多谐振电路并联的磁耦合共振电能发射端、接收端及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种多谐振电路并联的磁耦合共振电能发射端、接收端及系统，包括接入有直流电压电源的发射端，连接输出电压的接收端，所述发射端中包括两个或两个以上的发射电路单元，每个发射电路单元包括发射谐振电路、以及用于驱动发射谐振电路的逆变电路，各逆变电路输入端并联；所述接收电路单元数量与发射端中发射电路单元数量相同，每个接收电路单元包括与所述发射电路单元中发射谐振电路对应设置的接收谐振电路、以及整流输出电路，各整流输出电路输出端并联。本发明专利技术中，解决了MOS管不能过大电流的问题，在传输同等功率的条件下，较现有的方案降低了谐振电容工作电压，进而降低了成本，推动了无线充电在电动汽车充电领域的普及应用。

Magnetic coupling resonance energy transmitting end, receiving end and system of multi resonance circuit

The invention relates to a multi resonant circuit parallel magnetic resonance coupling power transmitter and receiver and transmitter system, including access to a DC voltage source, the receiver is connected with the output voltage, the transmitter includes two or more than two of the transmitting circuit unit, each unit includes a transmitting circuit resonant emission the inverter circuit and the driving circuit for the launch of the resonant circuit, inverter circuit input in parallel; the same number of the receiving circuit unit and the number of transmitter transmitting circuit unit, each unit comprises a receiving circuit and the transmitting circuit transmitting resonant circuit unit in the receiving circuit, output circuit and resonant rectifier, the rectifier the output end of the output circuit in parallel. In the invention, to solve the MOS tube is not too large current problems in the transmission of the same power condition, reduce the resonant capacitor voltage than the existing schemes, so as to reduce the cost, promote the popularization and application of wireless charging in the field of electric vehicle charging.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及无线充电
，尤其涉及一种多谐振电路并联的磁耦合共振电能发射端、接收端及系统。
技术介绍
基于磁耦合谐振原理的无线充电系统中，谐振电流非常大，目前MOSFET(Metal-Oxide-SemiconductorField-EffectTransistor，金氧半场效晶体管)(MOS管与MOSFET含义相同，下述所出现的所有MOSFET均以MOS管进行代替阐述)通态电流能力有限，而多个MOS管并联会降低可靠性；当需要大功率传输功率时，谐振电容电压非常高；这样会导致制造成本高。面对上述问题，现有技术中，提出了如下解决方案，如图1所示，这种方案尽管理论上解决了MOS管通态电流限值的问题，可以实现较大的发射功率，但实际上谐振电容的谐振电压会非常高，如果传输10KW以上的功率，谐振电压会高达10KV量级；目前这种高压电容的制造工艺尚且不成熟，且制造成本高，同时这种谐振腔需要高压工作的特性也带来了安全问题；目前MOS管并联应用因其导通模态中温度系数有变化，并联也会带来一系列可靠性问题。
技术实现思路
为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决MOS管不能过大电流，以及如何降低谐振电容工作电压，进而降低成本，推动无线充电在电动汽车充电领域的普及应用的问题，本专利技术提供了一种多谐振电路并联的磁耦合共振电能发射端，所述发射端接入有直流电压电源，所述发射端中包括两个或两个以上的发射电路单元，每个发射电路单元包括发射谐振电路、以及用于驱动发射谐振电路的逆变电路，各逆变电路输入端并联。优选地，所有发射谐振电路中的谐振线圈组成发射线圈阵列。优选地，构成所述发射线圈阵列的各谐振线圈同平面设置。优选地，构成所述发射线圈阵列的各谐振线圈为平面型线圈。优选地，所述发射谐振电路中串联有补偿电容。优选地，所述发射谐振电路为CLC谐振电路。优选地，所述逆变电路为全桥逆变电路。优选地，所述全桥逆变电路的PWM开关频率为85千赫兹。本专利技术还提供了一种多谐振电路并联的磁耦合共振电能接收端，所述接收端连接有输出电压，所述接收端包括接收电路单元，所述接收电路单元数量与前述多谐振电路并联的发射端中发射电路单元数量相同，且每个接收电路单元包括与所述发射电路单元中发射谐振电路对应设置的接收谐振电路、以及整流输出电路，各整流输出电路输出端并联。