【技術實現步驟摘要】
本申請涉及無線充電，尤其涉及一種基于功率變換的三線圈無線充電裝置及系統。
技術介紹
1、汽車智能化帶來更多的電能損耗和更頻繁的充電次數，傳統的有線充電容易出現接口老化，在復雜的充電環境中可能會導致安全事故，而無接觸的無線充電技術可以避免不安全的電氣損傷和觸電風險；傳統的無線充電裝置容易受到各種噪聲的干擾，功率傳輸效率低。
技術實現思路
1、本申請實施例的主要目的是在于提供一種基于功率變換的三線圈無線充電裝置及系統，能夠提高傳輸效率。
2、為實現上述目的，本申請實施例的一方面提出了一種基于功率變換的三線圈無線充電裝置，所述裝置包括直流輸入源、第一逆變器、發射器、高壓接收器、低壓接收器、直流轉換器以及第一濾波器、第二濾波器以及第三濾波器；
3、所述直流輸入源與所述第一逆變器的輸入端連接，所述第一逆變器的輸出端與所述發射器連接；
4、所述發射器與所述高壓接收器以及所述低壓接收器分別通過磁場耦合，所述高壓接收器與所述低壓接收器通過磁場耦合；
5、所述高壓接收器的輸出端與所述第一濾波器的輸入端連接；所述第一濾波器的輸出端與負載連接；
6、所述低壓接收器的輸出端與第二濾波器的輸入端連接，所述第二濾波器的輸出端與所述直流轉換器的輸入端連接；
7、所述直流轉換器的輸出端與所述第三濾波器的輸入端連接，所述第三濾波器的輸出端與負載連接。
8、在一些實施例中，所述發射器包括發射線圈和第一補償電容；其中，
9、
10、在一些實施例中，所述高壓接收器包括高壓接收線圈、整流器以及第二補償電容；其中，
11、所述高壓接收線圈的第一端與所述第二補償電容的第一端連接，所述高壓接收線圈的第二端與所述整流器的輸入端連接，所述第二補償電容的第二端與所述的整流器的輸入端連接，所述整流器的輸出端與所述第一濾波器的輸入段連接。
12、在一些實施例中，所述低壓接收器包括低壓接收線圈、第二逆變器和第三補償電容；其中，
13、所述低壓接收線圈的第一端與所述第三補償電容的第一端連接，所述低壓接收線圈的第二端與所述第二逆變器的輸入端連接，所述第三補償電容的第二端與所述第二逆變器的輸入端連接，所述第二逆變器的輸出端與所述第二濾波器的輸入端連接。
14、在一些實施例中，所述第一補償電容、第二補償電容以及第三補償電容滿足如下關系，
15、
16、ω＝2πfw
17、其中，cp為第一補償電容值，cs1為第二補償電容值，cs2為第三補償電容值，ω為諧振角頻率，lp為發射線圈的自感值，ls1為高壓接收線圈的自感值，ls2為低壓接收線圈的自感值，fw為無線傳輸部分的開關頻率，a、b分別為無線充電裝置的第一參數和第二參數，m為無線充電裝置的互感值。
18、在一些實施例中，所述發射線圈的自感值滿足如下關系，
19、
20、其中，m12為發射線圈和高壓接收線圈之間的互感值，m13為發射線圈和低壓接收線圈之間的互感值，m23為高壓接收線圈與低壓接收線圈之間的互感值，fw為無線傳輸部分的開關頻率，vin為輸入電壓，coss為第一逆變器中場效應管的寄生電容，td為場效應管的死區時間。
21、在一些實施例中，所述無線充電裝置的第一參數、第二參數和互感值滿足如下關系，
22、
23、
24、其中，a為無線充電裝置的第一參數，b為無線充電裝置的第二參數，m為無線充電裝置的互感值，m12為發射線圈和高壓接收線圈之間的互感值，m13為發射線圈和低壓接收線圈之間的互感值，m23為高壓接收線圈與低壓接收線圈之間的互感值。
25、在一些實施例中，所述直流轉換器包括第一開關管、第二開關管、第三開關管、第四開關管、輔助電容以及電感器；
26、所述第一開關管的第一端與所述第二濾波器的輸出端連接，所述第一開關管的第二端分別與所述第三開關管的第一端和所述電感器的第一端連接；
27、所述第二開關管的第一端分別與所述第二濾波器的輸出端和所述第三濾波器的輸入端連接，所述第二開關管的第二端分別與所述電感器的第二端以及所述第四開關管的第一端連接；
28、所述第三開關管的第二端分別與所述第二濾波器的輸出端和所述輔助電容的第一端連接；
29、所述第四開關管的第二端分別與所述輔助電容的第二端以及所述第三濾波器的輸入端連接。
30、在一些實施例中，所述輔助電容的電容值和所述電感器的電感值根據所述直流轉換器的工作模式確定；其中，
31、若所述直流轉換器處于降壓模式，所述輔助電容的電容值和所述電感器的電感值滿足如下關系，
