[发明专利]一种高效率的电能发射端和无线电能传输装置

权利要求书

1.一种高效率的电能发射端，用以向与其隔离的电能接收端传输能量，其特征在于，所述电能发射端包括逆变电路、软开关控制电路、电流调节电路和原边发射部分，

所述逆变电路接收直流输入电源以输出具有预设频率的交流电压；

所述软开关控制电路连接在所述直流输入电源和所述逆变电路之间，以控制所述逆变电路中开关管的两功率端之间的电压；

所述电流调节电路接收所述逆变电路输出的交流电压，以产生恒定频率、恒定幅值的交变电流信号；

所述原边发射部分包括原边发射线圈，所述原边发射线圈用于接收所述交变电流信号，以产生交变磁场来向所述电能接收端传输能量；

其中，所述软开关控制电路控制所述逆变电路中开关管的两功率端之间的电压，以在所述开关管关断时间内，所述开关管的两功率端之间的电压波形为一次基波和三次谐波叠加的波形，使得在所述开关管导通时刻，所述开关管的两功率端之间的电压降至为零，

其中，所述软开关控制电路包括第一电感、第二电感、第一电容和第二电容，

所述第一电感连接在所述直流输入电源的一端和所述逆变电路中开关管的一个功率端之间；

所述第二电感和第一电容串联连接后与所述第一电感并联连接；

所述第二电容为所述逆变电路中场效应晶体管的寄生电容；

所述第一电感、第二电感和第一电容集成在一个模块中。

2.根据权利要求1所述的电能发射端，其特征在于，所述逆变电路包括一个场效应晶体管，所述场效应晶体管通过一时钟信号控制其开关状态，当所述时钟信号为有效状态时，所述场效应晶体管导通，当所述时钟信号为无效状态时，所述场效应晶体管断开。

3.根据权利要求1所述的电能发射端，其特征在于，所述软开关控制电路进一步还包括第四电容，

所述第四电容并联在所述晶体管的两功率端之间。

4.根据权利要求1所述的电能发射端，其特征在于，所述电流调节电路包括由第三电感和第五电容组成的谐振电路，

所述第三电感的第一端连接所述逆变电路的正输出端，第二端接至所述原边发射线圈的第一端；

所述第五电容的第一端与所述第三电感的第二端连接，第二端接所述逆变电路的负输出端；

其中，所述第三电感和第五电容的谐振频率与所述预设频率一致，并且，所述第三电感和第五电容的公共连接点的信号作为所述交变电流信号。

5.根据权利要求1所述的电能发射端，其特征在于，所述电能发射部分还包括原边谐振电容，所述原边谐振电容和所述原边发射线圈的谐振频率为所述预设频率。

6.一种高效率的电能发射端，用以向与其隔离的电能接收端传输能量，其特征在于，所述电能发射端包括逆变电路、软开关控制电路、电流调节电路和原边发射部分，

所述逆变电路接收直流输入电源以输出具有预设频率的交流电压；

所述软开关控制电路连接在所述直流输入电源和所述逆变电路之间，以控制所述逆变电路中开关管的两功率端之间的电压；

所述电流调节电路接收所述逆变电路输出的交流电压，以产生恒定频率、恒定幅值的交变电流信号；

所述原边发射部分包括原边发射线圈，所述原边发射线圈用于接收所述交变电流信号，以产生交变磁场来向所述电能接收端传输能量；

其中，所述软开关控制电路控制所述逆变电路中开关管的两功率端之间的电压，以在所述开关管关断时间内，所述开关管的两功率端之间的电压波形为一次基波和三次谐波叠加的波形，使得在所述开关管导通时刻，所述开关管的两功率端之间的电压降至为零，

其中，所述软开关控制电路还包括第一电感、第二电感、第一电容和第三电容，

所述第一电感连接在所述直流输入电源的一端和所述逆变电路中开关管的一个功率端之间；

所述第二电感和第一电容串联连接后与所述第一电感并联连接；

所述第三电容并联在所述第一电感的两端；

所述第一电感、第二电感、第一电容和第三电容集成在一个模块中。