[实用新型]基于低频PWM整流器的磁耦合谐振式无线电能传输装置

权利要求书

1.基于低频PWM整流器的磁耦合谐振式无线电能传输装置，包括整流器(1)，第一稳压电容(2)，第二稳压电容(3)，第一逆变功率开关(4)，第二逆变功率开关(5)，发射电路谐振电容(6)，发射电路谐振线圈(7)，发射电路电流采样电阻(8)，接收电路谐振线圈(9)，接收电路电流采样电阻(10)，第一整流功率开关(11)，第二整流功率开关(12)，第三稳压电容(13)，第四稳压电容(14)，谐振滤波电容(15)，谐振滤波电感(16)，负载电阻(17)，发射端信号调理电路(18)，发射端模数转换器(19)，发射端微处理器(20)，发射端高频逆变驱动电路(21)，第一感应电压检测线圈(22)，第二感应电压检测线圈(23)，接收端信号调理电路(24)，接收端模数转换器(25)，接收端微处理器(26)和PWM整流器驱动电路(27)，其特征在于第一稳压电容(2)、第二稳压电容(3)、第一逆变功率开关(4)和第二逆变功率开关(5)构成半桥逆变器，半桥逆变器的两个直流输入端子连接整流器(1)的两个输出端子，半桥逆变器的两个输出端子分别连接发射电路谐振电容(6)的一端和发射电路电流采样电阻(8)的一端，发射电路谐振电容(6)的另一端与发射电路谐振线圈(7)的一端相连接，发射电路电流采样电阻(8)的另一端与发射电路谐振线圈(7)的另一端相连接，发射端信号调理电路(18)将半桥逆变器的两个输出端子之间的电压和发射电路电流采样电阻(8)两端的电压信号进行调理后送入发射端模数转换器(19)的两个输入端口，发射端微处理器(20)接受来自发射端模数转换器(19)的数字信号并经计算后产生频率可调的方波控制信号，该方波控制信号通过高频逆变驱动电路(21)驱动半桥逆变器的功率开关，第一整流功率开关(11)、第二整流功率开关(12)、第三稳压电容(13)和第四稳压电容(14)构成半桥PWM整流器，半桥PWM整流器交流侧的两个输入端子分别连接接收电路谐振线圈(9)的一端和接收电路电流采样电阻(10)的一端，接收电路谐振线圈(9)的另一端和接收电路电流采样电阻(10)的另一端相连，半桥PWM整流器直流侧的两个输出端子分别连接谐振滤波电容(15)的一端和谐振滤波电感(16)的一端，谐振滤波电容(15)的另一端和谐振滤波电感(16)的另一端相连，并且半桥PWM整流器直流侧的两个输出端子分别连接负载电阻(17)的两个端子， 发射电路谐振线圈(7)和接收电路谐振线圈(9)平行同轴放置并相隔一定的距离，第一感应电压检测线圈(22)、第二感应电压检测线圈(23)与接收电路谐振线圈(9)同轴固定在同一平面内，第一感应电压检测线圈(22)、第二感应电压检测线圈(23)和接收电路谐振线圈的线圈半径各不相同，第一感应电压检测线圈(22)的非同名端与第二感应电压检测线圈(23)的非同名端相连，第一感应电压检测线圈(22)的同名端与第二感应电压检测线圈(23)的同名端与接收端信号调理电路(24)的第一个输入端口相连，接收电路电流采样电阻(10)的两端与接收端信号调理电路(24)的第二个输入端口相连，负载电阻(17)的两端与接收端信号调理电路(24)的第三个输入端口相连，接收端信号调理电路(24)的输出信号经接收端模数转换器(25)输入接收端微处理器(26)，接收端微处理器(26)计算后产生低频脉宽调制波形，并通过PWM整流器驱动电路(27)驱动半桥PWM整流器的功率开关，整流器(1)的两个输入端子为装置的电源输入端口，半桥PWM整流器直流侧的两个输出端子为装置的直流电压输出端口。

2.如权利要求1所述的基于低频PWM整流器的磁耦合谐振式无线电能传输装置，其特征在于发射电路高频逆变电源频率选择范围为50KHz至1MHz。

3.如权利要求1所述的基于低频PWM整流器的磁耦合谐振式无线电能传输装置，其特征在于所述发射电路谐振线圈(7)和接收电路谐振线圈(9)采用空芯环形集中线圈或空芯圆盘形线圈，所述线圈均由高品质因数利兹线绕制而成。

4.如权利要求1-3任何一项所述的基于低频PWM整流器的磁耦合谐振式无线电能传输装置，其特征在于所述发射电路电流采样电阻(8)和接收电路电流采样电阻(10)均采用阻值为50mΩ、温漂低于10ppm/℃的纯阻性精密电阻。