基于磁耦合無(wú)線(xiàn)電能傳輸?shù)闹绷髯儔浩麟娐返闹谱鞣椒?br>【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及無(wú)線(xiàn)電能傳輸變換技術(shù)領(lǐng)域與電力電子領(lǐng)域，具體涉及一種基于磁耦合無(wú)線(xiàn)電能傳輸?shù)闹绷髯儔浩麟娐贰?br>【背景技術(shù)】
[0002]直流變換器分為輸出可以調(diào)節(jié)的直流變換器和輸出不調(diào)節(jié)的直流變壓器兩種類(lèi)型，直流變壓器可以實(shí)現(xiàn)功率的傳輸和電壓的提升，在高壓直流輸電系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用，而在新能源領(lǐng)域，如光伏、燃料電池、超級(jí)電容等場(chǎng)合也有諸多應(yīng)用，同時(shí)直流-直流變壓器技術(shù)還可用于進(jìn)行直流電壓采樣及直流能量傳輸與阻抗變換電路。
[0003]直流-直流變壓器一般采用電力電子方案解決，其中完成隔離變壓任務(wù)的一般采用基于電磁感應(yīng)原理的高頻變壓器，即采用先直流逆變得到交流，交流通過(guò)高頻變壓器變換完成變壓比及電氣隔離任務(wù)，最后再整流得到直流，即常見(jiàn)的DC/AC/DC方案。目前直流-直流變壓器主要用于高壓直流輸電系統(tǒng)及新能源領(lǐng)域，如光伏、燃料電池、超級(jí)電容等場(chǎng)合有廣泛應(yīng)用。
[0004]目前，直流-直流變壓器基本采用電力電子拓?fù)淇刂品桨附鉀Q。其中有采用推挽正激直流變壓器工作方案的，如張方華、嚴(yán)仰光，“直流變壓器的研宄與實(shí)現(xiàn)”，電工技術(shù)學(xué)報(bào)，第20卷第7期，2007.7，PP:76-80ο也有人采用全橋結(jié)構(gòu)拓?fù)浞桨笇?shí)現(xiàn)直流變壓器，如張先進(jìn)、陳杰、龔春英，“直流變壓器研宄”，高電壓技術(shù)，第35卷第5期，2009年5月，PP:76-80 ο
[0005]強(qiáng)磁耦合無(wú)線(xiàn)電能傳輸變換技術(shù)是一項(xiàng)極有前途的高新技術(shù)，有著極為廣泛應(yīng)用前景，對(duì)于采用強(qiáng)磁耦合無(wú)線(xiàn)電能傳輸變換方案一樣可以得到直流-直流變壓器，不同于常規(guī)電力電子方案通過(guò)電磁感應(yīng)原理的變壓器的隔離方式，它通過(guò)原、副邊線(xiàn)圈的高頻諧振耦合原理進(jìn)行能量傳輸，可以實(shí)現(xiàn)原邊與副邊線(xiàn)圈無(wú)磁芯方案的物理隔離而同時(shí)實(shí)現(xiàn)無(wú)線(xiàn)電能傳遞，在工業(yè)應(yīng)用中可使設(shè)計(jì)更靈活。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提出一種基于強(qiáng)磁耦合無(wú)線(xiàn)電能傳輸變換的直流變壓器電路，用強(qiáng)磁耦合無(wú)線(xiàn)電能傳輸變換部分替代高頻變壓器，為采用無(wú)線(xiàn)電能傳輸變換技術(shù)實(shí)現(xiàn)直流-直流變壓器提供一種全新的思路與解決方案。
[0007]一種基于磁耦合無(wú)線(xiàn)電能傳輸?shù)闹绷髯儔浩麟娐?，包?
