[发明专利]一种组合式发射线圈、发射电路及其控制方法

说明书

本发明涉及无线电能传输(WPT)技术领域，具体公开了一种组合式发射线圈、发射电路及其控制方法，发射线圈包括Q线圈Lsubgt;1/subgt;，以及在所述Q线圈Lsubgt;1/subgt;中空区域纵向并排设置的DD线圈Lsubgt;A/subgt;，以及在所述DD线圈Lsubgt;A/subgt;上横向并排设置的DD线圈Lsubgt;B/subgt;，内部串联的DD线圈Lsubgt;A/subgt;和内部串联的DD线圈Lsubgt;B/subgt;串联后组成复合线圈Lsubgt;2/subgt;与Q线圈Lsubgt;1/subgt;串联。本发明的发射电路和控制方法可使得组合式发射线圈工作在不同的状态，从而激发出不同方向的发射磁场，从而可以适配单水平平面型、单垂直平面型、螺线管和DD型(双垂直平面型)等多种不同类型的接收线圈。此外通过开关切换，电路拓扑和耦合机构还能实现各种接收线圈的恒流恒压供电。

技术领域

本发明涉及无线电能传输(WPT)技术领域，尤其涉及一种组合式发射线圈、一种发射电路和一种发射电路的控制方法。

背景技术

磁耦合谐振式无线传能技术具有安全、灵活、便捷等特点，可应用于诸多领域，比如无人机领域，则可以实现无人机的自主充电，从而极大拓展无人机的续航里程和作业范围。而耦合机构作为无线传输系统中的重要组成部分，直接决定了系统的传输性能，由于接收侧用电设备的外观结构不同，因此适用于其的耦合机构多种多样，从而导致了耦合机构和电路拓扑存在兼容性差、互联风险高等缺点，不利于无人机无线充电技术的推广应用。

发明内容

本发明提供一种组合式发射线圈、一种发射电路和一种发射电路的控制方法，旨在通过设计发射线圈的结构与相应的电路拓扑、控制策略，使得组合式发射线圈中的小线圈工作在不同的状态，从而激发出不同方向的发射磁场，可以适配水平平面线圈、垂直平面线圈、螺线管线圈和DD型等多种不同类型的接收线圈，并能通过控制策略实现恒流恒压供电。

为解决以上技术问题，本发明提供：

包括Q线圈L₁，以及在所述Q线圈L₁中空区域纵向并排设置的DD线圈L_A，以及在所述DD线圈L_A上横向并排设置的DD线圈L_B，内部串联的DD线圈L_A和内部串联的DD线圈L_B串联后组成复合线圈L₂与Q线圈L₁串联。通过控制组合式发射线圈中的Q线圈L₁和复合线圈L₂工作在不同的状态，可激发出不同方向的发射磁场，从而可以适配单水平平面型、单垂直平面型、螺线管和DD型(双垂直平面型)等多种不同类型的接收线圈。

在该组合式发射线圈的基础上，本发明还提供：

一种发射电路，包括上述组合式发射线圈，还包括交变电源U_S、补偿电容C₀、补偿电容C₁、补偿电容C₂、开关S₁和开关S₂，所述开关S₁、所述补偿电容C₁、所述Q线圈L₁、所述复合线圈L₂、所述补偿电容C₂、所述开关S₂顺序串联在所述交变电源U_S的一端和另一端之间。

在此基础上，还包括开关S₃、开关S₄和补偿电容C₀；所述开关S₃与所述开关S₄顺序串联在所述交变电源U_S的一端与另一端之间，且所述开关S₃和所述开关S₄的公共端连接所述补偿电容C₀；C₀的另一端连在所述Q线圈L₁和所述复合线圈L₂的公共端。