[发明专利]一种集成式耦合机构及补偿线圈参数确定方法

说明书

本发明提供了一种集成式耦合机构及补偿线圈参数确定方法，其中，集成式耦合机构包括：原边线圈、副边线圈、补偿线圈、第一磁芯、第二磁芯，第一磁芯和第二磁芯相对设置，原边线圈设置在第一磁芯上与第二磁芯相对的一面，副边线圈设置在第二磁芯上与第一磁芯相对的一面；原边线圈与副边线圈相互之间为非对称结构；补偿线圈集成在原边线圈上远离第一磁芯的一面，补偿线圈包括第一线圈和第二线圈，第一线圈设置在第二线圈内侧，第一线圈和第二线圈反向串联绕制。本发明中原边线圈与副边线圈为非对称结构，抗偏移能力，补偿线圈为分组反向串联的形式，补偿线圈的加入不会对谐振电容参数造成影响，同时又进一步提高了耦合机构的抗偏移能力。

技术领域

本发明涉及无线电能传输技术领域，具体涉及一种集成式耦合机构及补偿线圈参数确定方法。

背景技术

在无线电能传输系统中，针对采用LCC/S补偿拓扑的耦合机构，可以将原边补偿电感以平面线圈的形式集成到原边线圈上面，补偿线圈能够与原边线圈共用磁芯，该结构具有经济性好、占用空间小及散热效果好等优点。在现有的耦合机构中，只有在原边线圈与副边线圈保持相对时，才能有较大的输出功率，当原边线圈与副边线圈的相对位置存在偏移时，原边线圈与副边线圈之间的互感下降，从而导致耦合机构的输出功率和效率降低。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中当原边线圈与副边线圈的相对位置存在偏移时，原边线圈与副边线圈之间的互感下降，从而导致耦合机构的输出功率和效率降低的缺陷，从而提供一种集成式耦合机构及补偿线圈参数确定方法。

本发明第一方面提供了一种集成式耦合机构，包括：原边线圈、副边线圈、补偿线圈、第一磁芯、第二磁芯，第一磁芯和第二磁芯相对设置，原边线圈设置在第一磁芯上与第二磁芯相对的一面，副边线圈设置在第二磁芯上与第一磁芯相对的一面；原边线圈与副边线圈相互之间为非对称结构；补偿线圈集成在原边线圈上远离第一磁芯的一面，补偿线圈包括第一线圈和第二线圈，第一线圈设置在第二线圈内侧，第一线圈和第二线圈反向串联绕制。

可选地，在本发明提供的集成式耦合机构中，原边线圈、副边线圈、补偿线圈各自为对称结构。

可选地，在本发明提供的集成式耦合机构中，补偿线圈与原边线圈解耦；补偿线圈与副边线圈耦合。

可选地，在本发明提供的集成式耦合机构中，通过如下步骤确定第一线圈和第二线圈的边长和匝数：获取第一线圈和第二线圈的边长和匝数分别取不同值时，补偿线圈的自感、补偿线圈与副边线圈的互感、补偿线圈与原边线圈的互感、原边线圈与副边线圈的互感；若补偿线圈的自感、补偿线圈与副边线圈的互感、补偿线圈与原边线圈的互感、原边线圈与副边线圈的互感满足第一预设条件，则将当前第一线圈和第二线圈的边长和匝数确定为集成式耦合机构中第一线圈和第二线圈的边长和匝数。

可选地，在本发明提供的集成式耦合机构中，若补偿线圈的自感、补偿线圈与副边线圈的互感、补偿线圈与原边线圈的互感、原边线圈与副边线圈的互感满足第一预设条件，在执行将当前第一线圈和第二线圈的边长和匝数确定为集成式耦合机构中第一线圈和第二线圈的边长和匝数的步骤之前，还包括：确定以当前第一线圈和第二线圈作为补偿线圈时，原边线圈和副边线圈在预设偏移范围内，集成式耦合机构的输出功率；若原边线圈和副边线圈在预设偏移范围内，集成式耦合机构的输出功率满足第二预设条件，执行将当前第一线圈和第二线圈的边长和匝数确定为集成式耦合机构中第一线圈和第二线圈的边长和匝数的步骤。

可选地，在本发明提供的集成式耦合机构中，第一预设条件为：M_pr＝0，其中，L_r表示补偿线圈的自感，M_rs表示补偿线圈与副边线圈的互感，M_ps表示原边线圈与副边线圈的互感，U_in表示输出高频交流电压，P_out表示额定输出功率，M_pr表示原边线圈与补偿线圈的互感。