一种无线充电系统中的新型接收装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种无线充电系统中的新型接收装置，包括工频电网，原边整流电路，高频逆变电路，发射线圈电路，接收线圈电路，副边整流电路，buck电路，负载控制信号，所述原边整流电路将电网的交流电转化为直流电，直流电再经过高频逆变电路形成高频的交流电，高频交流电通过发射线圈电路与接收线圈电路之间形成电磁谐振式无限电能传输电路进行能量的传输，传输到副边的高频交流电经过副边整流电路得到直流电压，再经过buck电路进行升降压变换得到负载控制信号。本发明专利技术无需架空线，符合现代城市轨道交通的发展趋势。

【技术实现步骤摘要】
一种无线充电系统中的新型接收装置
本专利技术涉及电子与射频领域，特别是一种无线充电系统中的新型接收装置。
技术介绍
现代有轨电车作为一种新型的公共交通工具，具有行驶速度快、建设成本低、周期短、节能环保等诸多优点，符合现代城市交通发展的需求，也可有效地提高人们出行的效率，并解决汽车尾气带来的污染问题。现代有轨电车作为公共交通工具，具有以下优势：其一，便捷快速。有轨电车相比于现在的公交车辆，不仅在速度上有明显的优势，而且可提高乘客的舒服度，相比于现在公交系统更加快捷方便。其二，成本低。一公里路面电车线所需的投资只是一公里地下铁路的三分之一到二十分之一。相比于地铁来说，无需在地下挖掘隧道，可节省成本。其三，节能环保。有轨电车由于通过电力推动，车辆不会排放废气，是一种无污染的环保交通工具。基于以上的优点，在大城市公共交通系统中，大力发展有轨电车是非常有优势的。然而，现代有轨电车的供电方式并不完美，主要有以下三种供电方式：a、架空线供电方式。目前这种供电方式的技术比较成熟，但是由于架空线的存在，严重影响了整个城市的美观，而且由于高压电线裸露导体的存在，对行人的安全也构成一定的威胁。b、第三轨供电方式。这种供电方式的成本低，但是全线埋地设备受环境的影响很大，且维护不便，维护成本相应较高。c、车载储能装置供电方式。这种供电方式简单可靠，但是由于储能装畳的加入，会使列车体积大、能耗高，难以长距离的运行。由此可见，有轨电车的供电技术是其关键技术之一，对其推广具有重要意义。而无线电能传输技术不仅可以在无电缆连接情况下直接给有轨电车充电，而且频繁使用时无接触磨损，更适合在潮湿的环境中使用，并且可以在有轨电车停靠站时方便的给车载储能装置进行充电从而可减少车载储能装置的体积和重量，因此将有可能成为其充电方式的第一选择。传统的电能传输模式是电源与负载之间通过导体相连进行电能传输的，但随着社会用电设备越来越多用电频率也越来越髙，这种传统供电方式带来的弊端越来越明显，如容易产生插电火花、电线磨损、维护不便、建造费用高等。正是由于这些弊端的存在，推动了新型电能传输模式即无线电能传输技术的产生和发展。无线电能传输技术是在没有电气直接连接和物理直接接触的情况下，实现电能向负载的稳定性传输，使电源和用电设备么间实现完全的电气隔离，具有安全、灵活、可靠等传统电能传输方式不可比拟的优点，目前己经在家电以及工业领域得到了基本的推广和应用。将无线电能传输技术与有轨电车相结合，符合现代城市轨道交通的发展趋势，具有重要的现实意义，且与其他供电方式相比有着其独特的优势：(1)没有裸露的导体存在，感应耦合系统的能量传输不受尘土、污物、水等物质的影响；(2)能量发射与接收部分无直接接触，可以保证电气绝缘；(3)可以在停站或行驶中进行无线电能传输，充电方式灵活多样；(4)无需架空线，对城市景观的负面影响小。因此研究和发展现代有轨电车无线电能传输系统的接收装置有着重要的研究价值和意义。但是现有技术中尚无一种无线充电系统中的新型接收装置。
技术实现思路
本专利技术所解决的技术问题在于提供一种无线充电系统中的新型接收装置。实现本专利技术目的的技术解决方案为：一种无线充电系统中的新型接收装置，包括依次相连的工频电网、原边整流电路、高频逆变电路、发射线圈电路、接收线圈电路、副边整流电路、buck电路和负载控制装置，原边整流电路将工频电网的交流电转化为直流电，直流电经过高频逆变电路形成高频的交流电，高频的交流电进入发射线圈电路，发射线圈电路与接收线圈电路之间形成电磁谐振式无限电能传输电路进行能量的传输，传输到副边的高频交流电经过副边整流电路后得到直流电压，buck电路对接收到的直流电压进行升降压变换得到负载控制信号。本专利技术与现有技术相比，其显著优点为：1)本专利技术采用SS补偿拓扑相比于其他三种补偿拓扑来说最大的特点就是其原边补偿电容不受互感M的影响，在互感值发生变化的时候，此补偿拓扑也依然可以使系统正常工作在谐振点处，可保持系统的高效传输。2)本专利技术的工作频率和耦合线圈之间的互感值是可以人为改变的，而且这两种参数也是影响系统工作状态和稳定性的重要因素。3)本专利技术在传输距离变化时，耦合线圈的互感值变化应尽量大，更有利于系统调节互感值，使系统工作在理想状态。4)本专利技术输出额定功率的前提下，可提升耦合线圈传输效率，保证系统的高效运行。5)本专利技术在降低互感值时可以有效的实现系统输出额定功率。