压控电容和具有压控电容的无线充电系统技术方案

本实用新型专利技术公开了压控电容和具有压控电容的无线充电系统，压控电容具有两个连接端子，在两个所述连接端子之间具有电容本体，所述电容本体包括：甲电容、乙电容以及直流偏置电路；所述直流偏置电路与所述甲电容并联，且二者并联后形成的整体和乙电容串联；所述直流偏置电路包括串联的电压源和电阻；所述电压源的电压值可调；所述乙电容的电容值大于所述甲电容的电容值。通过直流偏置电路中的电压源，输出可调的电压值，使电容本体的整体电容变化，该变化是连续的，实现了通过电压值对电容值的控制，且能够让电容值连续的变化。且能够让电容值连续的变化。且能够让电容值连续的变化。

【技术实现步骤摘要】
压控电容和具有压控电容的无线充电系统


[0001]本技术涉及无线充电领域，尤其涉及压控电容和具有压控电容的无线充电系统。

技术介绍

[0002]无线充电是一种非接触式的能量传输方式，可实现能源的安全、高效利用，特别是采用无线充电的电动汽车可以有效支撑车辆的全程无人化操作，是新能源汽车发展的重要方向。谐振耦合式无线充电系统在理想条件下在较远的传输距离下仍可以保持较高的输出功率和效率。然而，无线充电的实际应用场景充满了变化，如发射线圈和接收线圈之间的空间错位或移动、工作温度的变化、负载变化等等。另外，为了获得最佳的性能，无线充电系统要求谐振网络必须工作在一个精确谐振点，这意味着必须使用高精度的电感和电容来满足这些要求。然而，由于组成材料的特性和当前工艺条件的制约，高精度的元件不仅非常昂贵，甚至在不考虑成本的情况下仍然无法满足要求。以上原因都会使无线充电时谐振点产生漂移，导致充电效率下降，甚至无法充电。所有这些因素，从外部使用环境到内部元件的制约，都成为了无线充电技术实际应用的阻碍。

