[實用新型]基于反饋諧振式電源的并聯-并聯型無線電能傳輸系統

有效

• 申請號: 201721298793.5
• 申請日: 2017-10-10
• 公開（公告）號: CN207835165U
• 公開（公告）日: 2018-09-07
• 發明（設計）人: 張波;韓沖;疏許健;江彥偉
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: H02J50/12
• 分類號: H02J50/12;H02J7/02
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 馮炳輝

本實用新型公開了一種基于反饋諧振式電源的并聯?并聯型無線電能傳輸系統，包括反饋諧振式電源、原邊諧振器、副邊諧振器和負載；所述反饋諧振式電源與原邊諧振器相連，其工作頻率為系統的本征頻率，由系統參數決定；所述原邊諧振器包括并聯連接的原邊發射線圈和原邊電容，原邊電感線圈具有原邊線圈內阻；所述副邊諧振器包括并聯連接的副邊接收線圈和副邊電容，副邊電感線圈具有副邊線圈內阻。本實用新型利用反饋諧振式電源對系統進行供電，使系統工作在本征頻率下。當傳輸距離和負載發生變化時，系統的頻率會自動進行調節，在一定的傳輸距離內實現恒定高水平的傳輸效率，實現了穩定的無線電能傳輸。

技術領域

本實用新型涉及無線電能傳輸或無線輸電技術的領域，尤其是指一種基于反饋諧振式電源的并聯-并聯型無線電能傳輸系統。

背景技術

無線電能傳輸技術可以實現電源與用電設備之間的完全電氣隔離，具有安全、可靠、靈活的優點。早在19世紀末，尼古拉·特斯拉(Nikola Tesla)利用無線電能傳輸原理，在沒有任何導線連接的情況下點亮了一盞燈泡。基于磁耦合諧振式的無線電能傳輸是MIT的學者在無線電能傳輸領域取得的突破性進展，自2007年被公開發表以來在無線電能傳輸領域引起了非常大的反響，越來越多的學者加入到無線電能傳輸技術的基礎研究和應用開發中來。

目前的無線電能傳輸系統根據耦合的強弱可以分為兩類。當原邊諧振器和副邊諧振器間為弱耦合時，通常采用固定頻率的諧振式無線輸電方式。其中，原、副邊諧振器的固有頻率相等，并且為系統的工作頻率。諧振式無線輸電可以傳輸更遠的距離，但是傳輸效率隨著距離的增加大幅降低，為了保持穩定電能傳輸，需要在接收端增加阻抗變換環節。當原邊諧振器和副邊諧振器為強耦合時，通常采用頻率跟蹤式無線輸電方式。頻率跟蹤式無線輸電同樣要求原、副邊諧振器的固有頻率相等，然而在固有頻率處系統的功率隨著互感強度的增加大幅降低。系統的最大功率對應的頻率也隨著耦合系數和負載的變化而變化。為此需要對最大功率對應的頻率點進行跟蹤。目前頻率跟蹤的算法主要有三種類型：MPPT，追蹤原邊電壓、電流零相位點，追蹤原邊電壓和副邊電流零相位點。在實現方案中，頻率跟蹤通常需要外加鎖相環環節，結構較為復雜。

反饋諧振式系統的工作頻率由系統參數值所決定的，是系統的固有特征，因此這一頻率稱為特征頻率，亦稱本征頻率。外加電源的反饋諧振式系統中，電源的工作頻率不是固定的，而是隨著系統參數的變化而保持工作在本征頻率。并且當傳輸距離較近時，系統的傳輸效率在本征頻率下可以保持恒定。這些特征使得外加電源反饋諧振式無線輸電系統可以穩定的進行電能傳輸。

發明內容

本實用新型的目的在于克服現有技術的不足，提供了一種基于反饋諧振式電源的并聯-并聯型無線電能傳輸系統，利用反饋諧振式電源對系統進行供電，使系統工作在本征頻率下。當傳輸距離和負載發生變化時，系統的頻率會自動進行調節，在一定的傳輸距離內實現恒定高水平的傳輸效率，實現了穩定的無線電能傳輸。