[发明专利]无线充电系统的阻抗匹配装置及无线充电系统

说明书

本发明提供了一种无线充电系统的阻抗匹配装置及无线充电系统，该阻抗匹配装置包括：与无线充电系统的发送端通信连接的谐振感应耦合电路，谐振感应耦合电路用于在发生谐振时向阻抗匹配电路输出最优负载阻抗R_L‑opt，最优负载阻抗R_L‑opt与谐振感应耦合电路的耦合系数k近似呈线性关系；以及，与谐振感应耦合电路通信连接且与无线充电系统的接收端通信连接的阻抗匹配电路，阻抗匹配电路基于与最优负载阻抗R_L‑opt的匹配关系对输出的负载电阻进行调节；其中，阻抗匹配电路由第一可调电容、第二可调电容和可调电感构成。本发明解决了现有技术中的阻抗匹配范围比较小的问题。

技术领域

本发明涉及阻抗匹配技术领域，尤其涉及一种无线充电系统的阻抗匹配装置及无线充电系统。

背景技术

无线电能传输(Wireless Power Transfer，简称WPT)系统是一种广泛应用前景的电能传输方式，其具有安全、可靠、灵活等优点，并越来越广泛应用于各种不适合或不方便使用有导线接触传输电能的地方，如移动电子产品、机器人、轨道电车供电等场景。

一般，WPT系统中常用的阻抗匹配网络是接收侧带有升压-降压(Buck-boost)转换器的电路系统，该电路系统工作在连续导通模式(简称CCM)下的阻抗匹配范围很有限。有文献研究了Buck-boost转换器工作在CCM和非连续导通模式(简称DCM)下以实现阻抗匹配范围的扩展，但仍然无法满足大范围变化的阻抗匹配需求。

因此，有必要研究一种用于无线充电系统的阻抗匹配方法予以改进，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无线充电系统的阻抗匹配装置及无线充电系统，用以解决现有技术中的阻抗匹配范围比较小的问题。

为实现上述目的，本发明是这样实现的：

第一方面，本发明提供了一种无线充电系统的阻抗匹配装置，包括：

与无线充电系统的发送端通信连接的谐振感应耦合电路，所述谐振感应耦合电路用于在发生谐振时向阻抗匹配电路输出最优负载阻抗R_L-opt，所述最优负载阻抗R_L-opt与所述谐振感应耦合电路的耦合系数k近似呈线性关系；以及，

与所述谐振感应耦合电路通信连接且与无线充电系统的接收端通信连接的阻抗匹配电路，所述阻抗匹配电路基于与所述最优负载阻抗R_L-opt的匹配关系对输出的负载电阻进行调节；

其中，所述阻抗匹配电路由第一可调电容、第二可调电容和可调电感构成。

作为本发明的进一步改进，所述第一可调电容的第一端与所述谐振感应耦合电路的输出端相连，且所述第一可调电容的第二端与所述第二可调电容的第一端相连，所述第二可调电容的第二端与无线充电系统的接收端相连，所述可调电感与所述第一可调电容的第二端相连。

作为本发明的进一步改进，所述阻抗匹配电路由两个具有多个控制端的可编程电容阵列和可调电感构成，其中，

所述第一可调电容和所述第二可调电容分别为两个可编程电容阵列的目标控制端接入有效信号时所形成的电容。

作为本发明的进一步改进，所述第一可调电容和所述第二可调电容均配置成可调电容器。

作为本发明的进一步改进，还包括：

与所述阻抗匹配电路通信连接的整流电路，且所述整流电路与无线充电系统的接收端通信连接。