[发明专利]一种无线充电系统中的新型控制装置

说明书

本发明公开了一种无线充电系统中的新型控制装置，包括整流电路、高频逆变电路、补偿网络和电磁耦合电路，所述整流电路、补偿网络、电磁耦合电路均与高频逆变电路相连，整流电路同时与工频电网相连，整流电路将电网的交流电转化为直流电并输送给高频逆变电路，高频逆变电路将输入的电流转化为高频交流电并输送给补偿网络，补偿网络对能量进行补偿，高频逆变电路同时将高频交流电输送至电磁耦合电路，在电磁耦合电路中，初级绕组在周围空间产生交变磁场，相应地，次级绕组中感应出交流电压，并将产生的充电控制信号用于充电装置。本发明无需架空线，满足供电品质、安全性、便捷性等特殊应用场合的需求，控制方式便利，输出功率和频率可控。

技术领域

本发明涉及一种电路，特别是一种无线充电系统中的新型控制装置。

背景技术

传统的导线式电能传输系统通过物理连接传递能量，具有传输功率大、效率高等特点，一直在供电系统中普遍采用，但是随着对供电品质、安全性、便捷性等特殊应用场合的需求，迫切需要无线输电方式。无线供电不需要物理接触即可传输电能，在此研究领域中，人们不断尝试新技术突破导线传输的局限，但是无线传输电能还处在研究阶段，尚不能在工业领域中大规模应用，但是无线供电拥有很多优良品质，是目前的研究热点，相信不远的将来，无线供电技术会取得突破。

现在已经问世的无线供电技术，根据其电能传输原理，大致上可以分为二类：

第一类是非接触式充电技术所采用的电磁感应原理，这种非接触式充电技术在许多便携式终端里应用日益广泛。这种类型中，将两个线圈放置于邻近位置上，当电流在一个线圈中流动时，所产生的磁场成为媒介，导致另一个线圈中也产生电动势。这种技术原理简单，但是磁场很难穿过空气介质，所以这种技术传输效率低下，其本质是2个耦合电感，和普通的变压器原理是相同的。目前这种技术在传输距离和效率要求不高的情况下得以应用，如机车和铁轨之间。通过电磁感应原理实现无线供电不是彻底的无线供电。

第二类是最接近实际应用的一种技术，他直接应用了电磁波能量而不是前面的电磁感应，所以和电磁感应相比，由于电磁波能在空气中传播，所以其传输距离远，但是也由于电磁波是发散开在整个空间，大量能量浪费，效率也很低下，所以人们认为电磁波适合于传输信息而不是能量，所以在此后的100多年间，无线供电技术停止不前。

近年来无线供电技术重新引起人们的重视，麻省理工学院以Marin Solijacic为首的研究团队演示他们新的无线供电技术，利用非辐射磁场内部的谐振。使距离数米外的二个铜线圈产生的感应电能足够使灯泡发光。他们还发现，既使两个谐振线圈间有障碍物存在时，感应电能也能让灯泡继续发光。这项称为Witficity的无线供电技术，关键在于非辐射性磁耦合的使用，两个相同频率的谐振物体产生很强的相互耦合。普通的磁耦合被用于短距离范围，它要求被供电或充电的设备非常靠近感应线圈，因为磁场能量会随距离的增加而迅速衰减，因而在传统的磁感应中，距离只能通过增强磁场强度来增加。与此不同，Wificity使用匹配的谐振天线，可使磁耦合在几英尺的距离内发生。与电磁感应耦合相类似的是，这种耦合使用单线圈，两端放置一个平板电容器，也便组成谐振电路，提高传输效率。当然也有人认为这不过电磁波近距离辐射原理的发展，此前也有类似的技术，只不过增加了谐振电容，提高了传输距离，但是这也使系统体积庞大。另外，这种技术还具有很高的辐射，对人体产生有害影响，并对旁边的电子设备产生干扰。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供一种无线充电系统中的新型控制装置。