[實用新型]一種基于多頻能量并行傳輸的具有強抗偏移性能的無線電能傳輸拓撲

有效

• 申請號: 201921864701.4
• 申請日: 2019-11-01
• 公開（公告）號: CN210608711U
• 公開（公告）日: 2020-05-22
• 發明（設計）人: 柯光潔;陳乾宏;徐立剛;溫振霖;任小永;張之梁
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學;江蘇展芯半導體技術有限公司
• 主分類號: H02J50/12
• 分類號: H02J50/12;H02J50/70
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 吳旭

1.一種基于多頻能量并行傳輸的具有強抗偏移性能的無線電能傳輸拓撲，其特征在于：包括直流電源(1)、高頻逆變器(2)、原邊多頻共用補償網絡(3)、原邊發射線圈(4)、接收模塊(5)、負載(6)，以及控制模塊(7)；

所述控制模塊(7)輸出所述高頻逆變器(2)的驅動方波信號；所述高頻逆變器(2)的輸出為雙頻或多頻電壓或電流的混合疊加，頻率包括f₁、f₂、……f_n，n≥2；所述原邊多頻共用補償網絡(3)采用LC高階補償拓撲，與所述原邊發射線圈(4)構成原邊諧振網絡，諧振頻率為f₁、f₂、……f_n，多頻能量同時驅動原邊發射線圈(4)，通過磁場耦合到接收模塊(5)；

所述接收模塊(5)包括與頻率數相同數量的接收單元，每個接收單元包括選頻網絡、補償網絡和能量耦合線圈，n個接收單元分別輸出頻率為f₁、f₂、……f_n的交流電壓或電流，再分別經整流濾波單元整流濾波后組合輸出給負載(6)供電。

2.根據權利要求1所述的無線電能傳輸拓撲，其特征在于：所述控制模塊(7)輸出頻率為f的方波信號驅動所述高頻逆變器(2)，所述高頻逆變器(2)輸出頻率f的基波與n次諧波正弦電壓疊加的方波電壓，所述頻率f₁、f₂、……、f_n為基波與/或三次與/或五次或任意高階奇次諧波頻率。

3.根據權利要求1所述的無線電能傳輸拓撲，其特征在于：所述控制模塊(7)在周期T時間內分時輸出頻率為f₁、f₂、……、f_n的方波信號。

4.根據權利要求1-3任一所述的無線電能傳輸拓撲，其特征在于：所述選頻網絡為LC混合網絡。

5.根據權利要求1-3任一所述的無線電能傳輸拓撲，其特征在于：所述原邊多頻共用補償網絡(3)包括實現所述LC高階補償拓撲的參數切換的開關或采用開關電容或電感調諧，所述控制模塊(7)輸出所述原邊多頻共用補償網絡(3)的開關、開關電容或電感的驅動信號，使所述原邊諧振網絡在t₁時間內在頻率f₁諧振，t₂時間內在頻率f₂諧振，……，t_n時間內在頻率f_n諧振。

6.根據權利要求1-3任一所述的無線電能傳輸拓撲，其特征在于：所述原邊發射線圈(4)為單繞組或雙繞組或多繞組結構，兩個或多個繞組共用一個原邊多頻共用補償網絡(3)，任意兩個繞組之間不存在磁通耦合或者串聯LC選頻網絡實現解耦控制。

7.根據權利要求1所述的無線電能傳輸拓撲，其特征在于：所述高頻逆變器(2)的輸出為雙頻電壓或電流的混合疊加，頻率為f₁和f₂；雙頻能量同時驅動原邊發射線圈(4)，通過磁場耦合到接收端；

所述接收模塊(5)包括接收單元1與接收單元2，所述接收單元1的能量耦合線圈與原邊發射線圈(4)構成非接觸變壓器，接收單元1的能量耦合線圈耦合頻率為f₁、f₂的交流電壓或電流；所述接收單元2的能量耦合線圈通過耦合到接收單元1中獲取頻率為f₂的交流電壓或電流；所述接收單元1與接收單元2分別輸出頻率為f₁、f₂的交流電壓或電流，再分別經整流濾波單元整流濾波后組合輸出給負載(6)供電。