[發明專利]一種組合式發射線圈、發射電路及其控制方法

有效

• 申請號: 202110321752.8
• 申請日: 2021-03-25
• 公開（公告）號: CN112886721B
• 公開（公告）日: 2023-05-02
• 發明（設計）人: 王智慧;左志平;李小飛;杜曉葉;王幸琪
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: H02J50/40
• 分類號: H02J50/40;H02J50/00;H02J7/00
• 代理公司: 重慶敏創專利代理事務所(普通合伙) 50253
• 代理人: 陳千

本發明涉及無線電能傳輸(WPT)技術領域，具體公開了一種組合式發射線圈、發射電路及其控制方法，發射線圈包括Q線圈Lsubgt;1/subgt;，以及在所述Q線圈Lsubgt;1/subgt;中空區域縱向并排設置的DD線圈Lsubgt;A/subgt;，以及在所述DD線圈Lsubgt;A/subgt;上橫向并排設置的DD線圈Lsubgt;B/subgt;，內部串聯的DD線圈Lsubgt;A/subgt;和內部串聯的DD線圈Lsubgt;B/subgt;串聯后組成復合線圈Lsubgt;2/subgt;與Q線圈Lsubgt;1/subgt;串聯。本發明的發射電路和控制方法可使得組合式發射線圈工作在不同的狀態，從而激發出不同方向的發射磁場，從而可以適配單水平平面型、單垂直平面型、螺線管和DD型(雙垂直平面型)等多種不同類型的接收線圈。此外通過開關切換，電路拓撲和耦合機構還能實現各種接收線圈的恒流恒壓供電。

技術領域

本發明涉及無線電能傳輸(WPT)技術領域，尤其涉及一種組合式發射線圈、一種發射電路和一種發射電路的控制方法。

背景技術

磁耦合諧振式無線傳能技術具有安全、靈活、便捷等特點，可應用于諸多領域，比如無人機領域，則可以實現無人機的自主充電，從而極大拓展無人機的續航里程和作業范圍。而耦合機構作為無線傳輸系統中的重要組成部分，直接決定了系統的傳輸性能，由于接收側用電設備的外觀結構不同，因此適用于其的耦合機構多種多樣，從而導致了耦合機構和電路拓撲存在兼容性差、互聯風險高等缺點，不利于無人機無線充電技術的推廣應用。

發明內容

本發明提供一種組合式發射線圈、一種發射電路和一種發射電路的控制方法，旨在通過設計發射線圈的結構與相應的電路拓撲、控制策略，使得組合式發射線圈中的小線圈工作在不同的狀態，從而激發出不同方向的發射磁場，可以適配水平平面線圈、垂直平面線圈、螺線管線圈和DD型等多種不同類型的接收線圈，并能通過控制策略實現恒流恒壓供電。

為解決以上技術問題，本發明提供：

包括Q線圈L₁，以及在所述Q線圈L₁中空區域縱向并排設置的DD線圈L_A，以及在所述DD線圈L_A上橫向并排設置的DD線圈L_B，內部串聯的DD線圈L_A和內部串聯的DD線圈L_B串聯后組成復合線圈L₂與Q線圈L₁串聯。通過控制組合式發射線圈中的Q線圈L₁和復合線圈L₂工作在不同的狀態，可激發出不同方向的發射磁場，從而可以適配單水平平面型、單垂直平面型、螺線管和DD型(雙垂直平面型)等多種不同類型的接收線圈。

在該組合式發射線圈的基礎上，本發明還提供：

一種發射電路，包括上述組合式發射線圈，還包括交變電源U_S、補償電容C₀、補償電容C₁、補償電容C₂、開關S₁和開關S₂，所述開關S₁、所述補償電容C₁、所述Q線圈L₁、所述復合線圈L₂、所述補償電容C₂、所述開關S₂順序串聯在所述交變電源U_S的一端和另一端之間。

在此基礎上，還包括開關S₃、開關S₄和補償電容C₀；所述開關S₃與所述開關S₄順序串聯在所述交變電源U_S的一端與另一端之間，且所述開關S₃和所述開關S₄的公共端連接所述補償電容C₀；C₀的另一端連在所述Q線圈L₁和所述復合線圈L₂的公共端。