[發明專利]一種具有負載隔離特性的多頻多負載無線充電平臺

在審

• 申請號: 201810486129.6
• 申請日: 2018-05-21
• 公開（公告）號: CN108667154A
• 公開（公告）日: 2018-10-16
• 發明（設計）人: 羅斌;胡瑤;劉盛彬
• 申請（專利權）人: 南昌大學
• 主分類號: H02J50/12
• 分類號: H02J50/12;H02J7/00
• 代理公司: 南昌新天下專利商標代理有限公司 36115
• 代理人: 施秀瑾

1.一種具有負載隔離特性的多頻多負載無線充電平臺，其特征是由交流電流源、發射線圈、LC多頻調諧網絡和多個不同工作頻率的接收機組成；

所述的交流電流源為可產生含有N個不同頻率分量的交流電流源，由AC-DC電路、逆變電路、FPGA控制電路構成；220V50/60Hz市電經AC-DC變換后給逆變電路供電；逆變電路采用全橋電流型逆變電路，同時通過FPGA編程輸出逆變器開關管的控制信號，得到交流電流源的輸出電流波形包含所需的各正弦頻率分量，各正弦頻率分量的角頻率按由小到大次序排列分別為ω₁,ω₂,…,ω_N，角頻率和頻率的關系滿足ω_i＝2πf_i(i＝1,2,…,N)，各正弦頻率分量電流幅度分別為I₁,I₂,…,I_N；

所述的發射線圈采用赫姆霍茲線圈結構，由兩個同軸放置且中心距離等于線圈半徑的相同規格的線圈組成，發射線圈的電感量的具體取值可由應用需求決定；

所述的LC多頻調諧網絡是一個單端口的階梯形集總參數LC網絡，包括N個并聯臂電容和N-1個串聯臂電感；

所述的接收機由接收線圈、調諧電容、負載構成，接收線圈通過與發射線圈的磁耦合諧振拾取電能；

交流逆變電流源、發射線圈L₁、LC多頻調諧網絡相互串聯組成源端發射部分；工作時接收機可放置于充電平臺的任意位置。

2.根據權利要求1所述的一種具有負載隔離特性的多頻多負載無線充電平臺，其特征是LC多頻調諧網絡的電容和電感的具體取值按如下方案選取：

1)構造函數：

分母中的參數ω_1,2,…,ω_N-1,N滿足：ω_i＜ω_i,i+1＜ω_i+1(i＝1,2,...,N-1)，通常可以取或或

2)將Z(s)展開為s的連分數形式，即：

利用以上關系可提取出并聯臂電容值C₁～C_N和串聯臂電感值L₂～L_N；

第j個接收諧振器由接收端電感線圈L_Rj、調諧電容C_Rj和負載R_Rj串聯而成，j＝1,2,3,...；諧振器j調諧在ω₁,ω₂,…,ω_N中的某個頻率ω_i上，即ω_i∈{ω₁,ω₂,...,ω_N}；負載在此頻率上呈現純電阻性或近似純電阻性；為限制臨近頻率的相互干擾，諧振角頻率為ω_i的接收諧振器的線圈電感量L_Rj應滿足：

Min(ω_iL_Rj|ω_i+1/ω_i-ω_i/ω_i+1|,ω_iL_Rj|ω_i/ω_i-1-ω_i-1/ω_i|)＞＞R_Rj

則負載R_Rj兩端輸出電壓幅度為|V_Rj|＝ω_iI_iM_1j，與負載無關。