[发明专利]应用于电容式无线充电系统的六极板

摘要

本发明针对电容式无线充电系统提出了一种新型的六极板式耦合结构以减小对外界环境的电场辐射，它包括六块电极板，其中四块用来传递功率，另外两块作为屏蔽极板以减小对外界的电场辐射。在六极板结构中，每两块极板之间都存在耦合电容，总共存在15个耦合电容，这增加了分析极板模型及电路性能的难度。这里提出了一种新型的三端口模型，它能够进一步被化简为二端口模型来分析电路的工作过程。基于Maxwell的有限元分析证明这种六极板结构可以有效地减小电场辐射，安全范围从距离极板0.6米远处提升到0.1米远处。实验结果显示，当气隙距离为150mm时，从输入直流电源到输出负载的效率达到91.6%。

主权项

1.一种应用于电容式无线充电系统的六极板，包括六块电极板P1、P2、P3、P4、P5、P6，其中极板P1、P2和P5放置在原边作为发送端，极板P3、P4和P6放置在副边作为接收端,极板P1、P2、P3和P4是主功率极板，负责功率传输,极板P5和P6是屏蔽极板,负责减小对外的电场辐射；两块极板之间都存在耦合电容，一共存在15个耦合电容，其特征在于：六极板耦合成三端口模型，极板P1和P2连接在原边，作为第一个端口，极板P3和P4连接在副边，作为第二个端口，极板P5和P6作为第三个端口，三端口模型中的参数关系可以表示为，其中，C1,C2和C3分别是三个端口的自容，CM12、CM13、CM21、CM23、CM31和CM32分别是各个端口之间的互容，角频率ω＝2πfsw，fsw为开关频率，根据电容矩阵中的能量守恒定律，存在CM12＝CM21,CM13＝CM31,and CM23＝CM32。