[发明专利]一种基于自主式无线供电的微型运输车充电电路系统

权利要求书

1.一种基于自主式无线供电的微型运输车充电电路系统，其特征在于，所述系统包括：发送端电路及接收端电路；其中，

所述发送端电路包括VDC输入电源、H桥氮化镓逆变器、LCL型补偿器及滤波电容C1；所述LCL型补偿器包括电感线圈L1、电感线圈La及电容器Cs1，所述电感线圈La、电容器Cs1及电感线圈L1依次串联在所述H桥氮化镓逆变器的正极，所述滤波电容C1一端连接在所述电感线圈La的输出端，另一端连接在电感线圈L1的输出端；所述H桥氮化镓逆变器与所述VDC输入电源相连接；

所述接收端电路包括电感线圈L2、电容器Cs2、电容器C2、Bulk电路、三极管D1、二极管D2、电感线圈Lb、充电电池及电容器Cout；所述电容器Cs2连接在所述电感线圈L2的正极，所述Bulk电路正极与所述电容器Cs2，负极与所述电感线圈L2的负极相连接；所述电容器Cs2一端连接在所述电容器Cs2和所述Bulk电路之间，所述电容器Cs2另一端连接所述电感线圈L2的负极和所述Bulk电路之间相连接；所述三极管D1和所述电感线圈Lb依次串联在所述Bulk电路的输出端，所述充电电池的正极连接在所述电感线圈Lb输出端，所述充电电池负极连接在所述电容器Cout的负极；所述二极管D2正极连接在所述三极管D1输出端，负极连接在所述电容器Cout的负极；所述电容器Cout一端连接在电感线圈Lb的输出端，另一端连接在所述充电电池的负极；

所述发送端电路和所述接收端电路之间通过所述电感线圈L1与所述电感线圈Lb进行互感。

2.根据权利要求1所述的微型运输车充电电路系统，其特征在于，所述LCL型补偿器在所发送电路用于提供负载变化的恒定电路；所述Bulk电路用于通过占空比来调节实际阻抗。

3.根据权利要求2所述的微型运输车充电电路系统，其特征在于，所述实际阻抗的计算公式如下：

其中，所述系统在发送端电路和所述接收端电路之间通过所述电感线圈L1与所述电感线圈Lb进行互感时的真实反射阻抗可表示为：

其中，M表示互感系数，并且ω＝2πf，f为所述H桥氮化镓逆变器的工作频率。

4.根据权利要求1所述的微型运输车充电电路系统，其特征在于，所述发送端电路在完全耦合时，所述发送端电路的发送支路的阻抗为：

其中，L₁表示电感线圈L1的电感值；C_s1表示电容器Cs1的容值；Z_r表示所述发送端电路和所述接收端电路之间通过所述电感线圈L1与所述电感线圈Lb进行互感时的真实反射阻抗；j表示阻抗的虚部，也就是-1的开方；ω＝2πf，f为所述H桥氮化镓逆变器的工作频率。

5.根据权利要求1所述的微型运输车充电电路系统，其特征在于，所述发送端电路的总阻抗为：

根据欧姆定律，H桥氮化镓逆变器输出的电流可表示为：

其中，Z_in表示发送端电路的总阻抗；j表示阻抗的虚部，也就是-1的开方；ω＝2πf，f为所述H桥氮化镓逆变器的工作频率；L_a表示电感线圈La的电感值；C₁表示滤波电容C1的容值；||表示或运算；V_DC表示VDC输入电源的输入电压。

6.根据权利要求1所述的微型运输车充电电路系统，其特征在于，所述发送端电路电感线圈L1的轨道电流为：

所述发送端电路输出的总功率表示为：

其中，I_in表示H桥氮化镓逆变器输出的电流；I₁表示发送端电路电感线圈L1的轨道电流；Re表示求实部的运算；Z_r表示发送端电路和所述接收端电路之间通过所述电感线圈L1与所述电感线圈Lb进行互感时的真实反射阻抗；R_eq表示实际阻抗；M表示互感系数，并且ω＝2πf，f为所述H桥氮化镓逆变器的工作频率。