[发明专利]采用无线充电电路实现恒功率无线充电的参数选择方法

说明书

本发明公开了一种无线充电电路，包括设于初级侧的第一S谐振补偿电路和设于次级侧的第二S谐振补偿电路以及LCL谐振补偿电路，第一S谐振补偿电路包括串联设置的第一谐振补偿电容和第一能量传输线；第二S谐振补偿电路包括串联设置的第二谐振补偿电容和第二能量传输线圈，LCL谐振补偿电路包括串联设置的第三能量传输线圈和电感，第三能量传输线圈的两端并联有第三谐振补偿电容，第二S谐振补偿电路以及LCL谐振补偿电路的输出端分别连接有整流电路。本发明还提供了一种无线充电电路实现恒功率无线充电的参数选择方法，本发明直接给恒功率运行的用电设备供电，不再使用电池，节约成本。

技术领域

本发明涉及无线充电技术领域，特别是一种无线充电电路及其实现恒功率无线充电的参数选择方法。

背景技术

近年来，无线充电技术凭借其安全可靠，方便快捷，使用过程中没有插拔和机械磨损，可有效提高设备使用寿命的特点，受到各界广泛关注，迅速得到发展。

目前大多数无线充电系统的输出为恒流或者恒压，只适合先给电池充电，然后电池给用电设备供电的场合，这样不仅增加了为电池充电的时间，而且电池价格较高，在用电设备功率较大时需要较多的电池，这样会极大的增加成本；同时，采用电池供电间接供电并不适合一些恒功率运行的设备，譬如恒功率运行的电动机等。目前尚未有合适的无线充电结构来直接为恒功率运行的用电设备供电。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种无线充电电路及其实现恒功率无线充电的参数选择方法，本发明直接给恒功率运行的用电设备供电，不再使用电池，节约成本，通过设计线圈结构和选择合适的系统参数，使得用电设备的等效阻抗在某一范围内发生变化时，系统的传输功率保持不变。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种无线充电电路，包括设于初级侧的第一S谐振补偿电路和设于次级侧的第二S谐振补偿电路以及LCL 谐振补偿电路，所述第一S谐振补偿电路包括串联设置的第一谐振补偿电容C_P和第一能量传输线圈L_P，第一S谐振补偿电路的输入端连接有交流高频电源U_in；所述第二S谐振补偿电路包括串联设置的第二谐振补偿电容C_S和第二能量传输线圈L_S，所述LCL谐振补偿电路包括串联设置的第三能量传输线圈L_T和电感L_f，所述第三能量传输线圈L_T的两端并联有第三谐振补偿电容C_T，所述第二S谐振补偿电路以及LCL谐振补偿电路的输出端分别连接有整流电路，通过所述整流电路将整流后的电流并联加在可变负载R_L两端。

作为一种优选的实施方式，所述整流电路为全桥整流电路。

作为另一种优选的实施方式，所述第二能量传输线圈L_S和第三能量传输线圈L_T重叠摆放，使第二能量传输线圈L_S和第三能量传输线圈L_T之间的互感为零。

本发明还提供一种采用如上所述的无线充电电路实现恒功率无线充电的参数选择方法，包括以下步骤：

步骤1、假设工作频率为ω时，系统各部分都能谐振，忽略元器件内阻，得到所述无线充电电路的等效电路；

步骤2、根据基尔霍夫定律，得到所述等效电路各支路的电压关系；

步骤3、通过得到的电压关系求解到各支路的电流；

步骤4、根据得到的电流求解到输入阻抗，并根据输入阻抗对参数进行选择，使传输功率保持恒定。

作为一种优选的实施方式，所述步骤2中，等效电路各支路的电压关系具体如下：

U_in＝jωM_PSi_S-jωM_PTi_T；