本發(fā)明涉及無線電能傳輸技術領域，特別是涉及一種帶有初級側和次級側的集成式無線充電線圈。

背景技術：

近年來，隨著電力電子技術的不斷發(fā)展，無線充電系統的效率和功率不斷提高，應用范圍不斷擴大。無線充電，目前主要的一個應用是電動汽車領域。由于電池技術瓶頸，相比較于內燃機汽車，電動汽車存在續(xù)航時間短、成本高昂等短期內無法解決的問題。利用無線充電技術可以避開電池的技術問題。通過在地下鋪設發(fā)射線圈，電動汽車底盤固定接收線圈，電動汽車在停車場或者在道路上行駛時便可以實現充電。

無線電能傳輸目前采用的主流方法是將能量通過一對耦合的線圈進行傳輸。目前常見的線圈結構有圓形線圈、矩形線圈、螺線管型線圈等等。普通結構的線圈漏感較大、耦合系數較低，因而傳輸效率較低。普通結構的線圈發(fā)射端和接收端一般只有一個線圈，如果相應的電路拓撲結構有兩個電感或多個電感的話，需要額外制作電感，增加了系統的復雜性。此外，由于電動汽車在充電的過程中，汽車底盤上的接收線圈與鋪在地下的發(fā)射線圈不容易對齊，容易發(fā)生偏移。這種情況下普通結構的線圈傳輸效率會進一步降低。

技術實現要素：

本發(fā)明主要解決的技術問題是提供一種集成式的無線充電線圈，在增大兩側線圈耦合系數的同時，可以適用于多電感的電路拓撲中，提高線圈的集成度。應用于電動汽車無線充電時，能夠更好的適應兩側線圈發(fā)生偏移的情況，從而可以提高傳輸效率。

為了實現上述目的，本發(fā)明是通過以下技術來實現的，本發(fā)明包括初級側和次級側，其中初級側包括初級側主線圈和初級側副線圈，次級側包括次級側主線圈和次級側副線圈。

優(yōu)選地，在本發(fā)明中，初級側主線圈和所述次級側主線圈關于與所述初級側和所述次級側距離相等的面對稱。

優(yōu)選地，在本發(fā)明中，初級側副線圈位于所述初級側主線圈正中央，所述初級側副線圈的長寬分別與所述初級側主線圈的長寬平行。

優(yōu)選地，在本發(fā)明中，次級側副線圈位于所述次級側主線圈正中央，所述次級側副線圈的長寬分別與所述次級側主線圈的寬長平行。

優(yōu)選地，在本發(fā)明中，初級側主線圈、初級側副線圈、次級側主線圈和次級側副線圈由左右兩個矩形線圈串聯組成雙矩形結構；所述初級側主線圈和所述次級側主線圈的左右兩個矩形線圈按照形串聯，所述初級側副線圈和所述次級側副線圈的左右兩個矩形線圈按照形串聯。

更優(yōu)選地，在本發(fā)明中，次級側副線圈與初級側副線圈線圈成90度角放置。

與現有技術相比，本發(fā)明具有如下的有益效果：首先，相比于普通線圈結構，本發(fā)明初級側主線圈和次級側主線圈采用了按照形串聯的雙矩形結構。由于雙矩形結構的線圈磁場耦合程度較大，因而耦合系數較大，有效提高了線圈的傳輸效率。初級側副線圈和次級側副線圈采用了按照形串聯的雙矩形結構。采用這樣的排布方式，可以消除主線圈和副線圈之間的互感，而且初級側副線圈和次級側副線圈由于距離較遠，放置位置成90度，它們之間的互感可以忽略不計，使得該線圈在多電感諧振電路中使用時在提高線圈集成度的情況下主電感和副電感之間不會相互產生影響。此外，本發(fā)明能夠更好地適應汽車在充電過程中發(fā)生偏移的情況。

附圖說明

圖1是本發(fā)明較佳實施例的立體結構示意圖；

圖2是本發(fā)明基于lcl諧振拓撲網絡的電能傳輸示意圖；

圖3是本發(fā)明的初級側主線圈中電流流向示意圖；

圖4是本發(fā)明的初級側副線圈中電流流向示意圖；

附圖中各部件的標記如下：101、直流電源，102、直流到交流變換器，103、初級側副線圈，104、初級側補償電容，105、初級側主線圈，106、次級側主線圈，107、次級側補償電容，108、次級側補償電容，109、整流濾波裝置，110、負載。

具體實施方式

下面結合附圖對本發(fā)明的較佳實施例進行詳細闡述，以使本發(fā)明的優(yōu)點和特征能更易于被本領域技術人員理解，從而對本發(fā)明的保護范圍做出更為清楚明確的界定。

在本發(fā)明的描述中需要理解的是，術語“上”“下”“左”“右”指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位和位置關系，僅僅是為了方便描述本發(fā)明的結構和操作方式，而不是指示或者暗示所指的部分必須具有特定的方位、以特定的方位操作，因而不能理解為對本發(fā)明的限制。

圖1是本發(fā)明提供的一種集成式的無線充電線圈一較佳實施例的立體結構示意圖，包括初級側主線圈105、初級側副線圈103、次級側主線圈106和次級側副線圈108，初級側主線圈105和次級側主線圈106關于與所述初級側和所述次級側距離相等的面對稱；初級側副線圈103位于初級側主線圈105的正中央，初級側副線圈103長寬分別與初級側主線圈105長寬平行；次級側副線圈2位于所述次級側主線圈106正中央，次級側副線圈的長寬分別與次級側主線圈106寬長平行；初級側主線圈105、初級側副線圈103、次級側主線圈106和次級側副線圈108由左右兩個矩形線圈串聯組成雙矩形結構。初級側主線圈105和次級側主線圈106左右兩個矩形線圈按照形串聯，初級側副線圈103和次級側副線圈108左右兩個矩形線圈按照形串聯。采用這樣的排布方式，可以消除主線圈和副線圈之間的互感，而且初級側副線圈103和次級側副線圈108由于距離較遠，放置方向成90度，它們之間的互感可以忽略不計。

圖2本發(fā)明提供的一種集成式的無線充電線圈的電能傳輸系統示意圖，包括：直流電源101，直流到交流變換器102，初級側副線圈103，初級側補償電容104，初級側主線圈105、次級側主線圈106，次級側補償電容107，次級側副線圈108、整流濾波裝置109，負載110。其中，直流電源101供給直流到交流變換器102穩(wěn)定的電能，直流到交流變換器102將電流轉變?yōu)楦哳l交流電傳輸給初級側lcl拓撲網絡，初級側lcl拓撲網絡由初級側副線圈103、初級側補償電容104、初級側主線圈105組成。通過初級側主線圈105與次級側主線圈106的磁場耦合次級側主線圈106中感應出高頻交流電，從而電能由初級側傳輸到了次級側，然后電能經過由次級側主線圈106、次級側補償電容107和次級側副線圈108組成的次級側lcl拓撲網絡以及整流濾波裝置109傳輸給負載110。由于組成副線圈和主線圈兩側矩形特殊的纏繞方式，主線圈和副線圈在集成到一體的情況下之間沒有互感，以及初級側副線圈和次級側副線圈之間互感很小，這樣在提高了線圈集成度的情況下并不影響電能的傳輸。

以上所述僅為本發(fā)明的實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護范圍內。