一种多频率无线充电装置的制作方法

本实用新型涉及无线充电技术领域，尤其是一种多频率无线充电装置。

背景技术：

电动汽车是一种新能源汽车，采用电池提供电能作为动力，绿色环保污染少。电动汽车的使用有助于解决环境问题和能源问题，受到人们的欢迎。电动汽车电池的电量有限，在电量较低时需要充电，目前充电方式有有线充电和无线充电两种方式，相比于有线充电的方式，无线充电作为一种新技术，不需要笨重的插头和电缆，没有漏电危险，安全可靠，不需要人为操作，使用便捷。

但是无线充电系统会在发射线圈和接收线圈之间以及周围产生电磁场，过大的电磁场对人体会产生危害，而相关标准规定了不同频率下不危险人体的强度大小。另外金属物品会在过大的电磁场中严重发热，可能带来火灾等危害，而不同厚度的金属物品在不同频率下的发热量不一样。

因此有必要提出一种新的用于电动汽车无线充电装置，合理利用不同频率下安全电磁场强度标准和金属物品发热特性，构建强度足够小的安全电磁场，使得不同频率下的漏磁都无危害，而且电磁场中金属物品的最大发热量在安全范围内，从而使得整个无线充电系统更加安全。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是提供一种多频率无线充电装置，能够解决现有技术的不足，提高无线充电系统的安全性。

为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案如下。

一种多频率无线充电装置，包括若干个发射装置和接收装置，发射装置包括发射线圈和发射变换器，发射线圈和发射变换器电气连接，接收装置包括接收线圈和接收变换器，发射装置和接收装置的频率一一对应。

作为优选，不同发射装置的工作频率至少相差3倍。

作为优选，全部发射装置同时运行，所述全部接收装置同时运行，发射线圈与接收线圈产生的电磁场在相同的空间。

作为优选，所述发射装置的输入端电气并联，由同一个电源供电；所述接收装置的输出端电气并联，给同一负载供电。

作为优选，所述发射变换器包括由4个开关管组成的可控全桥逆变器，发射线圈与补偿谐振电容串联构成发射串联谐振网络，发射变换器的逆变输出与发射串联谐振网络之间电气连接。

作为优选，所述接收变换器包括由4个二极管组成的不控全桥整流器，接收线圈与补偿谐振电容串联构成接收串联谐振网络，接收变换器的整流输入与接收串联谐振网络之间电气连接。

作为优选，部分或全部发射装置根据反馈信号按照比例动态调整发射功率，实现稳定输出。

一种上述的多频率无线充电装置在电动汽车的无线充电中的应用。

采用上述技术方案所带来的有益效果在于：本实用新型通过多组不同频率的发射装置和接收装置同时给同一组负载供电，使得相同传输功率条件下，每个频率的电磁场的强度都能够降低，从而可以减少每个频率下的漏磁，更能够减少电磁场中金属物品的最大发热量，从而使得整个无线充电系统更加安全。

附图说明

图1是本实用新型一实施例中无线充电的发射装置的结构示意图；

图2是本实用新型一实施例中无线充电的接收装置的结构示意图；

图3是本实用新型一实施例中整个多频率无线充电装置的结构示意图；

图4是本实用新型一实施例中不同发射装置在不同频率下电流大小的示意图；

图5是本实用新型一实施例中不同厚度的金属物品在不同频率下发热功率的示意图；

图6是本实用新型一实施例中无线充电的发射装置的电路结构示意图；

图7是本实用新型一实施例中无线充电的接收装置的电路结构示意图。

具体实施方式

一种多频率无线充电装置，用于给电动汽车充电，包括若干个发射装置1和接收装置2，发射装置1包括发射线圈11和发射变换器10，发射线圈11和发射变换器10电气连接，接收装置2包括接收线圈21和接收变换器20，发射装置1和接收装置2的频率一一对应。不同发射装置 1的工作频率至少相差3倍，防止不同频率的频率特性曲线的重叠区域过大。全部发射装置1同时运行，所述全部接收装置2同时运行，发射线圈11与接收线圈21产生的电磁场在相同的空间。发射装置1的输入端电气并联，由同一个电源供电；所述接收装置2的输出端电气并联，给同一负载供电。发射变换器10包括由4个开关管S1～S4组成的可控全桥逆变器，发射线圈11与补偿谐振电容Cf串联构成发射串联谐振网络，发射变换器10的逆变输出与发射串联谐振网络之间电气连接。接收变换器20包括由4个二极管D1～D4组成的不控全桥整流器，接收线圈 21与补偿谐振电容Cs串联构成接收串联谐振网络，接收变换器20的整流输入与接收串联谐振网络之间电气连接。部分或全部发射装置1根据反馈信号按照比例动态调整发射功率，实现稳定输出。

不同频率的发射线圈11产生的电磁场应当在同样的空间，也就是他们的传输通道位置一样，这样可以充分利用空间，减小线圈的尺寸。为了实现这一效果，不同频率的发射线圈11的导线之间的距离应该尽量小，比如上下重叠或者内环外环嵌套。类似的，不同频率的接收线圈21也要达到类似的效果。

由于采用多个不同频率的发射线圈11，和只有一个频率一个线圈相比，传输相同的功率时，多个不同频率的发射线圈11可以分摊需要的功率，这样每个频率的发射线圈11产生的电磁场的强度都比一个频率的一个线圈产生的电磁场的强度要小得多。因此不同频率的漏磁也都会小得多，更加安全。

另外不同厚度的金属物品在不同频率下的发热功率不一样，并且都有极大值。传输相同的功率时，只有一个频率一个线圈时的最大发热功率会比较大，可能带来火灾等危险，而采用多个不同频率的发射线圈11 同时工作时，任何厚度的金属物品的发热功率是其在不同频率下发热功率的和，但是由于每个频率的电磁场强度都大大减小了，使得任何厚度的金属物品的最大发热功率都要比一个频率一个线圈时的最大发热功率要小，可以明显减少发热，更加安全。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。