磁共振充电系统技术方案

本发明专利技术涉及一种磁共振充电系统，其包括电压源(1)和逆变器(2)，所述逆变器(2)包括并联LC逆变器共振电路(3)和至少一个充电板(4)，其特征在于，所述逆变器共振电路(3)包括与所述至少一个充电板(4)的初级绕组(33)并联连接的电容器(32)，并且所述逆变器(2)进一步包括：

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】磁共振充电系统
[0001]本专利技术属于电力存储的领域。本专利技术涉及一种用于通过磁共振对蓄电池、可再充电电池或电池进行充电的系统。
[0002]被设计成通过磁共振来传输能量的现有系统通常包括初级共振电路，其能够将磁流传输到次级共振电路。初级共振电路由电感器和电容器组成，电感器和电容器可串联或并联连接。这被称为串联或并联LC电路。
[0003]串联LC电路常常用于例如对例如自行车、小型摩托车或汽车的电动车辆进行磁共振充电。包括串联LC共振电路的充电系统具有制造简单且因此廉价的优点。实际上，跨LC串联电路的电气负载对其共振频率没有影响。因此足够的是向串联LC电路供应处于相同频率的正弦电压源以使其工作。然而，LC串联电路具有许多缺点。其使高电压出现在线圈和电容器处，这造成了设计问题。另外，串联LC系统在共振电路中在约60A至80A的恒定RMS电流下操作，这产生了更多损失。在温度变化大的情况下，串联LC电路的共振频率可开始变化，从而引起相对于电压源的频移且因此引起效率损失。这对于必须在冬季和夏季时操作的室外系统特别成问题。最后，串联LC电路需要次级共振电路上的充电调节器以捕获恒定磁流，这增加了复杂性和成本。
[0004]另一方面，由于许多阻碍，并联LC电路通常不用于磁共振充电。并联共振电路必须由电流源供电，这复杂且昂贵。另外，跨并联LC电路的电荷影响其共振频率，从而使具有此类LC电路的充电系统的设计和制造更复杂且昂贵。最后，并联LC共振电路一次可仅给一个次级共振电路供电。
[0005]本专利技术的目标是提供一种具有改进性能的低成本磁共振充电系统。
[0006]本专利技术的目标是通过提供自振荡并联LC初级共振电路充电系统来符合以上目标的至少部分。为此目的，本专利技术提出一种磁共振充电系统，其包括电压源(1)和逆变器(2)，所述逆变器(2)包括并联LC逆变器共振电路(3)和至少一个充电板(4)，其特征在于，所述逆变器共振电路(3)包括并联连接到所述至少一个充电板(4)的初级绕组(33)的电容器(32)，并且所述逆变器进一步包括：
[0007]‑
测量构件，其用于测量跨所述逆变器共振电路的瞬时电压，
[0008]‑
移相器，其连接到所述测量构件，
[0009]‑
激励构件，其连接到所述移相器，能够在由所述测量构件观测的每个循环期间将来自所述电压源的能量注入到所述逆变器共振电路中，其中相移由所述移相器指示。
[0010]归功于这些布置，共振电路可以其自然频率自动地共振，其为自振荡电路。这改进了充电系统的效率。
[0011]根据其它特征：
[0012]‑
所述激励构件可包括：
[0013]‑
槽电感器，其连接在所述电压源和所述逆变器共振电路的第一端子之间，
[0014]‑
充电二极管，其阳极连接到所述逆变器共振电路的第二端子，
[0015]‑
充电晶体管，其漏极连接到所述充电二极管的阴极，源极连接到输出端子，并且栅极连接到驱动构件，
[0016]‑
放电二极管，其阳极连接到所述逆变器共振电路的所述第一端子，
[0017]‑
放电晶体管，其漏极连接到所述放电二极管的阴极，源极连接到输出端子，并且栅极连接到所述驱动构件，
[0018]‑
所述驱动构件连接到所述移相器，并且能够在由所述测量构件观测的每个循环期间，将所述充电晶体管设置为截止模式并将所述放电晶体管设置为饱和模式，接着将所述充电晶体管设置为饱和模式并将所述放电晶体管设置为截止模式，其中相移由所述移相器指示，
[0019]其为本专利技术的简单、廉价且高效的实施例，
[0020]‑
所述电压源可以20kHz和200kHz之间的频率递送在0V和可调整的最大电压之间变化的电压，例如在24V和600V之间，这使得有可能给大多数类型的电池、可再充电电池和蓄电池供电，
[0021]‑
所述测量构件可包括变压器，其为简单、廉价且高效的实施例，
[0022]‑
所述初级绕组可包括至少两个电线，所述至少两个电线并联连接且在其长度的至少50％上彼此隔开至少1mm，这使得有可能获得类似于横截面大得多的单个电缆的效率；这因此是简单、廉价且高效的实施例，
[0023]‑
所述电压源可由电源生成，所述电源能够将例如处于220V的电压和50Hz的频率的交流电源转换为电压源，所述电压源递送在0V和可调整的最大电压之间变化的电压，例如在24V和600V之间，这允许例如使用家用配电网络，
