[实用新型]一种非对称式耦合拓扑结构的无线电能传输系统

说明书

本实用新型公开了一种非对称式耦合拓扑结构的无线电能传输系统，包括用于提供连续电流的直流电源、用于将流电压电流进行逆变产生交变电流电压方波的全桥逆变电路、原级线圈电路、次级线圈电路、以及用于将非对称式耦合机构产生的正弦交变电流进行整流处理的二极管单相整流电路，所述全桥逆变电路与直流电源和原级线圈电路连接，所述次级线圈电路与二极管单相整流电路连接，所述次级线圈电路中的次级线圈由多个电感线圈串联而成，所述原级线圈电路与次级线圈电路构成非对称式耦合机构。本实用新型能够实现在电能传输功率较大时降低补偿电容对电压电流的应力大小影响，提高传输效率。

技术领域

本实用新型涉及无线电能传输技术领域，特别涉及一种非对称式耦合拓扑结构的无线电能传输系统。

背景技术

随着经济社会的迅速发展，电动汽车在逐步占领汽车领域市场份额，在电动汽车日常使用中，充电系统的安全与便捷性变得愈发重要，而感应式耦合电能传输技术很好地解决了这一问题。但是，由于原副边线圈中不同的耦合机构设计导致耦合程度高低不一，负载变化情况较多，充电场景情况复杂多变导致充电效率不佳。因此，设计良好的原副边耦合机构来提高复杂充电情况时的耦合度以及传输效率显得至关重要。本文中提出了在PP型耦合拓扑机构基础上改变电路结构增加相应的电子器件，这一耦合拓扑结构能在传输较高能量功率情况下相应地减少补偿电容对电压电流应力，符合安全高效地无线电能传输技术要求。

现今大部分电动汽车通过导线进行充电，传统导线充电有着诸多不可避免的缺点，例如充电安全性、拔插产生的电泳对汽车的损害、充电便携性等诸多问题。无线电能传输技术可以实现零接触式自动充电模式，能让电源与充电桩分隔开来，这样避免了传统有线充电带来的安全性问题与对汽车的损害问题，同时也能实现对电动车进行较高功率和效率地传输。

当今大多数应用无线电能传输技术的装置，采用的是感应式电能传输技术，该无线电能传输技术的基本传输原理是电磁感应原理，利用高频逆变电路将电流源提供稳定直流电流逆变为高频交流方波电流，高频交流方波经RLC谐振回路的谐振作用产生正弦交流电流，经电磁耦合作用电能由原级线圈至次级线圈(原级线圈中产生的交变电流激发产生变化的磁场，变化地磁场在次级线圈中产生交变电流)，交变电流经二极管单相整流电路变成可以对用电器供电的直流电。这一过程中耦合度的影响因素、转化效率以及转化功率等影响一直是研究的重点，所以对这些因素影响最大的耦合机构的设计一直是各大研究机构研究的重点。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种非对称式耦合拓扑结构的无线电能传输系统,通过优化设计耦合拓扑结构实现了在电能传输功率较大时降低补偿电容对电压电流的应力大小影响，提高传输效率。

为达到上述目的，本实用新型专利采用以下技术方案：

本实用新型一种非对称式耦合拓扑结构的无线电能传输系统，包括用于提供连续电流的直流电源、用于将流电压电流进行逆变产生交变电流电压方波的全桥逆变电路、原级线圈电路、次级线圈电路、以及用于将非对称式耦合机构产生的正弦交变电流进行整流处理的二极管单相整流电路，所述全桥逆变电路与直流电源和原级线圈电路连接，所述次级线圈电路与二极管单相整流电路连接，所述次级线圈电路中的次级线圈由多个电感线圈串联而成，所述原级线圈电路与次级线圈电路构成非对称式耦合机构。