[发明专利]一种基于开关网络的电源与发射阵列线圈的连接拓扑

说明书

本发明提出了一种基于开关网络的电源与发射阵列线圈的连接拓扑，属于电动汽车无线充电技术领域。所述连接拓扑包括：n个配有谐振电容的阵列线圈{P₁,P₂,...,P_n}，m个供电电源{电源1,电源2,...,电源m}以及隶属于每个供电电源的两组开关网络；其中，m和n均为大于2的整数；所述连接拓扑应用于电动汽车动态无线充电领域，解决了现有技术中多并联阵列线圈内的电流闭环控制无法独立实现，系统电源成本较高，容易损坏功率开关，降低其使用寿命等问题。

技术领域

本发明涉及一种基于开关网络的电源与发射阵列线圈的连接拓扑，属于无线充电技术领域。

背景技术

电动汽车动态无线充电技术可有效的提升电动汽车的续航里程，并减少电池组数目，同时非拔插式的充电方式使得电能补给更加的安全可靠。阵列线圈式无线充电系统作为动态无线充电系统的一种主流方式，其主要优势有：小尺寸的耦合机构有效降低了通电损耗，同时也限制了漏磁，在提高传输效率的磁辐射的安全性较高。单体列阵线圈相对较小的电感有效的降低了电源视在功率，小阵列单元的损坏，对全局电路的影响较较小，易于后期的替换和维护。为了减少长距离动态无线充电系统中的电源数目，传统常规的方式是采用复数电力开关来实现单电源对多阵列线圈的供电，如图1所示，对于一定距离内的n组阵列线圈，由m台电源对其进行供电，每台电源的输出侧并联上k(k＝n/m)组含有功率开关的阵列线圈，但这种复数的阵列线圈经功率开关而并联于一个电源的方式存在以下缺点：

1、电源一旦故障，将会有连续的多段阵列线圈失电。由于每个阵列线圈的供电电源是唯一的，且每一电源又是给复数阵列线圈供电，因此一旦电源故障，将会有连续的复数的阵列线圈失电。

2、闭环控制存在局限性。当需要对隶属于同一电源的复数个阵列线圈进行功率控制时，由于闭环控制作用的对象是唯一，这种并联方式只能进行母线的电压闭环控制，而无法同时对每一阵列线圈进行功率控制，如各阵列线圈内的电流闭环控制就无法实现。

3、隶属于同一电源的功率开关无法实现平滑的切换。绝大部分的功率开关的动作是在电源上电之后，而无线充电使用的阵列线圈是一个惯性网络，因此，在电源启动后，发生动作的功率开关将会承受较大的过冲电压和电流，容易损坏功率开关，降低其使用寿命。

发明内容

本发明为了解决上述现有技术中存在的技术问题，提出了一种基于开关网络的电源与发射阵列线圈的连接拓扑，应用于电动汽车动态无线充电领域，所采取的技术方案如下：

一种基于开关网络的电源与发射阵列线圈的连接拓扑，所述连接拓扑包括：n个配有谐振电容的阵列线圈{P₁,P₂,...,P_n}，m个供电电源{电源1,电源2,...,电源m}以及隶属于每个供电电源的两组开关网络；其中，m和n均为大于2的整数；m个供电电源中，每个供电电源对应的第一组开关网络的输入端连接在一起构成第一输入总接点，则m个供电电源的各第一组开关网络形成的第一输入总接点为{A₁,A₂,...,A_m}；每个供电电源对应的第二组开关网络的输入端连接在一起构成第二输入总接点，则m个供电电源的各第二组开关网络形成的第二输入总接点为{B₁,B₂,...,B_m}；所述第一输入总接点与其对应的供电电源的一个输出端相连；所述第二输入总接点与其对应的供电电源的另一个输出端相连；