[發(fā)明專利]一種發(fā)射線圈的多頻點最大功率控制電路

有效

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• 申請日: 2021-06-30
• 公開（公告）號: CN113472368B
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發(fā)明（設計）人: 陳德傳;管力明;陳雪亭
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: H04B1/04
• 分類號: H04B1/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種發(fā)射線圈的多頻點最大功率控制電路，包括諧振主電路和控制電路，其特征在于：

諧振主電路包括連接件CN1、發(fā)射線圈TC1、乘法器IC1、功率運放IC2、譯碼器IC7、反相器IC8、驅動芯片IC9、繼電器1KA1、繼電器2KA2、繼電器3KA3、繼電器4KA4，輸出電阻R1、放大電阻R2、取樣電阻Rs、降噪電容C1、正電源電容C10、負電源電容C11、諧振電容1C01、諧振電容2C02、諧振電容3C03和諧振電容4C04，連接件CN1的正弦指令端U_i^*端與上分壓電阻R3的一端、乘法器IC1的輸入1正端X1端連接，乘法器IC1的輸入1負端X2端、乘法器IC1的輸入2負端Y2端、乘法器IC1的偏置端Z端均接地，乘法器IC1的輸入2正端Y1端與調節(jié)運放IC6的輸出端OUT端、積分電容C8的一端連接，乘法器IC1的正電源端+V端與電路正電源端+VCC端連接，乘法器IC1的負電源端-V端與電路負電源端-VSS端連接，乘法器IC1的輸出端OUT與輸出電阻R1的一端連接，輸出電阻R1的另一端與功率運放IC2的負輸入端IN-、放大電阻R2的一端、降噪電容C1的一端連接，功率運放IC2的正輸入端IN+端接地，功率運放IC2的正電源端+V端與電路正電源端+VCC端連接，功率運放IC2的負電源端-V端與電路負電源端-VSS端連接，功率運放IC2的輸出端OUT與放大電阻R2的另一端、降噪電容C1的另一端、發(fā)射線圈TC1的一端連接，發(fā)射線圈TC1的另一端與諧振電容1C01的一端、諧振電容2C02的一端、諧振電容3C03的一端、諧振電容4C04的一端連接，諧振電容1C01的另一端與繼電器1KA1常開觸點的一端P2端連接，諧振電容2C02的另一端與繼電器2KA2常開觸點的一端P2端連接，諧振電容3C03的另一端與繼電器3KA3常開觸點的一端P2端連接，諧振電容4C04的另一端與繼電器4KA4常開觸點的一端P2端連接，取樣電阻Rs的一端與反饋電阻R5的一端、繼電器1KA1常開觸點的另一端P1端、繼電器2KA2常開觸點的另一端P1端、繼電器3KA3常開觸點的另一端P1端、繼電器4KA4常開觸點的另一端P1端連接，取樣電阻Rs的另一端接地，連接件CN1的正電源端VCC端與電路正電源端+VCC端、正電源電容正電源電容C10的一端連接，連接件CN1的負電源端VSS端與電路負電源端+VSS端、負電源電容負電源電容C11的一端連接，連接件CN1的地端GND端與正電源電容正電源電容C10的另一端、負電源電容負電源電容C11的另一端均接地，連接件CN1的諧振地址A端與譯碼器IC7的第1地址端A端連接，連接件CN1的諧振地址B端與譯碼器IC7的第2地址端B端連接，譯碼器IC7的正電源端+V端與電路正電源端+VCC端連接，譯碼器IC7的地端GND端接地，譯碼器IC7的第1輸出端Y1端與反相器IC8的第1輸入端I1端連接，譯碼器IC7的第2輸出端Y2端與反相器IC8的第2輸入端I2端連接，譯碼器IC7的第3輸出端Y3端與反相器IC8的第3輸入端I3端連接，譯碼器IC7的第4輸出端Y4端與反相器IC8的第4輸入端I4端連接，反相器IC8的正電源端+V端與電路正電源端+VCC端連接，反相器IC8的地端GND端接地，反相器IC8的第1輸出端O1端與驅動芯片IC9的第1輸入端I1端連接，反相器IC8的第2輸出端O2端與驅動芯片IC9的第2輸入端I2端連接，反相器IC8的第3輸出端O3端與驅動芯片IC9的第3輸入端I3端連接，反相器IC8的第4輸出端O4端與驅動芯片IC9的第4輸入端I4端連接，驅動芯片IC9的正電源端+V端與電路正電源端+VCC端連接，驅動芯片IC9的地端GND端接地，驅動芯片IC9的第1輸出端O1端與繼電器1KA1線圈的一端A1端連接，驅動芯片IC9的第2輸出端O2與繼電器2KA2線圈的一端A1端連接，驅動芯片IC9的第3輸出端O3端與繼電器3KA3線圈的一端A1端連接，驅動芯片IC9的第4輸出端O4端與繼電器4KA4線圈的一端A1端連接，繼電器1KA1線圈的另一端A2端、繼電器2KA2線圈的另一端A2端、繼電器3KA3線圈的另一端A2端、繼電器4KA4線圈的另一端A2端均與電路正電源端+VCC端連接；

