[发明专利]一种传输功率可控的无线电能传输装置及方法

权利要求书

1.一种传输功率可控的无线电能传输装置，其特征在于：包括方波发生器、数字控制器、驱动电路、第一开关管、第二开关管、磁耦合谐振电路，其中所述方波发生器产生高频开关信号传输给驱动电路，驱动电路接收高频开关信号后，驱动与磁耦合谐振电路相连接的第一开关管导通，通过磁耦合谐振电路将电能无线传输至负载；所述第二开关管的漏极与驱动电路的信号输入端连接，第二开关管的栅极与数字控制器的信号输出端连接，第二开关管的源极接地；数字控制器向第二开关管传输占空比控制信号，来实现第二开关管周期性的关断和闭合，间接控制磁耦合谐振电路的工作周期，从而达到无线电能传输功率的控制。

2.根据权利要求1所述的一种传输功率可控的无线电能传输装置，其特征在于：所述磁耦合谐振电路由发射电路和接收电路组成，其中发射电路由直流电源、与直流电源的输出串联的发射线圈L1、以及与发射线圈L1并联的第一谐振电容C1构成；所述接收电路由相互并联的接收线圈L2、第二谐振电容C2构成。

3.根据权利要求2所述的一种传输功率可控的无线电能传输装置，其特征在于：所述接收线圈的谐振频率与发射线圈的谐振频率相同；利用接收线圈与发射线圈所产生的磁场具有相同振荡频率而产生磁共振，为负载提供能量。

4. 一种如权利要求1或2或3所述的一种传输功率可控的无线电能传输装置的磁耦合谐振电路发送功率控制方法，其特征在于，由方波发生器和数字控制器分别产生两路控制信号：

第一路控制信号是由方波发生器产生、并始终输出至驱动电路的高频开关信号；所述高频开关信号的周期与磁耦合谐振电路的电磁场耦合谐振周期相同；

第二路控制信号是由数字控制器输出至第二开关管的占空比控制信号；将M个磁耦合谐振电路的电磁场耦合谐振周期设为一个控制周期T，所述占空比控制信号的占空比D=N/M，其中，M、N为大于0的自然数， N＜M；

通过所述数字控制器输出占空比控制信号控制第二开关管动作，使得第一开关管在M个高频开关信号周期内的N个周期工作，在其余M-N个周期内关闭，从而实现无线电能传输到负载侧平均功率的控制。