[發(fā)明專利]自動變頻及諧振匹配的諧振式無線電能傳輸系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410265845.3
• 申請日: 2014-06-13
• 公開（公告）號: CN104065176B
• 公開（公告）日: 2016-11-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李艷紅;劉國強;張超;宋顯錦;張瑞華
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學院電工研究所
• 主分類號: H02J50/12
• 分類號: H02J50/12
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 關(guān)玲

1.自動變頻及諧振匹配的諧振式無線電能傳輸系統(tǒng)，由能量發(fā)射端和能量接收端組成，通過耦合諧振方式進行電能的無線傳輸，其特征在于，所述的能量發(fā)射端由隔離電源組、信號發(fā)生單元、信號隔離單元、高頻驅(qū)動單元、變頻及功率放大單元、電控開關(guān)組、第一匹配電容組和發(fā)射線圈組成；所述的隔離電源組包括控制電路DC和主電路DC；所述的第一匹配電容組和發(fā)射線圈構(gòu)成諧振發(fā)射電路；能量接收端由接收線圈、第二匹配電容組、頻率調(diào)理及工作負載組成，第二匹配電容組和接收線圈構(gòu)成諧振接收電路；所述能量發(fā)射端的隔離電源組中的控制電路DC連接信號發(fā)生單元、高頻驅(qū)動單元和變頻及功率放大單元；主電路DC連接變頻及功率放大單元；所述的信號發(fā)生單元包括使能控制單元和高頻信號發(fā)生單元，所述的使能控制單元的輸出端分別連接高頻信號發(fā)生單元輸入端及電控開關(guān)組的輸入端，高頻信號發(fā)生單元的輸出端連接信號隔離單元輸入端，信號隔離單元輸出端連接高頻驅(qū)動的輸入端，高頻驅(qū)動的輸出端連接變頻及功率放大單元的輸入端，變頻及功率放大單元的輸出端連接電控開關(guān)組的輸入端，電控開關(guān)組的輸出端連接第一匹配電容組的輸入端，第一匹配電容組的輸出端連接發(fā)射線圈的輸入端；所述能量接收端的接收線圈組連接第二匹配電容組的輸入端，第二匹配電容組的輸出端連接頻率調(diào)整單元的輸入端，頻率調(diào)整單元的輸出端連接工作負載。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動變頻及諧振匹配的諧振式無線電能傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述的信號發(fā)生單元由FPGA實現(xiàn)，其使能控制單元實現(xiàn)自動變頻選擇和諧振發(fā)射電路支路選擇；其高頻信號發(fā)生單元實現(xiàn)任意占空比、62.5kHz～10MHz頻率范圍內(nèi)任意高頻信號的產(chǎn)生。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自動變頻及諧振匹配的諧振式無線電能傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述的使能控制單元包括分頻器、計數(shù)器和時序存儲器；高頻信號發(fā)生單元包括頻率整數(shù)控制模塊、頻率調(diào)整系數(shù)模塊、控制字調(diào)整、相位累加器、地址調(diào)整模塊，以及波形存儲器；FPGA的時鐘f_clk給入分頻器的輸入端；分頻器的輸出端同時連接計數(shù)器的輸入端和時序存儲器的輸入端，計數(shù)器的輸出端連接時序存儲器的輸入端，時序存儲器的輸出端分別連接電控開關(guān)組和頻率整數(shù)控制模塊，時鐘f_clk連接頻率整數(shù)控制模塊的輸入端，頻率整數(shù)控制模塊和頻率調(diào)整系數(shù)模塊的輸出端分別連接控制字調(diào)整的輸入端，控制字調(diào)整的輸入端連接相位累加器的輸入端，相位累加器的輸出端連接地址調(diào)整模塊的輸入端，地址調(diào)整模塊的輸出端連接波形存儲器的輸入端，時鐘f_clk同時連接相位累加器、地址調(diào)整模塊和波形存儲器，時序存儲器的輸出使能控制包括諧振發(fā)射電路支路選擇控制和高頻信號發(fā)生頻率選擇控制，諧振發(fā)射電路支路選擇控制信號輸入給高頻電控開關(guān)組，實現(xiàn)諧振發(fā)射電路支路的選擇控制，同時頻率選擇控制信號給入頻率整數(shù)控制模塊，進行高頻信號發(fā)生單元相應(yīng)諧振頻率的選擇。