[发明专利]一种电磁感应能量传递装置

权利要求书

1.一种电磁感应能量传递装置，其特征在于，包括：第一变换器、初级谐振模块、次级接收线圈和用电器；

所述第一变换器的第一输入端和第二输入端分别与直流电连接，所述第一变换器的第一输出端与所述初级谐振模块的第一端连接，所述第一变换器的第二输出端与所述初级谐振模块的第二端连接；

所述初级谐振模块包括初级谐振电容、第一电感和第二电感，所述第一电感和所述第二电感串联后与所述初级谐振电容并联于所述初级谐振模块的第一端和第二端之间；

所述第一电感中存储的磁场能量用于形成所述电磁感应能量传递装置的软开关工作条件，所述第二电感与所述次级接收线圈之间存在电磁耦合，所述次级接收线圈用于接收所述第二电感通过电磁耦合产生的电磁场能量，所述次级接收线圈还用于将所述电磁场能量转变为交变电能量并传递给所述用电器；

所述用电器用于利用所述交变电能量驱动电力装置工作；或者，所述用电器用于将所述交变电能量作为电能量进行存储；

所述电磁感应能量传递装置包括：能量注入模式、谐振模式和钳位模式；

所述能量注入模式具体为所述第一变换器通过所述初级谐振模块的第一端或第二端向所述第一电感和所述第二电感中注入电流，为所述初级谐振模块注入磁场能量；

所述谐振模式具体为所述注入初级谐振模块的能量在所述初级谐振模块中引起谐振，所述谐振模式的维持时间根据所述初级谐振模块的谐振周期确定；

所述钳位模式具体为所述第一变换器未向所述初级谐振模块注入电流情况下，所述初级谐振电容两端的电压被固定在预设电平，所述钳位模式的维持时间根据所述第一电感储存的电磁场能量确定。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电磁感应能量传递装置控制策略为变周期控制策略，所述变周期控制策略包括：按谐振模式、钳位模式、能量注入模式为一个周期的顺序周而复始的进行，所述谐振模式的维持时间用于跟踪所述电磁感应能量传递装置因参数变化导致的频率变化，所述钳位模式的维持时间用于为所述电磁感应能量传递装置提供软开关工作条件，所述能量注入模式的维持时间用于调节所述电磁感应能量传递装置的功率水平。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述用电器包括功率单元、供电单元和控制单元；

所述功率单元的输入端与所述次级接收线圈连接，所述功率单元用于接收所述次级接收线圈提供的所述交变电能量；

所述供电单元的输入端与所述次级接收线圈连接，所述供电单元用于将所述次级接收线圈提供的所述交变电能量转换成直流电为所述控制单元提供能量；

所述控制单元用于控制所述功率单元的工作状态。

4.根据权利要求1或3所述的装置，其特征在于，所述用电器还包括第二变换器和直流负载；所述第二变换器用于将交流电变换为直流电，为所述直流负载提供给定方向的电流。

5.根据权利要求1或3所述的装置，其特征在于，所述第一变换器包括初级控制单元，所述初级谐振模块还包括第一电压采集器和第一电流采集器，所述用电器还包括第二电压采集器、第二电流采集器和次级控制单元；

所述初级控制单元用于接收所述第一电压采集器的输出信号和第一电流采集器的输出信号，所述次级控制单元用于接收第二电压采集器的输出信号和第二电流采集器的输出信号；所述初级控制单元与所述次级控制单元之间通过通讯信道连接，所述通讯信道用于所述初级控制单元与所述次级控制单元之间的信息交换。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述初级谐振模块和所述次级接收线圈构成磁电系统，所述磁电系统满足预设条件时，所述第一电感使用所述磁电系统的初级漏感替代。

7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第一电压采集器包括电压传感器和延时模块；所述电压传感器用于采集所述初级谐振电容两端的电压波形，所述延时模块用于将所述初级谐振电容两端的电压波形按照预设时长进行延时。

8.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述初级谐振模块的谐振周期根据所述第一电压采集器确定。