无线电能传输的补偿网络和无线电能传输系统技术方案

本发明专利技术公开了一种无线电能传输的补偿网络和无线电能传输系统，补偿网络包括多个元件组，元件组包括电容或电感中的至少一个；元件组至少具有四个，每个元件组均具有输入端和输出端；第一元件组的输入端和第三元件组的输入端连接；第一元件组的输出端和第四元件组的输入端连接，并形成第一连接点，第一连接点用于连接功率线圈的一端；第二元件组的输入端和第三元件组的输出端连接，并形成第二连接点，第二连接点用于连接功率线圈的另一端；第二元件组的输出端和第四元件组的输出端连接。本发明专利技术能有效提高无线充电效率；可以根据设计目标，如最小体积重量或者最低成本等来合理选取元件，能够优化设计，降低制造成本或者减小体积重量。

【技术实现步骤摘要】
无线电能传输的补偿网络和无线电能传输系统
本专利技术涉及无线充电领域，尤其涉及无线电能传输的补偿网络和无线电能传输系统。
技术介绍
无线能量传输，将电能以非接触的方式进行传输，无论是给手机等电子设备充电的小功率产品，还是给电动汽车充电的大功率产品，都日益丰富。这种无线的充电方式，能够消除导线裸露、磨损等问题，安全性和灵活性都有提高。目前存在的无线能量传输方式可以大体分为两种，一种是磁场耦合式无线电能传输系统（MF-WPT，MagneticField-WirelessPowerTransmission），以线圈作为耦合器件，以磁场作为无线能量传输的物理基础。另有一种是电场耦合式无线电能传输系统（EC-WPT，ElectricFieldCoupled-WirelessPowerTransmission），以电场作为无线能量传输物理基础。以使用磁场耦合式无线电能传输系统的电动汽车无线充电为例，一般是通过发射端的发射线圈以及接收端的车载线圈，实现电能传输。在发射线圈和接收线圈之间，具有气隙，存在漏感，系统整体的传输效率低。
技术实现思路
本专利技术提供一种无线电能传输的补偿网络以及无线电能传输系统，能够提高无线充电的传输效率。本专利技术的无线电能传输的补偿网络，包括多个元件组，所述元件组包括电容或电感中的至少一个；所述元件组至少具有四个，分别为第一元件组、第二元件组、第三元件组和第四元件组，且每个所述元件组均具有输入端和输出端；所述第一元件组的输入端和所述第三元件组的输入端连接；所述第一元件组的输出端和所述第四元件组的输入端连接，并形成第一连接点，所述第一连接点用于连接功率线圈的一端；所述第二元件组的输入端和所述第三元件组的输出端连接，并形成第二连接点，所述第二连接点用于连接功率线圈的另一端；所述第二元件组的输出端和所述第四元件组的输出端连接。优选的，所述第一元件组具有第一电抗值A；所述第二元件组具有第二电抗值B；所述第三元件组具有第三电抗值C；所述第四元件组具有第四电抗值D；所述功率线圈具有线圈电抗值L；且至少同时满足：L(A+B+C+D)+(A+C)(D+B)=0和AB≠CD两个关系式。优选的，所述第一电抗值A等于所述第二电抗值B；所述第三电抗值C等于所述第四电抗值D。优选的，所述第一元件组、所述第二元件组、所述第三元件组和第四元件组均为电容。优选的，还包括第五元件组，连接在所述第一连接点和所述第二连接点之间，用于和所述功率线圈串联。优选的，所述第五元件组和所述功率线圈串联后，具有联合电抗U，从而至少同时满足：U(A+B+C+D)+(A+C)(D+B)=0和AB≠CD两个关系式。优选的，还包括第六元件组，所述第六元件组的输出端连接所述第一元件组的输入端和所述第三元件组的输入端；所述第六元件组具有第六电抗值F，所述第六电抗值F与线圈电抗值L相等。优选的，还包括第六元件组，所述第六元件组的输出端连接所述第一元件组的输入端和所述第三元件组的输入端；所述第六元件组具有第六电抗值F，所述第六电抗值F与所述联合电抗U相等。本专利技术还提供一种无线电能传输系统，具有发射端和接收端，所述发射端包括：功率发射线圈；上述的无线电能传输的补偿网络；依次连接的电源、整流器和逆变器，所述逆变器连接所述补偿网络；所述功率发射线圈作为功率线圈的一种，连接在所述第一连接点和所述第二连接点之间。优选的，所述接收端包括：依次连接的功率接收线圈；上述的无线电能传输的补偿网络；接收端整流器和负载；其中，所述功率接收线圈作为功率线圈的一种，连接在所述第一连接点和所述第二连接点之间。本专利技术的无线电能传输的补偿网络能够有效的提高无线充电时充电效率，并且，每个元件组均为电容或电感中的至少一个，可以根据设计目标，比如最小体积重量或者最低成本等来合理选取元件，因此能够优化设计，降低制造成本或者减小体积重量等。附图说明图1为本专利技术无线电能传输的补偿网络一种实施例的示意图。图2为本专利技术无线电能传输的补偿网络另一种实施例的示意图。图3为本专利技术无线电能传输的补偿网络另再种实施例的示意图。图4为对应图1的结构示意图。图5为对应图3的结构示意图。图6为现有技术中LCC补偿网络结构示意图。图7为本专利技术无线电能传输系统中发射端结构示意图。图8为本专利技术无线电能传输系统中接收端结构示意图。附图标记：本申请：补偿网络1、负载3、接收端整流器4、电源5、整流器6、逆变器7、功率线圈8、第一元件组11、第二元件组12、第三元件组13、第四元件组14、第五元件组15、第六元件组16、功率发射线圈81、功率接收线圈82、第一连接点X、第二连接点Y；现有技术：线圈1’、第一电容2’、第二电容3’、电感4’。