[發明專利]雙線圈獨立驅動型無線充電拓撲、方法及無線充電器

在審

• 申請號: 202210704979.5
• 申請日: 2022-06-21
• 公開（公告）號: CN114928180A
• 公開（公告）日: 2022-08-19
• 發明（設計）人: 王勇;李厚基
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: H02J50/40
• 分類號: H02J50/40;H02J50/12;H02M7/487;H02M7/06;H02M1/08
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 胡晶

本發明提供了一種雙線圈獨立驅動型無線充電拓撲、方法及無線充電器，包括發射電路、接收電路和負載R；發射電路將直流電逆變成交流電，并在線圈周圍產生交變磁場；接收電路在交變磁場中感應出交流電壓，并整流成直流電供給負載R使用。本發明新型帶下拉鉗位的雙線圈獨立驅動型無線充電拓撲中采用兩個開關管分別控制一個發射線圈，保證了兩個發射線圈的控制獨立性，且下拉鉗位的結構降低了開關管的應力，擴大了功率范圍，并且不存在開關管直通問題，提高了系統的可靠性。

技術領域

本發明涉及電學的技術領域，具體地，涉及一種雙線圈獨立驅動型無線充電拓撲、方法及無線充電器。尤其是，優選的涉及一種帶下拉鉗位的雙線圈獨立驅動型無線充電拓撲。

背景技術

近年來，隨著無線電能傳輸技術的不斷發展，應用場合也逐漸增多，很多場合不再滿足于一個發射單元，出現了多對單、多對多的需求。然而目前實現兩個及其以上的發射單元大多采用多個逆變電路對應多個發射線圈(第一種方案)，或者采用單個逆變電路在諧振腔內級聯兩個或多個發射線圈，采用切換開關進行控制(第二種方案)。

公開號為CN106130195A的中國發明專利文獻公開了一種帶有扁平線圈的無線充電電路，包括供電電路和接收電路；所述供電電路包括依次連接的方波產生電路、低通濾波電路、功率放大電路和發射頻率振蕩電路；所述接收電路包括依次連接的接收頻率振蕩電路和整流電路；頻率振蕩電路中的電感為的自粘漆包線繞制而成的扁平線圈；線圈繞制層數為一層；電感與電路的其余部分之間固定有一方形的磁屏蔽材料。

公開號為CN114142626A的中國發明專利文獻公開了一種用于動態無線充電的多接收線圈組結構及無源控制算法，無線充電系統的原邊發射端線圈及小車上接收端副邊線圈采用雙矩形線圈，每單個線圈的由兩個小的矩形項圈組成并在線圈下方鋪設三條磁芯組成，原邊發射端線圈鋪設方式在小車經過的路徑上、每隔一個線圈寬度鋪設一個發射線圈；接收端副邊線圈采用2個線圈或者4個線圈組成一個線圈組；采用PLECS軟件通過以下對小車無源控制恒壓恒流充電進行驗證。上述專利采用多個切換開關的方式實現對多個線圈的控制，但是線圈利用率較低，并且所有線圈均在同一諧振回路中，相互影響較大。

公開號為CN112564309A的中國發明專利文獻公開了一種基于多線圈解耦集成的緊湊型無線充電系統，包括高頻逆變器電路、諧振網絡以及整流器電路；高頻逆變器電路，將逆變器輸入側的直流電壓轉為高頻交流電壓，用于激勵諧振網絡；諧振網絡，受高頻交流電壓激勵后，線圈產生高頻交流電流，激發高頻電磁場，使得副邊線圈感應出高頻電壓，從而實現能量從原邊傳遞到副邊；整流器電路，將諧振網絡輸出的高頻交流電壓，經全橋整流后再經過濾波電容得到直流電壓用于后級負載供電。上述專利采用兩個逆變器并聯進行兩個發射線圈的驅動，所用器件較多。

針對上述中的相關技術，發明人認為上述第一種方案具有結構復雜，電路所需器件較多，可靠性差的缺陷；第二種方案線圈的利用率較低，而且所有線圈均在一個諧振腔內控制獨立性差，具有很大的局限性。上述內容需要多個逆變器并聯結構對線圈進行驅動，所以設計一種新型的拓撲可以獨立的控制兩個發射線圈具有研發價值。

發明內容

針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是提供一種雙線圈獨立驅動型無線充電拓撲、方法及無線充電器。

根據本發明提供的一種雙線圈獨立驅動型無線充電拓撲，包括發射電路、接收電路和負載R；

發射電路將直流電逆變成交流電，并在線圈周圍產生交變磁場；

接收電路在交變磁場中感應出交流電壓，并整流成直流電供給負載R使用。