一种多方向无线电能传输系统技术方案

本发明专利技术公开一种多方向无线电能传输系统，其特征在于，包括逆变电路、第一原边谐振电路、第一原边发射线圈、第一副边拾取线圈、第一副边谐振电路、第一整流滤波电路、第二原边谐振电路、第二原边发射线圈、第二副边拾取线圈、第二副边谐振电路和第二整流滤波电路。采用本发明专利技术，在不使用其他方法或设备、元件的基础上减少了交叉耦合对系统的影响，降低了系统设计复杂度，有利于工程应用，并且合理地减小了开关器件的电压电流应力，较单发射

【技术实现步骤摘要】
一种多方向无线电能传输系统


[0001]本专利技术涉及无线供电领域，尤其涉及一种多方向无线电能传输系统。

技术介绍

[0002]无线电能传输技术是一种借助于空间无形软介质(如磁场、电场、激光、微波等)，实现完全电气隔离条件下电能由源设备传递至受电设备的全新电能接入模式。
[0003]但是现有的无线电能传输系统的磁耦合机构以单发射
‑
单接收形式居多，但是通常因为该模式下所造成的系统结构只能满足固定位置固定方向的无线电能传输，而且系统不易于进行扩展、原边发射线圈和副边拾取线圈易受到损坏，只适用于单方向上的电能传输应用场景。

