[发明专利]一种磁耦合电感线圈间耦合系数检测电路及方法

说明书

本发明属于电感线圈间耦合系数检测技术领域，提供一种磁耦合电感线圈间耦合系数检测电路及方法，用以克服现有检测方法复杂、计算表达式不唯一、误差较大的缺陷；本发明检测电路包括直流电压电源、逆变器、初级串联电容、初级可变微调电阻、初级电感线圈、次级电感线圈、次级串联电容、次级可变微调电阻及检测电阻；直流电压电源连接所述逆变器两个输入端，初级可变微调电阻、初级串联电容与初级电感线圈依次连接后连接所述逆变器两个输出端，构成初级谐振回路；次级电感线圈、次级串联电容、次级可变微调电阻及检测电阻依次连接构成次级谐振回路。本发明检测电路简单、便于构建，耦合系数的解析表达式精确、高效。

技术领域

本发明属于电感线圈间耦合系数检测技术领域，涉及一种磁耦合电感线圈间耦合系数检测电路及方法。

背景技术

现有磁耦合电感线圈间的耦合系数检测，通常采用数值表达式表示，得到耦合系数的数值解，先利用毕奥-萨伐尔定律导出互感系数积分公式，再进行数值计算，然后通过对极端情况的分析和对非极端情况进行猜想，采用幂级数、指数、对数或其组合进行试探，再用数值计算验证，最终尝试性地推导出两线圈在任意距离下(除两电感线圈几乎重合外)互感和耦合系数的近似解析表达式。此种计算方法太过繁琐，采用不同的数学方法得到的表达式也不相同，且在复杂的实际情况下，由于需要考虑的电感线圈实际物理尺寸、形状、体积等参数，会引入较大的误差。基于此，当实际情况下需要检测电感线圈间的耦合系数时，如何利用现有的常规设备、仪器，满足检测电感线圈间耦合系数需求，提供一种耦合电感线圈间耦合系数高效的检测电路及方法成为本发明的研究重点。

发明内容

本发明的目的在于针对现有磁耦合电感线圈间耦合系数检测方法复杂、计算表达式不唯一、误差较大的缺陷，提供一种磁耦合电感线圈间耦合系数检测电路及方法；本发明采用的技术方案为：

一种磁耦合电感线圈间耦合系数检测电路，包括直流电压电源、逆变器、初级串联电容C₁、初级可变微调电阻R_C1、初级电感线圈L₁、次级电感线圈L₂、次级串联电容C₂、次级可变微调电阻R_C2及检测电阻R_L；其特征在于，所述直流电压电源连接所述逆变器两个输入端，所述初级可变微调电阻R_C1、初级串联电容C₁与初级电感线圈L₁依次连接后连接所述逆变器两个输出端，构成初级谐振回路；所述次级电感线圈L₂、次级串联电容C₂、次级可变微调电阻R_C2及检测电阻R_L依次连接构成次级谐振回路。

进一步的，上述检测电路中，所述初级电感线圈L₁的等效串联电阻与初级可变微调电阻R_C1的电阻值之和等于所述次级电感线圈L₂的等效串联电阻与次级可变微调电阻R_C2的电阻值之和。

上述检测电路中，所述初级谐振回路与次级谐振回路的谐振频率相同。

上述磁耦合电感线圈间耦合系数检测电路的检测方法，包括一下步骤：

步骤1、启动直流电压电源及逆变器，记录初级电感线圈与次级电感线圈之间的间距D；

步骤2、测量检测电阻两端电压值，并根据下式计算电感线圈间耦合系数：