[發明專利]基于雙通道T型電路的恒流-恒壓充電無線電能傳輸系統

有效

• 申請號: 202111081888.2
• 申請日: 2021-09-15
• 公開（公告）號: CN113794287B
• 公開（公告）日: 2023-08-04
• 發明（設計）人: 武勇;麥瑞坤;黎祎陽;楊斌;陳陽;何正友
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: H02J50/12
• 分類號: H02J50/12;H02J7/02;H02M3/335;H02M1/32
• 代理公司: 成都聚蓉眾享專利代理有限公司 51291
• 代理人: 劉艷均

本發明公開了一種基于雙通道T型電路的恒流?恒壓充電無線電能傳輸系統，屬于無線充電技術領域，解決了現有技術中的無線電能傳輸系統穩定性能差，成本高的問題，本發明包括原邊發射電路、副邊接收電路和系統補償電路；原邊發射電路包括直流電壓源E，直流電壓源E連接有高頻逆變模塊的輸入端，高頻逆變模塊輸出端依次連接原邊線圈補償電容Csubgt;P/subgt;和原邊發射線圈Lsubgt;P/subgt;；副邊接收電路包括副邊接收線圈Lsubgt;S/subgt;，副邊接收線圈Lsubgt;S/subgt;串聯有副邊線圈補償電容Csubgt;S/subgt;，副邊線圈補償電容Csubgt;S/subgt;連接有整流模塊的輸入端，整流模塊的輸出端依次連接有濾波電容Csubgt;R/subgt;和電池負載R；系統補償電路與高頻逆變模塊連接或與整流模塊連接。本發明應用于無線充電系統的恒流?恒壓穩定充電。

技術領域

本發明屬于無線充電技術領域，具體涉及一種基于雙通道T型電路的恒流-恒壓充電無線電能傳輸系統。

背景技術

無線電能傳輸技術，是一種利用磁場耦合實現電能的無線傳輸，具有綠色安全、供電靈活等突出優點。其中，感應式無線電能傳輸由于其無接觸火花、漏電危險，無機械磨損等優點而得到廣泛應用。

利用無線電能傳輸技術為電池進行充電時，為了保證電池充電過程的安全穩定以及延長電池壽命，一般采用恒流-恒壓充電方式，即整個充電過程經歷恒流充電和恒壓充電兩個階段。首先采用恒定的電池額定電流對電池進行充電，此時電池電壓會迅速增加而充電電流維持恒定，當電池電壓達到額定電壓時，充電結束，這個過程被稱作恒流充電階段；隨后，利用恒定的電池額定電壓對電池進行充電，流過電池的電流會在此過程中迅速下降而充電電壓維持恒定，當流過電池的電流降至充電截止電流時，充電結束結束，這個過程被稱作恒壓充電階段；至此，電池完成一次完整充電。

無線電能傳輸系統的主要構成及工作過程為：利用降壓模塊和工頻整流模塊，220V工頻交流電能夠被轉換為直流電，再利用高頻逆變模塊，直流電能夠被轉換為高頻交流電注入至原邊線圈，根據電磁感應原理，副邊線圈能夠接收原邊線圈所發射出的高頻磁場，并感應出感應電動勢，進而利用高頻整流模塊向電池(負載)提供電能。

為了實現電池的恒流-恒壓無線充電，現有的技術通常有以下三種方案：1、通過持續的閉環控制調節策略，實現輸出電流或電壓恒定。2、利用系統的頻率特性，使系統工作在特殊頻率點，進而實現恒定的輸出電流和電壓。3、利用具有兩種不同輸出特性的電路，并通過開關調節系統輸出電流和電壓。然而第一種方式對于反饋信號的檢測精度有較高要求且需要持續檢測，另外調節深度受到脈沖寬度限制；由于頻率分叉現象的存在，第二種方式降低了系統的穩定性；第三種方式需要求系統接入額外的補償元件會增加系統的體積與成本。

發明內容

本發明的目的在于：

為解決現有技術中的無線電能傳輸系統穩定性能差，成本高的問題，提供基于雙通道T型電路的恒流-恒壓充電無線電能傳輸系統。

本發明采用的技術方案如下：

基于雙通道T型電路的恒流-恒壓充電無線電能傳輸系統，包括原邊發射電路、副邊接收電路和系統補償電路；

所述原邊發射電路包括直流電壓源E，直流電壓源E連接有高頻逆變模塊H的輸入端，高頻逆變模塊H輸出端依次連接原邊線圈補償電容C_P和原邊發射線圈L_P；

所述副邊接收電路包括與原邊發射線圈L_P磁耦合的副邊接收線圈L_S，副邊接收線圈L_S串聯有副邊線圈補償電容C_S，副邊線圈補償電容C_S連接有整流模塊D的輸入端，整流模塊D的輸出端依次連接有濾波電容C_R和電池負載R；