[發明專利]一種無線電能量傳輸裝置

在審

• 申請號: 202110286816.5
• 申請日: 2021-03-17
• 公開（公告）號: CN113036944A
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發明（設計）人: 陳林;陳文薌
• 申請（專利權）人: 陳林
• 主分類號: H02J50/12
• 分類號: H02J50/12;H02H11/00
• 代理公司: 廈門市天富勤知識產權代理事務所(普通合伙) 35244
• 代理人: 唐紹烈

本發明一種無線電能量傳輸裝置，涉及一種電力電子變流技術；提供的無線電能量傳輸裝置可以降低傳統感應無線能量傳輸系統變流器的控制難度；包括：直流電源，防反流單元，變流器，初級諧振網絡；其中，所述防反流單元被配置為允許所述直流電源向所述變流器傳輸供電電流并禁止所述變流器向所述直流電源傳輸與所述供電電流方向相反的電流；所述初級諧振網絡包括第一端口、第二端口、兩端分別與第一端口和第二端口連接的發射線圈和諧振電容；所述第一端口I和第二端口II與發射線圈和諧振電容并聯地連接；通過控制使得變流器分別進入多種工作狀態；且實現簡單、控制難度小。

技術領域

本發明實施例涉及一種電力電子變流技術，尤其涉及一種無線電能量傳輸裝置。

背景技術

無線電能量傳輸是一種非物理接觸的傳輸電能方式，可廣泛地應用在諸如無線充電、無線供電以及感應加熱等領域，有著很好的應用前景。無線電能量傳輸主要采用的技術為感應耦合能量傳遞技術(Inductive Power Transmission，IPT)，即在初級(一次側)用變流器將低頻的電網電能轉換為高頻電能去驅動發射線圈，發射線圈將高頻能量通過電磁耦合傳遞到次級(二次側)。IPT系統在原理上是一個松耦合變壓器系統，這個系統通過一對線圈構成電磁耦合鏈路，將能量從一次側傳遞到二次側。由于松耦合變壓器系統互感比漏感小得多，因此一次側與二次側之間的耦合能力差，導致無功功率高，傳輸效率極低。通常采用在一次側和二次側回路中增加諧振補償網絡解決耦合能力差的問題。由于回路中增加了諧振網絡，變流器與諧振回路相互耦合強烈，即變流器的工作頻率與相位要與諧振網絡相一致。由于變流器與諧振間存在強耦合，為了保證變流器中的開關部件的軟開關條件，系統開關狀態的變化只能在在初級電流過零點處進行，這在很大程度上增加了開關控制策略的難度。

IPT系統的實際應用場景較為復雜，是一個變參數系統，如負載變化、線圈不對稱、氣隙變化等。參數變化會導致諧振網絡頻率漂移，造成變流器與諧振網絡之間失諧，這在很大程度上影響了IPT系統的實際應用。因此眾多學者和工程人員都在尋找更好的控制IPT系統的控制裝置和方法。

發明內容

本發明實施例提出了一種無線電能量傳輸裝置以降低無線電能量傳輸系統的控制難度。

本發明實施例提供一種無線電能量傳輸裝置，包括：

直流電源；防反流單元；變流器；初級諧振網絡；

其中，所述防反流單元被配置為允許所述直流電源向所述變流器傳輸供電電流并禁止所述變流器向所述直流電源傳輸與所述供電電流方向相反的電流；

所述初級諧振網絡包括第一端口、第二端口、兩端分別與第一端口和第二端口連接的發射線圈和諧振電容；

若所述變流器處于第一工作狀態，所述變流器將所述電源向所述變流器傳輸的供電電流注入所述第一端口，以使次級能量接收單元通過與所述發射線圈的電磁耦合感應出第一方向的電流；

若所述變流器處于第二工作狀態，所述變流器停止將所述電源向所述變流器傳輸的供電電流注入所述初級諧振網絡，所述諧振電容與發射線圈產生諧振，以使次級能量接收單元通過與所述發射線圈的電磁耦合感應出諧振電流，所述諧振電流包括第一方向的電流和不同于第一方向的電流。

所述的無線電能量傳輸裝置還包括所述次級能量接受單元。

所述次級能量接收單元包括與所述發射線圈電磁耦合的次級接收線圈。

所述次級能量接收單元還包括與所述次級接收線圈并聯或串聯的次級諧振電容。

所述初級諧振網絡還包括磁芯，其中，所述發射線圈纏繞所述磁芯設置。

所述的無線電能量傳輸裝置，當所述變流器處于第三工作狀態時，所述變流器將所述電源向所述變流器傳輸的供電電流注入所述第二端口，以使次級能量接收單元通過與所述發射線圈的電磁耦合感應出第二方向的電流。