[發(fā)明專利]一種距離自適應(yīng)無(wú)線功率傳輸系統(tǒng)及其控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911414718.4
• 申請(qǐng)日: 2019-12-31
• 公開（公告）號(hào): CN111049283B
• 公開（公告）日: 2023-08-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張浩;許進(jìn)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): H02J50/20
• 分類號(hào): H02J50/20;H02J50/90
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責(zé)任公司 32102
• 代理人: 陳棟智

1.一種距離自適應(yīng)無(wú)線功率傳輸系統(tǒng)，其特征在于，包括發(fā)射端電路和接收端電路；

所述發(fā)射端電路包括振蕩器、環(huán)形器、雙波段天線A以及控制電路；所述環(huán)形器端口1接振蕩器輸出端，環(huán)形器端口2接雙波段天線A，環(huán)形器端口3接控制電路；所述控制電路分別接環(huán)形器端口3與振蕩器偏置端口；

所述接收端電路包括雙波段天線B與整流器；所述整流器包括匹配電路（L_m、C_m）、肖特基二極管（D₀）、濾波電容（C_L）以及負(fù)載電阻（R_L）；所述匹配電路（L_m、C_m）包括串接在雙波段天線B與地之間的電感（L_m）、電容（C_m），其中電容（C_m）一端接雙波段天線B，另一端接電感（L_m）、所述肖特基二極管（D₀）正極；所述電感（L_m）一端接地，另一端接C_m、肖特基二極管（D₀）正極；所述肖特基二極管（D₀）正極接匹配電路（L_m、C_m），肖特基二極管（D₀）負(fù)極接濾波電容（C_L）、負(fù)載電阻（R_L）；所述濾波電容（C_L）一端接地，另一端接負(fù)載電組（R_L）、肖特基二極管（D₀）負(fù)極；所述負(fù)載電阻（R_L）一端接地，另一端接濾波電容（C_L）、肖特基二極管（D₀）負(fù)極；

加載在振蕩器上的直流偏置電壓（V_dc）與振蕩器輸出基波頻率信號(hào)（V_ωo）、基波頻率功率（P_ωo）以及整流器輸出直流電壓（V_o）、二次諧波頻率功率（P_2ωo）具有一一對(duì)應(yīng)單調(diào)遞增相關(guān)性，即V_{dc_n}與P_{ωo_n}、V_{o_n}、P_{2ωo_n}（n=1，2，3…n表示控制電路掃描V_dc次數(shù)）一一對(duì)應(yīng)；使得控制直流偏置電壓（V_dc）可實(shí)現(xiàn)振蕩器輸出基波頻率功率（P_ωo）、整流器輸出直流電壓（V_o）、二次諧波頻率功率（P_2ωo）的調(diào)節(jié)控制。

2.一種如權(quán)利要求1所述系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1）：控制電路控制初始直流偏置電壓（V_{dc_1}）控制振蕩器輸出基波頻率信號(hào)（V_ωo），相應(yīng)基波頻率功率（P_ωo）經(jīng)環(huán)形器無(wú)損耗傳輸至雙波段天線A；雙波段天線B接收基波頻率信號(hào)（V_ωo），激勵(lì)整流器產(chǎn)生直流電壓（V_{o_1}）、二次諧波頻率信號(hào)（V_2ωo）；直流電壓（V_{o_1}）經(jīng)濾波電容（C_L）傳輸至負(fù)載電阻（R_L）端；二次諧波頻率功率（P_{2ωo_1}）經(jīng)濾波電容（C_L）反射至雙波段天線B，實(shí)現(xiàn)二次諧波頻率功率（P_{2ωo_1}）反饋；雙波段天線A接收二次諧波頻率功率（P_{2ωo_1}）反饋，經(jīng)環(huán)形器無(wú)損耗傳輸至控制電路；

步驟2）：線性掃描直流偏置電壓（V_{dc_n}）n次，當(dāng)控制電路捕獲二次諧波頻率功率（P_{2ωo_n}）反饋突變點(diǎn)，控制電路停止遞增直流偏置電壓（V_{dc_n}），實(shí)現(xiàn)距離自適應(yīng)無(wú)線功率傳輸，維持整流器輸入功率以及相應(yīng)高整流效率。