[发明专利]一种具有负载隔离特性的多频多负载无线充电平台

权利要求书

1.一种具有负载隔离特性的多频多负载无线充电平台，其特征是由交流电流源、发射线圈、LC多频调谐网络和多个不同工作频率的接收机组成；

所述的交流电流源为可产生含有N个不同频率分量的交流电流源，由AC-DC电路、逆变电路、FPGA控制电路构成；220V50/60Hz市电经AC-DC变换后给逆变电路供电；逆变电路采用全桥电流型逆变电路，同时通过FPGA编程输出逆变器开关管的控制信号，得到交流电流源的输出电流波形包含所需的各正弦频率分量，各正弦频率分量的角频率按由小到大次序排列分别为ω₁,ω₂,…,ω_N，角频率和频率的关系满足ω_i＝2πf_i(i＝1,2,…,N)，各正弦频率分量电流幅度分别为I₁,I₂,…,I_N；

所述的发射线圈采用赫姆霍兹线圈结构，由两个同轴放置且中心距离等于线圈半径的相同规格的线圈组成，发射线圈的电感量的具体取值可由应用需求决定；

所述的LC多频调谐网络是一个单端口的阶梯形集总参数LC网络，包括N个并联臂电容和N-1个串联臂电感；

所述的接收机由接收线圈、调谐电容、负载构成，接收线圈通过与发射线圈的磁耦合谐振拾取电能；

交流逆变电流源、发射线圈L₁、LC多频调谐网络相互串联组成源端发射部分；工作时接收机可放置于充电平台的任意位置。

2.根据权利要求1所述的一种具有负载隔离特性的多频多负载无线充电平台，其特征是LC多频调谐网络的电容和电感的具体取值按如下方案选取：

1)构造函数：

分母中的参数ω_1,2,…,ω_N-1,N满足：ω_i＜ω_i,i+1＜ω_i+1(i＝1,2,...,N-1)，通常可以取或或

2)将Z(s)展开为s的连分数形式，即：

利用以上关系可提取出并联臂电容值C₁～C_N和串联臂电感值L₂～L_N；

第j个接收谐振器由接收端电感线圈L_Rj、调谐电容C_Rj和负载R_Rj串联而成，j＝1,2,3,...；谐振器j调谐在ω₁,ω₂,…,ω_N中的某个频率ω_i上，即ω_i∈{ω₁,ω₂,...,ω_N}；负载在此频率上呈现纯电阻性或近似纯电阻性；为限制临近频率的相互干扰，谐振角频率为ω_i的接收谐振器的线圈电感量L_Rj应满足：

Min(ω_iL_Rj|ω_i+1/ω_i-ω_i/ω_i+1|,ω_iL_Rj|ω_i/ω_i-1-ω_i-1/ω_i|)＞＞R_Rj

则负载R_Rj两端输出电压幅度为|V_Rj|＝ω_iI_iM_1j，与负载无关。