[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

摘要

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。

主权项

1.一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，其特征在于，该系统中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补偿形式；所述的每个功率发射器中驱动电源频率相同；该方法是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；所述的配置方法包括如下步骤：1)当四个发射线圈双排等距放置构成一个发射线圈单元，且补偿网络为补偿电容串联的形式时，所有解耦元件共三个，即第一、第二、第三元件；各功率发射器中，发射线圈的同名端与驱动电源的正方向端相连，发射线圈的另一端与补偿电容的一端相连，定义驱动电源的负端为功率发射器的负端，且补偿电容的另一端为功率发射器的正端，其中：第一功率发射器的正端、第二功率发射器的正端、第三功率发射器的正端、第四功率发射器的正端和第一元件的一端相连，第一元件的另一端与第二元件的一端和第三元件的一端相连，第二元件的另一端与第二功率发射器的负端和第四功率发射器的负端相连，第三元件的另一端与第一功率发射器的负端和第三功率发射器的负端相连；2)根据基尔霍夫电压电流定律和欧姆定律列写电路方程，配置任一解耦元件为电容或电感从而确定其余所有解耦元件的种类，配置所有解耦元件的元件值使得所有发射线圈之间的互感消除，同时配置补偿电容的电容值以满足谐振；3)当在系统中同时增加两个功率发射器，且这两个功率发射器中的发射线圈按照同列排布作为一个扩展单元并入系统中，即系统中所有发射线圈依然按照双排等距布置，则同时需额外增加四个解耦元件：元件a、元件b、元件c和元件d；设增加的为第n个功率发射器和第n+1个功率发射器，且设第n‑1个功率发射器、第n‑2个功率发射器共接端为A点，将第n‑1个功率发射器的与A点共接端连接第n+1个功率发射器的一端及元件b的一端，将第n‑2个功率发射器的与A点共接端连接第n个功率发射器的一端和元件c的一端，元件b的另一端和元件c的另一端与元件d的一端相连，元件a的一端与A点端相连，元件a的另一端、元件d的另一端和第n个功率发射器的另一端、第n+1个功率发射器的另一端相连。