[发明专利]无线高功率传输

权利要求书

1.一种用于通过感应耦合跨气隙将功率从初级侧无线传输到次级侧的无线功率传输装置，其中

a）初级侧包括用于将输入功率转换为AC初级输出功率的输入级和用于接收AC初级输出功率并感应出磁场的初级谐振器，

b）次级侧包括用于将通过磁场接收的功率转换为AC次级输出功率的次级谐振器和用于将AC次级输出功率转换为DC次级输出功率的输出级，

其特征在于，次级谐振器包括次级磁芯结构和并联连接的至少两个次级谐振电路，其中

c）每个次级谐振电路包括具有串联连接的谐振电感器和谐振电容器的谐振路径，

d）谐振电感器包括包含该次级谐振电路的磁通量的缠绕在次级磁芯结构的部分上的绕组，并且

e）每个谐振路径包括与该谐振路径的谐振电感器和谐振电容器串联连接的对称电感。

2.根据权利要求1所述的无线功率传输装置，其中每个次级谐振电路包括并联布置的两个谐振路径，其中次级谐振电路的两个谐振路径的谐振电感器缠绕在次级磁芯结构的同一部分上。

3.根据权利要求1至2中任一项所述的无线功率传输装置，其中谐振路径的对称电感布置在该谐振路径的谐振电感器和谐振电容器之间，其中谐振电容器优选地分成两个分离电容器，每个分离电容器被布置在该谐振路径的不同输出端子处。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的无线功率传输装置，其中对称电感被选择成使得次级谐振电路的谐振路径的不需要的谐振频率位于次级谐振器的谐振频率的两个相邻谐波的中间，优选地位于次级谐振器的谐振频率的2次和3次谐波的中间。

5.根据权利要求4所述的无线功率传输装置，其中次级谐振器包括三个次级谐振电路，每个次级谐振电路包括两个谐振路径，并且对称电感被选择成在1.1 * L2和1.5 * L2之间，其中L2是次级谐振器的合成电感。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的无线功率传输装置，其中每个次级谐振电路包括包含该次级谐振电路的相同磁通量的缠绕在次级磁芯结构的部分上的对称绕组，并且所有对称绕组并联连接以平衡至少两个次级谐振电路内的磁通量。

7.根据权利要求6所述的无线功率传输装置，其中次级谐振电路的对称绕组缠绕在该次级谐振电路的谐振路径的次级绕组之间的次级磁芯结构的部分上。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的无线功率传输装置，其中次级谐振电路的次级磁芯结构的部分并联布置并且通过一侧上的第一磁轭芯元件和另一侧上的第二磁轭芯元件磁性连接。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的无线功率传输装置，其中输出级包括用于每个谐振路径的整流器，其中每个整流器连接到不同谐振路径的输出。

10.根据权利要求9所述的无线功率传输装置，其中整流器的次级并联连接以提供DC次级输出功率。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的无线功率传输装置，其中初级谐振器包括并联连接的两个初级谐振电路，其中每个初级谐振电路包括串联连接的谐振电感器和谐振电容器。

12.根据权利要求11所述的无线功率传输装置，其中初级谐振器包括磁芯结构，优选地是片状的、通常为矩形的磁芯结构，其中每个初级谐振电路的谐振电感器包括O形初级线圈，其中所有初级线圈被布置在磁芯结构的同一侧上。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的无线功率传输装置，被适配用于对电池特别是载具特别是机动载具的牵引电池进行无线充电。

14.一种用于根据前述权利要求中任一项所述的无线功率传输装置的次级侧，包括所述次级谐振器以及所述输出级。