[发明专利]具有模块化输出的无线电力传输

说明书

本发明提供高效的措施来改善无线电力传输系统的移动侧输出电路中的电气性能。无线电力传输系统的移动侧电路具有移动侧变压器级(30)，其包括至少一个初级侧绕组(36_1,…,36_n,36)和多个次级侧绕组(38_1,…,38_n)。多个移动侧AC/DC转换器(40_1,…,40_n)连接到多个次级侧绕组(38_1,…,38_n)。根据本发明的第一替代方案，多个移动侧AC/DC转换器(40_1,…,40_n)的输出端子对(42_1,…,42_n)串联连接。根据本发明的第二替代方案，多个移动侧AC/DC转换器(40_1,…,40_n)的输出端子对(42_1,…,42_n)并联连接。根据本发明的第三替代方案，移动侧AC/DC转换器(40_1,…,40_n)被分组为多个移动侧输出组(48_1,…,48_g)，使得各移动侧输出组(48_1,…,48_g)内的输出端子对串联连接且不同移动侧输出组(48_1,…,48_g)的输出端子对并联连接。

技术领域

本发明涉及无线电力传输系统，尤其涉及在无线电力传输系统的移动侧的模块化输出结构的设置、模块化输出结构的输出电流的测量、以及用于在无线电力传输系统的移动侧操作的同步整流器的控制方法。

背景技术

通常，无线电力传输系统相对于传导电力传输系统具有许多优点。例如，对于电动汽车，这意味着不再需要插入电缆。

图1示出了本领域中已知的无线电力传输系统100的示意图。

如图1所示，无线电力传输系统100在固定侧包括DC/AC转换器102、固定侧控制器104、固定侧补偿电容器106以及串联连接至固定侧补偿电容器106的发射器线圈108。串联连接的固定侧补偿电容器106和发射器线圈108被连接到DC/AC转换器102的输出侧。

如图1所示，无线电力传输系统100在移动侧包括与移动侧补偿电容器112串联连接的接收器线圈110。串联连接的接收器线圈110与移动侧补偿电容器112接被连接到AC/DC转换器114的输入侧，AC/DC转换器114在移动侧控制器116的控制下操作。变压器118可以与串联连接的接收器线圈110和移动侧补偿电容器112相并联，以改善电流去耦。在AC/DC转换器114的输出处连接有负载118。为了连接负载118，可以提供DC/DC转换器，以用于控制传递到负载118的功率水平(图1中未示出)。

如图1所示，可以建立从移动侧到固定侧的无线通信链路122，以在移动侧与固定侧之间交换控制数据和/或测量数据。

在操作上，DC/AC转换器102适于接收DC输入信号，并且适于将其转换成固定侧AC信号。固定侧AC信号被输出到串联连接的固定侧补偿电容器106与发射器线圈108，以产生振荡磁场。固定侧控制器104适于测量固定侧AC信号的特性，并且可选地测量DC输入信号的特性，用于控制DC/AC转换器102。更详细地，固定侧控制器104适于控制DC/AC转换器102，使得所产生的磁场以串联连接的固定侧补偿电容器106与发射器线圈108的谐振频率振荡。

在操作上，接收器线圈110在置于由发射器线圈108产生的磁场中时，通过感应耦合接收由发射器线圈108发射的能量。感应耦合导致产生移动侧AC信号。在移动侧控制器116的控制下，AC/DC转换器114适于将移动侧AC信号转换成负载侧DC信号，然后将负载侧DC信号转发至负载118。

在操作上，移动侧控制器116适于测量移动侧AC信号，并且可选地测量负载侧DC信号，以控制传递到负载118的功率。在操作上，可以通过无线通信链路120发送测量数据和控制数据，以改善控制并在移动侧的故障情况下通知固定侧。

通常，到如上所述的无线电力传输系统100中的线圈的电缆以功率传输频率操作并且载送大量的电压和功率。此外，在无线电力传输系统100的移动侧，输出电流流过移动侧补偿电容器112和AC/DC转换器114的整流器元件。因此，随着电流的增加，损耗也增加，从而导致电气性能下降。

发明内容