[發(fā)明專利]一種具有負(fù)載隔離特性的多頻多負(fù)載無(wú)線充電平臺(tái)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810486129.6
• 申請(qǐng)日: 2018-05-21
• 公開（公告）號(hào): CN108667154A
• 公開（公告）日: 2018-10-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 羅斌;胡瑤;劉盛彬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南昌大學(xué)
• 主分類號(hào): H02J50/12
• 分類號(hào): H02J50/12;H02J7/00
• 代理公司: 南昌新天下專利商標(biāo)代理有限公司 36115
• 代理人: 施秀瑾

一種具有負(fù)載隔離特性的多頻多負(fù)載無(wú)線充電平臺(tái)，由交流電流源、發(fā)射線圈、LC多頻調(diào)諧網(wǎng)絡(luò)和多個(gè)不同工作頻率的接收機(jī)組成；交流電流源可產(chǎn)生含有N個(gè)不同頻率分量的交流電流；發(fā)射線圈采用赫姆霍茲線圈結(jié)構(gòu)，由兩個(gè)同軸放置且中心距離等于線圈半徑的相同規(guī)格的線圈組成；LC多頻調(diào)諧網(wǎng)絡(luò)包括N個(gè)并聯(lián)臂電容和N?1個(gè)串聯(lián)臂電感；接收機(jī)由接收線圈、調(diào)諧電容、負(fù)載構(gòu)成；交流逆變電流源、發(fā)射線圈L₁、LC多頻調(diào)諧網(wǎng)絡(luò)相互串聯(lián)組成源端發(fā)射部分；工作時(shí)接收機(jī)可放置于充電平臺(tái)的任意位置。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易實(shí)施，可支持多個(gè)不同工作頻率的無(wú)線電能接收機(jī)同時(shí)進(jìn)行充電，各接收機(jī)之間相互隔離，互不干擾。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于無(wú)線電能傳輸技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

無(wú)線電能傳輸技術(shù)因其干凈，方便，安全的優(yōu)點(diǎn)而廣受青睞。目前，無(wú)線電能傳輸技術(shù)領(lǐng)域已形成Qi、PMA、A4WP、SAE、PT61980等多個(gè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，然而遵循這些標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)線電能傳輸系統(tǒng)通常工作在單一頻率，且其工作頻率并不統(tǒng)一，例如：Qi工作頻段為110-205kHz、PMA工作頻段為110-300kHz、A4WP工作頻段為6.78Mhz±15kHz、SAE工作頻段為81.38-90kHz。目前已有的單一工作頻率的無(wú)線電能充電平臺(tái)只能供與其工作頻率相同的接收機(jī)進(jìn)行充電，無(wú)法給多個(gè)不同工作頻率的接收機(jī)充電。為了解決這一問(wèn)題，文獻(xiàn)“KimY,Ha D,Chappell W J,et al.Selective Wireless Power Transfer for Smart PowerDistribution in a Miniature-Sized Multiple-Receiver System[J].IEEETransactions on Industrial Electronics,2016,63(3):1853-1862”根據(jù)線圈的最大Q值和頻率的關(guān)系以及最小頻率干擾的原則選擇出了三個(gè)最佳的工作頻點(diǎn)，用分時(shí)段切換電源頻率給三個(gè)負(fù)載供電的方式實(shí)現(xiàn)負(fù)載隔離和功率分配，但是不能同時(shí)給多個(gè)不同工作頻率負(fù)載供電；文獻(xiàn)“Beppu A,Katsura S.Analysis of dual-mode wireless power transferwith two frequencies[C].Industrial Electronics Society,IECON 2016-,Conferenceof the IEEE.IEEE,2016:4487-4492.”通過(guò)給接收機(jī)增加匹配線圈以滿足不同頻率的接收，但是也不能同時(shí)給多個(gè)不同工作頻率負(fù)載供電；在文獻(xiàn)“Zhong W,Hui S YR.Auxiliary Circuits for Power Flow Control in Multi-frequency Wireless PowerTransfer Systems With Multiple Receivers[J].IEEE Transactions on PowerElectronics,2015,30(10):5902-5910”中通過(guò)給接收機(jī)增加輔助電路，使得其能接收兩個(gè)不同頻率的電能，但是接收機(jī)上的充電負(fù)載彼此存在相互干擾；文獻(xiàn)“李琳，李然.雙頻段磁耦合諧振式無(wú)線電能傳輸系統(tǒng)特性分析及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證[J].電工技術(shù)學(xué)報(bào),2017,32(18):90-97.”提供兩個(gè)不同頻率的傳輸通道以實(shí)現(xiàn)電能和信號(hào)的同步傳輸，根據(jù)單一諧振頻率的電能傳輸線圈的阻抗特性提出了雙頻段無(wú)線電能傳輸線圈的設(shè)計(jì)思路；文獻(xiàn)“Wang Guoxing,Wang Peijun,Tang Yina,et al.Analysis of dual band power and data telemetryfor biomedical implants[J].IEEE Transactions on Biomedical Circuits andSystem,2012,6(3):208-2015.”在WPT系統(tǒng)中額外構(gòu)建一套固有諧振頻率不同于電能傳輸線圈的信號(hào)傳輸線圈，以實(shí)現(xiàn)兩條獨(dú)立的物理通道，由于系統(tǒng)包括兩套獨(dú)立的線圈，線圈間的交叉耦合將會(huì)帶來(lái)兩條物理通道之間的干擾，同時(shí)也不便于系統(tǒng)裝置的小型化。文獻(xiàn)“Kung M L,Lin K H.Enhanced analysis and design method of dual-band coilmodule for near-field wireless power transfer systems[J].IEEE Transactions onMicrowave Theory and Techniques,2015,63(3):821-832.”中構(gòu)建了具有兩個(gè)固有諧振頻率的單匝雙頻線圈，并實(shí)現(xiàn)了利用兩個(gè)頻段同時(shí)傳輸電能以提高效率，然而對(duì)于多個(gè)負(fù)載或接收機(jī)之間的相互干擾并未考慮。