[发明专利]一种恒流恒压无缝切换的感应电能传输系统

权利要求书

1.一种恒流恒压无缝切换的感应电能传输系统，其特征在于：它包括三桥臂逆变器和磁耦合结构；其中，

三桥臂逆变器包括3条桥臂，每条桥臂上各设有2个开关管，三桥臂逆变器的输入端连接有直流电源；

磁耦合结构包括与三桥臂逆变器的输出端连接的发射端、和与负载连接的接收端；其中发射端由两个线圈串联而成，两个线圈的两个端点和两个线圈之间的1个节点，分别连接其中1条桥臂2个开关管之间的节点；接收端为单个线圈；

通过控制三桥臂逆变器不同桥臂的开关管的通断，实现恒流输出特性与恒压输出特性之间的切换；

三桥臂逆变器和磁耦合结构的器件参数，通过磁耦合结构漏感等效模型分析系统的恒流或恒压输出特性的谐振条件而得到；

所述的发射端和接收端分别连有谐振补偿电路；

所述的谐振补偿电路为串联形式；

令3条桥臂分别为第一桥臂、第二桥臂和第三桥臂；第一桥臂由第一开关管Q₁和第二开关管Q₂连接而成，第一开关管Q₁和第二开关管Q₂之间的节点设为A点；第二桥臂由第三开关管Q₃和第四开关管Q₄连接而成，第三开关管Q₃和第四开关管Q₄之间的节点设为B点；第三桥臂由第五开关管Q₅和第六开关管Q₆连接而成，第五开关管Q₅和第六开关管Q₆之间的节点设为C点；

发射端的两个线圈分别为第一发射线圈L_P1和第二发射线圈L_P2，第一发射线圈L_P1的端点通过第一电容C_p1与A点连接，第二发射线圈L_P2的端点通过第二电容C_p2与C点连接，第一发射线圈L_P1和第二发射线圈L_P2之间的节点与B点连接；

接收端的单个线圈称为接收线圈L_S；

当关闭第五开关管Q₅和第六开关管Q₆，打开第一开关管Q₁、第二开关管Q₂、第三开关管Q₃和第四开关管Q₄，且满足时，实现恒流输出特性；其中，ω_cc表示恒流充电阶段谐振角频率，L_m1表示恒流模式下磁耦合结构的励磁电感，C_eq1表示第一电容C_p1和第一发射线圈L_p1的漏感L_kp1串联得到的等效电容；

当关闭第一开关管Q₁和第二开关管Q₂，打开第三开关管Q₃、第四开关管Q₄、第五开关管Q₅和第六开关管Q₆，且满足时，实现恒压输出特性；其中，ω_cv表示恒压充电阶段谐振角频率，L_m2表示恒压模式下磁耦合结构的励磁电感，C_eq2表示第二电容C_p2和L_kp2串联得到的等效电容，L_kp2表示第二发射线圈L_p2的漏感，C_e'_qs表示L′_ks和C′_s串联得到的等效电容，L′_ks表示接收线圈漏感折算到发射端的等效电感，C′_s表示接收端谐振补偿电容折算到发射端的等效电容。

2.根据权利要求1所述的恒流恒压无缝切换的感应电能传输系统，其特征在于：所述的ω_cc与ω_cv相等。

3.根据权利要求1所述的恒流恒压无缝切换的感应电能传输系统，其特征在于：所述的开关管为5kW功率MOS管。

4.根据权利要求1所述的恒流恒压无缝切换的感应电能传输系统，其特征在于：所述的接收端与负载之间连有整流电路。