一种用于实现恒流输出的多路无线电能传输系统技术方案

本发明专利技术涉及一种用于实现恒流输出的多路无线电能传输系统，包括发射端和接收端；发射端包括逆变单元和谐振单元，逆变单元与外部直流电源连接，谐振单元与逆变单元连接，用于通过谐振产生高频交流电压；接收端包括多路恒流输出单元，每路恒流输出单元中包括一个或多个整流单元，整流单元与负载连接，其中第一路恒流输出单元通过变压器与发射端耦合，以接收发射端发送的高频交流电压，前一路恒流输出单元通过变压器与后一路恒流输出单元连接，最后一路恒流输出单元中的最后一个整流单元与变压器之间还设置有补偿单元。根据本发明专利技术的方案，解决了无线电能传输技术中恒流输出控制过程复杂且电路成本高的问题。复杂且电路成本高的问题。复杂且电路成本高的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种用于实现恒流输出的多路无线电能传输系统


[0001]本专利技术一般地涉及无线电能传输
更具体地，本专利技术涉及一种用于实现恒流输出的多路无线电能传输系统。

技术介绍

[0002]无线电能传输技术CWireless Power Transmission,WPT)，是指通过发射端将电能转换成其他形式的能量(如电磁波、机械波等)，再由接收端将该能量收集并转换成电能的，以实现一定距离的无线电能传输的方式。传统的有线供电方式中存在大量复杂的电气接线，尤其在墙体、水下及生物体等施工难度大及高度灵活设备充电的场合，无线电能传输方式的优势显得尤为突出。此外，无线电能传输在减少机械开关操作并提高供电可靠性，减少物理耗材和施工周期等方面都有着显著的优点。
[0003]伴随着新能源技术的发展，负载的精密程度越来越高，所要求的充电条件也日趋严格，基于负载无关的恒流式输出的无线电能传输方式应运而生。由于无线电能传输系统的磁路结构存在漏感大，相合系数低的问题，往往需要采用谐振补偿网络来补偿系统的漏感和励磁电感，从而有效提高有功功率的容量并实现高效率的电能传输。同时，基于电力设备、电动汽车及人体医疗植入等设备中的多器件用电需求，通过设计电能传输方式实现多路电源输出，以为多负载进行供电。
[0004]然而，目前的多路电源输出通常需要针对每个输出电路配置相应的补偿电路，以保证电源的恒流稳定输出。这种方式虽然能够保证输出的稳定性，但是电路结构复杂并且电路的组成成本较高，不利于广泛的生产应用。并且这种方式造成电路的占用空间较大，不利于实际应用。同时每个输出电路的独立调节无法兼顾系统的整体性能，导致每个输出电路的差异越来越来越大，对系统的稳定性造成较大影响。
[0005]基于此，目前亟需解决的问题是无线电能传输技术中恒流输出控制过程复杂且电路成本高的问题。

