[发明专利]一种用于磁谐振耦合无线电能传输的功放源

说明书

一种用于磁谐振耦合无线电能传输的功放源，包括功率放大模块和电路反馈模块。所述功率放大模块采用了平面式电路结构以及功放后端检测能量反馈进行过压保护的整体电路，从而实现射频小信号输入、大功率信号输出。在实现了高于70%射频功放源效率的同时，具有相当好稳定性，简洁电路模块也拓展了功放源的使用场地，从而提高了无线电能传输功率输出的稳定性。本发明的射频功放源为平面结构，可通过印刷电路板加工，从而实现功率输出。本发明为小平面式结构，适用于多类小功率用电设配，可为便携式电脑、平板电脑、LED照明设备、音箱、移动通信终端和小型消费电子产品的单对单和单对多无线电能传输提供相应的功率输入。

技术领域

本发明涉及一种用于磁谐振耦合无线电能传输的功放源，属无线电能传输技术领域。

背景技术

随着电子信息技术和自动化控制技术的不断发展，各式各样的家电设备和消费电子产品、移动通信设备等已得到了广泛普及，然而传统的家用电器依赖电源线和电源插座之间的有线连接来实现供电，采用内置电池的电子设备也需要充电线与电源插座之间的有线连接来进行充电，因此我们随处能看到为这些电子设备提供电能供给的电线。这些电线不仅占据了我们的活动空间，限制了设备使用的方便性，而且产生了安全用电的隐患。所以，随着人们对可以完全无线使用的便携式设备和绿色能源系统的需求的不断增长，对于无线能量传输技术的研究和应用迅速成为国内外学术界和工业界的焦点。目前，该技术已逐渐被应用于人们日常生活中的低功耗电子产品中，替代原有的电源线来实现对设备的无线充电，给人们的生活带来额外的便利。例如基于磁感应耦合技术的无线充电牙刷和无线充电毯。然而无线能量传输技术的应用价值和市场潜力远远不止于此。例如无线能量传输技术在智能家居领域的应用将移颠覆传统家电及移动通信设备、电子消费产品的使用模式，以住宅为平台，利用中距离无线能量传输技术、隐藏布线技术以及自动控制技术彻底移除家居生活区域内所有电源线，对设备进行无线充电或者持续电能供给，提升家居安全性、便利性、舒适性和艺术性，构建高效、环保、节能的居住环境。另外，对于生物医学领域中的可用于诊疗的可植入医疗设备来说，考虑到对其进行有线持续供电或充电的不方便性、不可行性甚至高危险性，无线能量传输技术的应用也显得极为重要和关键。

无线能量传输模式和机理大体可分为磁感应耦合、电磁辐射和磁谐振耦合三种方式。和电磁辐射方式相比，磁谐振耦合方式在安全性和传输效率上都具有优势；与磁感应耦合方式相比，它在传输距离上具有优势。目前已公开的基于磁共振无线电能传输的功放源设计均采用的是大体积高成本的平面板或者复杂板，同时效率低功率小也常常是目前磁共振无线电能传输功放源的通病，不仅如此，高耗热也是目前市场功放源难以亟待解决的问题，这导致了功放源存在一定的安全隐患，不利于长期工作，不符合市场上对电子产品使用的人性化要求。

发明内容

本发明的目的是，为了解决目前市场上无线电能传输系统的功放源的功率输出小，效率低以及散热严重的技术难题，满足市场上对电子产品使用的人性化要求，本发明提出一种用于谐振耦合无线电能传输的功放源。

实现本发明的技术方案是，一种用于磁谐振耦合无线电能传输的功放源，包括功率放大模块和电路反馈模块；所述功率放大模块将接受的外部射频信号发生电路的射频信号放大输出；外部的直流源为输出射频信号供应直流电压；所述电路反馈模块在检测功放源后端电压后，当后端电压高于前端输入电源供给电压时，所述反馈电路将后端的多余能量反馈到所述输入电源，从而使得功放源后端电压一直保持不高于电源电压的值，从而保护整体电路。