[发明专利]一种无线充电系统的拓扑结构

权利要求书

1.一种无线充电系统的拓扑结构，其特征在于，包括：

原边模组，所述原边模组中设置有逆变器；

副边模组；

磁耦合线圈，其包括与所述逆变器输出端连接的发射端线圈，以及与副边模组输入端连接的接收线圈；

所述发射端线圈设置有两个串联连接的线圈，所述接收端线圈为一个线圈；与所述逆变器电连接的控制器通过识别接收端线圈与两个发射端线圈的距离，控制逆变器的通断使得与接收端线圈距离最小的发射端线圈进行电能传输。

2.根据权利要求1所述的无线充电系统的拓扑结构，其特征在于，所述逆变器包括三个桥臂，每个桥臂均设置有两个开关管；第一发射线圈的一端经第一补偿电容后与第二桥臂的两个开关管之间的节点连接，第二发射线圈的一端经第二补偿电容后与第一桥臂的两个开关管之间的节点连接，第一发射线圈与第二发射线圈的连接点和第三桥臂的两个开关管之间的节点连接。

3.根据权利要求2所述的无线充电系统的拓扑结构，其特征在于，当控制器识别到接收端线圈距离第一发射线圈最近时，控制器开通第二桥臂和第三桥臂的开关管，关断第一桥臂的开关管，通过第一发射线圈和接收端线圈耦合进行电能传输；

当控制器识别到接收端线圈距离第二发射线圈最近时，控制器开通第一桥臂和第三桥臂的开关管，关断第二桥臂的开关管，通过第二发射线圈和接收端线圈耦合进行电能传输；

当控制器识别到接收端线圈与两个发射线圈的距离差值在预设数值内时，打开三个桥臂的开关管，第一发射线圈与第二发射线圈串联后与接收端线圈耦合进行电能传输。

4.根据权利要求3所述的无线充电系统的拓扑结构，其特征在于，开关管的开关频率均相同，第一发射线圈与第一补偿电容在满足时发生谐振，其中L₁为第一发射线圈的自感，C₁为第一补偿电容的电容值，f为开关管的开关频率；

第二发射线圈与第二补偿电容在满足时发生谐振，其中L₂为第二发射线圈的自感，C₂为第二补偿电容的电容值，f为开关管的开关频率；

第一发射线圈与第二发射线圈串联后一同工作时与第一补偿电容、第二补偿电容在满足发生谐振，其中M为两发射线圈的互感。

5.根据权利要求4所述的无线充电系统的拓扑结构，其特征在于，所述开关管的开关频率可通过所述控制器进行实时调节，使无线充电系统的输入阻抗角始终为零。

6.根据权利要求3所述的无线充电系统的拓扑结构，其特征在于，第一发射线圈与第二发射线圈的连接点和第三桥臂的两个开关管之间的节点之间设置有共同补偿元件。

7.根据权利要求6所述的无线充电系统的拓扑结构，其特征在于，开关管的开关频率均相同；

第一发射线圈、第一补偿电容和共同补偿元件在满足时发生谐振，其中L₁为第一发射线圈的自感，C₁为第一补偿电容的电容值，X₁₂为共同补偿元件的电抗，f为开关管的开关频率；

第二发射线圈、第二补偿电容和共同补偿元件在满足时发生谐振，其中L₂为第一发射线圈的自感，C₂为第一补偿电容的电容值，X₁₂为共同补偿元件的电抗，f为开关管的开关频率。

8.根据权利要求1所述的无线充电系统的拓扑结构，其特征在于，所述逆变器包括两个桥臂，每个桥臂均设置有两个开关管；所述逆变器中还设置有一个与所述两个桥臂并联的电容桥臂，所述电容桥臂中包括两个通过串联连接的电容；

第一发射线圈的一端经第一补偿电容后与第二桥臂的两个开关管之间的节点连接，第二发射线圈的一端经第二补偿电容后与第一桥臂的两个开关管之间的节点连接，第一发射线圈与第二发射线圈的连接点和电容桥臂的两个电容之间的节点连接。

9.根据权利要求2或8所述的无线充电系统的拓扑结构，其特征在于，所述逆变器中三桥臂的结构可用于无线充电系统的副边逆变器或者原副双边的逆变器。