[发明专利]磁耦合共振式无线充电系统的自动阻抗匹配装置及方法

权利要求书

1.一种磁耦合共振式无线充电系统的自动阻抗匹配装置，其特征在于，包括有：

一阻抗匹配网络(1)，其前端用于连接功率放大器(5)，所述阻抗匹配网络(1)包括有多个供于选择的阻抗匹配支路，多个阻抗匹配支路的参数不同；

一发射端LC谐振线圈(2)，并联于阻抗匹配网络(1)的后端，所述发射端LC谐振线圈(2)用于从功率放大器获取交流电，并在空间中形成交变的电磁场；

一检测模块(3)，其用于测量发射端LC谐振线圈(2)的输入阻抗；

一控制单元(4)，连接于检测模块(3)与阻抗匹配网络(1)之间，所述控制单元(4)用于对检测模块(3)测量的输入阻抗进行运算，在满足发射端LC谐振线圈(2)的输入阻抗与功率放大器的内阻共轭匹配的条件下，运算得出发射端LC谐振线圈(2)所需的阻抗匹配参数，并将所述阻抗匹配网络(1)中与该阻抗匹配参数相对应的阻抗匹配支路连接于发射端LC谐振线圈(2)。

2.如权利要求1所述的磁耦合共振式无线充电系统的自动阻抗匹配装置，其特征在于，所述阻抗匹配支路的参数包括阻抗匹配类型，以及用于组成阻抗匹配支路的电容的电容值和电感的电感值。

3.如权利要求2所述的磁耦合共振式无线充电系统的自动阻抗匹配装置，其特征在于，所述阻抗匹配网络(1)包括有多个相互并联的第一电容支路(10)、多个相互并联的第二电容支路(12)、第一电感支路(11)、第二电感支路(13)和第一继电器(K1)，所述第一电感支路(11)和第二电感支路(13)相互并联，所述第一电容支路(10)的前端用于连接功率放大器，所述第一电容支路(10)的后端连接于第一电感支路(11)的前端，所述第一电感支路(11)的后端和所述第二电容支路(12)的后端分别连接于发射端LC谐振线圈(2)的两端，其中：

所述第一电容支路(10)包括有第二继电器和第一电容，所述第二继电器的一对触点与第一电容相串联；

所述第一电感支路(11)包括有第三继电器(H1)和第一电感(L1)，所述第三继电器(H1)的一对触点与第一电感(L1)相串联；

所述第二电感支路(13)包括有第八继电器(H2)和第二电感(L2)，所述第八继电器(H2)的一对触点与第二电感(L2)相串联；

所述第二电容支路(12)包括有第四继电器和第二电容，所述第四继电器的一对触点与第二电容相串联；

所述第一继电器(K1)的控制端、第二继电器的控制端、第三继电器(H1)的控制端、第八继电器(H2)的控制端和第四继电器的控制端分别电性连接于控制单元(4)，所述第一继电器(K1)为Z型继电器，所述第一继电器(K1)的两个静触点分别连接于第一电容支路(10)的前端和第一电感支路(11)的后端，所述第一继电器(K1)的动触点连接于第二电容支路(12)的前端，所述第一继电器(K1)用于响应控制单元(4)发出的控制指令而驱使其动触点与两个静触点择一吸合；

所述控制单元(4)用于运算得出发射端LC谐振线圈(2)所需的阻抗匹配参数，并通过控制第一继电器(K1)、第二继电器、第三继电器(H1)、第八继电器(H2)和第四继电器的通断状态，以令相应的第一电容、相应的第二电容与第一电感(L1)组成L型阻抗匹配支路，或者相应的第一电容、相应的第二电容与第二电感(L2)组成反L型阻抗匹配支路。

4.如权利要求3所述的磁耦合共振式无线充电系统的自动阻抗匹配装置，其特征在于，还包括有第五继电器(E1)、第六继电器(F1)和第七继电器(K2)，所述第五继电器(E1)的一对触点并联于第一电容支路(10)的前后两端，所述第六继电器(F1)的一对触点并联于第一电感支路(11)的前后两端，所述第七继电器(K2)的一对触点串联于第二电容支路(12)的后端，所述第五继电器(E1)的控制端、第六继电器(F1)的控制端和第七继电器(K2)的控制端分别连接于控制单元(4)，藉由所述控制单元(4)而控制第五继电器(E1)、第六继电器(F1)和第七继电器(K2)的触点通断状态。