[發明專利]一種基于三線圈的恒壓恒流式無線電能傳輸裝置

在審

• 申請號: 202210055901.5
• 申請日: 2022-01-18
• 公開（公告）號: CN114448107A
• 公開（公告）日: 2022-05-06
• 發明（設計）人: 何良宗;劉厚軒;李樂;程冰
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: H02J50/12
• 分類號: H02J50/12;H02M3/335;H02M7/5387;H02M7/06;H02M1/088
• 代理公司: 廈門市首創君合專利事務所有限公司 35204
• 代理人: 連耀忠;林燕玲

1.一種基于三線圈的恒壓恒流式無線電能傳輸裝置，包括發射電路和接收電路，其特征在于：還包括鉗位電路，其包含鉗位限壓電路、濾波電容C_F2和鉗位補償單元，鉗位限壓電路設有兩橋路且經與濾波電容并聯后與發射電路的直流電源相連；該鉗位補償單元的兩端分別與鉗位限壓電路的兩條橋路的中點相連；發射電路與接收電路的距離變化時，兩者之間的互感值變化，通過監測接收電路的電流幅值或電壓幅值計算互感值，進而通過閉環控制對鉗位限壓電路或發射電路做移相控制來改變鉗位電壓或發射電壓，實現距離魯棒性的恒流輸出或恒壓輸出。

2.如權利要求1所述的一種基于三線圈的恒壓恒流式無線電能傳輸裝置，其特征在于：所述鉗位補償單元包括發生串聯諧振的電感L₃和電容C₃，且滿足：ω為固定工作頻率。

3.如權利要求1所述的一種基于三線圈的恒壓恒流式無線電能傳輸裝置，其特征在于：所述橋路包括串聯的二極管和開關管，兩條橋路的兩端連接濾波電容C_F2。

4.如權利要求1所述的一種基于三線圈的恒壓恒流式無線電能傳輸裝置，其特征在于：所述鉗位電路工作時，所述發射電路的恒定電流由所述發射電路與所述鉗位電路的互感及所述鉗位電路的電壓值確定；所述接收電路的恒定電流由所述發射電路與所述接收電路的互感及所述發射電路的電流值確定。

5.如權利要求4所述的一種基于三線圈的恒壓恒流式無線電能傳輸裝置，其特征在于：所述發射電路的恒定電流所述發射電路與所述鉗位電路的互感M₁₃及所述鉗位電路的電壓值滿足j為虛數符號。

6.如權利要求4所述的一種基于三線圈的恒壓恒流式無線電能傳輸裝置，其特征在于：所述接收電路的恒定電流所述發射電路與所述接收電路的互感M₁₂及所述發射電路的電流值滿足C₃為鉗位補償單元的電容，所述接收電路的輸出電流為

7.如權利要求1所述的一種基于三線圈的恒壓恒流式無線電能傳輸裝置，其特征在于：所述發射電路包括高頻逆變器及原邊補償單元，該原邊補償單元包括發生串聯諧振的電感L₁和電容C₁，該高頻逆變器的一橋臂中點和電容C₁一端相連，電容C₁的另一端與電感L₁相連，電感L₁和高頻逆變器的另一橋臂中點相連。

8.如權利要求7所述的一種基于三線圈的恒壓恒流式無線電能傳輸裝置，其特征在于：所述串聯諧振的電感L₁和電容C₁滿足：ω為固定工作頻率。

9.如權利要求1所述的一種基于三線圈的恒壓恒流式無線電能傳輸裝置，其特征在于：所述接收電路包括副邊補償單元，全橋整流電路，濾波電容C_F1及負載；該副邊補償單元設有電感L₂、電容C₂和補償電感L_C，該電感L₂與電容C₂并聯，該補償電感L_C與電容C₂串聯并諧振，該副邊補償單元的兩端分別連接全橋整流電路的兩條橋臂的中點，后經并聯濾波電容C_F1后連接負載R_L。

10.如權利要求9所述的一種基于三線圈的恒壓恒流式無線電能傳輸裝置，其特征在于：所述電感L₂、所述補償電感L_C和所述電容C₂滿足：ω為固定工作頻率。