[發明專利]一種具有能量雙向流動功能的無線充電裝置

在審

• 申請號: 201710422557.8
• 申請日: 2017-06-07
• 公開（公告）號: CN107069998A
• 公開（公告）日: 2017-08-18
• 發明（設計）人: 劉慶
• 申請（專利權）人: 劉慶
• 主分類號: H02J50/12
• 分類號: H02J50/12;H02J7/02;H02M5/458;H02J3/38
• 代理公司: 煙臺雙聯專利事務所(普通合伙)37225
• 代理人: 梁翠榮

1.一種具有能量雙向流動功能的無線充電裝置，其特征在于其包括輸入側可控整流環節、Z源變換器、單相H橋逆變器、無線電能傳輸機構、車載可控整流環節；

所述的輸入側可控整流環節由電感L、第一功率開關管Q1、第二功率開關管Q2、第三功率開關管Q3、第四功率開關管Q4組成；電感L的一端連接電網的l端，電感L的另一端分別連接第一功率開關管Q1的源極、第二功率開關管Q2的漏極；電網的n端分別連接第三功率開關管Q3的源極、第四功率開關管Q4的漏極，通過控制第一功率開關管Q1、第二功率開關管Q2、第三功率開關管Q3、第四功率開關管Q4將電網交流電壓整合成幅值可調的脈動的直流電壓；

所述的Z源變換器由電感L1、電感L2、電容C1和電容C2構成；其中，第二功率開關管Q2的源極、第四功率開關管Q4的源極、電感L2的一端、電容C2的另一端相連，第一功率開關管Q1的漏極、第三功率開關管Q3的漏極、電感L1的一端、電容C1的一端相連；電感L2的另一端、電容C1的另一端、第六功率開關管Q6的源極、第八功率開關管Q8的源極相連，電感L1的另一端、電容C2的一端、第五功率開關管Q5的漏極、第七功率開關管Q7的漏極相連；通過控制第五功率開關管Q5、第六功率開關管Q6、第七功率開關管Q7、第八功率開關管Q8，調節Z源變換器輸出電壓，實現阻抗匹配功能，與前置可控整流部分實現單位功率因數功能；

所述的單相H橋逆變器由第五功率開關管Q5、第六功率開關管Q6、第七功率開關管Q7、第八功率開關管Q8組成，實現將直流電壓轉換成高頻方波交流電壓；

所述的無線電能傳輸機構包括發射-接收線圈和補償網絡；補償網絡包括原邊LCC補償網絡和副邊LCC補償網絡，其中原邊LCC補償網絡由原邊補償電感Lp與兩個原邊補償電容Cp組成，副邊LCC補償網絡由副邊補償電感Ls、兩個副邊補償電容Cs組成；第五功率開關管Q5的源極、第六功率開關管Q6的漏極、原邊補償電感Lp的一端相連，第七功率開關管Q7的源極、第八功率開關管Q8的漏極、第一原邊補償電容Cp的一端、發射線圈的一端相連，原邊補償電感Lp的另一端分別連接第一原邊補償電容Cp的另一端和第二原邊補償電容Cp的一端，第二原邊補償電容Cp的另一端連接發射線圈的另一端；第九功率開關管Q9的源極、第十功率開關管Q10的漏極、副邊補償電感Ls的一端相連，第十一功率開關管Q11的源極、第十二功率開關管Q12的漏極、第一副邊補償電容Cs的一端、接收線圈的一端相連，副邊補償電感Ls的另一端分別連接第一副邊補償電容Cs的另一端和第二副邊補償電容Cs的一端，第二副邊補償電容Cs的另一端連接接收線圈的另一端；所述的LCC補償網絡將高頻方波交流信號濾波，變換成高頻正弦波交流信號；發射-接收線圈將電能傳輸至副邊，實現無線電能傳輸功能；

所述的車載可控整流環節由第九功率開關管Q9、第十功率開關管Q10、第十一功率開關管Q11、第十二功率開關管Q12組成，并與電容C、電池并聯；其中，電容C的另一端、電池的負極、第十二功率開關管Q12的源極、第十功率開關管Q10的源極相連，電容C的一端、電池的正極、第十一功率開關管Q11的漏極、第九功率開關管Q9的漏極相連；通過第九功率開關管Q9、第十功率開關管Q10、第十一功率開關管Q11、第十二功率開關管Q12將高頻交流信號變換為電壓和電流幅值可控的直流信號，實現電池充電。