一种无线电能传输系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种无线电能传输系统，包括MOS管VT1、MOS管VT2、变压器T、电感L、输出电压调节电路和整流桥Q，本实用新型专利技术提出一种两级结构的频率跟踪式拓扑，在保证初级频率跟踪的前提下，研究了变压器初级先去匝数对传输效率的影响，当传输距离变化时，通过锁相环进行初级逆变的频率跟踪，次级输出功率调节，保证输出电压的稳定，而且控制简单，具有很强的实用性。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种电能传输系统，具体是一种无线电能传输系统。
技术介绍
与传统利用导线传输的方法不同，无线电能传输系统可利用可分离变压器，用过电磁场稱合的方式将电能传输到接收端，在很多场合中，无线电能传输系统的可分离变压器距离较大，耦合系数较低，与普通变压器相比，其漏感与励磁电感接近，在一些低耦合应用中，励磁电感甚至小于漏感，极大降低了能量传输效率，而且器件的电压电流压力很大，若可分离变压器设计不当，会造成大量能量损失在铁耗上，这不仅降低了传输效率，而且造成温升，这在一些场合(如人工心脏)是需要避免的，此外，由于系统的输出功率受传输距离的影响较大，当变压器初级次级发生相对位移时，接收到的能量可能不足以让负载正常工作。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种恒压输出的无线电能传输系统，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本技术提供如下技术方案:一种无线电能传输系统，包括MOS管VTUMOS管VT2、变压器T、电感L、输出电压调节电路和整流桥Q，所述输出电压调节电路分别连接电感L两端、电感L1、电容C两端、整流桥Q端口 3、二极管VD5两端、电容C5两端和负载RL两端，所述电感LI另一端连接整流桥Q端口 1，整流桥Q端口 2分别连接电容C4和变压器T线圈L3，变压器T线圈L3另一端分别连接电容C4另一端和整流桥Q端口 4，所述变压器T线圈L2 —端分别连接比较器、MOS管VTl的S极和MOS管VT2的S极，变压器T线圈L2另一端连接电容C3，电容C3另一端分别连接电容Cl和电容C2，电容Cl另一端分别连接交流电源和MOS管VTl的D极，所述电容C2另一端分别连接交流电源另一端和MOS管VT2的D极，所述比较器另一端通过频率跟踪电路连接到驱动电路，驱动电路还分别连接MOS管VTl的G极和MOS管VT2的G极。作为本技术进一步的方案:所述变压器T为可分离变压器，所述输出电压调节电路为Buck电路。作为本技术再进一步的方案:所述变压器T线圈L2、电容C3和变压器T线圈L3、电容C4均构成LC谐振。与现有技术相比，本技术的有益效果是:本技术提出一种两级结构的频率跟踪式拓扑，在保证初级频率跟踪的前提下，研究了变压器初级先去匝数对传输效率的影响，当传输距离变化时，通过锁相环进行初级逆变的频率跟踪，次级输出功率调节，保证输出电压的稳定，而且控制简单，具有很强的实用性。【附图说明】图1为无线电能传输系统的电路图。【具体实施方式】下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。请参阅图1，本技术实施例中，一种无线电能传输系统，包括MOS管VTUMOS管VT2、变压器T、电感L、输出电压调节电路和整流桥Q，输出电压调节电路分别连接电感L两端、电感L1、电容C两端、整流桥Q端口 3、二极管VD5两端、电容C5两端和负载RL两端，电感LI另一端连接整流桥Q端口 1，整流桥Q端口 2分别连接电容C4和变压器T线圈L3，变压器T线圈L3另一端分别连接电容C4另一端和整流桥Q端口 4，变压器T线圈L2 —端分别连接比较器、MOS管VTl的S极和MOS管VT2的S极，变压器T线圈L2另一端连接电容C3，电容C3另一端分别连接电容Cl和电容C2，电容Cl另一端分别连接交流电源和MOS管VTl的D极，电容C2另一端分别连接交流电源另一端和MOS管VT2的D极，比较器另一端通过频率跟踪电路连接到驱动电路，驱动电路还分别连接MOS管VTl的G极和MOS管VT2的G极。