[发明专利]适用于有序负载的一对多无线电能传输系统及其控制方法

说明书

本发明公开了适用于有序负载的一对多无线电能传输系统及其控制方法，属于无线电能传输技术领域，包括直流电压源，与直流电压源依次连接的直流电压变换器和高频逆变器，所述高频逆变器交流输出端的一端并联若干个开关，所述若干个开关串联若干个发射线圈，所述高频逆变器交流输出端的另一端连接一个LCL补偿网络，所述LCL补偿网络的第二谐振电感的另一端与若干个发射线圈连接，所述若干个发射线圈通过电磁耦合与若干个接收线圈连接，所述若干个接收线圈与若干个负载连接。本发明解决了现有多负载无线电能传输系统存在结构复杂，成本高，系统效率低的问题。

技术领域

本发明属于无线电能传输技术领域，涉及适用于有序负载的一对多无线电能传输系统及其控制方法。

背景技术

当前的无线电能传输系统可分为一对一、一对多、多对一、多对多四种系统，其中一对一无线电能传输系统包括一个逆变器、一个发射线圈和一个接收端，当存在多个接收端用电需求时，就需要多个逆变器和发射端，使得系统结构复杂，灵活性差，综合利用率低，建设、运营、维护成本高；一对多无线电能传输系统有两种，一种包括一个逆变器、一个圆形或矩形大发射线圈和多个小接收线圈，另一种包括一个逆变器、多个发射线圈和多个小接收线圈，都存在传输效率低，电磁辐射严重，接收端受电电压不可控的问题。

而且，现有的无线电能传输系统中每个发射线圈都独立拥有一套补偿电路，使得系统的结构复杂，成本高，大多数系统只能实现拓扑功能，不能实现系统的效率优化。

因此，本发明针对以上问题，提出了一种适用于有序负载的一对多无线电能传输系统及其控制方法。

发明内容

本发明的目的在于：提供了适用于有序负载的一对多无线电能传输系统及其控制方法，解决了现有多负载无线电能传输系统存在结构复杂，成本高，系统效率低的问题。

本发明采用的技术方案如下：

适用于有序负载的一对多无线电能传输系统，包括直流电压源E，与直流电压源E依次连接的直流电压变换器V_DCB和高频逆变器V_T，所述高频逆变器V_T交流输出端的一端并联若干个开关S_n，其中，n≥1，所述若干个开关S_n串联若干个发射线圈，所述高频逆变器V_T交流输出端的另一端连接一个LCL补偿网络，所述LCL补偿网络的第二谐振电感L_PT2与若干个发射线圈连接，所述若干个发射线圈通过电磁耦合与若干个接收线圈连接，所述若干个接收线圈与若干个负载R_Ln连接，其中，n≥1。

进一步地，所述LCL补偿网络包括两个串联的第一谐振电感L_PT1和第二谐振电感L_PT2，以及所述第一谐振电感L_PT1和第二谐振电感L_PT2之间并联的一个谐振电容C_PT，所述谐振电容C_PT与逆变器V_T的一端连接。

进一步地，所述接收线圈与负载R_L之间还连接有高频整流器V_RT和直流电压变换器V_DC。

进一步地，所述一个发射线圈包括串联的一个发射线圈电感L_Pn，其中，n≥1，和一个发射线圈补偿电容C_Pn，其中，n≥1。

更进一步地，所述一个接收线圈包括串联的一个接收线圈电感L_Sn，其中，n≥1，和一个接收线圈补偿电容C_Sn，其中，n≥1，所述接收线圈电感L_Sn与发射线圈电感L_Pn互感。

适用于有序负载的一对多无线电能传输系统的控制方法，包括开关控制方法和效率优化控制方法；