多端口电容式耦合机构及解耦型补偿拓扑的CPT系统技术方案

本发明专利技术提供一种多端口电容式耦合机构及解耦型拓扑的CPT系统，耦合机构包括多个电容耦合单元，每个电容耦合单元均设置有第一发射极板、第二发射极板、第一接收极板和第二接收极板；其中第一发射极板与第一接收极板相对设置，第二发射极板与第二接收极板相对设置，在第一发射极板和第二发射极板上均连接有能量发射电路的接线端子，且二者之间连接有发射端外部电容；在第一接收极板和第二接收极板上均连接有能量接收电路的接线端子，且二者之间连接有接收端外部电容。其效果是：通过对电容耦合单元的数量扩展，可以实现不同功率等级的输出，且配置解耦型拓扑后，还可以消除同侧电容极板之间互容对系统传输效率的影响。极板之间互容对系统传输效率的影响。极板之间互容对系统传输效率的影响。

【技术实现步骤摘要】
多端口电容式耦合机构及解耦型补偿拓扑的CPT系统


[0001]本专利技术涉及无线充电
，尤其涉及一种多端口电容式耦合机构及解耦型补偿拓扑的CPT系统。

技术介绍

[0002]电容式无线电能传输(Capacitive Power Transfer,CPT)是一种新型的无线电能传输技术(Wireless Power Transfer,WPT)，它使用金属板(箔)作为耦合机构，以高频电场作为电能传输介质。CPT技术和感应式电能传输(Inductive Power Transfer,IPT)技术是目前最流行的两种近场WPT技术。CPT 系统的电场耦合机构具有可塑性高、体积小、重量轻等优点。CPT系统的潜在应用场景正在逐渐增加，包括植入生物医学设备、手机、无人机和电机等。
[0003]随着应用的逐渐推广，开发不同功率等级WPT系统的需求逐渐增多。以电动汽车(Electric Vehicle,EV)的无线充电为例，不同的电动汽车，如电动汽车和电动巴士等，所需要的功率等级不同。在现有的电动汽车无线充电标准中， SAE
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多端口电容式耦合机构，其特征在于：包括多个电容耦合单元，每个电容耦合单元均设置有第一发射极板、第二发射极板、第一接收极板和第二接收极板；其中第一发射极板与第一接收极板相对设置，第二发射极板与第二接收极板相对设置，在第一发射极板和第二发射极板上均连接有能量发射电路的接线端子，且二者之间连接有发射端外部电容；在第一接收极板和第二接收极板上均连接有能量接收电路的接线端子，且二者之间连接有接收端外部电容。2.根据权利要求1所述的多端口电容式耦合机构，其特征在于：相邻两个电容耦合单元的发射端设置一条带原边解耦电感L
mi,i+1
的公共通路，所述原边解耦电感L
mi,i+1
的前端连接有原边第i电感L
i
或/和原边第i+1电感L
i+1
，所述原边解耦电感L
mi,i+1
的后端分别连接在相邻两个电容耦合单元的一块发射极板上；相邻两个电容耦合单元的接收端设置一条带副边解耦电感L
mN+i,N+i+1
的公共通路，所述副边解耦电感L
mN+i,N+i+1
的前端分别连接在相邻两个电容耦合单元的一块接收极板上，所述副边解耦电感L
mN+i,N+i+1
的后端连接有副边第i电感L
N+i
或/和副边第i+1电感L
N+i+1
，其中N表示电容耦合单元，i的取值范围为1～N
‑
1。3.根据权利要求2所述的多端口电容式耦合机构，其特征在于：第一个电容耦合单元的发射端配置有第一逆变电源模块，且原边第一电感L1、第一发射端外部电容C
e1
、以及原边第一公共通路中的原边解耦电感L
m1,2
依次串联在第一逆变电源模块的输出端口上；在第一个电容耦合单元的接收端配置有第一整流模块，且副边第一电感L
N+1
、第一接收端外部电容C
eN+1
、以及副边第一公共通路中副边解耦电感L
mN+1,N+2
依次串联在第一整流模块的输入端口上。4.根据权利要求3所述的多端口电容式耦合机构，其特征在于：当i＝2～N
‑
1时，第i个电容耦合单元的发射端配置有第i逆变电源模块，且原边第i电感L
i
、原边第i
‑
1公共通路中的原边解耦电感L
mi
‑
1,i
、第i发射端外部电容C
ei
、以及原边第i公共通路中的原边解耦电感L
mi,i+1
依次串联在第i逆变电源模块的输出端口上；在第i个电容耦合单元的接收端配置有第i整流模块，且副边第i电感L
N+i
、副边第i
‑
1公共通路中副边解耦电感L
mN+i
‑
1,N+i
、第i接收端外部电容C
eN+i
、以及副边第i公共通路中副边解耦电感L
mN+i,N+i+1
依次串联在第i整流模块的输入端口上。5...

【专利技术属性】
技术研发人员：周玮，高侨，唐丁源，麦瑞坤，何正友，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：