[发明专利]一种具有三维抗偏移的恒压输出无线电能传输系统

说明书

本发明公开了一种具有三维抗偏移的恒压输出无线电能传输系统，其发射线圈电路包括第一原边发射线圈电路和第二原边发射线圈电路，接收线圈电路包括第一副边接收线圈电路和第二副边接收线圈电路，第一副边接收线圈电路和第二副边接收线圈电路分别对应接收第一原边发射线圈电路和第二原边发射线圈电路所发射能量，第一副边接收线圈电路输出端和第二副边接收线圈电路输出端共同作为副边能量接收部分中接收线圈电路的输出端，第一原边发射线圈与第二原边发射线圈、第一副边接收线圈与第二副边接收线圈都采用田‑Q型线圈组合。本发明控制成本较低，能够实现3个维度的大范围移动，系统始终成纯阻性，不存在原边空载所引起的安全隐患且系统效率较高。

技术领域

本发明属于无线电能传输技术领域，具体涉及一种具有三维抗偏移的恒压输出无线电能传输系统。

背景技术

感应式无线电能传输(Inductive Power Transfer)技术，简称IPT技术，是一种通过利用高频磁场实现电能非接触式传输的新型技术。该技术有着较为广阔的应用前景，可被应用于电动自行车充电、电动汽车充电、医疗电子设备、消费电子产品、水下照明系统等多个领域。

现有无线电能传输系统的主要工作过程是在原边能量发射部分，通过整流将市电转换为直流电，再通过高频逆变将直流电转换为高频交流电，高频交流电通过原边发射线圈电路产生高频磁场，在副边能量接收部分，副边接收线圈在高频磁场中感应出电动势通过高频整流后为用电设备提供电能。由于传统的无线电能传输系统中原边发射线圈与副边接收线圈分别采用的是一个线圈，当它们之间出现未对准的情况时，原边发射线圈与副边接收线圈之间的互感M会有较大波动，造成在恒定输入电压下系统输出的电能不再恒定。为了使输出的电能保持恒定，在现有技术下较为典型的方法有三种：一、在系统增加闭环控制，如在逆变的过程中加入控制器以此调整输入电压或者控制逆变器的导通角实现移相控制逆变后的高频交流电，或者在高频整流输出端加入直-直变换器，但这种方法增加了系统复杂程度及所对应的控制成本费用；二、采用混合拓扑电路的形式，利用不同拓扑电路之间的互相弥补实现偏移过程中的输出恒定，但这种方式仅能在两个维度下实现较大范围移动，而在另一个方向上移动范围较小；三、采用配置系统中补偿元件参数的方式，通过合理的配置补偿元件参数保持系统的输出恒定，但这种方法会使得高频逆变器的输出端无法成纯阻态，从而增加高频逆变器的开关损耗，大大降低系统的效率。

发明内容

本发明的目的在于：解决目前无线电能传输系统在实现抗偏移恒压输出时存在控制成本高、不能在3个维度都实现大范围移动、输出端无法成纯阻态增加了开关损耗使系统效率降低的问题，提出了一种具有三维抗偏移的恒压输出无线电能传输系统。

本发明采用的技术方案如下：

一种具有三维抗偏移的恒压输出无线电能传输系统，系统包括原边能量发射部分和副边能量接收部分；

所述原边能量发射部分包括有发射线圈电路，发射线圈电路包括第一原边发射线圈电路和第二原边发射线圈电路；

所述副边能量接收部分包括有接收线圈电路，接收线圈电路包括第一副边接收线圈电路和第二副边接收线圈电路；

第一副边接收线圈电路对应接收第一原边发射线圈电路所发射能量，第二副边接收线圈电路对应接收第二原边发射线圈电路所发射能量，第一副边接收线圈电路输出端和第二副边接收线圈电路输出端共同作为副边能量接收部分中接收线圈电路的输出端；

其中第一原边发射线圈电路的第一原边发射线圈与第二原边发射线圈电路的第二原边发射线圈、第一副边接收线圈电路的第一副边接收线圈与第二副边接收线圈电路的第二副边接收线圈都采用田-Q型线圈组合，且第一原边发射线圈与第一副边接收线圈类型相同，第二原边发射线圈与第二副边接收线圈类型相同，田-Q型线圈组合中的田字线圈和Q型线圈之间的磁通为零。