[发明专利]一种基于广义共振的快速、高效、升压充电方法

权利要求书

1.一种基于广义共振的快速、高效、升压充电方法，为了实现在交流能源的电压UI低于整流充电储能电路所期望的储能电容CC的电压UCC时，或能源的电压UI低于整流充电储能电路的储能电池E电压UE时，仍能用能源电压UI对储能电容CC或储能电池E继续充电，其特征在于：在能源输出电压端增加RLC串联谐振电路，实施RLC广义共振升压，令LC的串联谐振频率FD＝1/[2π*(LC)^0.5]等于或接近于交流能源电压的频率FN，偏差不大于5％，并从谐振电容C两端取用电压供给整流充电储能电路，其中，RLC串联谐振电路的电阻R主要包括能源的内部电阻RN和增加的电阻RW，R＝RN+RW，即：当需要串联电阻为R，而能源已经含有内电阻RN，则在外部添加串联电阻RW＝R-RN；RLC串联谐振电路的电感L主要包括能源的内部电感LN和增加的电感LW，L＝LN+LW，即：当需要串联电感为L，而能源已经含有内电感LN，则在外部添加串联电感LW＝L-LN；

在使用所述升压充电方法，对大功率的磁悬浮列车、地铁、动车组、高铁实现无线供电时，在沿途设置对行进中车辆的超级电容充电的“道床无线供电器”来对“车载受电器”通过磁感应供电；在道床两条钢轨之间设置“道床无线供电器”，在“道床无线供电器”的E形铁芯的中部极靴上绕线圈，并由地面有线电路供给交流电，中部极靴与两边极靴之间产生交变磁场；在车底对准“道床无线供电器”非接触、小间隙地设置“车载受电器”，在“车载受电器”的E形铁芯的中部极靴上绕线圈，“车载受电器”的中部极靴与两边极靴之间产生感应耦合“道床无线供电器”产生的交变磁场；“道床无线供电器”的线圈由地面有线电路供给交流电源，“车载受电器”的线圈感应“道床无线供电器”的磁场输出感应电势电压。

2.根据权利要求1所述的基于广义共振的快速、高效、升压充电方法，其特征在于：在实施当RLC广义共振升压的过程中，当谐振电容C的电压出现接近峰值的电压，所述接近是指偏差不大于5％，高于储能电容CC的储能电压加整流充电储能电路的整流器压降时，来自交流能源的电流不再单独供给LC谐振储能，而主要转向整流器整流进而向储能电容CC充电，这个瞬时的交流能源电流，等于该瞬时能源开路电压在内阻R上的压降除以能源内电阻R；能源电流还有一部分仍流经L、流入电容C的电流之“虚”功率，储存于LC中并增强其广义共振。

3.根据权利要求1所述的基于广义共振的快速、高效、升压充电方法，为了进一步降低所述方法在充电时对能源吸收的峰值电流、降低整流充电储能电路的整流器的峰值电流、提升储能充电输出电压和储能功率，其特征在于：在能源输出电压端增加RLC串联谐振电路，具体L＝L1,C＝C1，令RLC的串联谐振频率FD＝1/[2π*(L1C1)^0.5]，等于或接近于能源电压的频率FN，偏差不大于5％；并在从电容器C1两端取用电压供给整流器时再串联限流电感器L2，构成广义共振限流充电电路，限流电感器L2的量值为0.1L1～1.0L1，若要追求降低输入峰值电流，但允许降低输出功率，则取L2＝0.1L1；若要追求既降低输入峰值电流，又兼顾提升输出功率，则L2＝0.9L1；

限流电感器L2与整流器串联，限流电感器L2的输入端直接与电感L1的输出端连接，限流电感器L2的输出端直接与整流器的输入端连接。