[实用新型]一种基于相控电感电容来自适应调谐的无线电能传输装置

说明书

本实用新型提供一种基于相控电感电容来自适应调谐的无线电能传输装置，包括发射端及接收端；发射端的交流电源、第一整流滤波电路、H桥高频逆变电路及发射线圈依序串接在一起，且H桥高频逆变电路依序与控制器、相控电感电容可调网络、补偿电容及发射线圈连成回路；电压检测装置和电流检测装置的一端分别连接在H桥高频逆变电路与发射线圈之间，另一端分别与控制器相连；接收端的接收线圈、第二整流滤波电路和可变负载依序连接；待接收端的可变负载的阻值变化时，控制器自适应控制发射端与接收端谐振频率相匹配，用以提高传输功率和效率。实施本实用新型，降低发射端系统损耗来提高接收端的有功功率，从而提高装置的传输功率和效率。

技术领域

本实用新型涉及无线电能传输技术和新型能量转换技术领域，尤其涉及一种基于相控电感电容来自适应调谐的无线电能传输装置。

背景技术

无线能量传输，即用电设备能以非接触方式从电网获取电能的传输方式。无线能量传输方式主要是基于电磁辐射的传输方式、基于电磁感应原理的传输方式、基于磁耦合谐振式的传输方式。

目前，基于电磁感应原理的传输方式是目前应用在无线能量传输中最广泛的方式。在单个发射端能给不同的接收端传输能量的条件下，为了维持电能的稳定传输，增强无线电能传输装置的通用性，就必须在不同的接收端负载下调整发射端的L或C的值，使其和接收端的谐振频率匹配，甚至要调整电源的激励频率，使系统在新的频率点谐振，这样才能维持高效电能传输。

因此，有必要对现有基于电磁感应原理的传输方式的无线电能传输装置进行改进，通过调整发射端电压和电流相位差为零来降低发射端的系统损耗，用以提高接收端的有功功率，从而提高无线电能传输装置的传输功率和效率。

实用新型内容

本实用新型实施例所要解决的技术问题在于，提供一种基于相控电感电容来自适应调谐的无线电能传输装置，通过调整发射端电压和电流相位差为零来降低发射端的系统损耗，用以提高接收端的有功功率，从而提高无线电能传输装置的传输功率和效率。

为了解决上述技术问题，本实用新型实施例提供了一种基于相控电感电容来自适应调谐的无线电能传输装置，包括发射端以及与所述发射端通过电磁感应传输能量的接收端；其中，

所述发射端包括交流电源、第一整流滤波电路、H桥高频逆变电路、电压检测装置、控制器、相控电感电容可调网络、补偿电容、发射线圈及电流检测装置；其中，所述交流电源、第一整流滤波电路、H桥高频逆变电路及发射线圈依序串接在一起，且所述H桥高频逆变电路依序与所述控制器、相控电感电容可调网络、补偿电容及发射线圈连成回路；所述电压检测装置和所述电流检测装置的一端分别连接在所述H桥高频逆变电路与所述发射线圈之间，另一端分别与所述控制器相连；

所述接收端包括依序连接的接收线圈、第二整流滤波电路和可变负载；

其中，待所述接收端的可变负载的阻值变化时，所述发射端的控制器通过内置H桥高频逆变电路频率调节算法及接收端谐振频率跟踪算法来自适应控制所述H桥高频逆变电路输出的电源频率及所述相控电感电容可调网络跟踪的接收端的谐振频率，使所述发射线圈流经的电压和电流相位差为零，确保所述发射端的发射线圈和所述接收端的接收线圈的谐振频率相匹配，用以提高传输功率和效率。

其中，所述相控电感电容可调网络包括三组双向反并联全控型器件的场效应管M11、场效应管M12、场效应管M21、场效应管M22、场效应管M31和场效应管M32，以及电感L和电容C；其中，

所述场效应管M11和所述场效应管M12并接在一起成为第一并联支路，所述场效应管M21和所述场效应管M22并接在一起成为第二并联支路，以及所述场效应管M31和所述场效应管M32并接在一起成为第三并联支路；

所述第一并联支路依序与所述电容C、所述第二并联支路及所述电感L连接成回路，且所述第一并联支路与所述电感L之间的相连线路还连接所述控制器，所述第二并联支路与所述电容C之间的相连线路还连接所述发射线圈；