[發明專利]一種基于變次級結構的恒流恒壓感應式無線充電系統

有效

• 申請號: 202011223301.2
• 申請日: 2020-11-05
• 公開（公告）號: CN112366777B
• 公開（公告）日: 2022-10-14
• 發明（設計）人: 范滿義;史黎明;殷正剛;潘碩;裴春興;曹春偉;岳成林
• 申請（專利權）人: 中國科學院電工研究所;中車唐山機車車輛有限公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;H02J50/12
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 關玲

1.一種基于變次級結構的恒流恒壓感應式無線充電系統，由發射部分和接收部分組成；發射部分包括依次串聯連接的直流電源E、高頻逆變器H、初級補償電容C_p以及初級發射線圈L_p；接收部分包括依次串聯連接的接收線圈L_s、切換電路I、補償電感L_f、整流濾波器R以及負載II，其特征在于：接收線圈L_s、補償電容C_s、補償電容C_f、補償電感L_f以及整流濾波器R依次串聯連接；恒壓補償電容C_SV與第一切換開關S₁串聯后的一端與補償電容C_s和補償電容C_f的公共點相連接，恒壓補償電容C_SV與第一切換開關S₁串聯后的另一端與接收線圈L_s和整流濾波器R的公共點相連接；恒流補償電容C_SC與第二切換開關S₂串聯后的一端與補償電容C_s和接收線圈L_s的公共點相連接，恒流補償電容C_SC與第二切換開關S₂串聯后的另一端與補償電感L_f和補償電容C_f的公共點相連接；第一切換開關S₁和第二切換開關S₂的控制端與控制器K連接；所述無線充電系統能夠在寬負載范圍內實現整流濾波器輸入電流連續，使無線充電系統恒壓充電時系統輸出電壓保持不變；

為保證恒壓充電過程中，充電截止電流前整流器輸入電流連續，所述補償電感L_f的電感值由式(1)決定：

所述發射線圈L_P與接收線圈L_s間的互感由式(2)決定：

所述補償電容C_f的電容值由式(3)決定：

所述補償電容C_s的電容值由式(4)決定：

所述恒壓補償電容C_SV的電容值由式(5)決定：

所述恒流補償電容C_SC的電容值由式(6)決定：

式(1)、(2)、(3)、(4)、(5)、(6)中，為直流電源E的輸出電壓值，π為圓周率，ω為系統工作角頻率，I_B為電池恒流充電時設定的電流值，V_B為電池恒壓充電時設定的電壓值，為補償電容C_f的電容值，為恒壓補償電容C_SV的電容值，為恒流補償電容C_SC的電容值，為補償電容C_S的電容值，為接收線圈L_s的電感值。

2.根據權利要求1所述的無線充電系統，其特征在于：所述第一切換開關S₁閉合，所述第二切換開關S₂斷開，無線充電系統實現恒壓輸出；所述第一切換開關S₁斷開，所述第二切換開關S₂閉合，所述的無線充電系統實現恒流輸出。