[實用新型]一種E類無線電能傳輸裝置

有效

• 申請號: 201922123729.9
• 申請日: 2019-12-02
• 公開（公告）號: CN210806856U
• 公開（公告）日: 2020-06-19
• 發明（設計）人: 李志忠;王波波;童懷;李優新;曾研
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: H02J50/12
• 分類號: H02J50/12
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 郭帥

本申請提供了一種E類無線電能傳輸裝置，裝置包括：直流電源模塊用于發射端E類功放高頻發生模塊供能；發射端啟動及控制電路單元用于控制發射端E類功放高頻發生模塊；發射端E類功放高頻發生模塊用于將直流電逆變為交流正弦半波，并輸送給發射端SPSS匹配網絡；發射端SPSS匹配網絡用于將交流正弦半波變換為高頻交流正弦波，并傳輸至接收端串聯諧振網絡；接收端串聯諧振網絡用于接收高頻交流正弦波，并傳輸至接收端整流模塊；接收端整流模塊用于將高頻交流正弦波變換為直流電輸出至負載。解決了現有技術中負載敏感的問題，使得裝置能夠在負載變化時仍可以穩定工作，提高了裝置的性能。

技術領域

本申請屬于無線電能傳輸技術領域，尤其涉及一種E類無線電能傳輸裝置。

背景技術

近年來，小功率無線電能傳輸技術產業蓬勃發展，與其相關的商業鏈產品逐步形成，包括人們熟知的電動牙刷、耳機、MP3(Media Player 3)、智能手表、手機等低功耗常用手持電子設備。這些小功率設備的充電裝置一般選用單管功率放大器等作為高頻逆變電路，其中，E類功率放大器是應用比較成熟的單管功率放大電路拓撲。

E類功率放大器簡稱E類功放，是一種在理想情況下功率可達100％的高效功率放大器，即在工作時能將直流電源的輸入功率全部轉換為輸出功率。但在工作中，晶體管的性能、匹配網絡的參數設計都會影響到其工作效率，而導致其效率不能達到100％。因此E類功率放大器是為了彌補在高頻時晶體管Q的寄生電容在開關狀態下由飽和到截止的延時，致使晶體管損耗的增加而被設計出來的。并且，由于晶體管工作在開關狀態，其漏極上接的扼流電感電壓可由下式得出：

由于電感電流不能瞬變，裝置在啟動的瞬間會對晶體管的漏極產生一個很大的電壓尖峰。當裝置所選用的晶體管的耐電壓值低于該尖峰電壓時，晶體管容易被損壞。

實用新型內容

有鑒于此，本申請提供了一種E類無線電能傳輸裝置，通過設置啟動及控制電路單元調節發射端E類功放高頻發生模塊的工作狀態，達到裝置軟啟動的目的，使得開關管漏源級端電壓變化范圍減小，避免了所選用的晶體管的耐電壓值低于啟動尖峰電壓時，晶體管容易被損壞的技術問題；發射端采用的SPSS匹配網絡結構能在較大程度實現接收端電壓恒定，很好的解決了現有技術中負載敏感的問題，使得裝置能夠在負載變化時仍可以穩定工作，提高了裝置的性能，并且發射端電感和電容為串聯關系，增加了電感設計的裕度。

本申請提供了一種E類無線電能傳輸裝置，包括：依次連接的直流電源模塊、發射端E類功放高頻發生模塊、發射端啟動及控制電路單元、發射端 SPSS匹配網絡、接收端串聯諧振網絡、接收端整流模塊；

所述直流電源模塊用于發射端E類功放高頻發生模塊供能；

所述發射端啟動及控制電路單元用于控制發射端E類功放高頻發生模塊；

所述發射端E類功放高頻發生模塊用于將直流電逆變為交流正弦半波，并輸送給發射端SPSS匹配網絡；

所述發射端SPSS匹配網絡用于將交流正弦半波變換為高頻交流正弦波，并傳輸至接收端串聯諧振網絡；

所述接收端串聯諧振網絡用于接收高頻交流正弦波，并傳輸至接收端整流模塊；

所述接收端整流模塊用于將高頻交流正弦波變換為直流電輸出至負載。

可選地，所述發射端E類功放高頻發生模塊包括輸入諧振電路和開關管；所述輸入諧振電路包括扼流電感和輸入諧振電容；所述扼流電感與開關管串聯；所述輸入諧振電容和開關管并聯。

可選地，所述發射端SPSS匹配網絡包括第一級串聯諧振電路；所述第一級串聯諧振電路包括第一諧振電感和第一諧振電容，所述第一諧振電感和所述第一諧振電容串聯。