[发明专利]一种无线电能传输装置

说明书

本发明实施例公开了一种无线电能传输装置。通过将原边补偿电容(或副边补偿电容)设置为包含N个子补偿电容，所述N个子补偿电容均分连接在电能发射线圈(或电能接收线圈)中，以将电能发射线圈(或电能接收线圈)相应地均分为N等份。通过上述的分布式电容的连接结构，可以使得每段电能发射线圈(或电能接收线圈)的电压能够降低，从而减小发射线圈对地的共模电流或是接收线圈对金属的环流，但原边或副边总的补偿电容和线圈的谐振频率与系统工作频率一致，可以保证能量传输效率最高。

本申请为申请号为201610619347.3，名称为“一种无线电能传输装置”，申请日为2016年7月28日的中国发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及无线电能传输领域，更具体地说，涉及一种无线电能传输装置。

背景技术

磁共振式的无线充电系统包括有电能发射端和电能接收端，如图1所示，电能发射端接收外部电能产生空间磁场将能量以无线方式传输给电能接收端。

为了能使电能接收端在更大范围内感生空间磁场以产生电压给电子设备,一种方式是采用增加电能发射端中发射线圈的尺寸和感值，但是增加发射线圈的尺寸和感值，往往需要增加发射线圈的匝数和面积，而根据电容的计算公式，

C＝εS/D，增大线圈面积会增加发射线圈对地之间的寄生电容，根据共模电流I_CM和寄生电容之间的关系，I_CM＝C dV/dt。如图2所示，线圈上高频交流电压通过这个寄生电容更容易形成对大地共模电流，增加了EMC传导干扰。并且，当发射线圈的尺寸增加后，则线圈的周长相应会增加，如果线圈中流过高频交变的电流，那么高频电流更容易形成电磁波辐射出，增加EMC辐射干扰。

另一种方式是通过增加发射线圈中的交变电流，来增加发射线圈的磁场，这种方式会增加发射线圈两端的电压(V＝jωLs·Is)，需要更大耐压值的谐振电容Cs与发射线圈Ls在系统工作频率点上谐振，并且发射线圈的电压增加后，根据上述共模电流的计算公式，也会增加对地的共模电流。。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种无线电能传输装置。通过多个子补偿电容对电能发射线圈(或电能接收线圈)进行分段补偿，以使得每段电能发射线圈(或电能接收线圈)的电压能够降低，从而减小发射线圈(或接收线圈)对地的共模电流。

第一方面，依据本发明的一种无线电能传输装置，包括电能发射部分和电能接收部分，所述电能发射部分包括逆变电路、电能发射线圈和原边补偿电容，

所述逆变电路接收直流电压信号以输出交流电压信号；

所述电能发射线圈用于接收所述交流电压信号，以向所述电能接收部分传输能量；

所述原边补偿电容用以补偿所述电能发射线圈的电感，以使得所述电能发射线圈和所述原边补偿电容的谐振频率与系统工作频率一致；

所述原边补偿电容包括N个子补偿电容，所述N个子补偿电容分布式连接在所述电能发射线圈中的不同位置；

所述电能接收部分接收从电能发射部分传输的能量，以产生预定的输出电压供给负载。

优选地，所述电能发射线圈的电感包括所述电能发射线圈结构的漏感和激磁电感。

优选地，所述N个子补偿电容连接在所述电能发射线圈的不同位置，以将所述电能发射线圈分为N段线圈。

优选地，所述N个子补偿电容均分地连接在所述电能发射线圈的不同位置，以将所述电能发射线圈均分为N等份。

优选地，所述N个子补偿电容的容值为相等。

优选地，所述N个子补偿电容的中一个电容和所述电能发射线圈中的相应地一段线圈谐振，并且，两者谐振频率与系统工作频率一致。