【技术实现步骤摘要】
：本专利技术属于无线充电，涉及一种基于双侧线圈解耦四通道磁耦合器及其构成的无线充电系统。
技术介绍
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技术介绍
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1、无线电力传输(wireless powertransfer,wpt)由于其安全性、便利性和可靠性成为一种实用且充满前景的充电方式。目前，电动汽车的大功率无线充电设备需求逐渐上升，但由于半导体器件额定功率和车辆安装空间的限制，高功率wpt系统设计仍是一个巨大的挑战。
2、传统的wpt系统只有一个发射器和接收器。因此，为了进一步提高功率传输等级，研究人员提出多通道无线电力传输系统，从而减少功率半导体器件的电压应力，提升系统的传输功率等级。然而多通道磁耦合器之间的交叉耦合极大的阻碍其发展。基于以上问题，本专利技术设计出一种基于双侧线圈解耦四通道磁耦合器及其构成的无线充电系统，通过磁耦合器的结构设计和特殊的放置方式，四通道磁耦合器可实现通道之间的解耦，消除交叉耦合的干扰，简化了系统的参数设计。
技术实现思路
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技术实现思路
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1、本专利技术公开了一种基于双侧线圈解耦四通道磁耦合器及其构成的无线充电系统，拟在解决
技术介绍
中提到的传统wpt系统功率传输等级低、只能提供一条能量传输通道、wpt系统安装空间受限，多通道wpt系统磁耦合器存在交叉耦合干扰等问题。
2、为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案如下：
3、一种基于双侧线圈解耦四通道磁耦合器及其构成的无线充电系统，其特征在于：所述两个发射侧dd线圈水平垂
4、所述发射侧补偿电感lst1、发射侧补偿电感lst3采用dd线圈结构并且水平垂直叠放在两块相邻的铁氧体上；发射侧补偿电感lst2和发射侧补偿电感lst4采用螺线管线圈结构并且分别相互垂直嵌套缠绕在发射侧补偿电感lst1和发射侧补偿电感lst3；所述接收侧补偿电感lsr1、接收侧补偿电感lsr3采用dd线圈结构并且水平垂直叠放在两块相邻的铁氧体上；接收侧补偿电感lsr2和接收侧补偿电感lsr4采用螺线管线圈结构并且分别相互垂直嵌套在接收侧补偿电感lsr1和接收侧补偿电感lsr3；发射侧四个补偿电感之间均没有磁耦合干扰；接收侧四个补偿电感之间均没有磁耦合干扰；
5、所述系统，包括有直流电压源udc、高频逆变器hi(i＝1、2、3、4)、整流器di(i＝1、2、3、4)、发射侧补偿电感lsti(i＝1、2、3、4)、发射侧串联补偿电容csti(i＝1、2、3、4)、发射侧并联补偿电容cpti(i＝1、2、3、4)、接收侧串联补偿电容csri(i＝1、2、3、4)、接收侧并联补偿电容cpri(i＝1、2、3、4)、接收侧补偿电感lsri(i＝1、2、3、4)、发射侧线圈lti(i＝1、2、3、4)、接收侧线圈lri(i＝1、2、3、4)、滤波电容cfi(i＝1、2、3、4)和电池负载rb；高频逆变器hi(i＝1、2、3、4)共用一个直流电压源udc，每个高频逆变器提供发射端所需的高频电流相同；所述的高频逆变器hi(i＝1、2、3、4)输出的一端连接发射侧补偿电感lsti(i＝1、2、3、4)一端，发射侧补偿电感lsti(i＝1、2、3、4)另一端连接发射侧串联补偿电容csti(i＝1、2、3、4)一端和发射侧并联补偿电容cpti(i＝1、2、3、4)一端；发射侧补偿并联电容cpti(i＝1、2、3、4)另一端连接高频逆变器hi(i＝1、2、3、4)输出另一端和发射侧线圈lti(i＝1、2、3、4)一端；发射侧串联补偿电容csti(i＝1、2、3、4)另