[实用新型]一种具有高抗偏移特性的无线电能传输系统

说明书

本实用新型公开了一种具有高抗偏移特性的无线电能传输系统，包括依次连接的电源、发射单元P1、发射单元P2、接收单元S1、接收单元S2，整流滤波电路和负载电阻。发射单元P1包含串联连接的发射线圈T1和阻抗单元Z01，发射单元P2包含并联连接的发射线圈T2和阻抗单元Z02，接收单元S1包含串联连接接收线圈R1和阻抗单元Z03，接收单元S2包含并联连接的接收线圈R2和阻抗单元Z04。发射线圈T1与接收线圈R1间通过互感M_v耦合，发射线圈T2与接收线圈R2间通过互感M_i耦合。利用互感M_v与M_i在偏移工况下同增或同减的特性，减小因发射线圈与接收线圈相对位置改变导致的输出波动，保证高偏移工况下的稳定输出。

技术领域

本实用新型涉及一种无线电能传输系统，属于电能变换领域。

背景技术

非接触供电利用磁场耦合实现“无线供电”，即采用原副边完全分离的非接触变压器，通过高频磁场的耦合传输电能，使得在能量传递过程中原边(供电侧)和副边(用电侧)无物理连接。与传统的接触式供电相比，非接触供电使用方便、安全，无火花及触电危险，无积尘和接触损耗，无机械磨损和相应的维护问题，可适应多种恶劣天气和环境，便于实现自动供电，具有广泛的应用前景。

然而，非接触变压器原副边相对位置改变使得变压器参数大范围变化，导致系统输出的波动和传输效率的显著下降，限制了WPT技术的推广与应用。

为了提高无线电能传输系统的抗偏移能力，奥克兰Mickel Budhia,John T.Boys,Grant A.Covic and Chang-Yu Huang,Development of a Single-Sided Flux MagneticCoupler for Electric Vehicle IPT Charging SystemsIEEE Transactions onIndustrial Electronics,vol.60,no.1,January 2013提出在非接触变压器副边两绕组(被简称DD绕组)中间叠加与副边绕组重叠的第三绕组(被简称Q绕组)，减小次级输出功率的横向错位敏感度，较好地解决了错位时处于“进、出磁通完全抵消”的“感应盲点”而影响变压器功率传输能力的问题。但是这种DDQ的绕组结构仅能改善非接触变压器在横向错位条件下的输出特性，对原副边垂直距离的变化(即气隙变化)，这种“DDQ”的绕组结构的输出特性仍有很大变化。考虑到实际应用中非接触变压器原副边之前气隙大小以及错位情况的不确定性，仍需要进一步探讨研究。

中国专利201720241345.5，一种电压源与电流源复合激励非接触变换电路利用非接触变换器在恒压源激励下输出特性与非接触变压器原副边耦合系数(互感)成反比，在恒流源激励下输出特性与非接触变压器原副边耦合系数(互感)成正比的特性，将电压源与电流源复合激励，组合输出，减小因互感改变而引起的系统输出波动，但是其电路结构复杂，需要大量的无源元件，成本较高。

实用新型内容

实用新型目的：针对上述现有技术，提出一种具有高抗偏移特性的无线电能传输系统，有效提高变耦合系数条件下输出特性的稳定性。

技术方案：一种具有高抗偏移特性的无线电能传输系统，包括电源E、发射单元P1、发射单元 P2、接收单元S1、接收单元S2，整流滤波电路和负载电阻；

所述发射单元P1包括串联连接的发射线圈T1和阻抗单元Z01；

所述发射单元P2包括发射线圈T2、串联阻抗单元Z02a和并联阻抗单元Z02b，T2与Z02a串联连接后再与Z02b并联连接，或T2与Z02b并联连接后再与Z02a串联连接；

所述接收单元S1包含串联连接的接收线圈R1和阻抗单元Z03；