[发明专利]一种实现无线电能传输系统中双排等距放置多发射线圈解耦的方法

说明书

本发明公开了一种实现无线电能传输系统中双排等距放置多发射线圈解耦的方法，该方法适用的系统中包括N个发射线圈，其中N≥4且N为偶数；所有发射线圈双排等距依次排布，其一个发射线圈单元内相互之间的耦合往往不能忽略，本发明方法通过利用解耦元件的配置可以实现各发射线圈单元内的全解耦，且该方法可以进行扩展推广至无限多个双排等距排布放置的发射线圈的情况，适用性强，对提高系统传输效率和降低系统控制难度具有重要意义。

技术领域

本发明涉及无线电能传输技术，尤其涉及一种实现无线电能传输系统中双排等距放置多发射线圈解耦的方法。

背景技术

无线电能传输技术因其安全便捷的特性而被广泛应用于各种用电设备，比如移动终端、医疗设备以及电动汽车等等。因为多发射线圈的无线电能传输系统不仅能够提高无线电能充电系统的传输距离，还能提升无线电能传输系统的偏位能力，所以近年来该系统成为无线电能传输方向的研究热点。目前针对多发射线圈解耦的研究尚鲜有报道，在多发射线圈的无线电能传输系统中，尤其是当多个发射线圈双排等距放置时，如图2所示，图3为带磁芯的六个发射线圈双排等距放置时耦合系数的仿真图。如图所示，第一功率发射线圈301与第二功率发射线圈302之间的耦合系数为0.0562，第一功率发射线圈301与第三功率发射线圈303之间的耦合系数为0.0087，第一功率发射线圈301与第四功率发射线圈304之间的耦合系数为0.0584，第一功率发射线圈301与第五功率发射线圈305之间的耦合系数为0.0193，第一功率发射线圈301与第六功率发射线圈306之间的耦合系数为0.0066，第二功率发射线圈302与第三功率发射线圈303之间的耦合系数为0.056，第二功率发射线圈302与第四功率发射线圈304之间的耦合系数为0.0193，第二功率发射线圈302与第五功率发射线圈305之间的耦合系数为0.0536，第二功率发射线圈302与第六功率发射线圈306之间的耦合系数为0.0192，第三功率发射线圈303与第四功率发射线圈304之间的耦合系数为0.0066，第三功率发射线圈303与第五功率发射线圈305之间的耦合系数为0.0192，第三功率发射线圈303与第六功率发射线圈306之间的耦合系数为0.058，第四功率发射线圈304与第五功率发射线圈305之间的耦合系数为0.0562，第四功率发射线圈304与第六功率发射线圈306之间的耦合系数为0.0087，第五功率发射线圈305与第六功率发射线圈306之间的耦合系数为0.056。从图中可以看出，以双排任意四个发射线圈为一个发射线圈单元(如图2中所示)，在该单元内同排或同列发射线圈之间以及对角的发射线圈之间均存在较大互感，实际应用中不能被简单忽略。而相隔一列发射线圈的两列发射线圈之间的互感则较小，可以忽略不计。

由于发射线圈之间存在的互感导致功率发射器中电流受到影响，不仅仅会降低系统的效率，同时使得系统的控制存在较大难度。因此，本文提供一种无线电能传输系统中双排等距放置多发射线圈解耦的方法，能有效地通过配置解耦元件来消除两个或多个发射线圈之间的互感。

发明内容

本发明的目的是提供一种实现无线电能传输系统中双排等距放置多发射线圈解耦的方法。

本发明提供一种实现无线电能传输系统中双排等距放置多发射线圈解耦的方法，所述方法一方面由多个功率发射器将电能无线传输至一个或者多个接收器。所述每个功率发射器中设有一个发射线圈，系统中所有发射线圈呈双排等距放置，该系统中包括N个发射线圈，其中N≥4且N为偶数。所述的每个功率发射器还包含有驱动电源和补偿网络，所述补偿网络包含补偿电容串联等其他补偿形式。所述的每个功率发射器进一步要求其驱动电源频率相同。所述方法另一方面包含在每个发射线圈单元中设置解耦元件。所述解耦元件为无源器件或者有源器件，所述的无源器件为电容器或电感器。所述解耦元件经配置可消除包含所述解耦元件的发射线圈单元中的互感，补偿电容经配置以满足谐振。所述配置方法包括如下步骤：