基于磁耦合无线电能传输的直流变压器电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及无线电能传输变换技术领域与电力电子领域，具体涉及一种基于磁耦合无线电能传输的直流变压器电路。
【背景技术】
[0002]直流变换器分为输出可以调节的直流变换器和输出不调节的直流变压器两种类型，直流变压器可以实现功率的传输和电压的提升，在高压直流输电系统中广泛应用，而在新能源领域，如光伏、燃料电池、超级电容等场合也有诸多应用，同时直流-直流变压器技术还可用于进行直流电压采样及直流能量传输与阻抗变换电路。
[0003]直流-直流变压器一般采用电力电子方案解决，其中完成隔离变压任务的一般采用基于电磁感应原理的高频变压器，即采用先直流逆变得到交流，交流通过高频变压器变换完成变压比及电气隔离任务，最后再整流得到直流，即常见的DC/AC/DC方案。目前直流-直流变压器主要用于高压直流输电系统及新能源领域，如光伏、燃料电池、超级电容等场合有广泛应用。
[0004]目前，直流-直流变压器基本采用电力电子拓扑控制方案解决。其中有采用推挽正激直流变压器工作方案的，如张方华、严仰光，“直流变压器的研宄与实现”，电工技术学报，第20卷第7期，2007.7，PP:76-80ο也有人采用全桥结构拓扑方案实现直流变压器，如张先进、陈杰、龚春英，“直流变压器研宄”，高电压技术，第35卷第5期，2009年5月，PP:76-80 ο
[0005]强磁耦合无线电能传输变换技术是一项极有前途的高新技术，有着极为广泛应用前景，对于采用强磁耦合无线电能传输变换方案一样可以得到直流-直流变压器，不同于常规电力电子方案通过电磁感应原理的变压器的隔离方式，它通过原、副边线圈的高频谐振耦合原理进行能量传输，可以实现原边与副边线圈无磁芯方案的物理隔离而同时实现无线电能传递，在工业应用中可使设计更灵活。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是提出一种基于强磁耦合无线电能传输变换的直流变压器电路，用强磁耦合无线电能传输变换部分替代高频变压器，为采用无线电能传输变换技术实现直流-直流变压器提供一种全新的思路与解决方案。
[0007]一种基于磁耦合无线电能传输的直流变压器电路，包括:
[0008]DC-AC逆变模块，用于将直流转变成高频交流；
[0009]无线电能传输模块，用于高频交流状态下的无线电能传输及变压，同时完成输入输出隔呙与变压任务；
[0010]整流滤波模块，用于交流转变成直流并滤除高频分量；
[0011]直流输入的正负极与DC-AC逆变模块的输入端连接，DC-AC逆变模块的输出端与无线电能传输变换模块的输入端连接；无线电能传输变换模块的输出端与整流滤波模块的输入端连接，整流滤波模块得到最终输出的直流电压。
[0012]进一步地，如上所述的基于磁耦合无线电能传输的直流变压器电路，所述DC-AC逆变模块包括场效晶体管Ql、场效晶体管Q2、电容Cl、电容C2 ；
[0013]直流输入端的正极连接电容Cl和场效晶体管Ql的漏极，直流输入端的负极连接电容C2和场效晶体管Q2的源极；场效晶体管Q1、场效晶体管Q2串联形成一个桥臂，电容Cl与C2串联构成另一桥臂，此两桥臂并联；场效晶体管Q1、场效晶体管Q2的公共端Invl及电容Cl与C2的公共端Inv2为分别该模块的输出端；场效晶体管Ql与场效晶体管Q2的栅极分别与驱动端连接。
[0014]进一步地，如上所述的基于磁耦合无线电能传输的直流变压器电路，所述无线电能传输模块包括:线圈Coill、电容C3、线圈Coil2、电容C4，所述线圈Coill与电容C3串联后与DC-AC逆变模块的输出连接，组成无线电能传输变换模块的原边，即输入端；所述线圈Coil2与电容C4并联，组成无线电能传输变换模块的副边，即输出端。
[0015]进一步地，如上所述的基于磁耦合无线电能传输的直流变压器电路，所述整流滤波模块全桥整流和LC滤波电流，所述全桥整流电路的输入端与无线电能传输变换模块的输出端连接，全桥整流电路的输出端连接LC滤波电路后输出。
[0016]本发明有益效果:
[0017]本发明采用磁耦合无线电能传输变换技术实现直流-直流变压器；能进行无线电能传输，使应用场合更为灵活，该电路结构简单、可靠、实用。本发明直流-直流变压器在高压直流输电系统、新能源应用领域，在直流电压隔离采样、直流能量无线传输及无线方案直流阻抗变换电路以及某些特殊实验等应用领域均可广泛应用。
【附图说明】
[0018]图1为本发明基于磁耦合无线电能传输的直流变压器电路图；
[0019]图2为本发明DC-AC逆变模块电路图。
【具体实施方式】
[0020]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0021]图1为本发明基于磁耦合无线电能传输的直流变压器电路图，如图1所示，本发明一种基于强磁耦合无线电能传输变换的直流变压器电路包括:
[0022]DC-AC逆变模块I，用于将直流转变成高频交流；
[0023]无线电能传输变换模块2，用于高频交流状态下的无线电能传输，同时完成输入输出隔呙与变压任务；
[0024]整流滤波模块3，用于交流转变成直流并滤除高频分量。
[0025]本发明电路的DC-AC逆变模块的输入端连接直流输入的正负极；DC_AC逆变模块的输出端连接无线电能传输变换模块的输入端；无线电能传输变换模块的输出端连接整流滤波模块的输入端；整流滤波模块得到最终输出的直流电压。
[0026]本发明电路的DC-AC逆变模块采用半桥逆变方案，所述模块电路包括场效晶体管Ql、场效晶体管Q2，电容Cl、电容C2，直流输入端正极连接电容Cl和场效晶体管Ql的漏极，直流输入端负极连接电容C2和场效晶体管Q2的源极；场效晶体管Q1、场效晶体管Q2串联形成一个桥臂，电容Cl与电容C2串联构成另一桥臂，此两桥臂并联；场效晶体管