[0008]DC-AC逆變模塊，用于將直流轉(zhuǎn)變成高頻交流；
[0009]無(wú)線(xiàn)電能傳輸模塊，用于高頻交流狀態(tài)下的無(wú)線(xiàn)電能傳輸及變壓，同時(shí)完成輸入輸出隔咼與變壓任務(wù)；
[0010]整流濾波模塊，用于交流轉(zhuǎn)變成直流并濾除高頻分量；
[0011]直流輸入的正負(fù)極與DC-AC逆變模塊的輸入端連接，DC-AC逆變模塊的輸出端與無(wú)線(xiàn)電能傳輸變換模塊的輸入端連接；無(wú)線(xiàn)電能傳輸變換模塊的輸出端與整流濾波模塊的輸入端連接，整流濾波模塊得到最終輸出的直流電壓。
[0012]進(jìn)一步地，如上所述的基于磁耦合無(wú)線(xiàn)電能傳輸?shù)闹绷髯儔浩麟娐罚鯠C-AC逆變模塊包括場(chǎng)效晶體管Ql、場(chǎng)效晶體管Q2、電容Cl、電容C2 ；
[0013]直流輸入端的正極連接電容Cl和場(chǎng)效晶體管Ql的漏極，直流輸入端的負(fù)極連接電容C2和場(chǎng)效晶體管Q2的源極；場(chǎng)效晶體管Q1、場(chǎng)效晶體管Q2串聯(lián)形成一個(gè)橋臂，電容Cl與C2串聯(lián)構(gòu)成另一橋臂，此兩橋臂并聯(lián)；場(chǎng)效晶體管Q1、場(chǎng)效晶體管Q2的公共端Invl及電容Cl與C2的公共端Inv2為分別該模塊的輸出端；場(chǎng)效晶體管Ql與場(chǎng)效晶體管Q2的柵極分別與驅(qū)動(dòng)端連接。
[0014]進(jìn)一步地，如上所述的基于磁耦合無(wú)線(xiàn)電能傳輸?shù)闹绷髯儔浩麟娐罚鰺o(wú)線(xiàn)電能傳輸模塊包括:線(xiàn)圈Coill、電容C3、線(xiàn)圈Coil2、電容C4，所述線(xiàn)圈Coill與電容C3串聯(lián)后與DC-AC逆變模塊的輸出連接，組成無(wú)線(xiàn)電能傳輸變換模塊的原邊，即輸入端；所述線(xiàn)圈Coil2與電容C4并聯(lián)，組成無(wú)線(xiàn)電能傳輸變換模塊的副邊，即輸出端。
[0015]進(jìn)一步地，如上所述的基于磁耦合無(wú)線(xiàn)電能傳輸?shù)闹绷髯儔浩麟娐?，所述整流濾波模塊全橋整流和LC濾波電流，所述全橋整流電路的輸入端與無(wú)線(xiàn)電能傳輸變換模塊的輸出端連接，全橋整流電路的輸出端連接LC濾波電路后輸出。
[0016]本發(fā)明有益效果:
[0017]本發(fā)明采用磁耦合無(wú)線(xiàn)電能傳輸變換技術(shù)實(shí)現(xiàn)直流-直流變壓器；能進(jìn)行無(wú)線(xiàn)電能傳輸，使應(yīng)用場(chǎng)合更為靈活，該電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠、實(shí)用。本發(fā)明直流-直流變壓器在高壓直流輸電系統(tǒng)、新能源應(yīng)用領(lǐng)域，在直流電壓隔離采樣、直流能量無(wú)線(xiàn)傳輸及無(wú)線(xiàn)方案直流阻抗變換電路以及某些特殊實(shí)驗(yàn)等應(yīng)用領(lǐng)域均可廣泛應(yīng)用。
【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1為本發(fā)明基于磁耦合無(wú)線(xiàn)電能傳輸?shù)闹绷髯儔浩麟娐穲D；
[0019]圖2為本發(fā)明DC-AC逆變模塊電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面本發(fā)明中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0021]圖1為本發(fā)明基于磁耦合無(wú)線(xiàn)電能傳輸?shù)闹绷髯儔浩麟娐穲D，如圖1所示，本發(fā)明一種基于強(qiáng)磁耦合無(wú)線(xiàn)電能傳輸變換的直流變壓器電路包括:
[0022]DC-AC逆變模塊I，用于將直流轉(zhuǎn)變成高頻交流；
[0023]無(wú)線(xiàn)電能傳輸變換模塊2，用于高頻交流狀態(tài)下的無(wú)線(xiàn)電能傳輸，同時(shí)完成輸入輸出隔咼與變壓任務(wù)；
[0024]整流濾波模塊3，用于交流轉(zhuǎn)變成直流并濾除高頻分量。
[0025]本發(fā)明電路的DC-AC逆變模塊的輸入端連接直流輸入的正負(fù)極；DC_AC逆變模塊的輸出端連接無(wú)線(xiàn)電能傳輸變換模塊的輸入端；無(wú)線(xiàn)電能傳輸變換模塊的輸出端連接整流濾波模塊的輸入端；整流濾波模塊得到最終輸出的直流電壓。
[0026]本發(fā)明電路的DC-AC逆變模塊采用半橋逆變方案，所述模塊電路包括場(chǎng)效晶體管Ql、場(chǎng)效晶體管Q2，電容Cl、電容C2，直流輸入端正極連接電容Cl和場(chǎng)效晶體管Ql的漏極，直流輸入端負(fù)極連接電容C2和場(chǎng)效晶體管Q2的源極；場(chǎng)效晶體管Q1、場(chǎng)效晶體管Q2串聯(lián)形成一個(gè)橋臂，電容Cl與電容C2串聯(lián)構(gòu)成另一橋臂，此兩橋臂并聯(lián)；場(chǎng)效晶體管