[发明专利]无线充电系统的接收端、方法、用电终端、发射端及系统

说明书

本发明公开了一种无线充电系统的接收端、方法、用电终端、发射端及系统，接收端包括：接收线圈、接收端补偿电路、整流器和控制器；控制器调节整流器的第一桥臂和第二桥臂之间的相位差，调节整流器的桥臂电压和整流器的输入电流基波分量的移相角，以使整流器的可控开关管实现零电压开关。通过调节整流器的两个桥臂之间的相位差来调节桥臂电压的基波分量的大小，调节整流器的等效阻抗的实部。整流器的等效阻抗包括实部和虚部，实部指电阻，虚部指电抗。整流器的等效阻抗虚部很小时，整流器的等效阻抗看作纯阻性阻抗，可控开关管达到ZVS效果。电感补偿模块可以削弱等效阻抗的容性部分，降低无线充电系统的无功功率，提高无线充电系统的系统效率。

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种无线充电系统的接收端、方法、用电终端、发射端及系统。

背景技术

随着现代社会能源短缺和环境污染问题的加剧，电动汽车作为新能源汽车一经推出便受到了各界的广泛关注。但现有电动汽车大多受到电池容量的限制，行驶里程较短，同时电动汽车的电池充电时间长、相应的充电站资源贫乏，成为制约电动汽车应用和普及的瓶颈。

电动汽车的电池充电方法通常包括：接触式充电和无线充电。其中，接触式充电采用插头与插座的金属接触来导电，无线充电是以耦合的电磁场为媒介实现电能的传递。与接触式充电相比，无线充电拥有众多优点，成为未来电动汽车充电的主流方式。

无线充电系统工作时需要调节其输出功率，又称阻抗调节。无线充电系统的输出功率由整流器的输出功率决定，而整流器的等效阻抗决定了整流器的输出功率的大小。因此，一般调节无线充电系统的输出功率是通过调节整流器的等效阻抗来实现，整流器的等效阻抗为整流器的桥臂电压除以整流器的输入电流。因此，为了调节整流器的等效阻抗，可以通过控制整流器的桥臂电压和输入电流来实现。

在整流器中通常会使用可控开关管，而让可控开关管实现零电压开关(ZVS，ZeroVoltage Switch)效果能够大幅降低可控开关管的开关损耗，延长器件寿命。ZVS是指可控开关管在关断和导通时，其两端的电压理想数值为0，当然实际应用中两端的电压可能为比较小的一个电压，电压越小则功耗越低。然而，现有技术中，在使整流器的可控开关管实现零电压开关时，无线充电系统的输出功率会显著降低。因此，如何在实现可控开关管零电压开关的同时，减少甚至避免对无线充电系统输出功率的影响，成为亟待本领域技术人员解决的难题。

发明内容

为了解决现有技术中存在的以上技术问题，本发明实施例提供一种无线充电系统的接收端、方法、用电终端、发射端及系统，能够在保证整流器的可控开关管实现零电压开关的前提下，使无线充电系统的系统效率尽量高。

第一方面，本申请实施例提供一种无线充电系统的接收端，包括：接收线圈、接收端补偿电路、整流器和控制器；接收线圈接收交变磁场并输出交流电；接收端补偿电路连接在接收线圈与整流器之间；接收端补偿电路用于对接收线圈输出的交流电进行补偿，将补偿后的交流电输出给整流器；接收端补偿电路和接收线圈构成接收端补偿网络；接收端补偿网络包括第一支路、第二支路和第三支路；第一支路包括接收线圈；第一支路和第二支路均为感性支路且第二支路的电抗大于第一支路的电抗，第一支路通过第二支路连接整流器的第一输入端，第三支路为容性支路，第三支路的第一端连接第一支路和第二支路的公共端，第三支路的第二端连接整流器的第二输入端；整流器包括可控开关管，整流器用于将交流电整流为直流电；控制器，用于调节整流器的第一桥臂和第二桥臂之间的相位差，以及调节整流器的桥臂电压和整流器的输入电流基波分量的移相角，以使整流器的可控开关管实现零电压开关。