中并增強(qiáng)其廣義共振。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于廣義共振的快速、高效、升壓充電方法，為了進(jìn)一步降低所述方法在充電時對能源吸收的峰值電流、降低整流充電儲能電路的整流器的峰值電流、提升儲能充電輸出電壓和儲能功率，其特征在于：在能源輸出電壓端增加RLC串聯(lián)諧振電路，具體L＝L1,C＝C1，令RLC的串聯(lián)諧振頻率FD＝1/[2π*(L1C1)^0.5]，等于或接近于能源電壓的頻率FN，偏差不大于5％；并在從電容器C1兩端取用電壓供給整流器時再串聯(lián)限流電感器L2，構(gòu)成廣義共振限流充電電路，限流電感器L2的量值為0.1L1～1.0L1，若要追求降低輸入峰值電流，但允許降低輸出功率，則取L2＝0.1L1；若要追求既降低輸入峰值電流，又兼顧提升輸出功率，則L2＝0.9L1；

限流電感器L2與整流器串聯(lián)，限流電感器L2的輸入端直接與電感L1的輸出端連接，限流電感器L2的輸出端直接與整流器的輸入端連接。