[发明专利]基于传输线的无线电能传输系统

权利要求书

1.基于传输线的无线电能传输系统，其特征在于，所述无线电能传输系统包括基于长线的主传输单元(1)、基于无损短线的阻抗匹配单元(2)、滤波单元(3)和磁耦合谐振单元(4)；

所述主传输单元(1)与高频电源U_S相连，所述主传输单元(1)、所述阻抗匹配单元(2)、滤波单元(3)和磁耦合谐振单元(4)依次相连，磁耦合谐振单元(4)与负载R_L相连；

所述主传输单元(1)用于电能的远距离传输；

所述阻抗匹配单元(2)用于使所述主传输单元(1)与磁耦合谐振单元(4)实现阻抗匹配；

滤波单元(3)为LC并联谐振网络，用于滤除高次谐波，同时用于让基波能够无损耗传输；

设基波频率为f₀，角频率ω₀＝2πf₀，则k次谐波角频率ω_k＝k×ω₀＝2kπf₀；当基波经过LC并联谐振网络时，LC并联谐振网络相当于断路状态，使得基波顺利通过，到磁耦合谐振单元(4)；而当k次谐波经过LC并联谐振网络时，LC并联谐振网络处于失谐状态，滤除谐波；

k次谐波的滤波单元的总阻抗为：

依据基波谐振频率50kHz，选取L为1μH，C＝10.13μF；

磁耦合谐振单元(4)用于实现高频电源U_S与负载R_L之间的无线电能传输。

2.如权利要求1所述的基于传输线的无线电能传输系统，其特征在于，所述主传输单元(1)包括第一传输线W₁和第二传输线W₂，所述阻抗匹配单元(2)包括第三传输线W₃和第四传输线W₄，第一传输线W₁和第二传输线W₂均为长线且等长，第三传输线W₃和第四传输线W₄均为无损短线且等长；

第一传输线W₁的第一端和第二传输线W₂的第一端分别与高频电源U_S的两端相连，第一传输线W₁的第二端和第二传输线W₂的第二端分别与第三传输线W₃的第一端和第四传输线W₄的第一端相连；

磁耦合谐振单元(4)包括原边线圈L_P和副边线圈L_Q；

滤波单元(3)的第一端同时与第三传输线W₃的第二端和原边线圈L_P的第一端相连，滤波单元(3)的第二端同时与第四传输线W₄的第二端和原边线圈L_P的第二端相连；

副边线圈L_Q的两端分别与负载R_L的两端相连。

3.如权利要求2所述的基于传输线的无线电能传输系统，其特征在于，滤波单元(3)包括滤波电感L和滤波电容C；

滤波电感L的第一端与滤波电容C的第一端的公共端为滤波单元(3)的第一端，滤波电感L的第二端与滤波电容C的第二端的公共端为滤波单元(3)的第二端。