[发明专利]AC/AC注入型感应耦合式无线能量传输装置

权利要求书

1.一种AC/AC注入型感应耦合式无线能量传输装置，其特征在于，包括双向反激储能单元(1)、能量转移单元(2)、高频谐振发射单元(3)、接收端谐振单元(4)；

双向反激储能单元(1)包括双向开关支路、变压器T(10)，变压器T(10)的原边线圈L₁(11)和L₂(12)分别与双向开关支路的两个支路串联；

能量转移单元(2)位于双向反激储能单元(1)和高频谐振发射单元(3)之间；

交流电源(5)向双向反激储能单元(1)提供注入能量，双向反激储能单元(1)与能量转移单元(2)相连接，再与高频谐振发射单元(3)相连，高频谐振发射单元(3)通过发射线圈L_T(16)与接收线圈L_r(19)的耦合谐振向接收端谐振单元(4)传输能量，接收端谐振单元接收能量并向负载阻抗R_L(23)供电。

2.如权利要求1所述的一种AC/AC注入型感应耦合式无线能量传输装置，其特征在于，所述双向反激储能单元(1)的双向开关支路由开关管S₁(6)、二极管D₁(7)和开关管S₂(8)、二极管D₂(9)组成，所述变压器T(10)包括原边线圈L₁(11)和L₂(12)、副边线圈L₃(13)、磁芯；开关管S₁(6)连接在二极管D₁(7)正极和地之间，开关管S₂(8)连接在二极管D₂(9)负极和地之间；变压器T(10)原边线圈L₁(11)和L₂(12)串联，并分别连接在二极管D₁(7)负极、二极管D₂(9)正极与交流电源(5)一端之间，交流电源(5)另一端与地相连；变压器T(10)原边线圈L₁(11)和L₂(12)通过变压器磁芯与副边线圈L₃(13)耦合传输能量。

3.如权利要求1所述的一种AC/AC注入型感应耦合式无线能量传输装置，其特征在于，所述的双向反激储能单元，通过控制两个开关管S₁(6)和S₂(8)，输入电流经过功率因数校正，跟踪输入电压相位，即与输入电压同相，并成正弦规律变化，装置所需传输的能量大小决定输入电流的幅值。

4.如权利要求1所述的一种AC/AC注入型感应耦合式无线能量传输装置，其特征在于，所述能量转移单元(2)包括二极管D₃(14)、开关管S₃(15)；二极管D₃(14)正极与变压器T(10)副边线圈L₃(13)一端相连，二极管D₃(14)负极与开关管S₃(15)功率端相连。

5.如权利要求1所述的一种AC/AC注入型感应耦合式无线能量传输装置，其特征在于，所述高频谐振发射单元(3)包括发射线圈L_T(16)、发射补偿电容C_T(17)、发射线圈电阻R_T(18)；发射线圈L_T(16)与发射线圈电阻R_T(18)串联，然后并联在发射补偿电容C_T(17)两端。

6.如权利要求1所述的一种AC/AC注入型感应耦合式无线能量传输装置，其特征在于，所述接收端谐振单元(4)包括接收线圈L_r(19)、接收补偿电容C_r(20)、整流模块(21)、负载滤波电容C_L(22)、负载阻抗R_L(23)；接收线圈L_r(19)、接收补偿电容C_r(20)组成并联谐振网络，并与整流模块(21)和负载滤波电容C_L(22)相并联，最后接入负载阻抗R_L(23)；发射线圈L_T(16)与接收线圈L_r(19)的耦合系数为K。