一种具有紧凑接收端的无线电能传输补偿拓扑结构及系统

技术特征：
1.一种具有紧凑型接收端的无线电能传输补偿拓扑结构，其特征在于，包括：直流电源、逆变电路、原边并联补偿电感l1、原边串联补偿电容c
p
、原边发射线圈l
p
、副边接收线圈l
s
、整流滤波电路及负载；所述逆变电路的直流侧与直流电源连接，用以将直流电源的输出直流电转化为高频交流电，逆变电路的交流侧两端与原边并联补偿电感l1两端连接；所述原边串联补偿电容c
p
一端与原边并联补偿电感l1的一端连接，原边串联补偿电容c
p
的另一端与原边发射线圈l
p
的一端连接，原边发射线圈l
p
的另一端与原边并联补偿电感l1的另一端连接；所述原边发射线圈l
p
和副边接收线圈l
s
之间通过电磁耦合传递能量，副边接收线圈l
s
两端直接与整流电路交流侧两端相接，整流电路直流侧两端经过输出滤波与负载两端连接。2.根据权利要求1所述的无线电能传输补偿拓扑结构，其特征在于：所述逆变电路采用半桥逆变结构、全桥逆变结构或推挽式逆变结构。3.根据权利要求1所述的无线电能传输补偿拓扑结构，其特征在于：所述原边发射线圈部分或者副边接收线圈部分由磁芯和导线绕制的传能线圈组成。4.根据权利要求3所述的无线电能传输补偿拓扑结构，其特征在于：所述磁芯使用导磁材料。5.根据权利要求1所述的无线电能传输补偿拓扑结构，其特征在于：所述原边并联补偿电感l1、原边串联补偿电容c
p
、原边发射线圈l
p
、副边接收线圈l
s
、以及耦合线圈互感m的参数设计满足如下谐振条件：条件1：条件2：l1l
s
＝m2；其中，ω为逆变器开关角频率。6.根据权利要求5所述的无线电能传输补偿拓扑结构，其特征在于：所述原边并联补偿电感l1在参数设计完成后进一步微调，在不影响输出特性的情况下产生略微感性或容性的输入阻抗角。7.根据权利要求1所述的无线电能传输补偿拓扑结构，其特征在于：所述原边并联补偿电感l1所在的并联支路上串联隔直电容，以消除并联电感支路上的直流电流分量。8.根据权利要求1所述的无线电能传输补偿拓扑结构，其特征在于：所述逆变电路交流侧一端与原边补偿电路连接点之间增加串联隔直电容，以消除并联电感支路上的直流电流分量。9.一种无线电能传输系统，其特征在于：采用权利要求1-8任一所述的无线电能传输补偿拓扑结构。

技术总结
本发明公开了一种具有紧凑型接收端的无线电能传输补偿拓扑结构，包括直流电源、逆变电路、原边补偿电路、发射接收线圈，整流滤波电路和负载。其中，原边补偿电路与逆变电路交流侧连接并且存在两条分支：一条支路为并联补偿电感，另一条支路为发射线圈与原边补偿电容的串联；副边接收线圈直接与整流电路交流侧两端相连。通过参数设计，该补偿拓扑结构可以实现负载无关的恒流输出，消除输入侧无功功率，实现逆变器的零电压开通。该补偿拓扑副边仅包含必要的接收线圈和整流滤波电路，且接收线圈感量和匝数可以设计为很小，从而大大降低接收端的成本、体积和重量，形成紧凑型接收端，因此具有现实意义和良好的应用前景。有现实意义和良好的应用前景。有现实意义和良好的应用前景。


技术研发人员：马皓 罗时英
受保护的技术使用者：浙江大学
技术研发日：2022.11.01
技术公布日：2023/2/3