技术实现思路

[0003]本技术提供一种压控电容，能够连续的对电容值进行调节。
[0004]压控电容，具有两个连接端子，在两个所述连接端子之间具有电容本体，所述电容本体包括：甲电容、乙电容以及直流偏置电路；所述直流偏置电路与所述甲电容并联，且二者并联后形成的整体和乙电容串联；所述直流偏置电路包括串联的电压源和电阻；所述电压源的电压值可调；所述乙电容的电容值大于所述甲电容的电容值。
[0005]优选的，还包括：测量器,连接在两个所述连接端子之间，测量电容本体的电容值；控制器，输入端与所述测量器连接，输出端与所述电压源连接。
[0006]优选的，所述控制器还包括无线信号收发器。
[0007]优选的，所述电阻为可变电阻。
[0008]优选的，所述电阻为可变电阻；所述控制器的输出端还连接所述电阻。
[0009]优选的，所述乙电容的电容值是所述甲电容的电容值的至少2倍。
[0010]具有压控电容的无线充电系统，包括发射端和接收端，所述发射端包括供电电源、逆变器、发射线圈和发射端补偿网络；所述接收端包括：负载、滤波器、整流器、接收线圈和接收端补偿网络；其中，发射端补偿网络和接收端补偿网络分别具有上述的压控电容。
[0011]优选的，所述发射端还包括：发射端采样电路，连接在所述逆变器的输出侧；发射端调节电路，连接所述发射端补偿网络；发射端通信控制器，分别与所述发射端采样电路、发射端调节电路连接；所述接收端还包括：接收端采样电路，连接在所述整流器的输入侧，还连接在所述负载的输入侧；接收端调节电路，连接所述接收端补偿网络；接收端通信控制器，分别与所述接收端采样电路、接收端调节电路连接。
[0012]通过直流偏置电路中的电压源，输出可调的电压值，使电容本体的整体电容变化，该变化是连续的，实现了通过电压值对电容值的控制，且能够让电容值连续的变化。
附图说明
[0013]图1为本技术压控电容的示意图；
[0014]图2为本技术具有压控电容的无线充电系统的结构示意图；
[0015]图3为本技术具有压控电容的无线充电系统的部分电路拓扑图；
[0016]附图标记：
[0017]甲电容X、乙电容Y、电压源V、电阻R、测量器M、电容控制器C、电源11、逆变器12、发射线圈13、发射补偿网络14、发射端采样电路15、发射端调节电路16、发射端通信控制器17、发射端驱动电路18、滤波器21、整流器22、接收线圈23、接收端补偿网络24、接收端采样电路25、接收端调节电路26、接收端通信控制器27、接收端驱动电路28、保护电路29、发射端第一补偿电容141、发射端第二补偿电容142、发射端补偿电感143、接收端第一补偿电容241、接收端第二补偿电容242、接收端补偿电感243、第一开关S1、第二开关S2。
具体实施方式
[0018]下面详细描述本技术的实施例，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，仅用于解释本技术，而不能解释为对本技术的限制。
[0019]本技术公开一种压控电容，如图1所示，具有两个连接端子，图中以字母o和字母n表示，在这两个连接端子之间即为电容本体，该电容本体包括了连个电容和直流偏置电路，这两个电容分别为甲电容X和乙电容Y，并且乙电容Y的电容值大于甲电容X的电容值，在一些优选的实施方式中，乙电容Y的电容值至少是甲电容X的电容值的两倍。甲电容的X的一端连接到一个连接端子，乙电容Y的一端连接到另一个连接端子。
[0020]直流偏置电路与甲电容X并联，并联后的整体和乙电容Y串联。在直流偏置电路中，具有串联的电压源V和电阻R，电压源V的电压值Vc是可以调节的。
[0021]优选的，还包括测量器M,连接在两个所述连接端子之间，测量电容本体的电容值。电容控制器C，输入端与所述测量器M连接，输出端与电压源V连接。电容控制器C用来输出控制信号，以使电压源V的电压值Vc改变，电容控制器C还包括无线信号收发器，在用于无线充电系统中时，电容控制器C通过无线信号收发器同工作中的其他设备通信，以及时的对电压源的电压值Vc进行调节。
[0022]电压值Vc直接影响了加电源X的电容值。随电压值Vc的升高，甲电容X的电容值相应地下降。电压源V的电压值Vc也就是直流偏置电路的电压值，也可称为直流偏置电压Vc。甲电容X的电容值的变化，会让整个电容本体的电容值变化，实现电容整体的电容值随电压源V的电压值Vc变化。
[0023]优选的，甲电容X采用多层陶瓷电容器实现，特别是X7R介质的电容器。由于介电材料是陶瓷材料，这种电容器可以在无线充电的高频率下使用。多层陶瓷电容的电容值可以随直流偏置电路的电压(简称直流偏置电压)的变化而变化的。甲电容X属于对直流偏置敏
感的电容。
[0024]乙电容Y则与甲电容X不同，他是对直流偏置不敏感的电容，其在电路中的作用是隔绝直流流过。电容本体等效于一个补偿电容(容值可调补偿电容)，电容本体的总电容值C是由甲电容X和乙电容Y的串联电容确定，即C＝(Cx+Cy)/(Cx
·
Cy)，Cx是甲电容X的电容值，Cy是乙电容Y的电容值。其中Cy取值远大于Cx，因此补偿电容的总电容值C更接近于Cx。在对于这个补偿电容，由直流偏置电路改变甲电容X两端的直流偏置电压Vc可以获得不同的等效电容值，从而实现通过电压控制连续调节电容值。
[0025]电压源V具有信号接收的入口，他和电容控制器C联通，在一些实施例中，信号接收的入口还可以和其他能够发送控制信号的设备连接，其目的都是为了实现对电压值的调节。
[0026]除此以外，为了有更精准和更大范围的电容调节方式，上述直流偏置电路中的电阻R是可变电阻，其可以同电容控制器C连接，也就是电容控制器C本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种压控电容，具有两个连接端子，在两个所述连接端子之间具有电容本体，其特征在于，所述电容本体包括：甲电容(X)、乙电容(Y)以及直流偏置电路；所述直流偏置电路与所述甲电容(X)并联，且二者并联后形成的整体和乙电容(Y)串联；所述直流偏置电路包括串联的电压源(V)和电阻(R)；所述电压源(V)的电压值可调；所述乙电容(Y)的电容值大于所述甲电容(X)的电容值。2.根据权利要求1所述的压控电容，其特征在于，还包括：测量器(M),连接在两个所述连接端子之间，测量电容本体的电容值；电容控制器(C)，输入端与所述测量器(M)连接，输出端与所述电压源(V)连接。3.根据权利要求2所述的压控电容，其特征在于，所述电容控制器(C)还包括无线信号收发器。4.根据权利要求1所述的压控电容，其特征在于，所述电阻(R)为可变电阻。5.根据权利要求2所述的压控电容，其特征在于，所述电阻(R)为可变电阻；所述电容控制器(C)的输出端还连接所述电阻(R)。6.根据权利要求1所述的压控电容，其特征在于，所述乙电容(Y)的电容值是所述甲电容(X)的电容值的至少2倍。7...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲁国希，
申请(专利权)人：合肥有感科技有限责任公司，
类型：新型
国别省市：