一种基于PT对称的多发射线圈并联的无线供能装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种基于PT对称的多发射线圈并联的无线供能装置，由n个发射端装置为单个负载进行供给能量；每个发射端装置均由并联连接的谐振电容和发射线圈构成。负电阻为系统提供能量，可以由运算放大器或者逆变器构成。n个发射端装置的发射线圈互相处于解耦状态；接收端装置由接收线圈、谐振电容和负载并联而成。本发明专利技术采用宇称

【技术实现步骤摘要】
一种基于PT对称的多发射线圈并联的无线供能装置


[0001]本专利技术涉及一种基于PT对称的多发射线圈并联的无线供能装置，属于无线电能传输


技术介绍

[0002]与传统有线电能传输相比，无线电能传输技术(Wireless Power Transfer，WPT)由于省略了发射端和接收端的导线连接，避免了由电线老化、损坏等可能存在的安全隐患和稳定供电问题，具备安全、灵活、便携等优点。目前已在多个领域内应用，例如植入式医疗设备、电动汽车和手机充电等。但是当下传统的无线电能传输技术仍然存在不少缺陷，例如器件数量较多、输出功率小、距离近、线圈的摆放位置要求严格，以及存在谐振频率分裂带来的效率降低等一系列问题极大地限制了无线电能传输在生活和工业上的应用。
[0003]2017年6月，斯坦福大学研究人员提出了一种基于宇称时间对称(Parity Time Symmetry，PTS)理论的无线电能传输系统，能够完美解决发射线圈和接收线圈位置偏移带来的传输效率大幅下降问题。由于PT对称系统的自适应特性，当耦合系数变化时，发射端装置能够自动调整工作本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于PT对称的多发射线圈并联的无线供能装置，其特征在于：包括发射端装置和接收端装置：发射端装置包括一个负电阻源和n个发射装置；所述发射装置均由并联连接的谐振电容和发射线圈构成；所述接收端装置包括接收线圈、谐振电容和负载并联而成。2.根据权利要求1所述的一种基于PT对称的多发射线圈并联的无线供能装置，其特征在于：所述发射端装置包括负电阻
‑
R
N
和发射模块并联连接，负电阻
‑
R
N
为系统提供能量，每个发射模块由均由并联连接的谐振电容C
Pi
(i＝1,2,3
···
n)和发射线圈L
Pi
构成，其中发射线圈具有等效内阻且内阻R
Pi
和发射线圈L
Pi
并联；所述的接收端装置包括接收线圈L
S
、谐振电容C
S
和负载R
L
并联而成；接收线圈具有等效内阻且内阻R
S
和接收线圈L
S
串联。3.根据权利要求1所述的一种基于PT对称的多发射线圈并联的无线供能装置，其特征在于：n个发射装置的发射线圈相互之间完全解耦，由基尔霍夫电压电流定律可以得到：式中，
‑
R
N
为等效负电阻阻值，R
L
为负载电阻值；L
Pn
为第n个发射线圈的电感值；R
Pn
为第n个发射线圈的等效内阻；C
Pn
为第n个发射端装置的谐振电容；M
Pn
为第n个发射线圈与接收线圈的互感值；L
S
为接收线圈的电感值；R
S
为接收线圈的等效内阻；C
S
为接收端装置的谐振电容；和分别为第n个发射线圈上的电流向量和接收电感的电流向量；为负电阻上流过的电流向量；为负载电阻上流过的电流向量；ω为系统的工作频率，γ
N
代表发射端回路的总增益；γ
L
代表接收端回路的总损耗；ω
S
＝(L
S
C
S
)
‑
0.5
为接收端装置回路的固有谐振频率；ω0＝(L0C0)
‑
0.5
为发射端装置回路上的固有谐振频率；其中(L0)
‑1＝(L
P1
)
‑1+(L
P2
)
‑1+
…
+(L
Pn
)
‑1,L0为发射端线圈等效的电感值；C0＝C1+C2+
…
+C
n
,C0为发射端线圈等效的电容值；M
Pn
为第n个发射线圈与接收线圈之间产生的互感；k
Pn
＝M
Pn
(L
Pn
C
Pn
)
‑
0.5
为第n个发射线圈与接收线圈之间产生的耦合系数；若令k
P
＝k
P1
(L0/L
P1
)
0.5
+k
P2
(L0/L
P1
)
0.5
+
…
+k
Pn
(L0/L
Pn
)
0.5
，k
PS2
＝k...

【专利技术属性】
技术研发人员：程瑜华，丁晨，谢成熠，冯磊，徐飞，郝禹舜，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：发明
国别省市：