[發(fā)明專利]諧振耦合式無線電能傳輸裝置的高頻功率源

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510015042.7
• 申請日: 2015-01-13
• 公開（公告）號: CN104539185B
• 公開（公告）日: 2017-08-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 肖文勛;張波;劉紅偉;郭上華
• 申請（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué);珠海許繼電氣有限公司
• 主分類號: H02M7/537
• 分類號: H02M7/537;H02J50/12
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司44102
• 代理人: 何淑珍

1.諧振耦合式無線電能傳輸裝置的高頻功率源，其特征在于包含MOSFET開關(guān)管(S₁)、緩沖電容(C₁)、發(fā)射線圈(Ls)、第一調(diào)諧電容(C2)、儲能濾波電感(L₁)、接收線圈(L_D)和第二調(diào)諧電容(C3)；MOSFET開關(guān)管(S₁)的漏極與緩沖電容(C₁)的一端連接，然后再與發(fā)射線圈(Ls)的一端連接；MOSFET開關(guān)管(S₁)的源極與緩沖電容(C₁)的另一端連接，然后再與第一調(diào)諧電容(C2)的一端連接；第一調(diào)諧電容(C2)的另一端與發(fā)射線圈(Ls)的另一端連接；MOSFET開關(guān)管(S₁)的漏極與儲能濾波電感(L₁)的一端連接；儲能濾波電感(L₁)的另一端與直流電壓源(Vs)的正極連接；MOSFET開關(guān)管(S₁)的源極與直流電壓源(Vs)的負極連接；接收線圈(L_D)的一端與第二調(diào)諧電容(C3)的一端連接，接收線圈(L_D)的另一端與負載(R_L)的一端連接，第二調(diào)諧電容(C3)的另一端與負載(R_L)的另一端連接；高頻功率源輸出的能量通過發(fā)射線圈(Ls)和接收線圈(L_D)的諧振耦合傳遞給負載(R_L)；MOSFET開關(guān)管(S₁)導(dǎo)通時，發(fā)射線圈(Ls)與第一調(diào)諧電容(C2)諧振；MOSFET開關(guān)管(S₁)斷開瞬間，緩沖電容(C₁)緩沖MOSFET開關(guān)管(S₁)的電壓上升，使MOSFET開關(guān)管(S₁)實現(xiàn)近似零電壓關(guān)斷；在MOSFET開關(guān)管(S₁)關(guān)斷期間，發(fā)射線圈(Ls)、第一調(diào)諧電容(C2)與緩沖電容(C₁)發(fā)生諧振，抽走緩沖電容(C₁)的電荷，使緩沖電容(C₁)在MOSFET開關(guān)管(S₁)開通前下降到零，從而使MOSFET開關(guān)管(S₁)實現(xiàn)零電壓開通；發(fā)射線圈(Ls)和第一調(diào)諧電容(C2)諧振時的頻率f₁，發(fā)射線圈(Ls)、第一調(diào)諧電容(C2)與緩沖電容(C₁)諧振時的頻率f₂，接收線圈(L_D)和第二調(diào)諧電容(C3)諧振時的頻率f₃，MOSFET開關(guān)管(S₁)的開關(guān)頻率f_S滿足以下關(guān)系：f₁<f₃＝f_S<f₂；

緩沖電容(C₁)在MOSFET開關(guān)管(S₁)開通前下降到零，緩沖電容(C₁)的電容值由下式計算：

其中R是發(fā)射線圈(Ls)和第一調(diào)諧電容(C2)的等效串聯(lián)電阻與接收線圈的電阻R_D耦合至發(fā)射線圈的等效電阻R_DS之和，而R_D是接收線圈(L_D)和第二調(diào)諧電容(C3)的等效串聯(lián)電阻與負載R_L之和。