[发明专利]基于阵列线圈式无线能量传输的复用型CLCC结构及该结构的工作方法

说明书

基于阵列线圈式无线能量传输的复用型CLCC结构及该结构的工作方法，涉及无线能量传输领域。本发明是为了解决现有LCL补偿网络拓展性差，输入电压要求高的问题。本发明高频激励单元用于将供电母线的直流电压变换为高频交流电压，高频激励单元的两个电压输出端分别与两组阵列线圈的一端连接，两组阵列线圈的另一端均与中间电容的一端连接，切换电路串联在中间电容的另一端与高频激励单元的两个电压输出端之间的通路上，高频激励单元能够通过切换电路单独向一组阵列线圈施加电压，使得该组阵列线圈产生恒定的励磁电流。开启高频激励单元，利用切换电路选择施加电压的阵列线圈，使得该组阵列线圈产生恒定的励磁电流。本发明适用于无线能量传输。

技术领域

本发明属于无线能量传输领域。

背景技术

电动汽车动态无线充电技术可有效的提升电动汽车的续航里程，并减少电池组数目，既降低了电动汽车的成本，又延长了其使用寿命，使得电能补给更加安全可靠。

应用于动态无线供电的阵列线圈结构，其主要优势有：小尺寸的耦合机构有效降低了通电损耗，同时也限制了漏磁，在提高传输效率的磁辐射的安全性较高。单体列阵线圈相对较小的电感有效的降低了电源视在功率，匹配电容更加容易，成本也更低。小阵列线圈单元的损坏，对全局电路的影响较较小，替换相对较容易。

在发射端为阵列线圈的无线能量传输系统中，如图1所示，采用LCL补偿网络以实现发射端线圈的恒流激励时，需要为每一个阵列发射线圈额外绕制一个与其自感相同的补偿电感L0。上述LCL补偿网络是谐振网络由补偿电感L2、补偿电容C1及初级电感L1构成，故称为LCL，如图4所示。

这样不仅会增加设备的制作成本；同时在发射端线圈电感需要调整的场合，补偿电感值难以跟随调整，也大大限制了设备的拓展性，此外当电感值L1较大时，为了获得足够的I1，会使得输入电压US较大。

发明内容

本发明是为了解决现有LCL补偿网络在发射端线圈电感需要调整的场合，补偿电感值难以跟随调整设备，拓展性差，输入电压要求高的问题，现提供基于阵列线圈式无线能量传输的复用型CLCC结构及该结构的工作方法。

基于阵列线圈式无线能量传输的复用型CLCC结构，包括中间电容、高频激励单元、切换电路和两组阵列线圈；

高频激励单元用于将供电母线的直流电压变换为高频交流电压，

高频激励单元的两个电压输出端分别与两组阵列线圈的一端连接，

两组阵列线圈的另一端均与中间电容的一端连接，

切换电路串联在中间电容的另一端与高频激励单元的两个电压输出端之间的通路上，

高频激励单元能够通过切换电路单独向一组阵列线圈施加电压，使得该组阵列线圈产生恒定的励磁电流。

上述切换电路包括两个功率开关，两个功率开关分别串联在中间电容的另一端与高频激励单元的两个电压输出端之间的通路上。

上述切换电路为单刀双掷开关，高频激励单元通过单刀双掷开关选择施加电压的阵列线圈。

上述复用型CLCC结构还包括两个补偿电容，两个补偿电容分别串联在两组阵列线圈与中间电容之间的通路上。

上述功率开关为全控型双向功率开关。

复用型CLCC结构的工作方法，开启高频激励单元，利用切换电路选择施加电压的阵列线圈，使得该组阵列线圈产生恒定的励磁电流。

本发明所述的基于阵列线圈式无线能量传输的复用型CLCC结构的有益效果：