基于单圈圆形铜线线圈的无线电能传输最优电容选择方法技术

本发明专利技术公开了一种基于单圈圆形铜线线圈的无线电能传输最优电容选择方法，该方法首先对圆形铜线线圈外加任意电容，通过仿真计算出线圈寄生电容；由寄生电容、外加电容及计算出的线圈自感算出线圈损耗阻抗；将计算出的损耗电阻、寄生电容、外加电容、线圈自感及线圈间互感代入效率表达式中计算得到各个不同外加电容值下的效率值。本发明专利技术能够快速得到最优效率对应的频率和对应的电容值，从而完成设计。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于无线电能传输领域，具体涉及谐振耦合式无线电能传输中，为获得最优传输效率进行最优电容选择的方法。
技术介绍
在许多场合，电子器件的供电采用有线供电或电池供电不方便甚至不可能。如在智能楼宇中的无线传感器大量植入材料、墙体中，当电池耗尽，无法更换电电池；在野外农业中用于检测农作物生长的无线传感器，更换电池要花费大量人力物力；在植入式医疗中植入体内的医疗器件，更换电池可能给人体带来痛苦和风险等。无线供电是解决此问题的途径之一。谐振式无线电能传输系统，将电能发送端和接收端的线圈串联或并联上电容使其各自形成谐振，且谐振频率设置成相同。图1是一个典型的例子，在发送端和接收端都采用串联谐振形式的二线圈谐振式无线电能传输系统，包括：发送端的驱动电路，发送线圈L1，与发送线圈形成谐振所需的串联电容C1，接收线圈L2，与接收线圈形成谐振所需的串联电容C2，以及整流电路和负载等。其基本工作原理是：驱动电路产生一定功率的交流电，其频率与发送端、接收端的谐振频率相同，此交流电经发送线圈与接收线圈之间的电磁耦合传递到接收端，并经整流电路转成直流电，给负载供电或储能。相比于非谐振式无线电能传输系统，本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于单圈圆形铜线线圈的无线电能传输最优电容选择方法，所基于的装置，包括谐振式无线电能传输电路和谐振式无线电能接收电路；谐振式无线电能传输电路包括驱动电源VS,驱动电源损耗RS,发送线圈外加电容C1，发送线圈寄生电容C3，发送线圈损耗电阻R1及第一自感L1；驱动电源VS的一端与驱动电源损耗RS的一端连接，驱动电源损耗RS的另一端与发送线圈外加电容C1的一端连接，发送线圈外加电容C1的另一端与发送线圈损耗电阻R1的一端、发送线圈寄生电容C3的一端连接，发送线圈损耗电阻R1的另一端与第一自感L1的一端连接，第一自感L1的另一端与发送线圈寄生电容C3的另一端、驱动电源VS的另一端连接；谐振式无线电能接...

【技术特征摘要】
1.基于单圈圆形铜线线圈的无线电能传输最优电容选择方法，所基于的装置，包括谐振式无线电能传输电路和谐振式无线电能接收电路；谐振式无线电能传输电路包括驱动电源VS,驱动电源损耗RS,发送线圈外加电容C1，发送线圈寄生电容C3，发送线圈损耗电阻R1及第一自感L1；驱动电源VS的一端与驱动电源损耗RS的一端连接，驱动电源损耗RS的另一端与发送线圈外加电容C1的一端连接，发送线圈外加电容C1的另一端与发送线圈损耗电阻R1的一端、发送线圈寄生电容C3的一端连接，发送线圈损耗电阻R1的另一端与第一自感L1的一端连接，第一自感L1的另一端与发送线圈寄生电容C3的另一端、驱动电源VS的另一端连接；谐振式无线电能接收电路包括负载RL,接收线圈外加电容C2，接收线圈寄生电容C4,接收线圈损耗电阻R2及第二自感L2；接收线圈损耗电阻R2的一端与接收线圈外加电容C2的一端、接收线圈寄生电容C4的一端连接，接收线圈损耗电阻R2的另一端与第二自感L2的一端连接，第二自感L2的另一端与接收线圈寄生电容C4的一端、负载RL的一端连接，接收线圈外加电容C2的另一端与负载RL的另一端连接；所述的发送线圈和接收线圈为单圈圆形铜线线圈，其截面为圆形；其特征在于：该方法具体包括以下步骤：1)发送线圈寄生电容C3和接收线圈寄生电容C4通过仿真线圈在发送线圈外加电容C1和接收线圈外加电容C2时形成的串联谐振频率ω1和自谐振频率ω2得到；串联谐振频率ω1和自谐振频率ω2的表达式分别为：ω1=1L1(C1+C3)]]>ω2=1L1C3]]>因此，求得寄生电容C3为：C3=(ω12ω22-ω12)C1]]>同理，求得接收线圈...

【专利技术属性】
技术研发人员：程瑜华，杨鹏，王高峰，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33