用于无线充电线路的装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本申请涉及一种用于无线充电线路的装置，更具体地，涉及一种能够有效降低送电盘以及受电盘外置接线端子间电压的用于无线充电线路的装置。
【背景技术】
[0002]无线功率传输依靠电磁感应或者磁共振将能量从原边线圈传递到副边线圈。无线功率传输系统应用在很多领域，如电动汽车、手机或其它用电设备等。
[0003]由于原副线圈存在较大的气隙(比如在电动车或者混合动力汽车上，其原边线圈安装在地面，副边线圈安装在车的底部)，耦合系数较低，漏感较大，电容被用来补偿变压器的漏感。
[0004]通常采用的补偿电路拓扑有:SS，是指在原边线圈串联补偿电容，副边线圈串联补偿电容，如图1所示。开关逆变电路接收输入直流电压，输出交流方波电压至原边补偿电容Cp和变压器原边电感LI组成的谐振网络，能量经由变压器耦合传递至由副边补偿电容Cs和变压器副边电感L2组成的谐振网络，再经过整流电路在输出端得到直流电压，向负载提供能量。开关逆变电路除了可采用如图示由S1、S2、S3、S4构成的全桥电路之外，也可以采用半桥电路等其他开关电路，其开关管可以采用MOSFET、IGBT等其他可控开关器件。整流桥除了可采用如图示由D1、D2、D3、D4构成的整流桥外，也可以采用由MOSFET、IGBT等可控开关器件构成的整流线路。
[0005]在传统的装置结构中，变压器原边电感LI与副边电感L2分别封装于一个密闭的容器(充电盘，送电盘)当中，以实现绝缘、防水防尘的需求。位于原边的补偿电容Cp可以封装于一个独立的容器当中，如图2所示，也可以与原边开关电路一起放置于机壳当中，如图3所示；类似地，位于副边的补偿电容Cs可以封装于一个独立的容器当中，如图2所示，也可以与副边整流电路一起放置于机壳当中，如图3所示。
[0006]当无线传输系统工作在输出功率较大时，随着功率的增加，原副边电流会变得很大，导致原副边上电感电压以及补偿电容电压变得很大。此时，在上述结构当中，外置接线端子上(即变压器原边电感LI的接线端子BC处，变压器副边电感L2的接线端子EF处或者补偿电容的接线端子AB、DE处)会出现几千伏的高压。而且这些高压可能还需要通过导线进行长距离连接，存在着安全隐患。
[0007]除了 SS补偿电路之外，PS补偿电路(在原边线圈并联补偿电容，副边线圈串联补偿电容，如图4所示)以及SP补偿电路(在原边线圈串联补偿电容，副边线圈并联补偿电容，如图5所示)同样会在串联补偿电容侧出现以上问题，如图4、图5所示。
[0008]因此如何发展一种可改善上述已知技术缺失的电路，实为目前迫切需要解决的课题。
【发明内容】
[0009]有鉴于此，本发明主要致力于解决现有技术中送电盘或受电盘(单独封装的电感L)两端电压过高的问题。
[0010]本发明的主要目的在于提供一种在无线供电应用场合下，能够有效降低送电盘与受电盘接线端子间电压以使其满足安全需求的电路装置结构。
[0011]根据本发明的一个方案，提供一种用于无线充电线路的装置，包括:原边电路箱，集成有至少一第一开关单元；副边电路箱，集成有至少一第二开关单元；送电盘，集成有一变压器的原边电感和该原边补偿电容，其中该原边电感和该原边补偿电容串联连接；受电盘，集成有一变压器的副边电感；该送电盘和该受电盘相互磁耦合；该送电盘连接至该原边电路箱；以及该受电盘连接至该副边电路箱。
[0012]根据本发明的另一个方案，提供用于无线充电线路的装置，包括:原边电路箱，集成有至少一第一开关单元；副边电路箱，集成有至少一第二开关单元；送电盘，集成有一变压器的原边电感；受电盘，集成有该变压器的副边电感和副边补偿电容，其中该副边电感和该副边补偿电容串联连接；该送电盘和该受电盘相互磁耦合；该送电盘连接至该原边电路箱；以及该受电盘连接至该副边电路箱。
[0013]本发明将串联的电感和电容封装在一起，利用串联的电感和电容上电压极性相反的特性，降低串联的LC两端的电压，并采用多个电容或多个LC串联的方式来降低内部电压。
[0014]利用本发明，能够解决现有技术中送电盘或受电盘(单独封装的电感L)两端电压过高的问题。在无线供电应用场合下，本申请提供的电路装置结构能够有效降低送电盘以及受电盘外置接线端子间的电压，从而满足安全需求。
[0015]通过以下参照附图对优选实施例的说明，本申请的上述以及其它目的、特征和优点将更加明显。
【附图说明】