一端连接发射侧线圈lti(i＝1、2、3、4)另一端形成发射侧回路；接收侧线圈lri(i＝1、2、3、4)一端连接接收侧串联补偿电容csri(i＝1、2、3、4)，接收侧线圈lri(i＝1、2、3、4)另一端连接接收侧并联补偿电容cpri(i＝1、2、3、4)一端和整流器输入di(i＝1、2、3、4)一端，接收侧串联补偿电容csri(i＝1、2、3、4)另一端连接接收侧并联补偿电容cpri(i＝1、2、3、4)另一端和接收侧补偿电感lsri(i＝1、2、3、4)一端，接收侧补偿电感lsri(i＝1、2、3、4)另一端连接整流器di(i＝1、2、3、4)输入另一端构成接收侧回路；所述滤波电容cfi(i＝1、2、3、4)并联连接在整流器di(i＝1、2、3、4)输出两端，所述的整流器d1、整流器d2、整流器d3和整流器d4并联后的输出端连接电池负载rb。
6、本专利技术公开的一种基于双侧线圈解耦四通道磁耦合器及其构成的无线充电系统技术特点和优越性：
7、1.此系统由四个独立的lcc-lcc补偿的恒流型无线充电系统以并联输入、并联输出的方式构成；其中该系统的磁耦合器由发射侧充电盘和接收侧充电盘同轴正对放置构成；其中两个dd线圈水平垂直叠放在两块铁氧体上，两个螺线管线圈分别相互垂直嵌套在两个dd线圈上，构成系统的充电盘；发射侧补偿电感和接收侧补偿电感均采用充电盘结构放置。
8、2.相较于传统的wpt系统，本专利技术的磁耦合器发射侧充电盘四个线圈之间均没有磁耦合干扰，接收侧充电盘四个线圈之间均没有磁耦合干扰，只存在发射侧线圈lt1和接收侧线圈lr1之间磁耦合、发射侧线圈lt2和接收侧线圈lr2之间磁耦合、发射侧线圈lt3和接收侧线圈lr3之间磁耦合、发射侧线圈lt4和接收侧线圈lr4之间磁耦合，形成四条没有磁耦合干扰的能量传输路径，提高了功率传输等级；本专利技术发射侧四个补偿电感之间均没有磁耦合干扰，接收侧四个补偿电感之间均没有磁耦合干扰；特殊结构的磁耦合器和补偿电感在wpt系统中极大程度节省了安装空间。
9、3.相较于传统的wpt系统，本专利技术的一种基于双侧线圈解耦四通道磁耦合器及其构成的无线充电系统有四个独立的能量传输路径，极大的提高了功率传输等级；四个通道之间没有额外的耦合干扰简化了系统的参数的设计。
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1.一种基于双侧线圈解耦四通道磁耦合器及其构成的无线充电系统，其特征在于：所述两个发射侧DD线圈水平垂直叠放在两块相邻的发射侧铁氧体上，两个发射侧螺线管线圈分别相互垂直嵌套缠绕在两个发射侧DD线圈上，构成系统的发射侧充电盘；所述两个接收侧DD线圈水平垂直叠放在两块相邻的接收侧铁氧体上，两个接收侧螺线管线圈分别相互垂直嵌套缠绕在接收侧DD线圈上，构成系统接收侧充电盘；发射侧充电盘和接收侧充电盘同轴正对放置构成双侧线圈解耦四通道磁耦合器；所述四个发射侧线圈之间均没有耦合干扰，所述四个接收侧线圈之间均没有磁耦合干扰，所述发射侧充电盘和接收侧充电盘之间形成四条没有磁耦合干扰的能量传输通道。
2.根据权利要求1所述的一种基于双侧线圈解耦四通道磁耦合器及其构成的无线充电系统，其特征在于：所述发射侧补偿电感Lst1、发射侧补偿电感Lst3采用DD线圈结构并且水平垂直叠放在两块相邻的铁氧体上；发射侧补偿电感Lst2和发射侧补偿电感Lst4采用螺线管线圈结构并且分别相互垂直嵌套缠绕在发射侧补偿电感Lst1和发射侧补偿电感Lst3；所述接收侧补偿电感Lsr1、接收侧补偿电感Lsr3采用D