技术实现思路

[0004]本专利技术实施例提供一种多方向无线电能传输系统，实现多方向的多发射多拾无线电能传输，且系统各器件得到充分利用。
[0005]为实现上述目的，本申请实施例的第一方面提供了一种多方向无线电能传输系统，包括逆变电路、第一原边谐振电路、第一原边发射线圈、第一副边拾取线圈、第一副边谐振电路、第一整流滤波电路、第二原边谐振电路、第二原边发射线圈、第二副边拾取线圈、第二副边谐振电路和第二整流滤波电路；
[0006]所述逆变电路的输入端与外部直流电压源相连，所述逆变电路的第一输出端、第二输出端分别与所述第一原边谐振电路的输入端、所述第二原边谐振电路的输入端相连；所述第一原边谐振电路的输出端与所述第一原边发射线圈相连；所述第一副边拾取线圈与所述第一副边谐振电路的输入端相连；所述第一副边谐振电路的输入端与所述第一整流滤波电路的输入端相连；所述第二原边谐振电路的输出端与所述第二原边发射线圈相连；所述第二副边拾取线圈与所述第二副边谐振电路的输入端相连；所述第二副边谐振电路的输入端与所述第二整流滤波电路的输入端相连；
[0007]所述第一原边发射线圈与所述第一副边拾取线圈是相互平行的线圈；所述第二原边发射线圈与所述第二副边拾取线圈是相互平行线圈；所述第一原边发射线圈与所述第二原边发射线圈相互正交；
[0008]所述第一原边发射线圈用于利用接收的高频交流电产生第一高频磁场；所述第一副边拾取线圈用于感应所述第一高频磁场后产生负载用电能；所述第二原边发射线圈用于利用接收的高频交流电产生第一高频磁场；所述第二副边拾取线圈用于感应所述第一高频磁场后产生负载用电能。
[0009]在第一方面的一种可能的实现方式中，所述逆变电路包括四个全控型开关单元；每个全控型开关单元包括一个全控型开关和一个反关联二极管。
[0010]在第一方面的一种可能的实现方式中，所述第一副边拾取线圈和所述第二副边拾取线圈的结构参数由多方向无线电能传输系统的功率要求、所述第一原边发射线圈与所述
第一副边拾取线圈之间的互感系数、所述第二原边发射线圈与所述第二副边拾取线圈之间的互感系数共同决定。
[0011]在第一方面的一种可能的实现方式中，所述第一原边发射线圈、所述第一副边拾取线圈、所述第二原边发射线圈和所述第二副边拾取线圈均包括两个结构相同方型DD线圈；在所述第一原边发射线圈中，或第一副边拾取线圈中，或第二原边发射线圈中，或第二副边拾取线圈中，两个方型DD线圈无缝地叠放于平板式磁芯层。
[0012]在第一方面的一种可能的实现方式中，所述第一原边发射线圈、所述第一副边拾取线圈、所述第二原边发射线圈和所述第二副边拾取线圈均通过利兹线绕制而成。
[0013]在第一方面的一种可能的实现方式中，所述第一原边谐振电路用于将高频交流电加载到所述第一原边发射线圈。
[0014]在第一方面的一种可能的实现方式中，所述第一整流滤波电路用于将负载用电能输出至串接的负载。
[0015]在第一方面的一种可能的实现方式中，所述第二原边谐振电路用于将高频交流电加载到所述第二原边发射线圈。
[0016]在第一方面的一种可能的实现方式中，所述第二整流滤波电路用于将负载用电能输出至串接的负载。
[0017]在第一方面的一种可能的实现方式中，所述逆变电路的第一输出端、第二输出端分别通过第一开关、第二开关与所述第一原边谐振电路的输入端、所述第二原边谐振电路的输入端相连；所述第一开关、第二开关与控制器相连；所述控制器实时检测所述第一整流滤波电路输出端、所述第二整流滤波电路输出端的供电状况。
[0018]相比于现有技术，本专利技术实施例提供的一种多方向无线电能传输系统，处于不同面的第一原边发射线圈、第二原边发射线圈共用逆变电路中同的逆变器，第一原边发射线圈、第二原边发射线圈是相交的，使得无线电能传输系统最大程度地避免减少了交叉耦合的影响，能稳定地实现多方向的多发射多拾无线电能传输；而且由于第一原边发射线圈、第二原边发射线圈共用逆变电路中同的逆变器，大大提高了逆变器利用率。进一步地，第一原边发射线圈、第二原边发射线圈可设置于正反两面，压缩系统所占空间体积。
附图说明
[0019]图1是本专利技术一实施例提供的一种多方向无线电能传输系统的结构示意图；
[0020]图2是本专利技术一实施例考虑中含第一原边发射线圈的磁耦合机构结构示意图；
[0021]图3是本专利技术一实施例考虑中含第二原边发射线圈的磁耦合机构结构示意图；
[0022]图4是本专利技术一实施例考虑中一种多方向无线电能传输系统负载端的传输功率曲线图。
具体实施方式
[0023]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。
[0024]请参见图1，本专利技术一实施例提供一种多方向无线电能传输系统，包括逆变电路、第一原边谐振电路、第一原边发射线圈Q11、第一副边拾取线圈Q12、第一副边谐振电路、第一整流滤波电路、第二原边谐振电路、第二原边发射线圈Q21、第二副边拾取线圈Q22、第二副边谐振电路和第二整流滤波电路。
[0025]所述逆变电路的输入端与外部直流电压源相连，所述逆变电路的第一输出端、第二输出端分别与所述第一原边谐振电路的输入端、所述第二原边谐振电路的输入端相连；所述第一原边谐振电路的输出端与所述第一原边发射线圈Q11相连；所述第一副边拾取线圈Q12与所述第一副边谐振电路的输入端相连；所述第一副边谐振电路的输入端与所述第一整流滤波电路的输入端相连；所述第二原边谐振电路的输出端与所述第二原边发射线圈Q21相连；所述第二副边拾取线圈Q22与所述第二副边谐振电路的输入端相连；所述第二副边谐振电路的输入端与所述第二整流滤波电路的输入端相连。
[0026]所述第一原边发射线圈Q11与所述第一副边拾取线圈Q12是相互平行的线圈；所述第二原边发射线圈Q21与所述第二副边拾取线圈Q22是相互平行线圈；所述第一原边发射线圈Q11与所述第二原边发射线圈Q21相互正交。
[0027]所述第一原边发射线圈Q11用于利用接收的高频交流电产生第一高频磁场；所述第本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多方向无线电能传输系统，其特征在于，包括逆变电路、第一原边谐振电路、第一原边发射线圈、第一副边拾取线圈、第一副边谐振电路、第一整流滤波电路、第二原边谐振电路、第二原边发射线圈、第二副边拾取线圈、第二副边谐振电路和第二整流滤波电路；所述逆变电路的输入端与外部直流电压源相连，所述逆变电路的第一输出端、第二输出端分别与所述第一原边谐振电路的输入端、所述第二原边谐振电路的输入端相连；所述第一原边谐振电路的输出端与所述第一原边发射线圈相连；所述第一副边拾取线圈与所述第一副边谐振电路的输入端相连；所述第一副边谐振电路的输入端与所述第一整流滤波电路的输入端相连；所述第二原边谐振电路的输出端与所述第二原边发射线圈相连；所述第二副边拾取线圈与所述第二副边谐振电路的输入端相连；所述第二副边谐振电路的输入端与所述第二整流滤波电路的输入端相连；所述第一原边发射线圈与所述第一副边拾取线圈是相互平行的线圈；所述第二原边发射线圈与所述第二副边拾取线圈是相互平行线圈；所述第一原边发射线圈与所述第二原边发射线圈相互正交；所述第一原边发射线圈用于利用接收的高频交流电产生第一高频磁场；所述第一副边拾取线圈用于感应所述第一高频磁场后产生负载用电能；所述第二原边发射线圈用于利用接收的高频交流电产生第一高频磁场；所述第二副边拾取线圈用于感应所述第一高频磁场后产生负载用电能。2.如权利要求1所述多方向无线电能传输系统，其特征在于，所述逆变电路包括四个全控型开关单元；每个全控型开关单元包括一个全控型开关和一个反关联二极管。3.如权利要求1所述多方向无线电能传输系统，其特征在于，所述第一副边拾取线圈和所述第二副边拾取线圈的结构参数由多方...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷二涛，金莉，马凯，谭令其，马燕君，李盈，李歆蔚，王晓毛，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：