[发明专利]自适应频率的无线电能接收设备和方法

权利要求书

1.一种无线电能接收设备，其特征在于，包括：接收端LC谐振网络、能量检测装置、反馈控制电路、自适应谐振调节装置、能量采集输出电路；

接收端LC谐振网络接收发射设备传输来的电磁波并产生谐振振荡；能量检测装置检测该接收端LC振荡网络上的电流并将电流值输出给反馈控制电路；反馈控制电路根据电流值的变化向自适应谐振调节装置发送控制信号，自适应调节装置接收到该控制信号后调节所述接收端LC振荡网络的固有频率；反馈控制电路继续根据调节后的电流值变化结果，控制自适应调节装置调节接收端LC振荡网络的固有频率，直至LC振荡网络上的电流值最大化；

能量采集输出电路将所述LC振荡网络中的电流采集处理后输出。

2.根据权利要求1所述的接收设备，其特征在于，所述能量检测装置包括：穿心电流互感器和整流稳压模块；所述反馈控制电路为MCU；所述自适应谐振调节装置包括电机驱动模块、电机以及与接收端LC谐振网络中的耐压电容并联的可调电容；

穿心电流互感器感应接收端LC谐振网络中的电流，将感应电流输出至整流稳压模块，整流稳压后输入给MCU中的AD模块；MCU根据调节前后电流值的变化，发出调节信号至电机驱动模块；电机驱动模块控制电机调节所述可调电容的电容值。

3.根据权利要求1所述的接收设备，其特征在于，所述能量采集输出电路包括：匹配网络、整流稳压模块、充电控制电路、蓄电池；

接收端LC谐振网络的输出端连接至所述匹配网络，匹配网络用于使接收端LC谐振网络内阻与接收端等效负载阻抗匹配，并将LC谐振网络上的电流输出至整流稳压模块；经整流稳压处理后的电流分别输出至蓄电池和负载，所述蓄电池同时向负载供电；

所述充电控制电路检测蓄电池两端电压，当电压值低于预定阈值时，充电控制电路开启向蓄电池充电，并继续检测蓄电池两端电压；当电压值达到蓄电池满电电压值时，充电控制电路停止向蓄电池充电。

4.根据权利要求3所述的接收设备，其特征在于，所述稳压电路与负载之间以及充电控制电路与负载之间分别连接有用于防止回流的二极管。

5.根据权利要求1所述的接收设备，其特征在于，所述自适应调节装置调节所述接收端LC振荡网络的固有频率的过程包括：

上电初始化后，检测接收端LC谐振网络上的电流值，判断是否为零，若是，则返回继续检测；若不为零则调节接收端LC谐振网络上的电容值增加或减小一个ΔC；

判断电容调节后的电流值是否大于调节前的电流值，若是则继续同方向增加或减小一个ΔC，否则反方向增加或减小一个ΔC；

沿电流增大的趋势继续增加或减小一个ΔC，直到检测到电流增大趋势逆转；则对当前电容值回调一个ΔC后，锁定该电容值，并记录当前的该最大电流值；

继续检测接收端LC谐振网络的电流值，如果当前电流值于记录的最大电流值且超过设定阈值，则返回检测接收端LC谐振网络上的电流值，判断是否为零的初始步骤。

6.一种自适应频率的无线电能接收方法，其特征在于，包括：

接收端LC谐振网络接收发射设备传输来的电磁波并产生谐振振荡；

检测该接收端LC振荡网络上的电流并将电流值；

根据电流值的变化调节所述接收端LC振荡网络的固有频率；

根据调节后的电流值变化结果，调节接收端LC振荡网络的固有频率，直至LC振荡网络上的电流值最大化；

将所述LC振荡网络中的电流采集处理后输出。

7.根据权利要求6所述方法，其特征在于，通过调节接收端LC谐振网络上的电容值来调节所述固有频率。

8.根据权利要求7所述方法，其特征在于，采用二分法的方式逐步调节所述接收端LC振荡网络的固有频率，直至LC振荡网络上的电流值最大化。

9.根据权利要求7所述方法，其特征在于，所述调节接收端LC振荡网络的固有频率的过程包括：

上电初始化后，检测接收端LC谐振网络上的电流值，判断是否为零，若是，则返回继续检测；若不为零则调节接收端LC谐振网络上的电容值增加或减小一个ΔC；

判断电容调节后的电流值是否大于调节前的电流值，若是则继续同方向增加或减小一个ΔC，否则反方向增加或减小一个ΔC；

沿电流增大的趋势继续增加或减小一个ΔC，直到检测到电流增大趋势逆转；则对当前电容值回调一个ΔC后，锁定该电容值，并记录当前的该最大电流值；

继续检测接收端LC谐振网络的电流值，如果当前电流值于记录的最大电流值且超过设定阈值，则返回检测接收端LC谐振网络上的电流值，判断是否为零的初始步骤。