[發明專利]一種基于自主式無線供電的微型運輸車充電電路系統

在審

• 申請號: 202010552622.0
• 申請日: 2020-06-17
• 公開（公告）號: CN111799876A
• 公開（公告）日: 2020-10-20
• 發明（設計）人: 孫睿;謝滿承;王越;劉水根;國家棟;侯倡同;許康旺;陸瀏屹
• 申請（專利權）人: 廣西電網有限責任公司南寧供電局
• 主分類號: H02J7/02
• 分類號: H02J7/02;H02J50/10;B60L53/12
• 代理公司: 北京國帆知識產權代理事務所(普通合伙) 11334
• 代理人: 李增朝;徐愛萍

1.一種基于自主式無線供電的微型運輸車充電電路系統，其特征在于，所述系統包括：發送端電路及接收端電路；其中，

所述發送端電路包括VDC輸入電源、H橋氮化鎵逆變器、LCL型補償器及濾波電容C1；所述LCL型補償器包括電感線圈L1、電感線圈La及電容器Cs1，所述電感線圈La、電容器Cs1及電感線圈L1依次串聯在所述H橋氮化鎵逆變器的正極，所述濾波電容C1一端連接在所述電感線圈La的輸出端，另一端連接在電感線圈L1的輸出端；所述H橋氮化鎵逆變器與所述VDC輸入電源相連接；

所述接收端電路包括電感線圈L2、電容器Cs2、電容器C2、Bulk電路、三極管D1、二極管D2、電感線圈Lb、充電電池及電容器Cout；所述電容器Cs2連接在所述電感線圈L2的正極，所述Bulk電路正極與所述電容器Cs2，負極與所述電感線圈L2的負極相連接；所述電容器Cs2一端連接在所述電容器Cs2和所述Bulk電路之間，所述電容器Cs2另一端連接所述電感線圈L2的負極和所述Bulk電路之間相連接；所述三極管D1和所述電感線圈Lb依次串聯在所述Bulk電路的輸出端，所述充電電池的正極連接在所述電感線圈Lb輸出端，所述充電電池負極連接在所述電容器Cout的負極；所述二極管D2正極連接在所述三極管D1輸出端，負極連接在所述電容器Cout的負極；所述電容器Cout一端連接在電感線圈Lb的輸出端，另一端連接在所述充電電池的負極；

所述發送端電路和所述接收端電路之間通過所述電感線圈L1與所述電感線圈Lb進行互感。

2.根據權利要求1所述的微型運輸車充電電路系統，其特征在于，所述LCL型補償器在所發送電路用于提供負載變化的恒定電路；所述Bulk電路用于通過占空比來調節實際阻抗。

3.根據權利要求2所述的微型運輸車充電電路系統，其特征在于，所述實際阻抗的計算公式如下：

其中，所述系統在發送端電路和所述接收端電路之間通過所述電感線圈L1與所述電感線圈Lb進行互感時的真實反射阻抗可表示為：

其中，M表示互感系數，并且ω＝2πf，f為所述H橋氮化鎵逆變器的工作頻率。

4.根據權利要求1所述的微型運輸車充電電路系統，其特征在于，所述發送端電路在完全耦合時，所述發送端電路的發送支路的阻抗為：

其中，L₁表示電感線圈L1的電感值；C_s1表示電容器Cs1的容值；Z_r表示所述發送端電路和所述接收端電路之間通過所述電感線圈L1與所述電感線圈Lb進行互感時的真實反射阻抗；j表示阻抗的虛部，也就是-1的開方；ω＝2πf，f為所述H橋氮化鎵逆變器的工作頻率。

5.根據權利要求1所述的微型運輸車充電電路系統，其特征在于，所述發送端電路的總阻抗為：

根據歐姆定律，H橋氮化鎵逆變器輸出的電流可表示為：

其中，Z_in表示發送端電路的總阻抗；j表示阻抗的虛部，也就是-1的開方；ω＝2πf，f為所述H橋氮化鎵逆變器的工作頻率；L_a表示電感線圈La的電感值；C₁表示濾波電容C1的容值；||表示或運算；V_DC表示VDC輸入電源的輸入電壓。

6.根據權利要求1所述的微型運輸車充電電路系統，其特征在于，所述發送端電路電感線圈L1的軌道電流為：

所述發送端電路輸出的總功率表示為：

其中，I_in表示H橋氮化鎵逆變器輸出的電流；I₁表示發送端電路電感線圈L1的軌道電流；Re表示求實部的運算；Z_r表示發送端電路和所述接收端電路之間通過所述電感線圈L1與所述電感線圈Lb進行互感時的真實反射阻抗；R_eq表示實際阻抗；M表示互感系數，并且ω＝2πf，f為所述H橋氮化鎵逆變器的工作頻率。