[发明专利]无线电能传输用3S松耦合变压器及参数确定方法

说明书

无线电能传输用3S松耦合变压器及参数确定方法，属于无线电能传输技术领域，具体涉及松耦合变压器。所述原边耦合机构和副边耦合机构相对设置；且原边耦合机构位于副边耦合机构下侧；原边耦合机构包括原边铁氧体磁芯、线圈A和两个线圈B，所述线圈A贴设铁氧体磁芯的上表面；两个线圈B分别独立绕设成矩形环，两个线圈B贴设在线圈A的相对的两个角上，副边耦合机构的线圈C贴设铁氧体磁芯的下表面；两个线圈D分别独立绕设成矩形环，两个线圈D贴设在线圈C相对的两个角上，两个线圈B与两个线圈D交错设置。本发明适用于变压调压。

技术领域

本发明属于无线电能传输技术领域，具体涉及松耦合变压器。

背景技术

有线输电为多个设备供电时，存在杂乱缠绕、不美观的问题；为井下设备供电时，触点间的电火花容易引起粉尘爆炸事故；为水下设备供电时，容易产生漏电伤人事故；为植入式医疗设备供电时，存在易感染、不方便等问题；滑环输电为旋转设备供电时，存在机械磨损大、寿命短等问题。上述缺点限制了接触式供电在这些领域的应用。

无线电能传输(Wireless Power Transfer,WPT)技术通过不同的介质如空间磁场、空间电场、激光、微波、声波等途径完成能量的传输，具有电能接入灵活、方便、安全、可靠等优势，不向周围环境释放有害污染物，不受周围的尘埃、湿气及化学腐蚀的影响，可以做到免维护或低维护可靠运行。根据传输机理，目前的无线电能传输技术主要包括电磁感应式、电场耦合式、电磁辐射式和超声波式等，电磁感应式无线电能传输技术原理简单、实现容易、传输功率大、效率高，综合性能最优，获得了最广泛的关注和研究。

耦合机构对感应耦合式无线电能传输系统的性能有重要影响。实际系统中，原副边相对位置不固定，耦合机构的耦合系数会变化，导致整流桥输出波动。为拓展无线电能传输系统的有效工作区，缩小后级DC/DC变换器调节范围，需使用强抗偏移耦合机构。平面圆形、平面方形、DD和螺线管是最常用的四种耦合机构，其中平面圆形和平面方形耦合机构抗偏移性能较差，DD和平面螺线管耦合机构在垂直磁场方向抗偏移性能突出，但是在磁场方向抗偏移性能差，已有的耦合机构难以满足无线电能传输系统对抗偏移性能的要求。

发明内容

本发明的目的是为了解决耦合机构存在磁场方向抗偏移性能差的问题，提出了一种无线电能传输用3S松耦合变压器及参数确定方法。

本发明所述一种无线电能传输用3S松耦合变压器，包括原边耦合机构和副边耦合机构；

所述原边耦合机构和副边耦合机构相对设置；且原边耦合机构位于副边耦合机构下侧；

原边耦合机构包括原边铁氧体磁芯、线圈A和两个线圈B，线圈A沿原边铁氧体磁芯的边向内紧密排列绕设呈矩形环，且所述线圈A贴设原边铁氧体磁芯的上表面；两个线圈B分别独立绕设成矩形环，两个线圈B贴设在线圈A相对的两个角上，且两个线圈B的对角线与线圈A的对角线重合；

副边耦合机构包括副边铁氧体磁芯、线圈C和两个线圈D，线圈C沿副边铁氧体磁芯的边向内紧密排列绕设呈矩形环，且所述线圈C贴设副边铁氧体磁芯的下表面；两个线圈D分别独立绕设成矩形环，两个线圈D贴设在线圈C相对的两个角上，且两个线圈D的对角线与线圈C的对角线重合；

两个线圈B与两个线圈D交错设置。

进一步地，线圈A、两个线圈B、线圈C和两个线圈D内的电流方向一致。

进一步地，两个线圈B绕设的矩形的尺寸和绕设的匝数均相同。

进一步地，两个线圈D绕设的矩形的尺寸和绕设的匝数均相同。

进一步地，线圈A和线圈B的匝数比与线圈C和线圈D的匝数比相同。

进一步地，原边铁氧体磁芯和副边铁氧体磁芯均为正方形。.

进一步地，原边铁氧体磁芯和副边铁氧体磁芯的面积为.200×200mm²。