控制電路包括指令RMS/DC芯片IC3、反饋RMS/DC芯片IC4、偏差運放IC5、調節(jié)運放IC6、上分壓電阻R3、下分壓電阻R4、反饋電阻R5、給定電阻R6、正端電阻R7、負端電阻R8、偏差電阻R9、接地電阻R10、積分電阻R11、積分電位器RPI、比例電位器RPP、上濾波電容C2、上耦合電容C3、下濾波電容C4、下耦合電容C5、下輸出電容C6、上輸出電容C7、積分電容C8和比例電容C9，上分壓電阻R3的另一端與下分壓電阻R4的一端、上濾波電容C2的一端、指令RMS/DC芯片IC3的正輸入端IN+端連接，指令RMS/DC芯片IC3的負輸入端IN-端與上耦合電容C3的一端連接，下分壓電阻R4的另一端、上濾波電容C2的另一端、上耦合電容C3的另一端均接地，指令RMS/DC芯片IC3的使能端/EN端、指令RMS/DC芯片IC3的負電源端-V端、指令RMS/DC芯片IC3的地端GND端均接地，指令RMS/DC芯片IC3的正電源端+V端與電路正電源端+VCC端連接，指令RMS/DC芯片IC3的正輸出端OUT+端與上輸出電容C7的一端、給定電阻R6的一端連接，指令RMS/DC芯片IC3的負輸出端OUT-端、上輸出電容C7的另一端均接地，反饋電阻R5的另一端與下濾波電容C4的一端、反饋RMS/DC芯片IC4的正輸入端IN+端連接，反饋RMS/DC芯片IC4的負輸入端IN-端與下耦合電容C5的一端連接，下濾波電容C4的另一端、下耦合電容C5的另一端均接地，反饋RMS/DC芯片IC4的使能端/EN端、反饋RMS/DC芯片IC4的負電源端-V端、反饋RMS/DC芯片IC4的地端GND端均接地，反饋RMS/DC芯片IC4的正輸出端OUT+端與下輸出電容C6的一端、負端電阻R8的一端連接，反饋RMS/DC芯片IC4的負輸出端OUT-端、下輸出電容C6的另一端均接地，反饋RMS/DC芯片IC4的正電源端+V端與電路正電源端+VCC端連接，負端電阻R8的另一端與偏差電阻R9的一端、偏差運放IC5的負輸入端IN-端連接，給定電阻R6的另一端與正端電阻R7的一端、偏差運放IC5的正輸入端IN+端連接，正端電阻R7的另一端接地，偏差運放IC5的輸出端OUT端與比例電位器RPP的右端、偏差電阻R9的另一端連接，偏差運放IC5的正電源端+V端與電路正電源端+VCC端連接，偏差運放IC5的負電源端-V端與電路負電源端-VSS端連接，比例電位器RPP的左端與接地電阻R10的一端連接，接地電阻R10的另一端接地，比例電位器RPP的中心端與積分電阻R11的一端、比例電容C9的一端連接，積分電阻R11的另一端與積分電位器RPI的下端連接，積分電位器RPI的上端及其中心端與調節(jié)運放IC6的負輸入端IN-端、比例電容C9的另一端、積分電容C8的另一端連接，調節(jié)運放IC6的正輸入端IN+端接地，調節(jié)運放IC6的正電源端+V端與電路正電源端+VCC端連接，調節(jié)運放IC6的負電源端-V端與電路負電源端-VSS端連接；電路參數配合關系如下：

設：為正弦波電壓信號，ω為角頻率，ω∈[ω_min，ω_max]，ω_i為各頻點的角頻率，β為電流變換系數,I₀分別為線圈電流給定有效值與實際有效值,u₀為發(fā)射線圈輸出電壓信號瞬時值，i₀為發(fā)射線圈輸出電流信號瞬時值，線圈電流滯后角，R₀為發(fā)射線圈的內阻，L₀為發(fā)射線圈的電感，Rr為比例電位器RPP左側部分的阻值，Ri為積分電位器RPI的下端阻值，C_0i為各頻點的諧振電容；

一、乘法器IC1和IC2：輸入輸出關系：

二、偏差運放IC5和調節(jié)運放IC6：

PI調節(jié)器：R6＝R8，R7＝R9，C8＝C9 (2)

PI調節(jié)器傳遞函數：

三、最大功率諧振條件：

令諧振頻率：諧振電容：

四、諧振電容與諧振頻率關系：