无线充电系统技术方案

本实用新型专利技术公开了无线充电系统，包括发射端和接收端，接收端包括：供电电源，以及分别与供电电源连接的主工作系统、辅工作系统和控制器；主工作系统包括依次联通的主逆变电路、主匹配电路和主发射线圈；辅工作系统包括依次联通的辅逆变电路、辅匹配电路和辅线圈组；辅线圈组至少包括四个并联的子线圈，子线圈环绕主发射线圈设置，每个子线圈都连接有独立的控制开关；控制器分别连接主逆变电路和辅逆变电路，使主逆变电路输出的电压和辅逆变电路输出的电压之间具有相位差。本申请发射端子线圈环绕主发射线圈工作，子线圈能够对主发射线圈进行补充，扩大工作范围，并且通过控制相位差，保证线圈的最大磁场不会叠加，保证充电安全。保证充电安全。保证充电安全。

【技术实现步骤摘要】
无线充电系统


[0001]本技术涉及无线充电领域，尤其涉及无线充电系统。

技术介绍

[0002]无线充电是一种在不需要经过物理接触的情况下即可以直接传输电能的方法，无线充电技术因其安全性和便捷性而具有非常广泛的应用前景。但无线充电发射线圈和接收线圈之间一般会存在着一定的位置偏移，特别是对于电动汽车无线充电，需要配置停车引导和对准检测系统，如CN202110427831.7等专利都提供了类似的方法，这些方法能够提供对准的方案，但在实际应用过程中，缺乏灵活性。例如对汽车的操纵无法做到非常精准地控制，驾驶员或自动泊车系统不能将汽车停泊到理想的位置。而当发射线圈与接收线圈存在着较大的偏移时，无线充电系统的传输功率和效率等都将有明显下降；特别是当偏移超过一定的范围时，甚至会出现不能充电的情况，这将会对无线充电技术的体验和技术的推广造成影响，因此提高无线充电时的偏移容忍限度是无线充电技术需要解决的关键问题之一。