变压器T为可分离变压器，输出电压调节电路为Buck电路。变压器T线圈L2、电容C3和变压器T线圈L3、电容C4均构成LC谐振。由于采用了频率跟踪电路控制，可分离变压器T电流波形接近正弦波，所以本技术用其基波分量代替半桥逆变输出，可避免频率分叉现象，经过计算分析得知系统的输出电压与负载无关，当传输距离发生变化时，可用过改变占空比来保证输出电压恒定。根据相关公式，初次级自感的比值影响初级电流大小，间接影响可分离变压器的铁耗，当次级自感确定后，次级磁芯的铁耗也就确定，选择合理的初级有助于系统整机效率的提闻。本技术所涉及的无线电能传输系统，采用一种两级式结构，初级半桥逆变频率跟踪，次级恒压控制，有效保证了传输距离变化时次级能量的接收，并且具有控制简单，能量传输稳定等优点，在f 20mm内，系统均能够保持恒定的输出。【主权项】1.一种无线电能传输系统，包括MOS管VTl、MOS管VT2、变压器T、电感L、输出电压调节电路和整流桥Q，其特征在于，所述输出电压调节电路分别连接电感L两端、电感L1、电容C两端、整流桥Q端口 3、二极管VD5两端、电容C5两端和负载RL两端，所述电感LI另一端连接整流桥Q端口 1，整流桥Q端口 2分别连接电容C4和变压器T线圈L3，变压器T线圈L3另一端分别连接电容C4另一端和整流桥Q端口 4，所述变压器T线圈L2 —端分别连接比较器、MOS管VTl的S极和MOS管VT2的S极，变压器T线圈L2另一端连接电容C3，电容C3另一端分别连接电容Cl和电容C2，电容Cl另一端分别连接交流电源和MOS管VTl的D极，所述电容C2另一端分别连接交流电源另一端和MOS管VT2的D极，所述比较器另一端通过频率跟踪电路连接到驱动电路，驱动电路还分别连接MOS管VTl的G极和MOS管VT2的G极。2.根据权利要求1所述的无线电能传输系统，其特征在于，所述变压器T为可分离变压器，所述输出电压调节电路为Buck电路。3.根据权利要求1所述的无线电能传输系统，其特征在于，所述变压器T线圈L2、变压器T线圈L3和电容C3、电容C4均构成LC谐振。【专利摘要】本技术公开了一种无线电能传输系统，包括MOS管VT1、MOS管VT2、变压器T、电感L、输出电压调节电路和整流桥Q，本技术提出一种两级结构的频率跟踪式拓扑，在保证初级频率跟踪的前提下，研究了变压器初级先去匝数对传输效率的影响，当传输距离变化时，通过锁相环进行初级逆变的频率跟踪，次级输出功率调节，保证输出电压的稳定，而且控制简单，具有很强的实用性。【IPC分类】H02J17-00【公开号】CN204465151【申请号】CN201420608205【专利技术人】牛富江, 刘志伟, 崔强, 李明青, 武付珍 【申请人】国家电网公司, 国网山西省电力公司朔州供电公司, 山西七星科技有限公司【公开日】2015年7月8日【申请日】2014年10月21日本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无线电能传输系统，包括MOS管VT1、MOS管VT2、变压器T、电感L、输出电压调节电路和整流桥Q，其特征在于，所述输出电压调节电路分别连接电感L两端、电感L1、电容C两端、整流桥Q端口3、二极管VD5两端、电容C5两端和负载RL两端，所述电感L1另一端连接整流桥Q端口1，整流桥Q端口2分别连接电容C4和变压器T线圈L3，变压器T线圈L3另一端分别连接电容C4另一端和整流桥Q端口4，所述变压器T线圈L2一端分别连接比较器、MOS管VT1的S极和MOS管VT2的S极，变压器T线圈L2另一端连接电容C3，电容C3另一端分别连接电容C1和电容C2，电容C1另一端分别连接交流电源和MOS管VT1的D极，所述电容C2另一端分别连接交流电源另一端和MOS管VT2的D极，所述比较器另一端通过频率跟踪电路连接到驱动电路，驱动电路还分别连接MOS管VT1的G极和MOS管VT2的G极。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：牛富江，刘志伟，崔强，李明青，武付珍，
申请(专利权)人：国家电网公司，国网山西省电力公司朔州供电公司，山西七星科技有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11