[0016]本申请的附图均为示意和说明性的，并非用以限制本发明。图中的尺寸、比例均为示意性的，即使有所偏差也不影响其对于本发明的精神和实质的阐释。附图和说明书一起用来提供对于本发明的进一步阐释，以帮助本领域技术人员更好地理解本发明。在附图中:
[0017]图1示例性示出原边线圈串联补偿电容且副边线圈串联补偿电容的补偿电路拓扑；
[0018]图2示例性示出原边电感与副边电感分别封装于密闭的容器中、且原边补偿电容和副边补偿电容分别封装于独立的容器中的电路装置结构；
[0019]图3示例性示出原边电感与副边电感分别封装于密闭的容器中、且原边补偿电容与原边开关电路一起放置于机壳中、副边补偿电容与副边整流电路一起放置于机壳中的电路装置结构；
[0020]图4示例性示出在原边线圈并联补偿电容、在副边线圈串联补偿电容的电路装置结构；
[0021]图5示例性示出在原边线圈串联补偿电容、在副边线圈并联补偿电容的电路装置结构；
[0022]图6示例性示出根据本发明实施例的电路装置结构，其中原边电感与原边补偿电容一起放置于密闭容器中构成送电盘，副边电感与副边补偿电容一起放置于密闭容器中构成受电盘；
[0023]图7示例性示出LC串联电路的电流-电压关系；
[0024]图8示例性示出图6所示送电盘或受电盘的一个具体结构实施例；
[0025]图9示例性示出图6所示送电盘或受电盘的另一个具体结构实施例；
[0026]图10示例性示出根据本发明实施例的另一个电路装置结构；
[0027]图11示例性示出图10所示送电盘或受电盘的一个具体结构实施例；及
[0028]图12示例性示出根据本发明实施例的再一个电路装置结构。
【具体实施方式】
[0029]下面将参照图6至图12详细描述本申请的实施例。应当注意，这里描述的实施例只用于举例说明，并不用于限制本申请。
[0030]本发明的主要目的在于提供一种能够有效降低送电盘与受电盘接线端子间电压以使其满足安全需求的电路装置结构。
[0031]先请参见图6，图6示例性示出根据本发明实施例的电路装置结构，其中原边电感与原边补偿电容一起放置于密闭容器中构成送电盘，副边电感与副边补偿电容一起放置于密闭容器中构成受电盘。
[0032]对于SS架构,原边电感LI与原边补偿电容Cp被一起放置于一密闭的容器中，构成送电盘；副边电感L2与副边补偿电容Cs被一起放置于一密闭的容器中，构成受电盘；开关逆变电路和相关其他电路放置于原边电路箱中；副边整流电路和相关其他电路放置于副边电路箱中。对于SP架构,原边电感LI与原边补偿电容Cp被一起放置于一密闭的容器中，构成送电盘；副边电感L2与副边补偿电容Cs可以被一起放置于一密闭的容器中，构成受电盘，整流电路及其他相关电路放置于副边电路箱；也可以将副边电感L2单独放置于一密闭的容器中，构成受电盘，副边电容Cs和整流电路及其他相关电路一起放置于副边电路箱；开关逆变电路和相关其他电路放置于原边电路箱中。对于PS架构，副边电感L2与副边补偿电容Cs被一起放置于一密闭的容器中，构成受电盘；原边电感LI与原边补偿电容Cp可以被一起放置于一密闭的容器中，构成送电盘，开关逆变电路及其他相关电路放置于原边电路箱中；也可以将原边电感LI单独放置于一密闭的容器中，构成送电盘，将原边补偿电容和开关逆变电路及其他相关电路一起放置于原边电路箱；副边整流电路和相关其他电路放置于副边电路箱中。
[0033]在根据本申请的上述电路装置中，开关逆变电路除了可采用如图6所示由S1、S2、S3、S4构成的全桥电路之外，也可以采用半桥电路等其他开关电路，其开关管可以采用MOSFET (金属-氧化物-半导体场效应晶体管)、IGBT (绝缘栅双极型晶体管)等其他可控开关器件。整流桥除了可采用如图6所示由D1、D2、D3、D4构成的整流桥外，也可以采用由MOSFET, IGBT等可控开关器件构成的整流线路。
[0034]采用本结构可以有效降低任意外置接线端子间(即ab端，Cd端)的电压，从而满足安全需求。其工作原理如图7所示，图7示例性示出LC串联电路的电流-电压关系。由于Ul=I X j ω L，Uc=I X 1/j ω C，所以当交流电流I通过电感时，电感上的电压Ul会超前电流90度；通过电容时，电容上的电压Uc会滞后电流90度，所以电感与电容上的电压方向正好相反。假设电压幅值UJUc，则电压幅值相减得到一个较电感电压小、但与电感电压同相位的电压幅值Uu。该电压幅值Uu即为电感电容单元的接线端子电压，即ab端或Cd端之间的电压。由此可知，即使图6中的L1、L2或者Cp、