[發明專利]一種具有高抗偏移性的電場耦合式無線電能傳輸拓撲結構

有效

• 申請號: 201810353621.6
• 申請日: 2018-04-19
• 公開（公告）號: CN108494102B
• 公開（公告）日: 2021-11-02
• 發明（設計）人: 麥瑞坤;羅博;郭歷謀;何正友
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: H02J50/05
• 分類號: H02J50/05
• 代理公司: 成都弘毅天承知識產權代理有限公司 51230
• 代理人: 李龍

本發明公開了一種具有高抗偏移性的電場耦合式無線電能傳輸拓撲結構，包括順次連接的直流電源、電場耦合式無線電能傳輸電路、濾波電路以及負載電阻，所述電場耦合式無線電能傳輸電路包括順次連接的高頻逆變電路、原邊補償電路、耦合結構、副邊補償電路以及高頻整流電路，所述高頻整流電路后端與濾波電路連接，所述副邊補償電路包括串聯的電感L_s和電容C_s,以及與所述電感L_s和電容C_s并聯的電容C_ls，所述電容C_ls與高頻整流電路的前端并聯；所述濾波電路包括電感L_r和電容C_r，所述電感L_r和電容C_r串聯后與高頻整流電路的后端并聯，解決了現有技術中傳輸距離較短以及由于耦合結構中的極板之間發生偏移，造成系統傳輸效率過低的技術問題。

技術領域

本發明涉及電場耦合式無線電能傳輸技術，尤其涉及一種具有高抗偏移性的電場耦合式無線電能傳輸拓撲結構。

背景技術

無線電能傳輸技術已經存在了將近一個世紀，一直以來無線電力傳輸的最普遍形式是借助于電磁耦合式無線電能傳輸技術(IPT)實現的。IPT利用磁場傳輸電力，但處于磁場范圍之內的金屬會對傳輸電力的磁場產生屏蔽作用，并在磁場內部產生渦流，造成效率低、易發熱等問題，限制了IPT的適用范圍。因此近年來，學者們正在尋求各種無線電能傳輸技術做為IPT技術的替代品。其中，電場耦合式無線電能傳輸技術(CPT)是IPT技術的替代方案之一。

電場耦合式無線電能傳輸系統具有更好的穩定性和靈活性。電場在有金屬障礙物的空間里傳電不會造成能量損失，且不會導致周圍金屬產生渦流發熱，所以CPT技術更適用于電動汽車等方面的無線電能傳輸。CPT系統另一個優勢是經濟性，CPT技術僅使用鋁板等金屬板，金屬板具有導電性強、價格低、重量輕等優勢。

但傳統的CPT系統由于極板與極板的相對位置關系對電路的輸送效率有很大的影響，使用過程中，由于極板的偏移，會影響電路的效率與輸出功率，導致系統傳輸效率過低，從而限制了CPT系統的應用范圍。

發明內容

基于以上技術問題，本發明提供了一種具有高抗偏移性的電場耦合式無線電能傳輸拓撲結構，解決了現有技術中傳輸距離較短以及由于耦合結構中的極板之間發生偏移，造成系統傳輸效率過低的技術問題。

為解決以上技術問題，本發明采用的技術方法如下：

一種具有高抗偏移性的電場耦合式無線電能傳輸拓撲結構，包括順次連接的直流電源、電場耦合式無線電能傳輸電路、濾波電路以及負載電阻，所述電場耦合式無線電能傳輸電路包括順次連接的高頻逆變電路、原邊補償電路、耦合結構、副邊補償電路以及高頻整流電路，所述高頻整流電路后端與濾波電路連接，所述副邊補償電路包括串聯的電感L_s和電容C_s,以及與所述電感L_s和電容C_s并聯的電容C_ls，所述電容C_ls與高頻整流電路的前端并聯；所述濾波電路包括電感L_r和電容C_r，所述電感L_r和電容C_r串聯后與高頻整流電路的后端并聯。

進一步的，所述原邊補償電路包括電感L_p和電容C_p，且所述電感L_P和電容C_P串聯后與所述高頻逆變電路的后端并聯。

進一步的，所述原邊補償電路與副邊補償電路的固有頻率一致。