[实用新型]一种串行无线能量传输装置

说明书

本实用新型提供了一种串行无线能量传输装置，包括发送模块、中继模块和接收模块；发送模块、中继模块和接收模块依次排列，且均包括线圈，发送模块、中继模块和接收模块均通过线圈实现能量的无线传输；发送模块、中继模块和接收模块之间通过线圈实现磁耦合，提高了绝缘水平，减少了局部放电的情况，串行无线能量传输装置连接的负载之间相互独立，不容易导致供电故障；通过线圈之间磁耦合的非接触方式实现能量传输，传输效率高，且保证了体积的紧凑性和良好的电磁兼容性；各个中继模块之间的能量传递过程中通过补偿电容提高整个装置的功率因数，实现各级负载互相独立，负载之间互不影响，保证各级负载功率灵活条件而不影响送能装置整体性能。

技术领域

本实用新型涉及电力电子技术领域，具体涉及一种串行无线能量传输装置。

背景技术

面向电网应用的高压电力电子换流阀中，电压等级可以高达数百甚至数千千伏。为了提升电力电子装置电压等级，需要多个功率半导体器件采用串联方式应用。器件串联应用中，每个器件均需要配置一个门极驱动电路负责器件的控制和保护，因为串联的器件均处于不同电位，相应的门极驱动电路也在不同电位，因此，门极驱动电路的隔离供电是目前需要亟待解决的问题，需要保证驱动电路可靠隔离供电的同时，以低成本的方式达到高压绝缘要求。

现有技术一般采用带铁芯的变压器实现门极驱动电路的隔离供电和能量传输，各个变压器之间通过级联方式连接，绝缘水平低，局部放电情况严重，且不同负载之间不相互独立，某级变压器功率突然变化会影响功率的整体传输，容易导致供电故障。

实用新型内容

为了克服上述现有技术中绝缘水平低、局部放电情况严重和容易导致供电故障的不足，本实用新型提供了一种串行无线能量传输装置，包括发送模块、中继模块和接收模块；发送模块、中继模块和接收模块依次排列，均包括线圈，发送模块、中继模块和接收模块均通过线圈实现能量的无线传输；其中，相邻的中继模块中线圈的轴向偏移角为45°，发送模块、中继模块和接收模块之间通过线圈实现磁耦合，提高了绝缘水平，减少了局部放电的情况，串行无线能量传输装置连接的负载之间相互独立，不容易导致供电故障。

为了实现上述目的，本实用新型采取如下方案：

本实用新型提供一种串行无线能量传输装置，包括发送模块、中继模块和接收模块；

所述发送模块、中继模块和接收模块依次排列，且均包括线圈；

发送模块、中继模块和接收模块均通过线圈实现能量的无线传输；

其中，相邻的中继模块中线圈的轴向偏移角为45°。

中继模块还包括两个补偿电容，所述中继模块的线圈包括发送线圈和接收线圈；

所述发送线圈和其中一个补偿电容串联构成第一能量传输回路，所述接收线圈和其中另一个补偿电容串联构成第二个能量传输回路。

所述中继模块还包括铁氧体；

所述铁氧体置于第一能量传输回路和第二能量传输回路之间。

所述中继模块为一个或多个。

所述发送模块还包括交流电源、补偿电容和铁氧体，所述发送模块的线圈包括发送线圈；

所述铁氧体与发送线圈平行设置，所述交流电源、补偿电容和发送线圈串联后，并联于交流电源两端。

所述接收模块还包括补偿电容和铁氧体，所述接收模块的线圈包括接收线圈；

所述铁氧体与接收线圈平行设置，所述接收线圈和补偿电容串联。

所述发送模块的发送线圈与第一能量传输回路的接收线圈之间、第二能量传输回路的发送线圈与接收模块的接收线圈之间的轴向偏移角均为45°。