技术实现思路

[0006]为解决上述一个或多个技术问题，本专利技术提出通过在多路恒流输出单元中的最后一路中串接补偿单元，实现对整个多路恒流输出单元的输出补偿，从而简化了电路结构，减小了电路组成成本。
[0007]为此，本专利技术提供了一种用于实现恒流输出的多路无线电能传输系统，包括发射端和接收端；所述发射端包括逆变单元和谐振单元，所述逆变单元与外部直流电源连接，所述谐振单元与所述逆变单元连接，用于通过谐振产生高频交流电压；所述接收端包括多路恒流输出单元，每路恒流输出单元中包括一个或多个整流单元，所述整流单元与负载连接，用于为负载进行供电，其中第一路恒流输出单元通过变压器与发射端耦合，以接收发射端发送的高频交流电压，前一路恒流输出单元通过变压器与后一路恒流输出单元连接，最后一路恒流输出单元中的最后一个整流单元与变压器之间还设置有补偿单元，用于对所述多
路恒流输出单元进行补偿以实现恒流输出。
[0008]在一个实施例中，所述多路无线电能传输系统还包括采集单元、控制单元和驱动单元，所述采集单元与所述最后一路恒流输出单元连接，用于检测所述最后一路恒流输出单元中的电流信息，所述控制单元与所述采集单元连接，用于根据所述采集单元采集的最后一路恒流输出单元中的电流信息输出控制量，所述驱动单元与所述控制单元和所述发射端的逆变单元连接，用于根据所述控制量调节所述逆变单元，以调整所述多路恒流输出单元的输出。
[0009]在一个实施例中，所述控制单元用于：计算所述电流信息与设定电流之间的差值；响应于所述差值大于阈值，输出用于增大电流输出的控制量；响应于所述差值小余阈值，输出用于减小电流输出的控制量。
[0010]在一个实施例中，所述采集单元还用于采集所述最后一路恒流输出单元中的电压信息，所述控制单元还用于根据所述最后一路恒流输出单元中的电流信息和电压信息计算功率信息，以根据所述功率信息输出控制量。
[0011]在一个实施例中，所述控制单元用于：判断所述功率信息与设定功率之间的大小关系；响应于所述功率信息小于所述设定功率，输出用于减小功率输出的控制量；响应于所述功率信息大于所述设定功率，输出用于增大功率输出的控制量。
[0012]在一个实施例中，所述采集单元包括电压采样电路和电流采样电路，所述电流采样电路用于采集所述补偿单元处的电流信息，所述电压采样电路用于采集所述最后一路恒流输出单元的电压信息。
[0013]在一个实施例中，所述控制单元包括功率计算电路和比较电路，所述功率计算电路与所述电流采样电路和电压采样电路连接，用于根据所述电流信息和电压信息计算最后一路恒流输出单元的功率信息，所述比较电路与所述功率计算单元连接，用于将所述功率信息与设定功率进行比较，以输出控制量。
[0014]在一个实施例中，所述驱动单元包括PWM驱动电路，所述PWM驱动电路与所述比较电路连接，用于根据所述控制量输出对应的PWM信号，以用于调节所述逆变单元的输出。
[0015]在一个实施例中，所述补偿单元包括第一电感和第一电容，所述第一电感和第一电容串接于最后一路恒流输出单元中变压器与整流单元之间。
[0016]在一个实施例中，所述谐振单元包括LCL谐振电路，所述LCL谐振电路包括第二电感、第二电容和第三电感，所述第一电感和第二电感串联，所述第二电容的一端与所述第一电感和第二电感的串联连接点连接，所述第二电容的另一端接地。
[0017]根据本专利技术的方案，可以通过在多路恒流输出单元中的最后一路恒流输出单元中设置一个补偿单元，从而直接通过最后一路的补偿作用实现整体电路输出的补偿效果，有效减小了电路复杂度和组成成本。进一步，本专利技术中还通过对最后一路恒流输出单元中的电压和电流信息进行采集，从而通过负载需求功率的大小实现恒流调节，有效提升了恒流调节过程的灵活性。
附图说明
[0018]通过参考附图阅读下文的详细描述，本专利技术示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本专利技术的若
干实施方式，并且相同或对应的标号表示相同或对应的部分，其中：图1是示意性示出根据本专利技术的一个实施例的多路无线电能传输系统的示意图；图2是示意性示出根据本专利技术的另一个实施例的多路无线电能传输系统的示意图；图3是示意性示出根据本专利技术的实施例的恒流调节控制部分的示意图；图4是示意性示出根据本专利技术的实施例的多路无线电能传输系统的电路组成的示意图；图5是示意性示出根据本专利技术的实施例的补偿单元的一种结构的示意图；图6是示意性示出根据本专利技术的实施例的补偿单元的另一种结构的示意图。
具体实施方式
[0019]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0020]下面结合附图来详细描述本专利技术的具体实施方式。
[0021]图1是示意性示出根据本专利技术的一个实施例的多路无线电能传输系统的示意图。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于实现恒流输出的多路无线电能传输系统，其特征在于，包括发射端和接收端；所述发射端包括逆变单元和谐振单元，所述逆变单元与外部直流电源连接，所述谐振单元与所述逆变单元连接，用于通过谐振产生高频交流电压；所述接收端包括多路恒流输出单元，每路恒流输出单元中包括一个或多个整流单元，所述整流单元与负载连接，用于为负载进行供电，其中第一路恒流输出单元通过变压器与发射端耦合，以接收发射端发送的高频交流电压，前一路恒流输出单元通过变压器与后一路恒流输出单元连接，最后一路恒流输出单元中的最后一个整流单元与变压器之间还设置有补偿单元，用于对所述多路恒流输出单元进行补偿以实现恒流输出。2.根据权利要求1所述的多路无线电能传输系统，其特征在于，所述多路无线电能传输系统还包括采集单元、控制单元和驱动单元，所述采集单元与所述最后一路恒流输出单元连接，用于检测所述最后一路恒流输出单元中的电流信息，所述控制单元与所述采集单元连接，用于根据所述采集单元采集的最后一路恒流输出单元中的电流信息输出控制量，所述驱动单元与所述控制单元和所述发射端的逆变单元连接，用于根据所述控制量调节所述逆变单元，以调整所述多路恒流输出单元的输出。3.根据权利要求2所述的多路无线电能传输系统，其特征在于，所述控制单元用于：计算所述电流信息与设定电流之间的差值；响应于所述差值大于阈值，输出用于增大电流输出的控制量；响应于所述差值小余阈值，输出用于减小电流输出的控制量。4.根据权利要求2所述的多路无线电能传输系统，其特征在于，所述采集单元还用于采集所述最后一路恒流输出单元中的电压信息，所述控制单元还用于根据所述最后一路恒流输出单元中的电流信息和电压信息计算功率信息，以根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑树义，于冰，蔡文彬，
申请(专利权)人：西安霍威电源有限公司，
类型：发明
国别省市：