一种用于LCC-S无线电能传输系统的电力变换电路技术方案

本发明专利技术公开了一种用于LCC‑S无线电能传输系统的电力变换电路，包括高频逆变电路、发射端谐振电路、接收端谐振电路和接收端电力变化电路；高频逆变电路与直流电源连接，接收端谐振电路与负载连接，接收端电力变化电路包括开关管S1、开关管S2、开关管S3、开关管S4和滤波电容C2；当接收端谐振电路产生的电流为正，开关管S1、开关管S2、开关管S4和滤波电容C2构成升压电路；当接收端谐振电路产生的电流为负，开关管S1、开关管S2、开关管S3和滤波电容C2构成升压电路。本电路改变了接收端电力变换电路的拓扑结构，减少了器件数量；选用GaNFET作为高频开关器件，极大降低了高频器件的开关损耗和反向恢复损耗；采用同步整流技术，进一步降低了器件的导通损耗。

A power conversion circuit for lcc-s radio power transmission system

【技术实现步骤摘要】
一种用于LCC-S无线电能传输系统的电力变换电路
本专利技术属于无线电能传输
，具体涉及一种用于LCC-S无线电能传输系统的电力变换电路。
技术介绍
无线电能传输是一种不需要电气连接进行电能传输的技术，能够客服传统有线输电技术在使用中面临的问题，例如可以避免因连接线外露可能造成的绝缘老化、接触不良，提高了输电的安全性。在电动汽车领域，有着良好的应用前景，能够使电动汽车充电更灵活、更方便，尤其使动态无线电能传输技术，有助于解决续航里程焦虑等问题。LCC-S谐振补偿拓扑，是磁耦合谐振式无线电能传输补偿拓扑的一种，在输入端电压幅值恒定的前提下，该拓扑具有接收端交流电压幅值恒定的特点，即接收端可以空载，有利于控制系统对后端电路进行控制。在传统的无线电能传输系统中，通常采用二极管不控整流和直流斩波电路构成接收端电力变换电路，该电路控制简单，但器件数量较多，电动汽车无线充电等高频大功率场合损耗较大，不利于无线电能传输技术的推广。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种用于LCC-S无线电能传输系统的接收端电力变换电路，将接收端电压转换为稳定的直流电压，能够有效提升接收端传输效率。为实现上述技术目的，本专利技术采取的技术方案为：一种用于LCC-S无线电能传输系统的电力变换电路，其中：包括依次连接的高频逆变电路、发射端谐振电路、接收端谐振电路和接收端电力变化电路；所述高频逆变电路与直流电源连接，所述接收端谐振电路与负载连接，所述接收端电力变化电路包括开关管S1、开关管S2、开关管S3、开关管S4和滤波电容C2；当接收端谐振电路产生的电流为正时，所述开关管S1、开关管S2、开关管S4和滤波电容C2构成升压电路；当接收端谐振电路产生的电流为负时，所述开关管S1、开关管S2、开关管S3和滤波电容C2构成升压电路。为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：上述的发射端谐振电路包括补偿电感L0、发射线圈LT、补偿电容C1、补偿电容CT，所述补偿电感L0、补偿电容CT、发射线圈LT串联，所述补偿电容C1与发射线圈LT并联。上述的接收端谐振电路产生交变电压，该接收端谐振电路包括接收线圈LR、补偿电容CR，所述接收线圈LR、补偿电容CR串联。上述的开关管S1和开关管S2的开关频率高于接收线圈LR的电流频率。上述的开关管S3和开关管S4的开关频率与接收线圈LR的电流频率相同。上述的开关管S1、开关管S2、开关管S3和开关管S4处于反向导通工作状态时，采用同步整流技术。本专利技术的有益效果：本专利技术一种用于LCC-S无线电能传输系统的电力变换电路，改变了接收端电力变换电路的拓扑结构，减少了器件数量；通过开关管S1、开关管S2、开关管S3、开关管S4和滤波电容C2构成两个不同电流的升压电路，同时选用GaNFET作为高频开关器件，极大的降低了高频器件的开关损耗和反向恢复损耗；采用同步整流技术，进一步降低了器件的导通损耗。附图说明图1是本专利技术所述的LCC-S无线电能传输系统电路框图；图2是本专利技术所述的用于LCC-S无线电能传输系统的接收端电力变换电路原理图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的实施例作进一步详细描述。