一种具有高谐振频率稳定性的谐振增强型无线电能传输结构制造技术

一种具有高谐振频率稳定性的谐振增强型无线电能传输结构，本发明专利技术涉及无线电能传输技术领域。本发明专利技术提供一种具有高谐振频率稳定性的谐振增强型无线电能传输结构，使得耦合系数与负载的变化不影响谐振频率，其原边为定频工作，且电压电流同相位，易于吸收电路与软开关的设计；副边阻抗调节电路一方面使整流桥整个后级的ω0频率分量呈纯阻性，保证负载的变化不影响谐振频率，另一方面使输出电压稳定，满足后级负载的供电需求。同时，相对于现有的无线电能传输副边结构，本发明专利技术提出的副边结构具有更大的谐振Q值，从而增强谐振，明显提高弱耦合条件下的传输功率和效率。本发明专利技术适用于无线电能传输场合。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及无线电能传输

技术介绍
对于无线电能传输系统，传输距离或侧移量的增加均会导致耦合系数降低，从而降低传输效率和功率，同时，耦合系数的变化会引起反映阻抗改变，导致系统失谐。另一方面，副边负载性质的变化，以及负载非线性(如整流桥、非线性元件等)均会导致副边功率因数下降，系统失谐，影响传输效果。现有技术方案：为了解决耦合系数或负载变化引起的系统失谐问题，公开号为CN103151853A公开了一种无线电能传输阻抗自动匹配装置，实时采集反射系数，并通过开关阵列调节系统阻抗匹配；公开号为CN103178623A公开了一种可控电感调谐装置，对失谐进行补偿、或使谐振电路在新的谐振频率点下重新谐振；公开号为CN103199634A公开了一种相控电容调谐装置，使磁场发射电路、磁场接收电路维持在原有的频率下谐振，或在新的频率点重新谐振；公开号为CN103219807A公开了一种自适应无线电能传输装置，其发射LC谐振子、中继LC谐振子和接收LC谐振子中包括谐振频率微调电容，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有高谐振频率稳定性的谐振增强型无线电能传输结构，其特征是：它包括：逆变电路(2)、原边谐振电路(3)、副边谐振电路(4)、副边阻抗调节电路(5)、阻抗调节控制电路(11)、一号电压采集电路(6)、带通滤波电路(7)、相位补偿电路(8)、全波整流电路(9)、电流采集电路(10)和二号电压采集电路(12)；其中：原边谐振电路(3)包括电感L1、电感Lp、电容C1、电容Cp和电容Cp＇；副边谐振电路(4)包括电感Ls、电感L2、电容Cs、电容Cs＇、电容C2和电容Cs2；原边谐振电路(3)的电感电容和副边谐振电路(4)的电感、电容满足：ω0=C1+CpC1CpL1=Cp+Cp&pr...

【技术特征摘要】
1.一种具有高谐振频率稳定性的谐振增强型无线电能传输结构，其特征是：它包
括：逆变电路(2)、原边谐振电路(3)、副边谐振电路(4)、副边阻抗调节电路(5)、
阻抗调节控制电路(11)、一号电压采集电路(6)、带通滤波电路(7)、相位补偿
电路(8)、全波整流电路(9)、电流采集电路(10)和二号电压采集电路(12)；
其中：
原边谐振电路(3)包括电感L1、电感Lp、电容C1、电容Cp和电容Cp＇；
副边谐振电路(4)包括电感Ls、电感L2、电容Cs、电容Cs＇、电容C2和电容
Cs2；
原边谐振电路(3)的电感电容和副边谐振电路(4)的电感、电容满足：
ω0=C1+CpC1CpL1=Cp+Cp′CpCp′Lp=Cs+Cs′CsCs′Ls=1L2C2]]>且：
Cs2=C21-C2(ω02Ls-1/Cs′)]]>其中：ω0为能量传输时的谐振角频率；
逆变电路(2)接入直流源(1)；所述逆变电路(2)的一个电源端与电容C1的
一端连接；所述电容C1的另一端与电感L1的一端连接；所述电感L1的另一端同时与
电容Cp的一端和电容Cp＇的一端连接；所述电容Cp＇的另一端与电感Lp的一端连接；
所述电感Lp的另一端同时与电容Cp的另一端和逆变电路(2)的另一个电源输出端连
接；
电感Ls的一端与电容Cs＇的一端连接；所述电容Cs＇的另一端同时与电容Cs2的
一端和电容Cs的一端连接；所述电容Cs2的另一端同时与电感L2的一端和电容C2的一
端连接；所述电容C2的另一端通过整流桥与副边阻抗调节电路(5)的一个电源端连
接；
电感Ls的另一端与电容Cs＇的一端连接；所述电容Cs＇的另一端同时与电容Cs的另一端和电感L2的另一端连接；所述电容Cs的另一端通过整流桥与副边阻抗调节电
路(5)的另一个电源端连接；
副边阻抗调节电路(5)的一个电源输出端与负载的一个电源输入端连接；所述副

\t边阻抗调节电路(5)的另一个电源输出端与负载的另一个电源输入端连接；
一号电压采集电路(6)采集整流桥输入端的电压信号，所述一号电压采集电路(6)
的电压信号输出端与带通滤波电路(7)的电压信号输入端连接；所述带通滤波电路(7)
的电压信号输出端与相位补偿电路(8)的电压信号输入端连接；所述相位补偿电路(8)
的电压信号输出端与全波整流电路(9)的电压信号输入端连接；所述全波整流电路(9)
的电压信号输出端与阻抗调节控制电路(11)的一号电压信号输入端口连接；
电流采集电路(10)采集进入副边阻抗调节电路(5)的电流信号，所述电流采集
电路(10)的电流信号输出端与阻抗调节控制电路(11)的电流信号输入端口连接；
所述阻抗调节控制电路(11)的控制信号输出端与副边阻抗调节电路(5)的控制
信号输入端连接；
二号电压采集电路(12)采集副边阻抗调节电路(5)输出端的电压，所述二号电
压采集电路(12)的电压输出端与阻抗调节控制电路(11)的二号电压信号输入端口
连接；
阻抗调节控制电路(11)的参考电压输入端口用于接收外部输入的参考电压。
2.根据权利要求1所述的一种具有高谐振频率稳定性的谐振增强型无线电能传输
结构，其特征在于，对于原边谐振电路(3)，电容Cp＇省略，且电感Lp需满足条件：
L1-1ω02...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱春波，郭尧，魏国，逯仁贵，宋凯，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23