[發明專利]可校正電感電容共振頻率的共振式磁耦合無線傳能系統

有效

• 申請號: 201710968520.5
• 申請日: 2017-10-18
• 公開（公告）號: CN107749673B
• 公開（公告）日: 2019-09-06
• 發明（設計）人: 洪浩喬
• 申請（專利權）人: 財團法人交大思源基金會
• 主分類號: H02J50/12
• 分類號: H02J50/12
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 喬媛

1.一種可校正電感電容共振頻率的共振式磁耦合無線傳能系統，其特征在于，所述共振式磁耦合無線傳能系統包括：

至少一功率接收端，其至少包括有一二次側線圈和一共振負載電路；以及

至少一功率傳送端，其傳送一交流功率給所述至少一功率接收端，每一所述功率傳送端至少包括有一功率放大器推動一電感電容共振器，所述電感電容共振器至少包含串聯連接的一第一共振電容及一一次側線圈，且所述一次側線圈或所述第一共振電容兩端會產生一一次側觀察電壓，其中，在對所述第一共振電容進行校正時，調整所述第一共振電容直至所述一次側觀察電壓到達最大的峰值電壓，此時的所述第一共振電容即為最佳化數值，所述功率接收端的所述共振負載電路更選自下列其中之一：

一串聯式共振負載電路，其至少包括有串聯連接的一第二共振電容及一負載，所述二次側線圈會產生一二次側觀察電壓，且所述一次側線圈與所述二次側線圈之間具有一耦合系數；以及

一并聯式共振負載電路，其至少包括有并聯連接的所述第二共振電容及所述負載，所述二次側線圈會產生所述二次側觀察電壓，且所述一次側線圈與所述二次側線圈之間具有一耦合系數，所述共振式磁耦合無線傳能系統更對所述功率接收端的所述第二共振電容進行校正，以得到最大的功率傳輸效率，在對所述第二共振電容進行校正時，先設定所述第一共振電容為在所述二次側線圈為短路或開路的情況下進行校正所得的所述第一共振電容的最佳化數值，或者先設定所述第一共振電容為在所述第一共振電容進行校正時，先移除所述功率接收端情況下校正所得的所述第一共振電容的最佳化數值，再調整所述第二共振電容直至所述二次側觀察電壓到達最大的峰值電壓，此時的所述第二共振電容即為最佳化數值。

2.根據權利要求1所述的共振式磁耦合無線傳能系統，其特征在于，所述第一共振電容的校正程序更包括：

(S1)設定所述第一共振電容為任意初始值，然后檢測所述一次側觀察電壓的峰值電壓，儲存并作為第一峰值電壓；

(S2)對所述第一共振電容增加一個預定級別的第一電容值；

(S3)檢測所述一次側觀察電壓的峰值電壓，儲存并作為第二峰值電壓；

(S4)判斷所述第一峰值電壓和所述第二峰值電壓之差的絕對值是否位于一預定的一次側峰值電壓差的可容忍誤差范圍內，若是，則停止所述校正程序，并保留最后的所述第一共振電容的數值為校正結果；若否，則繼續下一步驟；

(S5)若所述第二峰值電壓大于所述第一峰值電壓，繼續對所述第一共振電容增加一個預定級別的所述第一電容值，若所述第二峰值電壓小于所述第一峰值電壓，則對所述第一共振電容減少一個預定級別的所述第一電容值；以及

(S6)以所述第二峰值電壓的數值取代所述第一峰值電壓的數值，再重新回到步驟(S3)，依序重復進行相同步驟。

3.根據權利要求2所述的共振式磁耦合無線傳能系統，其特征在于，在步驟(S5)中的所述預定級別的所述第一電容值依所述第一峰值電壓與所述第二峰值電壓的差值作動態調整，且與步驟(S2)中的所述預定級別的所述第一電容值同號。

4.根據權利要求1所述的共振式磁耦合無線傳能系統，其特征在于，所述第一共振電容為一數字控制變容器或一壓控變容器。

5.根據權利要求2所述的共振式磁耦合無線傳能系統，其特征在于，在所述第一共振電容進行校正時，所述二次側線圈為短路或開路。

6.根據權利要求2所述的共振式磁耦合無線傳能系統，其特征在于，在所述第一共振電容進行校正時，先移除所述功率接收端。

7.根據權利要求2所述的共振式磁耦合無線傳能系統，其特征在于，所述共振式磁耦合無線傳能系統更包括一峰值檢測器，其電性連接所述一次側線圈或所述第一共振電容，以測量所述一次側觀察電壓的所述峰值電壓。

8.根據權利要求7所述的共振式磁耦合無線傳能系統，其特征在于，所述共振式磁耦合無線傳能系統更包括一一次側控制器，其電性連接所述峰值檢測器，以接收與儲存所述峰值電壓，并根據前述的所述第一共振電容的所述校正程序來調整所述第一共振電容。