[发明专利]一种实现无线电能传输系统中多发射线圈全解耦的装置

说明书

本发明公开了一种实现无线电能传输系统中多发射线圈全解耦的装置，该装置由多个功率发射器将电能无线传输至一个或者多个接收器，每个功率发射器中设有一个发射线圈，该装置可以是包括六个发射线圈、六个补偿电容、七个解耦元件；发射线圈按双排阵列且任意相邻两个发射线圈中心等距布置；也可以是包括七个圆形的发射线圈、七个补偿电容、六个解耦元件；发射线圈按六个环绕一个设置，且任意相邻两个发射线圈的中心等距布置；通过配置可以消除全部发射线圈之间的互感，同时配置补偿电容以满足谐振。本发明通过利用解耦元件的配置可以实现多发射线圈的全解耦，对提高系统传输效率和降低系统控制难度具有重要意义。

技术领域

本发明涉及无线电能传输技术，尤其涉及一种实现无线电能传输系统中多发射线圈全解耦的装置。

背景技术

无线电能传输技术因其安全便捷的特性而被广泛应用于各种用电设备，比如移动终端、医疗设备以及电动汽车等等。因为多发射线圈的无线电能传输系统不仅能够提高无线电能充电系统的传输距离，还能提升无线电能传输系统的偏位能力，所以近年来该系统成为无线电能传输方向的研究热点。然而，在多发射线圈的无线电能传输系统中，当多个发射线圈呈双排或者圆环形布置时，多个发射线圈之间存在较大互感，从而导致功率发射器中电流受到影响，不仅仅会降低系统的效率，同时使得系统的控制存在较大难度。因此，本文提供一种无线电能传输系统中多发射线圈全解耦的装置，能有效地通过配置解耦元件来消除多个发射线圈之间的互感。

发明内容

本发明的目的是提供一种无线电能传输系统中多发射线圈全解耦的装置。

本发明提供一种实现无线电能传输系统中多发射线圈全解耦的装置，所述装置由多个功率发射器将电能无线传输至一个或者多个接收器。所述每个功率发射器中设有一个发射线圈。所述的每个功率发射器还包含有驱动电源和补偿网络，所述补偿网络包含补偿电容串联等其他补偿形式。所述的每个功率发射器进一步要求其驱动电源频率相同。所述装置如下：

1)包括六个发射线圈、六个补偿电容、七个解耦元件；发射线圈按方式一布置，通过配置方法一配置七个解耦元件消除全部发射线圈之间的互感，同时配置六个补偿电容以满足谐振；

所述的方式一是将六个发射线圈双排阵列且任意相邻两个发射线圈中心等距放置；所述的发射线圈进一步包括任意形状的发射线圈，比如圆形线圈或方形线圈等等。

所述的配置方法一包括如下步骤：

①在每个功率发射器中将驱动电源的正端与发射线圈的同名端相接，发射线圈的另一端与补偿电容的一端相接，定义功率发射器的负端为驱动电源的负端，功率发射器的正端为补偿电容的另一端；

②第一功率发射器的正端、第五功率发射器的正端与第一解耦元件的一端相连，第一解耦元件的另一端与第三功率发射器和第二解耦元件的一端相连，第二解耦元件的另一端与第三解耦元件的一端和第四解耦元件的一端相连，第三解耦元件的另一端与第六解耦元件的一端、第四功率发射器的负端和第七解耦元件的一端相连，第六解耦元件的另一端与第五功率发射器的负端和第二功率发射器的负端相连，第七解耦元件的另一端与第一功率发射器的负端和第六功率发射器的负端相连，第四解耦元件的另一端与第四功率发射器的正端和第五解耦元件的一端相连，第五解耦元件的另一端与第二功率发射器的正端和第六功率发射器的正端相连；

③根据基尔霍夫电压电流定律和欧姆定律列写电路方程，配置任一解耦元件为电容或电感从而确定其余所有解耦元件的种类，配置所有解耦元件的元件值使得所有发射线圈之间的互感消除，同时配置补偿电容的电容值以满足谐振。

2)包括七个发射线圈、七个补偿电容、六个解耦元件；发射线圈按方式二布置，通过配置方法二配置六个解耦元件消除全部发射线圈之间的互感，同时配置七个补偿电容以满足谐振；

所述的方式二是将七个发射线圈中六个环绕一个设置，且任意相邻两个发射线圈的中心等距；所述的发射线圈为圆形线圈。