【技术实现步骤摘要】
本申请涉及电力电子，尤其涉及一种无线电能传输电路和电能传输设备。
技术介绍
1、无线电能传输技术是一种新型的电能传输方法，它通过电磁效应或能量交换，实现电能从电源无电气接触地传输到负载，与传统的有线传输方式相比，它具有安全可靠的优点，特别适用于一些特殊的应用场合，近年来已广泛应用于医疗植入式设备、电子消费产品、电动汽车充电等领域。虽然传统谐振式无线电能传输技术的传输距离要高于感应式无线电能传输技术的传输距离，但传统谐振式无线电能传输技术仍存在频率分裂、近距离输出功率不稳定等问题，这些问题限制了无线电能传输技术的进一步应用。所以，亟需一种既能传输更远距离，又不存在频率分裂、近距离输出功率不稳定等问题的无线电能传输电路。
技术实现思路
1、鉴于上述问题，本申请提出一种无线电能传输电路和电能传输设备。
2、本申请实施例提出一种无线电能传输电路，包括：发射电路、接收电路和逆变器；其中，所述发射电路和所述接收电路均包括电感；
3、所述逆变器用于将接入的直流电压信号转换为交流电压信号，并将所述交流电压信号传输至所述发射电路；所述发射电路将所述交流电压信号转换成谐振电压，并利用磁场耦合将所述谐振电压传输至所述接收电路，以为所述接收电路连接的负载供电。
4、进一步地，在上述的无线电能传输电路中，所述发射电路包括依次串联的第一电容、第一电感和第一线圈，以构成发射谐振回路；所述接收电路包括依次串联的第二电容、第二电感和第二线圈，以构成接收谐振回路；
5、
6、进一步地，在上述的无线电能传输电路中，所述接收谐振回路的谐振参数与所述发射谐振回路的谐振参数相同。
7、进一步地，在上述的无线电能传输电路中，所述发射电路的第一谐振角频率ω1、所述接收电路中的第二谐振角频率ω2和所述逆变器的第三逆变角频率ω3相等。
8、进一步地，在上述的无线电能传输电路中，所述第一电容和所述第二电容相等，且所述第一电容满足公式：
9、
10、其中，lq1为所述第一线圈的电感值，l1为所述第一电感的电感值；
11、所述第二电容满足公式：
12、
13、其中，lq2为所述第二线圈的电感值，l2为所述第二电感的电感值。
14、进一步地，在上述的无线电能传输电路中，还包括控制模块；
15、所述控制模块基于接入的直流电压源的激励负电阻、所述发射电路的损耗和所述接收电路的损耗，控制所述逆变器以使得整个无线电能传输电路处于pt对称状态。
16、进一步地，在上述的无线电能传输电路中，所述直流电压源的激励负电阻基于所述逆变器输出的电流有效值和所述直流电压源的电压值计算得到；所述发射电路的损耗基于所述第一线圈的电感值、所述第一电感的电感值和所述第一线圈和所述第一电感的等效电阻值计算得到；所述接收电路的损耗基于所述第二线圈的电感值、所述第二电感的电感值、所述第二线圈和所述第二电感的等效电阻值以及所述负载的电阻值计算得到；
17、所述发射电路的损耗与所述接收电路的损耗之差等于所述直流电压源的激励负电阻。
18、进一步地，在上述的无线电能传输电路中，所述发射电路的损耗的计算公式为：
19、
20、其中，γ1为所述发射电路的损耗，lq1为所述第一线圈的电感值，l1为所述第一电感的电感值；
21、所述接收电路的损耗率的计算公式为：
22、
23、其中，γ2为所述接收电路的损耗，l2为所述第二电感的电感值，lq2为所述第二线圈的电感值，r2为所述第二电感的等效电阻值。
24、进一步地，在上述的无线电能传输电路中，所述直流电压源的激励负电阻的计算公式为：
25、
26、其中，γ0为所述直流电压源的激励负电阻，udc为所述直流电压源的电压值，i1为所述逆变器输出的电流有效值。
27、进一步地，在上述的无线电能传输电路中，所述控制模块包括：电流检测电路、锁相环控制电路和驱动电路；
28、所述电流检测电路用于获取所述发射电路中的电流检测信号，并将所述电流检测信号传输至所述锁相环控制电路；
29、所述锁相环控制电路将所述电流检测信号的相位固定，再根据相位固定后的电流检测信号产生对应的控制信号，并将所述控制信号传输至所述驱动电路；
30、所述驱动电路根据所述控制信号控制所述逆变器，以使所述逆变器产生固定相位的交流信号。
31、进一步地，在上述的无线电能传输电路中，所述控制模块还包括差分放大电路；
32、所述差分放大电路将所述电流检测信号进行差分放大以得到放大电流信号，再将所述放大电流信号传输至所述锁相环控制电路。
33、进一步地，在上述的无线电能传输电路中，所述控制模块还包括相位补偿电路；
34、所述相位补偿电路用于获取所述电流检测信号，并将所述电流检测信号的相位进行补偿，以得到补偿电流信号，再将所述补偿电流信号传输至所述锁相环控制电路。