[0024]‑
所述电源可包括滤波电容器，所述滤波电容器具有例如在0.1μF和10μF之间的电容，从而使得有可能在所述电压源中产生处于所述交流电源的所述频率的两倍的功率振荡，这使得有可能从同一个电源给若干逆变器供电，第二逆变器的启动能够在第一逆变器的充电期间在低功率下通过时实行，
[0025]‑
所述逆变器可包括微控制器，所述微控制器能够与所述电源通信并给出用于启动或停止所述逆变器的命令，这为本专利技术的简单且有效的实施例，
[0026]‑
根据本专利技术的充电系统可包括充电调节器，所述充电调节器能够与所述电源通信并向其发送充电电流请求，这使得有可能优化由所述电源发送到要充电的电池、蓄电池或可再充电电池的功率。
[0027]本专利技术还涉及一种操作根据本专利技术的充电系统的方法，其包括以下步骤：
[0028]‑
用所述电源给第一逆变器2供电，
[0029]‑
对由所述电源第二逆变器2的所述供电进行排序，
[0030]‑
计算所述第一逆变器2处的功率，
[0031]‑
当所述功率经历例如小于0.1
×
所述功率的最大值的低值时，开始给所述第二逆变器供电。
[0032]归功于这些规定，单个电源可给若干逆变器供电，第二逆变器的启动能够在第一逆变器的充电期间在低功率下通过时实行，这使得有可能在满功率时启动所述逆变器，同时避免破坏所述第二逆变器的组件的风险。
[0033]参看附图从下文的详细描述中将更好地理解本专利技术，在附图中：
[0034][图1]是根据本专利技术的充电系统的优选实施例的示意图。
[0035][图2]是根据本专利技术的充电系统的逆变器的共振电路绕组的优选实施例的示意
图。
[0036][图3]是根据本专利技术的充电系统的电源的优选实施例的示意图。
[0037][图4]是根据本专利技术的充电系统的充电调节器的优选实施例的示意图。
[0038]根据本专利技术的充电系统，其优选实施例展示在图1中，包括电压源1和逆变器2，所述逆变器包括并联LC逆变器共振电路3，所述并联LC逆变器共振电路包括至少一个充电板4。充电板4包括初级绕组33，其能够生成用于将能量传送到例如位于可移动物体上的电池的磁场。初级绕组33并联连接到电容器32以形成所述逆变器共振电路3。
[0039本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种磁共振充电系统，其包括电压源(1)和逆变器(2)，所述逆变器(2)包括并联LC逆变器共振电路(3)和至少一个充电板(4)，其特征在于，所述逆变器共振电路(3)包括并联连接到所述至少一个充电板(4)的初级绕组(33)的电容器(32)，并且所述逆变器(2)进一步包括：
‑
测量构件(5)，其用于测量跨所述逆变器共振电路(3)的瞬时电压，
‑
移相器(6)，其连接到所述测量构件(5)，
‑
激励构件(7)，其连接到所述移相器(6)，能够在由所述测量构件(5)观测的每个循环时将来自所述电压源(1)的能量注入到所述逆变器共振电路(3)中，其中相移由所述移相器(6)指示，所述相移是相对于跨所述逆变器共振电路(3)测量的所述电压的零交叉的时间延迟或提前。2.根据前一权利要求所述的充电系统，其中所述激励构件包括：
‑
槽电感器(8)，其连接在所述电压源(1)和所述逆变器共振电路(3)的第一端子(14)之间，
‑
充电二极管(9)，其阳极连接到所述逆变器共振电路(3)的第二端子(15)，
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充电晶体管(10)，其漏极连接到所述充电二极管(9)的阴极，源极连接到输出端子(16)，并且栅极连接到驱动构件(13)，
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放电二极管(11)，其阳极连接到所述逆变器共振电路(3)的所述第一端子(14)，
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放电晶体管(12)，其漏极连接到所述放电二极管(11)的阴极，源极连接到输出端子(16)，并且栅极连接到所述驱动构件(13)，
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所述驱动构件(13)连接到所述移相器(6)，并且能够在由所述测量构件(6)观测的每个循环期间，将所述充电晶体管(10)设置为截止模式并将所述放电晶体管(12)设置为饱和模式，接着将所述充电晶体管(10)设置为饱和模式并将所述放电晶体管(12)设置为截止...

【专利技术属性】
技术研发人员：S，
申请(专利权)人：TESC创新公司，
类型：发明
国别省市：