优选地，所有接收谐振电路中的谐振线圈组成接收线圈阵列。优选地，构成所述接收线圈阵列的各谐振线圈同平面设置。优选地，构成所述发射线圈阵列的各谐振线圈为平面型线圈。优选地，所述接收谐振电路中串联有补偿电容。优选地，所述接收谐振电路为CLC谐振电路。优选地，所述整流输出电路为桥式整流电路。本专利技术还提供了一种多谐振电路并联的磁耦合共振电能系统，包括发射端和接收端。优选地，所述发射谐振电路中和接收谐振电路中的谐振线圈的电感值相等，所述发射谐振电路和接收谐振电路中的补偿电容的电容值相等。与现有技术相比，本专利技术至少具有以下优点：通过本专利技术中的多谐振电路并联的磁耦合共振电能系统设计，解决了MOS管不能过大电流的问题，在传输同等功率的条件下，较现有的方案降低了谐振电容工作电压，进而降低了成本，推动了无线充电在电动汽车充电领域的普及应用。方案1、一种多谐振电路并联的磁耦合共振电能发射端，所述发射端接入有直流电压电源，其特征在于，所述发射端中包括两个或两个以上的发射电路单元，每个发射电路单元包括发射谐振电路、以及用于驱动发射谐振电路的逆变电路，各逆变电路输入端并联。方案2、根据方案1所述的发射端，其特征在于，所有发射谐振电路中的谐振线圈组成发射线圈阵列。方案3、根据方案2所述的发射端，其特征在于，构成所述发射线圈阵列的各谐振线圈同平面设置。方案4、根据方案3所述的发射端，其特征在于，构成所述发射线圈阵列的各谐振线圈为平面型线圈。方案5、根据方案1～4中任一项所述的发射端，其特征在于，所述发射谐振电路中串联有补偿电容。方案6、根据方案5所述的发射端，其特征在于，所述发射谐振电路为CLC谐振电路。方案7、根据方案1～4中任一项所述的发射端，其特征在于，所述逆变电路为全桥逆变电路。方案8、根据方案7所述的发射端，其特征在于，所述全桥逆变电路的PWM开关频率为85千赫兹。方案9、一种多谐振电路并联的磁耦合共振电能接收端，所述接收端连接有输出电压，其特征在于，所述接收端包括接收电路单元，所述接收电路单元数量与方案1～8中任一种多谐振电路并联的发射端中发射电路单元数量相同，且每个接收电路单元包括与所述发射电路单元中发射谐振电路对应设置的接收谐振电路、以及整流输出电路，各整流输出电路输出端并联。方案10、根据方案9所述的接收端，其特征在于，所有接收谐振电路中的谐振线圈组成接收线圈阵列。方案11、根据方案10所述的接收端，其特征在于，构成所述接收线圈阵列的各谐振线圈同平面设置。方案12、根据方案11所述的接收端，其特征在于，构成所述接收线圈阵列的各谐振线圈为平面型线圈。方案13、根据方案9～12中任一项所述的接收端，其特征在于，所述接收谐振电路中串联有补偿电容。方案14、根据方案13所述的接收端，其特征在于，所述接收谐振电路为CLC谐振电路。方案15、根据方案9～12中任一项所述的接收端，其特征在于，所述整流输出电路为桥式整流电路。方案16、一种多谐振电路并联的磁耦合共振电能系统，其特征在于，包括如方案1～8中任一项所述的发射端和方案9～15中任一项所述的接收端。方案17、根据方案16所述的磁耦合共振电能系统，其特征在于，所述发射谐振电路中和接收谐振电路中的谐振线圈的电感值相等，所述发射谐振电路和接收谐振电路中的补偿电容的电容值相等。附图说明图1是现有技术中提供的解决功率管通态电流限值问题的接线示意图；图2是本专利技术所提供的多谐振电路并联的磁耦合共振电能系统的连接示意图；图3是本专利技术所提供的两谐振电路并联的磁耦合共振电能系统的具体接线示意图；图4是本专利技术所提供的同平面设置的发射端中谐振线圈示意图。具体实施方式下面参照附图来描述本专利技术的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本专利技术的技术原理，并非旨在限制本专利技术的保护范围。本专利技术通过利用多谐振电路并联的磁耦合共振电能系统设计方案，解决了所要解决的大功率无线充电谐振电流很大与MOS管不能过大电流的矛盾，推动了无线充电在电动汽车充电领域的普及应用。本专利技术提出了一种多谐振电路并联的磁耦合共振电能发射端，还提出了一种多谐振电路并联的磁耦合共振电能接收端，以及由前述发射端和接收端构成的多谐振电路并联的磁耦合共振电能系统。为了更清楚地对本专利技术的电路构成及工作原理进行描述，下面从多谐振电路并联的磁耦合共振电能系统的角度来对发射端、接收端、以及系统进行整体描述。本专利技术中，提供了一种多谐振电路并联的磁耦合共振电能系统，如图2所示，该磁耦合共振电能系统01中包括多谐振电路并联的磁耦合共振电能发射端02，多谐振电路并联的磁耦合共振电能接收端03，发射端02将电能转化为电磁能、接收端03将电磁能转化为电能，所述发射端02中包括两个或两个以上的发射电路单元04，每个发射电路单元04包括发射谐振电路05、以及用于驱动发射谐振电路05的逆变电路06，各逆变电路06输入端并联；所述接收端02包括本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多谐振电路并联的磁耦合共振电能发射端，所述发射端接入有直流电压电源，其特征在于，所述发射端中包括两个或两个以上的发射电路单元，每个发射电路单元包括发射谐振电路、以及用于驱动发射谐振电路的逆变电路，各逆变电路输入端并联。

【技术特征摘要】
1.一种多谐振电路并联的磁耦合共振电能发射端，所述发射端接入有直流电压电源，其特征在于，所述发射端中包括两个或两个以上的发射电路单元，每个发射电路单元包括发射谐振电路、以及用于驱动发射谐振电路的逆变电路，各逆变电路输入端并联。2.根据权利要求1所述的发射端，其特征在于，所有发射谐振电路中的谐振线圈组成发射线圈阵列。3.根据权利要求2所述的发射端，其特征在于，构成所述发射线圈阵列的各谐振线圈同平面设置。4.根据权利要求3所述的发射端，其特征在于，构成所述发射线圈阵列的各谐振线圈为平面型线圈。5.根据权利要求1～4中任一项所述的发射端，其特征在于，所述发射谐振电路中串联有补偿电容。6.根据权利要求5所述的发射端，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：范金焰，
申请(专利权)人：上海蔚来汽车有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31