[发明专利]原边具有C-LCC补偿网络的无线充电装置

说明书

本发明公开了一种原边具有C‑LCC补偿网络的无线充电装置，其包括直流源、方波发生器、C‑LCC补偿网络、发射线圈、接收线圈、副边补偿网络、整流滤波电路和负载；直流源的输出端与方波发生器的输入端相连；方波发生器的输出端与C‑LCC补偿网络的输入端相连；C‑LCC补偿网络的输出端与发射线圈相连；接收线圈的输出端与副边补偿网络的输入端相连；副边补偿网络的输出端与整流滤波电路的输入端相连；整流滤波电路的输出端与负载相连；本发明的含C‑LCC补偿网络的无线充电装置既能保证发射线圈具有较大电流，又能降低由高次谐波引起的损耗，在保证传输功率的同时提高系统效率与功率因数。

技术领域

本发明涉及无线充电装置设计领域，尤其涉及一种原边具有C-LCC补偿网络的无线充电装置。

背景技术

在进行一种无线充电装置的设计时，以发射线圈和接收线圈的耦合性能为核心并选取合适的补偿网络进行设计，补偿网络的参数设计需要与收发线圈的性能进行匹配。

在无线电能传输系统中，现有技术的原边使用LCC补偿网络，能使发射线圈的电流呈现恒流源特性而不受负载变化的影响，并且可实现宽电压范围的ZVS，这种补偿方式得到越来越多的应用。当方波发生器与LCC补偿网络连接，能提供给LCC补偿网络特定频率的方波电压，LCC补偿网络类似高阶滤波器，方波中包含的高次谐波被限制在原边补偿电感与并联补偿电容构成的谐振回路中，回路对高次谐波呈现感性，其感值与补偿电感成正比，在方波极性发生偏转时，由高次谐波产生的电流达到峰值，更大的电流峰值意味着产生更多的谐波损耗，所以我们希望该回路对谐波具有更高的阻抗。但同时为了获取更大的传输功率，我们需要提高发射线圈的电流，这又需要降低补偿电感感值。为了兼顾两者，所以需要对LCC补偿网络作一定的改进。

本发明的无线充电装置原边具有C-LCC或者称为CLCC的补偿网络，其发射线圈电流的设计更加灵活，更加适应于大功率无线电能传输；发射线圈的电流保持恒定、不受负载变化影响，能有效降低控制系统难度；同时谐波电流得到抑制，能降低开关器件的电流应力，谐波产生的损耗也会进一步降低。因此，研发一种原边具有C-LCC补偿网络的无线充电装置，于无线电能传输系统来讲，是非常有意义的。

发明内容

针对上述技术问题，本发明的目的在于提供一种原边为C-LCC补偿网络的无线充电装置，在保证发射线圈较大电流值的同时又能降低由高次谐波引起的损耗。

为实现上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

本发明提供一种原边具有C-LCC补偿网络的无线充电装置，其包括直流源、方波发生器、C-LCC补偿网络、发射线圈、接收线圈、副边补偿网络、整流滤波电路和负载；所述直流源的输出端与所述方波发生器的输入端相连；所述方波发生器的输出端与所述C-LCC补偿网络的输入端相连；所述C-LCC补偿网络的输出端与所述发射线圈相连；所述接收线圈的输出端与所述副边补偿网络的输入端相连；所述副边补偿网络的输出端与所述整流滤波电路的输入端相连；所述整流滤波电路的输出端与所述负载相连；其中，所述C-LCC补偿网络包括调节电容C和LCC补偿网络，所述调节电容C的第一端连接所述方波发生器的第一开关管的源极和第二开关管的漏极，所述调节电容的第二端连接所述LCC补偿网络的第一输入端，所述LCC补偿网络的第二输入端连接所述方波发生器的第三开关管的源极和第四开关管的漏极；所述LCC补偿网络包括原边补偿电感、原边并联补偿电容和原边串联补偿电容，所述原边补偿电感的第一端为LCC补偿网络的第一输入端，所述原边并联补偿电容的第二端为LCC补偿网络的第二输入端，所述原边补偿电感的第一端连接所述调节电容C的第二端，所述原边补偿电感的第二端分别连接所述原边并联补偿电容的第一端和所述原边串联补偿电容的第一端，所述原边并联补偿电容的第二端和所述原边串联补偿电容的第二端分别连接于所述发射线圈的两端。