[發(fā)明專利]一種無線輸能系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410621101.0
• 申請日: 2014-11-06
• 公開（公告）號: CN104362769A
• 公開（公告）日: 2015-02-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 段善旭;豐昊;趙錦波;蔡濤
• 申請（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號: H02J17/00
• 分類號: H02J17/00
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專利中心 42201
• 代理人: 廖盈春

1.一種無線輸能系統(tǒng)，其特征在于，包含輸入電源(1)、功率變換電路(2)、發(fā)射端線圈單元(3)、接收端線圈單元(4)、整流電路(5)和驅(qū)動(dòng)電路(6)；

所述功率變換電路(2)的第一輸入端與輸入電源(1)連接，所述功率變換電路(2)的第二輸入端與所述驅(qū)動(dòng)電路(6)的輸出端連接，所述功率變換電路(2)根據(jù)驅(qū)動(dòng)電路(6)輸出的驅(qū)動(dòng)信號將直流電壓變換成周期性變化的正負(fù)半周期對稱的方波電壓；

所述發(fā)射端線圈單元(3)的輸入端連接至所述功率變換電路(2)的輸出端，所述發(fā)射端線圈單元(3)在所述功率變換電路(2)輸出的方波電壓激勵(lì)下產(chǎn)生近似正弦的高頻諧振電流，高頻諧振電流產(chǎn)生交變電磁場；

所述接收端線圈單元(4)中感應(yīng)出高頻交流電壓，能量通過發(fā)射端線圈傳輸至接收端線圈；所述接收端線圈單元(4)的輸出端連接至所述整流電路(5)的輸入端，所述接收端線圈單元(4)在高頻感應(yīng)電壓的激勵(lì)下，產(chǎn)生高頻諧振電流；

所述整流電路(5)的輸入端連接至所述接收端線圈單元(4)的輸出端，所述整流電路(5)的輸出端用于連接負(fù)載(7)，所述整流電路(5)用于將高頻諧振電流轉(zhuǎn)換成直流電流，并為負(fù)載(7)提供平穩(wěn)的直流電源。

2.如權(quán)利要求1所述的無線輸能系統(tǒng)，其特征在于，所述功率變換電路(2)包括第一開關(guān)管T₁、第二開關(guān)管T₂、第三開關(guān)管T₃、第四開關(guān)管T₄，與所述第一開關(guān)管T₁并聯(lián)連接的第一緩沖電容C₁、與所述第二開關(guān)管T₂并聯(lián)連接的第二緩沖電容C₂、與所述第三開關(guān)管T₃并聯(lián)連接的第三緩沖電容C₃、與所述第四開關(guān)管T₄并聯(lián)連接的第四緩沖電容C₄；

所述第一開關(guān)管T₁的輸入端和第二開關(guān)管T₂的輸入端相連后與所述輸入電源的正極連接，所述第四開關(guān)管T₄的輸出端和所述第三開關(guān)管T₃的輸出端相連后與所述輸入電源的負(fù)極連接。

所述第一開關(guān)管T₁的輸出端與所述第三開關(guān)管T₃的輸入端相連；所述第四開關(guān)管T₄的輸入端與所述第二開關(guān)管T₂的輸出端相連。

3.如權(quán)利要求2所述無線輸能系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)射端線圈單元(3)包含諧振電感L_r、諧振電容C_r和發(fā)射線圈L_p；所述諧振電感L_r和所述諧振電容C_r在所述功率變換電路(2)輸出的方波電壓頻率下處于諧振狀態(tài)；

所述諧振電感L_r的一端與所述第一開關(guān)管T₁和所述第三開關(guān)管T₃的連接端相連，所述諧振電容C_r的一端與所述諧振電感L_r的另一端相連，所述諧振電容C_r的另一端與所述第二開關(guān)管T₂和所述第四開關(guān)管T₄的連接端相連；

所述發(fā)射線圈L_p的一端與所述諧振電感L_r和諧振電容C_r的公共端相連接，另一端與所述第二開關(guān)管T₂和所述第四開關(guān)管T₄的連接端相連。

4.如權(quán)利要求3所述的無線輸能系統(tǒng)，其特征在于，根據(jù)開關(guān)管開通時(shí)刻總電流獲得發(fā)射線圈和諧振電感的電感比值。

5.如權(quán)利要求4所述的無線輸能系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)管T₁、第二開關(guān)管T₂、第三開關(guān)管T₃和第四開關(guān)管T₄為MOSFET時(shí)，通過使開關(guān)管開通時(shí)刻總電流略小于零來獲得發(fā)射線圈和諧振電感的電感比值。