32、
33、其中，l為電感器電感值，ca為輔助電容的電容值，d為占空比，ts為直流轉換器的開關周期，vr為直流轉換器的輸入電壓，vl為直流轉換器的輸出電壓，iomax為直流轉換器的最大輸出電流；
34、若所述直流轉換器處于降壓升壓模式，所述輔助電容的電容值和所述電感器的電感值滿足如下關系，
35、
36、其中，l為電感器電感值，ca為輔助電容的電容值，d為占空比，ts為直流轉換器的開關周期，vr為直流轉換器的輸入電壓，vl為直流轉換器的輸出電壓，iomax為直流轉換器的最大輸出電流，ib為直流轉換器的輸入電流，ibmax為直流轉換器的最大輸入電流；
37、若所述直流轉換器處于升壓模式，所述輔助電容的電容值和所述電感器的電感值滿足如下關系，
38、
39、其中，l為電感器電感值，ca為輔助電容的電容值，d為占空比，ts為直流轉換器的開關周期，vr為直流轉換器的輸入電壓，vl為直流轉換器的輸出電壓，io為直流轉換器的輸出電流，ibmax為直流轉換器的最大輸入電流。
40、為實現上述目的，本申請實施例的另一方面提出了一種基于功率變換的三線圈無線充電系統，所述系統包括上述的無線充電裝置。
41、實施本申請實施例包括以下有益效果：本實施例提出了一種基于功率變換的三線圈無線充電裝置和系統，該方案包括直流輸入源、第一逆變器、發射器、高壓接收器、低壓接收器、直流轉換器以及第一濾波器、第二濾波器以及第三濾波器；直流輸入源連接第一逆變器的輸入端，第一逆變器的輸出端連接發射器，發射器、高壓接收器和低壓接收器之間通過磁場耦合，高壓接收器的輸出端連接第一濾波器的輸入端，第一濾波器的輸出端連接負載，低壓接收器的輸出端連接第二濾波器的輸入端，第二濾波器的輸出端連接直流轉換器的輸入端，直流輸出端連接第三濾波器的輸入端，第三濾波器的輸出端連接負載；設置高壓接收器、低壓接收器實現功率分流，構成無交叉干擾的功率通路，并通過直流轉換本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種基于功率變換的三線圈無線充電裝置，其特征在于，包括直流輸入源、第一逆變器、發射器、高壓接收器、低壓接收器、直流轉換器以及第一濾波器、第二濾波器以及第三濾波器；
2.根據權利要求1所述的無線充電裝置，其特征在于，所述發射器包括發射線圈和第一補償電容；其中，
3.根據權利要求2所述的無線充電裝置，其特征在于，所述高壓接收器包括高壓接收線圈、整流器以及第二補償電容；其中，
4.根據權利要求3所述的無線充電裝置，其特征在于，所述低壓接收器包括低壓接收線圈、第二逆變器和第三補償電容；其中，
5.根據權利要求4所述的無線充電裝置，其特征在于，所述第一補償電容、第二補償電容以及第三補償電容滿足如下關系，
6.根據權利要求5所述的無線充電裝置，其特征在于，所述發射線圈的自感值滿足如下關系，
7.根據權利要求5所述的無線充電裝置，其特征在于，所述無線充電裝置的第一參數、第二參數和互感值滿足如下關系，
8.根據權利要求1所述的無線充電裝置，其特征在于，所述直流轉換器包括第一開關管、第二開關管、第三開關管、第四
9.根據權利要求8所述的無線充電裝置，其特征在于，所述輔助電容的電容值和所述電感器的電感值根據所述直流轉換器的工作模式確定；其中，
10.一種基于功率變換的三線圈無線充電系統，其特征在于，包括權利要求1-9任一項所述的無線充電裝置。
...【技術特征摘要】
1.一種基于功率變換的三線圈無線充電裝置，其特征在于，包括直流輸入源、第一逆變器、發射器、高壓接收器、低壓接收器、直流轉換器以及第一濾波器、第二濾波器以及第三濾波器；
2.根據權利要求1所述的無線充電裝置，其特征在于，所述發射器包括發射線圈和第一補償電容；其中，
3.根據權利要求2所述的無線充電裝置，其特征在于，所述高壓接收器包括高壓接收線圈、整流器以及第二補償電容；其中，
4.根據權利要求3所述的無線充電裝置，其特征在于，所述低壓接收器包括低壓接收線圈、第二逆變器和第三補償電容；其中，
5.根據權利要求4所述的無線充電裝置，其特征在于，所述第一補償電容、第二補償電容以及第三補償電容滿...
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