35、进一步地，在上述的无线电能传输电路中，所述控制模块还包括死区控制电路；
36、所述死区控制电路用于将所述控制信号增加死区时间以得到死区控制信号，再将所述死区控制信号传输至所述驱动电路。
37、本申请的另一实施例还提出一种电能传输设备，包括上述的无线电能传输电路。
38、本申请的实施例具有以下的有益效果：
39、本申请实施例提出一种无线电能传输电路，包括：发射电路、接收电路和逆变器；所述发射电路包括依次串联的第一电容、第一电感和第一线圈；所述接收电路包括依次串联的第二电容、第二电感和第二线圈；所述逆变器用于将接入的直流电压信号转换为交流电压信号，并将所述交流电压信号传输至所述发射电路，所述发射电路基于所述交流电压信号产生磁信号，并通过所述磁信号与所述接收电路无线连接。本申请通过在发射电路和接收电路中分别增加一个电感，使得在强耦合区效率不变的情况下，拓宽强耦合区，提高传输距离，并且增加的电感的尺寸较小，以及在提高传输距离的同时尽量降低成本。
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1.一种无线电能传输电路，其特征在于，包括：发射电路、接收电路和逆变器；其中，所述发射电路和所述接收电路均包括电感；
2.根据权利要求1所述的无线电能传输电路，其特征在于，所述发射电路包括依次串联的第一电容、第一电感和第一线圈，以构成发射谐振回路；所述接收电路包括依次串联的第二电容、第二电感和第二线圈，以构成接收谐振回路；
3.根据权利要求2所述的无线电能传输电路，其特征在于，所述接收谐振回路的谐振参数与所述发射谐振回路的谐振参数相同。
4.根据权利要求3所述的无线电能传输电路，其特征在于，所述发射电路的第一谐振角频率ω1、所述接收电路中的第二谐振角频率ω2和所述逆变器的第三逆变角频率ω3相等。
5.根据权利要求4所述的无线电能传输电路，其特征在于，所述第一电容和所述第二电容相等，且所述第一电容满足公式：
6.根据权利要求5所述的无线电能传输电路，其特征在于，还包括控制模块；
7.根据权利要求6所述的无线电能传输电路，其特征在于，所述直流电压源的激励负电阻基于所述逆变器输出的电流有效值和所述直流电压源的电压值
8.根据权利要求6所述的无线电能传输电路，其特征在于，所述发射电路的损耗的计算公式为：
9.根据权利要求6所述的无线电能传输电路，其特征在于，所述直流电压源的激励负电阻的计算公式为：
10.根据权利要求6所述的无线电能传输电路，其特征在于，所述控制模块包括：电流检测电路、锁相环控制电路和驱动电路；
11.根据权利要求10所述的无线电能传输电路，其特征在于，所述控制模块还包括差分放大电路；
12.根据权利要求10所述的无线电能传输电路，其特征在于，所述控制模块还包括相位补偿电路；
13.根据权利要求10所述的无线电能传输电路，其特征在于，所述控制模块还包括死区控制电路；
14.一种电能传输设备，其特征在于，包括权利要求1至13任一项所述的无线电能传输电路。
...【技术特征摘要】
1.一种无线电能传输电路，其特征在于，包括：发射电路、接收电路和逆变器；其中，所述发射电路和所述接收电路均包括电感；
2.根据权利要求1所述的无线电能传输电路，其特征在于，所述发射电路包括依次串联的第一电容、第一电感和第一线圈，以构成发射谐振回路；所述接收电路包括依次串联的第二电容、第二电感和第二线圈，以构成接收谐振回路；
3.根据权利要求2所述的无线电能传输电路，其特征在于，所述接收谐振回路的谐振参数与所述发射谐振回路的谐振参数相同。
4.根据权利要求3所述的无线电能传输电路，其特征在于，所述发射电路的第一谐振角频率ω1、所述接收电路中的第二谐振角频率ω2和所述逆变器的第三逆变角频率ω3相等。
5.根据权利要求4所述的无线电能传输电路，其特征在于，所述第一电容和所述第二电容相等，且所述第一电容满足公式：
6.根据权利要求5所述的无线电能传输电路，其特征在于，还包括控制模块；
7.根据权利要求6所述的无线电能传输电路，其特征在于，所述直流电压源的激励负电阻基于所述逆变器输出的电流有效值和所述直流电压源的电压值计算得...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱麟源，
申请(专利权)人：深圳市欣旺达能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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