[发明专利]多谐振电路并联的磁耦合共振电能发射端、接收端及系统

说明书

本发明涉及一种多谐振电路并联的磁耦合共振电能发射端、接收端及系统，包括接入有直流电压电源的发射端，连接输出电压的接收端，所述发射端中包括两个或两个以上的发射电路单元，每个发射电路单元包括发射谐振电路、以及用于驱动发射谐振电路的逆变电路，各逆变电路输入端并联；所述接收电路单元数量与发射端中发射电路单元数量相同，每个接收电路单元包括与所述发射电路单元中发射谐振电路对应设置的接收谐振电路、以及整流输出电路，各整流输出电路输出端并联。本发明中，解决了MOS管不能过大电流的问题，在传输同等功率的条件下，较现有的方案降低了谐振电容工作电压，进而降低了成本，推动了无线充电在电动汽车充电领域的普及应用。

技术领域

本发明涉及无线充电技术领域，尤其涉及一种多谐振电路并联的磁耦合共振电能发射端、接收端及系统。

背景技术

基于磁耦合谐振原理的无线充电系统中，谐振电流非常大，目前MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，金氧半场效晶体管)(MOS管与MOSFET含义相同，下述所出现的所有MOSFET均以MOS管进行代替阐述)通态电流能力有限，而多个MOS管并联会降低可靠性；当需要大功率传输功率时，谐振电容电压非常高；这样会导致制造成本高。

面对上述问题，现有技术中，提出了如下解决方案，如图1所示，这种方案尽管理论上解决了MOS管通态电流限值的问题，可以实现较大的发射功率，但实际上谐振电容的谐振电压会非常高，如果传输10KW以上的功率，谐振电压会高达10KV量级；目前这种高压电容的制造工艺尚且不成熟，且制造成本高，同时这种谐振腔需要高压工作的特性也带来了安全问题；目前MOS管并联应用因其导通模态中温度系数有变化，并联也会带来一系列可靠性问题。

发明内容

为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决MOS管不能过大电流，以及如何降低谐振电容工作电压，进而降低成本，推动无线充电在电动汽车充电领域的普及应用的问题，本发明提供了一种多谐振电路并联的磁耦合共振电能发射端，所述发射端接入有直流电压电源，所述发射端中包括两个或两个以上的发射电路单元，每个发射电路单元包括发射谐振电路、以及用于驱动发射谐振电路的逆变电路，各逆变电路输入端并联。

优选地，所有发射谐振电路中的谐振线圈组成发射线圈阵列。

优选地，构成所述发射线圈阵列的各谐振线圈同平面设置。

优选地，构成所述发射线圈阵列的各谐振线圈为平面型线圈。

优选地，所述发射谐振电路中串联有补偿电容。

优选地，所述发射谐振电路为CLC谐振电路。

优选地，所述逆变电路为全桥逆变电路。

优选地，所述全桥逆变电路的PWM开关频率为85千赫兹。

本发明还提供了一种多谐振电路并联的磁耦合共振电能接收端，所述接收端连接有输出电压，所述接收端包括接收电路单元，所述接收电路单元数量与前述多谐振电路并联的发射端中发射电路单元数量相同，且每个接收电路单元包括与所述发射电路单元中发射谐振电路对应设置的接收谐振电路、以及整流输出电路，各整流输出电路输出端并联。

优选地，所有接收谐振电路中的谐振线圈组成接收线圈阵列。

优选地，构成所述接收线圈阵列的各谐振线圈同平面设置。

优选地，构成所述发射线圈阵列的各谐振线圈为平面型线圈。

优选地，所述接收谐振电路中串联有补偿电容。

优选地，所述接收谐振电路为CLC谐振电路。

优选地，所述整流输出电路为桥式整流电路。