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专利号: 2021112528282
申请人: 西南交通大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 发电、变电或配电
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种多端口电容式耦合机构,其特征在于:包括多个电容耦合单元,每个电容耦合单元均设置有第一发射极板、第二发射极板、第一接收极板和第二接收极板;其中第一发射极板与第一接收极板相对设置,第二发射极板与第二接收极板相对设置,在第一发射极板和第二发射极板上均连接有能量发射电路的接线端子,且二者之间连接有发射端外部电容;

在第一接收极板和第二接收极板上均连接有能量接收电路的接线端子,且二者之间连接有接收端外部电容。

2.根据权利要求1所述的多端口电容式耦合机构,其特征在于:相邻两个电容耦合单元的发射端设置一条带原边解耦电感Lmi,i+1的公共通路,所述原边解耦电感Lmi,i+1的前端连接有原边第i电感Li或/和原边第i+1电感Li+1,所述原边解耦电感Lmi,i+1的后端分别连接在相邻两个电容耦合单元的一块发射极板上;相邻两个电容耦合单元的接收端设置一条带副边解耦电感LmN+i,N+i+1的公共通路,所述副边解耦电感LmN+i,N+i+1的前端分别连接在相邻两个电容耦合单元的一块接收极板上,所述副边解耦电感LmN+i,N+i+1的后端连接有副边第i电感LN+i或/和副边第i+1电感LN+i+1,其中N表示电容耦合单元,i的取值范围为1~N‑1。

3.根据权利要求2所述的多端口电容式耦合机构,其特征在于:第一个电容耦合单元的发射端配置有第一逆变电源模块,且原边第一电感L1、第一发射端外部电容Ce1、以及原边第一公共通路中的原边解耦电感Lm1,2依次串联在第一逆变电源模块的输出端口上;在第一个电容耦合单元的接收端配置有第一整流模块,且副边第一电感LN+1、第一接收端外部电容CeN+1、以及副边第一公共通路中副边解耦电感LmN+1,N+2依次串联在第一整流模块的输入端口上。

4.根据权利要求3所述的多端口电容式耦合机构,其特征在于:当i=2~N‑1时,第i个电容耦合单元的发射端配置有第i逆变电源模块,且原边第i电感Li、原边第i‑1公共通路中的原边解耦电感Lmi‑1,i、第i发射端外部电容Cei、以及原边第i公共通路中的原边解耦电感Lmi,i+1依次串联在第i逆变电源模块的输出端口上;在第i个电容耦合单元的接收端配置有第i整流模块,且副边第i电感LN+i、副边第i‑1公共通路中副边解耦电感LmN+i‑1,N+i、第i接收端外部电容CeN+i、以及副边第i公共通路中副边解耦电感LmN+i,N+i+1依次串联在第i整流模块的输入端口上。

5.根据权利要求4所述的多端口电容式耦合机构,其特征在于:第N个电容耦合单元的发射端配置有第N逆变电源模块,且原边第N电感LN、原边第N‑1公共通路中的原边解耦电感LmN‑1,N、第N发射端外部电容CeN依次串联在第N逆变电源模块的输出端口上;在第N个电容耦合单元的接收端配置有第N整流模块,且副边第N电感L2N、副边第N‑1公共通路中副边解耦电感Lm2N‑‑1,2N、第N接收端外部电容Ce2N依次串联在第N整流模块的输入端口上。

6.根据权利要求1‑5任一所述的多端口电容式耦合机构,其特征在于:每个电容耦合单元中的第一发射极板、第二发射极板、第一接收极板和第二接收极板均为圆形极板或方形极板。

7.根据权利要求1‑5任一所述的多端口电容式耦合机构,其特征在于:每个电容耦合单元中的第一发射极板、第二发射极板、第一接收极板和第二接收极板均为方形极板,且多个第一发射极板和多个第二发射极板在第一水平面上呈阵列分布;多个第一接收极板和多个第二接收极板在第二水平面上呈阵列分布。

8.根据权利要求1所述的多端口电容式耦合机构,其特征在于:所述电容耦合单元设置有2个。

9.一种解耦型补偿拓扑的CPT系统,其特征在于:包括权利要求1‑8任一所述的多端口电容式耦合机构,其发射端通过直流电源和多个逆变电源模块为多端口电容式耦合机构供电,其接收端通过多个整流模块整流后为负载供电。

10.如权利要求9所述的解耦型补偿拓扑的CPT系统,其特征在于:所述电容耦合单元设置有2个时,在第一逆变电源模块的输出端上依次串接原边第一电感Le1、第一发射端外部电容Ce1以及原边公共通路中的原边解耦电感Lpm;在第二逆变电源模块的输出端上依次串接原边第二电感Le2、第二发射端外部电容Ce2以及公共通路中的原边解耦电感Lpm;在第一发射端外部电容Ce1的两端分别连接第一电容耦合单元中的两块发射极板,在第二发射端外部电容Ce2的两端分别连接第二电容耦合单元中的两块发射极板;

在第一整流模块的输入端上依次串接副边第一电感Le3、第一接收端外部电容Ce3以及副边公共通路中的副边解耦电感LSm;在第二整流模块的输入端上依次串接副边第二电感Le4、第二接收端外部电容Ce4以及副边公共通路中的副边解耦电感LSm;在第一接收端外部电容Ce3的两端分别连接第一电容耦合单元中的两块接收极板,在第二接收端外部电容Ce4的两端分别连接第二电容耦合单元中的两块接收极板。