[發明專利]一種抗頻率偏移的多負載無線電能傳輸系統及其傳輸方法

在審

• 申請號: 202111561623.2
• 申請日: 2021-12-20
• 公開（公告）號: CN114142629A
• 公開（公告）日: 2022-03-04
• 發明（設計）人: 田曉盈;高鵬飛;胡曉光;晁興博;高西芳;楊志梁
• 申請（專利權）人: 河南工業大學
• 主分類號: H02J50/40
• 分類號: H02J50/40;H02J50/12;H02J50/90
• 代理公司: 鄭州金成知識產權事務所(普通合伙) 41121
• 代理人: 郭乃鳳

1.一種抗頻率偏移的多負載無線電能傳輸系統，其特征在于：所述的抗頻率偏移的多負載無線電能傳輸系統由控制器、帶寬功率放大器、阻抗匹配器、相位差采集電路、一個發射線圈、多個接收線圈及負載組成；

所述控制器輸出高頻信號，為帶寬功率放大器提供工作信號，在有新的接收線圈加入工作或有接收線圈退出工作以及某個線圈位置發生變化時，根據相位差采集電路獲得的相位差判斷頻率偏移量并調整輸出頻率；

所述帶寬功率放大器和發射線圈之間接有阻抗匹配器，所述阻抗匹配器在有新的接收線圈加入工作或有接收線圈退出工作時能夠使得帶寬功率放大器與發射線圈之間保持阻抗匹配狀態；

所述接收線圈的數量與負載的數量相同，一個接收線圈接一個負載。

2.根據權利要求1所述的抗頻率偏移的多負載無線電能傳輸系統，其特征在于：所述接收線圈在發射線圈周圍可以無規則擺放。

3.根據權利要求1所述的抗頻率偏移的多負載無線電能傳輸系統，其特征在于：所述發射線圈與多個接收線圈的諧振頻率相同。

4.根據權利要求1所述的抗頻率偏移的多負載無線電能傳輸系統，其特征在于：所述多個接收線圈之間相互獨立，隨時可以加入工作或退出工作。

5.權利要求1～4任一項所述的抗頻率偏移的多負載無線電能傳輸系統的無線電能傳輸方法，其步驟如下:

①所述控制器輸出高頻信號，為帶寬功率放大器提供工作信號；

②所述帶寬功率放大器在直流電源的供電下輸出與高頻信號相同頻率的電能；

③所述發射線圈將帶寬功率放大器輸出的高頻電能轉化為電磁能并通過發射線圈發射出去；

④多個接收線圈與發射線圈之間通過磁耦合諧振的方式進行能量傳遞；

⑤接收線圈將接收到的電磁能轉化為電能供負載使用。

6.根據權利要求5所述的抗頻率偏移的多負載無線電能傳輸方法，其特征在于：所述控制器在有新的接收線圈加入工作或有接收線圈退出工作以及線圈位置發生變化時，根據相位差采集電路獲得的相位差判斷頻率偏移量并調整輸出頻率，以優化由于接收線圈數量或位置發生改變造成頻率偏移引起的傳輸性能下降。

7.根據權利要求5所述的抗頻率偏移的多負載無線電能傳輸方法，其特征在于：所述帶寬功率放大器效率高、帶寬大，作為高頻電源，能夠解決控制器輸出信號發生改變時系統性能下降的問題。

8.根據權利要求5所述的抗頻率偏移的多負載無線電能傳輸方法，其特征在于：所述帶寬功率放大器和發射線圈之間接有阻抗匹配器，在有新的接收線圈加入工作或有接收線圈退出工作時能夠使得帶寬功率放大器與發射線圈之間保持阻抗匹配狀態。