[发明专利]谐振型非接触供电装置和电能接收端

说明书

技术领域

本发明涉及电力电子技术，具体涉及一种谐振型非接触供电装置和电能接收端。

背景技术

非接触供电技术基于其方便实用的特点而广泛应用于电子产品领域，尤其是小功率电子产品行业如移动电话、MP3播放器、数码照相机、便携式电脑等。现有技术的非接触供电装置通常包含有一个由发射线圈L1和接收线圈L2构成的变压器，通常利用变压器初、次级线圈间磁场耦合的性能将能量从电能发射端向电能接收端传送。

在电能传输的过程中，在电能传输的过程中，受外界障碍物(如导磁性物体等)、电能接收端负载、电路工作温度变化、线圈的位置关系变化等各方面的影响，往往导致谐振电路中收发线圈电感量变化，从而引起谐振频率的变化，即失谐，这会使得系统传输效率将迅速下降。

现有技术的无线电能传输系统多工作于系统自感谐振频率，系统自感谐振频率是指能使发射端和接收端的电容和线圈的自感的阻抗相互抵消的频率。但是，工作在自感谐振频率下时，接收侧向负载提供电流并不稳定，效率不高，而且控制较复杂。

发明内容

有鉴于此，提供一种谐振型非接触供电装置和电能接收端，可以使得所述谐振型非接触供电装置能够在耦合系数发生变化时仍保持稳定的输出电压，消除系统谐振频率变化引起的失谐对传输效率的影响。

第一方面，提供一种谐振型非接触供电装置，包括：

高频电源，输出具有预定频率的高频交流电；

发射侧谐振电路，包括发射线圈，用于从所述高频电源接收所述高频交流电；

接收侧谐振电路，包括接收线圈，所述接收线圈与所述发射线圈分离地以非接触方式耦合，所述接收侧谐振电路用于从所述发射线圈接收电能；以及

接收侧并联电容,并联连接在所述接收侧谐振电路的输出端口；

其中，所述预定频率为所述发射线圈和所述接收线圈以预定耦合系数耦合时的漏感谐振频率，所述接收侧并联电容的电容值与所述预定频率对应的角频率值的平方和预定互感值的乘积成反比，所述预定互感值为所述发射线圈和所述接收线圈以所述预定耦合系数耦合时的互感值。

优选地，所述接收侧并联电容的电容值等于1/nω₁²L_M；

其中，ω₁为所述预定频率对应的角频率值，L_M为所述预定互感值，n为大于等于1.5小于等于2.5的值。

优选地，n等于2。

优选地，所述接收侧谐振电路还包括谐振电容，所述预定频率等于12π(Ld-LM)Cd;]]>

其中，L_d为所述接收线圈的电感值，L_M为所述预定互感值，C_d为所述接收侧谐振电路的谐振电容值。

优选地，所述预定耦合系数等于k_min为耦合系数最小值，k_max为耦合系数最大值。

优选地，所述发射侧谐振电路和所述接收侧谐振电路具有相同的谐振频率。

第二方面，提供一种谐振型非接触电能接收端，包括：

接收侧谐振电路，包括接收线圈，所述接收线圈与发射线圈分离地以非接触方式耦合，所述发射线圈被具有预定频率的高频交流电驱动，所述接收侧谐振电路用于从所述发射线圈接收电能；

接收侧并联电容,并联连接在所述接收侧谐振电路的输出端口；

其中，所述预定频率为所述发射线圈和所述接收线圈以预定耦合系数耦合时的漏感谐振频率，所述接收侧并联电容的电容值与所述预定频率对应的角频率值的平方和预定互感值的乘积成反比，所述预定互感值为所述发射线圈和所述接收线圈以预定耦合系数耦合时的互感值。

优选地，所述接收侧并联电容的电容值等于1/nω₁²L_M；