3.根据权利要求1所述的一种基于双侧线圈解耦四通道磁耦合器及其构成的无线充电系统，其特征在于：包括有直流电压源UDC、高频逆变器Hi(i＝1、2、3、4)、整流器Di(i＝1、2、3、4)、发射侧补偿电感Lsti(i＝1、2、3、4)、发射侧串联补偿电容Csti(i＝1、2、3、4)、发射侧并联补偿电容Cpti(i＝1、2、3、4)、接收侧串联补偿电容Csri(i＝1、2、3、4)、接收侧并联补偿电容Cpri(i＝1、2、3、4)、接收侧补偿电感Lsri(i＝1、2、3、4)、发射侧线圈Lti(i＝1、2、3、4)、接收侧线圈Lri(i＝1、2、3、4)、滤波电容Cfi(i＝1、2、3、4)和电池负载RB；高频逆变器Hi(i＝1、2、3、4)共用一个直流电压源UDC，每个高频逆变器提供发射端所需的高频电流相同；所述的高频逆变器Hi(i＝1、2、3、4)输出的一端连接发射侧补偿电感Lsti(i＝1、2、3、4)一端，发射侧补偿电感Lsti(i＝1、2、3、4)另一端连接发射侧串联补偿电容Csti(i＝1、2、3、4)一端和发射侧并联补偿电容Cpti(i＝1、2、3、4)一端；发射侧补偿并联电容Cpti(i＝1、2、3、4)另一端连接高频逆变器Hi(i＝1、2、3、4)输出另一端和发射侧线圈Lti(i＝1、2、3、4)一端；发射侧串联补偿电容Csti(i＝1、2、3、4)另一端连接发射侧线圈Lti(i＝1、2、3、4)另一端形成发射侧回路；接收侧线圈Lri(i＝1、2、3、4)一端连接接收侧串联补偿电容Csri(i＝1、2、3、4)，接收侧线圈Lri(i＝1、2、3、4)另一端连接接收侧并联补偿电容Cpri(i＝1、2、3、4)一端和整流器输入Di(i＝1、2、3、4)一端，接收侧串联补偿电容Csri(i＝1、2、3、4)另一端连接接收侧并联补偿电容Cpri(i＝1、2、3、4)另一端和接收侧补偿电感Lsri(i＝1、2、3、4)一端，接收侧补偿电感Lsri(i＝1、2、3、4)另一端连接整流器Di(i＝1、2、3、4)输入另一端构成接收侧回路；所述滤波电容Cfi(i＝1、2、3、4)并联连接在整流器Di(i＝1、2、3、4)输出两端，所述的整流器D1、整流器D2、整流器D3和整流器D4并联后输出端连接电池负载RB。
...【技术特征摘要】
1.一种基于双侧线圈解耦四通道磁耦合器及其构成的无线充电系统，其特征在于：所述两个发射侧dd线圈水平垂直叠放在两块相邻的发射侧铁氧体上，两个发射侧螺线管线圈分别相互垂直嵌套缠绕在两个发射侧dd线圈上，构成系统的发射侧充电盘；所述两个接收侧dd线圈水平垂直叠放在两块相邻的接收侧铁氧体上，两个接收侧螺线管线圈分别相互垂直嵌套缠绕在接收侧dd线圈上，构成系统接收侧充电盘；发射侧充电盘和接收侧充电盘同轴正对放置构成双侧线圈解耦四通道磁耦合器；所述四个发射侧线圈之间均没有耦合干扰，所述四个接收侧线圈之间均没有磁耦合干扰，所述发射侧充电盘和接收侧充电盘之间形成四条没有磁耦合干扰的能量传输通道。
2.根据权利要求1所述的一种基于双侧线圈解耦四通道磁耦合器及其构成的无线充电系统，其特征在于：所述发射侧补偿电感lst1、发射侧补偿电感lst3采用dd线圈结构并且水平垂直叠放在两块相邻的铁氧体上；发射侧补偿电感lst2和发射侧补偿电感lst4采用螺线管线圈结构并且分别相互垂直嵌套缠绕在发射侧补偿电感lst1和发射侧补偿电感lst3；所述接收侧补偿电感lsr1、接收侧补偿电感lsr3采用dd线圈结构并且水平垂直叠放在两块相邻的铁氧体上；接收侧补偿电感lsr2和接收侧补偿电感lsr4采用螺线管线圈结构并且分别相互垂直嵌套在接收侧补偿电感lsr1和接收侧补偿电感lsr3；发射侧四个补偿电感之间均没有磁耦合干扰；接收侧四个补偿电感之间均没有磁耦合干扰。
3.根据权利要求1所述的一种基于双侧线圈解耦四通道磁耦合器及其构成的无线充电系统，其特征在于：包括有直流电压源udc、高频逆变器hi(i＝1、2、3、4)、整流器di(i＝1、2、3、4)、发射侧补偿电感lsti(i＝1、2、3、4)、发射侧串联补偿电容csti(i＝1、2、3、4)、发射侧并联补偿电容cpti(i＝1、2、3、4)、接...
【专利技术属性】
技术研发人员：周学斌，刘霜艳，谭永宏，包本刚，王志堂，陈爱武，刘杰，
申请(专利权)人：湖南科技学院，
类型：发明
国别省市：
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