6)本专利技术可以调节输出信号的大小，得到理想的值。正由于该种无线充电系统中的新型接收装置放具有如上优点，将其应用于磁耦合谐振式无线电能传输系统中不仅能够提高前端能量的利用率还能够通过调节频率来解决系统因频率分裂现象而导致输出功率急剧下降的问题。本专利技术设计的无线充电系统中的新型接收装置按照传输方式为磁谐振式无限电能传输，采用谐振，满足传输距离的要求，其后的buck电路可控制输出信号的大小。附图说明图1为无线充电系统中的新型接收装置组成框图。图2为无线充电系统中的新型接收装置原理图。图3为双金属层电感的等效电路。图4为六边形电感。图5为八边行电感。图6为方形电感。图中编号所代表的含义为：1为工频电网，2为原边整流电路，3为高频逆变电路，4为发射线圈电路，5为接收线圈电路，6为副边整流电路，7为buck电路，8为负载控制信号。具体实施方式本专利技术的一种无线充电系统中的新型接收装置，包括依次相连的工频电网1、原边整流电路2、高频逆变电路3、发射线圈电路4、接收线圈电路5、副边整流电路6、buck电路7和负载控制装置8，原边整流电路2将工频电网1的交流电转化为直流电，直流电经过高频逆变电路3形成高频的交流电，高频的交流电进入发射线圈电路4，发射线圈电路4与接收线圈电路5之间形成电磁谐振式无限电能传输电路进行能量的传输，传输到副边的高频交流电经过副边整流电路6后得到直流电压，buck电路7对接收到的直流电压进行升降压变换得到负载控制信号8。所述的原边整流电路2中第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4形成全桥电路，第一电容C1并联在全桥电路侧，Mos管并联在输出口，第一电感L1串联在第一电容C1和Mos管之间，电容C0并联在输出端，第五二极管D5在电容C0和Mos管之间作续流。所述的高频逆变电路3中第一三极管Q1和第六二极管D6、第二三极管Q2和第七二极管D7、第三三极管Q3和第八二极管D8、第四三极管Q4和第九二极管D9两者并联，再形成全桥电路。所述的发射线圈电路4由第四电容C4、第二电感L2、第五电感L5串联构成。所述的接收线圈电路5由第一电阻R1、第二电容C2、第三电感L3串联构成。所述的副边整流电路6由二极管形成桥式电路再并联C3构成。所述的buck电路7由M1和第四电感L4串联在电路中，在M1和第四电感L4之间连第十二极管D10的负端。本专利技术采用SS补偿拓扑相比于其他三种补偿拓扑来说最大的特点就是其原边补偿电容不受互感M的影响，在互感值发生变化的时候，此补偿拓扑也依然可以使系统正常工作在谐振点处，可保持系统的高效传输。下面结合附图对本专利技术作进一步详细描述。1.无线充电系统中的新型接收装置无线充电系统中的新型接收装置有多种不同传输结构，主要差别在于传输原理的不同，本专利技术采用的是使用磁本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无线充电系统中的新型接收装置，其特征在于，包括依次相连的工频电网(1)、原边整流电路(2)、高频逆变电路(3)、发射线圈电路(4)、接收线圈电路(5)、副边整流电路(6)、buck电路(7)和负载控制装置(8)，原边整流电路(2)将工频电网(1)的交流电转化为直流电，直流电经过高频逆变电路(3)形成高频的交流电，高频的交流电进入发射线圈电路(4)，发射线圈电路(4)与接收线圈电路(5)之间形成电磁谐振式无限电能传输电路进行能量的传输，传输到副边的高频交流电经过副边整流电路(6)后得到直流电压，buck电路(7)对接收到的直流电压进行升降压变换得到负载控制信号(8)。

【技术特征摘要】
1.一种无线充电系统中的新型接收装置，其特征在于，包括依次相连的工频电网(1)、原边整流电路(2)、高频逆变电路(3)、发射线圈电路(4)、接收线圈电路(5)、副边整流电路(6)、buck电路(7)和负载控制装置(8)，原边整流电路(2)将工频电网(1)的交流电转化为直流电，直流电经过高频逆变电路(3)形成高频的交流电，高频的交流电进入发射线圈电路(4)，发射线圈电路(4)与接收线圈电路(5)之间形成电磁谐振式无限电能传输电路进行能量的传输，传输到副边的高频交流电经过副边整流电路(6)后得到直流电压，buck电路(7)对接收到的直流电压进行升降压变换得到负载控制信号(8)。2.根据权利要求1所述的无线充电系统中的新型接收装置，其特征在于：所述的原边整流电路(2)中第一二极管(D1)、第二二极管(D2)、第三二极管(D3)、第四二极管(D4)形成全桥电路，第一电容(C1)并联在全桥电路侧，Mos管并联在输出口，第一电感(L1)串联在第一电容(C1)和Mos管之间，电容(C0)并联在输出端，第五二极管(D5)在电容(...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾伟，徐波，云珂，王邦兴，朱莲莉，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32