如图1所示，本专利技术为一种用于LCC-S无线电能传输系统的电力变换电路，其中：包括依次连接的高频逆变电路、发射端谐振电路、接收端谐振电路和接收端电力变化电路；所述高频逆变电路与直流电源连接，所述接收端谐振电路与负载连接，所述接收端电力变化电路包括开关管S1、开关管S2、开关管S3、开关管S4和滤波电容C2；当接收端谐振电路产生的电流为正时，所述开关管S1、开关管S2、开关管S4和滤波电容C2构成升压电路；当接收端谐振电路产生的电流为负时，所述开关管S1、开关管S2、开关管S3和滤波电容C2构成升压电路。其中，发射端谐振电路包括补偿电感L0、发射线圈LT、补偿电容C1、补偿电容CT，所述补偿电感L0、补偿电容CT、发射线圈LT串联，所述补偿电容C1与发射线圈LT并联；接收端谐振电路产生交变电压，该接收端谐振电路包括接收线圈LR、补偿电容cR，所述接收线圈LR、补偿电容CR串联；开关管S1和开关管S2的开关频率高于接收线圈LR的电流频率；开关管S3和开关管S4的开关频率与接收线圈LR的电流频率相同；开关管S1、开关管S2、开关管S3和开关管S4处于反向导通工作状态时，采用同步整流技术；开关管S1和开关管S2采用GaNFET系列型号，所述开关管S3和开关管S4采用SiMOSFET系列型号。所述电力变换电路工作方式如下：当接收线圈电流is为正，由开关管S1、S2、S4构成升压电路，其中开关管S2作主开关管，S1、S4采用同步整流工作模式，S3截止；当接收线圈电流is为负，由开关管S1、S2、S3构成升压电路，其中开关管S1作为主开关管，S2、S3采用同步整流工作模式，S4截止。所述电力变换电路输出电压与输入电压满足如下关系：其中，uin为输入电压平均值，Uout为输出电压平均值，d1为开关管S1的导通占空比，d2为开关管S2的导通占空比。以上仅是本专利技术的优选实施方式，本专利技术的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本专利技术思路下的技术方案均属于本专利技术的保护范围。应当指出，对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术原理前提下的若干改进和润饰，应视为本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于LCC-S无线电能传输系统的电力变换电路，其特征在于：包括依次连接的高频逆变电路、发射端谐振电路、接收端谐振电路和接收端电力变化电路；所述高频逆变电路与直流电源连接，所述接收端谐振电路与负载连接，所述接收端电力变化电路包括开关管S1、开关管S2、开关管S3、开关管S4和滤波电容C2；当接收端谐振电路产生的电流为正时，所述开关管S1、开关管S2、开关管S4和滤波电容C2构成升压电路；当接收端谐振电路产生的电流为负时，所述开关管S1、开关管S2、开关管S3和滤波电容C2构成升压电路。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于LCC-S无线电能传输系统的电力变换电路，其特征在于：包括依次连接的高频逆变电路、发射端谐振电路、接收端谐振电路和接收端电力变化电路；所述高频逆变电路与直流电源连接，所述接收端谐振电路与负载连接，所述接收端电力变化电路包括开关管S1、开关管S2、开关管S3、开关管S4和滤波电容C2；当接收端谐振电路产生的电流为正时，所述开关管S1、开关管S2、开关管S4和滤波电容C2构成升压电路；当接收端谐振电路产生的电流为负时，所述开关管S1、开关管S2、开关管S3和滤波电容C2构成升压电路。


2.根据权利要求1所述的一种用于LCC-S无线电能传输系统的电力变换电路，其特征在于：所述发射端谐振电路包括补偿电感L0、发射线圈LT、补偿电容C1、补偿电容CT，所述补偿电感L0、补偿电容CT、发射线圈LT串联，所述补偿电容C1与发射线圈LT并联。


3.根据权利要求1所述的一种用于LCC-S无线电能传输系统的电力变换电路，其特征在于：所...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘志新，杨晓梅，王成亮，徐妍，费益军，彭涛，胡鹏，刘玙，谭林林，李昊泽，黄学良，
申请(专利权)人：江苏方天电力技术有限公司，东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32