[发明专利]一种基于中继变换器的kW级别功率无线电能传输系统

说明书

本发明公开了一种基于中继变换器的kW级别功率无线电能传输系统，属于无线电能传输领域。本发明包括：发射部分，用于发射电能；中继变换器，用于传递电能；接收部分，用于接收电能。本发明的构成元件均为市售元件，易于实施；同时传输距离较远，功率达到kW级别的无线电能传输，能避免频繁的拔插电气连接件，减小器件损耗；还能避免电线暴露在空气中，使得可靠性更高。

技术领域

本发明涉及一种基于中继变换器的kW级别功率无线电能传输系统，属于无线电能传输领域。

背景技术

无线电能传输技术作为一种新兴的供电技术，其研究和应用处于快速发展阶段，还有很多问题需要解决。无线电能传输技术是电力电子技术，信息电子技术融合的产物，涉及逆变装置，补偿网络，整流装置，运行控制、故障保护，通信等多个领域。由于目前的技术都是基于中继线圈的无线电能传输技术，其无法满足在远距离传输下实现大功率，高效率的运行，本发明提出了一种基于中继变换器的kW级别功率无线电能传输系统，在远距离下，可以实现高效率的运行，功率达到kW级别。

发明内容

本发明提供了一种基于中继变换器的kW级别功率无线电能传输系统，使其在远距离下可以实现大功率，高效率的运行。

本发明的技术方案是：一种基于中继变换器的kW级别功率无线电能传输系统，包括：

发射部分，用于发射电能；

中继变换器，用于传递电能；

接收部分，用于接收电能。

所述发射部分包括供电电源Udc、由四个带反并联二极管的MOS开关组成的高频逆变电路、原边补偿网络LCC和发射线圈；其中直流电源Udc正极与带反并联二极管的MOS开关S1、带反并联二极管的MOS开关S3的漏极连接，直流电源Udc负极与带反并联二极管的MOS开关S2、带反并联二极管的MOS开关S4的源极连接，带反并联二极管的MOS开关S1的源极、带反并联二极管的MOS开关S2的漏极串联后与原边补偿网络LCC中的电感一端连接，原边补偿网络LCC中的电感的输出端接到原边补偿网络LCC中第一个电容、第二个电容的一端，原边补偿网络LCC中第一个电容的另一端接带反并联二极管的MOS开关S3的源极与带反并联二极管的MOS开关S4的漏极串联的连线、发射线圈另一端，原边补偿网络LCC中第二个电容的另一端接发射线圈一端。

所述中继变换器包括中继接收线圈、串联谐振补偿电容Ⅰ、由四个二极管组成的整流电路Ⅰ、滤波电容Ⅰ、负载Ⅰ、LC滤波电路Ⅰ，由四个带反并联二极管的MOS开关组成的逆变电路、谐振补偿网络LCC和中继发射线圈；其中串联谐振补偿电容Ⅰ一端与中继接收线圈一端串联，中继接收线圈另一端连接二极管D3正极与二极管D4负极串联的连线，串联谐振补偿电容Ⅰ另一端连接二极管D1正极与二极管D2负极串联的连线，二极管D1负极、二极管D3负极、滤波电容Ⅰ一端、负载Ⅰ一端连接LC滤波电路Ⅰ中电感的一端，LC滤波电路Ⅰ中电感的另一端连接LC滤波电路Ⅰ中电容的一端、带反并联二极管的MOS开关S5的漏极、带反并联二极管的MOS开关S7的漏极，二极管D2正极连接二极管D4正极、滤波电容Ⅰ另一端、负载Ⅰ另一端、LC滤波电路Ⅰ中电容的另一端、带反并联二极管的MOS开关S6的源极、带反并联二极管的MOS开关S8的源极，带反并联二极管的MOS开关S5的源极与带反并联二极管的MOS开关S6的漏极串联的连线接谐振补偿网络LCC中电感的一端，谐振补偿网络LCC中电感的输出端接到谐振补偿网络LCC中第一个电容、第二个电容的一端，谐振补偿网络LCC中第一个电容的另一端接带反并联二极管的MOS开关S7的源极与带反并联二极管的MOS开关S8的漏极串联的连线、中继发射线圈另一端，谐振补偿网络LCC中第二个电容的另一端接中继发射线圈一端。