[发明专利]基于磁共振的中继无线供电系统

权利要求书

1.一种基于磁共振的中继无线供电系统，其特征在于，包括：

频率发生模块、发射模块、中继模块、接收模块、高频整流模块和稳压模块，频率发生模块的信号输出端连接到发射模块的信号输入端，发射模块的输出信号经自由空间传播到中继模块，中继模块的输出信号经自由空间传播到接收模块，接收模块的信号输出端连接到高频整流模块的信号输入端，高频整流模块的信号输出端连接到稳压模块的信号输入端，稳压模块的信号输出端连接到负载。

2.根据权利要求1所述的基于磁共振的中继无线供电系统，其特征在于：

所述中继模块由N个中继子模块组成，所述N≥1，其中每个中继子模块由中继侧电感线圈和中继侧耦合电容组成，采用并联方式连接；

所述中继侧电感线圈以在工作频率点上可吸收最大磁场能量为标准进行绕制，且封装在绝缘但不衰减磁场能量并能保持电感线圈形状的壳体内；

所述中继侧耦合电容为可变电容，其容抗可调，以满足在工作频率点上可以与发射模块产生共振；

所有的中继模块均调谐到工作频率，与发射模块和接收模块共振。

3.根据权利要求1所述的基于磁共振的中继无线供电系统，其特征在于：

所述接收模块由M个接收子模块组成，所述M≥1，其中每个接收子模块由接收侧电感线圈和接收侧耦合电容组成，采用并联方式连接；

所述接收侧电感线圈以在工作频率点上可吸收最大磁场能量为标准进行绕制，且封装在绝缘但不衰减磁场能量并能保持电感线圈形状的壳体内；

所述接收侧耦合电容为可变电容，其容抗可调，在工作频率点上与发射模块、中继模块产生共振；

所述接收侧电感线圈位于以中继侧线圈为圆心，半径为中继侧电感线圈直径的2-4倍的圆面积内的任意位置。

4.根据权利要求1所述的基于磁共振的中继无线供电系统，其特征在于：

发射侧电感线圈、中继侧电感线圈直径均为270mm，匝数2圈，接收侧电感线圈直径为270mm，匝数2圈，或者直径为10mm，匝数为10圈。

5.根据权利要求1、2、3、4中任一项所述的基于磁共振的中继无线供电系统，其特征在于：

所述频率发生模块采用考比兹振荡电路构成，由电感、电容组成振荡回路，反馈信号由电容两端取出反馈到NPN晶体管Q1的输入端。

6.根据权利要求1、2、3、4中任一项所述的基于磁共振的中继无线供电系统，其特征在于：

所述发射模块由发射侧电感线圈和发射侧耦合电容组成，发射侧电感线圈和发射侧耦合电容采用并联方式连接；

所述发射侧耦合电容为可变电容，其容抗可调，以满足在工作频率点上可以发生谐振。

7.根据权利要求1、2、3、4中任一项所述的基于磁共振的中继无线供电系统，其特征在于：

所述高频整流模块采用栅交叉耦合的NMOS、PMOS管桥式整流电路构成。

8.根据权利要求1、2、3、4中任一项所述的基于磁共振的中继无线供电系统，其特征在于：

所述稳压模块由三个串联的二极管与电阻组成电压感应器，控制泄流晶体管的栅极电压，使其导通时能将储能电容上的多余电荷释放掉。