[实用新型]自适应无线充电发射端

说明书

本实用新型公开了自适应无线充电发射端，包括供电电源、逆变器和发射线圈，还包括：发射端补偿网络，连接在所述逆变器和所述发射线圈之间，且所述发射端补偿网络具有容值可调补偿电容；发射端采样电路，连接在所述逆变器的输出侧；发射端调节电路，连接所述容值可调补偿电容；发射端通信控制器，分别与所述发射端采样电路、发射端调节电路通信连接。元件参数发生漂移时，调节补偿电容使系统保持稳定运行。保护电路在空载的情况下，保护接收端和负载不被损坏。

技术领域

本实用新型涉及无线充电领域，尤其涉及自适应无线充电发射端。

背景技术

无线充电是一种非接触式的能量传输方式，可实现能源的安全、高效利用，特别是采用无线充电的电动汽车可以有效支撑车辆的全程无人化操作，是新能源汽车发展的重要方向。谐振耦合式无线充电系统在理想条件下在较远的传输距离下仍可以保持较高的输出功率和效率。然而，无线充电的实际应用场景充满了变化，如发射线圈和接收线圈之间的空间错位或移动、工作温度的变化、负载变化等等。另外，为了获得最佳的性能，无线充电系统要求谐振网络必须工作在一个精确谐振点，这意味着必须使用高精度的电感和电容来满足这些要求。然而，由于组成材料的特性和当前工艺条件的制约，高精度的元件不仅非常昂贵，甚至在不考虑成本的情况下仍然无法满足要求。以上原因都会使无线充电时谐振点产生漂移，导致充电效率下降，甚至无法充电。所有这些因素，从外部使用环境到内部元件的制约，都成为了无线充电技术实际应用的阻碍。

实用新型内容

本实用新型提供一种自适应无线充电发射端，能够根据工况自适应调节谐振状态。

自适应无线充电发射端，包括供电电源、逆变器和发射线圈，还包括：发射端补偿网络，连接在所述逆变器和所述发射线圈之间，且所述发射端补偿网络具有容值可调补偿电容；发射端采样电路，连接在所述逆变器的输出侧；发射端调节电路，连接所述容值可调补偿电容；发射端通信控制器，分别与所述发射端采样电路、发射端调节电路通信连接。

优选的，还包括：发射端驱动电路，连接所述逆变器，并和所述发射端通信控制器通信连接。

优选的，所述发射端补偿网络为LCC型补偿网络，具有容值可调补偿电容和发射端补偿电感；其中容值可调补偿电容为：发射端第一补偿电容和发射端第二补偿电容

优选的，所述发射端补偿网络和所述发射线圈组成谐振网络，所述谐振网络的谐振频率f₀为：

其中，L_f0是所述发射端补偿电感在谐振状态下的电感值；L_p0是发射线圈在谐振状态下的电感值；C_f0是发射端第一补偿电容在谐振状态下的电容值；C_p0是发射端第二补偿电容在谐振状态下的电容值。

优选的，所述容值可调补偿电容包括：甲电容、乙电容以及直流偏置电路；所述甲电容和乙电容串联，所述直流偏置电路与所述甲电容并联；所述直流偏置电路包括串联的电压源和电阻；所述电压源的电压值可调。

优选的，所述乙电容的电容值大于所述甲电容的电容值。

在本申请的自适应无线充电发射端安装完成后，可以补偿网络中某个元件参数出现的偏差，通过调节一个或多个补偿电容的电容值，可以使系统可以重新工作在谐振状态。在无线充电过程中，元件参数发生漂移时，可以根据电压、电流的相位差通过调节补偿电容使系统保持谐振状态稳定运行。当线圈互感M发生变化，偏离正常工作范围时，系统可以通过调节谐振频率补偿互感M变化而造成的输出功率的下降。

附图说明

图1为本实用新型自适应无线充电发射端的结构示意图；

图2为本实用新型自适应无线充电发射端的部分电路拓扑图；

图3为本实用新型自适应无线充电接发射所在系统的结构示意图；