[发明专利]一种基于电流源的无线能量传输结构

权利要求书

1.一种基于电流源的无线能量传输结构，其特征在于，所述无线能量传输结构包括体外发射模块（1）和体内接收模块（2），其中，所述体外发射模块（1）和体内接收模块（2）互感耦合；

所述体外发射模块（1）包括电源电压V_S，电容C₁，线圈L₁，电阻R₁，电源电压V_S、电容C₁、线圈L₁和电阻R₁依次串联连接，电源电压V_S用于驱动发射线圈L₁与接收线圈进行互感耦合；所述电源电压V_S是频率为的正弦交流电压源；

所述体内接收模块（2）包括接收线圈L₂、L₃，电容C₂、C₃、C_L2、C_L3，开关SW₂、SW₃，电阻R₂、R_L2、R_L3以及整流二极管D₁、D₂、D₃、D₄，所述整流二极管D₁、D₂、D₃、D₄依次连接构成整流桥电路，所述接收线圈L₂的一端与线圈L₃的一端并接后与电阻R₂的一端连接，线圈L₂的另一端与电容C₂的一端连接，电容C₂的另一端分别与开关SW₂的一端和整流二极管D₁、D₂之间并接，线圈L₃的另一端与电容C₃的一端连接，电容C₃的另一端分别与开关SW₃的一端和整流二极管D₃、D₄之间并接，电阻R₂的另一端分别与开关SW₂、SW₃的另一端并接后接地，电容C_L2的一端与电容C_L3的一端并接后分别与电阻R_L2、R_L3的一端并接接地，电容C_L2的另一端分别与电阻R_L2的另一端和整流二极管D₂、D₃之间并接，电容C_L3的另一端分别与电阻R_L3的另一端和整流二极管D₃、D₄之间并接；

所述开关SW₂为18 V高压Nmos管，所述开关SW₃为18 V高压Pmos管，其中，所述开关SW₂和SW₃的控制信号均为占空比为97.5 % 的50KHz脉冲信号；所述开关SW₂,SW₃在每个周期（T_SW）内的导通时间为T_SW-T_off=19.5μs，关断时间T_off=0.5μs；

所述线圈L₁、L₂、L₃的电流分别为i_L1、i_L2、i_L3，所述电流i_L1、i_L2、i_L3幅值分别为I_L1、I_L2、I_L3；负载电阻R_L2和R_L3的电压分别为V_L2和V_L3，所述电压V_L2和V_L3的幅值分别是和；

所述线圈L₁和接收线圈L₂,L₃的互感电动势分别为，和，，所述线圈L₁和接收线圈L₂,L₃的互感系数分别为M₁₂和M₁₃，；所述线圈L₁和接收线圈L₂,L₃处于谐振状态时，；

所述无线能量传输结构的电路的工作流程，该流程包括如下阶段：

第一阶段，所述开关SW₂,SW₃闭合，所述体内接收模块（2）中L₂,C₂,R₂,R_SW2和L₃,C₃,R₂,R_SW3分别形成谐振回路并于L₂、L₃上储存电荷；

第二阶段，所述电流i_L2和i_L3达到峰值，所述电容C₂和C₃的电压等于零，所述接收线圈L₂和L₃上存储所有电荷；

所述开关SW₂,SW₃断开，所述接收线圈L₂和L₃上储存的电荷都在0.25Tp的时间内传输到负载电阻R_L2和R_L3上；

第三阶段，所述开关SW₂,SW₃断开。