[发明专利]一种可自由定位的无线充电系统

权利要求书

1.一种可自由定位的无线充电系统，该系统用于对蓄电池的三段式充电，第一阶段为恒流阶段；第二阶段为恒压阶段；第三阶段为涓流阶段，其特征在于：该系统包括发射部分(1)和接收部分(2)；所述发射部分(1)包括依次连接的市电(11)、整流模块(12)、高频全桥逆变模块(13)、LCC补偿模块(14)、发射线圈(15)以及第三线圈(16)；所述接收部分(2)包括依次连接的接收线圈(25)、LCL/S补偿模块(24)、整流稳压模块(23)、滤波模块(22)以及负载(21)。

2.根据权利要求1所述的一种可自由定位的无线充电系统，其特征在于：该系统的发射部分(1)采用LCC拓扑的补偿方式，通过该拓扑能够实现原边的恒流输出。

3.根据权利要求1所述的一种可自由定位的无线充电系统，其特征在于：该系统的接收部分(2)采用LCL/S可切换型的拓扑进行补偿；当副边处于LCL补偿时，系统能够实现对负载的恒流输出，实现三段式充电中的恒流阶段；当副边处于串联S补偿时，系统能够实现对负载的恒压输出，实现三段式充电中的恒压阶段。

4.根据权利要求1所述的一种可自由定位的无线充电系统，其特征在于：第三线圈(16)与发射线圈(15)反向连接，并放置于发射线圈(15)的中间部分。

5.根据权利要求4所述的一种可自由定位的无线充电系统，其特征在于：该系统的发射线圈(15)以及接收线圈(25)皆采用矩形绕制方式，并在转角处以圆弧代替；第三线圈(16)采用圆形绕制。

6.根据权利要求4所述的一种可自由定位的无线充电系统，其特征在于：该系统的线圈设计方法如下：

(1)确定系统的工作频率、线径、发射线圈以及接收线圈边长、第三线圈直径；

(2)确定传输距离以及目标的互感值；从发射线圈与接收线圈都只绕制1匝开始，计算互感值M_PS，若M_PS符合要求，则令第三线圈的匝数为1，计算互感值M_TS，若M_TS符合要求，则将此情况下的参数进行记录，若M_TS不符合要求，将第三线圈的匝数加1，继续计算M_TS，直至M_TS符合要求或第三线圈的匝数无法再增加，此时将发射线圈的匝数加1，并将接收线圈的匝数重置为1；若M_PS不符合要求，则将接收线圈的匝数增加1，再次计算互感值M_PS，如此往复，直至接收线圈的匝数不能够继续增加，此时同样将发射线圈的匝数加1，并将接收线圈的匝数重置为1，继续重复上述步骤；

(3)通过上述步骤能够获得共n种第三线圈直径为d的条件下符合要求的情况，在这n种情况中挑出最佳的结果，并重新做好记录；

(4)此后使第三线圈的直径减小Δd，继续进行上述步骤；

(5)最终能够获得m种最佳结果，在这m种最佳结果中挑选出最优结果，如此便可得到在目标条件下的最佳参数配置。