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能解释为对本专利技术的限制。本专利技术公开一种无线电能传输的补偿网络1，补偿网络包括多个元件组，每个元件组包括电容或者电感中的至少一个。也就是说，每个元件组可以是一个电容、或者是一个电感、也可以是多个电容、也可以是多个电感、还可以是电容和电感的组合。需要注意，多个电容可以组合成一个电容，为了区分，可以分为电容和电容单元，电容由多个电容单元组成。本文提到的电容，更多的是指代由多个电容单元组合后的电容。在图1到图5，以及图7和图8中，虚线框出的部分属于本申请的补偿网络1的主体部分，在虚线框外，可能包括了连接线、其他与补偿网络1连接的设备或结构。功率线圈8是和该补偿网络1连接的结构，可以不属于补偿网络1的一部分。参见图1，上述的元件组，至少具有四个——第一元件组11、第二元件组12、第三元件组13和第四元件组14，且每个元件组均具有输入端和输出端。需要注意，这里提及的“输入端”和“输出端”是为了对连接的端口进行区分，并不是限制其导电方向。例如我们还能够以“第一端”和“第二端”区分或者直接以“一端”、“另一端”区分。结合上述，元件组是电容和电感的组合，其并不像二极管具有单向导电性，因此不能将“输入端”和“输出端”与二极管的单向导电性混淆。例如在电动汽车的无线充电中，使用交流电工作时，本申请的元件组，并不会因为电流方向的改变，导致无法正常工作。下面说明这至少四个元件组的连接关系。第一元件组11的输入端和第三元件组13的输入端连接；第一元件组11的输出端和第四元件组14的输入端连接，并形成第一连接点X，第一连接点X用于连接功率线圈8的一端；第二元件组12的输入端和第三元件组13的输出端连接，并形成第二连接点Y，第二连接点Y用于连接功率线圈8的另一端；第二元件组12的输出端和第四元件组14的输出端连接。从上描述可以知晓，第一连接点X和第二连接点Y能够用来连接功率线圈8。但是需要注本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无线电能传输的补偿网络，其特征在于，/n所述补偿网络（1）包括多个元件组，所述元件组包括电容或电感中的至少一个；/n所述元件组至少具有四个，分别为第一元件组（11）、第二元件组（12）、第三元件组（13）和第四元件组（14），且每个所述元件组均具有输入端和输出端；/n所述第一元件组（11）的输入端和所述第三元件组（13）的输入端连接；/n所述第一元件组（11）的输出端和所述第四元件组（14）的输入端连接，并形成第一连接点（X），所述第一连接点（X）用于连接功率线圈（8）的一端；/n所述第二元件组（12）的输入端和所述第三元件组（13）的输出端连接，并形成第二连接点（Y），所述第二连接点（Y）用于连接功率线圈（8）的另一端；/n所述第二元件组（12）的输出端和所述第四元件组（14）的输出端连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种无线电能传输的补偿网络，其特征在于，
所述补偿网络（1）包括多个元件组，所述元件组包括电容或电感中的至少一个；
所述元件组至少具有四个，分别为第一元件组（11）、第二元件组（12）、第三元件组（13）和第四元件组（14），且每个所述元件组均具有输入端和输出端；
所述第一元件组（11）的输入端和所述第三元件组（13）的输入端连接；
所述第一元件组（11）的输出端和所述第四元件组（14）的输入端连接，并形成第一连接点（X），所述第一连接点（X）用于连接功率线圈（8）的一端；
所述第二元件组（12）的输入端和所述第三元件组（13）的输出端连接，并形成第二连接点（Y），所述第二连接点（Y）用于连接功率线圈（8）的另一端；
所述第二元件组（12）的输出端和所述第四元件组（14）的输出端连接。


2.根据权利要求1所述的无线电能传输的补偿网络，其特征在于，
所述第一元件组（11）具有第一电抗值A；
所述第二元件组（12）具有第二电抗值B；
所述第三元件组（13）具有第三电抗值C；
所述第四元件组（14）具有第四电抗值D；
所述功率线圈（8）具有线圈电抗值L；
且至少同时满足：L(A+B+C+D)+(A+C)(D+B)=0和AB≠CD两个关系式。


3.根据权利要求2所述的无线电能传输的补偿网络，其特征在于，
所述第一电抗值A等于所述第二电抗值B；
所述第三电抗值C等于所述第四电抗值D。


4.根据权利要求1所述的无线电能传输的补偿网络，其特征在于，
所述第一元件组（11）、所述第二元件组（12）、所述第三元件组（13）和第四元件组（14）均为电容。


5.根据权利要求1所述的无线电能传输的补偿网络，其特征在于，
还包括第五元件组（15），连接在所述第一连接点（X）和所述第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：贺凡波，葛俊杰，马俊超，舒文彬，王哲，陆钧，
申请(专利权)人：北京有感科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京;11