[发明专利]一种用于无线电能传输的有源整流器

权利要求书

1.一种用于无线电能传输的有源整流器，其特征在于，包括能量接受模块(1)、整流模块(2)和控制模块(22)；其中，

能量接受模块(1)，用于将空间的电磁波能量转换为谐振交流电流，并将谐振交流电流传递给整流模块(2)；

整流模块(2)，用于将能量接受模块(1)中的谐振交流电流整流成直流；

控制模块(22)，用于控制整流模块(2)的工作方式，使得整流模块(2)输出的直流电压恒定。

2.根据权利要求1所述的一种用于无线电能传输的有源整流器，其特征在于，能量接受模块(1)包括依次串联的接收线圈L₂(3)和补偿电容C₂(4)；

整流模块(2)包括开关管S(7)以及依次串联的第一整流二极管D₁(5)、第二整流二极管D₂(6)和输出滤波电容C_f(8)；

控制模块(22)包括依次串联的采样电路(10)、PWM控制器(11)和开关管驱动电路(12)；

其中，第一整流二极管D₁(5)阳极连接第二整流二极管D₂(6)阴极，第一整流二极管D₁(5)阴极连接输出滤波电容C_f(8)正极，输出滤波电容C_f(8)负极连接第二整流二极管D₂(6)阳极；开关管S(7)与第二整流二极管D₂(6)并联连接，第二整流二极管D₂(6)阴极连接开关管S(7)漏极，第二整流二极管D₂(6)阳极连接开关管S(7)源极；

采样电路(10)输入端连接输出滤波电容C_f(8)正极，采样电路(10)输出串联PWM控制器(11)输入端，PWM控制器(11)输出端连接开关管驱动电路(12)输入端，开关管驱动电路(12)输出端连接开关管S(7)栅极；

接收线圈L₂(3)连接补偿电容C₂(4)、第二整流二极管D₂(6)阳极，补偿电容C₂(4)连接接收线圈L₂(3)、第二整流二极管D₂(6)阴极；

工作时，负载(9)与输出滤波电容C_f(8)并联连接。

3.根据权利要求2所述的一种用于无线电能传输的有源整流器，其特征在于，能量接受模块(1)中的接收线圈L₂(3)和补偿电容C₂(4)发生高频谐振，高频谐振产生高频正弦电流环流，用于接收无线电能发射装置的能量，并作为电流源方式提供正弦电流能量。

4.根据权利要求2所述的一种用于无线电能传输的有源整流器，其特征在于，当PWM控制器(11)控制开关管S(7)闭合，将接收线圈L₂(3)和补偿电容C₂(4)产生的谐振交流电流短路，采用开关管短路的方式阻止能量的传递，能量接受模块(1)存储能量。

5.根据权利要求2所述的一种用于无线电能传输的有源整流器，其特征在于，开关管S(7)断开时则第一整流二极管D₁(5)、第二整流二极管D₂(6)将谐振电流整流输出，输出滤波电容C_f(8)实现滤波；开关管闭合时，开关管S(7)将谐振电流短路，不传输能量。

6.根据权利要求2所述的一种用于无线电能传输的有源整流器，其特征在于，当需要接受能量时，PWM控制器(11)输出PWM控制信号，PWM信号频率远低于谐振频率，并以一定占空比开通或关断开关管S(7)。

7.根据权利要求2所述的一种用于无线电能传输的有源整流器，其特征在于，采样电路(10)检测输出电压，PWM控制器(11)调节占空比大小，控制开关管驱动器(12)，进而驱动开关管S(7)，不断调整输出脉冲电流的个数，调整输出电流的大小，经过滤波电容滤波，实现稳压。

8.根据权利要求2所述的一种用于无线电能传输的有源整流器，其特征在于，采用PWM控制器(11)频率低于接收线圈谐振频率，并通过检测整流模块(2)输出电压作为反馈信号。

9.根据权利要求2所述的一种用于无线电能传输的有源整流器，其特征在于，采用PWM控制器(11)产生可调占空比，控制整流器输出电流的平均值大小，PWM控制器(11)控制输出脉冲电流的数量，并且采用滤波电容进行滤波。