技术实现思路

[0003]本技术提供一种无线充电系统，扩大了发射线圈的可传输区域，降低了对齐的要求，同时能够保证无线充电的安全工作。
[0004]无线充电系统，包括发射端和接收端，所述接收端包括：供电电源，以及分别与所述供电电源连接的主工作系统、辅工作系统和控制器；所述主工作系统包括依次联通的主逆变电路、主匹配电路和主发射线圈；所述辅工作系统包括依次联通的辅逆变电路、辅匹配电路和辅线圈组；所述辅线圈组至少包括四个并联的子线圈，所述子线圈环绕所述主发射线圈设置，每个所述子线圈都连接有独立的控制开关；所述控制器分别连接所述主逆变电路和辅逆变电路，且使所述主逆变电路输出的电压和辅逆变电路输出的电压之间具有相位差；所述接收端包括：接收线圈、接收端匹配电路、接收端整流电路、接收端滤波电路和负载；在无线充电前的对准阶段，所述主发射线圈和所述子线圈同时最多有一个联通工作；在无线充电时，所述主发射线圈联通工作，所述子线圈同时最多有两个联通工作。
[0005]优选的，所述辅线圈组具有八个子线圈，分别为第一子线圈、第二子线圈、第三子线圈、第四子线圈、第五子线圈、第六子线圈、第七子线圈和第八子线圈；每个所述子线圈上连接有控制开关；每个所述子线圈依次环绕所述主发射线圈设置。
[0006]优选的，所述控制器中包括匹配识别电路，所述匹配识别电路至少包括电流传感器。
[0007]优选的，在工作时，所述主发射线圈的输入电流大于所述子线圈的输入电流。
[0008]优选的，在工作时，接收端的负载变化，或对输出电压的需求发生改变时，所述控制器调节所述主逆变电路输出的电压和辅逆变电路输出的电压的相位差。
[0009]本技术无线充电系统，发射端子线圈环绕主发射线圈工作，子线圈能够对主
发射线圈进行补充，扩大工作范围，并且通过控制相位差，保证线圈的最大磁场不会叠加，保证充电安全。
附图说明
[0010]图1为本技术无线充电系统的示意图；
[0011]图2A
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图2C是本技术无线充电系统和接收线圈匹配工作的三种状态示意图；
[0012]图3为本技术无线充电系统和接收侧的耦合的示意图。
具体实施方式
[0013]下面详细描述本技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本技术，而不能解释为对本技术的限制。
[0014]一种无线充电系统，具有发射端和接收端，发射端包括供电电源0、主工作系统1、辅工作系统2和控制器3。
[0015]主工作系统1包括依次联通的主逆变电路11、主匹配电路12(或者叫阻抗匹配电路)和主发射线圈L0；辅工作系统2包括依次联通的辅逆变电路21、辅匹配电路22(或者叫辅助阻抗匹配电路)和辅线圈组；辅线圈组包括至少四个子线圈，所述子线圈环绕所述主发射线圈L0设置。
[0016]上述主逆变电路11和辅逆变电路21的结构、原理可以是相同的，他们可以被统称为逆变电路。同理，主匹配电路12和辅匹配电路22的结构、原理可以是相同的，他们可以被统称为匹配电路或者阻抗匹配电路。主发射线圈L0和子线圈统称为发射线圈。
[0017]控制器3分别连接主逆变电路11和辅逆变电路21，且使主逆变电路11输出的电压和辅逆变电路21输出的电压之间具有相位差，相位差的具体差值下文会说明。
[0018]接收端包括：接收线圈C、接收端匹配电路31、接收端整流电路32、接收端滤波电路和负载。
[0019]上述子线圈至少四个，在主发射线圈L0的四个方向环绕，在一些实施中，为了更好的实现匹配，可以设置更多的子线圈，例如下文使用八个子线圈为例进行说明。
[0020]例如图1、图2A
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图2C所示，八个子线圈分别为第一子线圈L1、分别为第二子线圈L2、第三子线圈L3、第四子线圈L4、第五子线圈L5、第六子线圈L6、第七子线圈L7、第八子线圈L8；每个子线圈上连接有控制开关，对应每个子线圈，分为第一控制开关S1、第二控制开关S2、第三控制开关S3、第四控制开关S4、第五控制开关S5、第六控制开关S6、第七控制开关S7、第八控制开关S8。当然，主发射线圈L0也可以包括主控制开关S0。为了方便控制，也可以将这些线圈分为两组，单数一组，双数一组。
[0021]上述的子线圈围绕在主发射线圈L0四周。这些子线圈按照编号相邻布置，相邻的子线圈之间可以有部分重叠。按照编号相邻布置。
[0022]主发射线圈L0和所有子线圈的线圈结构可以为螺旋盘绕，其外形一般为规则形状，如圆形、正方形、矩形、六角形等形状中的一种或多种的组合，本实施例以盘绕成圆方形来说明，即线圈是四角呈圆弧形的矩形线圈。
[0023]本申请中主工作系统1和辅工作系统2是独立的供电回路，避免之间互相干扰。供电电源0所输入的直流电经主逆变电路11和辅逆变电路21转换为高频交流电后，分别输出到主匹配电路12和辅匹配电路22的输入端，高频交流电经匹配电路后分别输入到对应控制开关，以根据需求给对应的主发射线圈L0或子线圈供电。
[0024]主匹配电路12、辅匹配电路22都可采用多种网络拓扑结构。主发射线圈L0或接收线圈C与一个补偿电容之间有串联谐振和并联谐振两种基本的拓扑结构，除此之外，还有由多个补偿元件构成的拓扑结构形式，如LCC(电感L
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电容C
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电容C)、LCL、π型等复合拓扑结构，匹配电路和发射线圈或接收线圈C连接后构成谐振网络。
[0025]供电电源0也可以是交流电源，当使用交流电源作为输入时，在逆变电路前端都要各自增加一级整流变换电路，交流电源的输出经整流变换后转换成直流，再输入到逆变电路的输入端。
[0026]接收端一般具有接收线圈C、接收端匹配电路31、接收端整流电路32和接收端滤波电路等，这些对于本领域技术人员来说这本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无线充电系统，包括发射端和接收端，其特征在于，所述接收端包括：供电电源(0)，以及分别与所述供电电源(0)连接的主工作系统(1)、辅工作系统(2)和控制器(3)；所述主工作系统(1)包括依次联通的主逆变电路(11)、主匹配电路(12)和主发射线圈(L0)；所述辅工作系统(2)包括依次联通的辅逆变电路(21)、辅匹配电路(22)和辅线圈组；所述辅线圈组至少包括四个并联的子线圈，所述子线圈环绕所述主发射线圈(L0)设置，每个所述子线圈都连接有独立的控制开关；所述控制器(3)分别连接所述主逆变电路(11)和辅逆变电路(21)，且使所述主逆变电路(11)输出的电压和辅逆变电路(21)输出的电压之间具有相位差；所述接收端包括：接收线圈(C)、接收端匹配电路(31)、接收端整流电路(32)、接收端滤波电路和负载；在无线充电前的对准阶段，所述主发射线圈(L0)和所述子线圈同时最多有一个联通工作；在无线充电时，所述主发射线圈(...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲁国希，陆钧，
申请(专利权)人：合肥有感科技有限责任公司，
类型：新型
国别省市：